專利名稱：合成板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用植物源材料制備的合成板，適合作為車輛的內(nèi)部板材使用。
背景技術(shù)：
一種作為車輛或建筑物內(nèi)部配件使用的普通合成板是通過(guò)在木屑中混合一種作為膠粘劑使用的酚醛樹(shù)脂來(lái)制備的。然而，由于目前對(duì)對(duì)全球環(huán)境危害效果較小的材料的需求強(qiáng)烈，所以制備不依賴源自 石油資源(石油源材料)如酚醛樹(shù)脂的合成板技術(shù)正在發(fā)展起來(lái)。制備不依賴源自石油資 源合成板的技術(shù)之一是由日本專利公開(kāi)號(hào)No.9-39127A公開(kāi)的。然而，由植物源材料制備的合成板具有比重較高的缺點(diǎn)。合成板的高比重導(dǎo)致各種缺點(diǎn)。例如，當(dāng)作為形成車輛天花板內(nèi)壁面的頂部襯層部件 使用時(shí)，那樣高比重的合成板會(huì)導(dǎo)致頂部襯層被其自身重量壓彎的情況發(fā)生。而且當(dāng)作為構(gòu)成車門內(nèi)壁面的嵌板使用時(shí)，那樣高比重的合成板不容易導(dǎo)致被其自身 重量壓彎的缺點(diǎn)，但是卻增加車輛的重量，因此使燃油效率下降。另外比重增大的合成板會(huì)提高運(yùn)輸所需要的勞動(dòng)力。因此，由對(duì)全球環(huán)境危害小以及 比重較低的材料制備的合成板的發(fā)展不但是汽車裝配領(lǐng)域的需要，而且也是建筑等領(lǐng)域的 需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)有益方面是提供一種合成板，在使用一種對(duì)全球環(huán)境危害小的材料的同 時(shí)還比較輕。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所提供的合成板包含平均纖維長(zhǎng)度為0.05 mm 300 mm寬度為0.05 mm 2 mm的木質(zhì)纖維素基材料；和包含聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂和聚乳酸基樹(shù)脂中的至少一種的樹(shù)脂材料；和平均顆粒尺寸為1 pm 3000 nm的微中空材料。有了這種結(jié)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)較輕的重量以及在使用一種對(duì)全球環(huán)境危害小的材料的同3
時(shí)保證必要的剛性，因此在通用范圍內(nèi)提高了可使用性。木質(zhì)纖維素基材料可以包含平均纖維長(zhǎng)度為10 mm 90 mm的纖維性竹子。 使用生長(zhǎng)快、生長(zhǎng)范圍廣的竹子在降低成本的同時(shí)能夠確保對(duì)環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。使用具有相當(dāng)高強(qiáng)度系數(shù)的竹子能夠保證有效地提高合成板的剛性。而且，具有高抗菌性的竹子能夠防止各種細(xì)菌的繁殖。相對(duì)于微中空材料和樹(shù)脂材料的總重，微中空材料的重量比可以從1 wt% 50 wt%。 在這種情況下，可以在保證通常所需的剛性和強(qiáng)度的同時(shí)獲得足夠的減重。 木質(zhì)纖維素基材料相對(duì)于木質(zhì)纖維素基材料和樹(shù)脂材料總重的重量比為20wt% 80wt%。在這種情況下，可以在保證通常所需的剛性和強(qiáng)度的同時(shí)獲得足夠的減重。 微中空材料可以包含由無(wú)機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的殼體。在這種情況下，即使在加熱加壓工作時(shí)也可以防止微中空材料被壓碎，從而確保實(shí)現(xiàn) 減重。微中空材料可以包含由熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成且含有低沸點(diǎn)烴的殼體。在這種情況下，可以使殼體在加熱加壓工作時(shí)被壓碎施放出烴氣體形成一個(gè)泡，因此 可靠地獲得減重。樹(shù)脂材料可以包含平均纖維長(zhǎng)度為5 mm 102 mm并且平均纖維直徑尺寸為2 dtex 100dtex的纖維樹(shù)脂。在這種情況下，可以保證樹(shù)脂材料和木質(zhì)纖維素基材料有效混合。 樹(shù)脂材料可以包含平均顆粒尺寸為1 pm 3000nm的樹(shù)脂粉末。 在這種情況下，可以保證樹(shù)脂材料和木質(zhì)纖維素基材料有效混合。


圖1是一輛車輛的透視圖，具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式由合成板形成的內(nèi)部材料;以及圖2是一張表示合成板實(shí)施例的物理性能的表格。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述在下面的描述中，來(lái)源于原材料單體的聚合物的重復(fù)單元可以用原材料單體的混合物名稱并附加單詞"組分"的形式表示，例如，來(lái)源于丁二酸的重復(fù)單體被表示為"丁二酸組 分"。并且由單詞"平均"定義的值意思是算術(shù)平均，除非另有具體說(shuō)明。 I .樹(shù)脂材料I-A)聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂(聚丁二酸樹(shù)脂)材料在本發(fā)明的合成板中使用的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂不做具體限制，但可以是如下定義 的通常使用的一種。 