CN1638928A - Mdf制造技术 - Google Patents

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约瑟夫·施图茨
Dr.迪特尔·德林
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Abstract

本发明涉及一种由木纤维、木屑和/或锯屑制造结构构件，尤其是板的方法，其包括下述阶段：将胶粘剂涂布于木纤维、木屑和/或锯屑，压制带有胶粘剂的木纤维、木屑和/或锯屑以形成结构构件，尤其是板。

Description

MDF制造技术
本发明涉及一种由例如纤维或木屑等小木块(wood particle)制造的结构构件。并详细说明了一种制造结构构件的方法。尤其，本发明涉及完全或主要由木纤维制成的板。
从德国专家期刊HK1/99第74至75页的“Manufacture of MDF-Boards(MDF板的制造)”中已经知道了一种制造木纤维板的方法。将熟木屑供应至所谓的精制机(refiner)。在精制机中，利用磨盘对木屑进行加工以形成纤维，实际上，还施加另外的温度和压力。借助于蒸汽将纤维从精制机中移出并通过一个称为“吹洗管道(blow line)”的管道传送。在本文中，蒸汽压力约为10巴。温度约为150至160℃。在“吹洗管道”中加有胶粘剂。酚树脂、尿素树脂或由尿素和密胺制成的混合树脂可用作胶粘剂。在加入胶粘剂之后，“吹洗管道”变宽。这种变宽引起了湍流，从而胶粘剂与纤维混合。胶粘剂与纤维的重量比例约为22％。
“吹洗管道”通入干燥管的中部。干燥管具有，例如，2.60m的直径。空气吹过温度为160℃，最高为220至240℃的干燥管。在干燥管中，湿气从100％下降至8-11％。所得到的充满无水物质的蒸汽与纤维在后续的旋风分离器(cyclone)中分离并通过烟囱排放到环境中。
带有胶粘剂的纤维以层状的形式供应至成型机，在成型机中分两个阶段压制纤维。最初，进行预备压制。预压的纤维随后在供热的情况下在高压之下被压缩以形成板。如果在压制以形成板的过程中温度降低到低于150℃，例如达到140℃，本领域的专家可判断出板已经劈开。因此，在压制中，温度通常处于180℃的区域。
以下对有关木纤维板制造的其它已知资料进行简要地概述。从说明书EP 0 744 259 A2中可以得知一种用于纤维板制造的胶粘剂应用设备。从说明书US 5,554,330中可以得知一种用木材制造板的方法。文献GB 791,554公开了一种混合固体和液体组元的方法。一种用于将胶粘剂连续应用于木屑的设备在DE 41 15 047 C1中公开。木屑和纤维状材料与粘合剂的连续混合在DE-OS 1956 898中公开。说明书PCT/IB98/00607和WO 98/37147公开了胶粘剂从木材组元的恢复。预备蒸汽处理方法在DE-OS 44 41 017，US 11 17 95和丹麦专利No.0302/97中公开。
本发明的目的是降低生产成本。
本发明的目的是通过所要求的方法之一而获得的。按照该方法制造的板包括从属权利要求的特征。
根据一般的专家意见，木纤维板必须在150℃以上的温度进行压制，因为已经证明低于150℃的温度会导致表面缺陷。如果温度降至150℃以下，板会劈开并出现裂缝。如果在压制过程中温度超过150℃，由于所用胶粘剂和/或树脂充分硬化的结果，就能避免劈开。
本发明人已经证明，蒸汽只是在高温下出现，这是造成劈开的原因。如果由于温度足够低，根本没有产生蒸汽或者至少只是产生少量的蒸汽，那么就不会发生劈开。
令人惊讶地，也发现，通过在压制过程中选择足够低的温度也能避免劈开。在压制过程中没有产生蒸汽或者只是产生少量的蒸汽非常重要。已经证明低于120℃的温度就足够。优选地温度范围介于室温和95℃之间。尤其优选地，压制在达到60℃的温度下进行。压制的速率不会受到或者几乎不会受到热供应的影响。然而，如果例如木材组元只是在压制中达到温度，在压制中会发生延迟。此时，会发生延迟，因为加热需要时间。
如果带有树脂的纤维在例如200℃的温度下进行压制，那么通常所使用的树脂会完全或者几乎完全硬化。如果树脂与木屑、木纤维、锯屑或其混合物在低于120℃的温度下被压制在一起，那么树脂不会硬化或者只是少量硬化。本领域的熟练技术人员以前的看法是，树脂应当硬化以使得在例如由木材材料制成的板等结构构件中能得到无缺陷的表面。
所用树脂最初呈现低分子量组元的形式。硬化意味着低分子量组元彼此交联，从而形成稳定的网络。
按照本方法制造的结构构件与现有技术的不同，尤其，在于所用树脂没有被硬化。所用树脂可通过对产品的化学分析而检测出其处于没有改变或几乎没有改变的状态。因此，没有发生化学变化和化学交联或实际上没有发生化学交联。
在充分低温下制造的板，尤其，能用作半成品。在本发明的一个实施例中，板与装饰纸、抵抗纸(counteracting paper)和其它层压地板组元一起被供应入一种已知的压力机中，然后在150℃以上的温度进行压制，优选地在180℃以上。当温度导致产品损伤时，温度达到了上限。
以这种方式，不仅纸被连接到板，而且板中的树脂也被硬化。总而言之，实现了相当程度的成本节省，因为降低或者甚至完全取消了一个加热阶段。
