制造復(fù)合產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)以及復(fù)合產(chǎn)品的制作方法
【專利說明】制造復(fù)合產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)以及復(fù)合產(chǎn)品 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及制造復(fù)合產(chǎn)品的方法和系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及復(fù)合產(chǎn)品及該復(fù)合產(chǎn) 品的應(yīng)用。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)已知通常通過擠出法從基于木材的材料和聚合物形成的各種不同的木 材-聚合物復(fù)合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種新的復(fù)合產(chǎn)品。該復(fù)合產(chǎn)品可以是最終產(chǎn)品或中間產(chǎn) 品。本發(fā)明的另一個(gè)目的是揭示一種制造復(fù)合產(chǎn)品的新方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的 是揭示該復(fù)合產(chǎn)品的新用途。
[0005] 制造根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合產(chǎn)品的方法的特征如權(quán)利要求1中所述。根據(jù)本發(fā)明的復(fù) 合產(chǎn)品的特征如權(quán)利要求17和21中所述。制造復(fù)合產(chǎn)品的系統(tǒng)的特征如權(quán)利要求26中 所述。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合產(chǎn)品的應(yīng)用的特征如權(quán)利要求25中所述。
[0006] 優(yōu)選地，制造包含有機(jī)天然纖維材料和基質(zhì)材料的復(fù)合產(chǎn)品的方法包括以下步 驟：
[0007] -在主混合階段使有機(jī)天然纖維材料與基質(zhì)材料混合，形成混合物，所述主混合階 段包括接觸步驟，其中，
[0008] -有機(jī)天然纖維材料與至少部分為熔體形式的基質(zhì)材料接觸，
[0009] -有機(jī)天然纖維材料的壓縮比小于8，
[0010] 以及
[0011] -形成包含該混合物的復(fù)合產(chǎn)品。
[0012] 優(yōu)選地，在接觸步驟之前壓碎有機(jī)天然纖維材料，形成松散的有機(jī)天然纖維材料。
[0013] 優(yōu)選地，壓縮比小于6,優(yōu)選小于4。
[0014] 優(yōu)選地，在主混合階段的接觸步驟中，在無(wú)嚴(yán)重壓縮的情況下，使有機(jī)天然纖維材 料與基質(zhì)材料混合，所述無(wú)嚴(yán)重壓縮指的是在接觸步驟中用于壓縮有機(jī)天然纖維材料的壓 力小于2巴，更優(yōu)選小于1巴。
[0015] 優(yōu)選地，在真空下或者在存在氮?dú)狻⒖諝夂?或氦氣的情況下使材料混合。
[0016] 優(yōu)選地，在混合的接觸步驟中，有機(jī)天然纖維材料的含濕量低于7%，優(yōu)選低于
[0017] 優(yōu)選地，在主混合階段中使用至少一個(gè)能加熱該混合物的混合器。
[0018] 優(yōu)選地，由復(fù)合產(chǎn)品的總干重計(jì)算，有機(jī)天然纖維材料的含量至少為10干重％， 更優(yōu)選為20-80干重％。
[0019] 優(yōu)選地，有機(jī)天然纖維材料的木質(zhì)素含量低于15重量％。
[0020] 優(yōu)選地，由有機(jī)天然纖維材料的總量計(jì)算，薄片形式的纖維材料的量至少為30干 重％。
[0021] 優(yōu)選地，基質(zhì)材料的熔點(diǎn)低于250°C，以及/或者基質(zhì)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于 250。。。
[0022] 優(yōu)選地，通過注塑和/或擠出形成復(fù)合產(chǎn)品。
[0023] 優(yōu)選地，基質(zhì)材料是熱塑性的。
[0024] 優(yōu)選地，至少90重量％的有機(jī)天然纖維材料是木材。
[0025] 優(yōu)選地，至少90重量％有機(jī)天然纖維材料的長(zhǎng)度在0. 之間。
[0026] 優(yōu)選地，本發(fā)明的復(fù)合產(chǎn)品包含有機(jī)天然纖維材料和熱塑性基質(zhì)材料，以及
[0027] -由復(fù)合產(chǎn)品的總重量計(jì)算，有機(jī)天然纖維材料的量為10-80重量％，
[0028] -由復(fù)合產(chǎn)品的總重量計(jì)算，基質(zhì)材料的量為5-95重量％，
[0029] -復(fù)合產(chǎn)品的密度為0. 9-1. 60g/cm3,以及/或者復(fù)合產(chǎn)品的密度是理論密度的至 少 85%。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合產(chǎn)品是最終產(chǎn)品。在另一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合產(chǎn)品是中間 產(chǎn)品。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施方式中，復(fù)合產(chǎn)品是顆粒形式，100個(gè)顆粒的重量為2. 0-4. 0g，標(biāo)準(zhǔn)偏 差低于15%，更優(yōu)選低于7%。
