专利名称：结构件用坯料的制造方法和装置以及结构件用的坯料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造结构件用坯料例如结构板用的坯料的方法，所说的结构件用坯料其原料包括较长的颗粒和较短颗粒，还可包括比它们小的颗粒，所说的颗粒例如为削片和/或纤维，在此方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，并被输送到至少一个的坯料定型机中，由坯料定型机将颗粒输送到基底例如皮带运输机或者是模头或者是坯料上。本发明还涉及一种分散原料的装置，该原料包括较长的颗粒和较短的颗粒以及可能含有的比以上颗粒小的颗粒，例如优选是粘合剂一起分布在分散基底上的削片和/或纤维，所说的装置包括初步分散辊组，它至少包括两个基本上互相平行的、优选为旋转的、其间带有辊隙的辊，在此装置中，一些独立辊组是由条组成的，这些条以围绕辊周围的相同的距离在与辊纵向平行的方向上排列并被安装在与辊的纵向呈横向位置的法兰或类似物上，所说的法兰被安装在辊轴上，其特征在于它具有一安装在初步分散辊组之下的第二辊组，所说的第二辊组至少包括两个相互平行的辊，并且它至少穿过初步分散辊组的一部分，在辊间形成的辊隙可以用来分散颗粒。本发明还涉及一种用作结构件的坯料，例如是用作结构板的坯料，它是由包括较长的和较短的颗粒和还可能有的比它们小的颗粒，例如削片和/或纤维和粘合剂组成的，所说的坯料由至少二层的表面层和至少为一层的处于它们之间的中间层，其特征在于中间层包含最小的颗粒，其量在坯料的剖面中向表面层方向递减。
在生产结构件例如由木料制成的板，尤其是OSB板定向碎料板时，使用诸如削片或纤维的细长的颗粒。OSB板是由不同长度的较大削片制成的，较大的削片与粘合剂一起以合适的取向被分散于基底上并受压而生产出板。短削片应主要被用于板的中间层中，而较长的削片应被用于表面层中。这是此板在其性质方面，例如弯曲强度的优点。表面层中的削片通常在纵向定向，即在最终产品的较长边的方向定向，而中间层的削片在横向上定向或者不定向。在现有技术的生产OSB板和蜷片板的方法中，非常短的削片，例如从削片机中得到的短削片，必须从该方法中被筛除，因为它们降低了最终产品的尺寸稳定性和强度，以及高的粘合剂消耗量。一般说，作为原料的削片的15％将被筛除，因为它们太短而无法被包含在产品中。现有技术的颗粒分散/定向装置不能够分级和/或定向被分散的原料而在板的制造过程中充分地使用非常小的颗粒。如果将非常短的削片加入到此方法中去，会损害板的质量，因为它们不能被分散在设计好的部位或者被准确地定向。
本发明的目的是提供一种全新的方法、装置和产品，它能克服现有技术中所存在的缺点，从而在生产结构件例如板时能够使用非常短的颗粒。
本发明的特征在于提供一种制造结构件用坯料例如结构板用的坯料的方法，所说的结构件用坯料其原料包括较长的颗粒和较短的颗粒，还可包括比它们小的颗粒，所说的颗粒例如为削片和/或纤维，在此方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，并被输送到至少一个坯料定型机中，由坯料定型机将颗粒输送到基底上，例如皮带运输机或者是模头或者是坯料上，其特征在于至少为一层的主要由长颗粒形成的层被置于基底上而形成第一表面层，其上是至少为一层的主要由较小的颗粒形成的层，而在这些层上面又是至少为一层的主要由较长颗粒形成的第二表面层，最小的颗粒主要分布在结构件坯料剖面的至少为一层的中间层中，如坯料横断面所看到的那样，最小颗粒F的数量向表面层方向递减。
本发明的又一个特征在于提供一种分散原料的装置，该原料包括较长颗粒和较短颗粒以及可能含有的比以上颗粒小的颗粒，例如优选是粘合剂一起分布在分散基底上的削片和/或纤维，所说的装置包括初步分散辊组，它至少包括两个基本上互相平行的、优选为旋转的、其间带有辊隙的辊，在此装置中，一些独立辊组是由条组成的，这些条以围绕辊周围的相同的距离在与辊纵向平行的方向上排列并被安装在与辊的纵向呈横向位置的法兰或类似物上，所说的法兰被安装在辊轴上，其特征在于它具有一安装在初步分散辊组之下的第二辊组，所说的第二辊组至少包括两个相互平行的辊，并且它至少穿过初步分散辊组的一部分，在辊间形成的辊隙可以用来分散颗粒。
