專(zhuān)利名稱(chēng)：一種干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的制造方法，在國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)中屬B27N類(lèi)。該方法是將植物原料經(jīng)纖維分離、干燥，在不施加合成樹(shù)脂膠的條件下成型、熱壓制得一種人造板材的方法，其產(chǎn)品可替代木材用于家具，室內(nèi)裝修、建筑、交通工具、包裝等領(lǐng)域。
美國(guó)于40年代開(kāi)始研究干法纖維板，50年代開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)。在生產(chǎn)中，為提高板的強(qiáng)度和防水性，一般都要加入少量的合成樹(shù)脂膠，然而樹(shù)脂膠卻是板材成本上升的主要因素之一。為了不用膠，而又能保證板材的性能，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了無(wú)膠纖維板的研究。美國(guó)林產(chǎn)品雜志35卷(1985年)2期，刊登了美國(guó)學(xué)者關(guān)于《兩種不同的纖維原料制造無(wú)膠纖維板》的研究報(bào)告，其中一種方法是纖維的原料(木片)，要在1.3MPa汽壓下蒸煮2’-2’30’’，經(jīng)磨漿后獲得平均含水率為60%的濕纖維，然后在104℃溫度下干燥到恒重(絕干狀態(tài))，這種方法的不足之處是①增加能量消耗，在實(shí)際生產(chǎn)中因安全因素也難以達(dá)到絕干；②制成的板材吸水率為60%，大大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。加拿大沈國(guó)鎮(zhèn)博士發(fā)明的無(wú)膠制板技術(shù)(中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?5105958.9說(shuō)明書(shū)P.1-5、9-10)，一個(gè)突出點(diǎn)是植物纖維原料需進(jìn)行適時(shí)的高壓水蒸汽處理，使原料組分中的半纖維素降解并水解成水溶性物質(zhì)，其熱水抽出物大約為10-30%左右，此方法用于普通干法纖維板生產(chǎn)線(xiàn)上，還必須在磨漿前添置高壓蒸汽預(yù)處理設(shè)備，才能滿(mǎn)足無(wú)膠膠合的要求。我國(guó)中南林學(xué)院學(xué)報(bào)10卷(1990年)1期發(fā)表了蔣遠(yuǎn)舟等關(guān)于《無(wú)膠干法硬質(zhì)纖維板熱壓工藝探討》的試驗(yàn)報(bào)告，該試驗(yàn)采用普通干法硬質(zhì)纖維板常用的兩段加壓法，通過(guò)正交試驗(yàn)得出熱壓溫度是最顯著的影響因素，以220℃為最佳熱壓溫度參數(shù)，其不足之處是①熱壓溫度高；②板材吸水率也較高，大都超過(guò)30%；③大幅面板壓制困難，正如文中所述，用于工業(yè)化生產(chǎn)還需進(jìn)一步研究。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種可工業(yè)化生產(chǎn)的干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的生產(chǎn)方法，而產(chǎn)品的質(zhì)量又能達(dá)到硬質(zhì)纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求；本發(fā)明的目的之二是提供一種可直接用于現(xiàn)有干法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)線(xiàn)上的干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)技術(shù)；本發(fā)明的目的之三是為濕法硬質(zhì)纖維板的工藝技術(shù)改造尋求一種經(jīng)濟(jì)、可行、又無(wú)廢水污染的方法。
除無(wú)“施膠”工序外，其余與已有的干法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)工藝過(guò)程相同，所用設(shè)備亦相同。
本發(fā)明所用植物原料為意楊、樺木、雜木及工廠(chǎng)混合樹(shù)種的纖維等，經(jīng)水洗后在0.4-1.2MPa汽壓下蒸煮并磨漿1’-15’，同時(shí)施加0-2%的石蠟作為防水劑。但纖維分離汽壓低為0.4-0.7MPa、時(shí)間短為1’-6’時(shí)，則可提高纖維得率，減少熱水抽出物，有利于提高板面質(zhì)量及耐水性，表1為兩種纖維的熱水抽出物及PH值。
表1熱水抽出物及PH值
