TW440506B - Manufacture of reinforced layer-to-layer cross oriented strand pattern board - Google Patents

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經濟部智慧財產局®:工消費合作杜印製 “0507 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係有關於一種強化定向粒片板之製造方法，尤 其是指一種將樹脂強行灌入定向粒片板中，使其粒片木材 的間隙肀充滿樹脂，而成爲一具有良好的結構強度以及防 火特性之定向粒片板。 按，人類物質生活水準愈高，對於木質材料的需求也 愈多，但不幸的是天然森林木材的生長速度卻是非常緩慢， 雖然有一部份可以以快速生長的人造林木來補充，但是這 些人造林木卻大多是用途較爲有限的軟質木材，無法取代 用途較爲廣泛的硬木木材。因此，人類一直在努力拓展人 造林木更廣泛的運用，以及開發各種可媿其天然硬木的人 造林木板片，如合板、織維板及粒片板之開發己可有限的 取代各種天然板材β這些人造板材的製造最重要者乃在如 何使這些人造板材之性能如硬度、耐用度、穩定度等能接 近或達到天然硬木之水準β是故，對於合板、纖維板或粒 片板有時爲了某種特殊用途及目的，尚在膠合劑t加入一 痊添加剤，以改善合板、纖維板或粒片板成品之性能如防 漸、防大、抗廇蝕，防蟲蛀等》 在這些人造板材中最接近天然硬木板材的可能是定向 粒片板，或簡稱 OSB 板（LAYER-TO-LAYER CROSS ORINETED STRAND PATTERN BOARD)。所謂0SB板乃是含有多層垂直相 疊之同向纖維小木材薄片層積層而成，迻些纖維層之組成 乃是由許多小木材薄片其長度（順纖維方向 > 比宽度多好 幾倍之木材薄片依接近纖維同方向且舆合成板之一邊乎行 排列而成。這些同向纖維層以垂直方向交互相疊成多層之 2 本紙張尺度適用中國國家樣率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 装-----厂訂------银 t請先聞讀背面之注意事項再填寫本育) 4405 07 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) OSB板。而美國最早之專利US PAT. NO 3，164，511(1965) 有非常詳細之製程及性能説明。使用0SB板的好處除了其 性能接近天然板材外，其規格又可以調整，有的長度甚至 可達4 0呎，厚度亦可隨需要製造。而且0SB板之原料更 可利用木材工廠之廢料加工，對於環保有非常好的貢獻。 目前之0SB板之性能及外觀已有很多改進，如US PAT. 4,364,984(198i)，5525394(1995)，5,736,218(1998)等不 勝牧舉》而這些改進均強調以改進製程、改變纖維片之形 狀、排列、架構及膠合劑之種麴等以增加其外觀、物理性 能及耐候性。但是對於具有防火性能之0SB板之製造迄今 卻仍未有突破性之發展，僅有US PAT. N05 443,894(1994) 利用膨肤石签（expandable graphi te >加入膠合劑中製造 防火型0SB板，至於其他防火型〇SB板之報導及其他防火0SB 板之製造卻仍付之厥如。 防火0SB板之製造雖然可以傳統之眞空加壓灌注法（如 中國繭家標準CNS 300/0101 )將各種防火禁劑（如 CNS4180/iC1195 ; CNS4181K1196 ; CNS4182/K1197 ;及 CNS41S3/K1198等）注入其t使其達到防火功效，但由於〇SB 板之結構本來就較爲鬆懈，水溶性防火劑注入時木材因吸 水所引起之膨脹將對0SB板之物性造成相當大之破壤，進 而減少其可用性》

