纤维板及其制造方法

申请号 CN98126069.1 申请日 1998-12-23 公开(公告)号 CN1227163A 公开(公告)日 1999-09-01
申请人 松下电工株式会社; 发明人 川井秀一; 大西兼司; 奥平有三; 菅原亮; 上田卓实;
摘要 本 发明 提供了一种 纤维 板及其制造方法。所述纤维板包含纤维长度为6mm或更长的木质 纤维素 长纤维和 树脂 。本发明的纤维板具有高机械强度及优异的尺寸 稳定性 。由于使用了长纤维的木质纤维素基材料,它可节约宝贵的木料资源。
权利要求

1.一种由木质纤维素长纤维和树脂组成的纤维板,其特征在于,所述木质纤 维素长纤维具有6mm或更大的纤维长度。
2.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述纤维板还包含纤维长度为 6mm或更短的木质纤维素短纤维。
3.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述木质纤维素长纤维为从油 棕、椰树或洋麻获取的纤维。
4.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述木质纤维素长纤维沿一个 方向取向。
5.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述木质纤维素长纤维沿两个 一般互相垂直的方向取向。
6.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述木质纤维素长纤维缠结成 层状。
7.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述纤维板为多层纤维板,其 中的至少一层由木质纤维素长纤维构成。
8.如权利要求7所述的纤维板,其特征在于,其中的至少一层由沿一个方向 取向的木质纤维素长纤维、沿两个一般互相垂直的方向取向的木质纤维素长纤 维、或缠结成层状的木质纤维素长纤维组成。
9.如权利要求8所述的纤维板,其特征在于,在纤维板的表面层中木质纤维 素长纤维沿一个方向取向、木质纤维素长纤维沿两个一般互相垂直的方向取向、 或木质纤维素长纤维缠结成层状。
10.如权利要求8所述的纤维板,其特征在于,位于所述表面层和其邻接结 层之间的界面为曲面。
11.如权利要求8所述的纤维板,其特征在于,所述纤维板中层叠有许多个 其木质纤维素长纤维沿一个方向取向的层,而各层与其邻接层中的纤维取向互相 交叉。
12.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,所述纤维板中进一步层叠有 无机纤维板。
13.如权利要求1或7所述的纤维板,其特征在于,所述纤维板中心部位的 密度低于所述纤维板表面附近的密度。
14.如权利要求1所述的纤维板,其特征在于,其中木质纤维素长纤维沿一 个方向取向的许多纤维束是位于纤维板内的。
15.一种制备如权利要求7所述纤维板的制造方法,其特征在于,它包括下 述步骤:将各层层叠起来,对层叠的层加热加压或采用其它手段形成纤维板。
16.一种制备如权利要求7所述纤维板的制造方法,其特征在于,它是对各 层分别加热加压或采用其它手段,制成一些纤维板,再采用粘合手段将各纤维板 层压

说明书全文

发明涉及一种纤维板及其制造方法。

很长一个时期以来,胶合板的稳定供应一直是一个难以解决的问题。

近年来,由于一些环境问题例如全球变暖及荒漠化的产生,主要在一些热带 雨林地区出现了执行对森林砍伐严格控制法规的趋势。因此,为取代以往基本上 由圆木制造的胶合板,人们将更多的注意投向使用木材碎料或木材纤维作为原 料的碎料板、纤维丝束板、中密度纤维板或其它的木基板材。

上述板材是将木材颗粒(碎料)或木材纤维与粘合剂混合,然后热压该混合物 制成的。与胶合板不同,这些板材无须使用大直径的圆木,可以使用小直径的木 材。而且,在某些情况下,还可以使用如杂树木、木工下料、废弃木材、疵木等 类的木材原料。这样,这些木材的优点是:其对板材原料的有效使用率很高。

在上述板材中,中密度纤维板由制板用的细小木纤维制得,这样,所述中密 度纤维板就具有优异的加工性能及表面光洁度。而且,从成本上来说,中密度纤 维板的价格要低于胶合板。因此,中密度纤维板已开始广泛应用于以家具等为代 表的领域。

用于中密度纤维板的木纤维是使用木材精加工机、脱纤维机或其它脱纤维机 械,将软木或硬木的细小碎片加工成长度通常为6mm或短于6mm的纤维制成 的。如果要求提高纤维板的表面光洁度或加工性能,通常使用长度为2mm或更 短的短纤维。

纤维板的强度取决于纤维本身的强度、纤维缠结程度及纤维之间的粘合力 等等。对现有的中密度纤维板来说,纤维之间的缠结程度对纤维板强度的作用较 小,而纤维之间的结合力强度较之纤维本身的强度,在更大的程度上决定纤维板 的强度。

再有,由于使用了细小纤维,纤维之间存在着更多的粘合面积,通常的粘合 剂施加处理很难实现存在于许多纤维之间的强力粘合。为提高粘合强度,一个方 法是,增加粘合剂的使用量,藉此增强纤维之间的粘合。然而,此时需使用大量 的粘合剂,所以从成本上来说是不实用的。其结果是粘合强度的增加受到限制, 使得纤维本身的强度也未能得到充分的体现。因此,中密度纤维板的机械强度低 于胶合板。

同样,作为中密度纤维板原料的木纤维因为会吸和吸潮气而改变尺寸。因 此由木纤维形成的中密度纤维板在吸收水分或潮气后,在与其表面平行的平面上 将产生尺寸的变化。而且,由于中密度纤维板在压制过程中厚度方向上受到很大 的压缩,所以在吸收水分或潮气后,会因含水量而消除其压缩程度,在厚度方向 上发生很大的膨胀。其结果,中密度纤维板的尺寸稳定性劣于胶合板。

另外,已有人试图利用未用的植物资源,例如棕榈纤维这种至今一直被当作 为废料的材料作为建筑材料来取代上述木料来源。这种尝试描述于日本专利公开 号平09-94811(棕榈壳垫子)等中。

在使用上述以往技术未使用过的植物资源作为建筑构件时,是将由未使用过 的植物资源获得的纤维无序排列相互缠结,制得垫子形式。这些构件材料主要是 用作榻榻米垫子、椅垫材料、热绝缘材料等的芯材。

上述垫子状物体,其密度低,内部有较多孔隙,重量轻,并具有优异的空气 渗透性、透湿性、衬垫性能、吸音性能、热绝缘性能等。然而,由于这些垫子状 材料主要是仅靠其纤维的缠结而保持强度的、而且其内部具有许多孔隙,所以其 强度低于胶合板、中密度纤维板等,因此不适于作为如地板、墙板及屋顶等用的 建筑材料。

如上所述,从全球环境问题和更有效利用资源的度考虑人们对如下所述纤 维板的需求与日俱增:这些纤维板具有可与胶合板相媲美的强度和尺寸稳定性等 板材的基本特性,而又成本低廉。

本发明的一个目的是:提供一种机械强度及尺寸稳定性都高的纤维板及其制 造方法。

本发明的另一目的是:提供一种纤维板及其制造方法,所述纤维板可以节省 木材资源,且可广泛用作如地板、墙板、屋顶、家具等的制造材料、并可用作平 板材料及支架材料。

本发明涉及的纤维板中包含木质纤维素长纤维和树脂,所述木质纤维素长纤 维具有6mm或更长的长度。

附图的简单说明

图1为本发明含有木质纤维素长纤维的纤维板截面的部分放大剖视图。

图2为纤维板的示意图,其中木质纤维素长纤维沿一个方向取向。

图3为长度不同的纤维所处取向状态的比较图。

图4为纤维取向排列方法的示意图。

图5为纤维板中木质纤维素长纤维沿一般互相垂直方向取向的示意图。

图6为纤维板中一个纤维层内木质纤维素长纤维互相缠结的示意图。

图7为其中木质纤维素长纤维互相缠结的纤维板示意图。

图8为多层纤维板的示意图,其内层的木质纤维素长纤维沿一个方向取向。

图9为一三层纤维板的示意图,其表面层的木质纤维素长纤维沿一个方向取 向。

图10为一三层纤维板的示意图,其表面层的木质纤维素长纤维沿两个方向 取向。

图11为一三层热压纤维板的示意图,其表面层与其邻接层之间的界面呈弯 曲形。

图12为一九层纤维板示意图,其中相邻层的纤维取向互相垂直。

图13为一三层纤维板示意图,其中相邻层的纤维取向互相垂直。

图14为一纤维板的示意图,在该纤维板的内部排列着许多纤维束,其中的 木质纤维素长纤维沿一个方向取向。

本发明提供一种由木质纤维素长纤维和树脂组成的纤维板,所述木质纤维素 长纤维具有6mm或更长的长度。

用于本发明纤维板的木质纤维素长纤维的种类,只要它是含有纤维素及木质 作为其主要成份的纤维素长纤维即可,并无特别的限制。其例子包括从棕榈、麻、 甘蔗、竹子、稻草、麦/大麦秆、甘蔗渣(甘蔗的秆)、芦苇等获取的纤维。这些纤 维以往通常当作废料,很少用作纤维板的制造材料。因此,使用从棕榈、麻、甘 蔗、竹子、稻草等获取的纤维,不仅可以减少废料,且可节省宝贵的木资源。