按照本发明制造的板的通常密度约为650kg/m3。应当对板进行强烈地压制，以使得密度不会低于300kg/m3，优选地不低于400kg/m3，尤其优选地不低于500kg/m3，以获得稳定并且从而易于处理的板。板的密度通常低于1000kg/m3。
当板被压制以形成最终产品，例如一种用于层压地板的涂覆板时，其可以被压缩至密度高于1500kg/m3，尤其优选地高于2000kg/m3。所以，在一个示例性的具体实施例中，密度为2400kg/m3。
树脂在板中的重量百分比为，例如，约7.5％，如果所制造的板以面板的形式用作地板。对于门板，树脂的重量百分比通常为2.5％。为了制造符合EN438标准的板，树脂的重量百分比不得超过35％。为了经济的缘故，树脂的重量百分比不应超过约10％的限度。该方法仍然能起作用的重量百分比下限约为1％。
所用树脂是活性树脂，也就是说，树脂带有能化学地形成网络的组元。活性树脂的例子包括：固体或液体酚树脂，氨树脂，例如尿素树脂，密胺树脂，丙烯树脂，环氧树脂和/或聚脂树脂。
在本发明的一个实施例中，由木材制成的木屑首先被分离成固体和液体组元。使固体木材组元干燥并带有胶粘剂，也就是说，活性树脂。带有胶粘剂的固体木材组元随后被压制以形成模制体，例如板。
液体组元包括，尤其，木质素和半纤维素。在干燥期间的主流温度下，这些物质会产生放射物(emission)，这些放射物会引起臭气污染以及从而也引起了环境污染。通过在干燥之前分离这些液态组件，降低了在干燥期间和/或之后出现的相应放射物。也就相应地降低了板制造期间的环境污染。
液体组元优选地被除掉和/或在只有最小量放射物出现的温度下进一步被处理。如果液体组元的温度很高，尤其，如果温度高于90℃，那么将液体组元保持在与环境隔绝的气密系统中直到温度已经足够地降低。
在本发明的另一个实施例中，液体组元，尤其是木质素和半纤维素，用作一种胶粘剂，也就是说，根据本发明，这些组元与干燥的固体木材组元相混合。固体木材组元优选地被进一步处理以形成纤维或木屑。液体组元可以，例如，在一个所谓的搅拌器中与固体木材组元分离。上述组元，通常以下述比例获得：20至35％重量百分比的半纤维素，45至50％重量百分比的纤维素以及20至35％重量百分比的木质素。纤维素是木材的一种固体组元。
在一个实施例中，木屑首先置于一个衬垫螺旋(packing screw)中。木屑在被压缩状态下从该衬垫螺旋传送至一个蒸煮容器，于此它们在高压下被蒸煮。因此蒸煮容器被设计为高压。蒸煮容器中的压力为，尤其，至少1.2至2.2MPa(12至22巴)。根据现有技术，木屑一般只是在0.8至0.9Mpa的压力下蒸煮。由于蒸汽回火处理的结果，固体木材组元(纤维素)与形成液体组元的木质素和半纤维素分离。纤维素表现为固体形式。其它两个组元木质素和半纤维素为液体，并且基本上能用作胶粘剂。在本例中，胶粘力主要通过半纤维素而获得。
实际上，从WO 98/37147的说明书中已知，包含在木材中的木质素和半纤维素可以与固体组元分离并且随后用作制造MDF板的胶粘剂。然而，这种方法的缺点是强烈的放射物，其会污染生产地点附近的环境。根据本发明，降低了放射物的问题，因为液体组元与木材的固体组元在气密容器中进行分离。液体组元被分离并且最初保留在，例如，一个与该容器连接的气密系统中，实际上，至少在液体的温度足够高从而会引起强烈的放射物时。液体组元分离之后，它们被大幅度地冷却并且只是在相对较低温度下才从气密系统中移除，例如，以进一步处理，尤其是通过喷嘴喷射到纤维上。因此液体组元在离开气密的并且因此也气味密封的系统之前被显著地冷却到，尤其，至少30℃，优选地50℃。在这种相对冷的条件下，显著降低了气味的扩展。因而从气密系统中移除液体就不关键了。
液态组元可以用作胶粘剂。这是以与环境友好的方式获得的，因为木材的液体组元只是在低温下从气密的并且因而也气味密封的系统中移除，尤其在显著低于100℃的温度，尤其低于70℃，特别优选地低于50℃，并应用于纤维，例如，在这种冷却条件下。因而能以特别经济的方式降低环境污染。
气密系统由容器连同连接管道一起构成。另一个可用于比如冷却的容器也可构成气密系统的一部分。
在根据现有技术的处理中，胶粘剂在干燥管内不希望地经受了温度处理。从大约80℃起，胶粘剂实际上被不利地受压和/或活化。活化的胶粘剂不再能用于后续的压缩胶合固体木材组元以形成板的处理阶段。
在上述提及的现有技术下，降低了胶粘剂的活性组分。在纤维—胶粘剂混合物从干燥管移除之后，在原本通常22％重量百分比可用的胶粘剂中，只有1至8％重量百分比的可用。根据本发明，胶粘剂在相对冷却的条件下应用于固体木材组元。这就避免了胶粘剂的任何无需的、过早的和大量的活化。
目前一种基于甲醛尿素的胶粘剂用于HDF板、MDF板和刨花板中。如果这些板用于地板，则在胶粘剂中加入密胺。这样可以防止由于潮湿而出现的泡胀。
这里的问题是一些胶粘剂在实际处理阶段中由于热处理而损坏。因此一个缺点就是需要往纤维或木屑中加入相当多的胶粘剂，比为了在压力机中在热供应之下压制纤维或木屑以及为了获得所需成果(例如MDF板)需要更多。目前，每立方米MDF板能包含大约60kg的胶粘剂。如果胶粘剂在相对冷却的条件下应用，那么这个数量可以显著地降低。
