CN1117909A

CN1117909A - 含有木材成分特性的人造木材制造方法

Info

Publication number: CN1117909A
Application number: CN 94115451
Authority: CN
Inventors: 黄永清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-06

Abstract

本发明是有关于一种含有木材成分特性的人造木材制造方法，其主要是将废木料等经破碎、研磨成均一粒径的木粉，再经烘干后制成木粉添加料，以添加于PVC粉发泡配方中，投入高速混合机充分混合后，喂入压出机制成各种异形的人造木材压出制品，亦可依需要制成兼具有木纹的人造木材，整体上可制出具有含木材成分、特性，并降低其成本及燃烧后毒性、烟量等效能的人造木材。

Description

含有木材成分特性的人造木材制造方法

本发明是有关于一种含有木材成分特性的人造木材制造方法，尤指一种可制成具有木材成分、木纹、适当吸湿性、触感良好、低烟量、低毒性且廉价的含有木材成分特性的人造木材制造方法。

由于大自然生态的改变，人类大量砍伐木材，已使天然木材的取得变得日益困难，且价格节节高涨。利用塑料粉粒加入适当比例的发泡剂、安定剂等成分制成的人造木材已受到广泛重视。但一般塑料人造木材因大都以压出(EXTRUSION)方式生产，塑料粉粒经过加温熔融，再借由螺杆(SCREW)推挤经压出模、冷却定型模而制成成品。制成品由于在制作过程中受到螺杆、蜂巢板、压出模的捏合、阻挡，产生极大的背压，只能制成表面平滑、触感生冷的制品，因此无法如木材般具有良好的手感及自然木纹。

又一般人造木材用于建筑装璜、室内家具等用途时，倘若遇到火灾会释放出大量的浓烟及有毒气体，容易造成人员伤亡，以聚氯乙烯(PVC)为例，燃烧后会释出CO、CO₂、HCL等毒气。又一般人造木材无论采用自由发泡法(FREE—RISEFOAMPROCESS)或整体发泡法(CELUKAPROCES)，都是使压出物先形成一较坚硬的皮层(SKIN)，再借压出物内部因温度较高继续发泡的特性，制成表皮光滑但内部组织篷松的产品，无法具有良好的吸湿性，用于与人类皮肤直接接触的场所，例如扶手、床板等时，容易产生湿滑粘腻的情形。

所以，由以上可知，上述传统的人造木材，在实际使用上，显然仍具有若干不便与缺陷存在，而确需有待加以改善。

有鉴于上述传统制造方法的缺点，本发明人基于多年长期从事塑料压出、塑料发泡制品生产的实务经验及专业知识，针对前述缺点，经过潜心研究设计，并经反复试作及改良后，终于创设出本发明含有木材成分特性的人造木材制造方法。

本发明的主要目的在于，克服现有技术的缺点，而提供一种含有木材成分特性的人造木材制造方法，使其可制成具有木材成分、木纹、适当吸湿性、触感良好、低烟量、低毒性，且廉价的人造木材制品，除可有效改善一般人造木材的缺点外，还可充分利用回收废木材、余料、木屑等原来被废弃的木料，大幅度提高天然木材的利用率，并可解决废弃木料所造成的垃圾污染及处理问题，具有保护自然环境，提高人造木材制品附加价值的功效。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：一种含有木材成分特性的人造木材制造方法，包括破碎、加温、压出，其特征在于其制造流程为：首先将回收的废弃木料、木屑等先行破碎，再研磨成均一粒径的木粉，再将木粉以烤箱或其它加热设备去除水分充分干燥后，成为木粉添加料；在聚氯乙烯(PVC)发泡配方中加入10--70％木粉添加料，投入高速混合机充分混合后，喂入压出机，制成各种异型具有木材成分、特性的人造木材压出制品。

本发明的目的还可以由以下技术措施进一步实现。

前述含有木材成分特性的人造木材制造方法，其中所述的PVC发泡配方中，以K值较高的PVC粉掺入10--70％木粉添加料，投入高速混合机，经充分混合制成混合原料；再以K值较低的PVC粉掺入适当比例的色料，投入高速混合机经充分混合后喂入造粒机，制成木纹色粒；再将混合原料加入适当比例的色粒，混合均匀，喂入压出机利用混合原料及色粒因不同的熔融点及不同粘度，在相同压出条件下所造成的不同流速及不同熔融特性，制成含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材压出制品。

