专利名称：轻质木制板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以具有低于500kg/m3的体积密度且由压碎的木片和切薄的木片的混合物组成为特征的轻质单层木制板。本发明还涉及这种轻质单层木制板的制造方法。
背景技术：
传统的木屑压合板(chipboards)通常具有三层结构以确保良好的涂布性能。在中间层中，从而使用略大的木片，同时在外层中，通常使用较小的产生广泛连续的表面的木片。由于不断加工木屑以形成燃料颗粒，所以也需要不断地从圆木制造小木片。因此 制造由木材所制成的较小木片需要大量能量。此外，由于这些较小木片尺寸小，因而这些较小木片需要更多的粘接。为了实现充分粘接这些小木片，必须高度压紧由这些小木片所构成的外层。结果，需要使用相对大量的材料来制造木屑压合板，在三层板的情况下，这会导致高的体积密度。然而，对于制造这种三层板，除了重量大和材料消耗大以外，高的体积密度还需要高的电能和热能消耗以及大规模使用机器。
发明内容
由此开始，本发明的目的在于提出一种轻质单层木制板，该轻质单层木制板的特征一方面是低的体积密度，另一方面是易于涂覆且能很好地利用传统涂层涂覆。本发明的目的还在于指示制造这种木制板的制造方法。关于轻质单层木制板，通过权利要求I的特征实现本发明，制造根据本发明的材料板的方法的特征在于权利要求14的特征。从属权利要求显示出有利的改进。因此，根据本发明，根据权利要求I提出了一种轻质单层木制板，所述板由压碎的木片和切薄的木片的混合物组成，且按重量计算，压碎的木片的比例为59T30 %，切薄的木片的比例为709^95%。根据本发明的木制板的特征尤其是具有低于500kg/m3的体积密度。至于根据本发明的木制板，尤其要提到的是，尽管该木制板具有单层结构且具有低的体积密度，但是该板显示出与从背景技术中所知的那些三层板可比较的物理特性。这尤其适用于抗弯强度和横向拉伸强度。由于根据本发明的板非常轻且因此易于处理，因此具有深远的优势结果，且关于处理，即操作和存储，具有至关重要的有益结果。根据本发明的板还可以很容易地被涂覆，或者如果需要，则甚至可与其它板连接以形成复合板。至于根据本发明的木制板，还需要提到的是，由于需要使用较小的木材和能量，通常比传统木屑压合板(即在三层结构或高体积密度的情况下)的情况下使用的木材和能量少三分之一，因此该木制板的制造很明显是更加经济的。由此，根据本发明的木制板可以被构造，使得压碎的木片和切薄的木片基本上均匀地分布在该木制板中，或者使得所述切薄的木片至少部分地置于板表面的上侧和下侧且所述压碎的木片主要在中部。所述木制板的这些不同结构可以通过现有技术中本身已知的分散方法而很简单地实现。具体地，切薄的木片至少部分地置于板表面的上侧和下侧(即切薄的木片形成板表面)的变型给予这样的优势，可在上侧和下侧获得最佳的平坦表面，从而由于平坦的板上侧和下侧，所以本实施方式尤其适合于涂覆。在本实施方式中，如果该过程是这样的，控制分散过程，使得优选地，在分散期间基本上只有大尺寸的切薄的木片被至少部分地导向随后的板表面的上侧和下侧，将是特别优选的。然后，较小的切薄的木片和压碎的木片优选地置于中部。从本发明的意义上说，大的切薄的木片是至少IOmm长和3mm宽的切薄的木片，优选地至少20mm长和至少5mm宽。所有长度小于IOmm和宽度小于3mm的木片为小的切薄的木片。在根据本发明的木制板的情况下，主要使用体积密度小于500kg/m3的各种类型的木材，以确保体积密度低于500kg/m3。因此，根据本发明的木制板可以完全或至少主要由体积密度小于500kg/m3的各种类型的木材形成。根据现有技术中已知的方法制造在根据本发明的木制板的情况下所使用的切薄的木片或压碎的木片。因此，可以通过在刀环式切割机或刀轴式切割机上进行切割，或现有技术中已知的其它切割方法来制造切薄的木片。对于切割，一方面可以使用木片，但也可以使用圆木。利用这种切割方法所制造的切薄的木片厚度通常约为0. 2mnT0. 9_，优选地为0. 3mm 0. 6mm,长度为5mm 500mm,优选地为25mm 45mm,宽度约为3mm 30mm,优选地为5mnT20mm。然而，根据切割方法的不同，例如如果利用刀环式切割机切割圆木，则木片的长度也可以为15mm 145mm。在该木制板中所包含的用于根据本发明的木制板的压碎的木片具有较低的比例，即为5% 30%，优选地为10% 30%。这种压碎的木片的制造在现有技术中也是已知的，且通常通过压碎机或其它碾碎机实现。结果，可以制造由较粗较厚的木片或颗粒构成的且具有 火柴棍状、棍状或立方特征的压碎的木片。这种木片或颗粒通常具有低的长细比，同时具有
