CN103072173B

CN103072173B - 一种白千层纤维板及其制备方法

Info

Publication number: CN103072173B
Application number: CN201310007125.2A
Authority: CN
Inventors: 徐伟亮; 曾志斌; 李凯夫; 徐成果
Original assignee: GUANGDONG GUANGXIN PACO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG GUANGXIN PACO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: CN103072173A

Abstract

本发明公开一种白千层纤维板的制备方法，所述方法包括以下步骤：（1）削片：将白千层削片制成木片，所述木片的厚度小于3mm，含水率为40~50%；（2）蒸煮：将木片蒸煮软化，蒸煮温度为160~170℃，压力为0.6~0.9MPa、时间为5min；（3）热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，热磨后得木材纤维；（4）将步骤（3）所得木材纤维喷石蜡和胶，然后干燥，铺装成板坯，预压后经过热压机进行热压即得白千层纤维板。本发明所述方法首次采用白千层作为纤维板的制备原料，经过反复研究发现采用所述工艺条件的组合可得到强度和耐水性优异的纤维板。同时，本发明还公开了采用所述方法制备得到的白千层纤维板。

Description

一种白千层纤维板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纤维板及其制备方法，尤其是一种用白千层木材制备中/高密度纤维板的方法以及采用所述方法制备得到的白千层纤维板。

背景技术

2010年全国新增中高密度纤维板生产能力369万m3，全国已投产的700多条生产线总产能已达4500万m3。2011年在建项目设计生产能力高达892万m3，预计到2012年底全国中高密度纤维板生产能力接近5500万m3。

我国是世界上森林资源比较贫乏的国家之一，与对木材的需求比较，可供采伐的成熟林明显不足，因此，每年都要从国外大量进口木材，而且数量在逐年增加。据有关部门估计，今后我国每年的木材缺口将达到4000万m3-6000万m3。

中高密度纤维板生产是资源依赖型生产，随着我国中高密度纤维板生产能力的快速发展，原材料供需矛盾日渐紧张。尽管近几年我国速生丰产林种植面积不断增加，可供其使用的木材资源也逐年增加，但还是跟不上行业对木材资源消耗的增长需求，原料问题逐步成为制约我国中/高密度纤维板生产能力发展的主要因素之一。我国不同地区由于木材资源状况、经济发展水平、建设条件、生产线密集程度、距离消费市场的远近等多方面因素的不同，其中/高密度纤维板生产能力发展前景也各不相同。目前，国内中高密度纤维板企业发展的主要瓶颈是原料短缺，开发新树种木材制板已成趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种用白千层木材制备而成的白千层纤维板，同时本发明提供了所述白千层纤维板的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种白千层纤维板的制备方法，包括以下步骤：

（1）削片：将白千层削片制成木片，所述木片的厚度小于3mm，所述木片的含水率为40~50%；

（2）蒸煮：将木片蒸煮软化，蒸煮温度为160~170℃，压力为0.6~0.9MPa、时间为5min；

（3）热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，所述热磨设备的磨片表面分为磨区、过渡区和进料区，所述磨区的长度为140~220mm，磨齿的深度为10mm，两个磨齿之间的间隙为10~15mm，所述过渡区和磨区之间设置3~5条阻料筋，木片在热磨设备中的研磨压力为0.6~1.2MPa，热磨后得木材纤维；

（4）干燥：将步骤（3）所得木材纤维喷石蜡和胶，然后送入干燥管道进行干燥，干燥管道的入口热空气温度为110~230℃，木材纤维的含水率为60~80%，干燥管道的出口热空气温度为60~70℃，纤维含水率为8~13%；

（5）预压成型：将干燥后的木材纤维铺装成板坯，然后预压成型；

（6）热压：将预压成型后的板坯经过热压机进行热压，热压后冷却，即得白千层纤维板。

白千层木材属散孔材，轴向薄壁细胞组织含量较高，木射线多而细，径切面可见射线斑，边心材区别明显，边材灰褐色，新材灰红褐色，生长轮略明显，木材光泽，木材发脆，干燥有翘裂。白千层木材气干密度为0.75g/cm³~0.800.75g/cm³，属较重，木材体积干缩系数为0.490，属中等。本发明首次采用白千层用于制备纤维板，为纤维板的制备开发了一种新的树种。

