專利名稱:竹木質(zhì)中密度纖維板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中密度纖維板，尤其涉及以雜竹和速生木材為混合原料制成的中密度纖維板。
背景技術(shù)：
纖維板是對(duì)木纖維施膠并經(jīng)熱壓而制成的木質(zhì)板材制品，尤其是密度在0.45～0.88g/cm3之間的中密度纖維板(MDF)以其低廉的價(jià)格和良好的性能而被廣泛用于家具和地板的基材。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，刺激著家具和強(qiáng)化地板制造業(yè)的不斷壯大，對(duì)MDF的需求也越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2003年底我國(guó)中密度纖維板生產(chǎn)線就有444條，實(shí)際年產(chǎn)量達(dá)到1048.75萬(wàn)m3。木質(zhì)中密度纖維板的制造工藝已經(jīng)是非常成熟的公知技術(shù)，包括剝皮、切片、蒸煮、熱磨解纖、纖維干燥、施膠、鋪裝成型、預(yù)壓、熱壓、養(yǎng)生、砂光等工序。
然而，我國(guó)是森林資源相對(duì)缺乏的國(guó)家，木材原料供應(yīng)緊張，尤其是國(guó)家實(shí)施天然林保護(hù)工程，全面實(shí)行禁伐。因此，許多MDF生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)或即將面臨因原料短缺而造成半停產(chǎn)、停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)的威脅，因此，充分利用現(xiàn)有的木材資源，并積極尋找替代原料已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。CN 1509854A公開(kāi)了一種以檸條、沙柳、紅柳等灌木為主要原料制造MDF的生產(chǎn)方法，CN 1108903C公開(kāi)了一種以玉米稈制造MDF的工藝方法，CN 1535802A公開(kāi)了一種用廢舊紙制品生產(chǎn)MDF的方法，CN 1149524A公開(kāi)了一種桉樹(shù)中密度纖維板，CN 1235728C公開(kāi)了一種以桑枝纖維制造的MDF及其方法，CN 1144153A公開(kāi)了一種油棕絲生產(chǎn)MDF的技術(shù)，CN 1004433B公開(kāi)了一種棉稈MDF及其生產(chǎn)工藝，CN 1073497C公開(kāi)了一種麥稈稻草MDF及其制造方法。
柳杉是速生樹(shù)種之一，在秦嶺和長(zhǎng)江流域以南廣有栽培，但由于我國(guó)硬度低、強(qiáng)度差，在建筑和工業(yè)上一般很少使用，因此，利用其他行業(yè)不便使用的柳杉來(lái)制造中密度纖維板能充分利用我國(guó)的柳杉資源，緩解中密度纖維板原料供應(yīng)緊張程度。但由于柳杉的纖維短、脆，從而導(dǎo)致用其制造中密度纖維板的出材率低、強(qiáng)度差，是業(yè)界主要技術(shù)難題。
我國(guó)竹資源非常豐富，有竹種40多屬500多種，其中毛竹占60％，其它雜竹(叢生竹、散生小徑竹等)占40％，主要分布在南方17個(gè)省(區(qū))，竹林面積、蓄積量和年砍伐量均居世界首位。竹子生長(zhǎng)于山地和坡地，對(duì)土壤要求低，投入和維護(hù)成本少，種植成活率高，生長(zhǎng)周期短，3～5年即可成林成材，是速生豐產(chǎn)的纖維素原料。目前我國(guó)以竹材為原料生產(chǎn)的人造板主要為竹材膠合板、竹編膠合板、竹材層壓板和竹材碎料板等，其中90％以上是以毛竹為原料，且竹材的利用率低，大量雜竹迄今尚未得到有效利用。
