CN102172940A - 一种高密度重组木材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高密度重组木材的生产方法，经刨削、高温蒸汽处理、烘干、浸胶、沥胶、胶后烘干、整理或编织、平衡养生、压制成型、高温固结等步骤制成板材和重组模块木料，其密度可达到0.7～1.2kg/cm3，纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。本发明方法工序简单，利用废弃的次次小薪材和次小加工木材生产板材和模块木料，变废为宝，大大节约森林资源，是理想的原木替代品。
Description
技术领域
本发明涉及一种重组木板和重组木材模块料的生产工艺，一种以速生材、小径材、薪材、次加工木材为原料，特别是一种利用薄木片角边料替代原木生产重组木板和重组木材模块料的方法。
背景技术
资源过渡开发、环境污染、气候变暖已成不争的事实，随着家具、地板、造纸等行业的迅猛发展，大量的原木资源被消耗，森林资源日益减少，不但使森林资源遭到了极大的破坏，还引发了水土流失、环境恶化等问题。但是家具、地板市场需求量却仍然有增无减。
在使用原木生产板材时，利用率较低，会产生大量的边角料；且需要对原木进行较长时间的时效处理和脱脂、防腐等预处理。多数原木还存在开裂，变形，不耐水，不耐晒等缺点。目前，市场上利用速生材旋切单板生产的科技木密度均在0.75g/cm3以下，只能用于要求较低的装饰领域。
随着我国建筑行业的发展，木材加工业也随之兴旺。大量的木材加工业企业在生产过程中会产生大量的废弃边角料，这些边角料大多数当作垃圾处理，造成了巨大的浪费。在国家森林资源日益减少的情况下，利用废弃边角料制备重组木板和重组木材模块料，不但可以节约珍贵的自然资源，还有利于环境保护。
利用速生材、小径材、薪材和次加工木材替代原木生产重组木板和重组木材模块料的方法已成为时事的必然选择。
发明内容
本发明目的在于提供一种以速生材、小径材、薪材、枝干和废弃或低价值的次加工木材为原料，经刨削、旋切、挤压破碎工艺加工成薄木片或细木条，施胶、压制、固化生产工艺，生产重组木板和重组木材模块料的方法，生产工艺简单，胶合成型的重组木板和重组木模块料产品具有纹理丰富、色泽丰富、性能稳定等优点，可以直接用于加工地板、家具、建筑。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种高密度重组木材的生产方法，采用如下步骤：
(1)将次加工材，和/或速生材，和/或小径材，和/或薪材加工成薄木片或细木条；
(2)将步骤(1)处理后的薄木片或细木条送入高压釜内，通入高温蒸汽，进行碳化处理；
(3)将步骤(2)处理后的薄木片或细木条烘干或放置自然晾干；
(4)对步骤(3)处理后的薄木片或细木条，使用链式施胶方式或胶池浸胶方式施胶；
(5)对步骤(4)处理后的薄木片或细木条，使用离心方式、或悬挂方式、或装框沥水方式，去除薄木片或细木条上多余的液态胶水；
(6)将步骤(5)处理后的薄木片或细木条烘干；
(7)将步骤(6)处理后的薄木片或细木条，在恒温恒湿环境中平衡养生；
(8)对步骤(7)处理后的薄木片或细木条进行整理组模，和/或编织组模，然后压制成型。
2.如权利要求1所述的重组木材的生产方法，进一步地，所述步骤(8)进一步为：
(8-1)对步骤(7)处理后的薄木片或细木条进行整理组模或编织组模后，经送料斗将组模后的薄木片或细木条送入压机，冷压成型；
(8-2)将步骤(8-1)处理后形成的重组模块木材连同模具一起置于高温下，使树脂固结。
进一步地，所述步骤(8)进一步为：将步骤(7)处理后的薄木片或细木条进行整理组模或编织组模，然后送入热压机，压制成型。
进一步地，步骤(1)中采用刨削，和/或旋切，和/或挤压破碎的方式进行加工：使用刨削设备将直径80mm以下的不规则的小径材、小薪材以及木材边角料刨削成0.2～3.5mm厚的薄木片，或使用旋切方式将径值大于80mm的速生材原木切削成0.2～3.5mm厚的薄木片，或使用挤压破碎机将径值小于80mm的不规则小径材、小薪材、枝干破碎成0.2～6mm的细木条。
进一步地，所述速生材为杨木、柳木、桉木、楸木、梧桐中的一种或几种；所述薄木片为旋切木板边角料、科技木边角料、次加工材、小径材、薪材、枝干、速生材中的一种或几种刨削、旋切而得的薄木片。