在本发明的一个实施例中，以上述方式获得的液体组元，半纤维素和木质素，作为胶粘剂在冷却或冷条件下应用于固体木材组元。在冷却或冷条件下，这些组元能有利地与另一种胶粘剂混合。在本例中，另一种胶粘剂不是从木材的液体组元中获得。半纤维素和木质素在以这种方式制备的胶粘剂混合物中的重量百分比优选地不超过20％。此外，混合物尤其包含一种基于甲醛尿素的胶粘剂。另外，也能使用现有技术中具体说明的胶粘剂。
如果使用了一种其中包含了重量百分比超过20％半纤维素和木质素的胶粘剂混合物，那么压制胶合纤维以形成板的压制时间(附加使用了现在可用的普通合成胶粘剂)就会相对较长。因此将半纤维素和木质素与另一种胶粘剂或胶粘剂混合物相混合是更经济的。一方面，可以节省普通胶粘剂，另一方面，这种方法不会相对地延长从而导致因为较长的压制时间而不够经济。半纤维素和木质素百分比在经济上有意义的上限取决于与半纤维素和木质素相混和的胶粘剂的活性。因此，所述重量百分比20％的上限只代表一个指导数值或者基于现有经验的相应数值。
在本发明的一个实施例中，固体木材组元首先被干燥，然后将胶粘剂与干燥组元在显著低于干燥温度的温度下相混合，尤其低于100℃。这就避免了将胶粘剂暴露在干燥期间出现的不希望有的相对热的温度之下。
在现有技术中，胶粘剂也形成放射物。由于现在胶粘剂不再暴露于热的干燥温度之下，而是在相对冷的温度下应用于固体木材组元，也就避免了从胶粘剂产生的放射物。在干燥器和/或干燥管中，只是水被干燥，而不是化学物质。由此产生了相应的环境优点，因为干燥空气没有不利地带有如现有技术中源于胶粘剂的气味。因此，板的制造更加环保。这个实施例有着另外的优点，即胶粘剂部分在干燥过程中没有被不利地激活，并且因此导致不能用于形成板的木材组元的实际胶合。
尤其表现为纤维或木屑形式并被干燥的固体木材组元也有利地不带有木材的液体组元，并且在上述实施例中也不带有胶粘剂。因此相应的液相也不会在干燥器中干燥。和现有技术相比，可获得相当程度的能量节省。能量的节省不仅产生了相当的成本优点，而且也保护了自然资源并且因此也保护了环境。
因为胶粘剂只是在干燥之后才应用于木材组元，降低了制造板所需要的胶粘剂量。可以获得降低至40至55kg/m3的板。板的这个数值通常约为50至52kg/m3。
为获得纤维或木屑适当胶合的一个基本参数是固体木材组元与胶粘剂的“适当”比率。因此，在根据本发明的方法的一个实施例中，固体木材组元在应用胶粘剂之前被供应至一个称重皮带机。在称重皮带机上，固体木材组元不仅借助于循环传送带被传送，而且也被称重。于是，可以获得有关在下述阶段中加入到木材固体组元中的胶粘剂的信息。
固体木材组元借助于称重皮带机被传送至后续设备。在一个实施例中，在传送过程中测量、记录并存储所供应的固体木材组元重量的可能波动。这些数据被处理并可用作调节胶粘剂数量的参数，胶粘剂随后应用于固体木材组元。
在本发明的一个实施例中，在称重皮带机上的传送速度以如此地方式受控以使得将均匀量的固体木材组元供应至下游的胶粘剂应用设备(在其中使固体木材组元带上胶粘剂)。通过改变供给器的速度，可以将恒定量的材料供应至下游设备。表现为纤维或木屑形式的固体木材组元的重量可以以极小的梯度进行记录。这使得可以以例如±1％的准确度均匀供应固体木材组元。
以均匀的方式使固体木材组元带有胶粘剂很不容易，尤其是当固体木材组元表现为纤维的形式。纤维板形式的纤维倾向于聚集在一起。因而很难将胶粘剂均匀地分布在纤维上。在本发明的一个实施例中，胶粘剂的应用是在一个混料器中进行的，在混料器中胶粘剂和固体木材组元彼此混合。
在本方面的一个实施例中，混料器提供了用于冷却其壳体的装置。为此，在一个特别简单的实施例中，提供了一个至少局部双壁的壳体，例如一个形成了混料器壳体一部分的双壁管。通过双壁壳体供应一种冷却的液体，例如，冷却水，以冷却混料器或分别冷却其壁。由于冷却的结果，在壁上形成一层冷凝水。从而就达到了冷却。由于冷凝水层的结果，带有胶粘剂的固体木材组元就不会粘附到壁上以致堵塞混料器。
根据本发明的一个实施例，固体木材组元在干燥之后以平面的方式扩展开来，形成一种薄层或织网。如果固体木材组元表现为纤维的形式这是尤其适合的，因为由纤维很容易形成织网和/或薄层。然后将胶粘剂添加到薄层上，尤其是喷射到薄层上。优选地，喷射空气—胶粘剂混合物，以保证胶粘剂最均匀的可能分布。由于薄层形成的结果，胶粘剂均匀地分布在固体木材组元上。如果固体木材组元表现为纤维的形式这是尤其适合的。
在一个实施例中，由固体木材组元形成的薄层或织网被供应入混料器。然后空气—胶粘剂混合物通过喷嘴被吹到薄层或织网上。因此胶粘剂通过喷嘴被供应至薄层或织网上。此后，薄层或织网优选地以不接触的方式传送通过混料器。不接触的传送有利地防止了固体木材组元粘附到壁上。因此降低了杂质的问题以及相关成本。
胶粘剂与空气一起被吹入干燥的固体木材组元中，尤其是在40至70℃的温度下，优选地在55至60℃的温度下。这意味着胶粘剂形成了干燥的外表皮。因此，它只是最小程度地被活化。于是，固体木材组元和胶粘剂的后续混合物不会粘附到例如混料器的内部中的传送装备和设备上。
因为和现有技术相比，胶粘剂暴露于更低的温度，就可能使用更活化的胶粘剂。此外，可以降低化学物质(比如甲醛)的比例。这样会产生更好的环境优点。