I-A-a:結(jié)構(gòu)聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂具有1,4-丁二醇和丁二酸通過(guò)酯鍵交替鍵合的結(jié)構(gòu)。而且除了I, 4_丁二醇和丁二酸以外的原材料單體也可以進(jìn)行共聚。除了 1,4-丁二醇和丁二酸以外的原 材料單體的例子包含乳酸和異氰酸酯。I-A-b:可用性本發(fā)明中所使用的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂可以是商業(yè)使用的產(chǎn)品或者是合成產(chǎn)品。 商業(yè)使用的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂包括由Mitsubishi化學(xué)公司制造的GS Pla(商品名)， 以及由Showa高聚物有限公司制造的Bionolle IOOO系列(商品名)。這些物質(zhì)的任何一種 都可以使用，但優(yōu)選使用GSPla (商品名)，因?yàn)樗a(chǎn)自植物源丁二酸。合成聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂的方法不做具體限制，但是它通常是由1,4-丁二醇、丁二酸和其它有必要使用的單體組分的酯化聚合反應(yīng)合成的。在本發(fā)明中，聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂可以單獨(dú)使用，也可以兩種或兩種以上以任意的 比率任意混合使用。 I-B)聚乳酸基樹(shù)脂材料本發(fā)明的合成板所使用的聚乳酸基樹(shù)脂材料不做具體限制，但可以是如下定義的通常 使用的一種。 I-B-a:可用性本發(fā)明所使用的聚乳酸基樹(shù)脂可以是商業(yè)使用的產(chǎn)品或者是合成產(chǎn)品。 商業(yè)使用的聚乳酸基樹(shù)脂的例子包含由Nature Works有限公司制造的Nature Works(商品名)，和由Mitsui化學(xué)公司制造的Lacia (商品名)。在本發(fā)明中，聚乳酸基樹(shù)脂可以單獨(dú)使用，也可以兩種或兩種以上以任意的比率任意混合使用。II. 樹(shù)脂材料 本發(fā)明的合成板中所使用的樹(shù)脂材料至少包含以上所描述的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂 和聚乳酸樹(shù)脂中的任意一種。在這種情況下，可以使用聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂和聚乳酸樹(shù) 脂中的任意一種，或者它們兩種混合使用。通過(guò)改變混合數(shù)量也可以調(diào)節(jié)所形成的合成板 的剛性。 II-a:性能本發(fā)明的合成板中所使用的樹(shù)脂材料可以是液體或者固體。它可以溶解或分散在溶劑 中。它可以以乳狀液、溶液、纖維和粉末中的任何一種狀態(tài)使用。在乳狀液或溶液狀態(tài)中使用的纖維材料的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)后面描述的噴霧混合方法可以 形成一種混合材料。而且在纖維或粉末狀態(tài)中使用的纖維材料的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)后面描述的機(jī) 械混合方法可以形成一種混合材料。使用纖維狀態(tài)的樹(shù)脂時(shí)，平均纖維長(zhǎng)度優(yōu)選等于或大于5mm并且等于或小于102 mm。更加具體地說(shuō)，用機(jī)械混合方法(將在后面描述)通過(guò)空氣基混合器形成混合材料時(shí)， 樹(shù)脂平均纖維長(zhǎng)度優(yōu)選為5 15 mm。用機(jī)械混合方法通過(guò)空氣基再生機(jī)形成混合材料時(shí)，樹(shù)脂優(yōu)選平均纖維長(zhǎng)度為15 102 mm。纖維具有2dtex或者更大的普通平均纖維直徑，優(yōu)選5dtex或者更大，并且進(jìn)一步優(yōu) 選10 dtex或者更大，以及100 dtex或者更小的普通平均纖維直徑，優(yōu)選80 dtex或者更小， 并且進(jìn)一步優(yōu)選50 dtex或者更小。那樣的纖維態(tài)樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是能與后面描述的木質(zhì)纖維素基材料有效地混合。使用粉末狀樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂優(yōu)選平均顆粒尺寸為1 nm 3000nm。那種粉末態(tài)樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是能與后面描述的木質(zhì)纖維素基材料有效地混合。II- b:其它性能為了抑制可水解性和生物降解性，樹(shù)脂優(yōu)選經(jīng)過(guò)最終的密封處理或者類似處理。更具 體地說(shuō)，在被暴露在溫度為5(TC和相對(duì)濕度為90。/。的環(huán)境中480小時(shí)后，當(dāng)樹(shù)脂的拉伸 斷裂伸長(zhǎng)率等于或大于初始值的80%時(shí)，能被認(rèn)為對(duì)水解和生物降解有足夠的抵抗力。 III.木質(zhì)纖維素基材料本發(fā)明的合成板中所使用的木質(zhì)纖維素材料的種類沒(méi)有特別限制，而是如下定義的通 常使用的一種。木質(zhì)纖維素材料意思是原則上由木質(zhì)素、纖維素和半纖維素構(gòu)成的樹(shù)或者 草。III- a:性能