0.5mm^4mm的较小宽度为且厚度为0.优选地为在制造用于根据本发明的板的木片时，在较小程度上也可以制造非常微小的木片材料或锯末。这种细粒材料可以与木片共同加工或利用网格宽度小于2. 5_ (优选地小于
1.5mm)的筛网分开，以改善板特性。根据本发明的木制板的厚度优选地为6mnT200mm,更优选地为12mnT40mm。如现有技术中本身所知，根据本发明的木制板额外包括相对于木材比例为59^50%的发泡颗粒，例如聚苯乙烯和/或聚氨酯颗粒，也仍会进一步影响木制板的体积密度。作为用于把木片粘合在一起以形成木制板的胶，可以使用现有技术中本身所已知的任何胶。因此，如果使用相对于木材比例为29Tl6%的胶，则是优选的。以下作为合适的胶的示例来自现有技术的异氰酸酯粘合剂、聚氨酯粘合剂、具有或不具有补充剂的缩聚型粘合剂、含丙烯酸酯的粘合剂、聚氨酯粘合剂、具有或不具有补充剂的缩聚型粘合剂、含丙烯酸酯的粘合剂或混合树脂。如木屑压合板的领域中所已知的，当然也可向根据本发明的单层木制板提供涂层。由此，至少一个涂层可以由体积密度大于500kg/m3的平面材料构成。然而，本发明还包括这样的实施方式，在该实施方式中，至少一个涂层由涂膜、层压材料(高压层板(HPL)/连续层压板(CPL))、不同的纸质材料或纤维材料组成或者由塑料薄膜构成，涂层的厚度通常大于0. 1_。通过无水粘合剂，例如热熔型粘合剂或无水聚氨酯粘合剂，可很容易地将如上所述的涂层材料与根据本发明的单层板粘接。在如上所述的涂层的情况下，特别优选的是，用于涂层的至少一个涂膜的厚度为0. 05mnT0. 5mm,优选地为0. lmnTO. 3mm。用于涂层的至少一个涂膜可以由原纸制造，原纸的基重为20g/nT200g/m2，优选地为 50g/m2 100g/m2。此外，相对于完整的涂膜，则至少一个涂膜的基重可以为80g/nT350g/m2，优选地为 120g/m2 250g/m2。为涂层所提供的根据本发明的板的体积密度通常约为360kg/nT480kg/m3，优选地 为 400kg/m3 440kg/m3。此外，本发明包括一种制造如上所述的轻质单层木制板的方法。根据本发明的方法，为此，在滚筒搅拌机中以权利要求I中所指示的重量比率混合木片且用胶覆盖木片，然后利用至少一个分散头分散木片，随后在压力和温度下压紧木片以形成木制板。优选地，以连续的方法进行该过程。因此，优选的是，在滚筒搅拌机中用胶覆盖木片，例如在制造定向木屑压合板(Oriented Strandboard,0SB)时所使用的滚筒搅拌机，以尽可能不破坏木片结构。至于根据本发明的方法，另外的优势是，在连续的双带压力机或连续的喷蒸热压力机或喷蒸/喷气压力机上实施压缩连续分散的木片垫，因为可以因此实现体积密度的极大减小。可以通过利用仅一个分散头，或者在制造数量非常大的情况下利用两个分散头通过滚动利用机械分散来实现这种单层轻质木制板的木片的分散。如在传统的三层木屑压合板的制造中的三个或四个分散头是完全不必要的。优选地，利用滚筒搅拌机而非在木屑压合板的制造中常见的再研磨木片的强制式搅拌机实现用胶覆盖根据本发明的木制板的木片。这种滚筒搅拌机从定向木屑压合板的制造中得知，且通常用于用胶覆盖长度大于IOOmm的非常大的木片。由于根据本发明的木制板的木片比定向木屑压合板的情况中的木片短，因此稍微有利地改进滚筒搅拌机，以用胶覆盖根据本发明的木制板的木片。为了这个目的，将更多更长的旋转木片的夹带剂安装在滚筒内部。可以利用已知的粘接系统来粘接根据本发明的木制板的木片。当使用缩聚型粘合剂时，尤其当使用脲醛粘合剂时，以相对于固体树脂109^100%的数量级添加填充剂，例如黑麦粉，有利于获得最佳的强度特性。