[0032] 優(yōu)選地，干的復(fù)合產(chǎn)品在48小時(shí)內(nèi)所吸收的水分低于復(fù)合產(chǎn)品重量的1. 5重量％ ((65 %相對(duì)濕度和27 °C大氣）。
[0033] 優(yōu)選地，用于制造包含有機(jī)天然纖維材料和基質(zhì)材料的復(fù)合產(chǎn)品的系統(tǒng)包括：
[0034] -第一混合器，用于在主混合階段中使有機(jī)天然纖維材料與基質(zhì)材料混合，形成混 合物。所述主混合階段包括接觸步驟，其中，
[0035] -有機(jī)天然纖維材料與至少部分為熔體形式的基質(zhì)材料接觸，
[0036] -有機(jī)天然纖維材料的壓縮比小于8。
[0037] 優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括用于形成包含所述混合物的復(fù)合產(chǎn)品的裝置。用于形成復(fù) 合產(chǎn)品的裝置可以包括在第一混合器中，或者可以是獨(dú)立的設(shè)備。
[0038] 得益于本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)至少一部分以下技術(shù)效果。
[0039] -在主混合階段中，可以確?；|(zhì)材料對(duì)有機(jī)天然纖維材料的潤(rùn)濕。因此，有機(jī)天 然纖維材料可以均勻地分散在基質(zhì)材料中，有機(jī)天然纖維材料的纖維能夠均勻地被基質(zhì)材 料潤(rùn)濕。
[0040] -可以防止在主混合階段中，在有機(jī)天然纖維材料的纖維之間形成共價(jià)結(jié)合或強(qiáng) 的物理結(jié)合或者強(qiáng)的機(jī)械連接。
[0041] -可以確保有機(jī)天然纖維材料的纖維對(duì)基質(zhì)材料的粘附。
[0042] -可以得到無(wú)纖維團(tuán)塊的復(fù)合產(chǎn)品。
[0043] -可以實(shí)現(xiàn)淺色。
[0044] -復(fù)合產(chǎn)品的分散良好。
[0045] -復(fù)合產(chǎn)品的原料的粒度分布可控。
[0046] -在一個(gè)實(shí)施方式中，所用的原料是無(wú)木質(zhì)素的。
【附圖說明】
[0047] 包括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖構(gòu)成說明書的一部分，舉例說明本 發(fā)明的一些實(shí)施方式，與說明書一起幫助解釋本發(fā)明的原理。
[0048] 圖1-6顯示了簡(jiǎn)化的本發(fā)明實(shí)施方式的流程圖。
[0049] 發(fā)明詳沐
[0050] 在下文中，如果沒有另外說明，所有的百分?jǐn)?shù)是以干重計(jì)。
[0051] 在本申請(qǐng)中使用下面的附圖標(biāo)記：
[0052] 11 有機(jī)天然纖維材料，
[0053] Ila松散的有機(jī)天然纖維材料，
[0054] 12 基質(zhì)材料，
[0055] 15 包含有機(jī)天然纖維材料和基質(zhì)材料的混合物，
[0056] 20 預(yù)處理階段，
[0057] 21 預(yù)混階段，
[0058] 21a有機(jī)天然纖維材料的預(yù)混步驟，
[0059] 21b未熔化的基質(zhì)材料與有機(jī)天然纖維材料的預(yù)混步驟，
[0060] 23 預(yù)壓碎階段，壓碎，
[0061] 24 預(yù)分離階段，
[0062] 25 化學(xué)處理，
[0063] 27 預(yù)混設(shè)備，
[0064] 28 壓碎機(jī)，壓碎裝置，
[0065] 29 分離器，
[0066] 30 主處理階段，
[0067] 36 主混合階段，
[0068] 36a主混合階段的接觸步驟，
[0069] 36b主混合階段的混合步驟，
[0070] 37 用于主處理階段的裝置，
[0071] 38 用于主混合的設(shè)備，
[0072] 39 用于形成復(fù)合產(chǎn)品的裝置，例如擠出機(jī)，
[0073] 39a用于形成復(fù)合產(chǎn)品的第一步驟，
[0074] 39b用于形成復(fù)合產(chǎn)品的第二步驟，
[0075] 40 復(fù)合產(chǎn)品，
[0076] 40a中間復(fù)合產(chǎn)品，以及
[0077] 40b最終復(fù)合產(chǎn)品。
[0078] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，形成包含有機(jī)天然纖維材料11，Ila和基質(zhì)材料12 的復(fù)合產(chǎn)品。優(yōu)選地，有機(jī)天然纖維材料已經(jīng)干燥，然后用研磨裝置28壓碎，然后有機(jī)天然 纖維材料I Ia與至少部分熔化的基質(zhì)材料12混合（優(yōu)選無(wú)壓縮），形成混合物15。優(yōu)選地， 基質(zhì)材料熔化成一個(gè)相，在該相中，有機(jī)天然纖維材料粘附到熔融基質(zhì)材料，因此有機(jī)天然 纖維材料被基質(zhì)材料潤(rùn)濕。
[0079] 在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)"壓力壓縮"和"壓縮"是指壓力超過環(huán)境氣體的氣壓，因此壓縮 了某種材料。例如，在有機(jī)天然纖維材料