本发明的再一个特征在于提供一种用作结构件的坯料，例如是用作结构板的坯料，它是由包括较长的和较短的颗粒和还可能有的比它们小的颗粒，例如削片和/或纤维和粘合剂组成的，所说的坯料组成至少二表面层和至少为一层的处于它们之间的中间层，其特征在于中间层包含最小的颗粒，其量在坯料的剖面上向表面层方向递减。
本发明的方法和装置具有多个显著的优点。被分散的原料可以包括相对短的颗粒，它们可以分散在设计好的部位，如果需要的话，可以被定向。这就能够更充分地利用原料。使用本发明的装置，原料能够比以往更好地被分级，从而实现更好的分散和定向。这些情况的重要意义在于还提高了最终产品的质量。因此，在本发明的结构件坯料中可以使用比以往小的颗粒，而不损害产品的强度或刚度或其抗变形的稳定性。
下面参照附图详细说明本发明，其中
图1 为表示本发明方法的示意图，图2 为表示本发明的部分装置的侧视图，图3 为表示图2中细部A的放大图，和图4 为表示根据本发明的结构件坯料的剖面图。
一种制造结构件用坯料例如结构板用的坯料的方法，所说的结构件用坯料其原料1包括较长的颗粒L和较短的颗粒S，例如长和短的削片和/或纤维，还可包括比它们小的颗粒F，在此方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，然后被输送到至少一个坯料定型机中，由此使颗粒处于基底10上，例如皮带运输机或者是模具或者是来自前面装置的坯料上。首先使至少为一层的由长颗粒L形成的表面层11置于基底10上，而较小的颗粒F被置于这些长颗粒上而形成一层或多层的中间层13、14，在中间层上再次放置较长颗粒L而形成第二个表面层12。于是，以这样方式将最短的颗粒F置于基底上以致使它们主要分布在结构件坯料剖面的中间层13、14中，而其数量朝着表面层方向减少。在制造结构件坯料的过程中，经常用3或4个坯料定型机，其中的两个用于表面层11、12，另外1个或2个用于中间层13、14。由结构件坯料—一种实际上的产品，通过在压机中对其加压而得到最终产品，例如结构板。
一般说，如坯料的剖面图所示，颗粒尺寸F、S、L从中间层向上下表面层11、12增加。
被置于基底10上的颗粒F、S、L既可以是定向的，也可以是不定向的。颗粒F，S，L的定向度如坯料剖面所示，优选从坯料的中间向其上下表面层11，12增加。一般说，中间层13，14相对于基底的运动方向以横向定向，而表面层则为纵向定向。
最小的颗粒F从余下的颗粒L、S中筛出，并与粘合剂相混合，于是，或者跟较大颗粒L、S一起，或者不跟它们一起，被置于基底上。在以前已知的解决办法中，最小颗粒被完全从加工中摒除。本发明的方法中，只有一部分被筛除，其余的用于制造结构件坯料。
本发明的结构件坯料优选是通过分散而形成的。图2表示一个坯料定型机。
在本发明的方法中，被输送到安装在坯料定型机中的初步分散辊组3，4中的被加工的原料1主要是根据颗粒长度来筛选的。在此阶段，被筛选的绝大部分或者全部的原料经辊隙下落到由辊组形成的平面下。优选只有部分的经辊隙下落到由辊组形成的平面下的原料被输送通过中间辊装置5上，而其余的原料通过中间辊组、优选通过定向装置6、7、8输送到基底10上。被输送到中间辊组5上的原料之中，主要是较短的颗粒F、S被穿过中间辊组5的辊隙，而较长的颗粒L从中间装置5的尾端上落下到中间辊组形成的平面之下，优选经过定向装置6、7、8，到达分散基底10上。
在被定向和/或分散前，较长颗粒L根据长度被分级。较长颗粒L优选以相对于路径的纵向或横向定向被置于基底上。
在被定向和/或分散前，较短颗粒S和最小颗粒F被根据尺寸分级。较短颗粒S和可能还有一部分的最小颗粒F一起，或以纵向或以横向，被置于基底10上。最小的颗粒是以这样的方式被分布在分散的基底10上以致愈短的颗粒愈靠近被压板的最后的中间层，它们将处于被形成在分散基底上的垫中。图1显示一个分散/定向工位。一般说，分散/定向工位是以成对方式被使用的，一个被用来分布板的下侧面，另一个被用来分布板的上则面。在图2的情况中，下侧面已经被分布，以致图中的分散/定向工位被用来分布上侧面。