另，如我國公告編號第2 6 6 1 7 9號之Γ具防火及 結構增強之木材結構』，其係將織維結構較稀疏之低級木材 或合成板，經過所需規格之適當裁切成爲規格板片後，I 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X29?公釐） ---------------J1T-------線 (請先閲绩背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 05 u 7 A7 ___B7__ 五、發明説明（3 ) 於以磷酸物、堋酸物、矽酸物及硫酸物所混合調成之防火 液中浸漬或以喷佈方式使其滲透進入板片之纖維結構中， 之後，再由防火液之浸泡桶中撈起放入冷凍庫中急速低溫 冷凍，而以冷凍乾燥法將其内含之水份脱乾至含水量 10%〜6%，此時規格板片之纖維結構表面即附著一層乾燥後 之防火液，然纖維與纖維之間仍留有空隙，再將规格板片 放入常溫不硬化、具防火性之熱固型液態樹脂浸漬捅中浸 渍，而於務起後再以短波紅外線照射法，使其浸潰之樹脂 凝固硬化，並填充在板片之纖維空隙中，而得一具防火具 結構增強之木材結構者。 然而，該人造木材於製造過程中所加入之樹脂，因具 有黏稠特性，所以要令樹脂完全填滿於板片之纖維空隙中 似乎是不可能，尤其是在未施以外力的自然浸漬方式下， 更是困難，以致造成該木材之結構沒有想像中的堅硬，強 度亦不足夠。 今，發明人即是鑑於上述人造木材所具存的缺失所在， 而本著狄孜矻矻與精勤修習之求好情神，並藉由本身的專 業知識及製造經破的相互輔佐，再經由多方巧思及試驗下， 針對習知人造木材的缺點加以修正、改良，β期能夠提供 一種更具實用、好用之人造木材》 本發明之主要目的，係提供一種強化定向粒片板之製 造方法，其是將製造完成的定向粒片板以眞空加壓方式將 美耐明樹脂或酒石酸樹脂注入其中，再以加熱及加壓方式 使樹脂硬化，由於定向粒片板的粒片木材間原本便無法完 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2!0Χ297公嫠） --------^-----—II------紙 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 44 05 0 7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（4 ) 全密合，而留有許多空《，因此，所灌注入之樹脂將可填 充於空棟中，並浸入及包覆粒片木衬，使得整片之定向粒 片板除了結構強度亦有明類的改善外，亦具有防火效果。 而爲令本發明之製造技術特徵能夠更爲清楚明瞭，兹 請一併參閲圖式及圖號説明如下： 【參照圈式】 第一圖：係本發明的製作流程圖 第二躅：係本發明之製作實施示意圖 第三圈：係本發明所使用之定向粒片板的剖面^ 第四圖：係本發明之定向粒片板於缓灌注樹脂並予以 固化後剖面圈 【參照圈號】 (1) 定向粒片板 (11) 粒片木材 (2) 美耐明樹脂 (3) 眞空機 (4) 灌注容器 (41) 注入口 (5) 酒石酸樹脂 首先，請麥閲第一圈所示，其係將製造完成之定向粒 片板（1)不論其工法、結構、形式，均以眞空加屢方式將美 耐明樹脂（M/F〉或酒石酸樹脂（P/F)注入定向粒片板（1)中， 再加熱及再加壓使樹脂硬化，由於定向粒片板（〗）的粒片木 材間之膠合無法完全密合，中間留有許多空隙，利用這些 空隙，將樹腊注入，迻些用於灌注之樹脂之含固量均在 3 0 %以上，而灌注量則在定向粒片板（1)重量之4 〇 %以 上，囡此所灌注入之樹脂可填充於定向粒片板U)之缝隙中 5 --------------ι!ί I 訂-------- 線 {請先閱讀背面之注帝？事項再填寫本頁) 表紙張尺度適用中囚國家標苹（CNS)A.l规格（2丨0 07公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 心 〇5 07 A7 B7 五、發明説明（5 ) 並浸入及包覆粒片木材，使得整片定向粒片板（1)除了對於 其膠合強度能有明顯的改善外，亦具有防火效果。 