本發(fā)明的合成板中所使用的木質(zhì)纖維素基材料是一種被變成纖維的植物材料，例如竹 子、紅麻或者大麻。木質(zhì)纖維素基材料可以單獨(dú)一種使用，也可以兩種或兩種以上以任意 的比例任意混合使用。而且木質(zhì)纖維素基材料可以通過(guò)任何方法變成纖維，例如利用再生機(jī)通過(guò)機(jī)械的方 法，或者將木質(zhì)纖維素基材料浸入到堿性水溶液中的堿性處理方法，或者通過(guò)各種其它方 法，例如水蒸氣處理方法或者爆炸處理方法。一種或兩種或更多種此類被變成纖維的木質(zhì)纖維素基材料要有0.05 mm或者更長(zhǎng)的普 通平均纖維長(zhǎng)度，優(yōu)選lmm或者更長(zhǎng)并且進(jìn)一步優(yōu)選10mm或者更長(zhǎng)，以及300 mm或 者更短的普通平均纖維長(zhǎng)度，優(yōu)選200 mm或者更短并且進(jìn)一步優(yōu)選90 mm或者更短。而且變成纖維的木質(zhì)纖維素基材料要有0.05 mm或者更大的普通平均纖維直徑，優(yōu)選 O.lmm或者更大，以及2mm或者更小的普通平均纖維直徑，優(yōu)選1.6mm或者更小。 IV.微中空材料本發(fā)明的合成板中使用的微中空材料不對(duì)其種類作具體限制，但可以是如下定義的通 常使用的一種。 IV-a:結(jié)構(gòu)和可用性本發(fā)明中所使用的中空材料是一種由無(wú)機(jī)材料形成殼體的材料，或者是一種由熱塑性 樹(shù)脂形成殼體的材料并且在殼體中混有低沸點(diǎn)烴。由無(wú)機(jī)物質(zhì)形成的微中空材料在加熱加壓工作時(shí)容易被壓碎并且能夠確保保持中空 結(jié)構(gòu)，具有可靠地實(shí)現(xiàn)減重的優(yōu)點(diǎn)。由熱塑性樹(shù)脂形成并且在殼體中混有低沸點(diǎn)烴材料，在加熱加壓工作時(shí)能被壓碎從殼 體中施放出烴氣體形成一個(gè)氣泡，因此可以有效地實(shí)現(xiàn)減重。熱塑性樹(shù)脂的具體例子包括偏二氯乙烯丙烯醛共聚物和丙烯酸共聚物。而且包含在微 中空材料中的氣體的例子是烴，代表例子是異丁烯。更具體地說(shuō)，可以使用下面中的任何一個(gè)(a) 由玻璃材料(玻璃球)形成的微中空材料；(b) 由火山灰(Shiras球)形成的微中空材料；(c) 由氧化鋁-硅酸鹽基材料(氧化鋁-硅酸鹽基球)形成的微中空材料；和(d) 由聚合物(聚合物微球)形成的微中空材料。適用于本發(fā)明的商業(yè)產(chǎn)品的例子如下所示 (a)玻璃球
商品名稱Scotchlite玻璃球(制造商Sumitomo 3M有限公司)類型K37真密度037g/cm3體積密度0.23 g/cm3填充率(體積密度/真密度)62%平均顆粒尺寸40 pm(b) Shiras球商品名稱Sirax球(制造商Asama Keiseki有限公司)類型PB-05真密度0.9 1.1g/cm3體積密度0.32 g/cm3填充率(體積密度/真密度)29 38%平均顆粒尺寸40 pm(c) 氧化鋁一硅酸鹽球商品名稱Fly Ash球(制造商TokaiKogyo有限公司)類型TF50真密度0.7 0.9g/cm3平均顆粒尺寸150 pmIV-b:顆粒尺寸在本發(fā)明中使用的微中空材料的平均顆粒尺寸通常選擇1 pm或者更大，優(yōu)選5pm或 者更大，并且通常選擇3000pm或者更小。當(dāng)微中空材料具有極小的平均顆粒尺寸時(shí)，它導(dǎo)致使其從墊狀纖維網(wǎng)絡(luò)中掉出來(lái)的情 況發(fā)生，墊狀纖維網(wǎng)絡(luò)是由木質(zhì)纖維素基材料的纖維集中在一起形成的，并且它不能被適 當(dāng)?shù)鼗旌?，而是變成被分離。另一方面，當(dāng)微中空材料的平均顆粒尺寸極小時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣泡 太粗糙的情況發(fā)生，因此惡化合成板的強(qiáng)度。 IV-c:殼體形狀本發(fā)明中所使用的微中空材料不對(duì)其顆粒形狀作具體限制。例如，以上的Scotchlite 玻璃球(商品名)、Fly Ash球(商品名)和Matsumoto微球(商品名)大體上都有球形 殼體，然而Sirax球(商品名)有一個(gè)表面不規(guī)則性的殼體。 V.合成板
就包含上述木質(zhì)纖維素基材料、纖維材料和微中空材料本發(fā)明的合成板來(lái)說(shuō)，沒(méi)有其 它具體限制，但優(yōu)選具有下面的特性。 V-a:樹(shù)脂材料和木質(zhì)纖維素基材料的比例就樹(shù)脂材料的總重來(lái)說(shuō)，木質(zhì)纖維素的重量比通常選擇為20 wtc/?；蛘吒啵瑑?yōu)選30 wty?；蛘吒?，以及重量比通常為80wt。/。或者更少，優(yōu)選70wty?；蛘吒佟O低的木質(zhì)纖維素基材料重量比例導(dǎo)致不能保證合成板必要的剛性和強(qiáng)度的情況發(fā) 生，以及極高的木質(zhì)纖維素基材料重量比例導(dǎo)致作為粘結(jié)劑的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料 或聚乳酸基樹(shù)脂材料的重量比例相對(duì)降低，從而降低對(duì)木質(zhì)纖維素基材料的粘結(jié)性，因此 不能保證合成板必要的剛性和強(qiáng)度。V-b:木質(zhì)纖維素、纖維材料和微中空材料的比例微中空材料相對(duì)于木質(zhì)纖維素基材料、樹(shù)脂材料和微中空材料的總重的重量比例通常選擇為1 wtn/?；蛘吒?，優(yōu)選5 wt。