木材的机械胶合板 【技术领域】
本发明涉及一种用纤维和木屑制成的板的制造方法及相应装置，和按该方法制造的板。本发明尤其涉及MDF板、HDF板或木屑板。背景技术
一种典型的、已公开的制造开头所述形式的板的生产方法按如下方式进行：用来制造由纤维制成的板的熟刨花先被送到一个辊轧机。在该辊轧机内刨花尤其在施加温度和压力的条件下借助模型盘被加工成纤维。纤维借助蒸汽从辊压机内送出并借助一个称之为“蓝线”的管道被继续输送。蒸汽压力在此约为10bar。温度约为150至160℃。胶被加入“蓝线”内。在加胶后，“蓝线”紧接着扩大。由于这种扩大形成湍流，胶与纤维混合。胶与纤维的重量百分比约为20％。
“蓝线”通入干燥管的中部，干燥管直径例如为2.6m。空气被吹过温度为160℃，最高为220至240℃的干燥管。在干燥管内湿度从100％降低到8％到11％。
尤其在干燥管内，胶处在所不希望地温度处理中。从超过80℃起，胶受到不利的影响或活化。被活化的胶对于下面的胶合纤维被压成板的工序不再可用了。
胶的活性部分通过上述现有技术降低了。当纤维-胶混合体离开干燥管时，原来的22wt％中仅有1至8％可用。
对于HDF板、MDF板及木屑板，采用基于脲醛树脂的胶。如生产地板，则向胶中添加黑色素。由此可避免由于潮湿引起的膨胀。
因此问题是，胶的一部分在实际的工序中经过温度处理而失去。因此，为了将纤维或木屑在加温条件下挤压并因此达到所希望的结果(即获得MDF板)，必须向纤维或木屑中加入比实际需要多的多的胶。目前MDF板具有约每立方米60公斤胶。发明内容
本发明的目的在于，提供一种与已有技术相比具有更低胶百分含量的板。
上述目的将通过具有主权利要求所述特征的方法及通过实施具有从属权利要求所述特征该方法的装置来达到。这使得板具有其它从属权利要求所述的特征。优先实施形式在从属权利要求中给出。
为达到本发明的上述目的，纤维或木屑首先被干燥，紧接着将胶与干燥的纤维或木屑在远远低于干燥温度(尤其低于100℃)的温度下混合，由此避免胶处在干燥期间出现的相对较高的温度下。
此外还达到下面的优点，即在干燥器或干燥管内只有水而没有化学试剂被干燥。因为干燥空气不带有在已有技术中由胶引入的蒸汽，因此有利于保护环境。
被干燥的纤维或木屑最好不涂胶。涂胶影响干燥。因此与已有技术相比，干燥器内可节省以往干燥必须消耗的大量能量。结果大大降低了成本。
通过本发明的喷胶方式，MDF板的所需胶量被减少。它可减少到每平方米板45至55公斤，典型值为每立方米板50至52公斤。
达到纤维或木屑的最佳喷胶的一个重要的量是纤维或木屑与胶的“正确”比例。因此在本发明的一个方法实施形式中，干燥的纤维或木屑在喷胶前被送到一个称重皮带机上。在称重皮带机上的纤维或木屑一方面借助环绕的传送带被继续传送，另一方面被秤重。由此知道，在下面的步骤中要向纤维中加入多少胶。
传送的纤维或木屑通过称重皮带机到达后面的设备。在一个实施例中，所传送的纤维在传送期间可能的重量波动被检测、记录并储存。这些数据被处理并作为后面喷胶的控制参数。在一个实施例中，这种调节还考虑到材料在测量点和到达后面的设备(如进料辊)之间的传送时间。由此可确保，实现进料速度根据实际重量波动而进行改变。
通过进料速度的改变，恒定的料量被输送到后面的设备。纤维或木屑重量的确定可以在精炼步骤完成，并从而能够以例如±1％的精度均匀的加入纤维或木屑。
要使纤维带有足够的胶，这并不简单。因为，纤维容易象棉花一样裹在一起。因此要将胶均匀地分布在纤维上是困难的。在本发明的一种实施形式中，在一个使胶与纤维彼此混合的混合器内实现喷胶。对于木屑而言，混合器的采用提供了可比的优点。
