CN101007418A - 木塑、竹塑复合强化板材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种木塑、竹塑复合强化板材，外形呈平板体或曲板体，纹理是丝条状原料纵向基本平行排列，色泽为原料本色、炭化色和树脂胶的混杂色，表面光洁，平均密度700－1300kg/m3，表面硬度30－85MPa，纵向静曲强度80－220MPa，弹性模量7－24GPa。本板材的生产方法，包括如下步骤：原料的采集与处理、水分控制、树脂施加与干燥、组坯、热固化与成型、后处理，用本方法制成的板材可广泛应用于建筑、装潢、家具行业，本方法相比现有技术具有不用模具、辅助设备少、成本低、效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种竹条、木条、高分子树脂为原料的强化板材及其生产方法。
CN1133533C公开了安吉天丰木业有限公司的“竹材重组强化成型材的方法”专利技术，将毛竹劈篾切丝，置于模具中高压(50Mpa)、低含胶量冷压热固化成型，是一项较好的创新技术，该专利用原竹为基材，需大量模具投入在冷压与热固化中，模具投资成本高，且每压一次，生产一块120×170×2000mm左右规格的方柱体成型材，生产效率欠高。
CN1738703A公开了新西兰麦金托什先生的“压缩木材产品及生产”专利技术，采用两个压缩步骤，第一步骤是热压定型，用脂肪酸涂敷、浸渍；第二步骤是冷却、退火，过程中尚需进行红外线、微波或γ线辐射，最终制成压缩木。该专利技术工艺较繁杂，工序多，流程长，影响生产效率，且要用较先进的设备配合，在发展中国家推广尚需时日。
CN1821295A公开了高建国先生的“聚烯烃(PE、PP)/橡木粉/离聚体制备木塑复合材料”专利技术，是用聚烯烃与橡木粉做主料，用离子聚合物作相容剂，经高速搅拌，在注塑机或挤塑机中加热，注塑成型或挤出成型。产品的主要成分与理化性状大部偏向塑制品，小部透着些木制品的风味，不甚迎合当今消费者的喜木性流行心理。
确实，以竹、木、树脂为原料，经压缩定型制成人造板材的方法很多，不少已公诸于世。众方法中，多以乔木主杆为原料，如今，大径材禁伐，受砍伐指标控制，原料日紧；小径材只能从间伐中获得，唯有毛竹，因其成材快，成林迅速，无砍伐指标控制，南方宜竹区大片地迅速发展，以竹代木的竹木加工业如雨后春笋般兴起，大有将混交林生态结构演化为单一的毛竹林生态结构的趋势，多雨的南方宜竹区，存在着生态结构劣化的潜在危机，不能不引起有志者的警惕！在此关头，乔木枝条、灌木茎杆、竹木加工剩余边料的利用，有必要再次提到议事日程上来。因为一方面是乔木大径材禁伐，小径材间伐原料不足，单一毛竹林又使生态结构劣化，另一方面，原来需用大量乔木枝条、灌木茎杆、原木竹边料的纤维板产业在退化，这是污染严重、产品木质感差、投资大、不适用于广大中、小投资者的投资项目所致。因此开发乔木枝条、灌木茎杆、竹木加工剩余边料的加工利用新途径，具有原料充足、成本低、投资少、不影响生态结构、产品木质感强、市场潜力巨大等优势，可见竹塑、木塑复合强化地板的开发，有其重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，设计出一种不需要模具、生产效率高、以枝条、灌木茎秆、加工剩余边料为主要原料的木塑、竹塑复合强化板材及其生产方法。
本发明可以通过如下措施来实现：本木塑、竹塑复合强化板材外形呈平板体或曲板体，纹理是丝条状原料纵向基本平行排列，色泽为原料本色、炭化色和树脂的混杂色，表面光洁，平均密度700-1300kg/m3，表面硬度30-85MPa，纵向静曲强度80-220MPa，纵向弹性模量7-24GPa(1Gpa＝1000Mpa)。
本木塑、竹塑复合强化板材的生产方法，包括如下步骤：
(1)原料的采集与处理：采集较通直的、易去皮的乔木枝条，如杉木、柳木、杨木、毛桐木、松木的枝条；较通直易去皮的灌木茎杆，如荆条等；收集竹、木加工边条料。去皮、去叶、去小枝叉，成条状的再碾辊成束状或切成片丝状。