为了制造木制板，使用切薄的木片和压碎的木片。例如通过利用刀轴式切割机切割圆木而制造的大尺寸的切薄的木片尤其有助于良好的抗弯性能、有利的弹性模量和良好的涂覆性能。如果在分散期间，通过相应地调整分散机器使切薄的木片主要向外分散至轻质木制板的宽面或表面，则尤其是这种情况。这些木片的比例从根据本发明的木制板的外侧向内降低。然而，该板保持单层结构。此外，对于通过刀环式切割机进行切割而由木片制造木制板，与上述木片相比，使用的是又窄又长的切薄的木片。此外，使用通过碾碎机由木片制造的厚到立方体的压碎的木片。这些压碎的木片提高了根据本发明的轻质单层木制板的横向拉伸强度和螺钉拔出阻力。优选地，用于制造根据本发明的轻质单层木制板的木片的混合比为约59^30%的压碎的木片和709^95%的切薄的木片。从而优选的是，根据用于切割的圆木的可用性，切薄的木片包括约20%_90%的通过刀轴式切割机由圆木制造的或通过刀环式切割机由圆木制造的宽木片，和10%-80%为通过用于木片的刀环式切割机由木片制造的窄的切薄的木片。此外，如果在经济上圆木是可用的，则可以省去通过刀环式切割机由木片所制造的木片。木片的混合比例将适应于木片和圆木的可用性和价格。
随后将参照示例I-示例6和图I-图5更详细地阐述本发明。从而示出-图I采用透视图法示出根据本发明的具有均匀分布的木片的木制板；-图2也采用透视图法示出根据本发明的木制板，其中本发明的板的表面完全被平坦的切薄木片覆盖；-图3示出穿过根据图I的板的表面的显著放大的截面；-图4示出根据图2的板的表面的显著放大的截面；-图5示出不同类型的木片的略微放大的示例。
具体实施例方式示例 I :通过刀轴式切割机，将工业用云杉圆木切成长度约为30mm的薄木片。通过刀环式切割机将云杉木片切成长度至多为35mm的薄木片。利用压碎机，进一步将云杉木片粉 碎成厚度约为I. 5mm的狭窄的压碎的木片。将20%的压碎的木片与40%的通过刀轴式切割机所制造的木片和40%的通过刀环式切割机所制造的木片混合且干燥。通过具有0. 8mm的网格宽度的振动筛分离包含在该混合物中的细粒材料和同样包含在该混合物中的锯末。除去锯末和细粒材料的木片材料被相对木片质量4%的聚异氰酸酯(Polymeric methylenediphenyl diisocyanate,PMDI)胶(粘合剂)所覆盖。通过分散头将胶合的木片形成为单层的木片垫，然后利用连续的双带压力机压紧该木片垫以形成体积密度为420Kg/m2的板。因此，由木材所制造的轻质单层木制板具有位于下文的表格中所示的材料特性值。示例2如同示例1，但是在分散木片垫期间，通过调整分散滚轴实现只有薄且平的木片，而没有厚的压碎的木片到达木片垫的上侧和下侧。在压紧该木片垫后，因此制造的轻质单层板具有非常均匀的无小凹陷的表面。材料特性值对应于在下表中所示的根据本发明的由木材制造的轻质单层板的值。在此同时，在连续的双带压力机上实施利用PMDI胶覆盖木片以及压紧分散的木片块。示例3如同示例I，但是使用柳树圆木和柳树木片代替云杉圆木和云杉木片。
示例 4如同示例1，但是使用云杉圆木和软落叶树木(柳树、白杨)的混合物，以及云杉木片和软落叶木片的混合物。示例5如同示例1，但是使用20%的压碎的木片和80%的通过刀轴式切割机所制造的木片。结果，进一步改善了表面连续性。示例6如同示例I至示例5，但是不在连续的双带压力机上，而在连续的喷射式蒸汽压力机上实施压紧分散的木片垫(木片块)。
表格表格根据本发明的木材制造的轻质单层木制板和传统木屑压合板的特性(强度性质、厚度和体积密度)。
权利要求
1.一种轻质单层木制板，由粘接在一起的木片或木颗粒制成，其特征在于， -所述木制板具有低于500kg/m3的体积密度； -所述木制板包括压碎的木片和切薄的木片的混合物，且所述压碎的木片的比例占所述木制板的木材的5°/Γ30%，所述切薄的木片的比例占所述木制板的木材的70°/Γ95% ； -所述木片的平均长度低于40mm。
2.如权利要求I所述的木制板，其特征在于，所述压碎的木片和所述切薄的木片基本上均匀地分布在所述木制板中。
