CN103192576B - 生产强化人造板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产强化人造板的方法，使用一种或多种纤维增强材料，在人造板基材中形成网状结构，从而实现对人造板的增强，将彻底改变人造板的致命缺点，大大拓宽人造板的使用范围，高强度人造板因承载能力的提高，可拓展使用在船舶家具、公共建筑、交通工具等方面，以及需要高承载能力的领域，如大宽度家具，公共图书馆、舞台和室内外展览构建中。

Description

生产强化人造板的方法

技术领域

本发明涉及一种生产人造板的方法，尤其涉及一种生产具有更高强度的强化的人造板的方法。

背景技术

人造板是以木材或其它非木植物为原料，经过机械加工、施加或不施加胶粘剂和其它添加剂胶合而成的板材或模压制品，如胶合板、刨花板、纤维板等。早在19世纪，人造板已经工业化生产，1898年英国已经可以制造半硬质纤维板，美国创造了马松奈脱法纤维分离技术之后的1928年，已经能够生产高质量的硬质纤维板。刨花板第一项专利的出现是在1889年的德国，尤其是合成树脂胶粘剂的出现，为刨花板工艺生产提供了条件。

与锯材相比，人造板的优点是：幅面大，结构性好，施工方便；膨胀收缩率低，尺寸稳定，材质较锯材均匀，不易变形开裂；作为人造板原料的单板及各种碎料易于浸渍，因而可作各种功能性处理(如阻燃、防腐、抗缩、耐磨等）；范围较宽的厚度级及密度级适用性强；弯曲成型性能比锯材好；此外，1立方米人造板可代替3~5立方米原木使用。尤其是木材日益短缺和环境保护日益得到重视的今天，人造板被用来代替锯材的许多传统用途，其产量也迅速增加，已取代原木成为家具和装饰板材的主流。

专利CN1944007A中公开了一种使用秸秆等农业废弃物制备人造板的方法，同时配以刨花等木质材料作为表层，提高的物理性能、并降低了成本。

专利CN1683129A中公开了一种使用王草（皇竹草）制备人造板的方法，将王草切断、削片、纤维脱离后，加入三聚氰胺改性脲醛树脂、熔融石蜡，干燥、热压制成板材，该技术完全脱离了木材。

但是人造板的缺点是胶层会老化，长期承载能力差，使用期限比锯材短，抗弯和抗拉强度均次于锯材。为此，专利CN101131036A公开了一种秸秆水泥混合人造板，将秸秆锤碎，与水泥、石英砂、粉煤灰等混合制备，但是由于大量的无机物的使用，导致产品重量过大。

随着科技的社会的发展，并在家具和装饰板中人造板已占据很大比重，2007年全年我国规模以上人造板加工行业实现累计工业总产值2219亿元，2008年1~10月我国规模以上人造板加工行业实现累计工业总产值2405亿元。因此，基于上述缺陷，急需解决人造板载能力差、抗弯、抗拉强度低的缺陷，以延长人造板使用的期限。

发明内容

为了解决传统人造板物理性能较差的问题，本发明提供了一种生产强化人造板的方法，通过强化材料在人造板中形成网状结构，从而实现强化效果。

为此，本发明的目的是提供一种生产强化人造板的方法，具体地，向人造板原料中加入纤维增强材料，并在人造板中形成网状结构，制成人造板；其中，纤维增强材料为比人造板原料中纤维长度更长的纤维材料。

其中，所述人造板原料包括但不限于木材或其它非木材植物材料中的任意一种，如秸秆、草茎等。

其中，所述纤维增强材料包括但不限于植物纤维、动物纤维、人工合成纤维（化学纤维）、金属丝、金属丝网中的任意一种。所述金属可以是单质金属或金属合金。

其中，所述网状可以是平面网状，如制成各种经纬密度的纤维布或金属网；或可以是三维立体网状结构，当网状为三维立体网状结构时，所述网状最优选为三维立体金属丝网。

根据本发明所述生产强化人造板方法的第一种优选实施方法，其中，步骤包括：

步骤1，将纤维增强材料加入到含有纤维的人造板原料中，混合；

步骤2，用胶水将步骤1中得到的混合物压制成型。

其中，纤维增强材料将人造板原料中的纤维固化，并与人造板原料中的纤维形成网状结构

根据本发明所述生产强化人造板方法的第二种优选实施方法，其中，步骤包括：

步骤1，将纤维增强材料织成网状；

步骤2，将织成网状的纤维增强材料作为夹层置于人造板中。

其中，更优选地，所述网状可以是三维立体网状结构，作为骨架，将人造板原料填充在骨架内。

根据本发明所述生产强化人造板方法的第三种优选实施方法，其中，步骤包括：

步骤1，将纤维增强材料织成网状；

步骤2，将织成网状的纤维增强材料敷贴在人造板基材表面。

本发明上述第二和第三种优选实施方法中，织成网状结构中，经纬方向纤维可以密实排布，或留有一定孔径的网孔，如孔面积优选为但不限于：≤50mm²、≤30mm²、≤20mm²、≤10mm²、≤8mm²、≤5mm²等，但也可以是更大的面积。

