制造复合产品的方法和系统以及复合产品的制作方法
【专利说明】制造复合产品的方法和系统以及复合产品 发明领域
[0001] 本发明涉及制造复合产品的方法和系统。此外，本发明涉及复合产品及该复合产 品的应用。
[0002] 发明背景
[0003] 现有技术已知通常通过挤出法从基于木材的材料和聚合物形成的各种不同的木 材-聚合物复合物。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种新的复合产品。该复合产品可以是最终产品或中间产 品。本发明的另一个目的是揭示一种制造复合产品的新方法和系统。本发明的另一个目的 是揭示该复合产品的新用途。
[0005] 制造根据本发明的复合产品的方法的特征如权利要求1中所述。根据本发明的复 合产品的特征如权利要求17和21中所述。制造复合产品的系统的特征如权利要求26中 所述。根据本发明的复合产品的应用的特征如权利要求25中所述。
[0006] 优选地，制造包含有机天然纤维材料和基质材料的复合产品的方法包括以下步 骤：
[0007] -在主混合阶段使有机天然纤维材料与基质材料混合，形成混合物，所述主混合阶 段包括接触步骤，其中，
[0008] -有机天然纤维材料与至少部分为熔体形式的基质材料接触，
[0009] -有机天然纤维材料的堆积密度小于500kg/m3，
[0010] 以及
[0011]-形成包含该混合物的复合产品。
[0012] 优选地，在接触步骤之前压碎有机天然纤维材料，形成松散的有机天然纤维材料。
[0013] 优选地，有机天然纤维材料的堆积密度小于160kg/m3。
[0014] 优选地，在主混合阶段的接触步骤中，在无严重压缩的情况下，使有机天然纤维材 料与基质材料混合，所述无严重压缩指的是在接触步骤中用于压缩有机天然纤维材料的压 力小于2巴，更优选小于1巴。
[0015] 优选地，在真空下或者在存在氮气、空气和/或氦气的情况下使材料混合。
[0016] 优选地，在混合的接触步骤中，有机天然纤维材料的含湿量低于7%，优选低于
[0017] 优选地，在主混合阶段中使用至少一个能加热该混合物的混合器。
[0018] 优选地，由复合产品的总干重计算，有机天然纤维材料的含量至少为10干重％， 更优选为20-80干重％。
[0019] 优选地，有机天然纤维材料的木质素含量低于15重量％。
[0020] 优选地，由有机天然纤维材料的总量计算，薄片形式的纤维材料的量至少为30干 重％。
[0021] 优选地，基质材料的熔点低于250°C，以及/或者基质材料的玻璃化转变温度低于 250。。。
[0022] 优选地，通过注塑和/或挤出形成复合产品。
[0023] 优选地，基质材料是热塑性的。
[0024] 优选地，至少90重量％的有机天然纤维材料是木材。
[0025] 优选地，至少90重量％有机天然纤维材料的长度在0. 之间。
[0026] 优选地，本发明的复合产品包含有机天然纤维材料和热塑性基质材料，以及
[0027] -由复合产品的总重量计算，有机天然纤维材料的量为10-80重量％，
[0028] -由复合产品的总重量计算，基质材料的量为5-95重量％，
[0029] -复合产品的密度为0. 9-1. 60g/cm3,以及/或者复合产品的密度是理论密度的至 少 85%。
[0030] 在一个实施方式中，复合产品是最终产品。在另一个实施方式中，复合产品是中间 产品。
[0031] 在一个实施方式中，复合产品是颗粒形式，100个颗粒的重量为2. 0-4. 0g，标准偏 差低于15%，更优选低于7%。
[0032] 优选地，干的复合产品在48小时内所吸收的水分低于复合产品重量的1. 5重量％ ((65 %相对湿度和27 °C大气）。
[0033] 优选地，用于制造包含有机天然纤维材料和基质材料的复合产品的系统包括：
[0034] -第一混合器，用于在主混合阶段中使有机天然纤维材料与基质材料混合，形成混 合物。所述主混合阶段包括接触步骤，其中，
[0035] -有机天然纤维材料与至少部分为熔体形式的基质材料接触，
[0036] -有机天然纤维材料的堆积密度小于500kg/m3。
[0037] 优选地，该系统还包括用于形成包含所述混合物的复合产品的装置。用于形成复 合产品的装置可以包括在第一混合器中，或者可以是独立的设备。
[0038] 得益于本发明，实现至少一部分以下技术效果。
[0039] -在主混合阶段中，可以确保基质材料对有机天然纤维材料的润湿。因此，有机天 然纤维材料可以均匀地分散在基质材料中，有机天然纤维材料的纤维能够均匀地被基质材 料润湿。
[0040] -可以防止在主混合阶段中，在有机天然纤维材料的纤维之间形成共价结合或强 的物理结合或者强的机械连接。
[0041] -可以确保有机天然纤维材料的纤维对基质材料的粘附。
[0042] -可以得到无纤维团块的复合产品。
[0043] -可以实现浅色。
[0044] -复合产品的分散良好。
[0045] -复合产品的原料的粒度分布可控。
[0046] -在一个实施方式中，所用的原料是无木质素的。
【附图说明】
[0047] 包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图构成说明书的一部分，举例说明本 发明的一些实施方式，与说明书一起帮助解释本发明的原理。
[0048] 图1-6显示了简化的本发明实施方式的流程图。
[0049] 发明详沐
[0050] 在下文中，如果没有另外说明，所有的百分数是以干重计。
[0051] 在本申请中使用下面的附图标记：
[0052] 11 有机天然纤维材料，
[0053] Ila松散的有机天然纤维材料，
[0054] 12 基质材料，
[0055] 15 包含有机天然纤维材料和基质材料的混合物，
[0056] 20 预处理阶段，
[0057] 21 预混阶段，
[0058] 21a有机天然纤维材料的预混步骤，
[0059] 21b未熔化的基质材料与有机天然纤维材料的预混步骤，
[0060] 23 预压碎阶段，压碎，
[0061] 24 预分离阶段，
[0062] 25 化学处理，
[0063] 27 预混设备，
[0064] 28 压碎机，压碎装置，
[0065] 29 分离器，
[0066] 30 主处理阶段，
[0067] 36 主混合阶段，
[0068] 36a主混合阶段的接触步骤，
[0069] 36b主混合阶段的混合步骤，
[0070] 37 用于主处理阶段的装置，
[0071] 38 用于主混合的设备，
[0072] 39 用于形成复合产品的装置，例如挤出机，
[0073] 39a用于形成复合产品的第一步骤，
[0074] 39b用于形成复合产品的第二步骤，
[0075] 40 复合产品，
[0076] 40a中间复合产品，以及
[0077] 40b最终复合产品。
[0078] 在本发明的一个实施方式中，形成包含有机天然纤维材料11，Ila和基质材料12 的复合产品。优选地，有机天然纤维材料已经干燥，然后用研磨装置28压碎，然后有机天然 纤维材料I Ia与至少部分熔化的基质材料12混合（优选无压缩），形成混合物15。优选地， 基质材料熔化成一个相，在该相中，有机天然纤维材料粘附到熔融基质材料，因此有机天然 纤维材料被基质材料润湿。
[0079] 在本申请中，术语"压力压缩"和"压缩"是指压力超过环境气体的气压，因此压缩 了某种材料。例如，在