在本发明的一个实施例中，使胶粘剂与加热的空气一起形成湍流，并且将这种空气—胶粘剂混合物供应到干燥的固体木材组元，例如纤维或木屑。例如与胶粘剂和干燥的固体木材组元一起通过小室(cabin)或单元(cell)供应至混料器的加热空气在一定程度上活化了以这种方式形成的胶粘剂液滴的表面。于是，就适当地防止了固体木材组元粘附到下游设备(例如混料器的壁)上。否则，例如在非常短的时间间隔后，就需要清理混料器，从而就会不利地中断生产。这样也将招致不希望的清理成本。考虑到胶粘剂轻微活化的缺点，必须衡量关于上述的相当的经济上的缺点并相互权衡。只需几个实验，本领域的技术人员就能确定胶粘剂表面应当活化的程度，以获得最优的经济结果。活化胶粘剂的比例和现有技术相比通常很小。
在本发明的一个实施例中，为了方便后续处理阶段，在胶粘剂已经借助于适于此目的的设备加到干燥的固体木材组元(例如纤维或木屑)之后，对胶粘剂的自由表面稍微进一步活化。在胶粘剂已经加入到干燥的固体木材组元(也就是纤维或木屑)之后，尤其在离开混料器之后，带有胶粘剂的固体木材组元优选地被传送入上升管，该上升管为，尤其，10至30m长，优选地约20m长。上升管的直径为，尤其，1至4m。
上升管优选地也被冷却并且也是，例如，双壁的，以使得在两壁之间允许冷却液流。再一次，目的是在上升管的内壁上形成一层冷凝水，以使得胶合的固体木材组元不会粘附到壁上。
胶合的固体木材组元可以借助于空气或气流以一种特别简单的无接触方式传送通过上升管。
已经表明，固体木材组元，尤其是表现为纤维形式的，应当以至少25m/s的速度传送通过上升管，优选地至少35m/s。在较低的速度下，纤维或木屑将会更强烈地粘附于上升管，尽管已经采用了上述措施。于是，上升管将会被无谓快地污染。在较低的速度下，上升管必须在8小时之后进行清理。通过调整适当的速度，清理周期被延长到7至8天。因此，上升管只需一周清理一次。
带有胶粘剂的固体木材组元被吹过上升管的最大速度取决于设备和/或下游设备的性能。考虑到这一点，必须考虑到下游装备和/或设备必须能处理进入量的固体木材组元。实际上，目前，可以毫无困难地实现40m/s的上限。从50m/s开始，当前使用的下游装备就会过载。只要下游装备具有更高的性能，就可以增大速度上限。原则上，上升管中更快的传输速度是有利的，因为这样减少了污染以及相关联的中断生产的问题。
提供上升管意味着，胶粘剂在表面上又被一定程度地活化，以便允许以适当的方式实施后续处理。因此上升管的长度应当由本领域的技术人员确定为使其适于胶粘剂活性的预定程度。本领域的技术人员在设计过程中应当考虑到通过上升管的传输速度。
在将胶粘剂添加到干燥的固体木材组元之后，尤其，在上升管中的胶粘剂部分活化之后，带有胶粘剂的固体木材组元被传输到旋风分离器中。此时，由于上述措施，胶粘剂的表面已经充分地被活化，因此其不会附着在旋风分离器中。在旋风分离器中，固体木材组元被分离并且由传输装置(例如传送带)传输到下一处理阶段。固体木材组元在旋风分离器中与空气分离。在一个实施例中，传输装置将固体木材组元传输到筛分设备中。在筛分设备中，固体木材组元被筛分出粗大组元。任何粗大组元都被自动除去。粗大组元包括，例如，胶粘剂团块。
从筛分设备，固体木材组元由皮带传输到压力机，在该处它们被压缩以形成板。压力机优选地由彼此相压的适当调节的循环压制带构成。这样使得可以连续压制。温度应当由本领域的技术人员根据相应的胶粘剂进行调节。根据一个实施例，能量和所得的两个压制带的温度选择为不相同，以防止所制造板的变形。然而，根据本发明，完全也可以省略压力机的调节。
在本发明的一个实施例中，将胶粘剂供应到固体木材组元的喷嘴优选地设计为圆锥形。那么胶粘剂从圆锥体的末端以液滴的形式出现，从而有利地促进和改善了胶粘剂的均匀分布。
为了避免清理工作以及关联的生产中断，应当注意到，例如从喷嘴出现的胶粘剂不与下游工具(例如置于混料器中的工具)相接触。因此胶粘剂优选地被朝着固体木材组元导向(尤其是喷射)，以获得最均匀的可能分布。另外，尤其重要的是，保证喷嘴和混料器中的下游工具之间的足够距离。实际上，已经表明，混料器中工具和喷嘴之间的距离应当至少为1m，优选地至少2m，如果胶粘剂在水平方向上喷射的话。然后固体木材组元在混料器的开始处被垂直地引入并且在混料器中再次在水平方向上传输。当然，所述实际距离值只是涉及一个单独的实例性情况。它们并不是普遍适用的，因为这些值从根本上来说取决于胶粘剂从喷嘴出来的速度。
如果空气—胶粘剂混合物被喷向固体木材组元，有利地同时提供一个气流，借助于该气流，固体木材组元能最初以最小可能的接触地被吹向并穿过下游设备(例如混料器或上升管)。原则上，也可以用其它气体代替空气。
还使用了用来使固体木材组元和胶粘剂混合的搅拌设备，尤其，用作混料器中的工具。
为了获得好的效果，固体木材组元以薄层的形式带到喷嘴的前面。因而，除了所述优点之外，这还防止了胶粘剂被喷射到混料器中从而污染那里的工具。否则，固体木材组元将附着至工具，并且混料器将在很短的时间内堵塞并且需要以很短的时间间隔进行清理。
