CN100522526C - 改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法。将芦苇整株压裂(开)切断，经风选去掉其苇叶、苇裤、苇穗、苇花及笛膜等，剩余的芦苇茎秆称、为芦苇削片即为原料。芦苇削片经改性处理、热磨分离出纤维并经热风(烟气)干燥成干纤维。干纤维经计量并拌入定量的粒粉胶和辅助剂，然后在铺装机上分级铺装成中密度纤维板预压板坯，板坯经预压和热压制成中密度纤维板毛板、再经后期处理加工成合格的中密度纤维板。特点是：解决了用芦苇和粒粉胶制造中密度纤维板的工艺问题，扩大了中密度纤维板的原料来源。

Description

改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种制造中密度纤维板的方法，特别涉及改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法。

背景技术

芦苇是多年生草本植物，耐盐碱，多生长在低洼水域地带，地上部分为一年生。芦苇茎秆含有丰富的木质纤维，含量与木材相当，是人造板的优质原料。我国年产气干芦苇1000万吨，目前除造纸消耗50％外，尚未开发其他工业用途，有的年复一年白白烂掉，既浪费了资源、又污染了水体。

芦苇纤维化学成份见表1、表2，从表1和表2中可以看出，芦苇纤维含量高，灰分和溶液抽提物高。芦苇的纤维素含量比杨木和蔗渣高、略低于红松，是一种优质的纤维原料。但是芦苇纤维的灰分含量是蔗渣的2.5倍、木材的4-12倍，而灰分中的主要成份是二氧化硅(SiO₂)、并与脂肪类物资形成了表皮坚硬的蜡体层，它是非极性物质、湿润性差、表面自由能低、不到木材的50％，使水溶性胶粘剂(粒粉胶)难以渗透，板的胶合强度低，尤其是内结合强度低于国家标准，制约了芦苇的开发利用。

表1：芦苇纤维化学成份与其它植物纤维对比表    单位：％

表2：几种原料纤维形态比较表

发明内容

本发明的目的是提供一种改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法，该方法用改性芦苇(芦苇分离出来的苇茎)做纤维原料、用粒粉胶做胶粘剂、通过特定的工艺方法制造中密度纤维板。芦苇分离出来的叶、苇、穗等，通过气化作为本工艺方法的能源，这样既增加了制造中密度纤维板的原料来源、节约了木材，又节能环保，为社会创造出巨大的经济与环境效益。

改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)原料风干芦苇经辊压劈裂后切成30-40mm的茎秆段；

2)经风选、分离去掉苇叶、苇裤、苇穗、苇花及笛膜，分离出来的芦苇茎秆、称为芦苇削片即为中密度纤维板原料；

3)改性处理：将芦苇削片投入到密封的蒸煮罐内，通入160-180℃的饱和蒸汽和活性剂进行改性处理，蒸煮时间为7-10分钟并使其含水率提高到30-40％；活性剂为1-2％的NaOH水溶液；

4)纤维制造：改性后的芦苇削片经热磨机研磨成纤维状，向热磨机内通入130-140℃的饱和水蒸汽，芦苇削片纤维的滤水度14-18SR；

5)纤维干燥：分离出来的纤维经160-180℃的烟气单通道干燥机，将纤维最终含水率干燥至6-8％；

6)拌入粒粉胶及辅助剂，粒粉胶的拌入量为干燥后的纤维重量的13-16％，辅助剂石蜡的拌入量为干燥后的纤维重量的0.8-1.2％；干燥后的纤维经贮存计量后、与经计量的粒粉胶及石蜡乳剂经机械拌和后进入下道铺装工序；

7)铺装：在铺装机上分层铺装，中间层铺装拌入了粒粉胶及石蜡乳剂的芦苇纤维，上下两表层各铺装一薄层拌入9-12％粒粉胶的木材纤维后预压成板坯；

8)热压：板坯经热压机热压成中密度纤维板毛板，热压机通入导热油温度为160-190℃，热压机最高压力18-24MPa，热压时间为30-36秒/mm；

9)后期处理：毛板经卸板、凉板、裁边、陈放、砂光、分检、包装入库。

与现有技术相比，本发明的主要技术要点是：

1)把气干芦苇(含水率15-20％)茎秆切断(30-40mm)并在密封容器内(连续式)注入160-180℃饱和蒸汽，同时还注入活化剂(1---2％的NaOH水溶液)蒸煮7-10分钟进行活化处理，致使芦苇茎秆表面大量的脂肪类物质被溶出、羟基(-OH)等活性基因大量外露，二氧化硅(SiO₂)也能够有效的被去除，从而改变了芦苇茎秆的非极性的性质，增加了表皮细胞组织的湿润性和自由能，使水溶性胶粘剂(粒粉胶)易渗透到其内部，与纤维组织中的羟基(-OH)等活性基因、通过化学键或胶钉的形式，把纤维和纤维束牢固的胶合在一起，以达到增强的目的。