另外,如果木质纤维素长纤维为油棕纤维、椰树纤维或洋麻纤维,则因其强 度约为那些软木或硬木纤维强度的2至14倍,这些纤维可以特别有效地用来提 高纤维板的强度。

油棕主要种植于来西亚、印度尼西亚、菲律宾等国。近年来,油棕的种植 区域在迅速地增加。

用于从棕榈榨油的其果实本身以外的果实部分称为“空果束”(EFB),这些 空果束和油棕叶等一般是不利用的。尽管其大部分组成都是纤维质成份。因此, 随着油棕种植面积增加,但其废弃物的量也增加。

上述的空果束及油棕叶可用锤磨机等设备施加机械剪切作用,制出所需的纤 维。因为在收获果实时是收集整个果实体的,所以较容易地获得EFB纤维。这样, 就成本而言,上述空果束及油棕叶也适于用作纤维原料。

洋麻属于麻科,为一年生植物,主要种植于中国、东南亚等地。洋麻用于网、 绳等的制造。近年来,洋麻开始被用作非木料制纸的原料纸浆,但却几乎从未用 作纤维板材料。将洋麻浸于水中,即可容易地从洋麻的韧皮纤维部得到纤维。

用于本发明纤维板的木质纤维素长纤维,其纤维长度以6mm或6mm以上为 宜,并无特别的限制。较好的是,纤维长度在15mm或15mm以上;更好的是, 在50mm或50mm以上;尤其好的是,在90mm或90mm以上。如果所述的纤维 长度在6mm以下,则难以得到高强度的纤维板。纤维长度小于6mm的较短木质 纤维素纤维,其大部分通常为直线状。所以,仅由短纤维组成的纤维板,其纤维 相互缠结较少,因而此相互缠结对纤维板的强度所起的作用也变小。另外,当使 用短纤维作为纤维板的材料时,纤维会有更多的部分需要互相粘结,由此在粘结 部位的粘合剂量减少。这也给粘结力的增加带来限制,使得纤维材料的自身强度 不能得到充分的利用。其结果是,由纤维长度短于6mm的木质纤维素短纤维构 成的纤维板的强度就会降低。

又,如果所述纤维长度为400mm或更长,也会产生这样的问题即在形成纤 维板的过程中,纤维的可操作性能较差,例如,难以使长纤维的聚集体形成特定 的形态,也难以使粘合剂均匀分散。因此,木质纤维素长纤维的纤维长度以不超 过400mm为宜。较好的是,所述纤维长度在200mm范围内;更好的是,所述纤 维长度在170mm范围内;尤其好的是,所述纤维长度在150mm范围内。

由锤磨机分离出来的油棕EFB及叶的纤维长度不小于6mm,而椰树纤维及 洋麻纤维的纤维长度也不小于6mm。它们比起用作一般中密度纤维板材料的软 木及硬木纤维来,属较长的纤维。这些油棕纤维、椰树纤维及洋麻纤维可用简单 的机械,容易地切制成6mm-400mm范围的纤维长度。这些油棕纤维、椰树纤维 及洋麻纤维的直径在约为50μm-1000μm的范围。

根据上述事实,由油棕、椰树及洋麻获得的木质纤维素纤维较为理想,因为 它们容易获得,原料供应稳定,容易获得长纤维,更由于它们特别有利于增强纤 维板的强度。

再有,如给上述的木质纤维素长纤维外,还可以加入一些长度为6mm或更 短的纤维进行复合即混合。藉此可以获得强度高的纤维板。

将长度为6mm或更短的木质纤维素短纤维与木质纤维素长纤维混合,热压 形成的纤维板,其结构是长纤维互相缠结,而短纤维存在于长纤维交缠的空隙 中。

因此,长纤维的缠结因木质纤维素短纤维的存在而得以增强,结果提高了纤 维板的强度。另外,如果在纤维板的表面附近增加木质纤维素短纤维的含有比 例,则可改善纤维板表面的光洁度。

可与木质纤维素长纤维混合的木质纤维素短纤维的种类,可以例举出那些从 软木或硬木得到的纤维。可以使用任何长度为6mm或更短的木质纤维素纤维, 并无特别的限制。但是,从例如agathis、松木或其它软木获得的软木纤维,从例 如lauan、meranti、日本橡木、日本山毛榉、枫木或其它硬木所获得的硬木纤维 都具有供应稳定,容易购得的优点,因为它们是常用作中密度纤维板的材料 的。

另外,可与木质纤维素长纤维混合的木质纤维素短纤维的重量比例也无特别 的限制,只要不会降低木质纤维素长纤维的使用效果即可。如以木质纤维素长纤 维的使用重量为1,则木质纤维素短纤维的重量比较好的是大到2.0,更好的是 大到约1.3(重量比)。

本发明纤维板的制法是对其中分散了树脂的制板用纤维聚集体进行加热和 加压(通常称为“热压”)。

在热压中所用树脂的种类以及将树脂在纤维中进行分散的方法并无特别的 限制。但是,树脂较好的是选自那些具有粘合性能的树脂,通常选自那些可因加 热而固化的,如脲树脂、密胺树脂、酚类树脂、间苯二酚树脂、环树脂、聚 酯树脂、糠树脂及异氰酸酯树脂等热固性树脂。

尽管已给出适用的比例,上述树脂相对于纤维的用量,一般为百分之几至30 %,较好的是,不超过20%(重量);更好的是不超过15%(重量),更好的是不超 过10%(重量)。

又,最终获得的本发明的纤维板,当需要高强度时,其密度以0.3~1.0g/cm3 的范围为宜,较好的是在0.4~0.9g/cm3的范围,更好的是在0.5~0.9g/cm3的 范围。如果其密度低于0.3g/cm3,则纤维板内将存在许多空隙,使纤维和纤维之 间的粘结部位及纤维自身之间的缠结减少,结果纤维和纤维的粘结部位强度及纤 维自身缠结强度的减少又将导致其对纤维板强度的贡献极小。所以,纤维板密度 如低于0.3g/cm3,其机械强度就大大降低。

热压工序中的加压方法,可以采用间歇式平板加压法及连续式加压法,并无 特别限制。热压工序中的加压温度、加压时间、加压压力等,可根据所用树脂的 种类、纤维板厚度等因素适当选定

图1所示为根据本发明,由热压长度为6mm或更长的木质纤维素长纤维制 成的纤维板截面的部分放大示意图。本发明的纤维板是将粘合剂2分散于作为材 料的6mm或更长的木质纤维素长纤维1中,然后热压制得。由于木质纤维素长 纤维的长度为6mm或更长,形成的纤维板结构中具有许多纤维缠结部位3。

通常,纤维板强度由纤维材料自身的强度、纤维缠结部位及纤维之间的粘合 强度等因素决定。如图1所示,如果有许多纤维缠结部位5存在于纤维板内部, 则纤维之间的缠结强度将对纤维板强度有很大贡献。而且,若使用长度为6mm 或更长的木质纤维素长纤维作为原料,则在材料纤维互相粘合部位粘合剂的量更 多。其结果,可提高纤维之间的粘合强度。

