CN102555007A - 一种改性硬质重组木材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性硬质重组木材的制造方法，是以微薄木边角废料为原料实施步骤如下：(1)原料通过切丝机制成宽度为3-10mm的木条；(2)使用改性剂对其进行改性处理；(3)改性后干燥至含水率为10％-15％的毛坯料；(4)进行称重、组坯；(5)用冷压的方法将坯料在模具内压实，单位压力为550-650kg/cm2；(6)在温度为140℃±5℃的条件下，使坯料胶合固化为整体的改性硬质重组木材；其物理指标为：密度可达0.8-1.25g/m3，甲醛释放量为：0.1-0.4mg/1，吸水厚度膨胀率≤1.6％，硬度≥100HRR，静曲强度≥100MPa，加热后尺寸变化率≤0.03％。
Description
技术领域
本发明属于木基复合材料技术领域，涉及木材或类似材料的加工技术领域，具体说，是一种木材改性及重组的制造方法。
背景技术
目前，人造板材的制造是以木材及木质纤维为主要原料，通过不同的重组方法，制造成胶合板、细木工板、刨花板、密度板等各种板材，广泛应用于木制品深加工的各个领域，截止到2011年12月人造板表面装饰板的年产量为3.1亿平方米，全部应用到家具制造及装修领域，每年消耗大量的森林资源，而我国的森林资源匮乏，密度大、材性稳定的硬质天然木材严重短缺，实施“天然林保护工程”后实木制品加工领域所需要的硬质木材，主要是靠进口解决，货源紧缺价格上涨，这种局面将长期制约着木制品深加工行业的发展。
贴面装饰胶合板的成品尺寸为1220×2440mm，表面为天然的名贵树种进行旋切或者刨切成1270×2520×0.2-0.8mm的微薄木，然后与基材进行贴面处理制造成贴面装饰胶合板，而整个制造工艺造成大量的边角废料，目前的边角废料的处理方式为焚烧。
木材在重组过程中存在如下问题：生产周期长，能耗高，效能低，产品本身性能不稳定，易霉变，易开裂，横向翘曲，材料表面纹理差，游离甲醛释放量高无法达到国家对室内装修用材的环保要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种产品性能稳定，不霉变，不开裂，不易变形，产品具有可设计性，可加工性的改性硬质重组木材产品。
本发明的另一个目的是提供一种生产周期短，生产效率高，能耗低的改性硬质重组木材的制造方法。
本发明专利是这样实现的：
改性硬质重组木材是一种以厚度为0.2-0.8mm的微薄木边角废料为主要原料，通过改性技术重组为密度可达0.8-1.25g/m3之间的硬质木材的制造方法，本改性硬质木材的甲醛释放量为：0.1-0.4mg/l，其物理指标为吸水厚度膨胀率≤1.6％，硬度≥100HRR，静曲强度≥100MPa，弯曲弹性模量≥14000MPa，表面耐磨≤0.06g/100r，加热后尺寸变化率≤0.03％，板面、板边握钉力≥5000N。
为实现以上目的，本发明采取的方法为：
(1)原材料的准备：
将微薄木边角废料按照同一树种，同一厚度，同一颜色的原则进行分类整理，利用切丝机将原材料制成宽度为3-10mm的单板条，并测定原料的含水率，打捆后放入周转工具中；
(2)原材料干燥处理：
采用的干燥设备为辊筒式干燥机，对含水率不一致的原材料进行连续化干燥处理，干燥的温度为90℃±10℃，进料速度为6-10m/s，通过干燥处理后使其含水率均匀一致达到10-15％，分类放入周转工具中；
(3)改性液的制造：
利用反应釜制造水溶性酚醛树脂，同时添加阻燃剂和防腐剂，苯酚和甲醛的摩尔比为1∶1.5，改性剂的分子量为150，固含量为35％，在25℃下水溶倍数为4倍；
(4)原材料改性处理：
将干燥后的原材料利用改性液，通过真空灌注法进行满细胞法灌注，真空度为-0.05-1.0MPa，改性时间为20-30分钟，打开真空罐门，将原料取出放入改性液回收池进行液体回收处理，通过改性处理将木材细胞中的水分，果胶成分以及细胞间的自由水置换为改性液，使细胞间的距离缩短，结合更加紧密；
(5)改性后原材料的干燥处理
采用的设备为网带式干燥机对改性后的原材料进行连续化干燥处理，干燥温度为100℃-110℃，风速为4-5m/s，网带行进速度为3-4m/min，干燥时间为30-40min，干燥后的含水率控制在8％-15％范围内；
(6)组坯：
将含水率为8％15％的改性原料按照木材纤维方向进行打捆处理，然后根据板坯所需原料重量进行定量称重。
(7)压制：
将定量称重后的原料码放在模具中，通过送料机构将模具送入冷压机进行压制，使用的单位压力为550-650kg/cm2，将坯料在模具内压至所设定的规格与密度后卸出；