2)将芦苇茎秆进行纤维化处理。茎秆中的灰分、二氧化硅(SiO₂)等主要集中在外表皮的腊质层，内部较少。把芦苇茎秆段蒸煮后送入热磨机进行热磨，将芦苇茎秆分离成纤维或纤维束(滤水度14-18SR)，以增加非蜡质层的比表面积、减少单元内二氧化硅(SiO₂)的含量。分离成纤维后，不仅原料尺寸发生了变化，增加了原料间的交织性，同时也改变了原料的表面性质，脂肪类物质和二氧化硅(SiO₂)的去除率也有所提高，增加了原料表面的活性，改善了水溶性胶的胶合性能。

3)原料加工：芦苇茎秆直立，有10-20节，正株高2-3米，平均直径0.4-1.0cm。由茎秆、苇叶、苇裤、苇穗、苇花组成。芦苇茎秆中空，平均壁厚0.8-1.0cm，内壁有一层薄膜、俗称笛膜。气干芦苇密度为0.57-0.65g/cm³，大于杨木、落叶松及桦木的密度。

表3 气干芦苇不同部位重量比          单位：％

 

部位名称	茎秆	苇叶、苇裤	苇穗、苇花
				重量比	67.58	26.84	5.58

表4 芦苇不同部位二氧化硅(SiO₂)含量  单位：％

 

序号	部位名称	灰分	sio<sub>2</sub>含量	各部位重量比	各部位sio<sub>2</sub>含量比
						1	茎秆	3.51	2.19	72	47
2	苇叶、苇裤	8.29	7.22	20	44
						3	苇穗、苇花	4.48	3.65	8	9

从表3和表4中可以看出，苇叶、苇裤所占比重大、二氧化硅(SiO₂)含量高。同时苇膜中二氧化硅(SiO₂)含量也较高。它们都是非纤维细胞组织，密度小、强度低，在加工过程中极易变成粉末，造成不利影响。在芦苇切断之前，首先赋予进料辊压功能，把芦苇压裂，使苇叶、苇裤、苇穗、苇花及笛膜与茎秆尽量分离，然后切断并经风选使其分离，茎秆为制板原料，苇叶、苇裤、苇穗、苇花及笛膜等进入气化炉变为能源。

本发明的主要优点是：解决了用芦苇纤维和粒粉胶制造中密度纤维板的工艺问题，扩大了中密度纤维板的原料来源。如每年利用芦苇100万吨，可生产50万m³中密度纤维板，节约木材100万m³以上，将产生巨大的经济和环境效益，利用芦苇纤维制造的中密度纤维板的各项指标与国家标准比较(见表5)。

表5：改性芦苇制造的中密度纤维板的各项指标与国家标准比较：

具体实施方式

实施例1：(板厚12mm)

本发明实施例1改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法按如下步骤进行：

1)原料风干芦苇经辊压劈裂后切成30-40mm的茎秆段。

2)经风选、分离去掉苇叶、苇裤、苇穗、苇花及笛膜，分离出来的芦苇茎秆、称为芦苇削片即为中密度纤维板原料。

3)改性处理：将芦苇削片投入到密封的蒸煮罐内，通入160-180℃的饱和蒸汽和活性剂(1-2％的NaOH水溶液)进行改性处理，蒸煮时间为7-10分钟并使其含水率提高到30-40％。

4)纤维制造：改性后的芦苇削片经热磨机研磨成纤维状，向热磨机内通入130-140℃的饱和水蒸汽，芦苇削片纤维滤水度14-18SR；增加其比表面积，扩大其无腊面积，提高其胶合程度。

5)纤维干燥：分离出来的纤维经160-180℃的烟气单通道干燥机，将纤维最终含水率干燥至6-8％。

6)拌入粒粉胶：干燥后的纤维经计量、与计量的粒粉胶及防潮剂(石蜡乳剂)共同连续的投入到高速环式拌胶机内拌胶，其粒粉胶拌入量为13--14％(粒粉胶重量/干纤维重量)，防潮剂的拌入量为0.8—0.9％(石蜡重量/干纤维重量)。

7)铺装：拌胶后的芦苇纤维均匀的投入到三个机头的机械铺装机的中间层，上、下两表层所用的原料(拌入11---12％粒粉胶的木材纤维＝粒粉胶重量/木材纤维重量)投入到机械铺装机的两端。通过调节各自铺装头下料辊的转数，达到中间层厚(100mm)、两表层薄(每层各10mm)，铺装成型并预压成板坯，然后齐边、锯断成指定规格。