纤维的缠结对纤维板强度的贡献增大,以及纤维之间粘结强强度的增大,都 使纤维材料本身的强度能体现在纤维板的强度中。由于木质纤维素基本上由纤维 素及木质构成,其本身的强度很大,所以可以制得高强度的纤维板。

同样,木质纤维素长纤维的特征是,它在纤维方向上具有优异的强度。因此, 沿一特定方向将许多纤维取向排列可使得纤维在纤维方向上具有最佳的强度,因 此又可进一步增加纤维板的强度。

上述的一个举例是图2所示的纤维板7。图中,木质纤维素长纤维6如图所 示地一般沿一个方向取向。在图2中,木质纤维素长纤维6沿箭头所示方向取向。

在图2所示的本发明纤维板中,由于纤维一般沿一特定的方向取向,就可以 充分利用木质纤维素长纤维在其纤维方向上的优异强度。因此,可以制得在纤维 取向方向上强度极佳的纤维板。

本发明纤维板中的木质纤维素长纤维呈定向的状态,是指这些木质纤维素长 纤维一般沿一特定方向取向。

如果,长纤维的取向方向都全集中于一个方向上,则可以得到对纤维板强度 最大提高的效果。然而,要将所有的长度为6mm或更长的木质纤维素长纤维 的取向方向都集中于一个方向上是很困难的。而且,在一个方向上取向的木质纤 维素长纤维,若长度较长,在6mm或6mm以上,其因纤维取向而提高纤维板的 强度就很有效。这种效果参照附图,叙述如下。

图3为具有不同长度的纤维取向状态的示意图。图3-a为短纤维11的纤维取 向状态。图3-b所示为长纤维12的纤维取向状态,该图中显示存在着许多纤维互 相粘合的部位13。

图3-a的取向短纤维11互相粘合的部分位就较少。而如图3-b所示,在长纤 维12取向时,存在有更多的互相粘合部位13。就是说,当长纤维取向时,纤维 之间的粘合力比短纤维取向时的粘合力更强。因此,长纤维定向就可以更好地利 用纤维材料的强度,导致纤维材料对整个纤维板强度的贡献更大。这意味着,长 纤维强度的有效利用可以增大整个纤维板的强度。因为,如前所述,木质纤维素 长纤维在其纤维方向上具有优异的强度,从而可以制得强度极高的纤维板。

另外,木质纤维素长纤维还有个特征,它在吸水和吸潮气时,其在纤维方向 上的长度改变比例很小。因此,如果纤维都沿一个方向取向,则可制得在吸水 和吸潮气过程中其在纤维取向方向上的尺寸稳定性很好的纤维板。

其中排列有纤维长度为6mm或更长的木质纤维素长纤维的本发明纤维板, 在其纤维取向方向上,强度和尺寸稳定性都很好。

在本发明中,对纤维的取向方法并无特别限制。例如,如图4所示,可以使 用罗拉的牵伸部件15及梳状的梳理部件16组成的取向装置、互相缠结的长纤维 14通过牵伸部件15和梳理部件16,就形成沿一个方向排列的纤维束17。定向 取向的长纤维束17按需要进行的层叠、热压,形成其中长纤维取向的纤维板。

上述纤维板适用于用作特别需要单轴强度单轴尺寸稳定性的支架材料,例如 用作柱子或梁的材料。还有,如将上述纤维板与一平板材料(如地板材料)粘合 一起时,该平板材料在纤维板纤维取向方向上的强度得到增强。因此,所述纤维 板可以被用作在吸水和以及潮气过程中抑制尺寸变化的增强材料

又,纤维板中木质纤维素长纤维分别在两个一般互相垂直的方向上取向的 话,在这两个方向上就具有极高的强度。由此,可以制得强度各向异性较小的纤 维板。另外,也可改善纤维板在上述两个垂直方向上的尺寸稳定性。

因此,其中木质纤维素长纤维在两个一般互相垂直的方向上取向的纤维板, 适于用作如地板、墙面及屋顶等的平板材料。同样,如将上述纤维板与地板材料 等的平板材料粘合在一起时,该平板材料的强度得到提高,这样,所述纤维板可 以被用作使尺寸变化得到抑制的增强材料。所述纤维板的纤维在两个互相垂直的 方向上取向的纤维板,其示意图可见图5。

上述纤维板的特征在于:其中,木质纤维素长纤维发生缠结,并且在纤维的 缠结部位及纤维的粘结部位上的强度都因长纤维的缠结而提高。这样,可以更好 地利用纤维材料本身的强度。由于木质纤维素长纤维具有上述的优异强度,其中 木质纤维素长纤维互相缠结的纤维板就具有较小的强度各向异性及较大的强 度。又,纤维之间增强的粘结力也有助于在吸湿的过程中抑制纤维尺寸的变化。 由此可使得纤维板在平面方向上(在该方向上长纤维发生缠结)的尺寸变化率较 小,结果其尺寸稳定性很好。此处所述的“在纤维板平面方向上的尺寸变化”, 在本发明中是指平板状纤维板中任何平行于纤维板表面的平面上的尺寸变化。

对本发明的纤维板来说,纤维缠结的方式并无特别限制,可以使用如图4所 示的设备。长纤维纤维束在一个方向上的取向完成之后,可将该纤维束纺成纱, 缠结之形成薄层。其中木质纤维素长纤维缠结的所述薄层,可如图6所示。

将若干层这种缠结的薄层层叠起来后,进行热压,即获得木质纤维素长纤维 缠结的纤维板。由热压若干薄层形成的,其中长纤维缠结的纤维板的示意图可见 图7。

而且,在构成多层纤维板的若干层中,若至少有一层是由高强度的木质纤维 素长纤维组成,该纤维板的强度就很高。即是说,叠压上由木质纤维素长纤维形 成的一层,就增大了多层结构纤维板的强度。

本发明的纤维板具有至少一层由长度为6mm或更长的木质纤维素长纤维组 成的层。长度为6mm或更长的木质纤维素长纤维,由于纤维缠结部位多的效应 可给出高强度的纤维板。对本发明的纤维板来说,除了有一层由木质纤维素长纤 维组成的层以外,对其它层并无特别的限制,这些其它层可按纤维板性能的需要 而任意选用。

如果构成多层纤维板的层中至少有一层,其中的木质纤维素长纤维沿一个方 向取向,则该纤维板具有在该纤维取向方向上的优异强度以及在该纤维取向方向 上改善的尺寸稳定性。

图8所示为五层结构的纤维板的示意图。图8的纤维板结构显示,其中,木 质纤维素长纤维沿一个方向取向的层18邻近表面层19。除了其中长纤维沿一个 方向取向的那个层外,对其它层并无特别的限制,它们可按纤维板性能的需要而 任意选用。

而且,如果纤维板具有多层结构,且其表面层中木质纤维素长纤维是沿一个 方向取向的,则由于纤维板的强度往往在最大程度上取决于该表面层的强度,而 不是其内层的强度,所以纤维板的强度即因木质纤维素长纤维沿一个方向取向的 表面层的强度而增大。结果,纤维板在表面层中纤维取向方向上的强度得到提 高。再有,纤维板在纤维取向方向上的吸湿时的尺寸稳定性也得到改善。这种纤 维板适于用作那些特别是需要单轴强度的支架材料,例如,用作柱子和梁的材 料。

图9表示一块三层结构的纤维板,它含有木质纤维素长纤维沿一方向取向的 两个表面层20及一内层21。对本发明的这种纤维板来说,对内层21并无特别 的限制,可以根据纤维板的所需性能任意选用。

而且,如果表面层中的木质纤维素长纤维沿一般互相垂直的两个方向取向的 话,则由于多层纤维板的强度往往最大程度地取决于表面层的强度,就使得所述 纤维板在这两个取向方向上的强度得到提高。结果,可以制得强度既大,强度各 向异性又小的纤维板。而且,纤维板在其一般互相为垂直的两个取向方向上的尺 寸稳定性也得到改善。该纤维板适于用作那些例如地板、墙板及屋顶等的平板材 料。

