[发明专利]低密度取向线条板

说明书

本发明专利申请是申请号02802854.6，申请日2002年8月8日，发明名称“低密度取向线条板”的发明专利申请的分案申请。

本发明的领域

本发明涉及低密度取向线条板和制造低密度取向线条板的新方法。

本发明的背景

在二十世纪70年代后期和前不久出现的取向线条板(orientedstrand board)(“OSB”)工业变成了胶合板工业的主要竞争者。在2000年，OSB已经占据了北美结构板市场的一半以上。虽然由OSB工业已经进行了许多能力来改进它们的产品的性能，但是几种OSB性能，如强度-重量比，均匀的密度分布模式，尺寸稳定性，仍然无法与胶合板相比。

OSB是从与热固性树脂结合的木条制造并在热压机中在加热和加压下一起固化。典型地，OSB板包括中间芯层和两个外面层。为了在木配料(furnish)之间形成粘合键，有必要在木材和树脂之间产生足够的接触，并提高温度来固化该树脂。现在，通常的商业的压制操作使用在25-90秒范围内的闭合时间(压机压板闭合(ramp)到最终位置)。在这些时间中，在OSB的中间层(芯层)中的温度仍然低于为了软化木配料和固化该芯层中树脂所需要的温度。附加的时间是让热量转移到芯层中以软化木配料和固化该树脂所需要的。因为这一温度梯度，在接触到热的压机压板的该板坯的表面层和底层中的线条首先比中间层中的那些更软。当该压力被施加该板坯时，该外面层会更多地压缩中间芯层。结果，商购的OSB典型地具有贯穿垂直方向的“M”形垂直密度分布模式(在表面和底部中较高，和在芯层中较低)，如现有技术图1和2中所示。

图1是用美国长叶松木材配料制造的商购23/32″OSB的垂直密度分布模式。虽然该板的平均密度是44lb/ft³，但是表面层和底层的密度能够高达57lb/ft³但芯层仅仅是37lb/ft³。图2是用山杨制造的另一种商购23/32″OSB，平均板密度是35lb/ft³。在外层中的最高密度是45lb/ft³和该芯层仅仅是29lb/ft³。两板都在它们的垂直密度分布模式上显示出了典型的“M”形状-在表面和底部具有非常高的密度但在芯层中具有低得多的密度。现在还没有已知的技术可以克服这个问题并生产出具有更平坦的垂直密度分布模式的OSB。目前，为了固化而产生足够接触的唯一途径是使用明显更高平均密度以提高该芯层的密度。另外，当这些板暴露于水中时，由于在表面和底层中的高压缩比，使得它们具有非常高的厚度溶胀。

因为OSB工艺过程的惯例的不均匀加热和树脂固化性质，调节水分含量，使得外表层中的水分含量显著地高于芯层的水分含量。这可以通过热传导促进热量转移到芯层中。

普通的OSB的平均密度是在35到45lb/ft³之间，取决于所使用的木材种类。当OSB制造厂家尝试制造低于这一范围的较低密度OSB时，它们遇到的第一个问题将是具有多孔外观的极低密度芯，因此，引起低强度性质的问题。

因此，在现有技术中仍然需要制造具有比较均匀的垂直密度分布模式的低密度OSB的方法，它缓减了先有技术中的困难。

本发明的概述

本发明涉及制造低密度OSB的方法和所获得的低密度OSB板。因此，在本发明的一个方面，本发明包括形成低密度OSB产品的方法，包括以下步骤：

(a)将木线条与热固性树脂相结合；

(b)预热该木线条-树脂混合物；和

(c)压制和加热该预热木线条-树脂混合物直到该树脂固化形成OSB为止。

在本发明的另一个方面，本发明包括制造包含芯层和两个外面层的低密度OSB产品的方法，该方法包括在压制之前控制芯层的水分含量为大约等于或高于外面层的水分含量的步骤。优选，芯层的水分含量是在约10％到约30％之间，而外面层的水分含量是低于约10％。更优选，芯层的水分含量是大约20％，而外面层的水分含量是大约8％。

在本发明的另一个方面，本发明包括具有均匀的垂直密度分布模式的低密度OSB。

附图的简述

本发明现在参考简化的、图解的、不是按比例的附图，利用举例的实施方案来描述。在图中：

图1是用美国长叶松制造的先有技术商品OSB的垂直密度分布图。

图2是用山杨制造的先有技术商品OSB的垂直密度分布图。

图3是用本文所述的预热木配料制造的低密度OSB的横截面的示意图。