專利名稱：穿孔植物纖維板及其制造方法和專用設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種穿孔植物纖維板及其制造方法和專用設備。
背景技術：
目前我國利用木材加工剩余物生產(chǎn)的纖維板一般為厚度3～40mm的實心材料，最主要的缺點就是自身重量顯著高于木材，其主要用途僅限于家具和地板制造、室內裝修等。國外目前已有一種模壓成型的蜂窩結構板材，是將木質纖維經(jīng)過施加有機膠粘劑后，鋪裝成等厚的板坯，通過模具熱壓成型，首先熱壓生產(chǎn)出半成品，再用冷固化膠粘劑(改性白乳膠)將兩塊半成品膠合起來，制成中空的木質纖維蜂窩板。這種蜂窩板的蜂窩孔是內大外小的結構；CN0020579.2公開了一種模壓空心植物纖維板，包括上、下兩片植物纖維板和其間的粘合層，在上、下兩片纖維板的內表面具有若干空心部位。這些空心部位可為直徑等于0.3～3厘米的六角形蜂窩狀或半圓球凹狀的空心面。以上這兩種產(chǎn)品的筋板薄，因而模具很復雜，且產(chǎn)品的斷面密度分布梯度大，其內部筋板部位的密度只有0.2g/cm3左右，因而造成內結合強度很低，而靜曲強度也不高，特別是內結合強度和抗壓強度不高，為了保證內部的密度，不可能用于生產(chǎn)厚板。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以減少原材料消耗、更加節(jié)約木材，大大減少板材重量，具有減震、隔音、保溫和比強度高等優(yōu)良性能、可大大擴展應用范圍，產(chǎn)品不受厚度限制，可用于家具制造和建筑領域厚度較大的墻體材料的木質穿孔纖維板及其制造方法和專用設備。
穿孔植物纖維板材是在植物纖維板坯上沖壓有垂直板面的蜂窩狀的穿孔板材。
蜂窩列孔中的孔可以為圓形、正六邊形、正四邊形及其它各種幾何形狀。
穿孔等效孔徑為10mm～200mm，孔隙率為20％～90％；以孔隙率為35-50％較佳。
制造方法為一次成型工藝，包括以下步驟(1)按已有技術將植物纖維施加有機膠粘劑制成纖維板坯，利用纖維板坯的松散性，將纖維板坯連同墊板一起送入熱壓機內；(2)采用上面帶有內套管及由熱源進口和熱源出口組成的加熱通道的沖頭直接插入植物纖維板坯內，將松散纖維擠向沖頭的四周，形成筋板密度，厚度相近的穿孔板坯；(3)繼續(xù)加壓，并利用內套管四周的加熱通道實現(xiàn)加熱，直到將板坯壓縮到設計厚度；使板坯熱壓成型，制成有很多與板面垂直的穿孔纖維板板材；(4)脫模熱壓完成后，壓板張開，成品在脫模板的作用下脫離沖頭，在板坯可以脫離沖頭的條件下，脫模板停止運行。
熱壓時間主要以孔壁厚度為參考，一般按每毫米8～90秒；熱壓溫度120℃～250℃；施膠量按每千克絕干纖維的固體施加量計算，一般為8～20％；產(chǎn)品密度按實質密度計算為0.5g/cm3～1.2g/cm3，按產(chǎn)品計算為0.1g/cm3～0.7g/cm3(包括孔眼)；
以上方案是根據(jù)現(xiàn)在的干法纖維板板坯厚度約為產(chǎn)品厚度的15～20倍，板坯形成后板坯內很松散，完全可以在沖頭的作用下，將纖維擠到?jīng)_頭的四周，形成筋板密度，厚度相近的板坯，滿足工藝要求。
制造方法的專用設備，包括沖頭、對板坯加壓和對沖頭進行定位的上壓板、下壓板、脫模板，其特征在于沖頭為帶有內套管的空心管，插入板坯的一端成尖形，斷面外形為圓形或各種多邊形，沖頭的另一端設有熱源入口的內套管和熱源出口的外套管。
這種板材可以根據(jù)產(chǎn)品的要求而改變穿孔大小和孔隙率(孔面積占整個板面積的百分率)的大小，以滿足產(chǎn)品不同的使用要求。這種穿孔人造板還可以在兩表面粘貼其他薄型板材進行復合，可以有效地改變產(chǎn)品性能，擴大其使用范圍，廣泛用于家具制造、建筑門墻、包裝等。