在本发明的一实施例中，混合器具有用来冷却其壳体的装置。为此，在一尤其简单的实施形式中，设有一个至少部分具有双层壁的壳体，如双壁管，它为混合器壳体的一部分。冷却液体(如冷却水)从双壁壳体中通过，以便冷却混合器和它的壁。通过内部冷却，在壁上形成一冷却水层。冷却水层使带胶的和不带胶的纤维或木屑不能粘在壁上并堵塞混合器。
按照本发明的一实施形式，纤维干燥后被展平，因此由纤维构成一薄层。紧接着加入胶，尤其喷入薄层内。最好喷入空气-胶混合体，以确保胶尽可能均匀的分布。通过形成薄层达到，与纤维成棉团状相比，使胶更均匀地分布在纤维上。
在另一实施形式中，由纤维制成的薄层或织网(mat)被送入混合器。通过喷嘴将空气-胶混合体喷射在薄层或织网上。因此胶通过喷嘴被送到薄层上。接下来，薄层最好无接触地通过混合器。通过无接触输送，避免了纤维粘在壁上。污染问题及相关成本被降低。
胶与空气一起尤其在40至70℃，最好在55至60℃下喷入干燥的纤维内。由此使胶具有干燥的表皮。因此它的活化程度低。由此更好地实现：接下来的胶-纤维混合体不会粘在传送装置和器具上(如混合器内部)。
在本发明的一实施形式中，胶这样制备：即它在给定的时间后固化。因此可通过温度处理对胶进行适当调整。此外，在固化60秒后可添加固化剂。胶的制备尤其在混合器内进行，或在进入混合器前固化剂与胶一起加入干燥的纤维内。
本发明所具有的优点是，在随后将纤维挤压成板时，胶立即固化。由此可实现更短的挤压时间。对每一种情况，固化的时间由专业人员有针对性地确定，以便达到特别短的挤压时间。与已有技术相比，这提供了重要的经济性优点。在已有技术中，由于需要固化时间而不能实现如此短的挤压时间。
由于胶处在比目前为止所采用的更低的温度下，因此可采用比已有技术活化程度更高的胶。因此可使化学品组分(如甲醛)含量降低，这更有利于环境保护。
在本发明的一个实施形式中，利用热空气将胶搅拌，该空气-胶混合体被加到干燥的纤维或木屑中。通过一个容器与胶和干燥的纤维或木屑一起输送到混合器内的热空气，使产生的小胶滴表面略微活化。由此，纤维或木屑对后面设备的粘合被相应抑制。否则，例如混合器必须在很短的时间内进行清洗。生产则被迫停顿。此外，相应降低了不希望的清洗成本。上述显著的经济性缺陷与胶被少量活化的缺陷相当，二者必须相互比较。技术人员通过少量的实验便可获知，为达到理想的经济性，要使胶的表面活化到何种程度。活化胶的含量与已有技术相比通常更低。
在本发明的一实施形式中，胶加入到干燥的纤维或木屑之后，胶的自由表面通过一个相应的装置被继续活化，以便简化后面的加工工序。在胶加入到干燥的纤维或木屑之后，尤其离开混合器之后，带胶的纤维或木屑最好到达一个10至30米长，最好约20米长的上升管。该上升管的直径最好为1至4米。
上升管最好同样被冷却，且本身例如为双壁式，以便使冷却液体进入双壁的两个壁之间。目的是在上升管的内壁上再次形成冷却水层，以使带胶的纤维或木屑不会粘在壁上。
带胶的纤维或木屑借助空气或气体流可简单、无接触地通过上升管。
结果表明，纤维或木屑应以至少25m/sec，最好为至少每秒35米的速度通过上升管。如果速度更低，尽管采取前面所述的措施，纤维或木屑也会粘附在上升管上。因此上升管被不必要地污染。如果速度较低，上升管8小时后已必须清洗。通过调整相应的速度，其周期可扩大到7至8天。因此仅须每周清洗一次上升管。
带胶的纤维或木屑通过上升管的最大速度取决于后面的部件或设备的容量。在此要注意的是，后面的部件或设备必须是处在加工达到量的纤维或木屑的状态。实际中，目前可实现的上限速度为每秒40米。从每秒50米开始，目前所用的后面部件就会超载。显然，如果后面的部件的性能高，则该上限速度可提高。原则上，上升管内较高的传送速度是具有优点的，因为，弄脏问题和由此导致的生产停顿相应减少。