进一步地，步骤(2)中所述高温蒸汽温度为100℃～140℃，所述蒸汽压力控制在1Mpa～6Mpa，保压时间0.5～4.5h，其使薄木片和细木条中的脂类、糖类成分碳化，达到脱脂脱糖的目的，以增强后续的胶粘性能以及防霉防腐效果。
进一步地，步骤(4)中的链式施胶方式为使薄木片或细木条随同输送带一起送入胶粘剂溶液池里，使其均匀附胶；或，胶池浸胶方式为把薄木片装框，浸入胶池浸胶；使用的胶粘剂为酚醛胶或酚醛树脂溶液。
进一步地，步骤(6)中，在≤60℃的环境下进行烘干，使其含水率至5％-20％，所述烘干为链式烘房烘、或烘干窑烘、或晒干、或自然凉干。
进一步地，步骤(7)中，在平衡养生房内，温度控制在10℃-35℃，空气湿度控制在55-75％，养生1-20天，使薄木片或细木条含水率控制在10％-18％。
进一步地，冷压时，压力控制在10Mpa～24Mpa之间，重组模块木材的密度达到0.75～1.3g/cm3；或，热压时，压力控制在8Mpa～24Mpa，温度控制在95～145℃，保压时间为15～120分钟，重组木板密度达到0.75～1.3g/cm3。
本发明生产的重组木材密度达到0.75～1.3g/cm3，各项机械性能、化学性能均达到或超过普通高档木材。比如：静曲强度、表面硬度、抗腐蚀、防虫蛀性能均有较大提高，利用旋切木板、刨削薄木片和挤压破碎而成的细木条，经高温蒸汽碳化处理、烘干、施胶、去胶、胶后烘干、平衡养生、整理、压制成型、高温固结(热压过程：压制与胶水固化同时完成)等步骤制成的重组木板和重组木材模块料，其密度可达到0.75～1.3千克/厘米3，且纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。
附图说明
图1为刨削设备示意图
图2为挤压破碎机原理图
图3为链式施胶方式示意图
图4为烘晒一体链式烘房示意图
图5为送料斗示意图
图中：
1-装料箱，2-待加工原料，3-刨削往复运动，4-装料箱，5-刨削刀和刨削平台，6-薄木片
7-小径材，8-滚压轮，9-挤压破碎后的细木条，10-滚压轮
11-输送链，12-出料口，13-胶池，14-原料，15-喂料口
16-喂料口，17-透明塑料薄膜顶棚(采光防雨)，18-出料口，19-隔热支撑墙，20-顶层烘干用网状输送带，21-二层烘干用网状输送带，22-底层烘干用网状输送带
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
本发明的一个优选实施例可以如下：
一种0.75-1.3g/cm3密度的重组木材的生产工艺，其特征是包括以下步骤：
a.使用刨削、旋切、挤压破碎方法将次加工材、速生材、小径材、薪材加工成薄木片或细木条。薄木片的厚度控制在0.2～3.5mm，细木条的径值控制在0.2～6mm；使用刨削设备将直径80mm以下的不规则的小径材、小薪材以及具有一定使用价值的木材边角料刨削成0.2～3.5mm厚的薄木片；使用旋切方式将径值大于80mm的速生材原木切削成0.2～3.5mm厚的薄木片；使用挤压破碎机将径值小于80mm的不规则小径材、小薪材、枝干破碎成0.2～6mm的细木条；
b.将经步骤a处理后的薄木片、细木条送入高压釜内，通入高温蒸汽(100℃～140℃)，蒸汽压力控制在1Mpa～6Mpa，保压时间0.5～4.5h，进行碳化处理，使薄木片和细木条中的脂类、糖类成分碳化，达到脱脂脱糖的目的，以增强后续的胶粘性能以及防霉防腐效果。
c.将经步骤b处理薄木片或细木条烘干，使其含水率降至5％～25％以下；
d.对经步骤c处理的薄木片或细木条，使用链式施胶方式或胶池浸胶方式施胶。链式施胶方式：薄木片或细木条随同输送带一起送入胶粘剂溶液池里，使其均匀附胶；胶池浸胶方式：把薄木片装框，浸入胶池浸胶。使用的胶粘剂为酚醛胶；胶粘剂的用量为：胶粘剂固体含量与原料占比(重量比1∶5～1∶20)；
e.把经步骤d处理的薄木片或细木条，使用离心方式、悬挂方式、装框沥水方式，去除薄木片上多余的液态胶水；
f.把经步骤e处理的薄木片或细木条在≤60℃环境下烘干，使其含水率至5％-20％；可使用方法有：链式烘房烘、烘干窑烘、晒、自然凉干。
g.把经步骤f处理后薄木片或细木条，在恒温恒湿环境中平衡养生1-20天，使薄木片或细木条含水率控制在10％-18％。
h.对经g步骤处理的薄木片或细木条进行整理组模或编织组模，将薄木片或细木条整理或编织纳入模具后经送料斗将整理后的薄木片或细木条送入压机，冷压成型，压制压力控制在10Mpa～24Mpa之间，重组模块木材的密度达到0.75～1.3g/cm3；
