专利名称：浅色至白色木质材料板的制作方法
技术领域：
本发明涉及由漂白木纤维生产和/或用白色颜料打浆染色的浅色至白色木基板。
在木基材料领域，所谓的中密度纤维板(MDF板)和高密度纤维板(HDF板)的市场正极大扩张。生产量在过去十年中多了三倍。
MDF和HDF板可以象传统刨花板一样进行加工。然而因其均匀的结构，也适用于异形部件的制造并且因此日益应用于家具制造中。因此，例如用于室内布置和装饰目的(如在商品交易会中的布置)的制品，以及高质量家具均由该木板制造而且然后为保持该似木结构可见，仅涂无色漆或覆盖层。
当然，取决于所用木材的类型，这些木板具有或多或少明显的褐色，这在家具领域仅有很小的美学价值。
通过WO-A-04/35276中公开的用颜料打浆染色和含染料着色剂组合物可以使木纤维的自然色得到补偿。这样可以得到有色的、完全染色的、耐晒并因此美学上高质量的MDF板，该板适用于耐用制品例如用于生活领域的家具的生产。
然而，目前并没有浅色或甚至白色的木基板，尤其是MDF板。然而该板尤其对于家具和室内装饰物例如厨房或浴室制品的生产特别有意义。
尽管早已所熟知通过纸浆漂白和添加白色颜料或白色填料、蓝色着色剂和荧光增白剂生产白纸，并在例如Paper Trade Journal，145，第26-27页(1961)中有描述，但本领域技术人员没有期望以这种方式可得到白色木基板，特别是MDF板。
因此，在MDF板生产中所用的木纤维仍然包含对氧化敏感从而变色并且在纸浆中不再包含的物质(例如木素)。此外，MDF板在200℃下生产，远远高于纸张生产的温度，因此，除了木纤维的自然褐色外，由于氧化和木成分的热分解而发生过程相关的褐色着色。此外，加入家具的MDF板在光线下的曝露基本上比常规纸张长久和更强烈并且引起明显的泛黄。
因此本发明的目的是提供浅色或白色木基板。
因此，发现了由漂白的木纤维生产的浅色至白色木基板。
另外，发现了用白色颜料打浆染色的浅色至白色木基板。
而且，发现了用白色颜料分散体打浆染色的浅色至白色木基板，其中分散体额外包含荧光增白剂。
最后，发现了由漂白的木纤维生产并用白色颜料打浆染色的浅色至白色木基板。
特别是，发现了由漂白的木纤维生产并用白色颜料分散体打浆染色的浅色至白色的木基板，其中分散体包含荧光增白剂。
根据本发明的木基板特征在于它们的亮度或它们的白色度。取决于所采用方法的结合，所需白度容易确定。尤其是例如通过漂白的木纤维和用白色颜料分散体打浆染色得到白板，其中分散体额外包含荧光增白剂。具有较小白度的浅色板也仅仅通过漂白木纤维或通过用白色颜料打浆染色就可得到。
根据本发明的木基板可以为MDF或HDF板或刨花板。特别优选MDF板。
MDF和HDF板通常以连续方法生产。首先将洗过的潮湿细碎的木片(碎片)预加热到大约80℃并且然后在2-5巴的压力和100-150℃的温度下在蒸煮器中软化。然后在下游的精制机中，使该碎片脱去纤维。该精制机由两个具有径向后角且彼此靠近以相反方向旋转的金属盘组成。纤维借助所谓的喷胶线(blowline)离开精制机。这里，通常使用胶。所用的粘合剂通常为脲/甲醛树脂，某些情况下用三聚氰胺增强，或者对于防潮板用脲/三聚氰胺/甲醛树脂。异氰酸酯也用作粘合剂。该粘合剂通常与所需的添加剂(例如固化剂、石蜡分散体、着色剂)一起施用于纤维。施用了胶的纤维然后通过干燥机，在其中干燥至含湿量为8-15重量％。一些个别情况下，该胶也仅施用于随后在专用的连续运转混合机中干燥的纤维。
在刨花板的生产中，胶在先前干燥的碎片上的施用在连续混合机中进行。
然后将已施用胶的纤维或碎片倒出以得到块(mat)，如果适合的话冷预压实以及在170-240℃下在热压机中压制得到板。
在根据本发明的浅色木基板的实施方案的生产中，使用漂白木纤维(以下术语“木纤维”和“碎片”没有区别并且术语“木纤维”也意指包含“碎片”)。