上升管的设置使得胶的表面被进一步活化，因此后面的工序可进行得更好。上升管的长度由专业人员确定并与所希望的胶活化度匹配。专业人员在设计方案时应考虑上升管内的传送速度。
待胶加入干燥的纤维或木屑后，尤其胶在上升管内部分活化后，带胶的纤维到达一个旋风分离器内。在此，由于前面所述的措施，胶的表面被足够活化，因此它在旋风分离器内不再粘合。纤维或木屑在旋风分离器中被淀出并借助一个传送装置，如传送带被送到下一工序。纤维或木屑在旋风分离器中与空气分离。在一实施形式中，传送装置将纤维或木屑送到一个检查站。在该检查站内，纤维被检测出粗的颗粒。这些粗的颗粒被自动剔除。粗的颗粒例如为胶块。
纤维或木屑借助传送带从检查站被继续传送到挤压机并在此挤压成板。挤压机最好由挤压的、相应退火的移动挤压带组成。因此可连续挤压。由专业人员确定与正在使用的胶相匹配的温度。能量值和相应温度对于两个挤压带而言在一实施形式中可以选择不同，以避免制板时产生扭曲。在挤压温度约为200℃时的温度差不超过20℃。
在一实施形式中用于将胶加入纤维的喷嘴最好设置成圆锥形。胶以小滴形式从锥顶出来，因此所要求的胶的均匀分布被改善。
当例如从喷嘴出来的胶不接触后面的工具(如混合器内的工具)时，这有助于避免清洗工作和由此引起的生产停顿。因此，胶最好直接指向纤维或木屑的方向，还被喷射。通常要注意喷嘴和后面的混合器中的工具之间要有足够的间隔。实践经验证明，当胶水平喷射时，混合器内工具和喷嘴之间的间隔最少为1米，最好为至少2米。纤维则竖直被送到混合器的启始端并在此被继续水平输送。所述具体间隔值仅取决于具体的情况。它们没有通用规则，因为它们最终还取决于胶从喷嘴喷出的速度。
如果胶-空气混合体朝纤维方向喷射，则最好同时形成一个空气流，纤维借助空气流首先被尽可能无接触地吹过后面的设备(如混合器或上升管)并因此被输送。原则上空气可由气体替代。
混合器内的工具尤其采用搅拌装置，它使纤维与胶彻底混合。
为获得好的结果，纤维以薄层形式到达喷嘴前。由此，除已谈到的优点外，还可避免胶喷入混合器内并弄脏这里的工具。否则，纤维粘在工具上，而混合器在短时间内被堵塞，因而必须在短的时间间隔内清洗。
作为一种实施形式中，混合器内的工具固定在一个中心轴上并由星形隔开的棒组成，它们象桨叶一样在一扁平的区域内伸展。星形由例如4个工具组成。每对相邻的工具形成一个90℃夹角，这些桨叶相对于流过混合器的空气流倾斜设置。由此，实现空气的湍流，并因此使纤维或木屑与胶彻底混合。多个由工具构成的“星形件”以均匀的间隔固定在轴上。纤维或木屑则被平行于该轴输送并通过混合器。工具由此这样工作，即除纤维或木屑外还使空气湍流。螺旋桨式的工具被优先采用。
最好按如下步骤由纤维制成薄层。
一传送介质如传送带或称重皮带机在其末端设有至少一个，最好多个轧辊。纤维从轧辊通过。轧辊尤其彼此挤压。如果在两轧辊或一个轧辊与边界面之间保留间隙，原则上无损害，由此实现，借助轧辊由纤维制成薄层或织网。因此，薄层的形状由轧辊制得。
最好采用一个传送带，因为它可确保纤维均匀地传送到轧辊。如作为一种实施形式而采用称重皮带机，则输送到轧辊的速度应这样控制，即将特别均匀量的纤维输送到轧辊。按照已有技术，在制造MDF板时通常采用螺旋输送机输送纤维。不过，纤维离开螺旋输送机时不够均匀。其结果是薄层由不均匀纤维形成。均匀厚度和宽度的薄层有利于胶均匀的分布。此外还可以使喷入薄层的胶与随后的工具可靠分离。
尤其借助用来制造薄层的(压在一起的)轧辊，可避免纤维以棉团或块状继续被输送。这将阻碍均匀喷胶。
为了可将足够量的纤维加工成薄层并获得特别均匀的薄层，作为一种实施形式采用多于两个的轧辊，用来制造薄层的纤维通过该轧辊。轧辊最好上下依次交错设置，轧辊与传送介质(如传送带或称重皮带机)形成一锐角，由此可将足够的料添加到传送介质，如添加到传送带称上，以便可将足够量的纤维进行均匀加工。