i.将经h步骤形成的重组模块木材连同模具一起置于100℃～155℃高温下，使木材内含有的树脂固结，固化所需时间8～16小时。
j.把经g步骤处理的薄木片或细木条，整理组模或编织组模，然后送入热压机，压制成型，压制压力控制在8Mpa～24Mpa，温度控制在95～145℃，保压时间为15～120分钟(时间与板材厚度成正比，板厚每增加1mm保压时间增加3分钟)，重组木板密度达到0.75～1.3g/cm3。
参照图2，小径材、薪材、次加工木材从两滚轮中通过，被挤压成细木条。将小径材、小薪材、次加工木材放置在装料箱体中，装料箱在刨削平台上来回往复运动，经过刨削刀时，原料被刨削成0.2～3.5mm厚的薄木片。
本实施例所述的次加工木材是指材质低于针、阔叶树加工用原木最低等级，但具有一定利用价值的次加工原木，包括厚度为0.5～2.5mm的旋切木板边角料、科技木边角料。
本实施例所述的小径材、小薪材是直径80mm以下或长度2m以下的次小径材和枝条。
本实施例所述的脱脂脱糖方法是把薄木片或细木条送入高压蒸汽釜内，通入高温蒸汽(100℃～140℃)，蒸汽压力控制在1Mpa～6Mpa，保压0.5～3.5h，进行碳化处理。
本实施例所述的方法中，在施胶前，即可用物理方法(高温蒸汽碳化)对小径材、薪材、次加工木材进行处理，也可用化学方法(双氧水或烧碱蒸煮)进行脱脂，经过物理或化学处理的木材组织结构发生变化，更容易吸胶。
本实施例所述的链式施胶：薄木片或细木条随同输送链进入胶池，经过液态胶粘剂，以达到布胶目的。通常的浸胶方式是静止浸胶，薄木片或细木条之间受液体胶粘剂的范德华力作用，常有小气泡排不出来，影响薄木片或细木条的均匀布胶。使用链式施胶方式，薄木片在胶池中处于运动状态，在输送链的摩擦力与液体阻力作用下，液体范德华力很容易被抵消，使小气泡排出，从而保证布胶均匀性。
本实施例步骤d中所述的胶粘剂为酚醛树脂溶液；酚醛树脂溶液与木材的重量比为1∶5～1∶20。酚醛胶具有耐温、耐晒、耐腐蚀的优点，生产出的木材产品的性能优于普通木材，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理。
步骤e中运用悬挂方式、离心方式和装框沥水方式，把多余的胶粘剂去除。胶粘剂过多或过少都会影响产品的粘结性能。采用悬挂或离心方式，使薄木片或细木条表面附一层均匀胶膜。
步骤f中对施胶后的薄木片或细木条进行烘干处理时，应视不同的胶水固化温度，严格控制烘干温度，不得高于胶水固化温度。烘干后木材的水分保持在8％～20％之间。可使用方法有：链式烘房烘、烘干窑烘、晒、自然凉干。其中链式烘房集烘与晒为一体设计。
步骤g中的平衡养生是指把烘干后的薄木片或细木条置于恒温恒湿环境中，放1-20天，使薄木片含水率控制在10％-18％。运用湿度控制系统增湿除湿。
步骤h中对烘干后的木材进行整理，可以将木材捆扎成均匀的把子，或直接装箱，然后以送料斗将整理后的薄木片或细木条送入压机，冷压成型，压制压力控制在10Mpa～24Mpa之间。
该送料斗能保证送料整齐、顺利。
步骤i中的固结温度优选为120℃，固化时间优选为10小时。
步骤j中热压机压制压力控制在8Mpa～24Mpa之间，固化温度优选105℃，保压时间为15～45分钟(时间与板材厚度成正比，每增加1mm需增加3分钟)。
实施例1
选用1.0～1.5mm厚的旋切科技木边角料，置于高压釜内，通入高温蒸汽对其进行处理1～1.5h，蒸汽汽压3Mpa，温度135～140℃。
出釜后，趁热将其抖散，放置1～7天，使薄木片含水率降至20％以下，以便木材更好吸胶。
在链式施胶设备上，对薄木片施胶，使用酚醛树脂溶液，浸胶时间为1分钟，使薄木片充分吸胶。
把浸胶后的薄木片悬挂在输送架上，沥去薄木片上多余的胶水。
在55℃的温度下烘干，使其含水率为10～20％。
将薄木片捆扎成均匀的把子，长度为1.93米，重量为3～10Kg。
将把子放在平衡养生房内，养生3～15天。平衡养生房内的温度控制在25℃，空气湿度控制在60％，使薄木片含水率保持在12～16％之间。
用送料斗将薄木片把子入送液压机，压制成型，压力为17～18Mpa。