图10就显示了一个三层纤维板,其结构包括两个表面层22及一内层23。 在图10中,表面层22中的木质纤维素长纤维沿两个一般互相垂直的方向取向。 对本发明的这种纤维板来说,对内层23并无特别的限制,可以根据纤维板所需 的性能任意选用。

同样,多层纤维板具有这样的倾向即其强度主要取决于表面层的强度及内层 与该表面层的粘合强度。如前所述,该表面层的强度因木质纤维素长纤维的强度 而得到提高。所述内层与该表面层的粘结强度还受到其粘结界面形状的很大影 响。将这些层层叠时,若能使其粘合界面呈曲面状,即可增加粘合区域。结果, 表面层和内层之间的粘合强度得到提高。这种提高了的粘合强度又提高了纤维板 的强度,在吸水或吸潮气时纤维取向方向上的尺寸稳定性也获得改善。

图11表示一块纤维板,它在各层层叠制造时,使得位于木质纤维素长纤维 沿一个方向取向的两个表面层24和邻接该两个表面层24的一内层25之间的粘 合表面26呈曲面形状。

在一个多层结构的纤维板中,其各层中木质纤维素长纤维沿一个方向取向, 如果在这些各自取向的方向中,至少有一个层的纤维取向方向与其它各层中的纤 维取向方向不同,则在该纤维取向方向上的强度将得到提高,并使所述多个取向 方向上的强度也得到提高。另外,在这些多个取向方向上的尺寸稳定性也得到改 善。特别是,如果邻接层中纤维取向方向互相垂直,则该二个互相垂直方向上的 强度各向异性及尺寸稳定性变得极小,因此该纤维板适用作例如地板、墙板及屋 顶等的平板材料。层叠的层数及各层叠层的厚度可按需要选定,并无特别限制。 图12显示了邻接层27中的纤维均在互相垂直的方向上取向的九层纤维板,图13 显示了邻接层28中的纤维均在互相垂直的方向上取向的三层纤维板。

而且,如果纤维板中的木质纤维素长纤维沿一个方向或沿互相垂直的方向取 向或缠结,并且其中层叠有一块无机纤维板,则可获得具有较无机纤维板强度更 优异的纤维板。

无机纤维板一般的优点是:由于其因含水分而产生的纤维尺寸变化极小,所 以,该纤维板具有优异的尺寸稳定性。然而其缺点是强度特性较差。

因此,除了无机纤维板具有其作为优点的尺寸稳定性之外,也可期望在该板 中采用木质纤维素长纤维在一个方向或互相垂直的方向上的取向或缠结,使其强 度得到改善,这样,可以制得具有优异的强度及尺寸稳定性均优异的纤维板。

用于无机纤维板的纤维种类可以是玻璃纤维、石棉纤维、纤维等, 并无特别的限制。

由于纤维板是热压制成的,因此特别容易在纤维板的厚度方向上残留内应 力。因此在吸湿的条件下,会发生受压纤维的尺寸变化,结果粘合力减小纤维的 尺寸变化又会导致纤维板在厚度上的膨胀。纤维板厚度上的膨胀在很大程度上取 决于纤维板制造时的压缩比,即纤维板热压后的密度。所以,纤维板厚度方向上 尺寸稳定性的改善可通过降低热压比及由此而形成的密度来达到。不过,仅仅是 降低纤维板厚度也会同时导致强度性能的大幅度降低。

为解决该问题,可以提供这样的结构,即纤维板中心部位的密度较纤维板表 面附近的密度低。就能够保持纤维板的强度。因为纤维板的强度取决于纤维板表 面附近强度的程度比纤维板中心部位的强度大。

本发明的纤维板因使用木质纤维素长纤维作为材料,而使强度得到提高。这 样,即使所述纤维板中心部位的密度较低,也可获得较高的强度。这样,纤维板 中心部位密度的降低可使得纤维板在保持其强度不变的情况下,减少其重量。同 时由于纤维板中心部位的密度较低,又可以改善纤维板厚度方向上的尺寸稳定 性。结果,可以制得重量轻、强度高及尺寸稳定性好的纤维板。这样的纤维板适 合用作例如地板、墙板及屋顶等的平板材料。

作为其密度在从纤维板表面附近至中心部位的方向上逐渐降低的一种形 式,有这样一种多层纤维板;其含有木质纤维素长纤维的表面层的密度较高;或 者有这样一种多层纤维板,其中含有的木质纤维素长纤维(如图9及图10所示) 取向的层中的密度较高。在此情况下,表面层密度较高的纤维板就有更高的强 度。在这种纤维板中,如果用作表面部分的表面层密度为0.4-1.2g/cm3,用作纤 维板的内层密度为0.2-0.8g/cm3,而总的密度为0.3-1.0g/cm3,则可以得到因表面 层密度高使强度提高以及因内层密度低而使尺寸稳定性改善的效果。表面层与内 层的重量之比可根据所需强度及尺寸稳定性选定。

要制成密度在从纤维板表面附近至中心部位的方向上逐渐降低的纤维板,并 不限于上述层叠结构的形式。可按需要选择木质纤维素长纤维的取向状态、长纤 维重量的组成比以及复合的形式,使得根据所需特性有可能进行最佳的设计。

如果,木质纤维素长纤维沿一个方向取向而形成的纤维束排列在纤维板的连 续相中,则所述纤维板的强度可因沿一个方向取向而形成的纤维束的强度而得到 增强。因此,所述纤维板具有在纤维取向方向上的优异的强度,且所述纤维板在 纤维取向方向上的尺寸稳定性也得到改善。

作为一种组合物结构,可以提到的是如图14所示纤维板的形式。作为一个 例子,其中木质纤维素长纤维沿一个方向取向而形成的许多纤维束30都独立地 存在并复合在纤维板的连续相29中。纤维板连续相29中纤维束的纤维种类,例 如可以是纤维长度为6mm或更短的软木纤维及硬木纤维等木质纤维素纤维,并 无特别的限制。木质纤维素长纤维沿一个方向取向的纤维,其的重量比例并无特 别的限制。

尽管用于制造上述多层纤维板的制造方法并无特别的限制,但较好的是采用 加热加压等手段,将片材层叠压制成板材。此时各层之间的粘合得到增强,可以 制得强度很高且尺寸稳定性也好的纤维板。

同样较好的是,将由若干层采用加热加压等手段制成的一些板再粘合在一 起,同时精密控制各层的厚度及密度,也制得强度很高及尺寸稳定性也好的纤维 板。

以下,详述本发明纤维板的实施方案。

实施例1

将分离油棕EFB得到的纤维切成100mm长度,将40.5g酚基粒料粘合剂加 入分散在445.5g的此纤维中。将所述纤维叠置在300mm×300mm见方的支架 内。除去支架,用两块热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压。热 压条件为:温度160℃,压力50kg/cm2,时间5分钟。这些条件示于表1-5。制 成纤维板的物理特性根据JIS A5906规定的方法(中密度纤维板)及JIS A1437 规定的方法(用于建筑内墙板的防潮测试方法中的方法B)测量。测试结果示于表 2。在表2中,吸湿过程中长度方向上的变化率及宽度方向上的变化率分别为纤 维板置于温度40℃、湿度为90%的温度湿度控制装置中7日后长度及宽度方向 上的变化率。

实施例2

将分离椰子果实部分得到的纤维切成100mm的长度,将81g异氰酸酯基粘 合剂的50%水分散液加入分散到445.5g纤维中。将所述纤维以实施例1的方式 进行热压,然后测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例3

将分离油棕EFB得到的纤维切成10mm的长度后,将81g由100份脲密胺基 的粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液加入到445.5g纤维 中进行分散。然后,将所述纤维以实施例1的方式进行热压,然后和测试。其制 造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例4