削片、蒸煮和热磨工序是制备白千层纤维板中极为重要的环节，其磨出纤维的质量直接影响到生产工艺和产品质量，还影响产品二次加工的工艺和质量。热磨设备中的磨片齿形、木片的形态和含水率，木片蒸煮效果，热磨机的操作和调整等对白千层纤维的质量产生不同程度的影响。本发明所述白千层纤维板的制备方法中，在削片工艺中，白千层木片的大小必须均匀，外形应为片状，且厚度尽可能薄，最好控制在3mm以内；从加工木片的设备来看，最好采用盘式削片机制备白千层木片。木片的含水率太低、则蒸煮不好，而含水率太高，会增加干燥时间，提高产品的成本；发明人经过研究，发现当木片的含水率为40~50%时，不仅不会影响蒸煮效果，而且不会提高产品的成本。

在蒸煮工艺中，木片蒸煮的目的是为了使木片软化，以降低热磨机解纤的功率消耗，并得到粗细适中而柔软的纤维。木片蒸煮的温度太高、压力太大、时间太长，则容易使木材纤维变黑，静盘间容易积碳，从而影响纤维质量；反之，则有可能蒸煮不透而使纤维质量变差。发明人经过反复研究，发现当采用上述所述蒸煮工艺时，蒸煮所得木材纤维的质量最佳。

热磨设备的磨片对木材纤维的加工质量有很大影响，将磨片表面分为磨区、过渡区和进料区三部分，磨区的动盘和静盘部分应该是相互平行的，有利于解纤。在过渡区部分，动、静盘磨齿之间应有一个较小的楔角（空隙），以利于进料，揉搓木片和保护过渡区的齿不被打坏。，以利于进料，揉搓木片和保护过渡区的齿不被打坏。而在进料区，动、静盘磨齿之间的楔角（空隙）应比过渡区更大，以利于均匀进料，并保护进料区的磨齿不会因齿大、磨损小，在磨片使用过一段时间后，发生齿与齿的相碰，致使磨区之间的间隙增大，从而造成解纤不良。磨区磨齿的斜度要合适，太斜则木片在磨机内停留时间长，纤维形态虽较好，但产量小，功耗大；斜度太小，则木片在磨室的停留时间短，纤维形态短碎，但产量大，功耗小。本发明所述白千层木片应采用斜度相对大一些的齿形。磨区的长度一般为140~220mm之间，磨齿的深度一般为10mm左右，磨片磨损后磨齿的深度在3mm以下时，应该立即更换磨片，两个磨齿之间的间隙（空隙）应当在10~15mm范围内。在磨片的过渡区和磨区分别还有一些阻料筋，两齿间的设置条数为3~5条。磨齿的厚度为3~4mm左右范围为宜，磨片主要采用双向斜齿。

热磨机动静盘之间的平行度一般要求在0.2mm内，而且主轴进行间隙调整时的偏差各个方向不得大于0.1mm。研磨压力保持在0.6~1.2MPa，研磨的液压压力要高于热磨机蒸气压力的3~5%。蒸煮罐的压力大于磨室压力0.05MPa左右。木塞螺旋的作用除了将蒸煮罐内的蒸汽封住，并将木片送进蒸煮罐内之外，最好还能将木片中多余的水分排出，并平衡进入蒸煮罐的木片的水分。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（3）中热磨后所得木材纤维的滤水度为20~25s，纤维筛分值为：1.25mm以上的小于10%、1.25~0.25mm的大于70%、0.25~0.125mm的小于20%。实际生产中，粗、细纤维的比率可增加到2mm以上不超过20%，0.125mm以下不超过10%。当纤维松散密度为16~22kg/m³（纤维含水率为8%左右）时，可压制合格的中密度纤维板；纤维松散密度为25~35kg/m³时，可压制成理想的高密度纤维板。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（4）中木材纤维喷的胶为脲醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的8~13%。所采用的脲醛树脂的固体含量较大，有合适的固化速度，初粘度小，渗透性好，不易使纤维粘结成团，游离甲醛低，使用时间长，储存稳定，与其他添加剂有较好的混溶性。步骤（4）中所喷的石蜡为防水剂，石蜡外观为白色或黄色，熔点为48~58℃。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（4）中木材纤维喷的胶为酚醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的8~13%。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（5）中预压压缩率为65~85%，回弹率为15~30%。成型时要求纤维不结团、不聚集、散布均匀。自然交织良好；板坯密度应均匀，厚薄一致，在生产中厚板时，单位面积上的重量误差不应大于±3%；板坯应具有一定的密实度，以减少压机的开档，并便于运输；板坯铺装后经刮平辊刮去5-10%的纤维。预压压缩率一般在65-85%，回弹率则多为15-30%。预压后的板坯厚度与成品厚度比约为(5-8)：1。板坯宽度方向伸张约5%。连续热压工艺的预压机引伸段两侧加有挡板以减少裁边量。板坯的预压过程分为缓慢压缩的排气阶段、高压压缩阶段和保压阶段，一般的保压时间为10-30s。板坯中的水分可以增加纤维可塑性和板坯的导热性，但板坯含水率必须控制适当，一般控制在8%-12％，厚板取下限，薄板取上限。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（5）预压后板坯厚度与成品厚度的比为5~8:1，板坯宽度方向伸张5%。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（6）中采用间歇热压机进行热压，热压温度为160~180℃，热压压力为2.3~3.5MPa，1mm板厚的热压时间为18~25s。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（6）中采用间歇热压机进行热压，热压温度为185~195℃，热压压力为2.3~3.5MPa，1mm板厚的热压时间为18~25s。

