专利名称：以木纤维制造与纸板类似的纤维板的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造方法，用于由木纤维制造出与硬纸板相似的纤维板或者说纤维板条。
背景技术：
原则上已知由木纤维制造木材板和特别是制造MDF(中等密度纤维)板。这种MDF板特别用于建筑工业，例如用于制造家具板件或类似件。在制造过程中，从木质纤维材料(即由木材或者木材颗粒)生产出木纤维并且利用粘结剂将这些木纤维胶合，例如在喷吹线-胶合路径中。利用散布头，由已胶合的木纤维在一个散布带式输送机上生产出纤维垫。该纤维垫必要时被预压缩，然后在一个连续工作的压力机(例如双带式压力机)中在使用压力和热量的条件下压制成木材板或木材板条。
此外，已知例如用于包装工业的纸板的制造。纸板或厚纸板的制造基本上相当于纸张的制造。首先从木材获得纤维材料或纤维素，然后用大量的水和添加剂将该纤维材料混合成浆状物。传统的纸板制造需要使用大量的水，这就涉及到高成本，而且就环境观点而H也是不利的。
发明内容
本发明的任务是提供一种方法，借以简单且成本合算地生产出多用途的、高价值的木材板。为了解决上述任务，本发明提出一种制造方法，用以从木纤维生产与纸板类似的纤维板或者说纤维板条利用粘结剂将木纤维胶合；借助于筛分散布头由利用粘结剂胶合的木纤维在散布带式输送机上制造出纤维垫，其中，该筛分散布头包含一个筛底面和多个在筛底面上方的分配元件，并且优选在该筛分带式输送机的对置于筛底面的一侧上设置至少一个抽吸装置；将通过这种方式制造的纤维垫在连续工作的压力机中在使用压力和热量的条件下、即在120°C至220°C的温度和15巴至50巴的压力的条件下压制成具有至多3mm厚度的纤维板或者说纤维板条。例如使用合成树脂例如尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂作为粘结剂。此外，也可使用异氰酸酯。因此，可以使用对木材板生产所已知的树脂。但此外也可考虑从造纸工业所熟知的粘结剂，例如立即可使用的树脂胶弥散体，如烷基烯酮二聚物(AKD)弥散体或烯基琥珀酸酐(ASA)或者从苯乙烯丙烯酸或苯乙烯马来酸获得的聚合胶弥散体，或聚氨酯弥散体或淀粉、糊精、聚胺或丙烯酸酯。在此，本发明从下述认识出发用木纤维根据所述方法可以制造出薄的木材料板即木材纤维板，其性质与纸板或纸板材料的性质相当，或者至少与之极近似。根据本发明制得的木材板因此可以如同纸板那样用作包装材料。在此，有利的事实是在制造过程中，可以放弃使用大量的水。在此，特别有意义的事实还有利用一种筛分散布头可以制造出高价值的纤维垫，这些纤维垫是最理想地适合于制造高质量的薄板。这种筛分散布头在原理上是大家熟知的，例如从W003/053642A1便可知道。该筛分散布头具有多个以给定间距安置在筛底面上方的分配元件例如搅拌元件。该散布头例如还具有多个沿输送方向或者说散布带式输送机的行进方向依次相继地布置的列，所述列各自具有多个横向于输送方向或者说散布带式输送机的行进方向布置的搅拌元件。在此，这些搅拌元件各自具有至少一个可围绕一个大体垂直于筛底面安置的轴旋转的、具有给定搅拌宽度的搅拌叶片。可以有利的是若一个列的搅拌元件在同一个方向旋转和/或相应相邻的各列的搅拌元件在相反方向上旋转。此外，可以有利的是若每两个相邻的搅拌元件列以预定尺寸横向于输送方向或输送带行进方向彼此错位地加以布置。相邻的搅拌元件列的错位程度大约相当于一半的搅拌宽度。特别有利的是，在散布带式输送机的对置于筛底面的一侧上设置至少一个抽吸箱。也可设置多个抽吸箱，例如设置多个沿输送带行进方向依次相继地布置的抽吸箱，这些抽吸箱各自基本上都横向于输送带行进方向延伸。在此，各单个抽吸箱都连接在一个或多个抽吸管道上，借以能够调节各个抽吸箱的抽吸效用。散布头可以在其端侧具有横向于输送方向或输送带行进方向延伸的排出装置，例如一个排出螺杆或一个抽吸装置，以用于粗料和/或多余物料，这种物料可以再送回到料仓中。