竹材纖維呈圓柱管狀，纖維長(zhǎng)度僅次于針葉材而遠(yuǎn)高于闊葉材，但其纖維直徑小，纖維的長(zhǎng)徑比比針葉材高出一倍左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于闊葉材；竹材纖維的拉伸強(qiáng)度只比現(xiàn)在廣泛使用的玻璃纖維稍差一點(diǎn)，但其比強(qiáng)度、比模量可與玻纖匹敵。因此，竹材纖維具有非常好的增強(qiáng)效果。因此，利用柳杉和雜竹混合纖維制造中密度纖維板能非常好的解決由于柳杉的纖維短、脆而導(dǎo)致用其制造中密度纖維板的出材率低、強(qiáng)度差的技術(shù)難題。
我國(guó)四川地區(qū)雜竹資源非常豐富，面積達(dá)到72萬(wàn)公頃，尤其是大量野生雜竹被當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶用作柴火原料，形成巨大的資源浪費(fèi)。目前雜竹的市場(chǎng)價(jià)格僅為毛竹的四分之一，利用雜竹生產(chǎn)MDF具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，可在很大程度上解決MDF生產(chǎn)原料緊缺的問(wèn)題，對(duì)農(nóng)林產(chǎn)業(yè)化也有促進(jìn)作用。
已有竹纖維熱壓板由于含木質(zhì)素、多糖等有機(jī)物高，產(chǎn)品的吸水厚度膨脹率高且防霉性能差。為了增加防霉性能，在上膠前將烘干的竹纖維置于農(nóng)藥中浸泡后再次干燥，造成能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
MDF的主要應(yīng)用之一是作為強(qiáng)化木地板的基材。近年來(lái)市場(chǎng)上一種仿實(shí)木強(qiáng)化木地板受到了消費(fèi)者的喜愛(ài)，其特征在于在地板上表面的邊緣形成一個(gè)倒角，從而使強(qiáng)化木地板具有類似實(shí)木地板的拼裝效果。CN 1484184A公開(kāi)了一種具有V型槽結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化木地板(圖1)，由于浸漬了三聚氰胺__甲醛樹(shù)脂并經(jīng)過(guò)預(yù)固化的耐磨紙和裝飾紙是脆性的，根據(jù)其公開(kāi)的制造方法，采用具有V型凸筋的鋼板直接對(duì)耐磨紙、裝飾紙、MDF和平衡紙進(jìn)行壓制容易造成耐磨紙或裝飾紙脆裂，產(chǎn)品的成品率低。實(shí)際生產(chǎn)中雖然先用具有V型凸筋的鋼板對(duì)MDF基材進(jìn)行熱壓，然后再對(duì)耐磨紙、裝飾紙、MDF和平衡紙進(jìn)行二次熱壓復(fù)合成型，可提高成品率，但不僅增加了生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率，而且由于對(duì)MDF基材進(jìn)行多次加熱會(huì)導(dǎo)致其力學(xué)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種以柳杉和雜竹為混合原料的成本低廉，力學(xué)性能和防霉防水性能好，制造過(guò)程不污染環(huán)境，便于二次加工成仿實(shí)木地板的竹木質(zhì)中密度纖維板。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明竹木質(zhì)中密度纖維板是由柳杉和雜竹的混合纖維經(jīng)施膠后熱壓而制成。
本發(fā)明竹木質(zhì)中密度纖維板是由如下重量份的原料制成柳杉切片 50～95雜竹切片 5～50脲醛膠 8～15防霉劑 0.5～5固化劑 0.2～3石蠟乳液 1～3其制備方法為將雜竹切片置于NaOH占竹片重量1～5％的水溶液中，在溫度為80～130℃，壓力為0.5MPa的條件下蒸煮10～15min后與柳杉切片混合，經(jīng)熱磨解纖、干燥后，將添加了防霉劑、固化劑、石蠟乳液的脲醛膠噴涂在竹木混雜纖維上熱壓而成，熱壓工序使用具有凸筋的上模板進(jìn)行熱壓，凸筋的截面為V型或圓弧型或梯型或矩型，在纖維板的上表面形成對(duì)應(yīng)的凹槽(圖2、圖3)。