实践表明，为将纤维制成薄层并随后对纤维进行机械喷胶，四个轧辊是特别有利的。
作为一种实施形式，用于使由纤维制成的薄层进入或被送到混合器前的开口，最好与混合器壳体的最大宽度(如同时形成混合器壁的所述管道的直径)相当。由此确保混合器内的总宽度由薄层覆盖。否则，胶会在侧面的其余间隙绕过薄层喷入混合器内，并导致前面所述的污染问题。
如果混合器的整个宽度没有被覆盖，则不仅胶被喷入混合器，还连同沉重的外缘纤维一起被喷入，并形成团状。由此材料质量变坏。相应要遇到生产问题和材料的后期处理问题，并增加成本。
在实践中，混合器的侧壁最好冷却到7至15℃，尤其10至12℃。以这种方式，在壁上形成一冷却水层。借助冷却水层避免粘胶。
上面所述温度同样适合于上升管内壁冷却水层的形成。
作为本发明的另一实施形式，木屑或刨花首先被分解成固相木质组分纤维素和液相组分木质素和液相半纤维素。木质素和半纤维素与固相组分分离并作为胶使用，即按照本发明与干燥的木纤维或木屑混合。固相木质组分被继续加工成纤维或木屑。液相组分可例如在一搅拌器内与固相组分分离。上述所含的组分中，典型的重量百分比为20至35％半纤维素、45至50％纤维素及20至35％木质素。
在一实施形式中，刨花首先被送入一个螺塞输送机(plug screw)内，它们从螺塞输送机出来以被挤压状态进入一个蒸煮器并在此在高压下被蒸煮。蒸煮器处在相应较高压力下。蒸煮器内的压力尤其为至少12至20bar。按照已有技术，刨花通常仅在8至9bar的压力下蒸煮。通过高温蒸汽处理，固相木质组分(纤维素)与液相组分木质素和半纤维素分离。纤维素以固相形式存在。其它两种组分木质素和半纤维素为液体并可原则上用作胶。其粘接力主要源于半纤维素。
已有国际专利WO 98/37147公开过，木料中所含的木质素和半纤维素与固相组分分离后被用作制造MDF板的胶。这种方法存在严重的散发，这严重污染生产场所的环境。无法通过经济的可替代措施消除这种散发。按照本发明，散发的问题通过以下方式来减少，即液相组分首先置于气密的蒸煮器内，没有组分能从该容器中逸出。液相组分分离后被冷却，并在相对较低的温度下被继续处理，即通过喷嘴被喷到纤维上。液相组分在离开气味密闭系统以前被显著冷却。在该冷却状态下，气味散发程度很低，木质素和半纤维素作为胶使得以下成为可能：即木料的这些组分仅仅在较低温度(尤其明显低于100℃的温度下)离开气密系统，并在冷却状态下涂覆在纤维上。通过这种方式实现，以经济的方式明显减轻由气味散发引起的环境污染。
作为本发明的一种实施形式，按上述方式获得的液体组分半纤维素及木质素与常规胶混合。半纤维素及木质素在该胶混合体中的含量最好不超过20wt％。此外，该混合体还含有一种基于尿醛的胶。
如采用半纤维素和木质素含量大于20wt％的胶的混合体，在将带胶纤维压制成板期间的挤压时间(对于目前常规的合成胶的背面上胶(backing-up use)而言)太长。因此，将半纤维素和木质素与其它胶或胶混合体混合是经济的。通过这种方式，一方面可节省常规胶，另一方面不会使该方法由于较长的挤压时间而变的太长而不经济。对于半纤维素和木质素含量的具有经济性的上限，它取决于与半纤维素和木质素组分混合的胶的再活化性，上述20wt％的上限仅表示基于经验的参考值。
因为传送纤维的空气与胶一起通过混合器，因此用来喷胶的喷嘴在一实施形式中具有到混合器壳体的间隙。喷嘴则位于混合器壳体的开口前。喷嘴和开口之间因此存在间隙或环形间隙，外界空气通过此处被吸入并方便地传送。此外在该实施形式中，通过间隙或环形间隙进入的空气被预加热，以便使混合器内达到所希望的温度，尤其实现胶表面的活化。
