CN111225778A - 用于制造木质复合材料板的方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造木质复合材料板(2)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：(a)将多个木材颗粒铺撒成颗粒饼状物，(b)在铺撒期间和/或铺撒之前将粘合剂施用到至少部分的所述木材颗粒中，(c)在升高的压力和升高的温度下压制颗粒饼状物，其中，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变施用到木材颗粒上的粘合剂的量。

Description

用于制造木质复合材料板的方法以及装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造木质复合材料板的方法，其中，该方法具有以下步骤：(a)将多个木材颗粒铺撒成颗粒饼状物，(b)在铺撒期间和/或铺撒之前将粘合剂施用到至少部分的木材颗粒中，(c)在升高的压力和升高的温度下压制颗粒饼状物。此外，本发明涉及一种用于执行这种方法的装置。
背景技术
木质复合材料板使用在不同的技术领域中。即，木质复合材料板例如用于地板，墙壁饰面，应用在家具或者结构的木建筑物中。
木质复合材料且尤其是木质复合材料板具有由木材颗粒和大多例如粘合剂组成的芯部。作为木材颗粒，尤其是使用木刨片、木屑和木材纤维。木材颗粒通常在连续的或节拍式的方法中在热和压力的作用下，尤其是在所谓的热压机中压制成板或至少其芯部。
由于其多样的应用领域，木质复合材料板必须能承受并适合不同的负载和应力。例如，当板用作家具板，门或底板元件时，负载例如为点状的负载或面式的负载。
通常，如此制造木质复合材料板，使得木质复合材料板在板的整个尺寸上具有同一的且尽可能恒定的性能，例如表观密度或承受冲击负载或弯曲的强度。
表观密度是在木质复合材料板的质量和体积之间的比例，并且尤其是用于木质复合材料板的强度的参数。通常，表观密度越大，木质复合材料板的强度越高。目前的木质复合材料板例如具有在木屑板中620kg/m3至650kg/m3的表观密度，在OSB中600kg/m3至650kg/m3的表观密度，以及在MDF中700kg/m3的表观密度。
根据规定的应用，木质复合材料板必须承受显著不同的负载。例如，在用作家具板或门板时，该负载在木质复合材料板的整个面上不是恒定的。在铰链的区域中，门板必须承受比在门板的其它区域中显著更高的负载。相同的适用于柜门或者货架底板，在其中，尤其是在小的支承面的区域中可预测到非常高的负载。
如果已知木质复合材料板的应用以及尤其是其定向，可在低负载的区域中更小地设计表观密度，这带来更小的板重量以及材料节省。例如，从专利文献EP 2 653 279 A1中已知这种方法，在其中，从落下的颗粒幕帘中移除颗粒。专利文献WO 2005/046950 A1也描述了一种方法以及相应的装置，利用该装置可在木质复合材料板的确定的区域中使用更少的颗粒，以减小在该区域中的表观密度。然而，在某一区域中减少铺撒的颗粒是受限的，因为需要充足的颗粒量以使得在待制造的木质复合材料板不产生坑洼或凹陷。
从专利文献EP 2 623 282 A1中也已知独立地调整木质复合材料板的确定的性能，该专利文献描述了用于为复合材料板防水的方法，在其中，将防水介质引入已经压制的木质复合材料板中。即，应将边缘区域防水，并且在中间层中不使用防水介质。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于制造木质复合材料板的方法，该木质复合材料板在不同的区域中具有不同的表观密度，其中该方法不复杂并且进一步降低了制造成本。
本发明通过根据权利要求1的前序部分所述的方法实现该目的，该方法的特征在于，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变施用到木材颗粒上的粘合剂的量。