本發(fā)明竹木質(zhì)中密度纖維板采用的雜竹切片是小直徑的野生從生竹或散生竹的切片。
本發(fā)明所述固化劑是氯化銨、硫酸銨、尿素、氨水、六次甲基四胺、酒石酸、草酸、檸檬酸、有機(jī)酸鹽等以及微膠囊固化劑中的一種或多種混合物。
本發(fā)明所述防霉劑是季胺鹽類、雙胍類、醇類、酚類、有機(jī)金屬類、吡啶類、咪唑類、噻吩類等有機(jī)防霉劑中的一種或多種混合物。其作用機(jī)理主要是與細(xì)菌和霉菌的細(xì)胞膜表面陰離子結(jié)合，或與硫基反應(yīng)，破壞蛋白質(zhì)細(xì)胞膜的合成系統(tǒng)，抑制細(xì)菌和霉菌的繁殖。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1)充分利用其他行業(yè)不便使用的柳杉資源；2)利用雜竹纖維的增強(qiáng)效果，提高柳杉制造中密度纖維板的出材率和力學(xué)性能；3)提高竹材利用率，降低原料成本；4)主要使用現(xiàn)有木質(zhì)纖維板連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線，設(shè)備改造成本低；5)由于采用不同性能的纖維混雜使用，基于其協(xié)同效應(yīng)，可改善所制板材的力學(xué)性能；6)在竹木質(zhì)纖維板的成型過(guò)程中，同步在其上表面預(yù)壓制V型、圓弧型或其它造型凹槽，以降低后續(xù)用于生產(chǎn)仿實(shí)木強(qiáng)化木地板的成本。
為了克服已往技術(shù)的不足，在雜竹片熱磨之前采用加溫加壓堿性蒸煮，即可中和雜竹的酸度，溶出大量的淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)和多糖的有機(jī)物質(zhì)和少量的木質(zhì)素，破壞適合霉菌生長(zhǎng)的酸性及營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，改善防霉性能；又可降低木質(zhì)素的軟化溫度，從而軟化雜竹，促進(jìn)纖維分離，保護(hù)纖維形態(tài)和性能，減少后續(xù)熱磨工序?qū)w維的磨損及能耗。另外，雜竹纖維中保留有適量的木質(zhì)素，在熱壓成板過(guò)程中由于木質(zhì)素的熱塑性作用，能使雜竹纖維迅速成板而不會(huì)引起過(guò)分降解，所制板材的內(nèi)應(yīng)力也明顯減少，從而有利于提高膠合強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。將高效無(wú)毒或低毒的防霉劑添加到脲醛膠和石蠟乳液防水劑中混合使用，可方便地顯著提高雜竹MDF的防霉性能，拓寬其使用范圍。采用上模板具有V型、圓弧型或其它造型的凸筋進(jìn)行熱壓成板，可同步在所成型的雜竹MDF的上表面預(yù)置V型、圓弧型或其它造型凹槽，減少后續(xù)用于生產(chǎn)仿實(shí)木強(qiáng)化木地板的過(guò)程中對(duì)雜竹MDF的二次熱壓過(guò)程，降低工藝成本并提高產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明的竹木質(zhì)中密度纖維板，不僅拓展了中密度纖維板的原料來(lái)源，緩解了原料供應(yīng)緊張的矛盾，而且起到了節(jié)約木材、保護(hù)森林資源的作用，同時(shí)為雜竹的有效利用開(kāi)辟了一條新途徑，并可增加林農(nóng)收入，具有較好的生態(tài)和社會(huì)效益。
圖1為本發(fā)明制成的仿實(shí)木強(qiáng)化木地板拼裝效果示意圖圖2為表面具有V型凹槽的竹木質(zhì)中密度纖維板的剖面圖圖3為表面具有圓弧型凹槽的竹木質(zhì)中密度纖維板的剖面圖圖4為竹木質(zhì)中密度纖維板的制備工藝圖具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例并非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附的權(quán)利要求