表列熱水抽出物遠(yuǎn)低于前述沈國(guó)鎮(zhèn)發(fā)明專(zhuān)利的要求。本發(fā)明可以不施加石蠟，但施加0.5-1.5%的石蠟，則可明顯降低板材的吸水率，從而使板材具有良好的耐水性。纖維出料后，在干燥介質(zhì)溫度為170-190℃條件下干燥至含水率為4-12%，以含水率為5-8%時(shí)為好，既可縮短熱壓周期，又能獲得較好的板材性能。干纖維經(jīng)鋪坯成型、預(yù)壓后進(jìn)行熱壓、鋸邊得產(chǎn)品。本發(fā)明的特點(diǎn)在于熱壓時(shí)采用三段加壓，其熱壓工藝條件為壓力高壓3.4-6.4MPa(現(xiàn)有濕法硬質(zhì)纖維板壓機(jī)，一般壓力為5-5.4MPa)低壓0.5-2.0MPa溫度180-210℃時(shí)間t1(高壓閉合)10’’-90’’t2(排汽)30’’-240’’t3(塑合)30’’-240’’熱壓工藝是干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板制造的關(guān)鍵，采用本發(fā)明的工藝條件，不施加任何合成樹(shù)脂膠，制得的干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的物理力學(xué)性能超過(guò)硬質(zhì)纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)品的指標(biāo)值。
采用低溫蒸煮工藝和低于普通干法硬質(zhì)纖維板的熱壓壓力，將使現(xiàn)有濕法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)線(xiàn)中制漿及其前段設(shè)備，裝板機(jī)及其后段設(shè)備，在改為干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)時(shí)均可利用，減少了技術(shù)改造費(fèi)用的投入。
本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步敘述實(shí)施例1本發(fā)明采用意楊、樺木及不同工廠(chǎng)植物纖維為原料，對(duì)前述工藝條件進(jìn)行了多次驗(yàn)證，現(xiàn)將驗(yàn)證情況例于表2

實(shí)施例2本發(fā)明在株州市木材公司纖維板廠(chǎng)的干法纖維板生產(chǎn)線(xiàn)上，進(jìn)行了一個(gè)班次的生產(chǎn)試驗(yàn)，共壓板277張，規(guī)格為2440×1220×(3-8)mm。生產(chǎn)工藝除纖維干燥后施蠟、預(yù)壓后加橫截外，其他過(guò)程與本發(fā)明前述工藝過(guò)程相同。原料一種為意楊、一種為意楊加少量馬尾松的混合料。削片后木片含水率為50%，水洗后為58%。用總長(zhǎng)度5m的連續(xù)蒸煮器蒸煮木片，汽壓為0.6-0.65MPa、時(shí)間2’。由于不施膠，無(wú)膠料中水分參與，因此干燥工藝與一般干法有所不同，一般干法硬質(zhì)纖維板的介質(zhì)進(jìn)口溫度為170-175℃，需兩級(jí)干燥才能達(dá)到所需含水率。本發(fā)明干燥意楊纖維時(shí)介質(zhì)進(jìn)口溫度為120-125℃，一級(jí)干燥纖維終含水率達(dá)5-6%，干燥意、松混合料時(shí)，介質(zhì)進(jìn)口溫度154℃，一級(jí)干燥纖維終含水率達(dá)6.8%。施蠟量1.5%。壓機(jī)層數(shù)為10層，熱壓時(shí)溫度195-203℃，最高壓力有39車(chē)為5.4MPa(與現(xiàn)有濕法壓機(jī)壓力一致)，1車(chē)為6.3MPa(普通干法壓力6.9-7.8MPa)；熱壓時(shí)間意楊板3’30’’-6’，楊、松板2’30’’-3’45’’，較濕法生產(chǎn)縮短時(shí)間1/2-1/3。
在全部40車(chē)計(jì)277張板中，隨機(jī)抽取16車(chē)共18張板，進(jìn)行物理力學(xué)性能測(cè)試，符合硬質(zhì)纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)特、一、二級(jí)板指標(biāo)的占83%強(qiáng)，具體熱壓工藝條件及性能例舉如表3表3生產(chǎn)試驗(yàn)熱壓條件及產(chǎn)品物理力學(xué)性能
實(shí)施例3本發(fā)明還進(jìn)行了不加石蠟的試驗(yàn)，其主要工藝條件及板材物理力學(xué)性能見(jiàn)表4表4.不加石蠟時(shí)的工藝條件及板材物理力學(xué)性能