前述含有木材成分特性的人造木材制造方法，其中所述的PVC发泡配方中，以K值较低的PVC粉掺入10--70％木粉添加料，投入高速混合机，经充分混合制成混合原料，再以K值较高的PVC粉掺入适当比例的色料，投入高速混合机经充分混合后喂入造粒机，制成木纹色粒；再将混合原料加入适当比例的色粒，混合均匀，喂入压出机利用混合原料及色粒因不同的熔融点及不同粘度，在相同压出条件下所造成的不同流速及不同熔融特性，制成含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材压出制品。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本发明的主要特征是将废木料经破碎、研磨成均一粒径的木料，再经烘干后，依所需加入PVC粉中制成含木材成分、特性的人造木材，亦可依所需制成含木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材；本发明的另一特征在于，其制成的人造木材因在配料中加入10--70％的木粉，因此使用于建筑材料时，若遇火灾，可大幅度降低发烟量及毒气，减少人员的死伤；本发明的又一特征在于，以废弃木料制成木粉添加料后，以10--70％比例掺入PVC配方中制成人造木材，由于木粉添加料成本低廉大幅度降低了物料成本，相应使人造木材制品得以广泛使用，减少人类对天然木材的依赖。

由以上所述可知，本发明可制成具有木材成分、木纹、适当吸湿性、触感良好、低烟量、低毒性，且廉价的人造木材制品，除可有效改善一般人造木材的缺点外，还可成分利用回收废木材、余料、木屑等原来被废弃的木料，大幅度提高天然木材的利用率，并可解决废弃木料所造成的垃圾污染及处理问题，具有保护自然环境，提高人造木材制品附加价值的功效。综上所述，本发明含有木材成分特性的人造木材制造方法确可达到预期的目的及功效，其不仅深具环保、科学、经济等价值，更具有良好的实用性，其不论在制造方法、构造或功能上皆有大幅度改进，而具有创造性与使用性，实属对人类一项重大贡献；又本发明的配方、制作流程等均未见于相关行业及市场，为同类人造木材制造方法中未曾出现而确属首创，实为一具有新颖性、创造性及实用性的新方法。

本发明的具体方法、特征由以下实施例及其附图详细给出。

图1为本发明木粉添加料的制造流程图；

图2为本发明实施例一混合原料的制造流程图；

图3为本发明压出模多温度控制点的示意图；

图4为本发明实施例二混合原料的制造流程图；

图5为本发明实施例二色粒的制造流程图；

图6为本发明实施例二混合原料与色粒混合制成成品的制造流程图；

图7是本发明实施例三混合原料的制造流程图；

图8是本发明实施例三色粒的制造流程图。

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的含有木材成分特性的人造木材制造方法的具体方法、特征及其功效，详细说明如后。

首先，请参阅图1所示，为本发明木粉添加料的制造流程图，该木粉添加料的制造流程为：首先将回收的废弃木料、木屑或余料等先行破碎，再经研磨成均一粒径的木粉，再将木粉以烤箱或其他加热设备去除水分充分干燥后，即成为本发明的木粉添加粉(A)。依制成品所需特性的不同，本发明特将其分类为下列三种不同的制造方法，并分述如下。

实施例一：为含有木材成分、特性，不需木纹的人造木材制造方法，请参阅图2所示，其制作流程的步骤如下所述：

(1)将木粉添加料(A)以10％--70％适当比例(视制成品所需特性决定)与聚氯乙烯(PVC)粉一齐投入高速混合机(HENSCHEL)混合加温至100℃--115℃，使水分充分排除后，再计量投入适当比例约0.1％--1.5％的发泡剂、0.5％--5％安定剂及改质剂、0--15％可塑剂及适当比例的蜡、色粉等，经混合加温至100℃--125℃后，倒入冷却桶(慢速搅拌机)冷却至70℃以下为佳，即可得到混合原料(B)；