3.如权利要求I所述的木制板，其特征在于，所述切薄的木片至少部分地置于板表面的上侧和下侧，所述压碎的木片主要在所述板表面之下的中部。
4.如权利要求I至3中任一项所述的木制板，其特征在于，所述木制板完全或至少主要由体积密度小于500kg/m3的各种类型的木材制造。
5.如权利要求I至4中任一项所述的木制板，其特征在于，所述切薄的木片通过在刀环式切割机上切割木片而制造，所述木片的厚度约为O. 2mnT0· 9mm,优选地为O. 3mnT0· 6mm,长度为15mm 100mm,优选地为25mm 40mm,宽度为3mm 30mm,优选地为5mm 20mm。
6.如权利要求I至5中任一项所述的木制板，其特征在于，所述切薄的木片通过在刀轴式切割机上切割圆木而制得，所述木片的厚度约为O. 2mnT0· 9mm,优选地为O. 3mnT0· 6mm,长度为15mm 100mm,优选地为25mm 6Omm,宽度为3mm 30mm,优选地为5mm 20mm。
7.如权利要求I至6中任一项所述的木制板，其特征在于，所述切薄的木片通过在刀环式切割机上切割圆木而制得，所述木片的厚度约为O. 2mnT0· 9mm,优选地为O. 3mnT0· 6mm,长度为15mm 145mm,优选地为25mm 6Omm,宽度为3mm 30mm,优选地为5mm 20mm。
8.如权利要求I至7中任一项所述的木制板，其特征在于，所述切薄的木片通过在不同于前述切割机的切割机上进行切割而制得，所述木片的厚度约为O. 2mnT0. 9mm，优选地为O. 3mm^0. 6mm,长度为1 Smm^ 10Omm,优选地为25mm 60mm,宽度为3mm 30mm,优选地为5mm 20mmο
9.如权利要求I至8中任一项所述的木制板，其特征在于，所述压碎的木片的比例优选地为所述板的木材的109Γ15%，所述压碎的木片优选地通过压碎机或其它碾碎机而制得，且包括具有火柴棍状、棍状或立方特征的较粗较厚的木片或颗粒，所述木片或颗粒具有低的长细比，同时具有O. 5mnT4mm的较小宽度且厚度为O. 5mnT4mm,优选地为lmnT2mm。
10.如权利要求I至9中至少一项所述的木制板，其特征在于，相对于所述木板的木材比例，存在2°/Γ 6%的胶。
11.如权利要求10所述的木制板，其特征在于，所述胶选自于异氰酸酯粘合剂、聚氨酯粘合剂、缩聚型粘合剂、含丙烯酸酯的粘合剂和/或混合树脂。
12.如权利要求I至11中任一项所述的木制板，其特征在于，所述板额外包括相对于木材比例为59Γ50%的发泡颗粒，例如由聚苯乙烯和/或聚氨酯制成的发泡颗粒。
13.如权利要求I至12中至少一项所述的木制板，其特征在于，所述木制板的厚度为6mm 200mmo
14.一种制造如权利要求I至13中至少一项所述的轻质单层木制板的方法，其特征在于，在滚筒搅拌机中用胶覆盖木片，利用至少一个分散头分散所述木片，随后在压力和温度下压紧所述木片以形成所述木制板。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个分散头分散所述木片，使得优选地将切薄的木片至少部分地分散到随后的板表面的上侧和下侧，同时优选地远离所述表面分散压碎的木片，以确保因此制造的板表面均匀。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个分散头分散基本上均匀的木片混合物。
17.如权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，添加用以进一步降低体积密度的泡沫状的或在压紧期间发泡的固态或液态组分，例如由泡沫状的或在压紧期间发泡的聚苯乙烯或聚氨酯制成的塑料颗粒。
全文摘要
本发明涉及一种轻质木材板，该板构造为单层，且其特征在于，所述板具有低于500kg/m3的表观密度，且由压碎的木浆和木屑的混合物组成。本发明还涉及这种构造为单层的轻质木材板的制造方法。
文档编号B27N3/00GK102712099SQ201080062016
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月2日
发明者安德列亚斯·米哈尼克尔 申请人:安德列亚斯·米哈尼克尔