以下就實際的實施手段及製造程序作一説明，並請一 併參閱第一圓及第二圖所示： 一、以其耐明樹脂灌注入定向粒片板 將25〇Og之37%低甲醇甲醛水溶液置於反應壚中，並 以2N NaOH水溶液調整pH至8〜9之間，加入i890g 之三聚氣按，再將反應液加熱至海騰（80〜95·〇之 間），且維持沸騰約10分鐘後，開始抽樣並撿驗反 應液之水合比（荷蘭DSM法），當水合比達到1〜1.5 之間，即將反應液冷卻至室溫，並用2NNaOH調節pH 至9.2〜9.4之間，最後用水稀釋至含固量40〜55%之 樹脂成份，同時，樹脂黏度控制在10~8〇cps之間， 但應維持樹脂液清澈透明，如此而形成其耐明樹脂》 2.將程序1所製得之其讨明樹脂（2)以眞空高壓注法， 灌注入定向粒片板（1)中。首先將定向粒片板（1)置 於灌注容器（4)中，並以眞空機（3)將灌注容器（4)内 部抽至小於一大氣壓（76〇»m-Hg)〜3mm-Hg之間（最佳 爲50麵- Hg)之眞空，再由注入口（41)注入樹脂（2>， 最後提高樹鹿（2)灌注惠力至3Kg/cm2〜35Kg/cm2 (最 佳爲35Kg/CJnz)，並維持在該|力下至少30分鐘， 鱺在放出灌注容器（4)中多餘之樹脂（2)，再由眞空 機（3)抽眞空至小於~^大礼恩（760mm-Hg)〜3卿ι-Hg之 間（最佳爲50mm-Hg )，最後將經過再抽眞空步驟後 6 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（2丨OX：297公釐） --------d-----—IT-----0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 44 05 〇 7 A7 B7 五、發明説明（6 ) 的定向粒片板（1)取出，且取出之定向粒片板（^的 表面殘留之樹脂液不明頰（不垂流），並秤其重量。 該表一所示者，係定向粒片板（1)灌注美耐明樹 脂（2)前、後其重量的變化（5片平均）（22cmX22Cn〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 03- i r OSB板厚度 灌注前重量 灌注後重量 樹脂吸收比 13.5mm 385g HOg 98.3¾ 16.3mm 482g 994g 95.9% 18.5mm 566g 1210g 113.8% 19.Omm 570g ni3g 95.2¾ 29.0mm 754g 1510g 100.3% 經濟部智慧財產局g£"費合作社印" 定向粒片板（υ經灌注後，長寬變化極微，厚度 則約增加1抓;本發明之研究過程中對定向粒片板(1) 之含水率、樹脂U)之黏度、樹脂（2)液之含固量、 灌注恩力及灌注時間等研究結果，征明各項變數种 灌注後之定向粒片板（1)之含樹脂（2)量均有影響》 一般而言含水率高低舆灌注量成反比，惟相差不大， 這可觝是定向粒片板（1)本身在製造時有加入石蠟以 增加抗漸性的原s，a此樹腌（2)進入粒片木材（id 中者較少，大部份是進入粒片木材（Π)間之空陈 (12)❶樹脂（2)之黏度愈低，灌注量愈高，樹脂（2) 液之含固量意高，灌柱量愈多，但在40~50間爲最 大量，含固量超過55%，灌注量並未明顯增加，這可 7 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格{ 210X297公釐） A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4Q5 0 7 五、發明説明（7 ) 能與含固量高則黏度增加有關；另外灌注壓力愈大 則灌注量愈多，但在超過3〇Kg/cm2後就不太明顯。 至於灌注時間亦是與灌注量成正比，灌注時間與灌 注量成正比，灌注時間愈久，灌注量愈多，其中， 該美耐明樹脂（2)的灌注量爲定向粒片板之重量的 30%〜120%之間〇 3.