8)热压：将成型的板坯装入多层热压机，热压温度为160-170℃，最高压力18-20MPa、热压时间为30-32秒/mm。压法：三段降压式压法，即第二段的压力为第一段最高压力的三分之二，第三段的压力为第一段最高压力的三分之一，各段的时间均为总时间的三分之一，但第一段时间不小于90秒钟。

9)热压成的中密度纤维板为毛板，经卸板、凉板、裁边、陈放、砂光、分检、打包入库。

实施例2：(板厚16mm)

本发明实施例2改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法步骤如下：

1-5与实施例1相同。

6)拌入粒粉胶：干燥后的纤维经计量、与计量的粒粉胶及防潮剂(石蜡乳剂)共同连续的投入到高速环式拌胶机内拌胶，其粒粉胶拌入量为14—15％(粒粉胶重量/干纤维重量)，防潮剂的拌入量为0.9—1.0％(石蜡重量/干纤维重量)。

7)铺装：拌胶后的芦苇纤维均匀的投入到三个机头的机械铺装机的中间层，上、下两表层所用的原料(拌入10—11％粒粉胶的木材纤维＝粒粉胶重量/木材纤维重量)投入到机械铺装机的两端。通过调节各自铺装头下料辊的转数，达到中间层厚(140mm)、两表层薄(每层各10mm)，铺装成型并预压成板坯，然后齐边、锯断成指定规格。

8)热压：将成型的板坯装入多层热压机，热压温度为170-180℃、热压机最高压力20-22MPa、热压时间为32-34秒/mm。压法：三段降压式压法，即第二段的压力为第一段最高压力的三分之二，第三段的压力为第一段最高压力的三分之一，各段的时间均为总时间的三分之一，但第一段时间不小于96秒钟。

9)后期处理：与实施例1相同。

实施例3：(板厚19mm)

本发明实施例3改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法步骤如下：

1-5与实施例1相同。

6)拌入粒粉胶：干燥后的纤维经计量、与计量的粒粉胶及防潮剂(石蜡乳剂)共同连续投入到高速环式拌胶机内拌胶，其粒粉胶拌入量为15—16％(粒粉胶重量/干纤维重量)，防潮剂的拌入量为1—1.2％(石蜡重量/干纤维重量)。

7)铺装：拌胶后的芦苇纤维均匀的投入到三个机头的机械铺装机的中间层，上、下两表层所用的原料(拌入9---10％粒粉胶的木材纤维＝粒粉胶重量/木材纤维重量)投入到机械铺装机的两端。通过调节各自铺装头下料辊的转数，达到中间层厚(170mm)、两表层薄(每层各10mm)，铺装成型并预压成板坯，然后齐边、锯断成指定规格。

8)热压：将成型的板坯装入多层热压机，热压温度为180-190℃、热压机最高压力22--24MPa、热压时间为34-36秒/mm。压法：三段降压式压法，即第二段的压力为第一段最高压力的三分之二，第三段的压力为第一段最高压力的三分之一，各段的时间均为总时间的三分之一，但第一段时间不小于102秒钟。

9)后期处理：与实施例1相同。

Claims (1)

1、改性芦苇制造中密度纤维板的工艺方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)原料风干芦苇经辊压劈裂后切成30-40mm的茎秆段；

2)经风选、分离去掉苇叶、苇裤、苇穗、苇花及笛膜，分离出来的芦苇茎秆、称为芦苇削片即为中密度纤维板原料；

3)改性处理：将芦苇削片投入到密封的蒸煮罐内，通入160-180℃的饱和蒸汽和活性剂进行改性处理，蒸煮时间为7-10分钟并使其含水率提高到30-40％；活性剂为1-2％的NaOH水溶液；

4)纤维制造：改性后的芦苇削片经热磨机研磨成纤维状，向热磨机内通入130-140℃的饱和水蒸汽，芦苇削片纤维的滤水度为14-18SR；

5)纤维干燥：分离出来的纤维经160-180℃的烟气单通道干燥机，将纤维最终含水率干燥至6-8％；

6)拌入粒粉胶及辅助剂，粒粉胶的拌入量为干燥后的纤维重量的13-16％，辅助剂石蜡的拌入量为干燥后的纤维重量的0.8-1.2％；干燥后的纤维经贮存计量后、与经计量的粒粉胶及石蜡乳剂经机械拌和后进入下道铺装工序；

7)铺装：在铺装机上分层铺装，中间层铺装拌入了粒粉胶及石蜡乳剂的芦苇纤维、上下两表层各铺装-薄层拌入9-12％粒粉胶的木材纤维后预压成板坯；

8)热压：板坯经热压机热压成中密度纤维板毛板，热压机通入导热油温度为160-190℃，热压机最高压力18-24MPa，热压时间为30-36秒/mm；

9)后期处理：毛板经卸板、凉板、裁边、陈放、砂光、分检、包装入库。