在一个实施例中，混料器中的工具固定至中心装配轴并且由星形伸出的杆构成，每个杆归并在一个类似于桨板的平面区域中。总而言之，每个星由例如四个工具形成。两个工具相应地围成90°的角。桨板相对于流过混料器的气流对角地布置。因此，在空气中形成了湍流，从而使固体木材组元与胶粘剂很好地混合。几个由工具形成的“星”以规则的间隔固定至轴。然后固体木材颗粒被传输通过平行于轴的混料器。通常，工具是特别设计的以在固体木材组元附近的空气中引起湍流。因此螺旋桨形工具或用作螺旋桨的工具是优选的。
优选地按如下由固体木材组元形成薄层。
传输装置，例如传送带和/或称重皮带机，在末端设有至少一个辊，优选地一个以上。固体木材组元穿过辊。尤其，辊彼此相压。保留在两辊之间或者一个辊与相邻表面之间的缝隙通常是不成问题的。固体木材组元在通过辊时形成薄层或薄毡。因此由辊形成了薄层的形式。
在本文中，优选地使用传送带，因为这保证了将具体地完全或主要表现为纤维形式的固体木材组元均匀地供应到辊上。在一个实施例中，使用称重皮带机控制供应到辊的速度，从而将格外恒定量的固体木材组元供应到辊上。根据现有技术，在板的制造中通常使用蜗杆来传输固体木材组元。然而，固体木材组元相对不均匀地离开蜗杆。这样将从固体木材组元形成相应不均匀的薄层。厚度和宽度均匀的薄层是优选的以获得胶粘剂的均匀分布。这也意味着薄层可靠地将喷射的胶粘剂与下游工具分离。
尤其，压在一起的辊或者其间用于产生薄层的缝隙，防止了具体地完全或主要表现为纤维形式的固体木材组元以软块(wad)或浆块(clump)的形式传输。这样会不利于胶粘剂希望的均匀应用。
在一个实施例中，为了处理足够大量的固体木材组元以形成薄层并且获得特别均匀的薄层，提供了两个以上的辊，固体木材组元被导向通过该辊以形成薄层。辊优选地彼此偏移地叠置，其方式使得辊和传输介质(例如传送带和/或称重皮带机)之间围成一个锐角。因此，能将足够的材料供应到传输介质(例如称重皮带机)，从而均匀地处理足够大量的固体木材组元。
实践表明，为了由固体木材组元形成薄层，总共有四个辊是特别优选的，随后以机械的方式将胶粘剂应用至固体木材组元。
由此由固体木材组元构成的薄层被导向入混料器或者混料器前面的开口，优选地对应于混料器壳体的最大宽度，例如，所述管的直径，其同时形成了混料器的壁。这就保证了混料器的整个宽度都由薄层所覆盖。否则，胶粘剂可能会通过薄层旁边的剩余开口喷射到混料器的内部，并且将会出现上述污染问题。
如果混料器的整个宽度没有被覆盖，胶粘剂不仅会喷射入混料器，并且任何置于边缘处的固体木材组元将会被更强烈地拖拉并且会形成团块。这将损坏材料的质量并且会带来相应的生产问题。材料将不得不以不利的且增加成本的方式重新处理。
实践中，混料器的侧壁优选地被冷却到7至15℃，尤其是10至12℃。这意味着一层冷凝水会沉积在壁上。冷凝水层避免了胶粘剂粘附于壁上。
上述温度也适于在上升管内壁上形成一层冷凝水。
由于其中为了让带有胶粘剂的纤维传输通过混料器而提供了气态介质(例如空气)，在本发明的一个实施例中，供应胶粘剂的喷嘴布置为距离混料器壳体一定距离。在此例中，喷嘴置于混料器壳体的开口之前。于是在喷嘴和开口之间保留有一个间隙或环形间隙，由此空气被吸入并且因此能以适当的方式供应。另外，在这个实施例中，通过间隙或环形间隙引入的空气能被预热以便在混料器中获得预定温度，尤其是提高胶粘剂在表面的预定活性。
在一个实施例中，混料器内部的工具固定至一个轴。在这种情况下，供应胶粘剂的喷嘴布置为绕着该轴呈环形，从而将胶粘剂均匀的供应至纤维。然后，纤维或各个由纤维构成的薄层优选地垂直于该轴在喷嘴和工具之间传输。根据混料器的直径，喷嘴布置为呈现一行或多行的环形。对于相应较大的直径，混料器的整个开口通过绕着轴呈环形布置第二行喷嘴而喷射胶粘剂。
在本发明的一个实施例中，玻璃纤维或合成材料纤维另外添加至由固体木材组元构成的纤维中。这些纤维尤其在混料器中或者在紧接着混料器之前加入。因此，能制造出特别良好的板状模制件，例如，用作机动车辆中的内衬(interior lining)。这种模制件可用于汽车工业中，例如，作为帽架(hat shelf)。在这方面，层状系统只是承受预备压制就已足够。无需再进行最终压制。
汽车工业不需要在数量上能与大规模的正常、经济的纤维制造相比的模制件。因此，与MDF板(用于制造面板)一起制造模制件(尤其是用于汽车工业)是更经济的，以大规模地利用纤维数量。用于面板制造的木纤维板具有彼此平行并且平坦的上面和下面。这些板为几个毫米厚。它们通常不包含合成材料纤维或玻璃纤维，因为除了平表面之外无需实现其它特殊的形式。
在制造模制件的过程中，例如德国专家周刊HK 3/88第278页中的锐边是很成问题的。锐边易于损坏。通过用玻璃纤维或合成材料纤维增强可以避免或显著减少这种问题。
所述类型的模制件也用于家具工业。例如，对于因为设计的缘故而以特殊方式成形的门而言，就需要这种模制件。
与由纤维构成的板相比，例如，用作地板面板的载体、模制件的MDF板或HDF板，只需经过预备压制。预备压制在比最终压制阶段显著较低的温度下进行。预备压制压力可以只是最终压制阶段中压力的三分之一。最终压制阶段可在75至80kg/cm2的压力下进行。
玻璃纤维和/或合成材料纤维在模制件中的重量百分比可达到25％，优选地达到15％，以获得有利于成本的结果。至少应使用重量百分比为1％的玻璃纤维，优选地至少为5％。
即使不考虑根据本发明的其它所述措施和特点，与现有技术相比，从用于制造模制件的木纤维中将用于制造面板的MDF板或HDF板的木纤维分离出来也是特别经济的。