以这种方式，一方面可减少粘合剂的量，这例如减少了挥发性粘合剂组分的排放，另一方面进一步减小了在这些区域中的表观密度，而不必减小铺撒的颗粒量。被施用的粘合剂量根据待与粘合剂胶合的颗粒的预期位置变化。因此，被施用的粘合剂量沿着木质复合材料板的厚度和/或在平行于木质复合材料板的表面的平面中变化。
优选地，仅在铺撒时才为木材颗粒供应粘合剂。颗粒离开铺撒装置或者输送装置，并且通过由至少一个胶合喷嘴将粘合剂喷射到下落的颗粒上，使木材颗粒在下落时胶合。根据在颗粒饼状物内的预期位置改变被施用的粘合剂量。因此，在这种颗粒饼状物的制造过程的进程中，通过至少一个胶合喷嘴分配的粘合剂量也变化。这可通过改变至少一个喷嘴的施用量和/或通过改变喷射的喷嘴的数量实现。
特别优选地，在铺撒之前，以优选地恒定的粘合剂量预胶合部分的木材颗粒，特别是所有木材颗粒。如此预胶合的木材颗粒随后被铺撒成颗粒饼状物。随后，在铺撒预胶合的木材颗粒时，以变化的量将附加的粘合剂施用到所有或仅仅部分的木材颗粒上。为此，例如在空气流中引导已经预胶合和/或未胶合的木材颗粒经过至少一个胶合喷嘴，胶合喷嘴例如以程序控制的方式施用不同的粘合剂的量。
所使用的粘合剂特别是尿素甲醛树脂，三聚氰胺树脂或酚醛树脂。优选地，粘合剂为特别是无甲醛的异氰酸酯，例如二苯甲烷聚二异氰酸酯(PMDI)的聚合物。
优选地，该方法包括：在铺撒期间将一种或多种添加剂引入颗粒饼状物中。通过添加添加剂可以特别地影响木质复合材料板的其它性能。这种添加剂特别地包括：阻燃性物质、杀虫剂物质、用于补偿木材膨胀的物质、影响随后的木质复合材料板的视觉和/或触觉要求的物质、改变导热性或导电性的物质以及发泡剂和已经发泡的物质。
优选地，至少一种添加剂包含至少一种填充物，例如白垩成、滑石粉、石英粉、玻璃球、膨胀玻璃或膨胀土，至少一种光学增白剂，例如二氧化钛、碳酸钙或荧光的有机物，至少一种阻燃性物质，至少一种杀虫剂物质，至少一种用于补偿木材膨胀的物质，至少一种发泡剂和/或至少一种改变木质复合材料板的视觉的和/或触觉和/或物理性能例如其导热性的物质。
此外，添加剂可为底胶，例如基于硅烷或其它粘合促进剂。这特别是改善了不同胶合***或不同层的彼此粘合。此外，也可施用自身形成中间层并且由此避免其它单独的层混合的物质。因此，例如在木屑板中可防止相对薄的覆盖层的颗粒移动到较粗大的中间层中，或使其变得困难。
附加地，或者代替引入添加剂，也可引入以热或辐射能的形式的能量。由此，可有目的地激活或影响多组分的粘合剂的例如粘合剂反应或者添加剂的反应或者与添加剂的反应。此外实现，例如通过以蒸气处理将水气引入颗粒饼状物中。
优选地，在颗粒饼状物之内的不同位置上引入不同的量的添加剂。因此，可在不同的区域中形成受影响的性能，或者以不同的强度形成受影响的性能，或者变为受影响的性能。优选地，在颗粒饼状物内的不同位置上引入不同的添加剂和/或不同的量的不同添加剂。
特别是，通过独立的引入装置例如喷嘴引入一种或多种添加剂。特别地，这不仅在铺撒期间进行，在不铺撒木材颗粒时也可进行。
优选地，至少一种添加剂为另一粘合剂或者粘合剂组分。在本发明的范围中，施用粘合剂例如也理解成施用一种或多种粘合剂组分，其中，可以以变化的量施用，或者以变化的量施用其它粘合剂组分。
优选地，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变铺撒成颗粒饼状物的木材颗粒的量。由此特别地实现，通过被铺撒的木材颗粒的不同的量，进一步影响在颗粒饼状物内的表观密度以及由此特别地影响强度。
此外，本发明通过一种用于执行在本文中描述的方法的装置实现上述目的，该装置具有电控制部，电控制部设定成，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变待施用到木材颗粒上的粘合剂量。