(2)将混合原料(B)喂入压出机；可视制成品的特性及成本效益的不同采用单螺杆压出机或双螺杆压出机，因混合原料(B)是未经造粒的粉状，故以采用双螺杆压出机为佳，压出机套筒(CYLINDER)温度从下料段起依序为：单螺杆压出机为130℃--195℃，双螺杆压出机为120℃--190℃；

(3)压出模(DIE)温度：以压出机套筒最末段温度±10℃--15℃为佳，发明人建议在不规则制品的模具时可采用多点温度单独控制，使其易于调整制品各部分的流速与熔融状态，如图3所示，其压出模(1)中的制品(2)由于断面复杂，肉厚不均，因此以多点(a)、(b)、(c)、(d)等温控，将可得到较佳的加工件；

(4)再经冷却定型模、拉引机制成成品。

实施例二：为含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材制造方法，请参阅图4至图6所示，其制作流程的步骤如下所述：

(1)依前述方法制作流程的步骤取得木粉添加料(A)；

(2)将木粉添加料(A)以10％--70％适当比例与K值(FIKENTSCHERK，一般俗称K值)较低的如K值60--66(P790-- P1100)的聚氯乙烯粉(PVC)一齐投入高速混合机(HENSCHEL)混合加温至100℃--115℃，使水分充分排除后，再计量投入适当比例0.1％--1.5％的发泡剂、1％--5％安定剂及改质剂、0--15％可塑剂及适当比例的蜡、色粉等，经混合加温至100℃--125℃后倒入冷却桶(慢速搅拌机)冷却至70℃以下为佳，即可得到混合原料(B1)(如图4所示)；

(3)取K值较混合原料(B1)高，如K70--80(P1290--P2000)的聚氯乙烯粉(PVC)，加入适当比例的安定剂、可塑剂、改质剂、蜡、色料(色料的选择视制成品所需显现的木纹颜色而定，一般以黑色、深咖啡等深色系列为主)，投入高速混合机(HENSCHEL)混合加温至100℃--125℃取出，喂入造料机制成色粒(C)(如图5所示)；

(4)将混合原料(B1)与适当比例(0.1％--5％)色料(C)混合均匀后喂入压出机，再依如实施例一所述经压出模、冷却定型模、拉引机等即可得到含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材产品成品(如图6所示)。

上述压出机的选择以长径比(L/D)22∶1--26∶1为宜，为求得清晰的木纹效果，发明人建议以单螺杆压出机其制成品的木纹效果最好。该实施例二的主要特点在于以值较低的PVC粉加入木粉(A)，并配合适当比例的安定剂、可塑剂、发泡剂等制成混合原料(B1)，再以K值较高的PVC粉并配合适当比例的安定剂、可塑剂、色料等制成色粒(C)。将混合原料(B1)与色粒(C)均匀混合后喂入压出机，利用混合原料(B1)与色粒(C)二者所含成分的差异，在相同的温度条件、机械条件压出加工时，所产生原料间的不同熔融点、不同流速、流量、粘度等差异性而使制品上出现清晰的木纹；并借由螺杆输送至蜂巢板段，遇蜂巢板阻挡而产生逆流或乱流的特性，更使清晰的木纹产生不规则性而获得既清晰又活泼的木纹。

实施例三：为含有木材成分、特性，并简具有木纹的人造木材制造方法，请参阅图7、图8所示，其制作流程的步骤如下所述：

(1)依前述方法制作流程取得木粉添加料(A)；

(2)依实施例二中步骤(2)的所述方法，但将K值较低的PVC粉换为K值较高的PVC粉，制成混合原料(B2)(如图7所示)；

(3)依实施例二中步骤(3)的所述方法，但将K值较高的PVC粉换为K值较低的PVC粉，制成色粒(C1)(如图8所示)；

(4)将混合原料(B2)与适当比例的色粒(C1)(0.1％--5％)混合均匀喂入压出机，再依实施例一所述经压出模、冷却定模、拉引机等即可得到与实施例二相同的含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材制品。