为了制造纤维，优选将预碾碎的木材或木质纤维材料通过煮熬加以软化，然后在一碾碎装置中通过研磨处理而使之分解成纤维。在此，可能有利的是，将预碾碎的材料在煮熬处理之前进行一次预热。被预碾碎的材料可以利用一个填料螺杆克服反压而被送入到后接的煮熬器中。该填料螺杆可以以仅大约为15至20转/分钟例如19转/分钟的转速运行。在填料螺杆中的所谓的反压可以用于输送物料的脱水。反压可以调节到6至8巴，例如7巴。为了将在煮熬器中被软化的物料输送到碾磨区中，可使用一种供料螺杆。该供料螺杆可用大约500至700转/分钟、例如600转/分钟的转速运行。作为用于纤维分解的粉碎装置，可使用一种精磨机，该精磨机可用1500至3600转/分钟的转速运行。在该精磨机中可保持大约6至7bar例如6. 8bar的内压力。
胶合过程例如可在一种所谓的“喷吹线”上执行。在此，将粘结剂施加到、例如喷射到借助膨胀的蒸汽从粉碎装置中出来的纤维上。然后这些纤维便利用在粉碎装置(精磨机)中进行研磨时产生的膨胀蒸汽而气动地被输送通过“喷吹线”并且同时被粘结剂加载、例如被喷射。此外，纤维的胶合也可在(进一步)气动输送的过程中予以实现。在此，例如胶合可以在一个输送管道中进行，纤维在该输送管道中是气动方式地输送的。另有一种可能性，就是在一个落料井筒中对纤维进行胶合，例如这种工艺在DE 102006058625B3中，DE102006058626B3或DE 102006627B3中都有所介绍。在这种胶合装置中，纤维以气送方式在纤维输送管道中被输送给竖直布置的落料井筒。在落料井筒中，更确切地说，在落料井筒的上方设置一个胶合装置，其配有多个包围着纤维流的喷嘴，以用于将胶料滴喷射到从纤维排出管出来并进入到落料井筒中的纤维上。在落料井筒下游设置一个收集装置，以用于收集和排出已胶合的纤维。该收集装置例如具有一个可以透空气的输送带以用于收集和排出纤维，还具有一个设置在该输送带下方的抽吸装置以用于抽吸从落料井筒中出来的透过输送带的空气。该输送带设计成筛分带或过滤带。因此，从纤维排出管出来的并随即被胶合的纤维便经过落料井筒而达到输送带。此外。胶合也可以在一个连续工作的混合机中进行，该混合机具有至少一个混合室及一个或多个被固定在一个旋转的混合轴上的混合工具，在此，该混合工具将纤维与粘结剂混合起来，并沿一输送方向输送通过混合机或混合室。这种混合机也可以称之为胶合混合器。混合室通常是按圆筒式设计成滚筒，然而该滚筒却是不旋转的，而通常是固定的。该混合室具有至少一个用于纤维的装料口和至少一个用于纤维-粘结剂混合料的排料口，以及多个粘结剂供给口，例如用于供给粘结剂的粘结剂供给管。粘结剂供给可以经过混合工具或者也可以经过伸入到混合室内部的输送管来执行。这种混合机原则上是已知的。然而在本发明的范围内原则上也可使用其它胶合装置。总之，有利地是生产出含有5%至20%、优选是6%至18%残余水分的已被胶合的纤维。若纤维在胶合过程中具有更高的残余水分，则对纤维针对该残余水分进行干燥。通常使用这样的MDF木纤维，其具有的平均长度为Imm至3mm，例如其平均长度约为2mm。针对已被胶合的纤维的总重量，粘结剂所占的比例优选为1%至12%。根据本发明，所生产的木材板具有的厚度为O. Imm至3mm,例如为O. Imm至I. 5mm。优选生产的纤维板的单位面积重量为大约O. lkg/m2至3kg/m2，优选为O. lkg/m2至I. 5kg/ m2o根据本发明有这种可能性利用散布头进行散布，以按要求地调制木材板的机械特性如抗断裂强度或抗弯刚度。因此，有可能在纵向上和横向上基本上相同地设定纤维板的机械特性例如抗断裂强度或抗弯刚度。所以，压制出来的木材板在纵向和横向上都具有相同的抗断裂强度和/或抗弯刚度。还有一种可能性，就是通过对散布处理有目的的调制，从而有目标地改变木材板在纵向和横向上的机械特性如抗断裂强度和/或抗弯刚度，也就是优选按2 I的比例设定，特别优选按I. 5 I的比例设定。因此，木材板在纵向上比在横向上具有较高的抗断裂强度和抗弯刚度。此外，本发明还涉及一种包装盒，其由一个或多个利用上述方法制造的纤维板制成。因此，根据本发明制造的纤维板用于制造包装盒的包装材料的应用对于本发明也是特别重要的。由于本发明已意识到根据本发明制造的纤维板可以极良好地经受冲压、折叠、弯折和弯曲，所以可从基本上用木纤维生产的纤维板简单地而且成本合算地制造出包装盒。这种包装盒的各项性质都可与以纸板为基础的传统包装品相比拟。