作为本发明所述白千层纤维板的制备方法的优选实施方式，所述步骤（6）中采用连续热压机进行热压，所述连续热压机的热压温度分为接触阶段、升温阶段和保温阶段，所述接触阶段的温度为160℃，所述升温阶段的温度为190℃，所述保温阶段温度为升温阶段温度的75%。

热压机按加压方式分为间歇平压、连续平压、连续辊压三大类。间歇压机的热压温度通常是指热压板的温度，一般采用脲醛树脂胶时为160-180℃，采用酚醛树脂胶时为185-195℃；热压压力为2.5-3.5MPa；1mm板厚的热压时间为18-25s。连续平压压机一般加热温度较高，热介质温度为240-260℃，热压板温度在220-220℃之间。连续压机的热压温度一般分为多个独立的加热区段。接触阶段：板坯进入压机进料口，蓬松刚受压，导热性差，一般取略低温度160℃，以减少预固化层。板坯表层温度达60-70℃。升温阶段：板坯进入楔形部位急剧压缩，大量空气排出&含水率高，有利导热和芯层预热，板坯迅速升温。板坯表层温度达190℃，芯层温度达70℃。保温阶段：第三段温度根据实际而定，一般为第二段的75%。芯层温度达100-110℃

另外，本发明还提供了一种采用如上所述方法制备得到的白千层纤维板。

本发明所述白千层纤维板的制备方法，首次采用白千层作为纤维板的制备原料，根据白千层的特性，经过反复研究发现当采用所述工艺条件的组合时，制备得到的白千层纤维板不仅能够防白蚁、放霉变、成本低、毒性小，而且所得纤维板的强度和耐水性能得到显著的提高。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种白千层纤维板，采用以下步骤制备而成：

（1）削片：将白千层木材经削片制成木片，所述木片的厚度为2.5mm，所述木片的含水率为50%；

（3）热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，所述热磨设备的磨片表面分为磨区、过渡区和进料区，所述磨区的长度为140~220mm，磨齿的深度为10mm，两个磨齿之间的间隙为10~15mm，所述过渡区和磨区之间设置3~5条阻料筋，木片在热磨设备中的研磨压力为0.6~1.2MPa，热磨后得木材纤维所得木材纤维的滤水度为20s，纤维筛分值为：1.25mm以上的8%、1.25~0.25mm78%、0.25~0.125mm的14%；

（4）干燥：将步骤（3）所得木材纤维喷石蜡和脲醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的8%，然后送入干燥管道进行干燥，干燥管道的入口热空气温度为110~230℃，木材纤维的含水率为60~80%，干燥管道的出口热空气温度为60~70℃，纤维含水率为8~13%；

（5）预压成型：将干燥后的木材纤维铺装成板坯，然后预压成型，预压压缩率为65~85%，回弹率为15~30％，预压后板坯厚度与成品厚度的比为5~8:1，板坯宽度方向伸张5%；

