CN101733795B - 五节芒茎杆集成材生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种五节芒茎杆集成材生产方法，经过选材与干燥、铺料、原料的改性处理、干燥与浸胶、再干燥、定向铺装、胶合成型和后处理八个步骤制成五节芒茎杆集成材。本发明除了采用一些必不可少的生产集成材的常规步骤和工序外，增加和改变了如铺料步骤、去叶和表层处理的装置与方法、原料改性处理的装置与方法、浸胶的装置与方法，这些创新技术都是针对五节芒茎杆的结构特征，有针对性地设计的，从而使将造成生态危害的五节芒开拓了新的应用领域，减少和避免了将造成的生态危害，同时部分地解决了人造材的原料紧缺困难，趋利避害，造福社会。
Description
技术领域
本发明涉及一种以多年生草本植物五节芒的茎杆为原料的人造材料的生产方法。
背景技术
五节芒(Miscanthus floridulu(Labnll)Warb)，为多年生禾本科草本植物，叶片披针形、互生，叶片长25-80cm、宽1.5-4cm。五节芒茎杆(以下简称芒杆)高2m以上，粗0.5-1.5cm，表层富含蜡质和硅质，不去除有碍胶合强度。芒杆的表层内为海绵状结构的髓芯部，由薄壁细胞组成，吸胶能力大，木质素主要集中在表层，每年可割收芒杆一次。五节芒对环境的适应性很强，能广泛适应不同的气候和土壤条件，热带、温带、多旱、湿热、沙地、河岸、山坡上、石缝间、酸性土、中性土都能生长，因此分布极为广泛，生长速度极快，在生长季节，日增高4cm，生物量大，每亩产3吨，可通过地上茎分蘖和地下的根茎抽新芽繁殖，繁殖能力极强。由于农业机械化的发展，农区养牛锐减，已几乎不用五节芒茎叶作牛的粗纤维饲料，炊用燃气炉的普及和草房的绝迹，原曾作为燃柴和屋顶盖材的五节芒已无用武之地。如果不开劈新的五节芒利用途径，势不可挡地高速蔓延的五节芒将对当地产生严重的生态危害，主要表现在增加造林难度，提高造林成本，破坏了生物的多样性和易导致火灾。因此，将芒杆作集成材的原料既减小了五节芒造成的生态危害，又部分地解决木材紧缺的难题，趋利避害，有其切实的生态效益和经济利益，对此，经检索和市场调查，尚未见相关资料报道和配套的装置和集成材面市。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以芒杆为主要原料，制成集成材的整套方法。
解决上述技术问题的技术方案是：本五节芒茎杆集成材生产方法经过如下步骤：
(1)、选材与干燥：选直径≥5mm、杆长≥400mm，不霉变和腐烂的五节芒茎杆，干燥至含水率8％-25％；
(2)、铺料、去叶和表层处理：经选料干燥后的茎杆一一纵向平行、互相紧靠、铺排成一层并排料，送入由先至后至少三对上下钢刷辊的五节芒茎杆去叶和表层处理装置的工作辊面之间的缝隙中，进行去叶、除蜡质和除硅质、表面打毛和茎杆开裂；
(3)、原料的改性处理：将经步骤(2)处理后的茎杆料选择性地进行防水、防霉、防腐、阻燃和染色的改性处理，各项改性处理的相应处理液均为公知公用技术，改性处理的方法是原料在处理液中经多次辊压与卸压进行交替吸渗和挤出。制成按设计要求的改性料；
(4)干燥与浸胶：将步骤(3)制得的改性料干燥至含水率4％-15％，浸入胶液中，先后经过至少四对工作辊的压、切、刺、挤中完成施胶，第一对剖切辊，辊面有环形分布的剖切刃，对原料再进行剖切，利于胶液内渗，第二对的压切辊，辊面有环形剖切刃和纵向排列的凸齿，对原料切刺和施压，使渗有胶液的原料受压变形后，一部分胶液挤入近旁的无胶区，通过辊压，原料弹性变形产生负压而吸胶，再进入第三对的压料辊，辊面有凸齿，挤压原料，重复前述挤胶入无胶区和负压吸胶的效果，最后在胶液外的是辊面光滑的挤胶辊，挤出渗入原料中多余的胶液，回收该余胶；浸胶时，脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺胶的固含量分别控制到10％-30％、4％-25％和4％-25％，为利于渗透均应降低胶液的初粘度，上述三种胶的施胶量分别为8％-20％、7％-15％和6％-15％；