优选地，电控制部具有电子数据处理装置，数据处理装置设定成，访问在电子数据存储器中储存的信息，并且根据该信息改变待施用的粘合剂量。这通过控制输送到至少一个喷嘴的粘合剂的量实现和/或通过打开和关闭喷嘴实现。
优选地，该装置具有至少一个胶合喷嘴，特别优选地具有多个胶合喷嘴。优选地，所述至少一个胶合喷嘴以可运动的方式设计，特别是可横向于铺撒木材颗粒的输送带的输送方向运动。
在一种特别优选的实施例中，根据铺撒木材颗粒的铺撒喷嘴的位置确定或可以确定期望的木材颗粒的位置。这与这种铺撒喷嘴是否设计成相对于颗粒饼状物可运动无关。优选地，在铺撒之前还是在铺撒期间才在木材颗粒上施用粘合剂与粘合剂的类型相关。在粘合剂具有特别小的滴落时间的情况下，例如有利的是在铺撒期间才施用该粘合剂。
也可行的是，在铺撒期间确定或计算木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置。为此，例如在装置上布置测量装置。所述测量装置例如可为高速摄影机等。在这种情况中有利的是，在铺撒期间施用粘合剂。
优选地，装置具有输送带，所述输送带可沿输送方向运动，其中，所述至少一个铺撒喷嘴布置在输送带上方并且设定成将木材颗粒铺撒在输送带上。特别地，这种输送带的优点是，可连续地制造木质复合材料板或颗粒饼状物。然而，借助于输送带也可实现，例如以同步(getaktet)的方式制造木质复合材料板。
优选地，根据铺撒木材颗粒的相应的铺撒喷嘴的特别是相对于待铺撒的颗粒饼状物的位置，计算木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置。在此，优选地考虑输送带的输送速度。
优选地，在输送带上方的至少一个胶合喷嘴布置和设定成，在铺撒期间将粘合剂施用到木材颗粒上。在此优选地，胶合喷嘴中的一个、特别是多个胶合喷嘴布置在胶合铺撒头中，从而特别地可使胶合铺撒头整体地运动，而不改变胶合喷嘴和铺撒喷嘴的彼此定向或位置。
优选地，多个铺撒喷嘴和/或多个胶合喷嘴横向于输送方向布置。特别是布置在颗粒饼状物的整个宽度上或者输送带的整个宽度上。这是有利的，因为可以特别地以可变的距离施用木材颗粒和/或粘合剂。
优选地，多个胶合喷嘴形成胶合带。此外可行的是，将这种胶合带中的至少两个组合成胶合头。此外优选地，将至少一个胶合带与至少一个铺撒喷嘴、特别是由多个铺撒喷嘴组成的至少一个铺撒带组合成铺撒胶合头，其中，优选地，所述装置具有多个胶合头。
特别是在使用可运动的胶合喷嘴的情况中，可改装现有的装置，并且获得本发明的优点。此外，通过运动性可以例如在没有太大的附加成本的情况下实现制造装置适应于不同的待制造的木质复合材料板。
优选地，电控制部设定成，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变木材颗粒的量。
根据本发明的用于制造19mm木屑板的实施例，使用尿素甲醛胶作为粘合剂。为此，首先借助于风力铺撒将由木材颗粒组成的下覆盖层铺撒到输送带上。紧接着，借助于一行胶合喷嘴施用由发泡的尿素甲醛胶(20g fl/m2，固体含量约50％)组成的薄的层。紧接着，通过抛式铺撒施用中间层。再次利用胶合喷嘴将相同量的发泡树脂施用到中间层上。随后借助于风力铺撒，施用上覆盖层。在覆盖层和中间层之间的比例约为28％至72％。所得的以木屑饼的形式颗粒饼状物在连续压机中压制成木屑板，紧接着进行冷却和磨光。
在测试中，在没有位于中间的胶合层的情况下制造木屑板。随后在短周期压机中通过用三聚氰胺树脂浸渍的白色的装饰纸覆盖两个板。纸重量为65g/m2。紧接着，在板的横截面中进行视觉检查
在此显示出，具有在层之间施用胶的木屑板具有明显更对称的结构。与比较板相比，观察到，特别是在上覆盖层和中间层之间，覆盖层到中间层中的移动明显更少。在上铣刀上加工两个板时，没有添加胶的板显示出比测试板更多的边缘断裂和铣削不平整。