將灌注後之定向粒片板（1>，經過室溫乾燥3日後， 以高週波加熱至SO*C (外部紅外線測溫）使樹脂（2) 固化，再於室溫乾燥4 8小時後即呈一可防火、增 加強度的定向粒片板。 另如表二，係爲定向粒片板（1)灌注前與灌注乾 燥後重量之比較。 灌注前 灌注後 變化 厚度 19.0 22.0 +16% 重量 570 744 +30.4% Density(g/c.c) 0.620 0.698 +12.6% 長•寬 變 化極微 原來樹脂约吸收量爲定向粒片板（1)重f之 95.2%，但經乾燥後重量僅增30.4%，與理論値相差 達13%，可能爲定向粒片板U)原有之含水量，經高 遇波加熱後失去者。 又，將經乾燥後之定向粒片板（υ稱重後，置於 8 &紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨0><297公羞） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 * 44 05 0 7 發明说明（8 ) 水中2 4小時，取出，抹乾外表後稱重量。 試樣 浸水前重量 浸水後重量 吸水比率 1 124g 14〇g 12.9% 2 523g 588g 12.4% 二、以酒石酸樹脂灌注入定向粒片板 J.將l〇〇〇g之苯敢在反應域中加熱至之間，待 其溶融後，徐徐加入l67g之氫氧化釣溶液，反 應約1 0分鐘後加入1625 g之37%甲毪水溶液，反 應埴加熱至9〇〜95t!之間，約3 0分鎊後冷卻至室 溫，加水調節黏度至20〜80cps備用（但不可使其固 體含量低於30%>，即最多加水量不可多於反應液（固 含量5δ%左右）之80%之重量》 2.將程序1所製得之酒石酸樹脂（5)以眞空高壓灌注法 灌注入定向粒片板（1)令❶首先將定向粒片板（1>置 於灌注容器U)中，並以眞空機（3)將灌注容器（4)内 部抽至小於一大氣展（76〇mm-Hg)~3mm-Hg之間（最佳 爲SOmm-Hg)之眞空，再由注入口 U1)注入樹脂（2)， 最後提高樹脂（2)灌注壓力至3Kg/cm2〜35Kg/Ctn2 (最 佳爲35Kg/cm2>，並維持在該餍力下至少30分鐘， 嫌在放出灌注容器U>中多餘之樹聒U)，再由眞空 機（3)抽眞空至小於一大氣壓（760mm-Hg)〜3nun_Hg之 間（最佳爲SOmm-Hg)，最後將經過再抽眞空步嫌後 的定向粒片板（1)取出，且取出之定向轾_片板（1)的 表面殘留之樹腊液不明顙（不垂流>〇 9 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4規格U10X297公釐） ---------Ί-----—ΪΤ-------β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部晳慧財產局員工消費合作社印製 4405 0 7 at __B7 五、發明説明（9 ) — 〜 3‘將灌注後之定向粒#板⑴，經過技錢3日後， 以肉遇波加熱至8〇C (外部紅外線測溫）使樹脂（2) 固化，再於室溫乾燥4 8小時後即呈一可防火、增 加強度的定向粒片板。 综上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效， 又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦 未曾公開於申請前’誠已完全符合專利法之规定與要求， 爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並踢准專利， 則實感德便β

ο IX 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2]〇><297公釐）

Claims (1)

