包含含碳酸鈣材料的纖維板產品的制作方法

諸如中密度纖維板(MDF)和高密度纖維板(HDF)的纖維板產品因其強度一致性、尺寸穩定性、低開裂傾向、彈性特性及易于加工而被廣泛用于室內應用，例如家具、門、裝飾性墻壁襯里、地板或分隔壁。這樣的纖維板產品為主要包含通常通過在熱和壓力下使用粘合劑接合在一起的木質纖維的復合產品。許多文獻中描述了這些產品及其制備方法。例如，WO 2006/042651 A1涉及由漂白的木質纖維和/或用白色顏料甕染產生的淺色至白色木制材料面板。DE 43 10 191 A1涉及包含無機多孔材料和阻燃劑的基于木材的面板。所述無機多孔材料包含由無機材料制成的多孔材料。例如，這些無機多孔材料可為具有無機氧化物(例如，二氧化硅或氧化鋁)作為主要組分的材料，其具有填充有微小閉孔的粒狀結構。US 5,422,170 A和US 5,705001 A涉及基于木材的面板，將木質纖維、無機多孔材料、阻燃劑以及用于結合這些材料的有機粘合劑混合在一起并且進行熱壓以形成基于木材的面板。WO 2006/016416 A1涉及通過如下獲得的不可燃的MDF：在生產時在通過添加阻燃劑以及木質纖維和粘合劑并且通過熱壓成形而獲得的MDF(中密度纖維板)的表面上形成厚度為0.2mm至2mm的透氣性無機涂膜。WO 2006/111458 A1涉及高壓層壓件，其包含樹脂浸漬紙的第一層和至少一個纖維增強罩層。WO 2012/038076 A1涉及防火層壓件，其特征在于：包含具有不同功能和組分的多種礦物羊毛或玻璃纖維板坯，根據ISO 1716其具有≤3MJ/kg的低熱值。US 2004/0258898 A1涉及用于制造防火復合面板的方法，其包括：制備部分可溶的硼鹽的基于水的漿料；向木質材料中添加粘合劑；以及向所述木質材料中單獨引入所述基于水的漿料用于其阻燃性。

此外，包含纖維和顆粒狀材料的紙產品可在市場上購得。例如，WO 2009/074491 A1涉及包含長度在毫米范圍內的有機纖維的表面礦化的有機纖維，其表面通過粘合劑至少部分涂覆有微細的堿土金屬碳酸鹽納米顆粒；用于生產這種表面礦化的有機纖維的方法；其水性漿料；其在造紙，在紙、塑料、水泥和粘土表面的表面加工，在油漆和清漆中的用途。US 2010/183890 A1涉及可通過以下獲得的預浸料坯：用包含至少一種聚合物膠乳和具有特定分子量分布的至少一種改性淀粉的浸漬樹脂溶液浸漬裝飾性原紙。EP 1 036 881 A1涉及包含纖維素纖維和填充材料的粗制層壓紙，所述纖維素纖維和填充材料來自包含未經改性和經陽離子改性的纖維的纖維素混合物的紙料。纖維素纖維用具有縮水甘油基官能團的季銨化合物進行改性。使用用于改性的短纖維纖維素使經陽離子改性的纖維素形成纖維素混合物的至少5重量％。填充材料為氧化鈦、碳酸鈣、高嶺土、滑石或其混合物。EP 0 705 939 A1涉及用于裝飾性涂層體系的原紙，其由包含纖維素纖維、填料和作為濕強度改進劑的陽離子樹脂的紙材料制成，其還包含陰離子無機顆粒。

盡管各種各樣具有定制特性(包括強度、彈性特性、阻燃性和可進一步加工性)的纖維板產品已可在市場上購得，但是所述纖維板產品的普遍缺點在于主要成分(即，木質纖維)基于有機可再生資源，由于生物質能行業的需求日益增加，有機可再生資源在增加的價格下經歷降低的可用性。

因此，本領域內一直需要這樣的纖維板產品：在保持或改善重要特性如彎曲強度、內部結合強度、厚度溶脹、彈性特性和可進一步加工性的同時，纖維板產品中基于有機可再生資源的原材料的至少一部分被可選材料代替。

因此，本發明的一個目的是提供其中基于有機可再生資源的原材料的至少一部分被可選材料代替的纖維板產品。另一個目的是提供其中一組其他重要特性，例如彎曲強度、內部結合強度、厚度溶脹、彈性特性和可進一步加工性得以保持或改善的纖維板產品。

前述和其他目的通過如本文權利要求1中所限定的主題來解決。

本發明纖維板產品的有利實施方案在相應的從屬權利要求中進行了限定。

根據本申請的一個方面提供了纖維板產品。所述纖維板產品包含：

a)基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維，其中按通過篩分分析所測定：

i)基于干纖維的總量，0重量％至20.0重量％的量的纖維具有在0.05mm的網篩寬度下分級的尺寸，

ii)基于干纖維的總量，50.0重量％至90.0重量％的量的纖維具有在1.0mm的網篩寬度下分級的尺寸，以及

iii)基于干纖維的總量，70.0重量％至100.0重量％的量的纖維具有在3.0mm的網篩寬度下分級的尺寸，

b)基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，1.0重量份至50.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.5μm至150.0μm，以及額外的

c)基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，0.05重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種粘合劑，以及

d)基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，0重量份至5.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟，

其中基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的量合計為100.0重量份(d/d)。

本發明人出乎意料地發現，根據本發明的前述纖維板產品包含減少量的基于有機可再生資源的原材料，而同時保持甚至改善其他重要特性，例如彎曲強度、內部結合強度、厚度溶脹、彈性特性和可進一步加工性。更確切地講，本發明人發現纖維板產品中干纖維的總量的高至25.0重量份可被重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.5μm至150.0μm的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料代替。

應理解，為了本發明的目的，以下術語具有以下含義：

術語“含碳酸鈣材料”是指基于含碳酸鈣材料的總干重，包含至少50.0重量％碳酸鈣的材料。

出于本發明的目的，重量中值顆粒尺寸“d₅₀”表示這樣的直徑：相對于該直徑，按重量計x％的顆粒的直徑小于d_x。這意味著，d₂₀值為所有顆粒的20.0重量％小于該值的顆粒尺寸，并且d₈₀值為所有顆粒的80.0重量％小于該值的顆粒尺寸。因此d₅₀值為重量中值顆粒尺寸，即，所有顆粒的50.0重量％大于或小于該顆粒尺寸。出于本發明的目的，除非另外指出，否則顆粒尺寸指定為重量中值顆粒尺寸d₅₀。至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸通過激光衍射來測量。在該方法中，顆粒尺寸通過測量激光束通過分散的顆粒樣品時散射的光的強度來測定。該測量用Malvern Instruments Ltd.的Mastersizer 2000或Mastersizer 3000(操作儀器軟件版本1.04)進行。纖維的尺寸通過篩分分析經由分級來測量。該測量用HOSOKAWA ALPINE AG,Germany的空氣噴射篩Alpine e200 LS進行。

如本發明中使用的術語“粘合劑”為通常用于將兩種或更多種其他材料結合在一起形成復合材料的化合物或化合物混合物。

當在本說明書和權利要求書中使用術語“包括”時，不排除其他未說明的具有主要或次要功能重要性的要素。出于本發明的目的，術語“由……組成”被認為是術語“包括”的優選實施方案。如果下文中，組被定義為包括至少一定數目的實施方案，則也應理解為公開了優選地僅由這些實施方案組成的組。