将分离油棕叶得到的纤维切成100mm的长度,将198g所得的油棕叶纤维和 247.5g平均长度2mm的软木纤维混合,再在此混合物中加入81g由100份脲密 胺基粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液进行分散。制备 时油棕叶纤维和软木纤维的比例为4∶5。然后,将所述纤维以实施例1的方式 进行热压,然后测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例5

将分离油棕EFB得到的纤维切成100mm的长度,将40.5g酚基粒料粘合剂 加入分散到445.5g纤维中。将纤维连同分散在其中的粘合剂用一台由六对罗拉的 牵伸部件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后, 沿一方向排列在一300mm×300mm见方的支架内进行,层叠。除去支架,以实 施例1的方式用两块热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒对纤维进行热压,然后 测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。表2中,吸湿过程中长度变 化率中的长度方向是指纤维排列的取向方向;而吸湿过程中宽度变化率中的宽度 方向是指垂直于纤维排列取向的方向。

实施例6

将分离洋麻得到的纤维切成150mm的长度,将81g异氰酸酯基粘合剂的50 %水分散液加入分散到445.5g的纤维中。将用此粘合剂分散的纤维用一台由六对 罗拉的牵伸部件和一梳状梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维 取向。然后,在一300mm×300mm见方的支架内沿两个互相垂直的方向排列, 进行层叠。除去支架,以实施例1的方式用(其间隔以一根高9mm间隔棒)热板对 纤维进行热压,然后进行测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例7

将分离油棕FEB得到的纤维切成10mm的长度,将54.0g酚基粒料粘合剂加 入分散到594g纤维中。将用此粘合剂分散的纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件 和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后,在一 300mm×300mm见方的支架内沿一个方向和另一个与该方向垂直的方向进行排 列层叠。除去支架,以实施例1的方式用两块垫板(其间隔以一根高9mm的间隔 棒)对纤维进行热压,然后测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例8

将分离洋麻得到的纤维切成100mm的长度,加入108g异氰酸酯基粘合剂的 50%水分散液加入分散到594g纤维中。将用此粘合剂分散的纤维用一台由六对 罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取 向。然后,沿一个方向排列在一300mm×300mm见方的支架内进行层叠。除去 支架,以实施例1的方式用两块热板(其间隔以一根高9mm的间隔棒)对纤维进行 热压,然后进行测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例9

将分离油棕EFB得到的纤维切成100mm的长度,将81g由100份脲密胺基 粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液加入分散到445.5g纤 维中。将用此粘合剂分散的纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成 的纤维取向装置进行一个方向上的纤维的取向,然后用一属纺织机械的并条机纺 成纱。将所得纱的网状纺织纱排列层叠在一300mm×300mm见方的支架内。除 去支架,以实施例1的方式用两块热板(其间隔以一根高9mm的间隔棒)对纤维进 行热压,然后进行测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例10

为制造表面层,将分离椰子果实部分得到的纤维切成100mm的长度,将36g 异氰酸酯基粘合剂的50%水分散液加入分散到198g纤维中。为制造内层,将分 离油棕叶得到的纤维切成100mm的长度,将110g此油棕叶纤维和137.5g平均长 度为2mm的软木纤维混合,将45g异氰酸酯基粘合剂的50%水分散液加入分散 成为混合物。将用粘合剂分散的椰子果实部分纤维的一半叠置于300mm×300mm 见方的支架内。加入用粘合剂分散的油棕叶纤维和软木纤维的混合物,再加入余 下一半椰子果实部分的纤维,层叠之。除去支架,以实施例1的方式用两块热板 (其间隔以一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测试。所得的纤维板的表 面层的厚度为2mm,内层的厚度为5mm。其制造条件示于表1-15,测试结果示 于表2。

实施例11

将分离油棕EFB得到的纤维切成100mm的长度后,将18g酚基粉料粘合剂 加入分散到198g纤维中,作为表面层。将22.5g酚基粉料粘合剂加入分散到247.5g 纤维平均长度为2mm的软木纤维中,作为内层。将用粘合剂分散的油棕叶子纤 维的一半叠置在300mm×300mm见方的支架内。加入用粘合剂分散的软木纤 维,再加入余下一半油棕叶纤维后层叠之。除去支架,以实施例1的方式用两块 热板(其间隔以一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测试。所得的纤维板 的表面层的厚度为2mm,内层的厚度为5mm。其制造条件示于表1-15,测试结 果示于表2。

实施例12

将分离油棕叶子得到的纤维切成100mm的长度后,将36g由100份脲密胺 基粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液加入分散到198g纤 维中,作为表面层。又将45g由100份脲密胺基的粘合剂和1份氯化铵硬化剂组 成的混合物的50%水分散液加入分散到247.5g平均长度为2mm的软木纤维中, 作为内层。将用粘合剂分散的油棕叶子纤维的一半用一台由包括六对罗拉的牵伸 部件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向,叠置在 300mm×300mm见方的支架内。然后,加入用粘合剂分散的软木纤维。余下一 半的油棕叶子纤维经牵伸沿与前一半油棕叶子纤维的取向方向进行排列层叠。除 去支架。接着,以实施例1的方式用两块热板(其间隔以一根9mm高度的间隔棒) 对纤维进行热压,然后测试。所得纤维板的表面层厚度为2mm,内层厚度为 5mm。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。在表2中,表示吸湿过程 时长度方向变化率中的长度方向为纤维排列于表面层中的取向方向,而表示吸湿 过程时宽度变化率中的宽度方向为与纤维排列于表面层中的取向互相垂直的方 向。

实施例13

将分离洋麻得到的纤维切成150mm的长度后,将24g酚基粉料粘合剂加入 分散到264g纤维中,作为表面层。又将30g酚基粉料粘合剂加入分散到330g用 一切割机切成的平均长度约为2mm的油棕EFB短纤维中,作为内层。将述用粘 合剂分散的洋麻纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成的纤维取 向装置进行一个方向上的纤维的取向。将经过单一方向取向的纤维的一半叠置于 300mm×300mm见方的支架内以后,加入用粘合剂分散的油棕短纤维,再加入 另一半洋麻纤维,沿前一半洋麻纤维的取向方向牵伸排列层叠之。除去支架。接 着,以实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根高度9mm的间隔棒)对纤维进行 热压。然后测试。所得纤维板的表面层厚度为2mm,内层厚度为5mm。其制造 条件示于表1-15,测试结果示于表2。在表2中,表示吸湿过程中的长度方向变 化率时长度方向为纤维排列于表面层中的取向方向,表示吸湿过程时宽度变化率 中的宽度方向为与纤维排列于表面层中的取向互相垂直的方向。

实施例14

将分离椰子的果实部分得到的纤维切成10mm的长度后,将48g异氰酸酯基 粘合剂的50%水分散液加入分散到264g纤维中,作为表面层。又将60g异氰酸 酯基粘合剂的50%水分散液加入分散到330g用一切割机切成的平均长度约2mm 的油棕EFB短纤维中,作为内层。将用粘合剂分散的椰子果实部分纤维用一台由 六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维 取向。然后,将此纤维的一半在300mm×300mm见方的支架内,分别排列层叠 于两个互相垂直的方向上。加入用粘合剂分散的油棕EFB纤维。再加入另一半椰 子果实部分的纤维,沿如同前一半椰子果实果实部分的纤维的二个互相垂直的取 向方向牵伸排列,层叠之。除去支架,以实施例1的方式用两块垫板(其间夹着一 根高度9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测试。所得纤维板的表面层厚度为 2mm,内层厚度为5mm。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例15

将分离洋麻得到的纤维切成100mm的长度后,将36g异氰酸酯基粘合剂的 50%水分散液加入分散到198g纤维中,作为表面层。又将45g异氰酸酯基粘合 剂的50%水分散液加入分散到247.5g平均长度为2mm的软木纤维中,作为内 层。将用粘合剂分散的洋麻纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成 的纤维取向装置进行一个方向上的纤维的取向。然后,将此洋麻纤维的一半分别 排列于二个互相为垂直的方向上,叠置在300mm×300mm见方的支架内。加入 用粘合剂分散的软木纤维,再加入另一半洋麻纤维,沿如同前一半洋麻纤维的二 个互相垂直的取向方向牵伸排列,层叠之。除去支架,以实施例1的方式用两块 热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测试。所得纤维板的 表面层厚度为2mm,内层厚度为5mm。其制造条件示于表1-15,测试结果示于 表2。