本发明上述的方法中，所述纤维增强材料占人造板总体积的百分比优选为0.5~50%，更优选为0.5~20%，更优选为2%~10%，更优选为5%~10%。

本发明上述的方法中，所示纤维增强材料的纤维长度优选为大于等于人造板原材料中纤维长度的1.3倍，更优选为≥1.5倍，更优选为≥2倍、更优选为≥5倍。

本发明上方法中，为了提高板材利用率，减少二次加工造成的废料，可以按常用规格生产出不同尺寸的强化板材，后续不需要再次裁切即可利用在家具和装饰材料中。

本发明提供的生产强化人造板的方法，彻底改变了人造板的致命缺点，大大拓宽人造板的使用范围；高强度人造板因承载能力的提高，可拓展使用在船舶家具、公共建筑、交通工具等方面，以及需要高承载能力的领域，如大宽度家具，公共图书馆、舞台和室内外展览构建中。

由于采用强化工艺，同等强度的板材可使得厚度减半，成倍节约宝贵的木材资源，符合国家节能减排战略。按中国每年人造板产量估算，每年可为国家节省数百亿元原材料。

此外，本产品将彻底颠覆人造板一百多年来的生产工艺。人造板将不仅仅是利用木材或其他非木材植物为原料的产品。

附图说明

图1为本发明生产强化人造板方法一种实施例制备的人造板中网状结构示意图；

图2为本发明生产强化人造板方法另一种实施例制备的人造板结构示意图；

图3为本发明生产强化人造板方法另一种实施例制备的人造板结构示意图。

具体实施方式

为提高人造板承载能力差、抗弯和抗拉强度低的缺点，本发明提供了一种生产强化人造板的方法，向人造板原料中加入纤维增强材料，并形成网状结构，然后制成人造板；其中，纤维增强材料为比人造板原料中纤维长度更长的纤维材料。

其中，所述人造板原料包括木材或其它非木材植物材料中的任意一种，如秸秆、草茎等。

其中，所述纤维增强材料包括但不限于植物纤维、动物纤维、人工合成纤维、金属丝、金属丝网中的任意一种或者多种组合。所述金属可以是单质金属或金属合金。

其中，所述网状可以是平面网状，如制成各种经纬密度的纤维布或金属网；或可以是三维立体网状结构，当网状为三维立体网状结构时，所述网状最优选为三维立体金属丝网。

下面通过具体实施例，对本发明生产强化人造板的方法进行详细的介绍和描述，以使更好的理解本发明，但是应当理解的是，下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

人造板原材料为刨花板、纤维板（也成密度板）属于短纤维材料，将长度为人造板原材料短纤维长度2倍的植物纤维、动物纤维和/或化学纤维等长纤维强化材料在人造板基材生产压制前添加在木材和其他非木材（如秸秆）等主要原材料中，并使用胶水压制成型。其中，长纤维增强材料占人造板总体积的20%。

上述长纤维强化材料在板材结构中可以将短纤维固化并借助长纤维形成网状结构，从而大大提高人造板承载能力以及抗弯和抗拉强度。

上述方法类似于石膏板生产中的纤维添加法。

参照图1，本实施例生产的人造板中，人造板基材中的纤维10与添加的纤维20在粘合剂的作用下，形成网状结构。

通过上述方法，本实施例生产的强化人造板强度比不加入长纤维增强材料的人造板提高了6倍。

实施例2

参照图2，本实施例中，首先将植物纤维、动物纤维、化学纤维和/或金属丝织成平面网状结构2，如制成各种经纬密度的纤维布或金属网，然后在人造板生产中作为夹层，置于人造板片1之间，起到强化作用。

其中，经纬方向的纤维可以密实排布，但也可以留有一定孔径的网孔，如孔面积5mm²。

织成的平面网状结构占人造板总体积的35%。

通过上述方法，本实施例生产的强化人造板强度比不加入长纤维增强材料的人造板提高了8倍。

实施例3

本实施例中，首先将金属丝织成三维立体网状结构，然后在人造板生产中作为夹层（骨架），起到强化作用。

金属丝还可做成厚度适当的各种三维立体网状结构，如矩形、正方形、椭圆形、圆柱形等，将短纤维材料立体固化，金属丝网作为整个板材的骨架，人造板其它原材料填充其中并将其包裹，成为整个板材的肌肉，制成特高强度的人造板。

其中，三维立体网状结构孔面积为20mm²。

织成的平面网状结构占人造板总体积的5%。

通过上述方法，本实施例生产的强化人造板强度其承载能力、抗弯和抗拉强度接近于金属板材，而且具有金属板材不具备的装饰效果。

实施例4

参照图3，本实施例中，首先将植物纤维、动物纤维、化学纤维和/或金属丝织成纤维布或金属网2，然后敷贴压制在人造板1表面。

织成的纤维布或金属网占人造板总体积的15%。

上述工艺既可由基材生产厂家在生产基材时一次生产压制完成，也可由后续的板材表面处理厂家，如热压三聚氰胺纸、或PVC吸塑前用未经强化的普通基材压制强化材料，将普通基材生产成为强化基材，然后再进行表面装饰材料的敷贴。

通过上述方法，本实施例生产的强化人造板强度比不加强化纤维的人造板提高了5倍。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种生产强化人造板的方法，其特征在于，向人造板原料中加入纤维增强材料，并在人造板中形成网状结构，制成人造板；

其中，纤维增强材料为比人造板原料中纤维长度更长的纤维材料；所述纤维增强材料包括动物纤维、人工合成纤维、金属丝中的任意一种或多种组合；

所述网状为三维立体网状结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，将纤维增强材料加入到含有纤维的人造板原料中，混合；

步骤2，用胶水将步骤1中得到的混合物压制成型；

其中，纤维增强材料将人造板原料中的纤维固化，并与人造板原料中的纤维形成网状结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网状为三维立体金属丝网。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述人造板原料包括木材和非木材的植物材料。