無論何時使用術語“包含”或“具有”，這些術語意味著與如上定義的“包括”等同。

在涉及單數名詞時不使用數量詞的情況下，除非另有特別說明，否則包括所述名詞的復數形式。

術語如“可獲得”或“可限定”和“獲得”或“限定”可互換使用。這例如意味著，除非上下文中另有明確規定，否則術語“獲得”并不意味著表明例如實施方案必須通過例如術語“獲得”之后的步驟的順序來獲得，盡管這樣的限制性理解總是通過術語“獲得”或“限定”而作為優選實施方案包括在內。

根據本發明的另一個方面，提供了用于制造纖維板產品的方法。所述方法包括以下步驟：

a)提供干燥形式或水性懸浮體形式的纖維，

b)提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料，

c)提供至少一種粘合劑和任選地至少一種蠟，

d)使步驟a)的纖維與步驟b)的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料以及步驟c)的至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟同時合并或以任意順序分別合并以形成樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物，

e)由所述樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成板坯，以及

f)將所述板坯壓制成固體纖維板產品。

根據所述方法的一個實施方案，方法步驟d)如下進行：使纖維與步驟b)的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料以及步驟c)的至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟同時合并。根據所述方法的另一個實施方案，方法步驟d)如下進行：使纖維與步驟b)的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料以及步驟c)的至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟分別合并，優選地使纖維首先與步驟c)的至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟合并，然后與步驟b)的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料合并。根據所述方法的又一個實施方案，以如下形式提供了至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料：a)粉末形式；或b)水性漿料形式，基于水性漿料的總重量，水性漿料包含1.0重量％至80.0重量％，優選地30.0重量％至78.0重量％，更優選地50.0重量％至78.0重量％，并且最優選地70.0重量％至78.0重量％的量的含碳酸鈣材料。根據所述方法的一個實施方案，方法步驟d)在噴放管道(blowline)系統和/或共混器中進行。根據所述方法的另一個實施方案，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在向噴放管道系統和/或共混器中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之前或期間或之后進行，優選地在向噴放管道系統和/或共混器中添加至少一種粘合劑和任選地至少一種蠟期間或之后進行。

根據本發明的又一個方面，提供了至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料作為纖維替代物在纖維板產品，優選在高密度纖維(HDF)板、中密度纖維(MDF)板、低密度纖維(LDF)板或顆粒板中的用途。至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.5μm至150.0μm。

根據本發明的一個實施方案，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料為白云石；和/或至少一種研磨碳酸鈣(GCC)，優選地選自包括大理石、白堊、石灰石及其混合物的組中的至少一種研磨碳酸鈣(GCC)；和/或至少一種沉淀碳酸鈣(PCC)，優選地選自包括文石、球霰石和方解石礦物晶形中的一者或更多者的組中的至少一種沉淀碳酸鈣(PCC)。

根據本發明的另一個實施方案，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的a)重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.7μm至100.0μm，更優選地1.0μm至50.0μm，并且最優選地2.1μm至40.0μm；和/或b)按通過BET氮氣法所測量的，比表面積為0.5m²/g至200.0m²/g，更優選地0.5m²/g至100.0m²/g，并且最優選地0.5m²/g至50.0m²/g。

根據本發明的又一個實施方案，基于含碳酸鈣材料的總干重，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料包含≥50.0重量％，優選地90.0重量％，更優選地≥95.0重量％，并且最優選地≥97.0重量％的量的碳酸鈣。

根據本發明的一個實施方案，纖維源自軟木樹種、硬木樹種、非木質纖維植物及其混合物。

根據本發明的另一個實施方案，纖維板產品包含由纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料組成的纖維材料，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，所述纖維材料中纖維的重量分數為99.0重量％至50.0重量％，優選地99.0重量％至75.0重量％，更優選地99.0重量％至80.0重量％，并且最優選地97.0重量％至88.0重量％。

根據本發明的又一個實施方案，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含75.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維和1.0重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

根據本發明的一個實施方案，至少一種粘合劑選自包括以下的組：：酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)、三聚氰胺-脲-甲醛樹脂(MUF)、脲-三聚氰胺-甲醛樹脂(UMF)、脲-三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂(UMPF)、環氧樹脂、亞甲基二苯基二異氰酸酯樹脂(MDI)、聚氨酯樹脂(PU)及其混合物。

根據本發明的另一個實施方案，纖維板產品還包含選自包括以下的組中的至少一種化合物：著色劑、填充劑、分散劑、殺生物劑、硬化劑和阻燃劑。

根據本發明的又一個實施方案，纖維板產品的密度為35kg/m³至1100kg/m³，優選地250kg/m³至900kg/m³，并且最優選地600kg/m³至800kg/m³；和/或厚度為1.0mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，更優選地4.0mm至20mm。

如上所述，本發明的纖維板產品包含如要點a)、b)和c)中所述的纖維、至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑。在下文中，涉及本發明的進一步細節，尤其是本發明纖維板產品的前述的要點。

根據本發明的要點a)，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維。

應理解，纖維板產品可包含一種或更多種纖維。

因此，纖維板產品可包含一種纖維。或者，纖維板產品可包含兩種或更多種纖維的混合物。例如，纖維板產品可包含兩種或三種纖維的混合物。優選地，纖維板產品包含一種纖維。

此外，纖維可為獨立纖維或纖維束的形式。

應理解，存在于根據本發明的纖維板產品中的纖維不限于特定纖維，只要其適用于制備纖維板產品即可。

優選地，纖維為木質或非木質纖維。術語“木質”纖維在本發明的含義中是指常用定義，即，木質為構成軟木和硬木樹種的大部分樹干和樹枝的纖維狀硬物質。術語“非木質”纖維在本發明的含義中是指非源自木材的任何纖維狀材料，即，非木質為構成大多數植物的纖維狀物質。

在本發明的一個實施方案中，纖維源自軟木樹種、硬木樹種、非木質纖維植物及其混合物。

本發明的纖維板產品的一個必要條件是，所述板包含具有特定尺寸的纖維。因此，需要：

i)基于干纖維的總量，0重量％至20.0重量％的量的纖維具有在0.05mm的網篩寬度下分級的尺寸，

ii)基于干纖維的總量，50.0重量％至90.0重量％的量的纖維具有在1.0mm的網篩寬度下分級的尺寸，以及

iii)基于干纖維的總量，70.0重量％至100.0重量％的量的纖維具有在3.0mm的網篩寬度下分級的尺寸。

纖維的尺寸在HOSOKAWA ALPINE AG,Germany的空氣噴射篩Alpine e200 LS中通過篩分分析經由分級來測量。

適用于纖維板產品的纖維的具體實例包括松樹、冷杉、云杉、西部鐵杉、山楊、桉樹、柏樹、白楊、雪松、山毛櫸、櫟樹、樺樹、楓樹、竹子、谷物纖維、藻類纖維、種子纖維、果實纖維及其混合物。

本發明的纖維板產品的另一個必要條件是，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維。優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含75.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維。更優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含80.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維。最優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含88.0重量份至97.0重量份(d/d)的量的纖維。