由表中看出不加石蠟的板材吸水率要高于加石蠟的，但仍符合硬質(zhì)纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二級(jí)品要求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、用本發(fā)明生產(chǎn)的干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板具有良好的耐水性，其吸水率明顯低于一般硬質(zhì)纖維板。
2、因?yàn)椴皇┠z，采用一級(jí)干燥即可達(dá)到所需纖維含水率要求，因此可節(jié)約能源，并簡(jiǎn)化干燥裝置。
3、可使干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的生產(chǎn)工業(yè)化。
4、現(xiàn)有干法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)線(xiàn)不經(jīng)任何改造，采用本發(fā)明，便可直接生產(chǎn)干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板。
5、為濕法硬質(zhì)纖維板技術(shù)改造提供了依據(jù)，在現(xiàn)有濕法纖維板生產(chǎn)中，只需增加干燥、成型、預(yù)壓設(shè)備，即可改造為干法無(wú)膠纖維板生產(chǎn)線(xiàn)，從而生產(chǎn)出背面沒(méi)有網(wǎng)痕的兩面光產(chǎn)品，且可較濕法生產(chǎn)縮短熱壓周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，特別是可節(jié)約水資源，消除濕法生產(chǎn)中的廢水污染，使?jié)穹ㄓ操|(zhì)纖維板的生產(chǎn)獲得新生。
6、一噸干法硬質(zhì)纖維板，酚醛樹(shù)脂膠的施加量約為3%，用本發(fā)明的無(wú)膠方法，可降低生產(chǎn)成本1/3左右，按目前價(jià)格計(jì)，每噸板可節(jié)省膠料費(fèi)300元左右。
權(quán)利要求
1.一種干法無(wú)膠纖維板的制造方法，主要工藝過(guò)程為原料→木片→水洗→ →成型→預(yù)壓→橫截→熱壓→鋸邊其特征在于板坯熱壓塑合時(shí)采用三段加壓，熱壓工藝條件為高壓3.4-6.4MPa、低壓0.5-2.0MPa；熱壓溫度180-210℃；熱壓時(shí)間t1(高壓閉合)10″-90″，t2(排汽)30″-240″，t3(塑合)30″-240″。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其纖維分離時(shí)的熱磨蒸汽壓為0.4-1.2MPa，以0.4-0.7MPa為好；時(shí)間為1’-15’，以1’-6’為好。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，干燥后纖維的含水率為4-12%，以5-8%為好。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，可以在熱磨或干燥時(shí)施加石蠟，施蠟量為0-2%，以0.5-1.5%為好。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其熱壓工藝條件的優(yōu)選值為高壓5-5.4MPa，低壓1.3-1.7MPa，溫度195-205℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，適用于各種植物纖維原料的干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的制造。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種干法無(wú)膠硬質(zhì)纖維板的制造方法。其方法是將植物原料經(jīng)分離、干燥、在不施加合成樹(shù)脂膠的條件下成型、熱壓，制得的一種人造板材。其產(chǎn)品的物理力學(xué)性能達(dá)到硬質(zhì)纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二級(jí)品以上要求，特別是具有良好的耐水性。這種方法可直接在現(xiàn)有干法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)線(xiàn)上實(shí)施，也為濕法硬質(zhì)纖維板的技術(shù)改造提供了切實(shí)可行的依據(jù)。
文檔編號(hào)B27N1/00GK1108988SQ94102560
公開(kāi)日1995年9月27日 申請(qǐng)日期1994年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月22日
發(fā)明者曹忠榮 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所