根据本发明的用于制造具有19mm厚度的OSB的实施例，在覆盖层中使用MUF胶(三聚氰胺尿素)，在覆盖层中使用甲醛胶，并且在中间层中使用PMDI胶。在此，在覆盖层和中间层之间的比例约为30％至70％。
首先，将胶合的覆盖层刨片铺撒到输送带上。借助于由施用设备(施用喷嘴)组成的带，以5g/m2的量将聚乙二醇(摩尔重量：200g/mol)喷洒到刨片饼状物上。在其上铺撒中间层。再次利用喷嘴将相同量的聚乙二醇施用到经铺撒的中间层上。紧接着，铺撒第二覆盖层。紧接着，在连续压机中将刨片饼状物压制成OSB。
为了比较，在没有施用聚乙二醇的情况下利用相同的胶合***制造OSB。在冷却之后，在实验室中测试板的横向拉伸强度。发现对照样品在中心不撕裂，而是在覆盖层和中间层之间撕裂。此外，测试值低约20％。
附图说明
接下来根据附图解释本发明的实施方式。其中
图1示出了根据本发明的制造方法的一个实施例获得的木质复合材料板的示意性的透视截面图，以及
图2示出了制造方法的示意性的流程图。
具体实施方式
图1是木质复合材料板2的立体截面图，木质复合材料板按照根据本发明的制造方法的一个实施方式获得。这种木质复合材料板具有在x-、y-和z方向上的延伸。在此，x方向为横向于纵向y的木质复合材料板的延伸。木质复合材料板的高度或厚度在z方向上延伸。
在图1中描述了具有不同的被施用的粘合剂量的区域4.1和4.2。区域4.1为具有较大的粘合剂量的区域。区域4.2为具有粘合剂量的区域。
图2示意性地描述了木质复合材料板，在此特别是木材纤维板的制造过程。
为此，首先提供木材10。在此，优选地，木材为原木或木材部分，其特别是已经事先被剥皮。木材在切碎装置12，例如盘形或滚筒斩刀中被加工成木屑。木屑被输送给烘烤器14。在烘烤器中，必要时在上述对木屑预热的情况下，在热蒸汽作用下处理并清洁木屑。例如，在约170°的温度下在约3至4分钟上粉碎木屑。
紧接着在烘烤器14中的粉碎，特别是当木材纤维板时，在提炼器16中进行木屑的纤维粉碎。在提炼器中，研磨木屑，例如在盘式-、柱形或锥形磨中研磨，并且由此处理成木材纤维。
紧接着，在预胶合装置中将特别是还湿的木材纤维与粘合剂例如尿素甲醛树脂(UF树脂)预胶合。优选地，在此在之前或者之后，为稍后的铺撒头分离木材纤维，在稍后的步骤中，在铺撒装置24中通过铺撒头铺撒木材纤维。这具有的优点是，可特别简单地根据期望的木材纤维的位置调整稍后待借助于胶合喷嘴施用的粘合剂量(也可为零)。
紧接着，在干燥器20中例如借助于具有160°的温度的热气将胶合的木材纤维烘干到例如10-15％的确定的残余湿度。
紧接着烘干步骤，在筛分机22中进行筛分。
由此，例如根据其颗粒大小或者纤维长度，其质量或者其惰性将纤维分离。这例如在所谓的风选机中在气流中进行。
由此，特别是挑出不适合继续处理的纤维尺寸。此时，特别是将过大的纤维重新输送给切碎过程，可将过小的纤维或被粉末化的木材颗粒从继续的方法中除去。
备选地也可行的是，在胶合木材纤维之前已经进行筛分。
在筛分之后，将木材纤维输送给铺撒装置24，铺撒装置特别是具有多个，例如至少三个具有未示出的胶合喷嘴的胶合头26。优选地，铺撒装置24具有输送带，输送带可在输送方向上运动。特别是横向于输送方向布置胶合头26的胶合喷嘴。优选地，胶合喷嘴横向于输送方向在输送带的整个宽度上延伸。特别优选地，胶合喷嘴可在至少一个方向上，特别是在所有空间方向上摆动。
胶合头26与电控制部28相连接，电控制部设定成，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的位置，例如在平行于纵向和横向的平面中调整待施用到木材颗粒上的粘合剂的量。
优选地，通过每个胶合头26铺撒连续的且恒定的木材颗粒量，其中，必要时，在单个胶合头26之间木材颗粒量不同。例如也可行的是，胶合头26的多个横向于输送方向彼此间隔开的胶合喷嘴在单位时间上喷出比该胶合头26的其它胶合喷嘴更多的粘合剂量。