本發明的纖維板產品的另一個基本組分為至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料充當纖維替代物，并因此減少纖維板產品中基于有機可再生資源的原材料的量。

術語“至少一種”顆粒狀含碳酸鈣材料在本發明的含義中意指顆粒狀含碳酸鈣材料包含一種或更多種顆粒狀含碳酸鈣材料，優選由一種或更多種顆粒狀含碳酸鈣材料組成。

在本發明的一個實施方案中，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料包含一種顆粒狀含碳酸鈣材料，優選由一種顆粒狀含碳酸鈣材料組成。或者，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料包含兩種或更多種顆粒狀含碳酸鈣材料，優選由兩種或更多種顆粒狀含碳酸鈣材料組成。例如，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料包含兩種或三種顆粒狀含碳酸鈣材料，優選由兩種或三種顆粒狀含碳酸鈣材料組成。

優選地，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料包含一種顆粒狀含碳酸鈣材料，更優選地由一種顆粒狀含碳酸鈣材料組成。

術語至少一種“顆粒狀含碳酸鈣材料”在本發明的含義中是指包含碳酸鈣的固體化合物。

根據本發明的一個實施方案，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料選自白云石、至少一種研磨碳酸鈣(GCC)、至少一種沉淀碳酸鈣(PCC)及其混合物。

“白云石”在本發明的含義中為具有化學成分CaMg(CO₃)₂(“CaCO₃·MgCO₃”)的鈣-鎂碳酸鹽礦物。基于白云石的總重量，白云石礦物包含至少30.0重量％的MgCO₃，優選地大于35.0重量％，大于40.0重量％，通常45.0重量％至46.0重量％的MgCO₃。

“研磨碳酸鈣”(GCC)在本發明的含義中為這樣的碳酸鈣：其由天然來源(例如，石灰石、大理石或白堊)獲得，并且通過濕法處理和/或干法處理如研磨、篩分和/或分級(例如通過旋風分離器或分級器)進行加工。

根據本發明的一個實施方案，GCC通過干磨來獲得。根據本發明的另一個實施方案，GCC通過濕磨并隨后干燥來獲得。

一般地，研磨步驟可以例如在使得精磨主要通過與第二主體的撞擊而產生的條件下用任何常規研磨裝置來進行，即，在以下中的一者或更多者中進行：球磨機、棒磨機、振動磨機、輥式破碎機、離心沖擊磨機、立式珠磨機、磨碎機、針式磨機、錘式磨機、粉磨機、撕碎機、去結塊機(de-clumper)、刀式切割機，或本領域技術人員已知的其他這樣的設備。在含碳酸鈣材料包含濕磨含碳酸鈣材料的情況下，研磨步驟可在使得發生自磨的條件下和/或通過臥式球磨機和/或本領域技術人員已知的其他這樣的方法進行。可在干燥之前通過已知方法，例如通過絮凝、過濾或強制蒸發對由此獲得的濕法處理的含研磨碳酸鈣材料進行洗滌和脫水。后續的干燥步驟可在單個步驟(例如，噴霧干燥)或至少兩個步驟中進行。通常使這樣的碳酸鈣材料經歷精選步驟(例如，浮選、漂白或磁力分離步驟)以除去雜質。

在本發明的一個實施方案中，GCC選自包括以下的組：大理石、白堊、石灰石及其混合物。

“沉淀碳酸鈣”(PCC)在本發明的含義中為合成材料，其一般通過二氧化碳和石灰在水性環境中反應之后的沉淀，或者通過鈣源和碳酸根離子源在水中沉淀而獲得。PCC可為文石、球霰石和方解石礦物晶形中的一者或更多者。優選地，PCC為文石、球霰石和方解石礦物晶形之一。

文石通常為針形，而球霰石屬于六方晶系。方解石可形成偏三角面體、棱柱體、球體和斜方六面體形式。PCC可以以不同方式產生，例如通過用二氧化碳沉淀、石灰蘇打法、或其中PCC為氨生產的副產物的索爾維(Solvay)法。獲得的PCC漿料可以通過機械脫水和干燥。

優選的是至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料包含至少一種研磨碳酸鈣(GCC)，優選地選自包括大理石、白堊、石灰石及其混合物的組中的至少一種研磨碳酸鈣(GCC)。在一個優選的實施方案中，至少一種研磨碳酸鈣(GCC)為大理石或白堊。

除碳酸鈣以外，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料還可包含金屬氧化物，例如二氧化鈦和/或三氧化鋁；金屬氫氧化物，例如氫氧化鋁；金屬鹽，例如硫酸鹽、硅酸鹽例如滑石和/或高嶺土和/或云母、碳酸鹽例如碳酸鎂和/或石膏；緞光白及其混合物。

根據本發明的一個實施方案，基于含碳酸鈣材料的總干重，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料中碳酸鈣的量為≥50.0重量％，優選地90.0重量％，更優選地≥95.0重量％，并且最優選地≥97.0重量％。

本發明的一個特定必要條件是，按通過Mastersizer 2000或Mastersizer 3000所測量的，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.5μm至150.0μm。

在本發明的一個實施方案中，按通過Mastersizer 2000或Mastersizer 3000所測量的，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.7μm至100.0μm，更優選地1.0μm至50.0μm，并且最優選地2.1μm至40.0μm。

在本發明的一個實施方案中，按通過Mastersizer 2000或Mastersizer 3000所測量的，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸d₅₀為2.1μm至150.0μm，優選地2.1μm至100.0μm，更優選地2.1μm至50.0μm，并且最優選地2.1μm至40.0μm。

至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的頂切(top cut)可為例如150.0μm以下。如本文中所使用的術語“頂切”(或最大尺寸)意指至少98.0重量％的材料顆粒小于該尺寸的顆粒尺寸。優選地，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的頂切為140.0μm以下，并且更優選地120.0μm以下。

此外或可選地，按通過BET氮氣法所測量的，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的比表面積為0.5m²/g至200.0m²/g，更優選地0.5m²/g至100.0m²/g，并且最優選地0.5m²/g至50.0m²/g。

術語至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的“比表面積”(以m²/g計)在本發明的含義中是使用技術人員公知的BET法(ISO 9277:1995)測定的。

應理解，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含1.0重量份至50.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

就至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料而言，術語“干”應理解為：相對于至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量，具有小于0.3重量％的水的材料。水分百分率根據庫侖卡爾費歇爾(Coulometric Karl Fischer)測量法來測定，其中將至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料加熱至220℃，并且在庫侖卡爾費歇爾單元中測定作為蒸汽釋放并使用氮氣流(以100ml/分鐘)分離的水分含量。

就纖維而言，術語“干”應理解為：相對于纖維的重量，具有0重量％的水的絕對干燥的纖維。“絕對干燥的纖維”通過根據DIN 52 183在103℃下處理纖維至恒重來測定。

優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含1.0重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。更優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含1.0重量份至20.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。最優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含3.0重量份至12.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

本發明的纖維板產品的一個必要條件是，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的量合計為100.0重量份(d/d)。

因此，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維和1.0重量份至50.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含75.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維和1.0重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。更優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含80.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維和1.0重量份至20.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。最優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含88.0重量份至97.0重量份(d/d)的量的纖維和3.0重量份至12.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