/?；蛘吒卟⑶疫M(jìn)一步優(yōu)選40 wt。/。或者更低。V-C:其它組分除了木質(zhì)纖維素基材料、樹(shù)脂材料和微中空材料，本發(fā)明的合成板可以包含其它組分。 其它組分的例子包括著色劑、熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑。這些材料可以單獨(dú)一種使用，也 可以兩種或兩種以上以任意的比例任意混合使用。V-d:物理性能在本發(fā)明的合成板中，厚度不作具體限制，但是通常是0.5mm或者更多，優(yōu)選lmm 或者更多，以及通常20mm或者更少，優(yōu)選10mm或者更少。極大的厚度可以極大地提高重量和體積，因此變得不適合作為汽車內(nèi)部材料。然而極 小的厚度可能導(dǎo)致強(qiáng)度不夠或者剛性不足。而且本發(fā)明的合成板的密度不作具體限制，但通常選擇為0.3g/cr^或者更多，優(yōu)選 0.4g/cm3或者更多并且進(jìn)一步優(yōu)選0.5g/cm3或者更多，以及通常選擇為1.2g/cm3或者更少， 優(yōu)選1.0 g/cm3或者更少并且進(jìn)一步優(yōu)選0.8 g/cm3或者更少。極大的密度可能不能實(shí)現(xiàn)合成板的減重，因此變得不適合作為汽車內(nèi)部材料，然而極 小的密度可能導(dǎo)致強(qiáng)度不夠或者剛性不夠。 V-a:生產(chǎn)方法本發(fā)明的合成板對(duì)它的生產(chǎn)方法不作具體限制，可以通過(guò)任意的方法進(jìn)行生產(chǎn)，但是 基本的方法包括如下 (a)墊狀混合材料的制備
木質(zhì)纖維素基材料、聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料或者聚乳酸基樹(shù)脂材料以及微中空材 料通過(guò)再生機(jī)或者混合機(jī)(例如空氣型)進(jìn)行混合制備一種墊狀混合材料(機(jī)械混合方法)。另外，木質(zhì)纖維素基材料和微中空材料通過(guò)再生機(jī)或者混合機(jī)進(jìn)行混合制備墊子材料 作為墊狀中間產(chǎn)品，并且將聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料或者聚乳酸基樹(shù)脂材料進(jìn)行噴霧， 同時(shí)在墊子材料上進(jìn)行干燥制備墊狀混合材料(噴霧混合法)。另外，墊子材料通過(guò)再生機(jī)或者混合機(jī)由木質(zhì)纖維素基材料進(jìn)行制備，并且將聚丁二 酸丁二酯基樹(shù)脂材料或者聚乳酸基樹(shù)脂材料以及微中空材料進(jìn)行噴霧，同時(shí)在墊子材料上 進(jìn)行干燥制備墊狀混合材料(噴霧混合法)。那樣的混合材料也稱為預(yù)成型品。依賴于不同的條件，混合材料的厚度是可變的，但是，對(duì)于合成板4,000 g/ci^的目標(biāo) 重量和4 mm的目標(biāo)厚度，混合物的厚度優(yōu)選70 mm 90 mm。(b) 加熱下的壓力模塑 將以上的混合材料放置在要制備的相應(yīng)合成板形狀的模具中，然后在加熱下進(jìn)行壓力模塑，由此使在混合物中的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料或者聚乳酸基樹(shù)脂材料熔化以使木 質(zhì)纖維素基材料與聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料或者聚乳酸基樹(shù)脂材料牢牢粘合，因此提供 了模具形狀的合成板。另外，將混合材料注入到一個(gè)具有要形成的合成板形狀的孔口的注射壓縮模塑機(jī)中， 通過(guò)加壓加熱，混合材料被從這個(gè)孔口中擠出制備一塊合成板。在這個(gè)操作中，因?yàn)榛旌喜牧习⒅锌詹牧?，所以合成板的比重被適當(dāng)降低從而實(shí) 現(xiàn)合成板的減重。利用模具(模塑方法)進(jìn)行加熱加壓模塑的優(yōu)點(diǎn)是合成板的制備器材簡(jiǎn)單、價(jià)廉。 另一方面，在使用注射壓縮模塑機(jī)的方法中，木質(zhì)纖維素基材料、纖維材料和微中空 材料必須被提前用擠出機(jī)捏合。這種方法能用連續(xù)的方法生產(chǎn)合成板，只要將混合材料成 形為顆粒并且將顆粒加入到注射壓縮模塑機(jī)中就可以，并且這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能大量生產(chǎn) 合成板。(c) 布料的粘貼通過(guò)在混合材料的表面上用無(wú)紡布或紡織布實(shí)施模塑操作，包含在混合材料中的聚丁 二酸丁二酯基樹(shù)脂或者聚乳酸樹(shù)脂材料被熔化，將無(wú)紡布和紡織布和混合材料粘在一起， 因此通過(guò)無(wú)紡布或紡織布的粘貼生產(chǎn)一種具有令人滿意設(shè)計(jì)的合成板。另外，在混合材料的模塑操作中，首先使混合材料在高壓下經(jīng)過(guò)熱壓模塑，然后在熱
壓模塑后將無(wú)紡布或紡織布放在混合材料的表面，最后在低壓下使上面有無(wú)紡布或紡織布 的混合材料熱壓模塑，因此通過(guò)無(wú)紡布或紡織布的粘貼生產(chǎn)一種具有令人滿意設(shè)計(jì)的合成 板。為了防止無(wú)紡布或者紡織布過(guò)多擠壓，熱壓模塑在低壓下實(shí)施，所以這種方法提高了 設(shè)計(jì)質(zhì)量。對(duì)于制備令人滿意設(shè)計(jì)的合成板，源自石油資源的粘結(jié)劑并不是必需的，可以使用包 含在混合材料中的植物源組分聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料或者聚乳酸樹(shù)脂材料來(lái)提高操 作效率，同時(shí)還對(duì)全球環(huán)境保護(hù)有所貢獻(xiàn)。無(wú)紡布的重量?jī)?yōu)選100 200g/m2，紡織布的重量?jī)?yōu)選大約300g/m2。而且無(wú)紡布優(yōu)選 由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)制成。如果合成板不需要設(shè)計(jì)，無(wú)紡布或者紡織布的粘貼就 不是必須的。 VI.應(yīng)用的具體實(shí)施例所制備的本發(fā)明的合成板不對(duì)其應(yīng)用作具體限制，只是在下面展示一個(gè)實(shí)施例。如圖1所示，在車輛10中，房間11的天花板是用構(gòu)成頂部襯層12的內(nèi)部材料裝備的。當(dāng)由植物源材料生產(chǎn)時(shí)，頂部襯層12可以對(duì)全球環(huán)境保護(hù)有所貢獻(xiàn)。 當(dāng)由被降低重量的本發(fā)明的合成板構(gòu)成時(shí)，頂部襯層12能夠減輕車輛10的重量因此提高燃油效率，并且能夠避免頂部襯層12由于其自身重量導(dǎo)致下垂的情況發(fā)生。而且當(dāng)由被降低重量的本發(fā)明的合成板構(gòu)成時(shí)，頂部襯層12能夠降低車輛IO重心的位置，因此具有提高駕駛性的優(yōu)點(diǎn)。VI-A實(shí)施例在下文中，本發(fā)明將基于實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但只要不超過(guò)本發(fā)明的范圍，本發(fā)明 并不僅限于此。圖2所示的表格表示以下要被解釋的實(shí)施例1 4和對(duì)照例1 4中的物理性能。"外觀和設(shè)計(jì)"由本發(fā)明者自己通過(guò)視覺(jué)觀察就行判斷，所作判斷的重點(diǎn)是合成板在表 面上是否顯示出一種不自然的顏色以及在表面上是否出現(xiàn)不自然的氣泡或者不規(guī)則性。"平均比重"的測(cè)試是通過(guò)從合成板的幾個(gè)位置取樣并且利用[JIS K 0061]化學(xué)產(chǎn)品的 密度和比重的測(cè)試方法進(jìn)行的，是一種平衡方法。大部分由源自石油材料的酚醛樹(shù)脂和木屑構(gòu)成的普通合成板的比重大約是1.20。因此， 在下面實(shí)施例的合成板中，小于1.20的比重意味著成功實(shí)現(xiàn)了減重。"模塑穩(wěn)定性(形成狀態(tài)的穩(wěn)定性)"是通過(guò)測(cè)試不同位置的比重測(cè)定的。比重小幅度 擺動(dòng)評(píng)價(jià)為"好"，比重大幅度擺動(dòng)評(píng)價(jià)為"差"，更加具體地說(shuō)，當(dāng)被測(cè)定的比重的最大值 和最小值在0.15 (±0.15)之間時(shí)，結(jié)果就被判斷為"好"，當(dāng)結(jié)果超出了這個(gè)范圍，結(jié)果被判斷為"差"。VI-A-a:實(shí)施例1合成板由下面過(guò)程制備，并且進(jìn)行物理性能的測(cè)試。a) 木質(zhì)纖維素基材料對(duì)竹子進(jìn)行機(jī)械粉碎和纖維分散，并且使用平均纖維長(zhǎng)度10 90 mm和平均纖維寬度 0.1 0.6mm的物質(zhì)作為木質(zhì)纖維素基材料。b) 樹(shù)脂材料GSPla(商品名，Mitsubishi化學(xué)公司制造)作為變成纖維的聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂的 樹(shù)脂材料使用。所使用的材料具有51 mm的平均纖維長(zhǎng)度和13 dtex的平均纖維直徑。c) 微中空材料K37型號(hào)的Scotchlite玻璃球(商品名，Sumitomo 3M有限公司制造)作為微中空材 料使用。所使用的材料具有40pm的平均顆粒尺寸。d) 混合材料前面提到的作為木質(zhì)纖維素基材料的竹子纖維，作為聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂的GS Pla 和作為微中空材料的Scotchlite玻璃球被用再生機(jī)一起混合形成大約50 mm厚的墊狀混合 材料。在這個(gè)操作中，聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂纖維相對(duì)于竹子纖維和聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂 纖維的總重混合的重量比例為40 wt%。玻璃球相對(duì)于竹子纖維、聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂纖維和玻璃球的總重混合的重量比例 為10 wt%。e) 熱壓模塑混合材料被注入到模具中并且使其熱壓模塑。實(shí)施這個(gè)操作的條件為，加熱溫度大約為140 °C，壓力大約為50 kgf/cm2，以及加壓 時(shí)間大約為7分鐘。f) 合成板的評(píng)價(jià)本發(fā)明的合成板在外觀和設(shè)計(jì)上是令人滿意的，并且具有0.92的平均比重，因此成功 地實(shí)現(xiàn)了減重。而且合成板在比重方面顯示幾乎沒(méi)有波動(dòng)，因此在模塑穩(wěn)定性方面被判斷12
為滿意。VI-A-b:實(shí)施例2由下面的過(guò)程制備合成板，并且進(jìn)行物理性能的測(cè)試。a) 木質(zhì)纖維素基材料將紅麻進(jìn)行機(jī)械粉碎和纖維分散，具有平均纖維長(zhǎng)度為30 50mm和平均纖維寬度為 0.1 1.5mm的物質(zhì)被作為木質(zhì)纖維素基材料使用。b) 樹(shù)脂材料Nature Works (商品名，Nature Works有限公司制造)被作為變成纖維的聚乳酸基樹(shù) 脂的樹(shù)脂材料使用。所使用的材料具有51 mm的平均長(zhǎng)度和11 dtex的平均纖維直徑。c) 微中空材料PB-05型Sirax球(商品名，AsamaKeiseki公司生產(chǎn))被作為微中空材料使用。所用 的材料平均粒徑為40 pm。d) 混合材料上述作為木質(zhì)纖維素基材料的紅麻，作為聚乳酸樹(shù)脂材料的Nature Works和作為微中 空材料的Sirax球通過(guò)再生機(jī)進(jìn)行共混形成一個(gè)厚約為50 mm的墊狀混合材料。在這個(gè)操作中，Nature Works相對(duì)于紅麻和Nature Works (聚乳酸樹(shù)脂材料)的總重 混合的比例為30wt%。Sirax球相對(duì)于麻纖維、Nature Works和Sirax球的總重混合的重量比例為15 wt%。e) 熱壓模塑將共混材料放在模具中進(jìn)行熱壓模塑。該操作在與實(shí)施例1相同的加熱溫度、壓力和加壓時(shí)間的條件下進(jìn)行。f) 合成板的評(píng)價(jià)本實(shí)施例的合成板滿足了外觀和設(shè)計(jì)，并且具有0.84的平均比重，因此成功地實(shí)現(xiàn) 了減重的目的。而且合成板在比重方面顯示幾乎沒(méi)有波動(dòng)，因此在模塑穩(wěn)定性方面被判斷 為滿意。VI-A-C:實(shí)施例3通過(guò)下述方法制備合成板，并且進(jìn)行物理性質(zhì)的測(cè)定。a)木質(zhì)纖維素基材料將紅麻進(jìn)行機(jī)械粉碎并且纖維分離的，并且具有平均纖維長(zhǎng)度為25 70mm且平均纖 維寬度為0.1 1.5 mm的紅麻纖維被用作木質(zhì)纖維素基材料。
b) 聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料GS Pla (商品名，Mistsubishi化學(xué)公司生產(chǎn))被用作轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的聚丁二酸丁二酯基 樹(shù)脂的樹(shù)脂材料。所使用的這種材料具有51 mm的平均纖維長(zhǎng)的和13 dtex的平均纖維直 徑。c) 微中空材料TF-50型Fly Ash球(商品名，Tokai Kogyo有限公司生產(chǎn))被用作微中空材料。所使 用的這種FlyAsh球具有150pm的平均顆粒尺寸。d) 混合材料上述作為木質(zhì)纖維素基材料的紅麻、作為聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料的GS Pla和作為 微中空材料的Fly Ash球通過(guò)再生機(jī)共混形成厚度約50 mm的墊狀混合材料。在這個(gè)操作中，GSPla相對(duì)于紅麻和GSPla (聚丁二酸烯丁二酯基樹(shù)脂材料)的總重 混合的重量比例為10wt%。Fly Ash球相對(duì)于紅麻纖維、GS Pla和Fly Ash球的總重混合的重量比例為10 wt%。e) 熱壓模塑將共混材料放在模具中進(jìn)行熱壓模塑。該操作在與實(shí)施例1和2相同的加熱溫度、壓力和增壓時(shí)間的條件下進(jìn)行。f) 合成板的評(píng)價(jià)本實(shí)施例的合成板滿足了外觀和設(shè)計(jì)，并且具有0.80的平均比重，因此成功地實(shí)現(xiàn)了 減重的目的。而且合成板在比重方面顯示幾乎沒(méi)有波動(dòng)，因此在模塑穩(wěn)定性方面被判斷為 滿意。VI-A-d:實(shí)施例4通過(guò)下述方法制備合成板，并且進(jìn)行物理性質(zhì)的測(cè)定。a) 木質(zhì)纖維素基材料將竹子進(jìn)行機(jī)械粉碎并且纖維分離的，并且具有平均纖維長(zhǎng)度為25 70mm且平均纖 維寬度為0.1 1.5 mm的物質(zhì)被用作木質(zhì)纖維素基材料。b) 樹(shù)脂材料GS Pla (商品名，Mitsubishi化學(xué)公司生產(chǎn))被用作轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的聚丁二酸丁二酯基 樹(shù)脂的樹(shù)脂材料。所使用的這種材料具有51 mm的平均纖維長(zhǎng)的和13 dtex的平均纖維直 徑。c) 微中空材料F36-D型Matsumoto微球(商品名，Matsumoto Yushi-selyaku有限公司生產(chǎn))被用作 微中空材料。所使用的材料具有5 15 pm的平均顆粒尺寸。d) 混合材料上述作為木質(zhì)纖維素基材料的竹子、作為聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料的GS Pla和作為 微中空材料的Matsumoto微球通過(guò)再生機(jī)共混形成厚度約50 mm的墊狀混合材料。在這個(gè)操作中，GSPla相對(duì)于竹子和GSPla (聚丁二酸烯丁二酯基樹(shù)脂材料)的總重 混合的重量比例為40 wt%。Matsumoto微球相對(duì)于紅麻纖維、GS Pla和Matsumoto微球的總重混合的重量比例為 10 wt%。e) 熱壓模塑將共混材料放在模具中進(jìn)行熱壓模塑。該操作在與實(shí)施例1 3相同的加熱溫度、壓力和增壓時(shí)間的條件下進(jìn)行。f) 合成板的評(píng)價(jià)本實(shí)施例的合成板滿足了外觀和設(shè)計(jì)，并且具有0.80的平均比重，因此成功地實(shí)現(xiàn)了 減重的目的。而且合成板在比重方面顯示幾乎沒(méi)有波動(dòng)，因此在模塑穩(wěn)定性方面被判斷為 倆息。VI-B)對(duì)照例 VI-B-a:對(duì)照例1通過(guò)下述方法制備合成板，并且進(jìn)行物理性質(zhì)的測(cè)定。a) 木質(zhì)纖維素基材料將竹子進(jìn)行機(jī)械粉碎并且纖維分離的，并且具有平均纖維長(zhǎng)度為25 70mm且平均纖 維寬度為0.1 1.6mm的物質(zhì)被用作木質(zhì)纖維素基材料。b) 樹(shù)脂材料GSPla (商品名，Mitsubishi化學(xué)公司生產(chǎn))被用作轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的聚丁二酸丁二酯基 樹(shù)脂的樹(shù)脂材料。所使用的這種材料具有51 mm的平均纖維長(zhǎng)的和13 dtex的平均纖維直徑。c) 發(fā)泡劑一種偶氮二甲酰胺型CellmikeCAP (商品名，Sankyo Kasei有限公司生產(chǎn))被作為化 學(xué)發(fā)泡劑使用。d) 混合材料
上述作為木質(zhì)纖維素基材料的竹子、作為聚丁烯丁二酸酯基樹(shù)脂的樹(shù)脂材料的GS Pla 和作為偶氮二甲酰胺型化學(xué)發(fā)泡劑的Cellmike CAP通過(guò)使用再生機(jī)共混形成厚度約50 mm的墊狀混合材料。在這個(gè)操作中，GSPla相對(duì)于竹子和GSPla (聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料)的總重混 合的重量比例為40 wt%。Cellmike CAP相對(duì)于竹子纖維、GS Pla和Cellmike CAP的總重混合的重量比例為3 wt%。e) 熱壓模塑將共混材料放在模具中進(jìn)行熱壓模塑。該操作在與實(shí)施例1 4相同的加熱溫度、壓力和增壓時(shí)間的條件下進(jìn)行。f) 合成板的評(píng)價(jià)Cellmike CAP為偶氮二甲酰胺，其不能與竹子纖維和聚丁烯丁二酸酯基樹(shù)脂纖維很好 地均一地共混，因此局部產(chǎn)生氣泡。因此，外觀和設(shè)計(jì)被評(píng)價(jià)為"差"。由于局部起泡，平均比重不能測(cè)量。由于局部產(chǎn)生 大量起泡模塑穩(wěn)定性(起泡的狀態(tài))被評(píng)估為"差"。 VI-B-b:對(duì)照例2通過(guò)下述方法制備合成板，并且進(jìn)行物理性質(zhì)的測(cè)定。a) 木質(zhì)纖維素基材料將竹子進(jìn)行機(jī)械粉碎并且纖維分離的，并且具有平均纖維長(zhǎng)度為25 70mm且平均纖 維寬度為0.1 1.6 mm的物質(zhì)被用作木質(zhì)纖維素基材料。b) 樹(shù)脂材料GSPla (商品名，Mitsubishi化學(xué)公司生產(chǎn))被用作轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的聚丁二酸丁二酯基 樹(shù)脂的樹(shù)脂材料。所使用的這種材料具有51 mm的平均纖維長(zhǎng)的和13 dtex的平均纖維直 徑。c) 微中空材料不使用微中空材料和發(fā)泡劑。d) 混合材料上述作為木質(zhì)纖維素基材料的竹子、作為聚丁烯丁二酸酯基樹(shù)脂的樹(shù)脂材料的GS Pla 通過(guò)使用再生機(jī)共混形成厚度約50 mm的墊狀混合材料。在這個(gè)操作中，GSPla相對(duì)于竹子和GSPla (聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料)的總重混
合的重量比例為40 wt%。e) 熱壓模塑將共混材料放在模具中進(jìn)行熱壓模塑。在此操作中，壓力選擇相對(duì)低，為30kg/cm2。 該操作在與實(shí)施例1 4和對(duì)照例1相同的加熱溫度、壓力和增壓時(shí)間的條件下進(jìn)行。f) 合成板的評(píng)價(jià)當(dāng)上述條件不變時(shí)，每次熱壓模塑時(shí)合成板的比重都會(huì)變化。因此觀察到合成板比重 波動(dòng)的現(xiàn)象。 VI-B-c:對(duì)照例3通過(guò)下述方法制備合成板，并且進(jìn)行物理性質(zhì)的測(cè)定。a) 木質(zhì)纖維素基材料將竹子進(jìn)行機(jī)械粉碎并且纖維分離的，并且具有平均纖維長(zhǎng)度為25 70mm且平均纖 維寬度為0.1 1.6mm的物質(zhì)被用作木質(zhì)纖維素基材料。b) 樹(shù)脂材料GS Pla (商品名，Mitsubishi化學(xué)公司生產(chǎn))被用作轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維的聚丁二酸丁二酯基 樹(shù)脂的樹(shù)脂材料。所使用的這種材料具有51 mm的平均纖維長(zhǎng)的和13 dtex的平均纖維直 徑。c) 微中空材料不使用微中空材料和發(fā)泡劑。d) 共混材料上述作為木質(zhì)纖維素基材料的竹子、作為聚丁烯丁二酸酯基樹(shù)脂的樹(shù)脂材料的GS Pla 通過(guò)使用再生機(jī)共混形成厚度約50 mm的墊狀混合材料。在這個(gè)操作中，GSPla相對(duì)于竹子和GSPla (聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂材料)的總重混 合的重量比例為40wt%。e) 熱壓模塑將共混材料放在模具中進(jìn)行熱壓模塑。在此操作中，壓力選擇相對(duì)低，為30kg/cm2， 與對(duì)照例2相同。該操作在與實(shí)施例1 4和對(duì)照例1和2相同的加熱溫度、壓力和增壓時(shí)間的條件下 進(jìn)行。f) 合成板的評(píng)價(jià)當(dāng)上述條件不變時(shí)，每次熱壓模塑時(shí)合成板的比重都會(huì)變化。因此觀察到合成板比重