在本发明的又一实施例中，带有胶粘剂的固体木材组元布置为层状——例如，在传送带上——并充满了热蒸汽，例如，通过蒸汽冲击(steam shock)。此后，在压力机中压制该层——例如，在两个彼此相压的循环带之间——以形成板。本发明特别适用于纤维板的制造。
在一个实施例中，该层的两个主要外表面用蒸汽从外面进行处理。这可以在层的预备压制或压缩的同时进行。例如，固体木材组元层可借助于可渗透蒸汽的传送带在两刚性板之间传输。一板置于传送带之下而另一板置于传送带之上。两板之间的距离可在传输方向上减小，从而压缩该层。该层通过置于板中的喷嘴用蒸汽充满。那么层的表面区域中的湿气就会增加，尤其重量百分比至少为2％，例如，直到4％，并且因此，例如，从7％直至9-11％。蒸汽的温度通常为100至130℃。
由于蒸汽处理的结果，增大了向着该层中间的热传导性。总的来说，这改进了压制性能并且因而降低了压制时间。
在一个实施例中，由带有胶粘剂的固体木材组元制得的层或者已经压缩的层可以被劈开从而形成，比如，两个彼此叠置的层。为此，该层例如在传送带上进行传输。在传送带之上横截该传送带地布置一条带或导轨，其方式使得其劈开置于传送带上的层。以此方式置于两层之间的蒸汽处理设备连接至该条带或导轨。劈开得到的两层的相邻侧面，或者至少其中之一，如上所述那样被蒸汽处理，以允许更快速的压制时间。这样蒸汽处理之后，顶层置于下层上。蒸汽处理的层被传输入压力机并在此被压缩以形成板。
蒸汽处理意味着紧接着压制之前和/或压制期间对带有胶粘剂的纤维进行直接或间接的快速加热。
在制造用于地板的面板时，使面板具有硬的外层和软的内层也很重要。因而，可以有利地减少，例如，脚步噪声。如果表面以指定方式被蒸汽处理，并且内部区域保持相对干燥，然后表面以指定方式进行压缩。其原因是，尤其，潮湿材料比干燥材料更容易压缩。如此，因而表面区域以指定方式被压缩。预备蒸汽处理也允许对于温度过程的控制。于是，能以改进的方式获得与中间层相比更硬的外层。
另外，可以在蒸汽中加入有助于硬化的添加剂。如此，如果在压制之前对表面进行蒸汽处理，就能改进预定的硬表面。
如果存在更硬的覆盖层，这些就可相对薄。总的来说，因此就可以节省同样板厚的材料，因为软的中间层由相对少的材料所制造。
以下将参考下述附图对本发明进行更详细的描述。
图1示出了其下游带有混料器2的称重皮带机1的剖面图。如箭头3所示，由木屑制成的干燥纤维通过壳体4的开口供应至称重皮带机1。斜面5将进入的纤维朝着称重皮带机的皮带导向。
称重皮带机计量并控制朝着三个辊6传送的物料量。三个辊6彼此上下布置并偏移，其方式使得它们与称重皮带机1形成一个锐角。置于称重皮带机之上的纤维被传送入这个锐角。它们穿过旋转的辊6。因此，纤维形成一个薄层，该薄层由于重力作用而沿着箭头7竖直向下地传送。这样，薄层进入多个喷嘴8和工具9之间的混料器2中。
混料器由一个管状壳体构成。壳体由双壁10和11形成。在壳体内部中央设置有轴12，工具9固定于其上。工具9与轴12成直角。在所有情况下，四个桨状工具9以星形组合在一起。这些组合工具中的几个以相同的间隔固定于轴12上。由纤维构成的薄层所进入的前部区域中没有工具。这保证了在工具9和喷嘴8之间具有足够大的距离。之所以要求这个距离是为了使得在操作期间从喷嘴8喷出的胶粘剂不会直接撞击工具。
混料器壳体的直径对应于开口的宽度，由纤维构成的薄层通过该开口被引入混料器中。薄层的宽度适合于开口的宽度。喷嘴8布置在绕轴12呈半圆形的上部区域中。于是，一方面，薄层均匀地带有胶粘剂，另一方面，从喷嘴8喷出的胶粘剂不会直接撞击混料器的部件。在喷嘴8和壳体10、11之间有间隙，从而形成环形间隙。空气从这个环形间隙吸入。于是，形成了空气—胶粘剂混合物。带有胶粘剂的薄层(换言之，主要或完全由纤维形成的织网)由空气流平行于轴12地传送通过混料器2。在传送过程中轴以及工具9旋转。在这个阶段，胶粘剂进一步与纤维混合。冷却的液体穿过双壁的两壁10和11之间从而引起在混料器内部的内壁上形成冷凝水层。
图2示出了混料器平行于轴12的正视图。为了简单起见，只示出了两个工具9。尤其，图2示出了上部区域中一单排呈半圆形布置的喷嘴。
图3示出了本方法一个实施例的概要图。
来自锯木厂和工业用木料的形式为树干、树枝和/或母材的落叶或松柏木料用作原材料。木料首先在切碎设备31中被切成约20×5mm的木屑。这些木屑也可以直接来自于种植园或来自于锯木厂。可以对木屑进行筛选以分离特别小或特别大的颗粒。当木屑已经归类为适当的大小，可以清洗它们以去除粘附的杂质，(具体地，沙子和泥土)。这样就保护并防止损伤后续制造和加工阶段中的切割设备和其它工具。
提供于料仓32中的锯屑可以有利地重新利用。
木材组元由传送带从切碎设备31和从料仓32传送到一个漏斗形的预备—蒸汽—处理容器中。
供应品的比例通常约为6∶4(60％重量的木屑；40％重量的锯屑)。以这种方式，也重新利用了锯屑。这样使成本进一步降低，因为节省了原材料的供应。木屑的比例应当是占优的，因为纤维以及一个后续阶段中的纤维织网(mat)能由这些木屑形成，从而提供了机械稳定性。因此无需遵守锯屑比例的下限。