(2)水分控制：对不同层用料、不同原料形状、不同施胶方式采用不同的含水率指标，当采用浸树脂的方式进行树脂施加时；表层与底层的原料要求含水率低些，芯层的含水率高些；当采用喷树脂的方式进行树脂施加时，芯层原料的含水率要求更低些。因此含水率控制分四种档次：喷树脂的芯层原料含水率＜8％，表层与底层原料含水率为4％-12％，浸树脂的表层与底层原料含水率为10％-20％，芯层原料含水率为10％-30％。
(3)树脂施加与干燥：关键是树脂种类的选择，制作室内用的板材可选耐水性较低、成本低、强度高的热固性树脂，如脲醛树脂，制作户外用材，选耐水性好、强度高的热固化树脂，如酚醛树脂，树脂施加主要采用喷与浸的方式，然后干燥，可自然干燥、窑干、真空干燥至含水率6％-14％，喷树脂的将干燥改为陈放至树脂液内渗入纤维或流平即可。可采用通过式或笼式方式进行树脂浸渍，树脂施加量(固体含量)为绝干原料用量的4-30％。
(4)组坯：按压机垫板面积、竹木材料性质、产品规格要求定出压制产品的尺寸，进行称重和定向铺装，将含树脂量高的铺在表层与底层，含树脂量低的铺在芯层。原料含水率较高的铺装在表层和底层，原料含水率较低的铺装在芯层，原料细长的铺装在表层，原料短小、较粗的铺装在芯层。将铺好的连同垫板一起置于多层的热压机或成型压机中。
(5)热固化与成型：用普通的多层热压机压出平板体，用成型热压机压成曲板体。关键是控制好压缩比，压软材的压缩比(β)控制在β＝0.5-3，中等材β＝0.35-2，硬材β＝0.25-1.5，温度控制在100-190℃，因不同树脂种类有不同温度要求，只能以温度范围表示。加压时间按厚度的每1mm需0.4～3分钟计。
(6)后处理：对板材进行后续的裁边、砂光、纵割、检验。
本发明的有益效果是：不需用模具、不需用多样辅助设备、竹木原料特性突出因而适应消费者流行需求、设备投资省、生产效率高、主要用乔木枝条、灌木茎杆、竹木加工剩余边料为原料，因而不影响产地禁伐限制和生态结构改变等优点。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例予以进一步详述：生产竹塑、木塑复合板的方法有多种，且基本工艺大致相近，对于本发明来说，主要的技术贡献有五点：
一是原料的选择与处理。主要选用乔木枝条、灌木茎杆、竹木加工边料，在湿法生产纤维板禁绝、以竹代木盛行，大有演化成单一性毛竹生态结构之势的初期，再次推出用乔木枝条、灌木茎杆、竹木加工剩余边料的加工利用的新方案，有其重要的现实意义。另外，对原料进行碾压、辊压、搓成丝状、束状或劈切成条状、片状，有提高成品木质感、降低生产成本、减少原料内应力的作用。
二是水份控制。提出了采用浸树脂方式进行树脂施加时芯层原料含水率偏高些、表层原料含水率低些，采用喷树脂方式进行树脂施加时；芯层原料的含水率更低些。这既有利于总体上降低含胶量提高成型速度，减少生产成本，又有利于表层含胶量大于芯层，提高产品表面硬度和光洁度。
三是铺装。将含树脂含量高的原料铺表层，低的铺芯层。含水率高的铺装在表层和底层，低的铺装在芯层，原料细长的铺装在表层，短小、较粗的铺装在芯层。
四是热压与成型。在热压机上热压热固化，不用模具。
五是用压缩比值定工艺参数。在人造板生产中，传统的方法是用密度、压力作工艺参数的，木、竹原料的密度值是实在的木、竹纤维的本身密度，而制成的人制板材，其密度应是木塑(胶)、竹塑(胶)混合物的密度指标，可比性差，即使要比，比值欠精确。压力参数也不精确，在压机上调整好的压力值，在下压触碰到厚度规时，压机作用在板坯上的力减小。给出了软材、中等材、硬材的压缩比这一工艺参数，可比性强、精确，减少了同批次的板材密度上的差别。
需说明的是压缩比：β＝(木、竹材来压缩前的实积)-(压缩后实积)/压缩后的实积。