下面将参照一个仅表示一个实施例的附图对本发明作详细说明。附图表示图I本发明提出的用于制造与纸板类似的纤维板或者说纤维板条的方法的示意图；图2 —种用于制造纤维垫的可优选使用的散布头的侧视图；和图3图2所示散布头的一个局部俯视图。
具体实施例方式图I中示意地示出一种方法及一种设备以用于根据本发明制造薄纤维板，这种薄纤维板可类似于纸板地用于包装目的。
首先将被粉碎的材料即木质纤维材料或木料21利用计量及供给装置22输送给煮熬器23，在该煮熬器中材料21被软化。随后将已软化了的材料在粉碎装置例如精磨机24中加以粉碎。在此膨胀的蒸汽携带着该纤维材料穿过喷吹线25而进入到一个旋风分离器27中，其中，为了纤维的胶合，在此输送行程中将粘结剂26喷入到该喷吹线中。图中示出一个蒸汽出口 28，该蒸汽出口要么通入到大气中，要么通向一个后处理装置。旋风分离器27朝下通过一个蜂巢式轮闸29加以封闭，该蜂巢式轮闸可以实现计量的纤维排出。由热气体发生器30产生的气流于是将从蜂巢式轮闸29所排出的纤维输送到一个干燥纤维旋风分离器32，其中，纤维在其输送行程31上被干燥到预定的残余水分，该残余水分视所用的粘结剂而定例如可以在6%至18%之间。视物料流量而定，也可使用多个干燥纤维旋风分离器32，其水蒸汽出口以箭头33表示。从原则上说，该水蒸汽可以排放到环境中。为了避免环境负担，也为了减小能源损失，也可将水蒸汽的一部分送到前面述及的热气体发生器30，而水蒸汽的其它部分则送到废气处理装置并且在那儿被净化处理。干燥纤维旋风分离器32也是朝下通过一个蜂巢式轮闸34加以封闭的，干燥纤维经过该轮闸被输送到一个干燥纤维料仓35中。干燥纤维从该干燥纤维料仓35经过一个开松装置36而达到一个散布机37。该散布机37利用一个抽吸装置38的支持在一个循环运行的散布料带39上生产出一个纤维垫即一种纤维絮层M。该纤维絮层M必要时可以由一个预压缩机40加以预加缩。不过， 纤维垫M还得进入一个连续的压力机41，并且在那儿在使用压力和热量的条件下将该纤维 垫压制成纤维板或纤维板条。接在压制过程之后，有一种可能性，就是利用一个卷绕装置42将带幅状的纤维板条卷绕起来，或者利用一个剪边机43和一个横切机44将纤维板条切裁成纤维板或纤维板块45。如此制造出来的材料可以类似于纸板优选用作为包装材料。在本发明提出的制造方法的领域内，利用散布机37制造纤维垫具有特别重要的意义。在此，优选采用一种在WO 03/053642A1中所公开的散布机，其在附图2和3中示出。图2中示出配有一个计量单元3的散布料料仓2。计量单元3基本上由一个计量带4和多个计量和/或开松棍5组成,在此散布料经过一个料仓带或者说分配带6被送至料仓或计量和/或开松辊5，该计量和/或开松辊基本上将散布料压实块开松。在图I中的计量带的上方示意地示出料仓装料系统。计量带料仓或者说计量单元的出料量基本上可通过计量带4的速度的升降来进行改变。从计量单元3出发，散布料被散布到一个其端侧与计量单元3邻接的并安置在散布带式输送机I (或39)上方的散布头上，从而散布到散布机7上。散布头7，在图I中以附图标记37表示，根据本发明是作为筛分散布头7设计的，其具有一个筛底面8，配有多个以给定间距设置在筛底面8上方的、具有给定搅拌宽度B的搅拌元件9。在此，搅拌元件9都安置在一个壳体10中，其壳体底边形成筛底面8，或者说在其壳体底面上布置了筛底面8。