实施例16

将分离油棕EFB得到的纤维切成100mm的长度后,将36g由100份脲-密胺 基粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液加入分散在198g纤 维中,作为表面层。又将45g由100份脲-密胺基粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成 的混合物的50%水分散液加入分散到247.5g平均长度为2mm的软木纤维中,作 为内层。将用粘合剂分散的油棕EFB纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理 部件的纤维取向装置进行一个方向上的纤维的取向。然后,用一并条机将此纤维 纺成纱。所所得纱的网状纺织纱排列层叠在300mm×300mm见方的支架内。加 入用粘合剂分散的软木纤维,再排列层叠另一半油棕EFB纤维的网状纺织纱。除 去支架,以实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进 行热压,然后测试。所得纤维板的表面层厚度为2mm,内层厚度为5mm。其制 造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例17

将分离洋麻得到的纤维切成100mm的长度后将入加入18g酚基粉料粘合剂 加入分散到198g纤维中,该作为表面层。将用粘合剂分散的此洋麻纤维用一台 由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤 维取向。然后,将此纤维的一半分别排列在两个互相垂直的方向上,层叠于300mm ×300mm见方的支架内。然后,叠放上一块酚增强的褐状石棉板(产品名称: Tough Flex Board,尺寸为300mm×300mm×9mm,密度0.40g/cm3,重量180g) 作为内层。另一半洋麻纤维,沿如同前一半洋麻纤维的两个互相垂直取向的方向 牵伸排列,然后层叠之。除去支架。接着,以实施例1的方式用两块热板(其间夹 着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测试。其制造条件示于表1-15, 测试结果示于表2。

实施例18

将分离油棕叶得到的纤维切成100mm的长度后,将40.5g酚基粉料粘合剂加 入分散到445.5g纤维中,作为表面层。将此纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和 一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后,将此纤维 54g(相当于纤维总量的九分之一),排列在300mm×300mm见方支架内的一个方 向上,层叠之。然后,在与上述54g纤维部分的取向方向互相垂直的方向上又排 列一层54g该纤维。重复该步骤,使纤维总共层叠为9层。除去支架。接着,以 实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然 后测试。所得纤维板的表面层厚度为1mm,内层厚度为5mm。其制造条件示于 表1-15,测试结果示于表2。

实施例19

将分离洋麻得到的纤维切成100mm的长度后,将81g异氰酸酯基粘合剂的 50%水分散液加入分散到445.5g纤维中。将此纤维用一台由六对罗拉的牵伸部 件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后,将此纤 维58.5g(相当于纤维问题的九分之一)排列在300mm×300mm见方支架内的一 个方向上,层叠之。然后,在与上述58.5g纤维部分的取向方向相为垂直的方向 上又排列一层58.5g该纤维。重复该步骤,使纤维总共层叠为9层。除去支架。 接着,以实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行 热压,然后测试。所得纤维板的表面层厚度为1mm,内层厚度为5mm。其制造 条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例20

将分离椰子果实部分得到的纤维切成100mm的长度后,将81g由100份脲 密胺基粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液加入分散到 445.5g纤维中。将此纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成的纤维 取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后,将此纤维175.5g(相当于纤维总量的 三分之一),排列在300mm×300mm见方支架内的一个方向上。除去支架。接着, 以实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根高3mm间隔棒)对纤维进行热压,然 后测试。类似地总共制得层厚为3mm的三块纤维板。为使粘合这三块纤维板的 两块粘合剂的粘合剂总量为150g/m2,对用作内层纤维板的两个表面施加由100 份脲密胺基粘合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液27g。然 后,将此三块纤维板层叠起来,使内层纤维板中的纤维取向方向和用作表面层的 两层纤维板中的纤维取向方向互相垂直。然后,以实施例1的方式用两块热板(其 间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测试。其制造条件示于表 1-15,测试结果示于表2。表2中表示吸湿过程时长度方向上变化率中的长度方 向为纤维排列于表面层中的取向方向,而表示吸湿过程时宽度变化率中的宽度方 向为与纤维排列于表面层中的取向互相垂直的方向。

实施例21

将分离油棕EFB得到的纤维切成100mm的长度后,将18g酚基粉料粘合剂 加入分散到198g纤维中,作为表面层。又将22.5g酚基粉料粘合剂加入分散到 247.5g平均长度为2mm的软木纤维中,作为内层。将用粘合剂分散的油棕EFB 纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组成的纤维取向装置进行一个 方向上的纤维的取向。然后,将此纤维的一半排列在300mm×300mm见方的支 架内的一个方向上,但在排列过程中纤维层压,使这些纤维随所在位置不同而具 有不同的高度。在其顶部放置用粘合剂分散的软木纤维,用一刮勺将其表面处理 成凹凸状的不规则表面,接着,在与前半部分纤维取向相同的方向上,牵伸排列 剩余一半的油棕EFB纤维。除去支架。接着,用两块热板(其间夹着一根高9mm 间隔棒)对纤维进行热压,加压温度160℃,加压压力50kg/cm2,加压时间为5 分钟。这些条件示于表1-15。所得纤维板的外观示于图11,图中在油棕EFB纤 维沿一个方向取向的表面层和软木纤维组成的内层之间的粘合界面被处理成凹 凸状的不规则状态。

所得纤维板的物理特性根据JIS A5906规定的方法(中密度纤维板)及JIS A1437规定的方法(用于建筑内墙板防潮测试方法中的方法B)测量。测试结果示 于表2。在表2中,在吸湿过程中长度方向上变化率及在吸湿过程中宽度方向上 的变化率分别为纤维板置于温度40℃、湿度为90%的温度湿度控制装置中7日 后长度及宽度方向上的变化率。

实施例22

对分离油棕叶得到然后切成100mm长的198g纤维,用由100份脲密胺基粘 合剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液36g作为粘合剂进行分 散。又对平均长度为2mm的软木纤维247.5g,用由100份脲密胺基粘合剂和1 份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液45g进行分散。

将用粘合剂分散的油棕叶纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件 的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后,将约为1/9量的上述纤维排 列在一300mm×300mm见方的支架内的一个方向上,再在支架内撒上另外约为 1/9量粘合剂分散的该软木纤维。接着将另约1/9量的油棕叶纤维在支架内沿与前 述排列方向互相垂直的方向上牵伸排列之,再在支架内撒上另约1/9量用粘合剂 分散的该软木纤维。重复上述步骤共九次,由此使油棕叶子纤维各在相互垂直的 方向上取向,其间层叠有软木纤维。以实施例21的方式热压此纤维层叠物,获 得图12所示的纤维板。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例23

对分离得到然后切成100mm长的198g洋麻纤维,将36g异氰酸酯基粘合剂 的50%水分散液,作为粘合剂加入分散之。又对平均长度为2mm的软木纤维 247.5g,用45g异氰酸酯基粘合剂的50%水分散液进行分散。

将用粘合剂分散的洋麻纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组 成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维取向。然后,将此排列于一方向上的纤 维并成数十股纤维束,纤维束的直径约为2mm。将这些生成的洋麻纤维束在一 300mm×300mm见方的支架内沿一个方向牵伸排列之。再在其中撒上用粘合剂 分散的软木纤维。由此,洋麻纤维束都在一个方向上取向,其间层叠有软木纤维。 以实施例21的方式热压所述的纤维层叠物,获得如图14所示的纤维板。其制造 条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例24

将分离洋麻得到的纤维切成100mm的长度后,将18g酚基粉料粘合剂加入 分散到198g该洋麻纤维中,作为表面层。又对123.8g平均长度为2mm的软木纤 维,将11.3g酚基粉料粘合剂加入分散之,作为内层。

将用粘合剂分散的洋麻纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部件组 成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维的取向。然后,将此纤维的一半分别牵 伸排列在300mm×300mm见方的支架内的一个方向上,然后层叠之。接着,如 同实施例1,用两块热板(其间夹着一根高2mm的间隔棒)对纤维进行热压。按此 制成厚度为2mm的洋麻纤维板,其中纤维在一个方向上取向。另在一300mm× 300mm见方的支架内撒入用粘合剂分散的软木纤维成层。除去支架,以实施例17 的方式,用两块热板(其间夹着一根5mm间隔棒)对纤维进行热压。由此制成厚度 为5mm的纤维板。为使粘合这三块纤维板的两个粘合剂层的粘合剂总量为 150g/m2,对用作内层的软木纤维板的两个表面施加27g由100份脲密胺基粘合 剂和1份氯化铵硬化剂组成的混合物的50%水分散液。然后,将这三块纤维板 层叠起来,使表面层的两块纤维板中的纤维取向方向互相平行。然后,以实施例 1的方式用两块热板(其间夹以一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压,然后测 试。由此,生成如图2所示的纤维板,其两个表面层的厚度各为2mm,内层厚 度为5mm;其表面层密度约为0.6g/cm3,其内层密度约为0.3g/cm3,由此获得 总密度约为0.43g/cm3。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

实施例25

分离油棕EFB得到的纤维切成100mm的长度后,将15g异氰酸酯基粘合剂 的50%水分散液加入分散到165g纤维中,作为表面层。又将21g酚基粉料粘合 剂加入分散到231g用一切割机切成平均长度在约为2mm的油棕EFB短纤维中, 作为内层。

将用粘合剂分散的油棕EFB纤维用一台由六对罗拉的牵伸部件和一梳理部 件组成的纤维取向装置进行一个方向上的纤维的取向。然后,将经纤维的一半在 300mm×300mm见方的支架内分别牵伸排列在互相垂直的两个方向上,然后, 在室温下从其上下两面施加压力制成一块垫子。藉此工序,总共制成两块厚度约 为1mm的垫子。将所制得的油棕EFB长纤维的一块垫子放在支架内,撒上用粘 合剂分散的油棕EFB短纤维,再放上另一层油棕EFB长纤维垫子。除去支架, 以实施例21的方式,用两块热板(其间夹着一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热 压,然后测试。所得纤维板的表面层厚度为1mm、内层厚度为7mm;表面层密 度约为1.0g/cm3,内层密度约为0.4g/cm3,由此其总密度约为0.53g/cm3。其制 造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

比较例1

对445.5g平均长度为2mm的软木纤维,将40.5g酚基粉料粘合剂加入进行 分散。将这些纤维叠置在一300mm×300mm见方的支架内。接着,除去支架, 以实施例1的方式用两块热板(其间用一根高9mm的间隔棒)对纤维进行热压, 然后测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

比较例2

对445.5g平均长度为2mm的软木纤维,将81g异氰酸基粘合剂的50%水分 散液加入进行分散。将这些纤维叠置在一300mm×300mm见方的支架内。接着, 除去支架后,以实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根9mm的间隔棒)对纤 维进行热压。然后测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

比较例3

对594.0g平均长度为2mm的软木纤维,将54.0g酚基粉料粘合剂加入进行 分散。将这些纤维层叠置在一300mm×300mm见方的支架内。接着,除去支架 后,以实施例1的方式用两块热板(其间夹着一根9mm的间隔棒)对纤维进行热 压。然后测试。其制造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

比较例4

将一尺寸为300mm×300mm×9mm厚,密度为0.40g/cm3,重量为324g 的苯酚增强的褐色石棉板(产品名:Tough Flex Board)用作比较例4,测试。其制 造条件示于表1-15,测试结果示于表2。

比较例5

对445.5g用一切割机切成平均长度在2mm左右的油棕EFB纤维,将81g异 氰酸酯基粘合剂的50%水分散液加入进行分散。将这些纤维叠置在一300mm× 300mm见方的支架内。接着,除去支架,以实施例1的方式用两块垫板(其间夹 着一根9mm的间隔棒)对纤维进行热压。然后测试。其制造条件示于表1-15,测 试结果示于表2。

                         表1-1 组合形式  长纤维的  木质素材料  纤维长度    (mm)    重量     (g)   纤维取向     方向 实施例1 仅热压长纤维  油棕EFB    100     445.5     …… 实施例2 仅热压长纤维  椰子果实部分    100     445.5     …… 实施例3 仅热压长纤维  油棕EFB    10     445.5     …… 实施例4 混合、热压长纤维和短纤维  油棕叶    100     198.0     …… 实施例5 单向排列长纤维后热压  油棕EFB    100     445.5     单向 实施例6 单向排列长纤维后热压  洋麻    150     594.0     单向 实施例7 在两个互相垂直方向上取向长纤维后热压  油棕EFB    10     594.0 互相垂直的方向 实施例8 在两个互相垂直方向上取向长纤维后热压  洋麻    100     445.5 互相垂直的方向 实施例9 合股长纤维后热压  油棕EFB    100     445.5     搓向

                                表1-2         组合形式 表面层的长纤维的     木质素材料  纤维长度    (mm)   重量    (g)  表面层  厚度 表面层中纤维   取向方向 实施例10     层叠表面层及内层    椰子果实部分     100  198.0  2mm     …… 实施例11     层叠表面层及内层      油棕EFB     100  198.0  2mm     …… 实施例12 层叠内层及其中长纤维沿单向     取向的表面层      油棕叶     100  198.0  2mm     单向 实施例13      洋麻     150  264.0  2mm     单向 实施例14 层叠内层及其中长纤维沿互相     垂直方向取向的表面层   椰子果实部分     10  264.0  2mm 互为垂直的方向 实施例15      洋麻     100  198.0  2mm 互为垂直的方向 实施例16 层叠内层及纤维合股的表面层      油棕EFB     100  198.0  2mm     搓向 实施例17 层叠表面层及无机纤维板      洋麻     100  198.0  2mm 互为垂直的方向

                                表1-3           组合形式 待层叠的长纤维   的木质素材料  纤维长度    (mm)     重量      (g)  各层  厚度   层数 实施例18 层叠其中长纤维沿单向取向的 各层,使邻接两层中的取向方 向互相垂直     油棕叶     100     445.5  1mm   9层 实施例19     洋麻     100     445.5  1mm   9层 实施例20   椰子果实部分     100     445.5  3mm   3层

                               表1-4              组合形式 长纤维的木 质素材料 纤维长度    (mm)  重量   (g)  表面层  厚度   长纤维的   取向方向 实施例21 层叠,使粘合的界面呈凹凸状 油棕EFB     100  198.0  ……     单向 实施例22 长纤维的纤维束与一连续相复合 油棕叶     100  198.0  …… 互为垂直的方向 实施例23 洋麻     100  198.0  ……     单向 实施例24 层叠,使表面层和内层的密度互不相同 洋麻     100  198.0  2mm     单向 实施例25 油棕EFB     100  165.0  1mm 互为垂直的方向

                              表1-5     组合形式       材料 纤维长度   (mm)   重量   (g)      ……                      ……         比较例1     仅热压短纤维     软木纤维     2  445.5      ……         …… 比较例2     仅热压短纤维     软木纤维     2  445.5      ……         …… 比较例3     仅热压短纤维     软木纤维     2  594.0      ……         …… 比较例4     …… 苯酚增强的褐色石棉板     ……  324.6      ……         ……    比较例5     仅热压短纤维     油棕EFB     2  445.5      ……         ……   

纤维板尺寸:300×300×9

                               表1-6 混合纤维的材料  纤维长度(mm)   重量(g)    ……     ……  粘合剂种类 实施例1     ……      ……   ……    ……     ……  酚基 实施例2     ……      ……   ……    ……     ……  异氰酸酯基 实施例3     ……      ……   ……    ……     ……  脲密胺基 实施例4     软木纤维      2   247.5    ……     ……    脲密胺基 实施例5     ……      ……   ……    ……     ……  酚基 实施例6     ……      ……   ……    ……     ……  异氰酸酯基 实施例7     ……      ……   ……    ……     ……      酚基 实施例8     ……      ……   ……    ……     ……  异氰酸酯基 实施例9     ……      ……   ……    ……     ……  脲密胺基

                               表1-7     内层材料  纤维长度    (mm)     重量     (g)    内层    厚度 热压方式  粘合剂种类 实施例10     以如同实施例4的比例混合     247.5     5mm 层叠后热压  异氰酸酯基 实施例11     软木纤维     2     247.5     5mm 层叠后热压  脲密胺基 实施例12     软木纤维     2     247.5     5mm 层叠后热压  酚基 实施例13     油棕EFB短纤维     2     330.0     5mm 层叠后热压  酚基 实施例14     油棕EFB短纤维     2     330.0     5mm 层叠后热压  异氰酸酯基 实施例15     软木纤维     2     247.5     5mm 层叠后热压  异氰酸酯基 实施例16     软木纤维     2     247.5     5mm 层叠后热压  脲密胺基 实施例17 芳基增强的褐色石棉板   ……     180.0     5mm 层叠后热压  酚基

                               表1-8     ……     ……   ……     ……     热压方式    粘合剂种类 实施例18     ……     ……   ……           ……     层叠后热压    酚基 实施例19     ……       ……   ……     ……       层叠后热压    异氰酸酯基    实施例20     ……     ……   ……     ……   层叠、热压后粘合    脲密胺基

                               表1-9 与长纤维复合的材料  纤维长度    (mm)  重量   (g) 内层厚度     热压方式   粘合剂种类 实施例21     软木纤维     2  247.5    ……     层叠后热压   酚基 实施例22     软木纤维     2  247.5    ……     层叠后热压   脲密胺基 实施例23     软木纤维     2  247.5    ……     层叠后热压   异氰酸酯基 实施例24     软木纤维     2  123.8    5mm 层叠、热压后粘合   酚基 实施例25     油棕EFB短纤维     2  231.0    7mm     层叠后热压 异氰酸酯基+酚基

                              表1-10     ……      ……    ……    ……    …… 粘合剂种类 比较例1     ……      ……    ……    ……    ……     酚基 比较例2     ……      ……        ……    ……    …… 异氰酸酯基 比较例3     ……      ……       ……       ……    ……     酚基 比较例4     ……      ……    ……    ……    ……     …… 比较例5     ……      ……    ……    ……    ……      异氰酸酯基

                              表1-11 粘合剂量(固体含量)g   加压温度(℃) 加压压力(kg/cm2)  加压时间(分)     实施例1      40.5     160     50     5     实施例2      40.5     160     50     5     实施例3      54.0     160     50     5     实施例4      40.5     160     50     5     实施例5      40.5     160     50     5     实施例6      54.0     160     50     5     实施例7      54.0     160     50     5     实施例8      40.5     160     50     5     实施例9      40.5     160     50     5

                               表1-12 粘合剂量(固体含量)g   加压温度(℃)  加压压力(kg/cm2)  加压时间(分)     实施例10      40.5     160     50     5     实施例11      40.5     160     50     5     实施例12      40.5     160     50     5     实施例13      54.0     160     50     5     实施例14      54.0     160     50     5     实施例15      40.5     160     50     5     实施例16      40.5     160     50     5     实施例17      18.0     160     50     5

                               表1-13 粘合剂量(固体含量)g   加压温度(℃) 加压压力(kg/cm2) 加压时间(分)     实施例18      40.5     160     50     5     实施例19      40.5     160     50     5     实施例20      57.5     160     50     5

                               表1-14 粘合剂量(固体含量)g   加压温度(℃) 加压压力(kg/cm2) 加压时间(分)     实施例21      40.5     160     50     5     实施例22      40.5     160     50     5     实施例23      40.5     160     50     5     实施例24      40.5     160     50     5     实施例25      40.5     160     50     5

                              表1-15 粘合剂量(固体含量)g   加压温度(℃)   加压压力(kg/cm2) 加压时间(分)     比较例1      40.5     160      50     5     比较例2      40.5     160      50     5     比较例3      54.0     160      50     5     比较例4      ……     ……      ……     ……     比较例5      40.5     160      50     5

                              表2     厚度     (mm)    密度  (g/cm3)   平均弯曲     强度  (kgf/cm2)   平均弯曲   杨氏模量  (103kgf/cm2)  吸湿时长  度变化率     (%)  吸湿时宽  度变化率     (%)  厚度方向   膨胀率     (%) 实施例1     8.95    0.62     220      2.7     0.4     0.4    …… 实施例2     9.02    0.60     230      2.9     0.4     0.4    …… 实施例3     9.01    0.63     245      3.0     0.4     0.4    …… 实施例4     9.01    0.60     230      2.9     0.4     0.4    …… 实施例5     9.10    0.61     305      3.8     0.2     0.4    …… 实施例6     9.00    0.76     620      10.3     0.2     0.4    …… 实施例7     9.09    0.82     350      4.5     0.3     0.3    …… 实施例8     9.06    0.59     300      5.2     0.3     0.3    …… 实施例9     9.12    0.59     280      3.5     0.3     0.3    …… 实施例10     9.05    0.59     230      2.8     0.4     0.4    …… 实施例11     9.05    0.62     220      2.7     0.4     0.4    …… 实施例12     9.08    0.60     265      3.3     0.3     0.4    …… 实施例13     9.00    0.78     510      7.0     0.3     0.4    …… 实施例14     8.96    0.83     305      5.4     0.3     0.3    …… 实施例15     9.11    0.60     260      4.2     0.3     0.3    ……     厚度     (mm)     密度   (g/cm3)   平均弯曲     强度  (kgf/cm2)   平均弯曲   杨氏模量  (103kgf/cm2)  吸湿时长  度变化率     (%) 吸湿时宽  度变化率     (%) 厚度方向   膨胀率     (%) 实施例16     9.04     0.62     250      3.1     0.3     0.3     …… 实施例17     9.05     0.48     110      1.1     0.0     0.0     …… 实施例18     9.06     0.59     280      3.5     0.3     0.3     …… 实施例19     9.01     0.61     290      5.0     0.3     0.3     …… 实施例20     9.03     0.65     275      3.4     0.3     0.3     ……     实施例21     9.05     0.61     280      4.0     0.3     0.4     …… 实施例22     9.01     0.60     245      3.0     0.3     0.3     …… 实施例23     9.03     0.60     270      2.8     0.2     0.4     …… 实施例24     9.06     0.43     230      3.2     0.2     0.3     6.5    实施例25     9.05     0.53     265      4.7     0.2     0.2     7.0      比较例1     8.96     0.61     105      1.2     0.4     0.4     12.0    比较例2     9.01     0.60     110      1.3     0.4     0.4     15.0 比较例3     8.98     0.83     205      2.5     0.7     0.7     …… 比较例4     9.02     0.40     29      0.3     0.0     0.0     …… 比较例5     9.00     0.60     95      1.0     0.4     0.4     15.0

如表2所示,实施例1、2、4至5、8至12、15、16及18至23的纤维 板与比较例1和2的纤维板比较,强度得到改善,尽管的密度大致相同。特别是 当纤维取向层叠时,可以产生极大的效果。同样,如果纤维取向,纤维取向方向 上的尺寸变化率可以减小。

实施例6、7、13及14的纤维板与比较例3的纤维板比较,强度得到改善, 尽管密度大致相同。特别是当纤维取向及层叠时,可以产生极大的效果。同样, 如果纤维取向,纤维取向方向上的尺寸变化率可以减小。

与比较例4的纤维板比较,实施例17的纤维板籍助纤维取向的增强效应, 其强度得到极大的提高。

与比较例1、2的纤维板比较,实施例24及25的纤维板的特征在于密度低, 重量轻、并且纤维取向方向上的尺寸变化率减小。而且,由于其内层密度较低, 其厚度方向上的膨胀率也大大减小。

因此,可以证实,本发明的对木质纤维素长纤维进行热压制成的纤维板具有 优异的强度。同样,在吸水或吸潮气过程中,木质纤维素长纤维取向层叠的纤维 板具有显著提高的强度及同样显著改善的尺寸稳定性。

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