包含泡桐的木材复合材料制造技术

揭示了包括泡桐木片的木质复合板。所述木质复合板优选包含约１－１００重量％的泡桐木片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
木材是用来制造门和其它建筑构件的常用材料。即使是在今天，开发出了一些新的复合材料之后，木材由于具有极佳的强度和刚性、宜人的美观性、良好的绝缘性和便于加工性，仍然是最广泛应用的建筑材料之一。但是，近年来，随着处女林和原始森林逐渐耗尽，坚实的用材木的供应在减少，从而使得其成本显著升高。用这些材料制造门是特别昂贵的，这是由于通常只有不到一半的采伐的用材木转化为天然的实木木材，余下的部分都作为碎料抛弃了。因此，由于高级用材木的成本以及对保护自然资源的强调，人们已经开发出了基于木材的替代品来替换天然实木木材，以便更高效地利用采伐的木材和减少作为碎料抛弃的木材。例如胶合板、碎料板和定向木片板(oriented strandboard)(“OSB”)之类的基于木材的复合材料替代品可用来替代天然实木木材，近75年来它们已经在许多建筑应用中用来代替天然实木木材。这些基于木材的复合材料不仅能够更高效地提供用材木，而且还可以由较低品质的木材种类，甚至从木材废料形成这些复合材料。但是木质复合板的缺点在于，它们具有极高的密度；例如用山杨木制造的OSB的目睹至少约为38磅/英尺3(“pcf”)，松木制造的OSB的密度通常大于42pcf。这不仅使得OSB之类的木质复合材料在住宅建筑之类的常规OSB应用中对工人来说过于沉重，而且还使得它们无法用于某些用途，例如无法用于旅行车(“RV”)。具体来说，由于OSB之类的木质复合材料的重量会降低可安装装置和其它康乐设备的能力，因此其不经常用于制造旅行车(“RV”)。但是它们的高密度还带来了更多的功能缺陷。例如OSB材料的重量经常成为材料运输和分配的限制因素。例如，运输OSB材料的卡车的拖车必须在尾部留下未装填的空间，这是由于已经达到了拖车可达到的最大重量。尽管这些基于木材的复合材料的性能特征(例如强度和绝缘性)与天然实木木材相近，或者优于天然实木木材，但是一些使用者抱怨在某些高湿度环境下，例如室外壁板，当水分渗透入复合材料边缘使其膨胀的时候，复合材料的边缘会发生膨胀和开裂。为防止边缘膨胀，一些木质复合材料制造商在木材边缘固定金属的或聚合物的模制品。这种模制品减少了会造成边缘膨胀的水分渗透，还可保护边缘免于发生磨损和磨蚀。但是对木质复合材料使用模制品会显著增加成本，提高木质复合材料的制造复杂性。通过在复合材料易受影响的边缘施涂聚合物涂层或膜层的方法，要比使用单独的橡胶或金属模制品更加廉价而简单。例如在美国专利第6,558,748号中描述了这种方法。在美国专利第6,558,748号中描述的另一种边缘密封组合物提供了极佳的防木质复合板膨胀和开裂的性质，即使这种施涂边缘密封组合物的简单步骤也会提高材料的成本，增大制造工艺的复杂性。这些木质复合板的另一个缺陷在于，由于它们通常由低品质木材或其它类似的材料的小颗粒(碎料板)、木片(OSB)、扁平碎片组成，因此用它们制造的产品会具有粗糙的边缘和不均匀的表面，在制造过程中需要以砂磨作为最终步骤。最后，即使这些木质复合材料能够更高效地使用木材，它们仍然需要消耗经常要很多年、也许长达15-20年才能完全恢复的木材资源。根据目前家居和商业建设的步伐，木材和所有木质复合材料的用量必然会增加。基于上文，人们一直需要能够克服这些缺陷的木质复合材料。应当注意该木质复合材料的性能优于或接近于实木木材，而且比常规的OSB材料轻(密度小)，具有更佳的表面精整度，有可能不需要进行压制后的砂磨步骤，对边缘膨胀和其它与水分相关的此类缺陷具有极佳的抵抗能力。另外，该木质复合材料还一定程度地结合一些纤维，这些纤维来自比木质复合材料常用树种生长更快的树种。专利技术简述本专利技术包括含有泡桐木片(paulownia strand)的木质复合板。