這種穿孔板材具有以下優(yōu)點(1)自身重量比目前植物基人造板產(chǎn)品大大減輕，可以節(jié)約原材料20～90％，(2)可以生產(chǎn)厚度更大產(chǎn)品目前國外類似產(chǎn)品是板坯等厚而產(chǎn)品實質厚度不等，造成產(chǎn)品斷面密度相差很大，且筋板密度很低，強度低，并且厚度增加，其筋板密度相差越大，為了保證內部的密度，因而不可能生產(chǎn)厚板。而現(xiàn)有的普通纖維板一般僅能生產(chǎn)厚度3～40mm的產(chǎn)品。本發(fā)明的熱壓工藝可以制造出超厚型人造板，可以生產(chǎn)出適合于建筑領域的厚度較大的墻體材料等。
(3)強度顯著高于國外同類型產(chǎn)品由于國外的這種產(chǎn)品是在板坯等厚的情況下壓制成不等厚的產(chǎn)品，因而其柵格的筋板部分的密度低，強度差。特別是內結合強度和抗壓強度差。而研制產(chǎn)品是采用等密度的筋板，故其強度顯著高于國外產(chǎn)品。
(3)設備相對簡單國外設備為了增大半成品之間的結合面積，其筋板做成外邊厚，中間薄的結構，因而其熱壓設備復雜，本發(fā)明的設備相對簡單。
(4)拓寬了纖維板的應用領域由于纖維板材料直接生產(chǎn)的板式家具，自身重量高于木材，因而成為了板式家具的致命缺點，而以木材為芯材，表面與膠合板膠合的空心實木夾具備受歡迎。本發(fā)明的板材可代替木材直接與膠合板、纖維板復合，制造出重量輕、質量性能好的家具。在建筑業(yè)中，可廣泛用于建筑隔墻和建筑裝修，可用作室內隔板、蜂窩板吊頂、蜂窩板幕墻、蜂窩夾芯門、蜂窩板展示臺等，此外，由于這種蜂窩穿孔板材具有減震，隔音、保溫和比強度高等優(yōu)良性能，在包裝運輸業(yè)中，它可以代替木材制成各種各樣的包裝箱、運輸托盤和用來代替白色污染的泡沫塑料做緩沖襯墊等；還可以替代蜂窩紙板，而且由于其強度性能遠大于蜂窩紙板，可用于強度要求高的其他領域，還具有更好的調溫、調濕功能。
(5)為高層建筑減輕自重提供新型材料盡管目前建筑行業(yè)在為減輕高層建筑的自重開發(fā)的空心磚、輕質陶粒及陶?；炷林破?、蜂巢式GRC輕質多孔墻板等輕型材料脆性大，無法和有機膠合的蜂窩穿孔纖維板相比。本發(fā)明的板材由于其纖維方向傾向于板的長度方向，因此，它和擠壓法生產(chǎn)的空心板相比，具有強重比高的特點。


圖1為穿孔蜂窩纖維板結構示意圖；圖2為一次熱壓成型原理示意圖；圖3為沖頭結構示意圖。
圖中1上壓板 2脫模板 3沖頭 4纖維板坯 5帶孔下壓板 6熱油入口 7熱油出口 8沖頭內套管 9沖頭外套管 10熱源通道具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1一次成型工藝結合附圖本實施例的熱壓機由上壓板1、脫模板2、尖端沖頭3、下壓板5等幾部分構成，沖頭3斷面外形為各種多邊形，沖頭內部為空心，其尖形一頭朝下，沖頭的上端設有熱油入口的內套管8和熱油出口的外套管9；本實施例的沖頭靠前端部分有一段為非金屬材料，達到當沖頭插入板坯內，在板坯壓縮率比較小時，可不讓板坯受熱，只有當板坯達到一定壓縮比時，才開始加熱板坯。
固定沖頭和對板坯加壓的上壓板上鉆有固定沖頭的系列孔道，壓板孔道內裝有內套管，壓板孔道上的內套管分別與沖頭的內套管相通，內、外套管之間為熱油流回加熱器的通道10。
下壓板的上面設有與上壓板的分布尺寸相同的穿孔，其大小和沖頭匹配，脫模板上面設計有和沖頭尺寸大小、分布情況相同的穿孔板。使用的時候套在沖頭上，并可以上下移動，最大行程為略小于沖頭長度，掛在上壓板上，卸板的時候與下壓板連接，利用下壓板的重量將制品卸出。