（6）热压：将预压成型后的板坯经过热压机进行热压，采用间歇热压机进行热压，热压温度为160~180℃，热压压力为2.3~3.5MPa，1mm板厚的热压时间为18~25s，热压后冷却，即得白千层纤维板。

实施例2

一种白千层纤维板，采用以下步骤制备而成：

（1）削片：将白千层木材经削片制成木片，所述木片的厚度为2mm，所述木片的含水率为40%；

（3）热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，所述热磨设备的磨片表面分为磨区、过渡区和进料区，所述磨区的长度为140~220mm，磨齿的深度为10mm，两个磨齿之间的间隙为10~15mm，所述过渡区和磨区之间设置3~5条阻料筋，木片在热磨设备中的研磨压力为0.6~1.2MPa，热磨后得木材纤维所得木材纤维的滤水度为25s，纤维筛分值为：1.25mm以上的为5%、1.25~0.25mm的为87%、0.25~0.125mm的为8%；

（4）干燥：将步骤（3）所得木材纤维喷石蜡和酚醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的10%，然后送入干燥管道进行干燥，干燥管道的入口热空气温度为110~230℃，木材纤维的含水率为60~80%，干燥管道的出口热空气温度为60~70℃，纤维含水率为8~13%；

（6）热压：将预压成型后的板坯经过热压机进行热压，采用间歇热压机进行热压，热压温度为185~195℃，热压压力为2.3~3.5MPa，1mm板厚的热压时间为18~25s，热压后冷却，即得白千层纤维板。

实施例3

一种白千层纤维板，采用以下步骤制备而成：

（1）削片：将白千层木材经削片制成木片，所述木片的厚度为2.8mm，所述木片的含水率为42%；

（3）热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，所述热磨设备的磨片表面分为磨区、过渡区和进料区，所述磨区的长度为140~220mm，磨齿的深度为10mm，两个磨齿之间的间隙为10~15mm，所述过渡区和磨区之间设置3~5条阻料筋，木片在热磨设备中的研磨压力为0.6~1.2MPa，热磨后得木材纤维所得木材纤维的滤水度为22s，纤维筛分值为：1.25mm以上的为3%、1.25~0.25mm的为90%、0.25~0.125mm的为7%；

（4）干燥：将步骤（3）所得木材纤维喷石蜡和脲醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的13%，然后送入干燥管道进行干燥，干燥管道的入口热空气温度为110~230℃，木材纤维的含水率为60~80%，干燥管道的出口热空气温度为60~70℃，纤维含水率为8~13%；

（6）热压：将预压成型后的板坯经过热压机进行热压，采用连续热压机进行热压，所述连续热压机的热压温度分为接触阶段、升温阶段和保温阶段，所述接触阶段的温度为160℃，所述升温阶段的温度为190℃，所述保温阶段温度为升温阶段温度的75%，热压后冷却，即得白千层纤维板。

实施例4

一种白千层纤维板，采用以下步骤制备而成：

（1）削片：将白千层木材经削片制成木片，所述木片的厚度为2mm，所述木片的含水率为48%；

（3）热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，所述热磨设备的磨片表面分为磨区、过渡区和进料区，所述磨区的长度为140~220mm，磨齿的深度为10mm，两个磨齿之间的间隙为10~15mm，所述过渡区和磨区之间设置3~5条阻料筋，木片在热磨设备中的研磨压力为0.6~12MPa，热磨后得木材纤维所得木材纤维的滤水度为25s，纤维筛分值为：1.25mm以上的为9%、1.25~0.25mm的为80%、0.25~0.125mm的为11%；

（4）干燥：将步骤（3）所得木材纤维喷石蜡和酚醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的9%，然后送入干燥管道进行干燥，干燥管道的入口热空气温度为110~230℃，木材纤维的含水率为60~80%，干燥管道的出口热空气温度为60~70℃，纤维含水率为8~13%；