波動(dòng)的現(xiàn)象。盡管對(duì)照例的合成板在外觀和設(shè)計(jì)上沒(méi)有問(wèn)題，但不能實(shí)現(xiàn)比重的減少。同時(shí)，因?yàn)楸戎夭▌?dòng)大，其成型穩(wěn)定性(發(fā)泡狀態(tài)的穩(wěn)定性)被評(píng)價(jià)為"差"。因此，如該對(duì)照例3和上述的對(duì)照例2顯示，僅通過(guò)減少壓力不能像實(shí)施例1 4所展示的本發(fā)明那樣，在減輕重量的同時(shí)獲得必要的剛性和強(qiáng)度。VI-B-d:對(duì)照例4該例顯示已知合成板的例子。這些合成板主要由作為石油源料的酚醛樹(shù)脂和木屑構(gòu)成。這些合成板盡管在外觀、設(shè)計(jì)和比重上沒(méi)有問(wèn)題，但由于利用了石油源料，所以從保 護(hù)全球環(huán)境的觀點(diǎn)來(lái)看不能認(rèn)為是優(yōu)選的。即使混入了微中空材料，也不能得到適當(dāng)?shù)闹?量減輕。更具體地說(shuō)，由酚醛樹(shù)脂和木屑構(gòu)成的合成板，將成型時(shí)的壓力設(shè)定為高，以便防止 酚醛樹(shù)脂(熱固性樹(shù)脂)在縮合(固化)時(shí)產(chǎn)生的水氣泡形成在合成板的表面上。因此，當(dāng)酚醛樹(shù)脂和木屑中混合了微中空材料，結(jié)果是出現(xiàn)微中空材料的殼被破壞的 情況。理論上使用具有硬殼的微中空材料是可行的。但是為了維持合成板的強(qiáng)度，必須增加 作為粘合劑(粘附劑)的酚醛樹(shù)脂的量，這樣使得石油源料的用量增加，從保護(hù)全球環(huán)境 的觀點(diǎn)來(lái)看，也是應(yīng)該避免的。盡管本發(fā)明已經(jīng)在上面具體描述了一些示范的實(shí)施方式， 但是那些精于技術(shù)的人可能會(huì)輕易地領(lǐng)會(huì)到如果沒(méi)有從本發(fā)明的創(chuàng)新指導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)中實(shí)質(zhì) 地分離出來(lái)，示范的實(shí)施方式中的許多修改是不可能的。因此，企圖把所有那樣的修改包 含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。公開(kāi)的包含說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求書(shū)在2006年7月31日提交的日本專利申請(qǐng) No.2006-208267其全部?jī)?nèi)容被引入本文以作參考。
權(quán)利要求
1、一種合成板，包含平均纖維長(zhǎng)度為0.05mm～300mm和平均纖維寬度為0.05mm～2mm的纖維性木質(zhì)纖維素基材料；和包含聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂和聚乳酸基樹(shù)脂中至少一種的樹(shù)脂材料；和平均顆粒尺寸為1μm～3000μm的微中空材料。
2、 如權(quán)利要求1所述的合成板，其特征在于所述木質(zhì)纖維素基材料包含平均纖維長(zhǎng)度為10mm 90mm的纖維性竹子。
3、 如權(quán)利要求1所述的合成板，其特征在于所述微中空材料相對(duì)于所述微中空材料和所述樹(shù)脂材料總重的重量比為1 wt% 50 wt%。
4、 如權(quán)利要求1所述的合成板，其特征在于所述木質(zhì)纖維素基材料相對(duì)于所述木質(zhì)纖維素基材料和所述樹(shù)脂材料總重的重量比為20 wt% 80 wt%。
5、 如權(quán)利要求1所述的合成板，其特征在于 所述微中空材料包含由無(wú)機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的殼體。
6、 如權(quán)利要求1所述的合成板，其特征在于 所述微中空材料包含由熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成并含有低沸點(diǎn)烴的殼體。
7、 如權(quán)利要求1所述的合成板，其特征在于所述樹(shù)脂材料包含平均纖維長(zhǎng)度為5 mm 102 mm和平均纖維直徑為2 dtex 100 dtex 的纖維樹(shù)脂。
8、 如權(quán)利要求l所述的合成板，其特征在于-所述樹(shù)脂材料包含平均顆粒尺寸為1 pm 3000pm的樹(shù)脂粉末。
全文摘要
一種合成板，包含纖維性木質(zhì)纖維素基材料、樹(shù)脂材料和微中空材料。木質(zhì)纖維素基材料具有的平均纖維長(zhǎng)度為0.05mm～300mm并且平均纖維寬度為0.05mm～2mm。樹(shù)脂材料包含聚丁二酸丁二酯基樹(shù)脂和聚乳酸基樹(shù)脂中的至少一種。微中空材料具有平均顆粒尺寸為1μm～3000μm。
文檔編號(hào)B27N3/04GK101116993SQ20071014137
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者寺澤勇, 常岡和記 申請(qǐng)人:三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社