加工時先按已有技術將木質纖維加有機膠粘劑制成纖維板坯，利用纖維板坯的松散性，將纖維板坯連同墊板一起送入熱壓機內；將沖頭直接插入植物纖維板坯內，將松散纖維擠向沖頭的四周，形成筋板密度，厚度相近的蜂窩穿孔板坯；繼續(xù)加壓，并利用熱油加熱通道實現(xiàn)加熱，直到將板坯壓縮到設計厚度；使板坯熱壓成型；在沖頭尖端將要接近墊板時抽出脫模板；上壓板繼續(xù)下行，沖頭穿過板坯插入下壓板的穿孔中，制成如圖1所示的上面有很多與板面垂直的植物纖維穿孔板材。
權利要求
1.一種穿孔植物纖維板，其特征在于是在植物纖維板坯上沖壓有垂直板面穿孔的板材，板材上的孔隙率為20％～90％。
2.根據(jù)權利要求1所述的穿孔纖維板，其特征在于所述植物纖維板坯為木材或者非木材植物纖維。
3.根據(jù)權利要求1所述的穿孔纖維板，其特征在于所述穿孔形狀為圓形、正六邊形、正四邊形及其它多邊形。
4.根據(jù)權利要求1所述的蜂窩穿孔纖維板，其特征在于穿孔等效孔徑為10mm～200mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的蜂窩穿孔纖維板的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)按已有技術將植物纖維施加有機膠粘劑制成纖維板坯，利用纖維板坯的松散性，將纖維板坯連同墊板一起送入熱壓機內；(2)采用上面帶有內套管及由熱源進口和熱源出口組成的加熱通道的沖頭直接插入植物纖維板坯內，將松散纖維擠向沖頭的四周，形成筋板密度，厚度相近的穿孔板坯；(3)繼續(xù)加壓，并利用內套管四周的加熱通道實現(xiàn)加熱，直到將板坯壓縮到設計厚度；使板坯熱壓成型，制成有很多與板面垂直的穿孔纖維板板材；(4)脫模熱壓完成后，壓板張開，成品在脫模板的作用下脫離沖頭，在板坯可以脫離沖頭的條件下，脫模板停止運行。
6.根據(jù)權利要求5所述的制造方法，其特征在于熱壓時間為每毫米8～90秒；熱壓溫度為120℃～250℃。
7.根據(jù)權利要求5所述制造方法的專用設備，包括沖頭、對板坯加壓和對沖頭進行定位的上壓板、下壓板、脫模板，其特征在于沖頭為帶有內套管的空心管，插入板坯的一端成尖形，斷面外形為圓形或各種多邊形，沖頭的另一端設有熱源入口的內套管和熱源出口的外套管。
8.根據(jù)權利要求7所述的專用設備，其特征在于所述熱源為熱油、過熱水或蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穿孔植物纖維板及其制造方法和專用設備。穿孔纖維板是利用帶內套管的尖頭空心沖頭直接插入植物纖維板坯中并加熱板坯，并利用壓板加壓而制成的具有垂直板面穿孔的板材。所述植物纖維包括以木材或者非木材植物為原料而制成的纖維或者纖維束，然后鋪裝而成。穿孔形狀可以為圓形，或者正六邊形、正四邊形等多邊形，穿孔等效孔徑為10mm～200mm，孔隙率為20％～90％，穿孔可以采用相鄰穿孔中心距離相等或者不等的方式排列。穿孔板材可以有效減少原材料消耗、更加節(jié)約木材，大大減少板材重量，具有減震、隔音、保溫和比強度高等優(yōu)良性能、可大大擴展應用范圍，產(chǎn)品不受厚度限制，可用于家具制造、建筑領域的門或墻體材料等。
文檔編號B27N3/28GK1843723SQ20061003167
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權日2006年5月18日
發(fā)明者唐忠榮 申請人:唐忠榮