上述实施例二与实施例三的相关机械条件、操作条件均完全相同，其差别仅在于实施例二的混合原料(B1)是采用K值较低的PVC粉所制成，色料(C)则以K值较高的PVC粉所制成；而实施例三则反之，采用K值较高的PVC粉制成混合原料(B2)，采用K值较低的PVC粉制成色粒(C1)，利用混合原料(B1)、(B2)与色粒(C)、(C1)间的成分差异，在相同的温度条件、机械条件压出加工时所造成原料间的不同熔融点、不同流速、流量及粘度差异而产生在制品上出现清晰木纹。

本发明同时提出实施例二、三的着眼点，在于考虑PVC是石化工业下游产品，容易因战争、运输等因素导致局部缺料或价格波动而影响成本。在实际作业中，可以根据供需状况、价格状况机动选择以较低成本、来源较充裕的PVC粉(高K值或低K值)作为主要原料(即混合原料(B1)、(B2))，再以成本较高、来源较不充裕的PVC粉(高K值或低K值)作成色粒(C)、(C1)。因色粒(C)、(C1)所占比例微小，仅占0.1％--5％，如此可使物料采购调度非常灵活，并兼具有调节成本的功效。

本发明将废木料经破碎、研磨成均一粒径的木粉，再经烘干后，依实施例一所述可制成含有木材成分特性的人造木材。亦可依实施例二、三所述制成含有木材成分特性并兼具有木纹的人造木材，其所制成的人造木材因在配料中加入10％--70％的木粉，因此使用干建筑材料时，若遇火灾，可大幅度降低发烟量及毒气，减少人员的死伤。一般PVC制品在550℃燃烧时所产生的气体主要为CO、CO2与HCL，另有微量但含剧毒的光气(PHOSGEN)，其中HCL等氯酸系的气体为血液神经毒气，易导致急性中毒而加速死亡。而本发明所制成的人造木材，因大量减少了PVC用量(10％--70％)即相对减少了10％--70％氯成分，大大降低了燃烧后所产生HCL等氯酸系的剧毒气体，使火灾时人们有较长的逃生时间，而可大幅度降低伤亡率。再者，本发明是在废弃木料制成木粉添加料后以10％--70％的比例掺入PVC配方中制成人造木材，由于木粉添加料成本低廉(KG/NTD5.00--9.00)，大幅度降低了物料成本，相应使人造木材制品得以广泛使用，可减少人类对天然木材的依赖。

Claims

1、一种含有木材成分特性的人造木材制造方法，包括破碎、加温、压出，其特征在于其制造流程为：首先将回收的废弃木料、木屑等先行破碎，再研磨成均一粒径的木粉，再将木粉以烤箱或其它加热设备去除水分充分干燥后，成为木粉添加料；在聚氯乙烯(PVC)发泡配方中加入10--70％木粉添加料，投入高速混合机充分混合后，喂入压出机，制成各种异型具有木材成分、特性的人造木材压出制品。

2、根据权利要求1所述的含有木材成分特性的人造木材制造方法，其特征在于所述的PVC发泡配方中，以K值较高的PVC粉掺入10--70％木粉添加料，投入高速混合机，经充分混合制成混合原料；再以K值较低的PVC粉掺入适当比例的色料，投入高速混合机经充分混合后喂入造粒机，制成木纹色粒；再将混合原料加入适当比例的色粒，混合均匀，喂入压出机利用混合原料及色粒因不同的熔融点及不同粘度，在相同压出条件下所造成的不同流速及不同熔融特性，制成含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材压出制品。

3、根据权利要求1所述的含有木材成分特性的人造木材制造方法，其特征在于在所述的PVC发泡配方中，以K值较低的PVC粉掺入10--70％木粉添加料，投入高速混合机，经充分混合制成混合原料，再以K值较高的PVC粉掺入适当比例的色料，投入高速混合机经充分混合后喂入造粒机，制成木纹色粒；再将混合原料加入适当比例的色粒，混合均匀，喂入压出机利用混合原料及色粒因不同的熔融点及不同粘度，在相同压出条件下所造成的不同流速及不同熔融特性，制成含有木材成分、特性，并兼具有木纹的人造木材压出制品。