实施例5

防白蚁试验

试验分为发明组、对照组和空白组，发明组1-4分别采用实施例1-4所得白千层纤维板。

空白组所用纤维板为现有市场所售的常用纤维板。

对照组所用纤维板为在空白组纤维板的表面喷涂一层均匀的含有防白蚁药剂的涂料。

分别将发明组、对照组和空白组的纤维板进行如下处理：将家白蚁巢片切成5~10mm的碎片，置于120℃的烘箱内烘1h后，取150g干巢碎片放入饲养缸内，加入蒸馏水后加盖，置于40~60℃的恒温箱内，待巢叶片均匀受潮后取出冷却待用。从各组纤维板上切下2×10cm的纤维板条，将纤维板条置于试验缸内，留约1/5的纤维板条露出巢片之上，每缸供试一个纤维板条。在每缸中分别放入家白蚁工蚁10g，加盖后置于26~27℃的恒温箱中。每天检查外观一次，分别记录白蚁活动情况，一个月后，结束观察，取出纤维板条，检查白蚁蛀蚀状态，结果见表1。

表1蛀蚀结果

组别	被蛀情况
		空白组	纤维板条已被蛀空体积超过1/2
对照组	表面未见白蚁蛀蚀的齿痕
		发明组1	表面未见白蚁蛀蚀的齿痕
发明组2	表面未见白蚁蛀蚀的齿痕
		发明组3	表面未见白蚁蛀蚀的齿痕
发明组4	表面未见白蚁蛀蚀的齿痕

由表1可看出，不进行任何处理的现有常用纤维板已被白蚁蛀空体积超过1/2，在现有常用纤维板表面喷涂一层均匀的含防白蚁药剂的涂料后，可有效防止白蚁的蛀蚀，而本发明组虽然未做任何防白蚁处理，但仍然能够有效防止白蚁的蛀蚀。本发明所述白千层纤维板，不用添加任何防白蚁药剂，即可有效实现防白蚁的效果，不仅成本低，而且毒性小。

实施例6

本发明白千层纤维板强度及耐水性试验

试验分为发明组和对照组，发明组1-4分别采用实施例1-4所得的白千层纤维板，对照组采用现有技术中常用的纤维板。发明组和对照组所用纤维板的厚度均为5mm。分别检测发明组和对照组纤维板的各项性能，结果见表2。

表2强度和耐水性结果

由表2可看出，发明组的白千层纤维板与对照组的现有技术常用的纤维板相比，强度和防潮性能有显著的提高。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种白千层纤维板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)削片：将白千层削片制成木片，所述木片的厚度小于3mm，所述木片的含水率为40～50％；

(2)蒸煮：将木片蒸煮软化，蒸煮温度为160～170℃，压力为0.6～0.9MPa、时间为5min；

(3)热磨：将蒸煮后的木片放入热磨设备进行热磨，所述热磨设备的磨片表面分为磨区、过渡区和进料区，所述磨区的长度为140～220mm，磨齿的深度为10mm，两个磨齿之间的间隙为10～15mm，所述过渡区和磨区之间设置3～5条阻料筋，木片在热磨设备中的研磨压力为0.6～1.2MPa，热磨后得木材纤维；

(4)干燥：将步骤(3)所得木材纤维喷石蜡和胶，然后送入干燥管道进行干燥，干燥管道的入口热空气温度为110～230℃，木材纤维的含水率为60～80％，干燥管道的出口热空气温度为60～70℃，纤维含水率为8～13％；

(5)预压成型：将干燥后的木材纤维铺装成板坯，然后预压成型；

(6)热压：将预压成型后的板坯经过热压机进行热压，热压后冷却，即得白千层纤维板；

所述步骤(3)中热磨后所得木材纤维的滤水度为20～25s，纤维筛分值为：1.25mm以上的小于10％、1.25～0.25mm的大于70％、0.25～0.125mm的小于20％。

2.如权利要求1所述的白千层纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中木材纤维喷的胶为脲醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的8～13％。

3.如权利要求1所述的白千层纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中木材纤维喷的胶为酚醛树脂，木材纤维的喷胶量为绝干纤维重量的8～13％。

4.如权利要求1所述的白千层纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中预压压缩率为65～85％，回弹率为15～30％。

5.如权利要求4所述的白千层纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)预压后板坯厚度与成品厚度的比为5～8:1，板坯宽度方向伸张5％。

6.如权利要求2所述的白千层纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中采用间歇热压机进行热压，热压温度为160～180℃，热压压力为2.3～3.5MPa，1mm板厚的热压时间为18～25s。

7.如权利要求3所述的白千层纤维板的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中采用间歇热压机进行热压，热压温度为185～195℃，热压压力为2.3～3.5MPa，1mm板厚的热压时间为18～25s。

8.一种采用如权利要求1所述方法制备得到的白千层纤维板。