于是图2显示一适用于本发明的分散/定向装置，其中被加工原料1包括较长L的和较短S的颗粒，优选为较长和较短的削片和/或纤维，还可以含有比以上颗粒更小的颗粒F，原料通过进料输送带被供入到高速旋转的加速辊2中。加速辊2具有合适的粗糙的表面花纹，以致它将要过筛的原料用到初步分散辊组3上，初步分散辊组至少由两个基本平行的辊组成，最好它们是旋转的并处于基本上水平的面上，辊与辊之间有辊隙，以便一部分被加工的原料穿过辊隙下落，而其余的原料则从辊装置3、4的尾端通过。辊隙是可以独立地调整的，如专利申请FI 922777中所述。在优选的实施例中，越到初步分散辊组3、5的尾部辊隙宽度就越来越大。如图所示，加速辊2和初步分散辊组以逆时针方向旋转。初步分散辊组3、4中的各别辊的结构可以是例如像专利申请FI 950518所描述的那样。
安装在初步分散辊组3、4之下的是中间辊组5，从供料方向来看，中间辊组5从初步分散辊组的起头开始延伸至少经过初步分散辊组的一部分。中间辊组5至少由两个基本平行的辊组成，最好辊是旋转的和以水平面安装。辊之间有辊隙，以使一部分的被加工原料穿过辊隙落下，而一部分原料则从辊组的后部排出。中间辊组的辊隙也可以独立调整，参见专利申请FI 922777。在优选的实施例中，越是到初步分散辊组的后部，其辊隙越大。该辊可以具有花纹表面，表面可以是滚花的面、贴面的面、胶粘的面或者是类似于凹槽和压花的表面。该辊组还可以包括所谓的盘式辊，在此情况下，每个辊都装有相互间隔布置或形成的几个盘，盘的外径大于辊的其余部分的外径。相邻盘式辊的盘可以是以内搭接排列方式配置的。
本发明的装置运作如下。被加工原料1被输送到初步分散辊组的起点。加速辊2将原料用到初步分散辊组3、4上，其中，初步分散辊组的旋转和结构使原料前进。随着在初步分散辊组上的前进，细长形的原料易于以如此方式被定向以致甚至狭的颗粒也不能过早地穿过辊隙落下。旋转辊，特别是在初步分散辊前部的旋转辊，使得长颗粒从辊隙间升起，由此防止了它们过早地落下，反之，较短的颗粒S、F可从辊隙落下，落到中间辊组5上。
较短颗粒，例如削片，在中间辊装置5最好根据尺寸被分级，因此，最小颗粒可以通过辊组前部的辊隙落到辊组下面的空间内，同时，最大的颗粒从辊组的尾部落下。使用中间辊组5使有可能一方面防止较长削片和较短削片混合，另一方面，它可以控制最小颗粒的分级。
该装置优选配置有被处于在辊组3、4、5之下的削片定向机构6、7、8。该定向机构优选包括用来定向较短颗粒S、F的第一组定向辊6；和用来定向较长颗粒L和/或S的第二组定向辊8。该定向机构除了定向辊之外，还包括其他类型的定向元件。还可以使用一种只用来定向较长削片，而把较短削片未经定向而分散到分散基底上的设备。如图所示，分散基底10是皮带运输器，它从右到左移动，可以在其上运输来自前述分散装置的坯料。
与定向机构联接在一起配置的是至少有一个探测器9，它是用来测量分散基底上坯料厚度的。根据探测器得到的数据，来调节定向装置的高度。其目的是使定向机构尽可能地接近在其上的分散颗粒的表面，以便尽可能地保持颗粒的定向。
本发明还涉及一种结构件坯料，例如是用作结构板的坯料，坯料是由包括较长L和较短S的颗粒，还可以包括比L、S更小的颗粒F，例如削片和/或纤维以及粘合剂的原料形成的；坯料由两个表面层11、12和至少为一个的夹在两表面层之间的中间层13、14组成。表面层主要包括较长颗粒，而中间层主要包括较短颗粒。中间层13、14包含最小的颗粒F，其量从坯料的剖面来看，从中间到表面层11、12递减的。
表面层11、12的颗粒通常主要是纵向定向的。中间层的颗粒通常主要是横向定向的。在一般情况下，至少部分的最小颗粒是被定向的。当然，结构件坯料可以是一种其中的颗粒在分散期间还未被全部定向而以无规取向方式被输送到基底10上的。
通常，最小的颗粒小于约25mm(1″)，最好是小于6.25mm(1/4″)。最长的颗粒L的长度一般为75mm-100mm(3″-6″)。较短颗粒的长度一般为25mm-75mm(1″-3″)。颗粒的长度和它们在结构件坯料中的分布要根据所使用的原料和结构件坯料以及它们的预定用途而定。