将压制成型的半成品送入高温固化设备进行固结定型，使酚醛胶充分固结。固结温度为135℃，固结时间为13小时，得重组模块木料成品。该重组模块木料纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。
实施例2
选用3～8cm直径的杂木杆，将若干杂木杆装入刨削设备内，刨削成厚度为0.5～1.5mm的薄木片。
用2％双氧水蒸煮1.5小时。
用高温蒸汽对其进行处理2.5小时，蒸汽汽压为2Mpa，温度为115～125℃。
在链式施胶设备上对其进行浸胶，使用酚醛树脂溶液，浸胶时间为1分钟，使薄木片充分吸胶。
将浸胶后的薄木片装入框中沥去多余的胶水，沥胶时间为0.5～2小时。
胶后烘干，温度为50℃，将浸胶后的薄木片烘干，使其水分含量为10～20％。
将烘干后的薄木片放置在平衡养生房里养生3～15天，平衡养生房内的温度控制在30℃，湿度控制在65％，使薄木片含水率保持在12～16％之间。
将薄木片均匀装入装料箱内，在使用送料斗把薄木片送入压机，压制成型，压力为16～18Mpa。
将压制成型的半成品送入高温固化设备进行固结定型，使酚醛树脂充分固结。固结温度为152℃，固结时间为15小时，得重组模块木料成品。该重组模块木料纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。
实施例3
选用1.0～1.5mm厚的旋切科技木边角料，置于高压釜内，通入高温蒸汽对其进行处理1～1.5h，蒸汽汽压3Mpa，温度135～140℃。
出釜后，科技木原来的胶粘剂失效，趁热将薄木片抖散。
用编绳机将薄木片编织成绳索。
在链式施胶设备上对其进行浸胶，使用酚醛树脂溶液，浸胶时间为1分钟，使薄木片绳索充分吸胶。
沥去浸胶后薄木片绳索上多余的胶水，沥胶时间为0.5～2小时。
胶后烘干，温度为58℃，将浸胶后的薄木片烘干，使其水分含量为10～20％。
将烘干后的薄木片绳索放置在平衡养生房里养生3～15天，平衡养生房内的温度控制在32℃，湿度控制在68％，使薄木片绳索含水率保持在12～16％之间。
将薄木片绳索装入装料箱内，在使用送料斗把薄木片绳索送入压机，压制成型，压力为16～18Mpa。
将压制成型的半成品送入高温固化设备进行固结定型，使酚醛树脂充分固结。固结温度为125℃，固结时间为15小时，得重组模块木料成品。该重组模块木料纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。该模块木料花纹图案更加丰富。
实施例4
选用1.0～2.5cm厚度的旋科技木边角料，送入高压釜内，用高温蒸汽对其进行处理2小时，蒸汽汽压为1.5Mpa，温度为135～140℃。
烘干，使木材水分含量降至20％以内。
将烘干后的薄木片，在链式施胶设备上进行浸胶，使用酚醛树脂溶，浸泡时间为1.5分钟，使木材充分吸收树脂。
胶后烘干，温度控制在50℃以下，使其水分含量为10～18％。
将薄木片均匀铺置在料斗内，送入热压机内压制。压力为10～12Mpa。温度95～110℃，压制时间为45分钟。压制成型的板材厚度为2.5cm。
重组模块木料成品。该重组模块木料纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。
实施例5
选用径值为10～30mm的桑枝条，去皮，挤压破碎成径值为2～6mm细木条，细木条之间破而不碎，相互连着。
将经破碎的桑技细木条捆扎成把，送入高压釜内，用高温蒸汽对其进行处理2小时，蒸汽汽压为2.5Mpa，温度为130～135℃。
烘干，使木材水分含量降至20％以内。
将烘干后的桑枝细条，装框浸胶，使用酚醛树脂溶，浸泡时间为15分钟，桑枝细条吸收树脂。
胶后烘干，温度控制在50℃以下，使其水分含量为10～18％。
将桑枝细条捆扎成均匀把子，铺置在料斗内，送入压机，冷压成型。压力为18～21Mpa。
连同模具一道送入固化房，固化温度控制在110～140℃，固结时间9小时。
经固化工艺的重组木材模块料随同模具一道降温，待温度降至常温时，脱模。即得重组木材模块料成品。
该重组木材模块料纹理独特、质地细腻、性能优越，无需防虫、防霉、防腐、防开裂等处理，可以直接用于地板、家具、建筑等领域，具有不易开裂、变形等特点。
本发明方法工序简单，利用速生材、小径材、薪材和次加工木材重组木板和重组木材模块料，变废为宝，能大大地节约资源，是原木的理想替代品。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高密度重组木材的生产方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)将次加工材，和/或速生材，和/或小径材，和/或薪材加工成薄木片或细木条；
