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)以其低廉的價格和良好的性能而被廣泛用于家具和地板的基材。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，刺激著家具和強化地板制造業(yè)的不斷壯大，對MDF的需求也越來越大。據(jù)統(tǒng)計，截至2003年底我國中密度纖維板生產(chǎn)線就有444條，實際年產(chǎn)量達到1048.75萬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、預壓、熱壓、養(yǎng)生、砂光等工序。
然而，我國是森林資源相對缺乏的國家，木材原料供應緊張，尤其是國家實施天然林保護工程，全面實行禁伐。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)成為當務之急。CN 1509854A公開了一種以檸條、沙柳、紅柳等灌木為主要原料制造MDF的生產(chǎn)方法，CN 1108903C公開了一種以玉米稈制造MDF的工藝方法，CN 1535802A公開了一種用廢舊紙制品生產(chǎn)MDF的方法，CN 1149524A公開了一種桉樹中密度纖維板，CN 1235728C公開了一種以桑枝纖維制造的MDF及其方法，CN 1144153A公開了一種油棕絲生產(chǎn)MDF的技術(shù)，CN 1004433B公開了一種棉稈MDF及其生產(chǎn)工藝，CN 1073497C公開了一種麥稈稻草MDF及其制造方法。
柳杉是速生樹種之一，在秦嶺和長江流域以南廣有栽培，但由于我國硬度低、強度差，在建筑和工業(yè)上一般很少使用，因此，利用其他行業(yè)不便使用的柳杉來制造中密度纖維板能充分利用我國的柳杉資源，緩解中密度纖維板原料供應緊張程度。但由于柳杉的纖維短、脆，從而導致用其制造中密度纖維板的出材率低、強度差，是業(yè)界主要技術(shù)難題。
我國竹資源非常豐富，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。竹子生長于山地和坡地，對土壤要求低，投入和維護成本少，種植成活率高，生長周期短，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，纖維長度僅次于針葉材而遠高于闊葉材，但其纖維直徑小，纖維的長徑比比針葉材高出一倍左右，遠遠高于闊葉材；竹材纖維的拉伸強度只比現(xiàn)在廣泛使用的玻璃纖維稍差一點，但其比強度、比模量可與玻纖匹敵。因此，竹材纖維具有非常好的增強效果。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、脆而導致用其制造中密度纖維板的出材率低、強度差的技術(shù)難題。
我國四川地區(qū)雜竹資源非常豐富，面積達到72萬公頃，尤其是大量野生雜竹被當?shù)剞r(nóng)戶用作柴火原料，形成巨大的資源浪費。目前雜竹的市場價格僅為毛竹的四分之一，利用雜竹生產(chǎn)MDF具有明顯的價格優(yōu)勢，可在很大程度上解決MDF生產(chǎn)原料緊缺的問題，對農(nóng)林產(chǎn)業(yè)化也有促進作用。
已有竹纖維熱壓板由于含木質(zhì)素、多糖等有機物高，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，造成能源浪費和環(huán)境污染。
MDF的主要應用之一是作為強化木地板的基材。近年來市場上一種仿實木強化木地板受到了消費者的喜愛，其特征在于在地板上表面的邊緣形成一個倒角，從而使強化木地板具有類似實木地板的拼裝效果。CN 1484184A公開了一種具有V型槽結(jié)構(gòu)的強化木地板(圖1)，由于浸漬了三聚氰胺__甲醛樹脂并經(jīng)過預固化的耐磨紙和裝飾紙是脆性的，根據(jù)其公開的制造方法，采用具有V型凸筋的鋼板直接對耐磨紙、裝飾紙、MDF和平衡紙進行壓制容易造成耐磨紙或裝飾紙脆裂，產(chǎn)品的成品率低。實際生產(chǎn)中雖然先用具有V型凸筋的鋼板對MDF基材進行熱壓，然后再對耐磨紙、裝飾紙、MDF和平衡紙進行二次熱壓復合成型，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MDF基材進行多次加熱會導致其力學性能下降。

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，力學性能和防霉防水性能好，制造過程不污染環(huán)境，便于二次加工成仿實木地板的竹木質(zhì)中密度纖維板。
本發(fā)明是這樣實現(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應的凹槽(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、有機金屬類、吡啶類、咪唑類、噻吩類等有機防霉劑中的一種或多種混合物。其作用機理主要是與細菌和霉菌的細胞膜表面陰離子結(jié)合，或與硫基反應，破壞蛋白質(zhì)細胞膜的合成系統(tǒng)，抑制細菌和霉菌的繁殖。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點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效果，提高柳杉制造中密度纖維板的出材率和力學性能；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，可改善所制板材的力學性能；6)在竹木質(zhì)纖維板的成型過程中，同步在其上表面預壓制V型、圓弧型或其它造型凹槽，以降低后續(xù)用于生產(chǎn)仿實木強化木地板的成本。
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)和多糖的有機物質(zhì)和少量的木質(zhì)素，破壞適合霉菌生長的酸性及營養(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，促進纖維分離，保護纖維形態(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引起過分降解，所制板材的內(nèi)應力也明顯減少，從而有利于提高膠合強度和尺寸穩(wěn)定性。將高效無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行熱壓成板，可同步在所成型的雜竹MDF的上表面預置V型、圓弧型或其它造型凹槽，減少后續(xù)用于生產(chǎn)仿實木強化木地板的過程中對雜竹MDF的二次熱壓過程，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源，緩解了原料供應緊張的矛盾，而且起到了節(jié)約木材、保護森林資源的作用，同時為雜竹的有效利用開辟了一條新途徑，并可增加林農(nóng)收入，具有較好的生態(tài)和社會效益。


圖1為本發(fā)明制成的仿實木強化木地板拼裝效果示意2為表面具有V型凹槽的竹木質(zhì)中密度纖維板的剖面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4為竹木質(zhì)中密度纖維板的制備工藝圖
具體實施例方式下面通過實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。需要說明的是，這些實施例并非用于限制本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以所附的權(quán)利要求書為準。
速生木材直接進入中密度纖維板連續(xù)壓機生產(chǎn)線(圖4)，經(jīng)剝皮、切片后進入熱磨機的加料斗；雜竹經(jīng)盤式竹木材切片機切片、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，導入熱磨機的加料斗中，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，預壓，使用具有V型凸筋的上模板進行熱壓，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，符合國家標準GB/T11718-1999《中密度纖維板》中優(yōu)等品的要求，檢測結(jié)果如下

*按ASTM G21-96方法檢測。
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應的凹槽。
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。
全文摘要
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作用、不同性能的纖維混雜使用的協(xié)同效應以及先進的制備工藝解決由于柳杉的纖維短、脆，從而導致用其制造中密度纖維板的出材率低、強度差、吸水厚度膨脹率高、防霉性差、制造過程造成環(huán)境污染、不便于二次加工成仿實木強化地板的問題。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源，開辟了有效利用柳杉及雜竹資源的新途徑。
文檔編號D21B1/00GK1994700SQ20061002271
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月30日
發(fā)明者向中華, 余鋼, 易樹, 孫晗 申請人:四川升達林產(chǎn)工業(yè)集團有限公司