在木纤维的化学漂白中，通过氧化和/或还原化学品将木材所含颜色杂质消除或使之无效。例如过氧化氢、臭氧、氧和有机和无机过酸盐如过醋酸盐、过碳酸盐和过硼酸盐，尤其是其碱金属盐，特别是钠盐适用于氧化漂白，优选过碳酸盐和过氧化氢。例如还原硫化合物如连二亚硫酸盐、二亚硫酸盐、亚硫酸盐或二氧化硫、硫酸和其盐，特别是碱金属盐并且尤其是钠盐，以及羟基羧酸如柠檬酸和苹果酸适用于还原漂白。优选的还原剂为二亚硫酸盐和亚硫酸盐，特别是亚硫酸氢钠，以及苹果酸和柠檬酸。
根据本发明的木基板，特别优选首先氧化然后还原漂白的木纤维。
氧化漂白非常特别优选使用过碳酸盐或过氧化氢进行，并且还原漂白使用亚硫酸盐、苹果酸或柠檬酸进行。
在漂白过程中，有利的程序为在90-150℃和高达3巴的压力下在逆流塔中用漂白剂的水溶液或分散体连续处理5-40重量％浓度的含水木纤维分散体。通常，该程序在配位剂如EDTA存在下进行以避免过渡金属离子导致漂白剂的降解。
在根据本发明木基板的优选实施方案的情况下，纤维的漂白在板生产中进行，尤其是在MDF/HDF板情况下。可以将漂白剂加到预热器或蒸煮器中的碎片中。优选还加入配位剂。
原则上，所有可得自于植物的纤维材料均可用作根据本发明的木基板的基材。因此，除通常使用的木纤维之外，例如得自于棕榈的纤维为适合的。优选基材为浅色木型，尤其是云杉或松树，但是也可使用较暗色木型如山毛榉。
在根据本发明木基板的特别优选实施方案中，漂白木纤维与白色颜料打浆染色结合使用。这样可以决定性地提高白度。然而也可以单独进行用白色颜料打浆染色。在这种情况下同样得到浅色板。
根据本发明，术语“白色颜料”包含无机颜料以及强光散射塑料乳液和赋予白度的分散体，该无机颜料例如二氧化钛(金红石，C.I.颜料白6)、碳酸钙和混合物碳酸镁/钙(如白云石)、氧化锌、硫化锌、锌钡白和硅氟酸钠铝。特别优选的白色颜料为二氧化钛。当然也可使用白色颜料的混合物。
该白色颜料优选以水分散体的形式使用，其中它们以细碎形式存在，因为它们可以以该形式单独地或与胶一起经由喷胶线直接引入到MDF/HDF生产过程中。
该颜料分散体可另外包含常规助剂，尤其是润湿剂和分散剂、防沫剂和生物杀灭剂，还包含抗沉降剂、保水剂和流变改性剂，并且优选通过例如在搅拌球磨机中湿磨所有组分而制备。
在制备的木基板中白色颜料的推荐浓度通常为基于干燥纤维0.5-15％，优选1-6％。
白度的进一步提高可以通过加入荧光增白剂实现，这是由于它们的带蓝荧光(补色)补偿了泛灰和泛黄。
原则上，所有发蓝的荧光染料，尤其是市售产品例如Ultraphor(BASF)、Leucophor(Clariant)或Tinopal(Ciba)，来自于包含芪、联苯乙烯联苯、香豆素和萘二甲酰亚氨，以及经由双键连接的苯并唑和苯并咪唑体系的化学级物质均为适合的。
荧光增白剂可以以水分散体或溶液的形式单独地或与白色颜料和胶一起引入MDF/HDF生产过程中。
如果使用荧光增白剂，其在制备的木基板中的浓度通常为基于干燥纤维0.01-1％，优选0.08-0.2％。
根据本发明的木基板，其中非常特别优选结合所有特性(漂白木纤维、白色颜料和荧光增白剂)，这是由于个体作用通过协同效应而增强以得到最大的整体白度。
就该过程而言，非常有利的是制备在通过喷胶线注入MDF/HDF生产过程中之前要加到胶液中的在单一的水分散体中一起的白色颜料和荧光增白剂。
由根据本发明的方法导致的压制木基板在物理性质方面的任何变化均可以通过选择粘合剂的质量和数量而控制。
实施例根据本发明的MDF板的生产根据CIELAB的色彩测量的标准，测定与由未漂白木纤维且未添加白色颜料和荧光增白剂类似生产的MDF板相比的光差ΔL作为生产的板的白度度量。
实施例1a)在具有锚式搅拌器和恒温控制加热的5l罐中将70g木浆(云杉)和1g乙二胺四乙酸(TrilonBASF)在3l水中搅拌加热至70℃。加入7g过碳酸钠之后在70-75℃下搅拌1小时。之后加入7g连亚硫酸钠并最后在70-75℃下进一步搅拌30分钟。
冷却至室温之后，将木浆在筛目尺寸为1mm的筛网上与液体组分分离开来并简短地在流动水下洗涤并彻底转出。然后使展开的滤料在60℃下在全循环的干燥炉中干燥3天。