應理解，如果至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料具有高的重量中值顆粒尺寸d₅₀值，則纖維板產品優選地包含高的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。即，與包含按通過Mastersizer 2000或Mastersizer 3000所測量的重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.5μm至2.1μm的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的纖維板產品相比，如果至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料通過Mastersizer 2000或Mastersizer 3000測量的重量中值顆粒尺寸d₅₀為2.1μm至150.0μm，優選地2.1μm至100.0μm，更優選地2.1μm至50.0μm，并且最優選地2.1μm至40.0μm，則纖維板產品中可被至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料替代的纖維的量更高。

優選地，如果按通過Mastersizer 2000或Mastersizer 3000所測量的，至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸d₅₀為2.1μm至150.0μm，優選地2.1μm至100.0μm，更優選地2.1μm至50.0μm，并且最優選地2.1μm至40.0μm，則基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含3.0重量份至12.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

因此，應理解，纖維板產品包含由纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料組成的纖維材料，即，一部分纖維被至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料替代。

因此，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，由纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料組成的纖維材料包含重量分數為99.0重量％至50.0重量％的纖維。

優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，由纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料組成的纖維材料包含重量分數為99.0重量％至75.0重量％，更優選地99.0重量％至80.0重量％，并且最優選地97.0重量％至88.0重量％的纖維。

本發明的纖維板產品的另一個基本組分為至少一種粘合劑。

應理解，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0.05重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種粘合劑。優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0.5重量份至15.0重量份(d/d)，并且最優選地1.0重量份至15.0重量份(d/d)的量的至少一種粘合劑。

在本發明的一個實施方案中，纖維板產品包含以下，優選地由以下組成：基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維；基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，1.0重量份至50.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料；以及此外基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，0.05重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種粘合劑，其中基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的量合計為100.0重量份(d/d)。

術語“至少一種”粘合劑在本發明的含義中意指粘合劑包含一種或更多種粘合劑，優選由一種或更多種粘合劑組成。

在本發明的一個實施方案中，至少一種粘合劑包含一種粘合劑，優選由一種粘合劑組成。或者，至少一種粘合劑包含兩種或更多種粘合劑，優選由兩種或更多種粘合劑組成。例如，至少一種粘合劑包含兩種或三種粘合劑，優選由兩種或三種粘合劑組成。

優選地，至少一種粘合劑包含一種粘合劑，更優選地由一種粘合劑組成。

應理解，存在于根據本發明的纖維板產品中的至少一種粘合劑不限于特定粘合劑，只要其適用于將纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料接合在一起，即，用于制備纖維板產品即可。

在本發明的一個實施方案中，至少一種粘合劑為這樣的粘合劑：在例如150℃至250℃，更優選地180℃至220℃范圍內的高溫下，和/或在硬化劑例如氯化銨、硫酸銨或氯化鎂存在下發生固化反應。優選地，至少一種粘合劑為在例如150℃至250℃，更優選地180℃至220℃范圍內的高溫下，并且在硬化劑存在下發生固化反應的粘合劑。

應理解，硬化劑不限于特定硬化劑，只要其適用于使用于制備纖維板產品的至少一種粘合劑固化即可。因此，硬化劑可選自通常用于制備纖維板產品且本領域技術人員公知的硬化劑。例如，硬化劑選自包括氯化銨、硫酸銨和氯化鎂的組。

例如，至少一種粘合劑選自包括以下的組：酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)、三聚氰胺-脲-甲醛樹脂(MUF)、脲-三聚氰胺-甲醛樹脂(UMF)、脲-三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂(UMPF)、環氧樹脂、亞甲基二苯基二異氰酸酯樹脂(MDI)、聚氨酯樹脂(PU)、聚酰胺-表氯醇樹脂、基于膠乳的粘合劑、基于木質素的粘合劑、基于淀粉的粘合劑、基于單寧的粘合劑、基于大豆的粘合劑、基于羧甲基纖維素的粘合劑及其混合物。

優選地，至少一種粘合劑選自包括以下的組：酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)、三聚氰胺-脲-甲醛樹脂(MUF)、脲-三聚氰胺-甲醛樹脂(UMF)、脲-三聚氰胺-苯酚-甲醛樹脂(UMPF)、環氧樹脂、亞甲基二苯基二異氰酸酯樹脂(MDI)、聚氨酯樹脂(PU)及其混合物。

更優選地，至少一種粘合劑選自包括以下的組：酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-脲-甲醛樹脂(MUF)、聚氨酯樹脂(PU)及其混合物。最優選地，至少一種粘合劑選自脲醛樹脂(UF)和/或三聚氰胺-脲-甲醛樹脂(UMF)。

本發明的纖維板產品任選地還包含至少一種蠟。因此，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0重量份至5.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟。優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0重量份至4.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟。更優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0重量份至3.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟。

如果纖維板產品包含至少一種蠟，則基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0.01重量份至5.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟。優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0.05重量份至4.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟。更優選地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維板產品包含0.05重量份至3.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟。

因此，纖維板產品包含以下，優選地由以下組成：基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維；基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，1.0重量份至50.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料；以及此外基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，0.05重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種粘合劑；以及基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，任選地0重量份至5.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟，其中基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的量合計為100.0重量份(d/d)。

如果纖維板產品包含至少一種蠟，則纖維板產品優選地包含以下，更優選地由以下組成：基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，50.0重量份至99.0重量份(d/d)的量的纖維；基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，1.0重量份至50.0重量份(d/d)的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料；以及此外基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，0.05重量份至25.0重量份(d/d)的量的至少一種粘合劑；以及基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，0.01重量份至5.0重量份(d/d)的量的至少一種蠟，其中基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的量合計為100.0重量份(d/d)。

應理解，至少一種蠟不限于特定的蠟，只要其適用于纖維板產品即可。因此，至少一種蠟可選自通常用于纖維板產品領域并且是本領域技術人員公知的蠟。例如，至少一種蠟選自石蠟、蠟乳狀液和蠟分散體，包括聚乙烯蠟乳狀液例如來自BASF,Germany的或來自SASOL GmbH,Germany的

本發明的纖維板產品可包含一種或更多種另外任選的添加劑。其優選地選自通常用于制備纖維板產品并且是本領域技術人員公知的添加劑。其可包含選自包括以下的組中的至少一種化合物：著色劑，填充劑，分散劑，殺生物劑，硬化劑例如氯化銨、硫酸銨或氯化鎂，以及阻燃劑。

任選地包含的這些添加劑各自的量可根據標準規程和所考慮的最終纖維板產品的期望特性來確定。有利地，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，本發明的纖維板產品將優選地包含小于10.0重量份(d/d)，更優選地小于5.0重量份(d/d)，并且最優選地小于2.0重量份(d/d)，例如0.1重量份至1.0重量份(d/d)的添加劑。

本發明的纖維板產品的密度可為35kg/m³至1100kg/m³。優選地，本發明的纖維板產品的密度為250kg/m³至900kg/m³，并且最優選地600kg/m³至800kg/m³。

此外或可選地，本發明的纖維板產品的厚度為0.2mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，并且最優選地4.0mm至20mm。