書(shū)為準(zhǔn)。
速生木材直接進(jìn)入中密度纖維板連續(xù)壓機(jī)生產(chǎn)線(圖4)，經(jīng)剝皮、切片后進(jìn)入熱磨機(jī)的加料斗；雜竹經(jīng)盤式竹木材切片機(jī)切片、放入溫度為120℃的NaOH占竹片重量5％的水溶液中加壓0.5MPa蒸煮15min后，導(dǎo)入熱磨機(jī)的加料斗中，控制雜竹片與柳杉切片的投入比例為1∶1，經(jīng)熱磨機(jī)解纖，制得一定配比的竹木混雜纖維；干燥后(控制含水率12％)，對(duì)100重量份的竹木混雜纖維噴涂21.5重量份的由5重量份防霉劑、1.5重量份固化劑、3重量份石蠟乳液防水劑和12重量份脲醛膠所組成的混合膠液；然后鋪裝成型，控制密度為850～880Kg/m3，預(yù)壓，使用具有V型凸筋的上模板進(jìn)行熱壓，控制厚度8mm±0.20，熱壓溫度165-170℃，熱壓周期190s；再經(jīng)過(guò)養(yǎng)生、砂光后，制得成品竹木質(zhì)中密度纖維板。經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11718-1999《中密度纖維板》中優(yōu)等品的要求，檢測(cè)結(jié)果如下
*按ASTM G21-96方法檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.竹木質(zhì)中密度纖維板，其特征在于它是由柳杉和雜竹的混合纖維經(jīng)施膠后熱壓而制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的竹木質(zhì)中密度纖維板，其特征在于是由如下重量份的原料制成柳杉切片 50～95雜竹切片 5～50脲醛膠 8～15防霉劑 0.5～5固化劑 0.2～3石蠟乳液 1～3其制備方法為將雜竹切片置于NaOH占竹片重量1～5％的水溶液中，在溫度為80～130℃，壓力為0.5MPa的條件下蒸煮10～15min后與柳杉切片混合，經(jīng)熱磨解纖、干燥后，將添加了防霉劑、固化劑、石蠟乳液的脲醛膠噴涂在竹木混雜纖維上熱壓而成，熱壓工序使用具有凸筋的上模板進(jìn)行熱壓，凸筋的截面為V型或圓弧型或梯型或矩型，在纖維板的上表面形成對(duì)應(yīng)的凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的纖維板，其特征在于雜竹切片為小直徑的野生從生竹或散生竹的切片。
專利摘要
本發(fā)明為竹木質(zhì)中密度纖維板，采用雜竹和柳杉混合原料制成，利用雜竹纖維的增強(qiáng)作用、不同性能的纖維混雜使用的協(xié)同效應(yīng)以及先進(jìn)的制備工藝解決由于柳杉的纖維短、脆，從而導(dǎo)致用其制造中密度纖維板的出材率低、強(qiáng)度差、吸水厚度膨脹率高、防霉性差、制造過(guò)程造成環(huán)境污染、不便于二次加工成仿實(shí)木強(qiáng)化地板的問(wèn)題。它是由如下重量份的原料組成柳杉切片50～95，雜竹切片5～50，脲醛膠8～15，防霉劑0.5～5，固化劑0.2～3，石蠟乳液1～3。制備方法為將雜竹切片置于NaOH占竹片重量1～5％的水溶液中，在溫度為80～130℃，壓力為0.5MPa的條件下蒸煮10～15min后與柳杉切片混合，經(jīng)熱磨解纖、干燥后，將添加了防霉劑、固化劑、石蠟乳液的脲醛膠噴涂在竹木混雜纖維上熱壓而成。拓展了中密度纖維板的原料來(lái)源，開(kāi)辟了有效利用柳杉及雜竹資源的新途徑。
文檔編號(hào)D21B1/00GK1994700SQ200610022716
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月30日
發(fā)明者向中華, 余鋼, 易樹(shù), 孫晗 申請(qǐng)人:四川升達(dá)林產(chǎn)工業(yè)集團(tuán)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan