CN1867434A - 复合木材板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合木材板，其由木屑或者木纤维和塑料颗粒或塑料纤维与粘合剂以热压法压制成板，其中，部分木屑或者木纤维由来自废物处理的经研磨或者纤维化的混合塑料附聚物替代，且一方面木屑或木纤维和另一方面研磨附聚物的粒度几乎相同。

Description

复合木材板及其制造方法

本发明涉及一种按权利要求1所述的复合木材板。

在复合木材板方面，除了其他木质材料制品外，在木屑板和木纤维板之间存在区别。木纤维板由经纤维化的木材制造，其中，根据纤维网在液态或者气态介质内的形成按照湿法或者干法进行制造。预破碎木材(切碎木屑)的纤维化在热水预处理后在圆盘匀料机上进行。在干法中向纤维材料添加合成粘合剂。在湿法中木纤维板在利用纤维材料固有的粘合性能情况下，即使无附加的粘合剂也能制造，其中，纤维缠绕也具有重要意义。纤维网形成后，木纤维板在热量和压力下进行压制。木纤维板例如利用三聚氰胺树脂膜、薄膜或者漆进行大范围涂层。它们在家具制造和室内装修，但也在室内门上，用于包装目的在建筑领域等方面使用。多孔的木纤维板用于绝热和隔音目的。

在木屑板方面，类似于木纤维板的情况将木屑用合成树脂胶的粘合剂(例如尿素或者三聚氰胺甲醛树脂)热压制。通过木屑的尺寸、形状和设置和合成树脂份额的量可以改变木屑板的性质。高级板为多层并采用特别细的薄木片制造。在家具制造的应用中，采用装饰膜、底膜和贴面板涂层。

本发明的目的在于，提供一种复合木材板，其中，木屑或者木纤维被部分替代，由此降低了可供使用的原材料成本，而不会对复合木材板的性能造成损害。

该目的通过权利要求1的特征得以实现。

依据本发明的复合木材板，将部分木屑或者木纤维由来自废物处理的经研磨或者纤维化的混合塑料附聚物替代。基于100重量％的绝对干燥的木屑或者木纤维材料量，经研磨或者纤维化的附聚物的份额可直至150重量％。基于100重量％的绝对干燥的木屑或者木纤维材料量，该份额可以甚至高于150重量％。根据本发明的构造，一方面木屑或木纤维和另一方面经研磨的附聚物的粒度几乎相同。木屑或者木纤维的粒度优选在0.05-2.0mm之间的范围内。经研磨的附聚物的粒度优选小于1mm。

在目前的废旧塑料回收系统中，例如来自私家的包装材料，如酸奶杯、薄膜包装、护罩、购物袋、清洁剂瓶、牙膏管等，绝大部分是混合塑料。它们除了通常的LDPE、HDPE或者PP的薄膜和塑料外，还含有由聚酰胺、聚碳酸酯、PET或者其他塑料构成的薄膜残留物，并因此不能细分类。以公知方式交到回收公司的处理和分类厂家的不同塑料种类的量化的流量分布取块于下列参数：地区间居民的回收态度上的回收行为和质量意识会有很大差别。这一点特别是指家庭废物的回收系统。

目前有各种各样的工艺供回收塑料的分类使用。例如：风力分选、重力介质分选(在比重＜1的情况下浮于水中)，根据不同红外线光谱图进行塑料的定性鉴别，还有与风力分选和其他方法的组合。尽管所称的工艺在很高程度上细分类分离通常没有按类分开回收的塑料，但经济上受到限制。目前以约95％的比率可以细分类地将LDPE薄膜与HDPE薄膜进行分离。但如果在回收系统中有复合薄膜例如采用聚酰胺薄膜涂层的LDPE薄膜或者HDPE薄膜，则几乎不可能细分类分离。

混合塑料所有回收和分类努力的结果因此一如既往仍然是混合塑料。特别是从经济角度上必须考虑到，在分类费用细化的情况下，分类和处理成本必须始终明显低于购置细分类新制品的成本。这些混合塑料除了聚乙烯、聚丙烯外，还含有聚酰胺、聚碳酸酯和PET成分。铝残留物或者例如硅化合物这种矿物成分的出现同样不能排除。

所述混合塑料的常用处理方式是所谓的附聚。在此方面，通过在搅拌器上的搅拌将破碎的薄膜通过摩擦加热使其熔化。通过以一定间隔向加热的附聚物喷洒冷水，部分有机成分通过水蒸汽选出。同时熔化的薄膜冷却并附聚成松散粒状的构造。主要为薄膜残留物的混合塑料的分选级分的典型可运输的制品因此是附聚物。混合塑料附聚物的散装比重约为320kg/m³并便于运输。

混合塑料方面的主要问题在于不能在物质上1∶1的利用，这一点正如玻璃、PVC、纸、镀锡板或者铝的情况那样。像挤压、砑光、注塑或者诸如此类的典型塑料加工工艺不能考虑，因为它们的前提条件是可加工的熔体。

混合塑料主要(50％以上)由薄膜残留物组成，但也包括塑料模制件的残留物，像酸奶杯、瓶盖或者例如清洁剂的厚壁瓶这些破碎的颗粒。混合塑料因此没有确定的熔点，而是具有很大带宽的熔化范围。混合塑料中存在内含物质，它们在像挤压或者砑光的常规工艺的熔化范围内，直到200℃时例如像铝或者PET残留物一样根本不熔化。混合塑料的粘度根据塑料的成分有所不同。即使在高温情况下，仍产生在提高加热下也不流动的粘滞物质。某些塑料，如LDPE(熔点约105-115℃)在温度范围下以排出二氧化碳和水蒸汽分解成碳，其中聚酰胺开始熔化(熔点从180℃起)。通过低熔点聚烯烃如LDPE在高温下的分解，形成具有高比例碳的不可逆混合物。产生一种灰至黑的物质，它在冷却时表现出不同于熔化前的特性，因为它是化学和物理的。

依据本发明的复合木材板，现将部分木屑通过混合塑料替代，方法是将来自废物处理的附聚物研磨或者纤维化并在压制前加入到木屑或者木纤维中。混合塑料耐潮湿并在其耐热性上与木屑或者木纤维相似。通过混合经研磨的混合塑料，复合木材板的材料特性没有本质上的改善，另一方面，替代木屑或者木纤维并未导致材料板变差。但通过使用经研磨的混合塑料制造复合木材板的费用大幅降低。此外的优点是，赋于了混合塑料再利用价值，而且不必存放或者燃烧。

根据本发明的一种构成，添加一部分来自废物处理的低熔点纯塑料的研磨附聚物。例如细分类薄膜这种细分类塑料的附聚物可供使用。因为细分类的薄膜彼此具有很高的亲和力(聚烯烃)，所以经研磨或者纤维化的附聚物产生用于几乎不熔化的混合塑料之间结合的粘合剂特性。粘合剂成分作为单独的颗粒添加到由木屑或者纤维、单一树脂和经研磨的附聚物组成的混合物内。不考虑附聚前的充分混合，因为在附聚时再度产生具有不确定特性的混合塑料。添加了部分经研磨的纯塑料的复合木材板的特性呈现出连续性。在此特别有益的是制造8mm厚度相当薄的复合木材板，因为中间层那里很容易以这样的形式热透，即使得粘合剂颗粒熔化。但这一点对于厚度直至40mm的厚板也可以达到。在此必须随后采用中间冷却(R ückk ühlung)和其他公知的可以带入所需热量的方法操作。根据本发明的一种构成，基于经研磨或者纤维化的混合塑料附聚物的加入比例，经研磨的纯塑料附聚物的添加比例直至近100％。在添加纯塑料附聚物的情况下，也研磨成与木屑或者木纤维和混合塑料附聚物的研磨物相应的粒度。

如开头已经提到的那样，公知复合木材板由不同的层组成。依据本发明的一个实施例，复合木材板由至少两层组成，其中第一层由木屑或者木纤维、混合塑料的经研磨或者纤维化的附聚物和粘合剂组成，第二层由木屑或者木纤维、纯塑料的经研磨或者纤维化的附聚物和粘合剂组成，其中，将这些层热压成板。

依据本发明用于制造复合木材板的方法具有以下步骤：研磨来自废物处理的混合塑料附聚物并与木屑混合，其中，具有相同的粒度。在添加粘合剂的情况下将混合物以热压法压制成预先规定厚度的板。附聚物例如可以在香料磨上研磨。

依据本发明用于制造木纤维板的方法具有以下步骤：纤维化来自废物处理混合塑料的附聚物并与木屑混合，其中，在添加粘合剂的情况下将混合物以热压法压制成预先规定的厚度。附聚物和/或者木材的破碎例如可以在环形刀具切削机(Messerringzerspaner)上进行。也可以选择切碎的木屑或者类似物与附聚物共同放入精炼机(Refiner)内并在那里将这些组分纤维化和混合。

不言而喻，在制造木屑板或者木纤维板时，添加在低温下熔化的塑料的细分类附聚物，以在所要求的程度上达到所制造的复合木材板的特性。基于复合木材板内材料的木屑或者纤维份额，直至150％时仍存在与木屑板或木纤维板相同的特性。这种板因此可以锯、铣、磨或者钻孔。在较高地添加混合塑料和/或者细分类塑料的情况下，所述复合木材板的特性更接近塑料板，而且这种板因此也具有一定的弹性。但特别是通过添加经研磨的纯塑料附聚物，横向应力牢固性显著提高并明显降低了水浸泡时的膨胀。

可以采用传统的生产过程制造依据本发明的复合木材板。因此纯工艺费用不会高于传统的复合木材板。

低熔点的细分类塑料的纯塑料附聚物的研磨优选以经冷却的方式优选在低温磨(采用低温技术的香料磨)内进行。必须防止在研磨时产生的热导致研磨颗粒熔化。另一种技术是在研磨过程期间抽风，由此防止颗粒熔化。

在制成单个组分后必须将它们自然混合。混合可以在添加冷粘合剂情况下进行，由此产生木质材料和研磨附聚物部分的一定结合，从而使运输至特别是采用干法的压制机内变得容易。所添加的冷粘合剂对所制造的复合木材板以后的特性并不起作用。

下面介绍几个依据本发明复合木材板的实施例以及工艺。

木屑板

实施例1：

木屑板厚度为d＝13mm；基于粒度＜1.0mm的绝对干燥的木屑材料，100％的经研磨的混合塑料附聚物；UF树脂含量4％，石蜡含量1％，同样各自基于绝对干燥的木材料。

实施例2：

木屑板厚度为d＝4mm；基于粒度＜1.0mm的绝对干燥的木屑材料，150％的经研磨的混合塑料附聚物；UF树脂含量4％，石蜡含量1％，各自基于绝对干燥的木材料。

纤维板

实施例1：

纤维板厚度为d＝13mm；基于粒度＜1.0mm的绝对干燥的木纤维材料，100％的经研磨的混合塑料附聚物；UF树脂含量4％，石蜡含量1％，各自基于绝对干燥的木材料。

实施例2：

纤维板厚度为d＝4mm；基于粒度＜1.0mm的绝对干燥的纤维材料，150％的经研磨的混合塑料附聚物；UF树脂含量4％，石蜡含量1％，各自基于绝对干燥的木材料。

实施例3：

木屑板厚度为d＝13mm；基于粒度＜1.0mm的绝对干燥的木屑材料，厚度层100％的经研磨的混合塑料附聚物。基于粒度＜2.0mm的绝对干燥的木屑材料，100％的经研磨的薄膜塑料附聚物用于中间层或其他层；UF树脂含量4％，石蜡含量1％，各自基于绝对干燥的木材料。

实施例4：

木屑板厚度为d＝4mm；基于粒度＜1.0mm的绝对干燥的木屑材料；150％的经研磨的混合塑料附聚物和粒度＜2.0mm的经研磨的薄膜附聚物；研磨附聚物含量的混合比为1∶1；UF树脂含量4％，石蜡含量1％，各自基于绝对干燥的木材料。

工艺

实施例1：

将经混合的材料在多层平板压力机(Etagenpresse)中挤压，在挤压时间系数15s/mm下挤压面温度约240℃，板厚为13mm，起始压力6巴，压力保持时间80s，压力降至3.5巴，保持约40s，继续压力降至1.5巴，保持70s，然后压力降。

实施例2：

在多层平板压力机上挤压，在挤压时间系数13s/mm下挤压面温度约240℃，板厚为13mm，起始压力6巴，提高到7.5巴，保持80s，压力降至3.5巴，保持约40s，继续压力降至1.5巴，保持70s，然后压力降。

混合塑料优选在一道研磨工序中研磨和然后筛分。薄膜塑料，也就是纯塑料优选在二到三道研磨工序中研磨，然后同样筛分，其中，附聚物的冷却优选在0℃以下进行。

Claims (19)

1.复合木材板，其由木屑或者木纤维和塑料颗粒或塑料纤维与粘合剂以热压法压制成板，其特征在于，部分木屑或者木纤维由来自废物处理的经研磨或者纤维化的混合塑料附聚物替代，且一方面木屑或木纤维和另一方面经研磨的附聚物的粒度几乎相同。

2.按权利要求1所述的复合木材板，其特征在于，基于绝对干燥的木屑或者木纤维材料，经研磨或者纤维化的附聚物的份额为直至150％。

3.按权利要求1所述的复合木材板，其特征在于，基于绝对干燥的木屑或者木纤维材料，经研磨或者纤维化的附聚物的份额高于150％。

4.按权利要求1-3之一所述的复合木材板，其特征在于，粒度为0.05-2.0mm。

5.按权利要求4所述的复合木材板，其特征在于，粒度小于1mm。

6.按权利要求1-5之一所述的复合木材板，其特征在于，添加来自废物处理回收系统的低熔点纯塑料的经研磨的附聚物份额。

7.按权利要求6所述的复合木材板，其特征在于，基于经研磨或者纤维化的混合塑料附聚物加入份额，经研磨的纯塑料附聚物的添加份额直至近100％。

8.按权利要求6或7所述的复合木材板，其特征在于，纯塑料附聚物基本上从塑料薄膜残留物中获取。

9.按权利要求1-8之一所述的复合木材板，其特征在于，该板由至少两层组成，其中第一层由木屑或者木纤维、经研磨或者纤维化的混合塑料附聚物和粘合剂组成，第二层由木屑或者木纤维、经研磨或者纤维化的纯塑料附聚物和粘合剂组成，并将所述层热压成板。

10.用于制造木屑板的方法，其中，将塑料颗粒或者塑料纤维与木屑混合，在粘合剂的添加下以热压法压制成预先规定厚度的板，其特征在于，将来自废物处理的混合塑料附聚物研磨并与几乎相同粒度的木屑混合。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，附聚物采用香料磨研磨。

12.用于制造木纤维板的方法，其由塑料颗粒或者塑料纤维与木屑混合并在粘合剂的添加下以热压法压制成预先规定的厚度，其特征在于，将来自废物处理的混合塑料附聚物纤维化并与木纤维混合。

13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，附聚物的纤维化在环形刀具切削机上进行。

14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，将碎木屑与附聚物共同在精炼机内纤维化和混合。

15.按权利要求10-14之一所述的方法，其特征在于，将来自废物处理的细分类塑料附聚物研磨并将研磨物以预先规定的比例添加到混合物内。

16.按权利要求15所述的方法，其特征在于，将附聚物在低温下研磨，例如在低温磨内研磨。

17.按权利要求10所述的方法，其特征在于，混合期间添加冷粘合剂，特别是尿素。

18.按权利要求17所述的方法，其特征在于，混合在胶合滚筒内进行。

19.来自废物处理的经研磨的混合塑料附聚物作为木屑板或者木纤维板中的木质材料的替代物的用途。