本申请材料中，压缩比按不同木质有不同要求，其中的软材指绝干密度＜450kg/m3，中等材指绝干密度450-700kg/m3，硬材指绝干密度＞700kg/m3。
本木塑、竹塑复合强化板材外形呈平板状体或曲板体，纹理是丝条原料纵向基本平行排列，色泽为原料本色、炭化色和树脂胶的混杂色，表面光洁，平均密度800-1300kg/m3，表面硬度400-85Mpa，纵向静曲强度，100-220Mpa弹性模量8-24Gra。
实施例1：用砍下的杉树枝条，去皮、去叶，经辊压成木丝束状，干燥，对含水率为5％的和8％的分别喷树脂、分开堆放至树脂液内渗，再组坯，将原含水率低的铺在芯层，原含水率高的铺在表层和底层，调整压缩比为1.0，用普通多层热压机，用脲醛树脂，温度140℃，板材厚18mm，热压成型时间15分钟，压成平板板材。
实施例2：用毛竹加工边料制作，劈篾切成似片非片、似丝非丝状，即劈成片后再纵向压出丝痕，是连丝片，用于表层和底层的含水率为12％，用于芯层的含水率为18％，进行笼式浸式施加树脂，浸渍时间为8分钟。如含水率都是12％的，则用于表层的浸渍时间为8分钟，用于芯层的浸树脂时间为6分钟，如前实施例同样铺装，压缩比控制在0.7，采用酚醛树脂，温度170℃，时间12分钟，板厚17mm压成平行竹板板材。
实施例3：用密度为760kg/m3的栎木边料，压切成丝，控制表层丝含水率为8.5％、芯层为5.5％，喷树脂，压缩比为0.5，置于成型机中压成曲板体，其余工序与实施例1相同。
Claims (2)
1、一种木塑、竹塑复合强化板材，其特征是外形呈平板体或曲板体，纹理是丝条状原料纵向基本平行排列，色泽为原料本色、炭化色和树脂的混杂色，表面光洁，平均密度700-1300kg/m3，表面硬度30-85Mpa，纵向静曲强度80-220Mpa，弹性模量7-24Gpa。
2、如权利要求1所述的木塑、竹塑复合强化板材的生产方法，其特征是包括如下步骤：
(1)原料的采集与处理：采集较通直的、易去皮的乔木枝条，如杉木、柳木、杨木、毛桐木、松木的枝条；较通直易去皮的灌木茎杆，如荆条等；收集竹、木加工边条料。去皮、去叶、去小枝叉，成条状的再碾辊成束状、切成片丝状。
(2)水分控制：对不同层用料、不同原料形状、不同施胶方式采用不同的含水率指标，当采用浸树脂的方式进行树脂施加时：表层与底层的原料要求含水率低些，芯层的含水率高些；当采用喷树脂的方式进行树脂施加时；芯层原料的含水率更低些。因此含水率控制分四种档次：喷树脂的芯层原料含水率＜8％，表层与底层原料的含水率4％-12％，浸树脂的表层和底层含水率10％-20％，芯层原料含水率控制在10％-30％。
(3)树脂施加与干燥：关键是树脂种类的选择，制作室内用的板材可选耐水性低、成本低、强度高的热固性树脂，如脲醛树脂，制作户外用材，选耐水性好、强度高的热固性树脂，如酚醛树脂，树脂施加主要采用喷与浸的方式，然后干燥，可自然干燥、窑干、真空干燥至含水率6％-14％，喷树脂的将干燥改为陈放至树脂液内渗入纤维、或流平即可，浸树脂的可采用通过式或笼式；树脂施加量(固体含量)为绝干原料的4％-30％。
(4)组坯：按压机垫板面积、竹木材料性质、产品规格要求定出压制产品的尺寸，进行原料称重和基本平行的定向铺装，将含树脂量高的铺在表层与底层，含树脂量低的铺在芯层，将含水率较高的铺在表层和底层，含水率较低的铺在芯层；将原料面长的铺在表层，原料短小、较粗的铺在芯层。将铺好的连同垫板一起置于多层的热压机或成型压机中。
(5)热固化与成型：用普通的多层热压机压出平板体，用成型热压机压成曲板体。关键是控制好压缩比，压软材的压缩比(β)控制在β＝0.5-3，中等材β＝0.35-2.0，硬材β＝0.25-1.5，温度控制在100-190℃，加压时间按厚度的每1mm需0.4-3分钟计。
(6)后处理：对板材进行后续的裁边、砂光、纵割、检验。
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