在本發明的一個實施方案中，纖維板產品的密度為35kg/m³至1100kg/m³，優選地250kg/m³至900kg/m³，并且最優選地600kg/m³至800kg/m³；并且厚度為1.0mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，并且最優選地4.0mm至20mm。例如，纖維板產品的密度為35kg/m³至1100kg/m³，并且厚度為1.0mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，并且最優選地4.0mm至20mm。或者，纖維板產品的密度為250kg/m³至900kg/m³，并且厚度為1.0mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，并且最優選地4.0mm至20mm。或者，纖維板產品的密度為600kg/m³至800kg/m³，并且厚度為1.0mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，并且最優選地4.0mm至20mm。

因此，本發明的纖維板產品可選自高密度纖維(HDF)板、中密度纖維(MDF)板、低密度纖維(LDF)板和顆粒板。優選地，本發明的纖維板產品為中密度纖維(MDF)板。

根據本發明的另一個方面，提供了用于制造如上限定的纖維板產品的方法。所述方法包括以下步驟：

a)提供干燥形式或水性懸浮體形式的纖維，

b)提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料，

c)提供至少一種粘合劑和任選地至少一種蠟，

d)使步驟a)的纖維與步驟b)的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料以及步驟c)的至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟同時合并或以任意順序分別合并形成樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物，

e)由所述樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成板坯，以及

f)將所述板坯壓制成固體纖維板產品。

在論述本發明的纖維板產品的技術細節時，關于纖維、至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料、至少一種粘合劑和/或至少一種蠟的限定及其優選實施方案，參照上文提供的陳述。

纖維板產品的制造可通過本領域技術人員公知的用于制造纖維板產品的所有技術和過程路線來進行，例如連續過程或非連續過程。優選以連續過程制造纖維板產品。

此外或可選地，纖維板產品的制造可以以本領域技術人員公知的干法或濕法來進行。優選以干法制造纖維板產品。

本發明的方法中提供的纖維優選由可以進行汽蒸或以其他方式增濕的木屑和/或植物碎屑獲得。對碎屑進行增濕的優選方式為將其放在蒸汽加壓的蒸煮器中，由此將碎屑暴露于經預熱的優選地溫度為80℃至150℃的具有高含水量的蒸汽。基于纖維的總重量，將碎屑優選地汽蒸至含水量為約20.0重量％。

此外，將所述碎屑進一步分解為適用于形成板坯的纖維。進行該過程的優選方式為通過使用加壓精磨機。

例如，將纖維精磨至0.1mm至100.0mm，優選地0.5mm至50.0mm，并且最優選地0.7mm至10.0mm的長度。應注意，纖維的長度與纖維的最長尺寸相關。

然后可使纖維經歷任選的預干燥，基于纖維的總重量，使含水量減少至約10.0重量％或更低。應理解，較高的含水量不是優選的，因為這將導致較弱的最終纖維板產品和/或產品斷裂。

任選的預干燥纖維以使纖維的含水量減少至期望水平優選地在管式干燥器中進行。管式干燥器例如單級或多級管式干燥器是本領域公知的并且在纖維板產品的制造中廣泛用于干燥纖維。

可在足以使纖維的含水量減少至期望水平的時間段和/或溫度下干燥纖維。基于纖維的總重量，優選將纖維干燥至含水量為約10.0重量％或更低。干燥時間和/或溫度可根據纖維的溫度和含水量進行調節。

因此，應理解，可以以干燥形式提供纖維。如果纖維板產品以干法來制造，則優選以干燥形式提供纖維。

或者，如果纖維板產品以濕法來制造，則優選以水性懸浮體的形式提供纖維。

纖維的水性懸浮體可通過如下形成：使以干燥形式提供的(即，在預干器之后獲得的)纖維懸浮在水中，或者將在精磨機之后獲得的纖維稀釋至期望纖維含量。

纖維優選地在噴放管道系統和/或共混器中離開精磨機或預干器。在噴放管道系統和/或共混器中，使纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟合并。

以任意順序使纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟合并以形成樹脂浸漬的纖維。因此，可以以本領域技術人員已知的方式將至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟同時合并或以任意順序分別添加至纖維中。

在本發明的一個實施方案中，以粉末形式或水性漿料形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

例如，以粉末形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

如果以水性漿料的形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料，則基于水性漿料的總重量，水性漿料優選地包含1.0重量％至80.0重量％的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。更優選地，基于水性漿料的總重量，水性漿料包含30.0重量％至78.0重量％，更優選地50.0重量％至78.0重量％，并且最優選地70.0重量％至78.0重量％的量的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

水性“漿料”或“懸浮體”在本發明的含義中包含不溶固體和水以及任選的另外的添加劑例如分散劑、殺生物劑和/或增稠劑，并且通常可包含大量的固體，因此，可以比形成其的液體更粘并且一般具有更高的密度。

術語“水性”漿料或懸浮體是指其中液相包含水(優選地由水組成)的系統。然而，所述術語不排除水性漿料或懸浮體的液相包含少量選自包括以下的組中的至少一種水混溶性有機溶劑：甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、四氫呋喃及其混合物。如果水性漿料或懸浮體包含至少一種水混溶性有機溶劑，則基于水性漿料或懸浮體的液相總重量，水性漿料的液相包含0.1重量％至40.0重量％，優選地0.1重量％至30.0重量％，更優選地0.1重量％至20.0重量％，并且最優選地0.1重量％至10.0重量％的量的至少一種水混溶性有機溶劑。例如，水性漿料或懸浮體的液相由水組成。如果水性漿料或懸浮體的液相由水組成，則使用的水可為任何可獲得的水，例如自來水和/或去離子水。

至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的水性漿料可通過使以粉末形式提供的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料懸浮在水中來形成。

在本發明的一個實施方案中，所述水性漿料的pH為7至10，更優選地pH為7至9，并且最優選地pH為8至9。

優選地，以水性漿料的形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

應理解，方法步驟c)中提供的至少一種粘合劑優選為這樣的至少一種粘合劑：其在例如150℃至250℃，更優選地180℃至220℃的高溫下，和/或在硬化劑例如氯化銨、硫酸銨或氯化鎂的存在下發生固化反應。更優選地，方法步驟c)中提供的至少一種粘合劑優選為這樣的至少一種粘合劑：其在例如150℃至250℃，更優選地180℃至220℃的高溫下，并且在硬化劑例如氯化銨、硫酸銨或氯化鎂的存在下發生固化反應。

在本發明的一個實施方案中，方法步驟d)如下進行：使纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟同時合并。例如，方法步驟d)如下進行：使纖維與由至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟組成的共混物合并。即，可在添加至所述纖維中之前使所述至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料與所述至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟預混。

優選地，水性漿料形式的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的添加可在方法步驟d)中如下進行：將至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的水性漿料彼此獨立地添加至纖維中。

在一個可選的實施方案中，將所述至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟分別添加至纖維中。例如，可在至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之前將至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料添加至纖維中。或者，可在至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之后將至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料添加至纖維中。應注意，優選地將至少一種粘合劑和至少一種蠟(如果存在的話)同時添加至纖維中。例如，優選地將至少一種粘合劑和至少一種蠟(如果存在的話)作為由至少一種粘合劑和至少一種蠟組成的共混物添加至纖維中。即，可在添加至所述纖維中之前使所述至少一種粘合劑與至少一種蠟(如果存在的話)預混。

優選地，使纖維首先與至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟合并，然后與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料合并。