如图3所示，散布头7具有多个沿输送方向F依次相继地布置的搅拌兀件列11，每个列各自配有多个横向于输送方向F安置的搅拌兀件9。在此,输送方向F表示散布带式输送机I的行进方向，亦即散布料带行进方向，该行进方向基本上相当于计量带4的行进方向。各个搅拌元件9分别具有至少一个可围绕一个大体垂直于筛底面8安置的轴12旋转的、具有给定搅拌宽度8的搅拌叶片13。搅拌叶片例如设计成一体的和棒状的，并且具有矩形或正方形横断面。这些搅拌叶片13在一个共同的平面中旋转，该平面基本上平行于筛底面8延伸并且紧靠在筛底面8上方。在此，搅拌叶片13可以作为双叶片设计，其具有一个相当于搅拌宽度8的总的叶片长度。通过图3中的箭头表明一个列11中的搅拌元件9在设备运行时在同一方向上旋转。相对地，各相邻的列11的搅拌元件9在设备运行时则在相反方向上旋转。一个列11的两个相邻的搅拌元件9的间距A大致等于搅拌元件的搅拌宽度B，其中，以这两个搅拌元件9的间距A来表示其轴12之间的间距。此外，还可在图3中看出每两个相邻的搅拌元件列11在横向于输送方向的方向上以一个预定的尺寸V彼此错位地布置。该尺寸或错位程度V大致等于一半的搅拌宽度，所以第一列和第三列又是对齐地彼此无错位地设置。在这种关联中有利的做法是两个相邻的搅拌元件列11的间距C以给定尺寸小于搅拌宽度B。在本实施例中，在散布带式输送机I的对置于筛底面的一侧上，也就是在散布带式输送机I的下方设置至少一个抽吸箱15,所述抽吸箱产生从筛底面8朝向散布带式输送机I的空气流，从而将散布料抽吸到散布带式输送机上或者说筛分带上。在图I中这种抽吸箱以附图标记38表示。存在这样的可能性，即设置一个统一的抽吸箱，其长度和宽度大致相当于散布头的长度和宽度。图2中示出一个优选的、配有多个抽吸箱15的具体实施方 式，这些抽吸箱基本上横向于输送带行进方向延伸。在各单个抽吸箱15上可以连接一个或多个抽吸管道，其中，各个抽吸管道或抽吸箱的抽吸效应例如可经过节流阀进行调节。因此存在这样的可能性，就是整个抽吸装置的抽吸箱的抽吸效应可在其长度和/或其宽度上进行调节并配合各种要求。此外，还可以在一个搅拌元件列11的各两个相邻的搅拌元件9之间以及在散布头的边缘区域中设置分隔壁或者说侧壁17，这些侧壁从一个列到一个列地基本上在散布头7的整个长度上延伸，并形成基本上沿输送方向延伸的输送通道18。在此，这些分隔壁17其形状都是与搅拌元件9的形状和位置相适配的，所以由于相错位的搅拌元件列布置，在俯视图中似乎形成波浪形或蛇形线形的输送通道18。因此，在各个输送通道19中的散布料在俯视图中是呈波浪形地被输送的，从而无论在输送方向F上还是在横向于输送方向F的方向上都能达到一种特别均匀的散布料分布。此外，在图3中还局部地表示在搅拌面间隙19的区域内在分隔壁17上连接覆盖弓形件20，这些覆盖弓形件基本上覆盖或填充搅拌面间隙。最后,在图2和3中还表不散布头7在其端侧具有一个横向于输送方向F或散布带式输送机I的行进方向延伸的排出装置16，以用于排出残留木屑或粗料和余物。这种排出装置在图中是仅作了表示而已，在本实施例中设计成排出螺杆16。利用图中所示的散布头便可很有效率地生产出具有高质量的纤维垫，这种纤维垫特别适合于制造用于所述目的的薄板。优选使用的散布头特别良好适于有目的地设定纤维板的沿着纵向和横向的机械特性，例如设定相同的或不同的机械特性。此外，作为图I中所示的喷吹线-胶合处理的其它可选方案，在本发明的范围内存在这样的可能性，即在气动输送纤维的过程中执行胶合处理，例如在一输送管道中执行，或者也可以执行一种落料井筒胶合。还有一种可能性，就是在一种配有混合室和混合轴及混合工具的混合机中实现对纤维的胶合。
权利要求
1.由木纤维制造与纸板类似的纤维板或者说纤维板条的方法 利用粘结剂将木纤维胶合； 借助于筛分散布头由利用粘结剂胶合的木纤维在散布带式输送机上制造出纤维垫，其中，该筛分散布头包含一个筛底面和多个分配元件，并且优选在该筛分带式输送机的对置于筛底面的一侧上设置至少一个抽吸装置； 将通过这种方式制造的纤维垫在连续的压力机中在使用压力和热量的条件下、即在120°C至220°C的温度和15巴至50巴的压力的条件下压制成具有至多3mm厚度的纤维板或者说纤维板条。
