包含脱纤纤维素的木素纤维素材料的制作方法

包含脱纤纤维素的木素纤维素材料的制作方法
【专利说明】包含脱纤纤维轰的木轰纤维轰材料
[0001] 本发明设及包含一种或多种含木素纤维素的物质（Iignocellulosics)、微纤化纤 维素和粘合剂、任选膨胀或可膨胀塑料颗粒和任选添加剂的木素纤维素材料，W及生产所 述木素纤维素材料的方法。
[0002] DE19947856A1公开了木纤维板，尤其是MDF板，其中由废纸回收的纤维素纤维替代 一些木纤维。其中测试废纸纤维素纤维对木纤维的高达90%混合物。然而，没有报导板的机 械性能。
[0003] Holz als Roh-und Werkstoff 1970,28,3，第101-104页公开了包含混合废纸条 的创花板。废纸在文件粉碎机中粉碎，与木片1:1混合，树脂酸盐化并压缩成创花板。纸与木 片的混合存在问题并且机械性能仍需要改进。
[0004] 本发明的目的是克服上述缺点，尤其是生产具有改进机械性能的木素纤维素材 料。
[000引我们已发现该目的通过包含如下组分的新型和改进木素纤维素材料实现：
[0006] A)30-98.99重量％-种或多种含木素纤维素的物质，
[0007] B )0.01-50重量％微纤化纤维素，
[0008] CH-50重量％选自氨基树脂、酪醒树脂、具有两个或更多个异氯酸醋基团的有机 异氯酸醋或其混合物的粘合剂，任选具有固化剂，
[0009] D)0-25重量％具有10-150kg/m3堆密度的膨胀塑料颗粒，和
[0010] E)0-68重量％添加剂。
[0011] 我们已进一步发现生产木素纤维素材料的新型和改进方法，包括将如下组分混合 并随后在升高溫度和升高压力下压缩：
[001引A)30-98.99重量％-种或多种含木素纤维素的物质，
[0013] 6)0.01-50重量％微纤化纤维素，
[0014] CH-50重量％选自氨基树脂、酪醒树脂、具有两个或更多个异氯酸醋基团的有机 异氯酸醋或其混合物的粘合剂，任选具有固化剂，
[001引 D)0-25重量％具有10-150kg/m嘴密度的膨胀塑料颗粒，和
[0016] E)0-68重量％添加剂。
[0017] 组分A)、B)、C)和任选D)和E)之和为100%。
[0018] 术语"木素纤维素材料"表示单-或多层木素纤维素材料，即具有1-5层，优选1-3 层，更优选1或3层的木素纤维素材料。就此而言，木素纤维素材料任选包括胶合碎片基 (veneered chip-base)、OSB或纤维基材料，尤其是木纤维基材料如LDF、MDF和HDF材料，优 选碎片-或纤维基材料，更优选碎片基材料。包括面板、瓦、模制品、半编织品（36111王-化bri cate)或复合材料，优选面板、瓦、模制品或复合材料，更优选面板。
[0019] 组分 A
[0020] 含木素纤维素的物质包含木素纤维素。木素纤维素含量可在宽范围内改变且通常 为20-100重量％，优选50-100重量％，更优选85-100重量％，尤其是等于100重量％木素纤 维素。术语"木素纤维素"对于熟练技术人员是已知的。
[0021] -种或多种含木素纤维素的物质合适地为例如稻草、木本植物、木或其混合物。两 种或更多种含木素纤维素的物质通常来自2-10,优选2-5,更优选2-4,尤其是2或巧巾不同含 木素纤维素的物质。
[0022] 木合适地包括木纤维或木颗粒如木板条、木条、木片、木屑或其混合物，优选木片、 木纤维、木屑或其混合物，更优选木片、木纤维或其混合物。木本植物合适地为例如亚麻、大 麻或其混合物。
[0023] 木颗粒或木纤维原料通常是森林间伐材、工业木材残留物和用过的成材W及木本 植物和植物部分。
[0024] 木颗粒或木纤维可能来自任何所需的木品种如软木或硬木，来自落叶或针叶林， 尤其是来自残留工业木或人工林木，优选按树、云杉、山毛样、松树、落叶松、锻树、白杨、槐 树、栗树、冷杉木或其混合物，更优选按树、云杉和山毛样木或其混合物，尤其是按树和云杉 木或其混合物。
[0025] 本发明中的含木素纤维素的物质通常被粉碎并W颗粒或纤维使用。
[0026] 合适的颗粒包括银屑片，木片，创片，木颗粒，任选粉碎的谷草，亚麻屑，棉花茎或 其混合物，优选银屑片，创片，木片，木颗粒，亚麻屑或其混合物，更优选银屑片，创片，木片， 木颗粒或其混合物。
[0027] 粉碎的含木素纤维素的物质的尺寸不关键，因为它们符合待生产的木素纤维素材 料。
[0028] 例如，定向创花板(OSB)使用已知为料条(S化and)的大碎片生产。用于OSB生产的 料条的平均粒度通常为20-300mm，优选25-200mm，更优选30-150mm。
[0029] 创花板通常使用小碎片生产。用于此的颗粒在尺寸上可通过筛析而分类。筛析例 如描述于DIN 4188或DIN ISO 3310中。平均粒度通常为0.01-30mm，优选0.05-25mm，更优选 0.1-20mmO
[0030] 合适的纤维包括木纤维、纤维素纤维、大麻纤维、棉纤维、竹纤维、芒草、甘薦渣或 其混合物，优选木纤维、大麻纤维、竹纤维、芒草、甘薦渣(甘薦)或其混合物，更优选木纤维、 竹纤维或其混合物。纤维长度通常为0.01-20mm，优选0.05-15mm，更优选0.1-lOmm。
[0031] 颗粒或纤维通常-甚至当为纯种类时，即仅使用上述种类(例如碎片、木片或木纤 维)之一时-呈混合物形式，其各部分、颗粒或纤维在尺寸和形状上不同。
[0032] 加工形成所需含木素纤维素的物质可根据本身已知的方法进行（例如参见 M.Dunky,P.Niemz,Holzwerkstoffe und Leime，第91-156页，Springer Verlag Heide化erg,2002)。
[0033] 含木素纤维素的物质可在将其干燥至低水含量(在常规窄范围内，称为残余水含 量)之后获得，该水含量在本领域熟练技术人员已知的常规干燥程序之后是常规的；该水不 包括在本发明所规定和报导的重量内。
[0034] 本发明的含木素纤维素的物质的平均密度可自由选择，仅取决于所用含木素纤维 素的物质，且通常为0.2-0.9g/cm3，优选0.4-0.85g/cm 3，更优选0.4-0.75g/cm3，尤其是0.4-0.6g/cm\
[0035] 含木素纤维素的物质在平均密度为601-1200kg/m3,优选601-850kg/m3,更优选 601-800kg/m 3时，称为高密度含木素纤维素的物质，在平均密度为200-600kg/m3,优选300- 600kg/m3，更优选350-600kg/m3时，称为低密度含木素纤维素的物质。纤维板在密度> 800kg/m3时，称为高密度纤维板化0巧，在密度为650-800kg/m3时，称为中密度纤维板(MDF)， 在密度^ 650kg/m3时，称为轻质纤维板化DF)。
[0036] 组分 B
[0037] 组分B)合适地为微纤化纤维素，也称为微纤维素、（纤维素)微纤维、纳米纤化纤维 素、纳米纤维素或(纤维素)纳米纤维(CelIulose 2010,17,459;第460页，右栏）。
[0038] 微纤化纤维素为已经经受脱纤的纤维素。因此，纤维素纤维的单个微纤维彼此部 分或完全地分离。微纤化纤维素具有0.1-1500皿，优选l-1500]im，更优选500-1300皿的平均 纤维长度，并且不小于15重量％纤维在长度上小于200WI1。
[0039] 微纤化纤维素通常具有IO-SOOmVg，优选20-100mVg，更优选30-75mVg的BET表面 积。
[0040] 微纤化纤维素通常具有^ 60SR，优选^ 75SR，更优选^ 80SR的脱水能力。
[0041 ] 平均纤维长度为重均纤维长度(Lw)，如根据化PPi标准T271 (参考化PPi Journal， 45(1962)，第1期，第38-45页）所测定。不超过一定长度的纤维的比例同样根据Tappi标准 T271测定。
[0042] 微纤化纤维素的BET表面积可通过如下程序测定：
[0043] 将微纤化纤维素含水配制剂(悬浮液、凝胶)放置在玻璃料上并用叔下醇洗涂。将 所得微纤化纤维素的叔下醇悬浮液从玻璃料转移到具有玻璃盖的冷却金属板(约(TC)(冻 干机、冷冻干燥机）。样品在冷却过夜时被干燥。叔下醇逐渐升华留下呈冻干状态的结构微 纤化纤维素。所得海绵状的固体微纤化纤维素的表面积通过氮气物理吸附而量化(在表面 积测量邸T测量仪(Micromeritics ASAP2420)中测量;氮气负载对氮气分压作图并采用肥T 理论评价）。
[0044] SR值通过ISO 5267-1 的Scho卵er-Riegler程序测定。
[004引纤维素是本身已知的和/或可通过本身已知的方法获得。
[0046] 微纤化纤维素可由市购纤维素或由用于造纸业的纤维素获得。
[0047] 微纤化纤维素可W几种方式获得：
[004引 a)在双螺杆挤出机中挤出纤维素纤维，如W0-A-2010/149711或W0-A-2011/055148 所述，
[0049] b)用如W0-A-2011/051882所述的方法和/或改性剂化学品一起挤出纤维素纤维，
[0050] C)通过使迫使纤维素纤维的悬浮液在高压下通过喷嘴而均化该悬浮液，如EP-A-51230或EP-A-402866的实施例1所述，
[0051 ] d)研磨纤维素纤维，尤其是在均料机中，如US-B-6，379，594所述，
[0052] e)-般机械粉碎，如EP-A-726356所述。
[0053] 微纤化纤维素优选通过程序3)、6)、(1)、6)，更优选通过程序3)、6)、(1)，尤其是通过 程序a)、b)生产。
[0054] 有用的纤维素包括再循环W及原始纤维素或其混合物，尤其是再循环W及原始纤 维素纤维或其混合物。通常用于此目的的任何等级都可W使用，实例是由机械浆和由来自 一年生和多年生植物的任何纤维获得的纤维素纤维。机械浆包括例如磨木浆，例如磨石磨 木浆或压力磨木浆，预热法木片磨木浆(TMP)，预热法木片化学机械浆(CTMP)，半化学浆，高 得率浆和盘磨机械浆(RMP) W及废纸。还合适的为化学浆，其可W漂白或未漂白形式使用。 其实例为硫酸盐、亚硫酸盐和碱法浆。在化学浆中，优选使用漂白化学浆，也称为漂白牛皮 浆。所指的材料和/或纤维状原料可单独使用或混合使用。纤维素可如上述制造方法中产生 的那样使用，经过或不经二次纯化，优选不经二次纯化，和/或如造纸中那样使用。
[0055] 对于纤维素，