在一实施形式中工具固定在混合器内的一个轴上。用来喷胶的喷嘴呈环形环绕该轴设置，以便使纤维均匀布胶。纤维或由纤维制成的薄层最好从喷嘴和垂直于轴的工具之间通过。喷嘴依据混合器的直径设置成单排或多排。对于较大直径而言，混合器的整个开口用来喷胶，其中两排喷嘴环行绕轴设置。
作为本发明的另一实施形式，此外还将玻璃纤维或合成树脂纤维添加到由固相木质组分组成的纤维中。该添加尤其在混合器内或直接在混合器前完成。由此，可制造特别好的板形成型件，它们例如可作为汽车内部的装饰材料。这样的成型板例如在汽车工业中可用作引擎罩衬层，这足以使叠层系统仅仅需要预压制，而不需要进行终压步骤。
汽车工业中需要的成型件不象通常以大工业化规模廉价生产的纤维那样多。因此，尤其用于汽车工业的成型件与(用来制造面板的)MDF板一同制造是经济的，以便能使用大工业化规模的纤维量。用于制造面板的MDF板具有一个上面和一个下面，它们彼此平行伸展并且是平滑的。它们有几个毫米厚。它们通常没有合成树脂纤维和玻璃纤维，因为不需要从平滑的表面分枝出特别的形状。
在制造成型件时，尖锐的边棱会出问题。它们易于撕裂。这些问题可以通过用玻璃纤维或合成树脂纤维增强而避免。
上述形式的成型件也被用于家具工业。例如门就需要这样的成型件。
与由纤维制成的板(例如用作面板的MDF板)不同，成型件只需预压制。预压制的压力比正常挤压压力低的多。预压制的压力仅仅为正常挤压步骤的压力的1/3。正常挤压步骤的压力为75-80kg/cm2。
成型件中玻璃纤维和/或合成树脂纤维的含量最高可达25wt％，最好达15wt％，以便获得物美价廉的结果。至少应采用5wt％。
用于制造成型件的纤维与用于制造面板(特别是地板)的MDF板或HDF板的纤维不同，不依赖于按照本发明在此处提到的那些纤维，并且与现有技术相比也是特别经济的。
通过下面的附图进一步阐明本发明。附图说明
图1示出了称重皮带机1和后面的混料器2的截面图。
图2示出了平行于轴12的混料器看去的视图。具体实施方式
如图1中的箭头3所示，由刨花制成的干燥的纤维通过壳体4的开口被传送到称重皮带机1。斜面5把到达的纤维引到称重皮带机的带上。称重皮带机计量并控制朝三个轧辊6方向传送的物料量。三个轧辊6依次上下及交错设置，它们与称重皮带机1形成一个锐角α。处在称重皮带机1上的纤维到达该锐角内。它们通过转动的轧辊6。期间，由纤维形成一个薄层，它由于重力而沿箭头7方向继续竖直向下被传送。薄层因此到达混料器2内，尤其在多个喷嘴8和工具9之间。
混料器由一个管形壳体组成。该壳体由双壁10和11组成。壳体内部中央设有一个轴12，工具9固定在其上。工具9与轴12形成一个直角。每四个桨叶状工具9星形组合在一起。多个这种组合在一起的工具以相同间隔固定在轴12上。由纤维组成的薄层进入的前部区域没有工具。因此确保了工具9和喷嘴8之间有足够的间隔。由于间隔的存在，由此从喷嘴8出来的胶在工具9工作期间不会直接喷在工具上。
混料器壳体的直径与开口的宽度相当，由纤维制成的薄层通过该开口被送入混料器。薄层的宽度与开口的宽度适合。喷嘴8绕轴12呈半圆形分布在上部区域。由此实现，一方面，薄层带有等量的胶；而另一方面，从喷嘴8出来的胶不会直接喷在混料器的部件上。喷嘴8和壳体10之间设有间隔，因此形成环形间隙。空气通过该环形间隙被吸入。用于加热被吸入的空气的装置未示出。以如上方式形成空气-胶混合体。带胶的薄层(换句话说，即由纤维组成的织网)借助空气流被平行于轴12传送通过混合器2。在传送期间，轴转动，因而工具9也转动。在此，胶与纤维继续混合。在双壁的两个壁10和11之间导入被冷却的液体，以使混合器内部在其内壁可形成冷却水层。
由于清晰的原因，在图2中仅仅示出了两个工具9。尤其在图2中的上部区域，可看到一排半圆形的喷嘴结构。