2.按权利要求I所述的方法，其特征在于使用合成树脂例如尿素树脂、三聚氰胺树月旨、酚醛树脂，或异氰酸酯作为粘结剂，或者使用烷基烯酮二聚物(AKD)弥散体或烯基琥珀酸酐(ASA)或者从苯乙烯丙烯酸或苯乙烯马来酸获得的聚合胶弥散体，或聚氨酯弥散体或淀粉、糊精、聚胺或丙烯酸酯作为粘结剂。
3.按权利要求I或2所述的方法，其特征在于通过将木质纤维材料通过煮熬加以软化并且随后在粉碎装置(精磨机)中分解成纤维，由此从木质纤维材料制造出木纤维，该木质纤维材料可选地被预粉碎。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于将粘结剂施加到、例如喷射到基于膨胀性蒸汽从粉碎装置中排出的纤维上。
5.按权利要求I至3中任一项所述的方法其特征在于将纤维在气动输送过程中胶合，例如在输送管道中胶合。
6.按权利要求4所述的方法，其特征在于纤维在(竖直的)落料井筒中被胶合，纤维以气动方式被输送给该落料井筒并且该落料井筒具有喷嘴以用于对从纤维排出管排出的且进入落料井筒中的纤维进行胶合。
7.按权利要求I至3中任一项所述的方法，其特征在于纤维在一个(连续的)混合器中被胶合，该混合器具有至少一个混合室及一个或多个固定在一旋转的混合轴上的混合工具，这些混合工具将纤维与粘结剂相混合并且沿一个输送方向输送通过混合室。
8.按权利要求I至7中任一项所述的方法，其特征在于所生产出来的已被胶合的纤维所含有的残余水分为5%至20%，优选为6%至18%。
9.按权利要求I至8中任一项所述的方法,其特征在于生产出的纤维具有Imm至3_的平均长度，例如大约2mm的平均长度。
10.按权利要求I至9中任一项所述的方法，其特征在于就被胶合的纤维的总重量而言 粘结剂的重量百分比大约为1%至12%。
11.按权利要求I至10中任一项所述的方法，其特征在于生产出的纤维板的厚度为O.Imm 至 3mm,优选为 O. Imm 至 I. 5_。
12.按权利要求I至11中任一项所述的方法，其特征在于生产出的纤维板的单位面积重量为 O. lkg/m3 至 3kg/m3,优选为 O. lkg/m3 至 I. 5kg/m3。
13.按权利要求I至12中任一项所述的方法，其特征在于如此散布出纤维垫，使得纤维板在纵向和横向方向上的机械特性如抗断裂强度和/或抗弯刚度是基本上相同的。
14.按权利要求I至12中任一项所述的方法，其特征在于如此散布出纤维垫，使得纤维板在纵向和横向上的机械特性如抗断裂强度和/或抗弯刚度发生改变，例如以至多2 I的比例，优选以至多I. 5 : I的比例，例如以大约I. 3 I至I. 5 I的比例。
15.包装盒，其由一个或多个以一种按权利要求I至14所述的方法制造的纤维板制成。
16.按权利要求I至14中任一项所述方法制造的纤维板作为用于制造包装盒的包装材料的应用。
全文摘要
本发明涉及一种由木纤维制造与纸板类似的纤维板或者说纤维板条的方法利用粘结剂将木纤维胶合；借助于筛分散布头由利用粘结剂胶合的木纤维在散布带式输送机上制造出纤维垫，其中，该筛分散布头包含一个筛底面和多个分配元件，并且优选在筛分带式输送机的对置于筛底面的一侧上设置至少一个抽吸装置；将通过这种方式制造的纤维垫在连续工作的压力机中在使用压力和热量的条件下、即在120℃至220℃温度和15巴至50巴压力的条件下压制成具有至多3mm厚度的纤维板或者说纤维板条。
文档编号B27N3/04GK102712100SQ201080042382
公开日2012年10月3日 申请日期2010年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者M·舍勒 申请人:西姆佩尔坎普机械设备制造有限责任公司和两合公司