显而易见，对于本领域的熟练人员来说，本发明并不局限于以上所述的实施例，它可以在下面的权利要求书的范围内变化。因此，在利用该设备主体的应用原理、提供辊组支承、驱动辊组等等方面均被认为是本领域的熟练人员的熟知技术，就不在此详述了。辊组的宽度、辊径、辊组的数量以及辊的旋转速度都要视所需的功率和被加工原料的性质而定。结构件坯料中的层的厚度、层的数量、颗粒的尺寸及其分布是根据其预计的用途、颗粒的原料及其性能而定。
权利要求
1.一种制造结构件用坯料例如结构板用的坯料的方法，所说的结构件用坯料其原料(1)包括较长的颗粒(L)和较短的颗粒(S)，还可包括比它们小的颗粒(F)，所说的颗粒例如为削片和/或纤维，在此方法中，颗粒与粘合剂和可能使用的添加剂相混合，并被输送到至少一个的坯料定型机中，由坯料定型机将颗粒输送到基底(10)，例如皮带运输机或者是模头或者是坯料上，其特征在于至少为一层的主要由长颗粒(L)形成的层被置于基底上而形成第一表面层(11)，其上是至少为一层的主要由较小的颗粒(F，S)形成的层，而在这些层上面又是至少为一层的主要由较长颗粒(L)形成的第二表面层(12)，最小的颗粒(F)主要分布在结构件坯料剖面的至少为一层的中间层(13，14)中，最小颗粒(F)的数量向表面层(11，12)方向递减，如由坯料的剖面中所见的。
2.一种如权利要求1中所述的方法，其特征在于如坯料剖面中所示，颗粒(F，S，L)的尺寸从中间层向表面层(11，12)方向递增。
3.一种如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于颗粒在输送到基底(10)的同时被定向。
4.一种如权利要求1-3的任一项权利要求中所述的方法，其特征在于如坯料剖中面所示，颗粒的定向从坯料的中间向表面层(11，12)的方向增强。
5.一种如权利要求1-4的任一项权利要求中所述的方法，其特征在于最小颗粒(F)被从其余的颗粒(L，S)中筛除的，并至少与一种的粘合剂混合，然后它们或者是单独地或者是与较大颗粒(L，S)一起被输送到基底(10)上。
6.一种如权利要求1-5的任一项权利要求中所述的方法，其特征在于坯料是通过分散而形成的。
7.一种如权利要求6中所述的方法，其特征在于至少部分的颗粒是根据尺寸与坯料成型一起被分级的。
8.一种如权利要求6或7中所述的方法，其特征在于被加工的原料(1)被输送到初步分散辊组(3，4)上，在这里主要根据颗粒长度来过筛，至少允许一部分过筛的原料经辊隙落到由辊形成的平面之下，而可能剩下的颗粒从辊组(3，4)尾部的上面下落，至少一部分的经辊隙落到初步分散辊组(3，4)下面的原料，被安装在初步分散辊组之下的中间辊组(5)过筛，通过之后，优选经过定向机构(6，7，8)，到达分散基底(10)，因此，在落到中间辊组(5)上的原料中的最小颗粒(F，S)经中间辊组(5)的辊隙落到由辊组形成的平面之下，而其中的较长颗粒(L)经辊的尾部上方也落到由辊组形成的平面之下，优选通过定向机构(6，7，8)，落到分散基底(10)上。
9.一种如权利要求8中所述的方法，其特征在于在被定向和/或分散前，较长的颗粒(L)是根据长度被分级的。
10.一种如权利要求8或9中所述的方法，其特征在于较长的颗粒(L)或者是以与较短的颗粒(S，F)的相同方向，或者是以不同方向被输送到基底(10)上。
11.一种如权利要求8-10的任一项权利要求中所述的方法，其特征在于在被定向和/或分散之前，较短颗粒(S)和比其小的颗粒(F)是根据尺寸被分级的。
12.一种如权利要求8-11的任一项中所述的方法，其特征在于较短的颗粒(S)和可能含有的最小的颗粒(F)中的一部分或者是纵向定向，或者是以横向定向被输送到分散基底(10)上的。
13.一种如权利要求8-12的任一项权利要求中所述的方法，其特征在于最小的颗粒(F)是这样被分散在分散基底(10)上的以使其形成为板的中间层，该板是由加压而形成在分散基底之上的坯料形成的。