(5)、再干燥：将步骤(4)制得的含胶改性料干燥至含水率6％-12％；
(6)定向铺装：将步骤(5)干燥后的原料大致平行纵向铺装成板坯入模具或放入单层或多层热压机中；
(7)胶合成型：选择性地采用模压或平压，板坯入模的进行模压，入单层或多层热压机的采用平压即热压，模压是板坯入模具，压缩至设计的密度，成型后与模具一起放入50-90℃的定型室内经4-24h定型后拆模，将集成材移至温度为25-35℃、湿度为45％-70％的室内，存放12-36h；热压是采用脲醛胶的，控制温度为120-160℃、热压时间0.5-1min/mm板厚，采用酚醛胶相应的温度150--190℃、时间0.4-0.8min/mm板厚，采用三聚氰胺胶的相应温度140-170℃，时间0.5-0.9min/mm板厚；
(8)、后处理：完成步骤(7)后的粗制品，进行裁边、截断、砂光、修补和检验工作后，即制成五节芒茎杆集成材。
本发明的有益效果是将几乎成为生态危害的五节芒，利用其茎杆作集成材的主要原料，既降低了五节芒的生态危害，又部分地解决了木材资源紧缺的难题，还大大提高了芒杆的经济价值，变废为宝，造福社会。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步详述：五节芒茎杆高达2米以上，茎杆粗0.5-1.5cm，表层富含蜡质和硅质，叶片披针形、互生，叶长25-80cm，叶宽1.5-4cm，木质素主要集中在表层，海绵状结构的髓芯占茎杆的大部，这些结构特性不同于木、竹、麦秸、稻草、棉杆、豆杆、葵花杆，决定着必须用特独的装置和方法，来实现芒杆集成材的生产，如铺料工序、去叶和表层处理的装置与方法、原料改性处理装置与方法、浸胶的装置与方法，本申请属方法专利申请，无法将各装置的结构描述其中，只能将有关装置的创新技术，由本申请人同日再另递交相应的专利申请，将有关技术方案和图纸作充分公开，待专利授权后本申请人的直属实验厂还将生产上述装置，届时请检索参阅和求购。
本五节芒茎杆集成材生产方法经过如下步骤：
(1)、选材与干燥：选直径≥5mm、杆长≥400mm，不霉变和腐烂的五节芒茎杆，干燥至含水率8％-25％；
(2)、铺料、去叶和表层处理：经选料干燥后的茎杆一一纵向平行、互相紧靠、铺排成一层并排料，送入由先至后至少三对上下钢刷辊的五节芒茎杆去叶和表层处理装置的工作辊面之间的缝隙中，进行去叶、除蜡质和除硅质、表面打毛和茎杆开裂；
(3)、改性处理：将经步骤(2)处理后的茎杆料选择性地进行防水、防霉、防腐、阻燃和染色的改性处理，各项改性处理的相应处理液均为公知公用技术，改性处理的方法是原料在处理液中经多次辊压与卸压进行交替吸渗和挤出。制成按设计要求的改性料；
(4)干燥与浸胶：将步骤(3)制得的改性料干燥至含水率4％-15％，浸入胶液中，先后经过至少四对工作辊的压、切、刺、挤中完成施胶，第一对剖切辊，辊面有环形分布的剖切刃，对原料再进行剖切，利于胶液内渗，第二对切压辊，辊面有环形剖切刃和纵向排列的凸齿，对原料切刺和施压，使渗有胶液的原料受压变形后，一部分胶液挤入近旁的无胶区，经过辊压后，原料弹性变形产生负压而吸胶，再进入第三对的压料辊，辊面有凸齿，挤压原料，重复前述挤胶入无胶区和负压吸胶的效果，最后在胶液外的是辊面光滑的挤胶辊，挤出渗入原料中多余的胶液，回收该余胶；浸胶时，脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺胶的固含量分别控制到10％-30％、4％-25％和4％-25％，为利于渗透均应降低胶液的初粘度，上述三种胶的施胶量分别为8％-20％、7％-15％和6％-15％；
(5)、再干燥：将步骤(4)制得的含胶改性料干燥至含水率6％-12％；
(6)定向铺装：将步骤(5)干燥后的原料大致平行纵向铺装成板坯入模具或放入单层或多层热压机中；