在预备蒸汽处理容器33中，木材组元经受预备蒸汽处理并加热到60至70℃，从而被混合。然后例如借助于衬垫螺旋将木材组元供应至蒸煮器34。在蒸煮器34中，在11至16巴的压力以及140至180℃的温度下加热木材组元大约2-3分钟。压力和温度选择为使得发生液体和固体木材组元的分离。
液体组元与固体组元分离并供应入一个气密地连接至蒸煮器34的管道35。
固体组元供应至纤维精制机36(精制机或纤维分离机)。纤维精制机36通常包括由马达驱动的一个定子和一个转子。此处，固体木材组元被破碎成纤维。
在一个实施例中与锯屑混合的纤维气动地供应至干燥管37。以下段落中的纤维不考虑上述情况。在干燥管37中，纤维在160至220℃进行干燥。因为液体木材组元已经除去了，所以可以相对较快地并且有利于节省成本地进行干燥。
纤维从干燥管被传送至分离蒸汽的旋风分离器38中。纤维从底部移除。纤维的温度那时通常为50℃。随后在胶粘剂应用设备39中在相对冷的温度下将胶粘剂机械地应用于纤维。随后得到的胶合纤维的温度通常为35至40℃。
然后将胶合纤维传送至一个或多个筛选设备40。在一个实施例中，筛选设备40包括加热设备以将纤维加热到55至60℃。如果板要在例如80℃的温度下进行压制，那么优选地升高温度。从而可以加速压制阶段，因为所需温度无需专门借助于加热的压力机而达到。较短的压制时间会导致生产能力增大或具有循环带的压力机的采购成本降低，因为这些带可以缩短。这种压力机所需空间变小，这也有助于降低成本。
随后将预胶合的纤维供应至一个或多个分离设备41。预胶合的纤维从分离设备41传送至分布站(spreading station)42。分布站42将预胶合的纤维放置在传送带上。传送带将纤维传送至预备压力机44。纤维在这里以这样的方式被压缩从而受到预备压制。预备压力机包括有循环带，纤维穿过循环带之间并从而被压缩。此后，纤维穿过包括了不同设备的造型管(moulding tract)45，其保证纤维以所需形状呈现。此处，从上面和/或下面用蒸汽对纤维进行处理。可平行于传送带将纤维劈开以使得它们的内部能受到蒸汽处理。
最后，将纤维传送至由两个彼此相压的循环钢带构成的主压力机47。在此处，在例如80℃下进行压制。
然后借助于锯切设备48锯切板并将其传送至夹持设备49。在夹持设备中，板以不相互接触的方式被夹持。在这种情况下对板进行冷却。
供应至管线35的分离的液体组元在气密系统中被冷却。当这些液体组元已经充分冷却时，它们被处理或供应至胶粘剂应用设备39。
此后，对板进行进一步加工，例如，以形成面板(panel)。然后可以例如用供应至压力机的纸和层系统对板进行覆盖。在压力机中，层系统在高于150℃(例如，180℃和230℃之间)的温度被压缩。那么所用树脂会硬化。再将板锯切并通过磨铣使其具有连接元件。面板就可以用作墙壁或地板的覆盖物。如果面板用作地板覆盖物，它们的装饰顶面上提供有一层耐磨透明层。

Claims (37)

1.由木纤维、木屑和/或锯屑制造结构构件，尤其是板的方法，其包括下述阶段：
-将胶粘剂涂布于木纤维、木屑和/或锯屑，
-压制带有胶粘剂的木纤维、木屑和/或锯屑以形成结构构件，尤其是板。
2.如权利要求1所述的方法，其中压制在120℃以下的温度进行，优选地在95℃以下，特别优选地在60℃以下。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中活性树脂专门地或主要地用作胶粘剂。
4.如前述任一权利要求所述的方法，其中尿素树脂、密胺树脂、丙烯树脂、环氧树脂、聚酯树脂或者它们的混合物用作胶粘剂。
5.如前述任一权利要求所述的方法，其中所用胶粘剂的比例选择使得在所制造的产品中胶粘剂的重量百分比不超过35％，优选地20％，特别优选地10％。
6.如前述任一权利要求所述的方法，其中木纤维、木屑和/或锯屑在一个气密系统中被破碎成固体和液体组元，该液体组元与该固体组元分离并在低于90℃的温度下从该气密系统中移除，尤其低于70℃，特别优选地低于50℃。
7.如前述任一权利要求所述的方法，其中胶粘剂在低于100℃的温度下涂布于木纤维、木屑和/或锯屑。
8.如前述任一权利要求所述的方法，其包括下列阶段：
-在干燥设备中干燥木纤维、木屑和/或锯屑，
-在冷却的温度下，在干燥设备外面将胶粘剂涂布于干燥的木纤维、木屑和/或锯屑，
-压制带有胶粘剂的木纤维、木屑和/或锯屑以形成结构构件。
9.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
通过将一种胶粘剂-气体混合物喷到纤维上而将胶粘剂涂布于木纤维、木屑和/或锯屑。
10.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
胶粘剂以每立方米结构构件45至55kg的量涂布。
11.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
在涂布胶粘剂之前，将木纤维、木屑和/或锯屑置于称重皮带机上，并且以如此的方式控制该称重皮带机以及胶粘剂的涂布，以使得在胶粘剂的涂布过程中胶粘剂与木纤维、木屑和/或锯屑的量的比例基本上保持不变。
12.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