14.一种如权利要求8-13的任一项权利要求中所述的方法，其特征在于被加工的原料(1)受到在初步分散辊组的进料点的加速辊(2)的作用以致至少一部分的被加工的原料被甩到初步分散辊组(3，4)上。
15.一种分散原料(1)的装置，该原料包括较长的颗粒(L)和较短的颗粒(S)以及可能含有的比以上颗粒小的颗粒(F)，例如优选是粘合剂一起分布在分散基底(10)上的削片和/或纤维，所说的装置包括初步分散辊组(3，4)，它至少包括两个基本上互相平行的、优选为旋转的、其间带有辊隙的辊，在此装置中，一些独立辊组是由条组成的，这些条以围绕辊周围的相同的距离在与辊纵向平行的方向排列并被安装在与辊的纵向呈横向位置的法兰或类似物上，所说的法兰被安装在辊轴上，其特征在于它具有一安装在初步分散辊组(3，4)之下的第二辊组(5)，所说的第二辊组至少包括两个相互平行的辊，并且它至少穿过初步分散辊组的一部分，在辊间形成的辊隙可以用来分散颗粒。
16.一种如权利要求15中所述的装置，其特征在于第二辊组(5)的各别辊组间的辊隙小于在基本上为同一水平面上的初步分散辊组(3，4)的各别辊组间的辊隙。
17.一种如权利要求15或16中所述的装置，其特征在于第二辊组(5)的辊为圆柱形辊或者是盘式辊。
18.一种如权利要求15-17的任一项权利要求中所述的装置，其特征在于第二辊组(5)的辊隙是可以独立地调整的。
19.一种如权利要求15-18的任一项权利要求中所述的装置，其特征在于它还包括一被设置在辊组(3，4，5)之下的定向机构(6，7，8)，以用来按照预定的方向将颗粒分散在分散基底(10)上。
20.一种如权利要求15-19的任一项权利要求中所述的装置，其特征在于它含有至少为一个的探测器(9)，该探测器与定向机构(6，7，8)联接在一起并被用来测量分散基底(10)上面的颗粒层的厚度的，根据探测器得到的数据来调整定向机构(6，7，8)的高度。
21.一种如权利要求15-20的任一项权利要求中所述的装置，其特征在于根据颗粒的长短不同，定向机构装有相互不同的定向元件(6，8)。
22.一种如权利要求15-22的任一项权利要求中所述的装置，其特征在于如进料方向看到的那样，该装置在定向机构的前部装有定向元件(6，7)来定向短颗粒(S，F)，而在定向机构的后部是用来定向较长的颗粒(L)元件(8)。
23.一种用作结构件的坯料，例如是用作结构板的坯料，它是由包括较长的(L)和较短的(S)颗粒和还可能有的比它们小的颗粒(F)，例如削片和/或纤维和粘合剂组成的，所说的坯料由至少为二层的表面层(11，12)和至少为一层的处于它们之间的中间层(13，14)组成的，其特征在于中间层(13，14)包含最小的颗粒(F)，其量在坯料的剖面中向表面层方向递减。
24.一种如权利要求23中所述的坯料，其特征在于表面层(11，12)主要包含较长的颗粒(L，S)，而中间层主要包含较短的颗粒(S，F)。
25.一种如权利要求23或24中所述的坯料，其特征在于表面层(11，12)中的颗粒主要是以纵向，即最终产品的较长侧的方向定向的。
26.一种如权利要求23-25的任一项权利要求中所述的坯料，其特征在于最小的颗粒(F)小于约25mm(1″)，最好是在6.25mm(1/4″)以下。
27.一种如权利要求23-26的任一项权利要求中所述的坯料，其特征在于在最小的颗粒(F)中至少有一部分是已被定向的。
全文摘要
制造如结构板的结构件用坯料的方法,该结构件用坯料原料包括较长颗粒和较短颗粒,还包括比其小的颗粒。颗粒与粘合剂和可能用的添加剂相混合,然后输送到至少一个坯料定型机中,由此使颗粒处于基底上。较长颗粒被输送到基底上形成第一表面层,其上至少一层主要由较短颗粒形成的层,在这层上面又有一层主要由较长颗粒形成的第二表面层,输送到基底上的最小颗粒主要构成在结构件坯料剖面中至少一层中间层,而最小颗粒的量向表面层方向递减。本发明还涉及一种用于此方法的装置和一种用作结构件的坯料。
文档编号B27N3/00GK1195650SQ9810644
公开日1998年10月14日 申请日期1998年2月7日 优先权日1997年2月7日
发明者A·拉蒂凯仁, J·莱蒂仁 申请人:森斯迪菲布雷托洛维沙有限公司