(8)热固化处理：
将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，码放在高温窑内的多层架子上进行加温固化，固化温度为140℃-145℃，循环风速为3-4m/s，固化时间为4-6小时，固化时间到达后风冷降温至≤40℃时出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为整体的改性硬质木材；
(9)锯切、砂光处理：
对脱模后的改性硬质木材的六个面进行加工，首先对长度方向的两个端面进行定尺锯切，其次对长度方向的四个侧面分别进行砂光定厚处理，使其成为六面平整光洁，规格一致的产品。
所述改性硬质木材的规格范围：长度为2000-4000mm，宽度为100-200mm，厚度为100-200mm。
本发明的一种改性硬质重组木材的制造方法的积极效果是：
(1)可以大量使用贴面装饰胶合板的边角废料，为废料的循环再利用开辟了一条新的广泛的途径，在解决天然硬质木材短缺的同时可节约大量的森林资源，为节能减排做出贡献；
(2)提供了一种产品性能稳定，不霉变，不开裂，不易变形，产品具有可设计性，可加工性的改性硬质重组木材，其甲醛释放量为：0.1-0.4mg/l，其物理性能为密度可达0.8-1.25g/m3，吸水厚度膨胀率≤1.6％，硬度≥100HRR，静曲强度≥100MPa，弯曲弹性模量≥14000MPa，表面耐磨≤0.06g/100r，加热后尺寸变化率≤0.03％，板面、板边握钉力≥5000N；
(3)提供一种生产周期短，生产效率高，能耗低的改性硬质重组木材的制造方法；本发明的工艺方法先进实用，可以进行大规模的工业化生产，改性硬质木材的用途广泛，可作为实木门窗、地板、家具、船甲板、楼梯板等不同木制品的原料使用，产品不仅成本低质量高，而且颜色与纹理美观漂亮。
具体实施方式
以下结合实施情况，具体说明本发明一种改性硬质重组木材的制造方法：
一种以微薄木边角废料为原料密度可达0.8-1.25的改性硬质重组木材制造方法，具体实施步骤如下：
实施的产品规格为：2200×200×200mm，密度为1.2g/m3
(1)原材料的制造
从微薄木边角废料按照同一树种，同一厚度，同一颜色的原则进行人工分类整理，筛选出树种为白橡的单板，利用切丝机将原材料尺寸为25×2520mm的白橡单板制成宽度为5×2520mm的单板条，并测定白橡单板条的含水率，打捆后放入周转工具中；
(2)原材料干燥处理：
采用的干燥设备为辊筒式干燥机，对含水率不一致的白橡单板条进行连续化干燥处理，干燥的温度为90℃±10℃，进料速度为6-10m/s，通过干燥处理后使其含水率均匀一致达到8-15％，放入周转工具中；
(3)改性液的制造：
利用反应釜制造水溶性酚醛树脂，同时添加阻燃剂和防腐剂，苯酚和甲醛的摩尔比为1∶1.5，改性剂的分子量为150，固含量为30％，在25℃下水溶倍数为4倍；
(4)原材料改性处理：
将干燥后的原材料利用改性液，通过真空灌注法进行满细胞法改性，真空度为-0.05-1.0MPa，改性时间为30分钟，打开真空罐门，将原料取出放入改性液回收池进行液体回收处理，通过改性处理将白橡单板木材细胞中的水分，果胶成分以及细胞间的自由水置换为改性液，使细胞间的距离缩短，结合更加紧密；
(5)改性后原材料的干燥处理
采用的设备为网带式干燥机对改性后的原材料进行连续化干燥处理，干燥温度为100℃-110℃，风速为4-5m/s，网带行进速度为3-4m/min，干燥时间为30-40min，干燥后的含水率控制在8％-15％范围内；
(6)组坯：
将含水率为8％15％的改性干燥后的原料称出105.6Kg，按照木材纤维方向进行铺装打捆；
(7)压制：
将105.6Kg的原料码放在2300×202×202mm的模具中，通过送料机构将模具送入冷压机进行压制，使用的单位压力为650kg/cm2，工作总压力为2860吨，将坯料在模具内压至所设定的规格与密度后卸出；
(8)热固化处理：
将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，码放在高温窑内的多层架子上进行加温固化，固化温度为140℃-145℃，循环风速为4m/s，固化时间为6小时，固化时间到达后风冷降温至≤40℃时出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为整体的改性硬质木材；
(9)锯切、砂光处理：