所述木质复合材料优选包含约1-100重量％的泡桐木片。专利技术详述除非有另外说明，本文所用的所有分数、百分数和比值均以重量为基准计。本文所引用的所有文献都参考结合入本文中。在本文中，“木材”表示一种细胞结构，其包括由木质素聚合物结合在一起的纤维素和半纤维素纤维组成的细胞壁。还应注意术语“木材”通常包括木质纤维材料。“木质复合材料”表示包括木材和一种或多种木质复合添加剂(例如粘合剂或蜡)的复合材料。所述木材通常为薄板、小片、木片、薄片、颗粒和碎片。木质复合材料的非限制性例子包括定向木片板(“OSB”)、刨花板，碎料板，木屑板，中密度纤维板，胶合板，平行木片木材(parallel strand lumber)，定向木片木材(oriented strand lumber)和层叠木片木材(laminated strand lumber)。木质复合材料的通常特征是，它们是由用聚合物树脂和其它特殊的添加剂结合在一起的木片(strand)和层叠薄板组成的复合材料。在本文中，“小片”、“木片”、“碎片”、“颗粒”和“薄片”被认为是互相等价的，且可以互相交换使用。木质复合材料的非排他性描述可参见Supplement Volume to the Kirk-RothmerEncyclopedia of Chemical Technology，第765-810页，第六版。本专利技术涉及包含泡桐木片的木质复合板。所使用的泡桐相对于木质复合板中常用的其它木材具有许多优点。最主要的优点是泡桐比其它类似的树种生长得快得多。另外，泡桐在高湿度环境下受影响较少。另外，泡桐具有极佳的强度/重量比致密程度远小于其它的木材。泡桐之类的快速生长的树种的一个缺陷在于，它们会得到较低密度的木材，幼龄材的比例很高。在特定的种类中，幼龄材较之成熟材，前者更不希望用于木质复合材料，这是优于幼龄材强度较低。由于密度与刚性和强度有关，所以泡桐之类的低密度种类在木质复合材料中的使用价值较低。例如，特定尺寸的泡桐木材的强度比不上相同尺寸的其它木材，因此必须通过将泡桐切成较厚的片，或者与其它木材结合使用，才能获得更好的或类似的强度性能。以下的泡桐树是中国大陆当地的树种例如毛泡桐(Paulownia tomentosa)和兰考泡桐(Paulownia elongata)、台湾泡桐(Paulownia kawakamii)、白花泡桐(Paulownia fortunei)、川泡桐(Paulownia fargesii)、楸叶泡桐(Paulowniacatalpifolia)、鄂川泡桐(Paulownia albiphloea)，南方泡桐(Paulownia australis)和台湾泡桐(Paulownia taiwaniana)。人们(特别是日本人)已经在几个世纪以来将其用于装饰目的以及某些建筑应用。这是一种吸引人的树，会在春天开放长的毛地黄状的花，具有大的柔软的叶片。这种树通常生长在几乎没有竞争的受干扰区，在美国大部分地区都可发现，例如在矿场、废弃的荒地、路堑和林业种植园都可发现。实际上，泡桐的快速生长曲线意味着，种植园中生长的泡桐树可以在最少2-3年内达到可以采伐用于木质复合材料的尺寸。根据本专利技术制造的板或板材可以由各种不同的材料(例如木材或木质复合材料)制成，例如为定向木片板(“OSB”)。除了泡桐以外，OSB板材还可单独或混合地包括来自其它种类木材(包括天然种类的硬质或软质木材)的木片，这些木材可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质复合板，其包含泡桐木片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：EN劳森，VB托马斯，FR塞西略，
申请(专利权)人：邱博工程木材有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]