b)使来自步骤a)的漂白的木纤维在桨式混合机中完全混合并且用表1中提到的胶批料喷射。
表1
然后将已施用了胶的纤维倒出以得到块，冷预压实并在190℃下压制得到板。
对比例C1类似于实施例1b)中描述的工序由未漂白的木纤维生产MDF板。
实施例2
由未漂白的木纤维(云杉)且类似于实施例1b)生产MDF板，木纤维用表2提到的且包含白色颜料二氧化钛的胶批料喷射。
表2
表3列出了基于对比例C1为标准达到的白度(用光差ΔL表示)。
表3
实施例3将相当于基于干燥纤维7.5％亚硫酸氢钠的40重量％浓度的二亚硫酸钠水溶液在MDF板生产过程中加到MDF中试装置的蒸煮器中的云杉木碎片中。该MDF生产过程照常连续，生产量21kg/h，将碎片通过精制机脱去纤维，并且将表4提到的胶批料经由喷胶线连续施加到得到的纤维上。
表4
将施用了胶的木纤维在下游连续干燥器中干燥至残余湿含量约9重量％，并且然后分批倒出得到块，冷预压实并在190℃下以15s/mm的压制时间系数压制得到16mm厚的板。
对比例C2类似于实施例3中描述的工序生产MDF板，但不添加二亚硫酸钠。
表5显示了基于对比例C2为标准达到的白度(用光差ΔL表示)。
表5
实施例4将云杉木片用具有相当于基于干燥纤维4.5％亚硫酸氢钠的40重量％浓度二亚硫酸钠水溶液在混合机中喷射。然后将这些碎片送入MDF中试装置的蒸煮器中。该MDF生产过程照常连续，生产量21kg/h，将碎片通过精制机脱去纤维，并且将表6提到的且包含白色颜料二氧化钛的胶批料经由喷胶线连续施加到得到的纤维上。
表6
将施用了胶的木纤维在下游连续干燥器中干燥至残余湿含量为约9重量％，并且然后分批倒出得到块，在低温下预压实并在190℃下以15s/mm的压制时间系数压制得到16mm厚的板。
对比例C3类似于实施例4中描述的工序生产MDF板，但没有添加白色颜料(用同样数量的水代替二氧化钛制剂)。
表7显示了基于对比例C3为标准达到的白度(用光差ΔL表示)。
表7
实施例5将相当于基于干燥纤维6％亚硫酸氢钠的40重量％浓度的二亚硫酸钠水溶液在MDF板生产过程中加到MDF中试装置的蒸煮器中的山毛榉木片中。该MDF生产过程照常连续，生产量30kg/h，将木片通过精制机脱去纤维，并且将表8提到的胶批料经由喷胶线连续施加到得到的纤维上。
表8
将施用了胶的木纤维在下游连续干燥器中干燥至残余湿含量为约9重量％，并且然后分批倒出得到块，在低温下预压实并在190℃下以15s/mm的压制时间系数压制得到16mm厚的板。
实施例6使用表6中提到的胶批料生产MDF板，类似于实施例5中描述的工序但使用白色颜料二氧化钛。
实施例7使用表9中提到的胶批料生产MDF板，类似于实施例5中描述的工序但结合使用白色颜料二氧化钛和荧光增白剂。
表9
对比例C4类似于实施例5中描述的工序生产MDF板，但不添加二亚硫酸钠。
表10显示了基于对比例C4为标准达到的白度(用光差ΔL表示)。
表10
权利要求
1.一种由漂白的木纤维生产的浅色至白色木基板。
2.根据权利要求1的木基板，其中将所述木纤维首先氧化漂白然后还原漂白。
3.根据权利要求1或2的木基板，其中所述木纤维在板的生产期间已经漂白。
4.一种用白色颜料打浆染色的浅色至白色木基板。
5.根据权利要求4的木基板，其用白色颜料分散体打浆染色，其中分散体额外包含荧光增白剂。
6.根据权利要求1-4中任一项的木基板，其由漂白的木纤维生产并用白色颜料打浆染色。
7.根据权利要求1-5中任一项的木基板，其由漂白的木纤维生产并用白色颜料分散体打浆染色，其中分散体额外包含荧光增白剂。
8.根据权利要求1-7中任一项的木基板，其可以为MDF板、HDF板或刨花板。
全文摘要
本发明涉及由漂白的木纤维生产和/或用白色颜料打浆染色的浅色至白色木基板。
文档编号B27K5/02GK101039784SQ200580035309
公开日2007年9月19日 申请日期2005年10月8日 优先权日2004年10月14日
发明者A·C·加西亚埃斯皮诺, J·克鲁斯曼, M·西格勒, N·耶格尔 申请人:巴斯福股份公司