(2)将步骤(1)处理后的薄木片或细木条送入高压釜内，通入高温蒸汽，进行碳化处理；
(3)将步骤(2)处理后的薄木片或细木条烘干或放置自然晾干；
(4)对步骤(3)处理后的薄木片或细木条，使用链式施胶方式或胶池浸胶方式施胶；
(5)对步骤(4)处理后的薄木片或细木条，使用离心方式、或悬挂方式、或装框沥水方式，去除薄木片或细木条上多余的液态胶水；
(6)将步骤(5)处理后的薄木片或细木条烘干；
(7)将步骤(6)处理后的薄木片或细木条，在恒温恒湿环境中平衡养生；
(8)对步骤(7)处理后的薄木片或细木条进行整理组模，和/或编织组模，然后压制成型。
2.如权利要求1所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，所述步骤(8)进一步为：
(8-1)对步骤(7)处理后的薄木片或细木条进行整理组模或编织组模后，经送料斗将组模后的薄木片或细木条送入压机，冷压成型；
(8-2)将步骤(8-1)处理后形成的重组模块木材连同模具一起置于高温下，使树脂固结。
3.如权利要求1所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，所述步骤(8)进一步为：将步骤(7)处理后的薄木片或细木条进行整理组模或编织组模，然后送入热压机，压制成型。
4.如权利要求1-3中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，步骤(1)中采用刨削，和/或旋切，和/或挤压破碎的方式进行加工：
使用刨削设备将直径80mm以下的不规则的小径材、小薪材以及木材边角料刨削成0.2～3.5mm厚的薄木片，或
使用旋切方式将径值大于80mm的速生材原木切削成0.2～3.5mm厚的薄木片，或
使用挤压破碎机将径值小于80mm的不规则小径材、小薪材、枝干破碎成0.2～6mm的细木条。
5.如权利要求1-4中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，所述速生材为杨木、柳木、桉木、楸木、梧桐中的一种或几种；所述薄木片为旋切木板边角料、科技木边角料、次加工材、小径材、薪材、枝干、速生材中的一种或几种刨削、旋切而得的薄木片。
6.如权利要求1-5中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述高温蒸汽温度为100℃～140℃，所述蒸汽压力控制在1Mpa～6Mpa，保压时间0.5～4.5h，其使薄木片和细木条中的脂类、糖类成分碳化，达到脱脂脱糖的目的，以增强后续的胶粘性能以及防霉防腐效果。
7.如权利要求1-6中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，步骤(4)中的链式施胶方式为使薄木片或细木条随同输送带一起送入胶粘剂溶液池里，使其均匀附胶；或，胶池浸胶方式为把薄木片装框，浸入胶池浸胶；使用的胶粘剂为酚醛树脂或改性酚醛树脂溶液。
8.如权利要求1-7中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，步骤(6)中，在≤60℃的环境下进行烘干，使其含水率至5％-20％，所述烘干为链式烘房烘、或烘干窑烘、或晒干、或自然凉干。
9.如权利要求1-8中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，步骤(7)中，在平衡养生房内，温度控制在10℃-35℃之间，空气湿度控制在50％-80％之间，养生1-20天，使薄木片或细木条含水率控制在10％-18％。
10.如权利要求1-3中任一项所述的高密度重组木材的生产方法，其特征在于，冷压时，压力控制在10Mpa～24Mpa之间，重组木材的密度达到0.75～1.3g/cm3；或，热压时，压力控制在8Mpa～24Mpa，温度控制在95～145℃，保压时间为15～120分钟，重组木材的密度达到0.75～1.3g/cm3。
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