(7)胶合成型：选择性地采用模压或平压，板坯入模的进行模压，入单层或多层热压机的采用平压即热压，模压是板坯入模具，压缩至设计的密度，成型后与模具一起放入50-90℃的定型室内经4-24h定型后拆模，将集成材移至温度为25-35℃、湿度为45％-70％的室内，存放12-36h；热压是采用脲醛胶的，控制温度为120-160℃、热压时间0.5-1min/mm板厚，采用酚醛胶相应的温度150--190℃、时间0.4-0.8min/mm板厚，采用三聚氰胺胶的相应温度140-170℃，时间0.5-0.9min/mm板厚；
(8)、后处理：完成步骤(7)后的粗制品，进行裁边、截断、砂光、修补和检验工作后，即制成五节芒茎杆集成材。
从原料收集、粗加工到集成材的制作成功，是一项连续性的通过多步骤、多工序来完成的，无论何种集成材的生产，均需经过选料、干燥、施胶、铺装、胶合、后处理等常规步骤，此外，还增加和改变了如铺料步骤、去叶和表层处理的装置与方法、原料改性处理的装置与方法、浸胶的装置与方法，这些创新技术都是针对五节芒茎杆的结构特征，有针对性地设计的，从而使将造成生态危害的五节芒开拓了新的应用领域，减少和避免了将造成的生态危害，同时部分地解决了人造材的原料紧缺困难，趋利避害，造福社会。
Claims (1)
1.一种五节芒茎杆集成材生产方法，其特征是经过如下步骤：
(1)、选材与干燥：选直径≥5mm、杆长≥400mm，不霉变和腐烂的五节芒茎杆，干燥至含水率8％-25％；
(2)、铺料、去叶和表层处理：经选料干燥后的茎杆一一纵向平行、互相紧靠、铺排成一层并排料，送入由先至后至少三对上下钢刷辊的五节芒茎杆去叶和表层处理装置的工作辊面之间的缝隙中，进行去叶、除蜡质和除硅质、表面打毛和茎杆开裂；
(3)、原料的改性处理：将经步骤(2)处理后的茎杆料选择性地进行防水、防霉、防腐、阻燃和染色的改性处理，各项改性处理的相应处理液均为公知公用技术，改性处理的方法是原料在处理液中经多次辊压与卸压进行交替吸渗和挤出，制成按设计要求的改性料；
(4)干燥与浸胶：将步骤(3)制得的改性料干燥至含水率4％-15％，浸入胶液中，先后经过至少四对工作辊的压、切、刺、挤中完成施胶，第一对剖切辊，辊面有环形分布的剖切刃，对原料再进行剖切，利于胶液内渗，第二对的压切辊，辊面有环形剖切刃和纵向排列的凸齿，对原料切刺和施压，使渗有胶液的原料受压变形后，一部分胶液挤入近旁的无胶区，通过辊压，原料弹性变形产生负压而吸胶，再进入第三对的压料辊，辊面有凸齿，挤压原料，重复前述挤胶入无胶区和负压吸胶的效果，最后在胶液外的是辊面光滑的挤胶辊，挤出渗入原料中多余的胶液，回收该余胶；浸胶时，脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺胶的固含量分别控制到10％-30％、4％-25％和4％-25％，为利于渗透均应降低胶液的初粘度，上述三种胶的施胶量分别为8％-20％、7％-15％和6％-15％；
(5)、再干燥：将步骤(4)制得的含胶改性料干燥至含水率6％-12％；
(6)定向铺装：将步骤(5)干燥后的原料大致平行纵向铺装成板坯入模具或放入单层或多层热压机中；
(7)胶合成型：选择性地采用模压或平压，板坯入模的进行模压，入单层或多层热压机的采用平压即热压，模压是板坯入模具，压缩至设计的密度，成型后与模具一起，放入50-90℃的定型室内经4-24h定型后拆模，将集成材移至温度为25-35℃、湿度为45％-70％的室内，存放12-36h；热压是采用脲醛胶的，控制温度为120-160℃、热压时间0.5-1min/mm板厚，采用酚醛胶相应的温度150--190℃、时间0.4-0.8min/mm板厚，采用三聚氰胺胶的相应温度140-170℃，时间0.5-0.9min/mm板厚；
(8)、后处理：完成步骤(7)后的粗制品，进行裁边、截断、砂光、修补和检验工作后，即制成五节芒茎杆集成材。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120620 Termination date: 20121225 |