对脱模后的改性硬质木材的六个面进行加工，首先对长度方向的两个端面进行定尺锯切为2200mm，其次对长度方向的四个侧面分别进行砂光，定厚处理为200mm的规格材，成品的规格为2200×200×200mm，通过锯切、砂光处理使其成为六面平整光洁，规格一致的产品。
上述参照实施例对微薄木边角废料制造改性硬质重组木材的方法进行了详细描述，是说明性的而不是限定性的，本发明方法同样适用于以各类速生材为原料制造改性硬质重组木材产品。
Claims (8)
1.一种以厚度为0.2-0.8mm的微薄木边角废料为原料，通过改性技术重组为密度可达0.8-1.25g/m3之间的硬质木材的制造方法，本改性硬质木材的甲醛释放量为：0.1-0.4mg/l，其物理指标为吸水厚度膨胀率≤1.6％，硬度≥100HRR，静曲强度≥100MPa，弯曲弹性模量≥14000MPa，表面耐磨≤0.06g/100r，加热后尺寸变化率≤0.03％，板面、板边握钉力≥5000N。
2.一种如权利要求1所述的改性硬质重组木材的制造方法，其生产步骤包括：
(1)原材料的制造：
从微薄木边角废料按照同一树种，同一厚度，同一颜色的原则进行人工分类整理，筛选出树种为白橡的单板，利用切丝机将原材料白橡单板制成宽度为3-5mm的单板条，并测定白橡单板条的含水率，打捆后放入周转工具中；
(2)原材料干燥处理：
采用的干燥设备为辊筒式干燥机，对含水率不一致的白橡单板条进行连续化干燥处理，干燥的温度为90℃±10℃，进料速度为6-10m/s，通过干燥处理后使其含水率均匀一致达到8-15％，放入周转工具中；
(3)改性液的制造：
利用反应釜制造水溶性酚醛树脂，同时添加阻燃剂和防腐剂，苯酚和甲醛的摩尔比为1∶1.5，改性剂的分子量为150，固含量为30％，在25℃下水溶倍数为4倍；
(4)原材料改性处理：
将干燥后的原材料利用改性液，通过真空负压灌注法进行满细胞法改性，真空度为-0.05-1.0MPa，改性时间为20-30分钟，打开真空罐门，将原料取出放入改性液回收池进行液体回收处理，通过改性处理将白橡单板木材细胞中的水分，果胶成分以及细胞间的自由水置换为改性液，使细胞间的距离缩短，结合更加紧密；
(5)改性后原材料的干燥处理：
采用的设备为网带式干燥机对改性后的原材料进行连续化干燥处理，干燥温度为100℃-110℃，风速为4-5m/s，网带行进速度为3-4m/min，干燥时间为3040min，干燥后的含水率控制在10％-15％范围内；
(6)组坯：
将含水率为10％-15％的改性干燥后的原料称出105.6Kg，按照木材纤维方向进行铺装打捆；
(7)压制：
将称重后的原料码放在模具中，通过送料机构将模具送入冷压机进行压制，使用的单位压力为550-650kg/cm2，将坯料在模具内压至所设定的规格与密度后卸出；
(8)热固化处理：
将从冷压机中卸出的带有模具的规格坯料，码放在高温窑内的多层架子上进行加温固化，固化温度为140℃-145℃，循环风速为4m/s，固化时间为6小时，固化时间到达后风冷降温至≤40℃时出窑，出窑后连同模具自然冷却至≤35℃时脱模，此时冷压成型的规格材胶合固化为整体的改性硬质木材；
(9)锯切、砂光处理：
对脱模后的改性硬质木材的六个面进行加工，首先对长度方向的两个端面进行定尺锯切其次对长度方向的四个侧面分别进行定厚砂光，通过锯切、砂光处理使其成为六面平整光洁，规格一致的产品。
3.根据权利要求1或2所述的改性硬质重组木材的制造方法，其特征在于，将微薄木边角废料利用切丝机制成3-5mm的木单板条。
4.根据权利要求1或2所述的改性硬质重组木材的制造方法，其特征在于，微薄木边角料来源于名贵树种通过旋切或刨切成厚度为0.2-0.8mm单板的边角废料。
5.根据权利要求2所述的改性硬质重组木材的制造方法，其特征在于，改性剂的固含量为35％，并在改性剂中添加了防腐剂和阻燃剂。
6.根据权利要求2所述的改性硬质重组木材的制造方法，其特征在于，采用了真空负压灌注法对原材料进行改性处理。
7.根据权利要求2所述的改性硬质重组木材的制造方法，其特征在于，压制过程中单位压力为550-650kg/cm2。
8.根据权利要求2所述的改性硬质重组木材的制造方法，其特征在于，经过生产步骤(8)热固化处理后完成的改性硬质重组木材，其物理指标为：密度可达到0.8-1.25g/m3，甲醛释放量为：0.1-0.4mg/l，吸水厚度膨胀率≤1.6％，硬度≥100HRR，静曲强度≥100MPa，弯曲弹性模量≥14000MPa，表面耐磨≤0.06g/100r，加热后尺寸变化率≤0.03％，板面、板边握钉力≥5000N。
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