如上所述，步驟a)、步驟b)和步驟c)中提供的使組分合并的步驟優選地在噴放管道系統和/或共混器中進行。

在一個實施方案中，方法步驟d)在共混器中進行。如果在共混器中使纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟合并，則優選地將纖維預干燥并且通過纖維回收旋風分離器與氣流分離，然后傳送至共混器。在該實施方案中，優選地通過噴嘴、管或噴霧器將至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料施加至纖維中。

此外或可選地，方法步驟d)在噴放管道系統中進行。如果將噴放管道系統用于合并纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟，則在獲得的樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物離開噴放管道系統時將至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料施加至纖維中。

優選地，方法步驟d)在噴放管道系統中進行。

如上所示，可使纖維與步驟b)的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料以及步驟c)的至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟同時合并或以任意順序分別合并，以形成樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物。

應理解，術語“樹脂浸漬的”纖維-含碳酸鈣材料混合物是指至少部分經樹脂處理的纖維和含碳酸鈣材料的混合物，即，纖維和含碳酸鈣材料的外表面至少部分地，優選基本上完全地被至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟覆蓋。

即，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在向噴放管道系統和/或共混器中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之前或期間或之后進行。

優選地，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在向噴放管道系統和/或共混器中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟期間或之后進行。更優選地，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在向噴放管道系統和/或共混器中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之后進行。

在本發明的一個實施方案中，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在噴放管道系統或共混器(優選噴放管道系統)中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之前或期間或之后進行。

優選地，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在噴放管道系統或共混器(優選噴放管道系統)中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟期間或之后進行。更優選地，方法步驟d)中纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的合并在噴放管道系統或共混器(優選噴放管道系統)中添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之后進行。

應理解，如上所述，如果合并步驟d)在噴放管道系統中進行，則以粉末形式或水性漿料形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。例如，如上所述，如果合并步驟d)在噴放管道系統中如下進行，則以水性漿料的形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料：在添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟之前或之后添加至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。或者，如上所述，如果合并步驟d)在噴放管道系統中如下進行，則優選地以粉末形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料：在添加至少一種粘合劑和任選的至少一種蠟期間添加至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

如果合并步驟d)在共混器中進行，則優選地以粉末形式提供至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料。

如果纖維板產品包含至少一種蠟，則將至少一種蠟與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑分別施加至纖維中。然而，為了均勻的目的，優選將至少一種蠟(如果存在的話)與至少一種粘合劑一起施加。

可將另外的添加劑與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑分別施加至纖維中，但為了均勻的目的，優選將所述另外的添加劑與至少一種粘合劑一起施加，所述另外的添加劑優選地選自包括以下的組中的至少一種化合物：著色劑，填充劑，分散劑，殺生物劑，硬化劑例如氯化銨、硫酸銨或氯化鎂，和阻燃劑。

使纖維與至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料和至少一種粘合劑以及任選的至少一種蠟在噴放管道系統和/或共混器中合并，以形成樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物。

然后優選地使在噴放管道系統和/或共混器中獲得的樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物通過可對其進行干燥的任選的干燥器。

然后，使在噴放管道系統和/或共混器或任選的干燥器中獲得的樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物在傳送帶上輸送，所述傳送帶將樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物進料到成型機中，以由樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成板坯。

成型步驟e)可通過本領域技術人員公知的用于由樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成板坯的所有技術和方法來進行。成型步驟e)可以例如在使得獲得樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物的連續板坯的條件下用任何常規成型機或本領域技術人員已知的其他這樣的設備進行。

如果纖維板產品以濕法來制造，則優選地使樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物經歷減少樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物的含水量的步驟。這樣的干燥可以在方法步驟e)之前或期間或之后(優選期間)進行。這樣的干燥可通過本領域技術人員公知的用于減少樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物的含水量的所有技術和方法進行。干燥可用任何常規方法進行，例如通過真空、重力或抽吸力，或本領域技術人員已知的其他這樣的設備，使得獲得與干燥前的含水量相比含水量減少的樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物。

然后，在方法步驟f)中將由樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成的板坯壓制成固體纖維板產品。

在本發明的一個實施方案中，在使所獲得的板坯經歷壓制步驟f)之前可對方法步驟e)中由樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成的板坯進行預壓。

如果對樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物進行預壓，則預壓可通過本領域技術人員公知的用于將樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物預壓成經預壓的板坯的所有技術和方法進行。預壓可以在使得獲得經預壓的板坯的條件下用任何常規壓機例如單層壓機、多層間歇壓機或連續壓機，或技術人員已知的其他這樣的設備來進行。

壓制步驟f)可通過本領域技術人員公知的用于將樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物壓制成固體纖維板產品的所有技術和方法來進行。壓制步驟f)可以在使得獲得固體纖維板產品的條件下用任何常規壓機例如單層壓機、多層間歇壓機或連續壓機，或技術人員已知的其他這樣的設備來進行。優選地，壓制步驟f)用連續壓機來進行。

例如，壓制步驟f)中，向板坯施加熱和/或壓力(優選地熱和壓力)以活化至少一種粘合劑和通常存在于至少一種粘合劑中的硬化劑(例如氯化銨、硫酸銨或氯化鎂)，以使纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料合并在一起成為固體纖維板產品。

應理解，壓制溫度、壓力和時間將根據待生產的固體纖維板產品變化。然而，壓制步驟f)優選地在150℃至250℃，更優選地180℃至220℃的溫度下進行，以確保至少一種粘合劑的完全固化反應。

將最終固體纖維板產品優選地壓制成密度為35kg/m³至1100kg/m³，優選地250kg/m³至900kg/m³，并且最優選地600kg/m³至800kg/m³。此外或可選地，將最終固體纖維板產品壓制成厚度為1.0mm至300.0mm，優選地2.0mm至40.0mm，更優選地4.0mm至20.0mm。

在壓制步驟f)之后，可在堆疊之前對最終固體纖維板產品進行冷卻。然后，可任選地將最終固體纖維板產品砂磨和/或修整至最終的期望規格，還可進行任何其他修整工序(例如，層壓或涂覆或直接印刷應用)。

鑒于至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料作為纖維替代物在如上限定的纖維板產品中的結果非常好，本發明的另一個方面涉及重量中值顆粒尺寸d₅₀為0.5μm至150.0μm的至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料作為纖維替代物在纖維板產品，優選高密度纖維(HDF)板、中密度纖維(MDF)板、低密度纖維(LDF)板或顆粒板中的用途。

在論述本發明的纖維板產品的技術細節時，關于纖維板產品和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的限定及其優選實施方案，參照上文提供的陳述。

以下實施例可另外說明本發明，但不旨在將本發明限制于示例性實施方案。以下這些實施例示出通過至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的纖維替代物，以及根據本發明的纖維板產品的良好機械特性：

實施例

測量方法

以下測量方法用于評估實施例和權利要求中給出的參數。

顆粒狀含碳酸鈣材料的顆粒尺寸分布(直徑<X的顆粒的質量％)和重量中值顆粒尺寸(d₅₀)

顆粒狀含碳酸鈣材料的重量中值顆粒尺寸和顆粒尺寸質量分布通過激光衍射來測定，即，顆粒尺寸通過測量激光束通過分散的顆粒樣品時散射的光的強度來測定。該測量用Malvern Instruments Ltd.的Mastersizer 2000或Mastersizer 3000(操作儀器軟件版本1.04)進行。或者，該測量可用Sympatec,Germany的HELOS粒度分析儀進行。