在预压缩机30中在一个或多个预压缩步骤中预压缩通过铺撒产生的颗粒饼状物。这例如可连续地进行，但是或者可非连续地，也就是说在多个分离的步骤中进行。
热压机32联接着预压缩机，借助于热压机，在温度和压力的作用下从预压缩的颗粒饼状物中形成木质复合材料板2。由此，此时例如制造大幅面的高密度(HDF)或中密度(MDF)木材纤维板。
例如可通过在相对于输送方向的横向方向上锯断连续形成的木质复合材料板2，产生上述木材纤维板。特别是通过在横向和/或纵向上锯断，将大幅面的板继续加工成多个较小的板。
附图标记列表
2 木质复合材料板
4.1 具有较大粘合剂量的区域
4.2 具有减小的表观密度的区域
10 木材
12 切碎装置
14 烘烤器
16 提炼器
18 预胶合装置
20 干燥器
22 筛分机
24 铺撒装置
26 胶合头
28 控制装置
30 预压缩机
32 热压机。

Claims (11)

1.一种用于制造木质复合材料板(2)的方法，其中，所述方法具有以下步骤：
(a)将多个木材颗粒铺撒成颗粒饼状物，
(b)在铺撒期间和/或铺撒之前将粘合剂施用到至少部分的所述木材颗粒，
(c)在升高的压力和升高的温度下压制颗粒饼状物，
其特征在于，
根据所述木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变施用到木材颗粒上的粘合剂的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述铺撒期间将至少一种添加剂引入所述颗粒饼状物中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在颗粒饼状物内的不同位置处引入不同的量的添加剂。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，至少一种添加剂为另一粘合剂或粘合剂组分。
5.根据权利要求2、3或4中任一项所述的方法，其特征在于，至少一种添加剂包含：
·至少一种填充物，例如白垩，滑石粉，石英粉，玻璃球，膨胀玻璃或膨胀土，
·至少一种光学增白剂，例如二氧化钛、碳酸钙或有荧光的有机物，
·至少一种阻燃性物质，
·至少一种杀虫剂物质，
·至少一种用于补偿木材膨胀的物质，
·至少一种发泡剂，和/或
·至少一种改变木质复合材料板的视觉和/或触觉和/或物理性能例如其导热性的物质。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述颗粒饼状物内的不同位置处引入不同的添加剂和/或不同的量的不同的添加剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变待铺撒成颗粒饼状物的木材颗粒的量。
8.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的装置，所述装置具有电控制部，所述电控制部设定成，根据木材颗粒在颗粒饼状物中的预期位置改变待施用到木材颗粒上的粘合剂量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电控制部具有电子数据处理装置，所述电子数据处理装置设定成，访问在电子数据存储器中储存的信息，并且根据所述信息改变待施用的粘合剂量。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少一个胶合喷嘴，通过所述至少一个胶合喷嘴能够将粘合剂施用到木材颗粒上，其中，所述电控制部设定成改变能够通过所述至少一个胶合喷嘴施用的粘合剂的量。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述至少一个胶合喷嘴以能够运动的方式设计，特别是能够横向于铺撒木材颗粒的输送带的输送方向运动。
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