1. 44 〇5 〇7 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財Λ局员工消贵合作社印製 六、申請專利範圍（υ 2·—種強化定向粒片板之製造方珐，其係先將定向粒片板 置入灌注容器中，並將灌注容器内部抽眞空，再將美耐 明樹脂注入灌注容器中，並予以加壓，且在此壓力下維 持3 0分鐘，接著放出灌注容器十多餘的美耐明樹脂， 並再次對灌注容器抽真空，繼取出定向粒片板，再經室溫 乾燥3日後，以高週波加熱至8 0·<〇,使美耐明樹脂固化， 最後再將之室溫乾燥4 8小時後，即呈一可防火、增加 強度之定向粒片板。 2.如申請專利範团笫1項所述之強化定向粒片板之製造方 法，其中，該美耐明樹脂的製程爲：將2500g之37%低甲 醇甲醛水溶液置於反應埴中，並以2NNaOH水溶液調整pH 至卜9之間，加入l89〇g之三聚氰胺，再將反應液加熱 至漭（80〜95它之間），且維持沸騰約1 〇分鐘後，開始 抽樣並檢驗反應液之水合比（荷蘭DSM法），當水合比達 到1〜1.5之間，即將反應液冷卻至室溫，並用2N NaOH 調節？11至9.2〜9.4之間，最後用水稀釋至含固量40~55% 之樹脂成价，樹脂黏度控制在10〜80cPs之間，但應维持 樹脂液清澈遠明。 丨如申請專利範囲第1項所述之強化定向粒片板之製造方 法，其中，該灌注容器内部抽眞空後之眞空度爲小於一 個大氣麼（760mm-Hg >至3mm-Hg之間。 4.如申請專利範团第1項所述之強化定向粒片板之製造方 法，其中，經室溫乾燥3日後的定向粒片板除可以高週 波方式加熱外，尚可利用氣乾、烘乾之方式使於定向粒 11 裝------ -订-----線 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國圃家揉李（CNS)A4規洛（210〆297公慶） AS B8 C8 DS 440507 六、申請專利範圍（2) 片板内的美耐明樹脂固化β 5·如申請專利範固第1項所述之強化定向轾片板之製造方 法，其中，美耐明樹脂的灌注量係爲定向粒片板重量的 30%〜120%之間β 疚一種強化定向粒片板之製造方法，其係先將定向粒片板 置入灌注容器中，並將灌注容器内部眞空，再將滴石酸 樹鹿注入灌注容器中，並予以加恩，且在此譽力下維持 3 0分鐘，接著放出灌注容器中多餘的酒石酸樹脂，並 再次對灌注容器抽眞空癱取出定向粒片板，再經室溫乾燥 3曰後，以高週波加熱至8 〇eC，使酒石酸樹脂固化，最 後再將之室溫乾燥4 8小時後，即呈一增加強度、可防 火之定向粒片板β 如申請專利範園第6項所述之強化定向粒片板之製造方 法，其中，該酒石酸樹脂的製程爲：將ICOOg之苯酚在 反應爐中加熱至40〜50·(〇之間，待其溶觖後，徐徐加入167g 之42%氩氧化鈉溶液，反應约1 〇分鐘後加入l625g之37% 甲醛水溶液，反應瀘加热至90〜95·〇之間，约3 0分鐘後 冷卻至室溫，加水調節黏度至20~80cps備用（但不可使 其固髖含量低於30%>，即最多加水量不可多於反應液（固 含量55%左右〉之80%之重量 &如申請專利範困第6項所述之強化定向粒片板之製造方 法，其中，該灌注容器内部抽眞空後之眞空度爲小於一 個大氣悉（760mm-Hg )至3mm-Hg之間。 如申請專利範圍第6項所述之強化定向粒片板之製造方 12 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2S»7公釐） n ! 1^I— i n n (I I 線 (請先閑讀背面之注意事項再填寫表I) 經濟部智慧財是场員工消費合作钍印製 ^405 〇7 as B8 C8 ____^___一 六、申請專利範圍（3) 法，其中，經室溫乾燥3日後的定向粒片板嗆可以高遇 波方式加熱外，尚可利用氣乾、烘乾之方式，使於定向 粒片板内的酒石酸樹脂固化*> 拟如申請專利範園第6項所述之強化定向粒片板之製造方 珐，其中，酒石酸樹脂的灌注量係爲定向粒片板重量的 30%〜120%之間。 --------,·裝------打-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智葱財產局員工W費合作社印製