所述方法和儀器是本領域技術人員已知的，并且常用于測定填料和顏料的顆粒尺寸。所述測量在0.1重量％Na₄P₂O₇的水溶液中進行。使用高速攪拌器和超聲波進行分散樣品。

纖維的尺寸

纖維的尺寸通過使用篩分分析經由分級來測定。該測量用HOSOKAWA ALPINE AG,Germany的空氣噴射篩Alpine e200LS進行。

該測量通過將空氣流經由位于篩網下方的旋轉狹縫噴嘴施加于放置在篩網中的纖維來進行。因此，在5分鐘的時間段內通過空氣進行分散并且同時經由篩網對纖維進行抽吸使纖維經歷分級。纖維在被放入篩網之前與分級之后的量之間的差值被視為通過分級的克數。根據選擇的篩網寬度數，以最小篩網寬度開始至最大篩網寬度重復分級。因此，可以計算對于各個篩網寬度，所分級的纖維的總量的百分數。篩網的網孔寬度在以下網孔寬度(以mm計)中選擇：0.05-0.063-0.08-0.1-0.125-0.2-0.315-0.4-0.5-0.63-0.8-1.0-1.6-2.0-3.0-3.15-4.0-5.0。對于每次分析，至少選擇三種篩網寬度以使選擇的網孔寬度充分覆蓋纖維的尺寸。除非另有說明，否則纖維的尺寸在0.05mm、1.0mm和3.0mm的篩網寬度下測量。

材料的BET比表面積

貫穿本文件，礦物填料的比表面積(以m²/g計)使用本領域技術人員公知的BET法(使用氮氣作為吸附氣體)來測定(ISO 9277:1995)。然后通過比表面與處理之前礦物填料的質量(以g計)相乘獲得礦物填料的總表面積(以m²計)。

水性漿料的pH

水性漿料的pH使用標準pH計在室溫約22℃下進行測量。

密度

密度測量根據DIN EN 323進行。

厚度溶脹

根據DIN EN 317，在暴露于水中24小時之后進行厚度溶脹測量。內部結合強度

根據DIN EN 319進行內部結合強度測量。

彎曲強度和楊氏模量

根據DIN EN 310測量彎曲強度和楊氏模量。

固體含量

固體含量使用Mettler-Toledo HP43的水分分析儀來測量。所述方法和儀器是本領域技術人員已知的。

d/d

術語“d/d”(干/干)是指基于所限定的固體材料的干量的干量。

碳酸鈣含量

為了測量纖維板產品中的碳酸鈣含量，將干凈的坩堝放在經預熱的560℃馬弗爐中約1小時。使坩堝在干燥器中冷卻約20分鐘至30分鐘然后稱重，精確至0.0001克。隨后，將纖維板產品粉碎并精確稱重至坩堝中。如下使有機材料緩慢燃盡：將盛有纖維板產品的坩堝放在經冷卻的馬弗爐(約23℃至100℃)中然后將溫度設置為560℃，同時保持爐頂部上的開口約四分之三關閉以確保緩慢灰化。在約1小時之后，將爐頂部上的開口完全打開使更多空氣進入以更快地灰化。將樣品靜置在爐中直至坩堝中的灰分變成白色，這表示由炭化除去了所有碳。在干燥器中冷卻之后，對盛有獲得的殘余物的坩堝進行稱重。本文給出的值為獨立制備的樣品的兩次測量的平均值。

在燒瓶/燒杯中稱量約10.000克獲得的殘余物，并且添加少量軟化水。如果要測定顆粒狀含碳酸鈣材料的碳酸鈣含量，則在燒瓶/燒杯中稱量10.000克干樣品(在烘箱中于110℃下干燥5小時)并且添加少量軟化水。然后，向各個樣品中添加40mL鹽酸(25％p.a.)并且在CO₂停止產生之后，將混合物煮沸約5分鐘。在冷卻之后，通過0.8μm乙酸纖維素過濾器過濾所述混合物并且充分洗滌。然后在20℃下用蒸餾水將濾液定量沖洗至容量瓶中并填充至1000.0ml。

然后通過吸取10.00mL所獲得的濾液(約20℃)至Memotitrator燒杯中和1.0g(±0.2g)純三乙醇胺以及3.0g MgSO₄×7H₂O對由此獲得的濾液進行緩慢滴定。將混合物用軟化水稀釋至70mL，然后恰好在滴定之前，將10.0mL的2N氫氧化鈉和7滴至9滴的HHSNN-甲醇溶液(甲醇中0.2重量％的HHSNN)添加至所述混合物中。在預給料之后，滴定器攪拌混合物60秒，然后在滴定期間將光極電壓設置為900mV至1150mV。碳酸鈣含量以百分數顯示。

實施例

這些沒有限制的實施例描述了現有技術中可獲得的中密度纖維(MDF)板的比較樣品，以及根據本發明的中密度纖維(MDF)板的制備。

測試1

本測試示出用含碳酸鈣材料代替纖維對中密度纖維(MDF)板的機械特性的影響。

比較中密度纖維(MDF)板的特征在于，所述板只包含纖維，即，纖維未被含碳酸鈣材料代替。

纖維由100％松樹木屑制成并且在精磨機中于9巴下進行破碎。在精磨之后，通過篩分分析來分析纖維。纖維的組成在表1中列出。

表1：纖維的組成

然后在槳式混合機中混合獲得的纖維，并且將10.0重量份(d/d，基于纖維的總干重)的脲醛粘合劑(BASF AG,Germany的Kaurit 350)和0.5重量份(d/d，基于纖維的總干重)的蠟(SASOL GmbH,Germany的Hydrowax 138)一起添加至纖維中。然后使樹脂浸漬的纖維形成板坯并且在室溫下預壓。然后在220℃的溫度下以12秒/mm的壓制時間因子將經預壓的板坯壓制成厚度為17.5mm的固體板。然后將獲得的板坯砂磨至厚度為17mm。

與其相比，本發明的中密度纖維(MDF)板的特征在于，分別基于比較樣品中纖維的總干重，3.0重量份(d/d)和10.0重量份(d/d)的量的纖維被分別基于比較樣品中纖維的總干重的3.0重量份(d/d)和10.0重量份(d/d)的量的含碳酸鈣材料代替。因此，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，用于制備本發明的中密度纖維(MDF)板的纖維-含碳酸鈣材料混合物由90.0重量份(d/d)的纖維和10.0重量份(d/d)的含碳酸鈣材料組成；或者基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，用于制備本發明的中密度纖維(MDF)板的纖維-含碳酸鈣材料混合物由97.0重量份(d/d)的纖維和3.0重量份(d/d)的含碳酸鈣材料組成。

如上對于比較板的描述，纖維由100％松樹木屑制成并且在精磨機中于9巴下進行破碎。有關纖維的詳情在上表1中列出。基于用于比較板的纖維的總干重，將97.0或90.0重量份(d/d)的量的纖維在槳式混合機中混合，并且將10.0重量份(d/d，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重)的脲醛粘合劑(BASF AG,Germany的Kaurit 350)和0.5重量份(d/d，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重)的蠟(SASOL GmbH,Germany的Hydrowax 138)添加至纖維中。

應注意，粘合劑和蠟的量基于用于本發明的板的纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重。由于本發明的板中的纖維和含碳酸鈣材料的量與比較板中纖維的量相同，因此對于本發明和比較中密度纖維(MDF)板，所使用的粘合劑和蠟的量是相同的。

隨后，基于用于比較樣品的纖維的總干重，分別將3.0重量份(d/d)或10.0重量份(d/d)的量的含碳酸鈣材料添加至樹脂浸漬的纖維中，并且在槳式混合機中充分混合。如對比較板的描述，然后使樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物形成板坯并且在室溫下預壓。然后在220℃的溫度下以12秒/mm的壓制時間因子將經預壓的板坯壓制成厚度為17.5mm的固體板。然后將獲得的板坯砂磨至厚度為17mm。

如上所述的本發明的樣品通過使用三種不同的含碳酸鈣材料來制備：

CaCO₃A：1AL，粉末形式(99重量％的碳酸鈣含量)，是來自Blaubeuren(Germany)礦床的石灰石并且從Omya獲得。1AL的重量中值顆粒尺寸d₅₀值為2.0μm。

CaCO₃B：10AL，粉末形式(98.5重量％的碳酸鈣含量)，是來自Blaubeuren(Germany)礦床的石灰石并且從Omya獲得。10AL的重量中值顆粒尺寸d₅₀值為7.2μm。

CaCO₃C:40AL，粉末形式(97.1重量％的碳酸鈣含量)，是來自Blaubeuren(Germany)礦床的石灰石并且從Omya獲得。40AL的重量中值顆粒尺寸d₅₀值為30μm。

有關用于比較MDF板和本發明MDF板的纖維和纖維替代物含量的詳情也匯總在表2中。

表2：用于比較樣品(CE)和本發明的樣品1至6(IE1至IE6)的纖維和纖維替代物含量

*FR，基于100.0重量份替代前的干纖維，以重量份(pbw)計的纖維替代物。

與比較MDF板相比，本發明的MDF板關于彎曲強度、內部結合強度和厚度溶脹的結果在圖1至3中列出。

從圖1至3可以得出，與比較樣品相比，用纖維替代含碳酸鈣材料導致中密度纖維(MDF)板具有保持或者甚至提高的機械特性。特別地，示出了其中3重量份(d/d)的纖維被碳酸鈣代替的MDF板具有比比較樣品更高的彎曲強度(圖1)。此外，可以得出，與比較樣品相比，用含碳酸材料代替纖維還導致相當的或者甚至更高的內部結合強度(圖2)。此外，圖3中示出，厚度溶脹可通過用含碳酸鈣材料代替纖維而得以保持。此外，從圖1和2中可以得出，如果MDF板中的纖維以高的量(即，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，10重量份(d/d)的量)被具有大的重量中值顆粒尺寸d₅₀值的含碳酸鈣材料代替，則例如彎曲強度和內部結合強度可以顯著提高。

測試2

本測試示出在噴放管道系統中制備中密度纖維(MDF)板期間分別或同時添加粘合劑的影響。

如測試1中所述的制備纖維并破碎。有關纖維的詳情在上表1中列出。

對于比較中密度纖維(MDF)板，即，纖維未被含碳酸鈣材料代替，通過噴放管道系統將15.0重量份(d/d，基于纖維的總干重)的量的脲醛粘合劑(BASF AG,Germany的Kaurit 350)和0.5重量份(d/d，基于纖維的總干重)的蠟(SASOL GmbH,Germany的Hydrowax 138)一起噴射在纖維上。基于粘合劑的總重量，粘合劑中的固體含量為50.0重量％。然后基于纖維的總干重，在連續干燥器中將樹脂浸漬的纖維預干燥至剩余含水量為9.0重量％，并且形成板坯并在室溫下預壓。然后在220℃的溫度下以12秒/mm的壓制時間因子將經預壓的板坯壓制成厚度為17.5mm的固體板。然后將獲得的板坯砂磨至厚度為17mm。

與其相比，本發明的中密度纖維(MDF)板的特征在于，基于比較樣品中纖維的總干重，10.0重量份(d/d)的量的纖維被10.0重量份(d/d，基于比較樣品中纖維的總干重)的量的含碳酸鈣材料代替。因此，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重，用于制備本發明的中密度纖維(MDF)板的纖維-含碳酸鈣材料混合物由90.0重量份(d/d)的纖維和10.0重量份(d/d)的含碳酸鈣材料組成。

如上對于測試1中的比較板的描述，纖維由100.0％松樹木屑制成并且在精磨機中于9巴下破碎。有關纖維的詳情在上表1中列出。

通過噴放管道系統將15.0重量份(d/d，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重)的量的脲醛粘合劑(BASF AG,Germany的Kaurit 350)和0.5重量份(d/d，基于纖維和至少一種顆粒狀含碳酸鈣材料的總干重)的蠟(SASOL GmbH,Germany的Hydrowax 138)，以及10.0重量份(d/d，基于比較樣品中纖維的總干重)的含碳酸鈣材料一起噴射在纖維上。

本發明的樣品通過使用以下含碳酸鈣材料來制備：

CaCO₃D：10GU，粉末形式(98重量％的碳酸鈣含量)，是來自Gummern(Austria)礦床的大理石并且由Omya獲得。10GU的重量中值顆粒尺寸d₅₀值為7.5μm。

在噴放管道系統中在粘合劑之前或期間或之后將含碳酸鈣材料噴射在纖維上。如果在添加粘合劑期間將含碳酸鈣材料添加至纖維中，則將含碳酸鈣材料和粘合劑作為共混物添加使得將其同時噴射在纖維上，即，以水性漿料形式。如果將含碳酸鈣材料和粘合劑作為共混物添加，則基于漿料的總重量，包含含碳酸鈣材料和粘合劑的水性漿料的固體含量為50.0重量％。

如果在添加粘合劑之前或之后將含碳酸鈣材料添加至纖維中，則以水性漿料的形式添加含碳酸鈣材料，使得粘合劑和含碳酸鈣材料分別噴射在纖維上。基于漿料的總重量，含碳酸鈣材料的水性漿料的固體含量為68.0重量％。

然后基于纖維的總干重，在連續干燥器中將樹脂浸漬的纖維-含碳酸鈣材料混合物預干燥至剩余含水量為9.0重量％，并且形成板坯并在室溫下預壓。然后在220℃的溫度下以12秒/mm的壓制時間因子將經預壓的板坯壓制成厚度為17.5mm的固體板。然后將獲得的板坯砂磨至厚度為17mm。

與比較MDF板相比，本發明的MDF板通過同時或分別添加粘合劑和含碳酸鈣材料而觀察到的關于彎曲強度和內部結合強度的結果在圖4和5中列出。

從圖4和5中可以得出，在制造中密度纖維(MDF)板期間添加粘合劑和含碳酸鈣材料的點影響纖維板產品的機械特性。特別地，示出了與在粘合劑之前添加含碳酸鈣材料的樣品相比，在粘合劑期間或之后添加含碳酸鈣材料提高了彎曲強度(圖4)。此外，可以得出，如果將含碳酸鈣材料和粘合劑同時噴射在纖維上，則與比較樣品相比，內部結合強度甚至可以增加(圖5)。