带有胶粘剂的木纤维、木屑和/或锯屑彼此混合和/或搅拌，尤其，在一个具有冷却的壁的混料器(39)中。
13.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
纤维形成为一个薄层或织网，并且胶粘剂涂布于该薄层或织网或者被引入该薄层或织网中。
14.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
胶粘剂与加热的空气一起涂布于木纤维、木屑和/或锯屑，尤其在40至70℃的空气温度下。
15.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
胶粘剂与硬化剂一起涂布于木纤维、木屑和/或锯屑。
16.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
在涂布于木纤维、木屑和/或锯屑之后，胶粘剂只是在其表面上有限程度地初始激活。
17.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
带有胶粘剂的木纤维、木屑和/或锯屑被吹入上升管。
18.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
木材被破碎成固体组元和液体组元，并且该液体组元作为一种胶粘剂涂布于木纤维、木屑和/或锯屑。
19.如前述权利要求所述的方法，其特征在于
该液体组元在涂布之前被尤其冷却，到至少30℃，优选地到至少60℃。
20.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
该胶粘剂中包含有木质素和半纤维素，尤其，其重量百分比达到20％。
21.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
将合成材料纤维和/或玻璃纤维加入木纤维、木屑和/或锯屑。
22.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
制造出板状的模制部件。
23.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
木纤维、木屑和/或锯屑在紧接着压制之前被充入蒸汽。
24.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
用于地板面板的MDF和/或HDF板以及模制件同时制造，并且所用的纤维来源于同一设备，尤其来源于同一研磨设备。
25.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于
压制的结构构件至少被带有树脂的纸所覆盖并且在压力机中于150℃以上的温度进行压制，优选地于180℃以上的温度。
26.完全或主要由带胶粘剂的木纤维、木屑和/或锯屑制成并压缩在一起的结构构件。
27.如前一权利要求所述的结构构件，其特征在于
该结构构件中胶粘剂的比例为45至55kg/m3，尤其是50至52kg/m3。
28.如前面两个权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
板中的胶粘剂由非硬化树脂构成。
29.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
例如尿素树脂、密胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂等活性树脂或者它们的混合物用作该胶粘剂。
30.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
该结构构件是板。
31.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
其完全或主要由胶合在一起的木纤维构成。
32.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
其包含锯屑，其中锯屑在结构构件中的重量百分比优选地大于5％，尤其优选地是大于10％。
33.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
该结构构件的密度至少为300kg/m3，优选地至少为400kg/m3，特别优选地至少为500kg/m3。
34.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其特征在于
该结构构件的密度不超过1500kg/m3，优选地不超过1000kg/m3，特别优选地不超过800kg/m3。
35.如前述设备权利要求中任一所述的结构构件，其可利用根据前述方法权利要求中任一所述的方法制造。
36.层压板，包括载板以及更多层，尤其是在该载板之上和/或之下的纸层，其特征在于
该载板由根据前述设备权利要求中任一所述的结构构件所制造。
37.如前一权利要求所述的层压板，其特征在于
该载板的密度大于1500kg/m3，优选地大于2000kg/m3。
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