CN103963134A - 无甲醛纤维材料及其形成方法和纤维装饰材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无甲醛纤维材料及其形成方法，该方法包括：将纤维原材料进行碾丝使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连，将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层且上下两个表层为碾丝后的纤维原材料形成的层，然后依次进行热压和冷压，其中，所述胶黏剂含有线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。本发明提供了纤维装饰材料及其制作方法。本发明的方法能够利用沙柳等小径枝杈材制作纤维装饰材料，且制作得到的纤维装饰材料具有握钉力强、抗变形能力强、抗弯能力强以及抗拉能力强等优点，从而使他们变废为宝，具有极大的商业价值；并且本发明的方法简单，对设备无特殊要求，非常适合大规模的工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种无甲醛纤维材料及其形成方法和一种纤维装饰材料及其制作方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对其居住或办公场所、公共场所（如精品店、超市等等）的装修、建设也越来越要求自然简洁、美观大方、新潮时尚，因此，这无疑会耗费大量的竹木材资源。为了解决木材、竹材等资源不足的问题，最常用的办法是利用小径枝杈材、速生材、竹材厂边角余料、木材厂边角余料、竹木糠、树皮、农作物杆、废弃竹料和废弃木料等制作成刨花板、中纤板、木糠纤维刨花板等低档次人造板材，但这些低档次板材的用途范围很窄，各项力学性能均无法和正规人造三板（刨花板、中高密度纤维板、胶合板）相比。从而造成了这些竹木材资源的大量浪费。
沙柳为沙漠植物，也是极少数可以生长在盐碱地的一种植物。其幼枝黄色，叶线形或线状披针形，枝条丛生不怕沙压，根系发达，萌芽力强，是固沙造林树种，生于河谷溪边湿地，分布内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、青海、四川等地。沙柳用于作北方防风沙的主力，是“三北防护林”的首选之一，是中国沙荒地区造林面积最大的树种之一。
沙柳形如火炬，具有干旱旱不死、牛羊啃不死、刀斧砍不死、沙土埋不死、水涝淹不死的“五不死”特性。沙柳属于速生，多年生灌木，成活率高，适应性强，抗旱耐贫瘠。春季来临时，风沙肆虐，沙丘平移，不管沙柳被埋得多深，只要露一个头在外面，它就能够茁壮成长，虽然不怕干旱，但雨水充足它也能够一样生长。它不怕牛羊啃，即使把四周的皮都啃光了，只要在里边有一枝牛羊够不着，过不了多长时间又恢复了生机，长于地面三四米高，扎于地下却像网一样寻求养分向四处延伸，根系非常发达，最远能够延伸到100多米，一株沙柳就可将周围流动的沙漠牢牢固住。
沙柳这种沙生灌木还能像割韭菜一样，具有“平茬复壮”的生物习性。人们用刀齐根砍下这些沙柳，再切成七八十厘米就成了新苗了。这时，砍过的沙柳并没有死，它们默默地孕育着，等待来年春天的新生。三年成材，越砍越旺，这是沙柳的本性。可是，如果不去砍掉长成的枝干，到不了7年，它们就会成为枯枝。
目前，沙柳可做纸板，造纸，沙柳成活后柳条既可当种苗卖，也可作为制作刨花板、中密度板的原材料出售。
然而在竹木材资源匮乏的现状下，若能在现有技术的基础上利用小径枝杈材、速生材、竹材厂边角余料、木材厂边角余料、竹木糠、树皮、农作物杆、废弃竹料和废弃木料，特别是沙柳这种能够在沙漠中大规模繁殖并且生长力强的资源作为竹木材资源制作成各项性能指标均能达到正规的人造三板的水平的人造板，将具有极大的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种能够利用小径枝杈材、速生材、竹材厂边角余料、木材厂边角余料、竹木糠、树皮、农作物杆、废弃竹料和废弃木料，特别是沙柳这种能够在沙漠中大规模繁殖并且生长力强的资源作为竹木材资源制作纤维装饰材料的方法。
本发明提供了一种形成无甲醛纤维材料的方法，该方法包括：将纤维原材料进行碾丝使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连，将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层且上下两个表层为碾丝后的纤维原材料形成的层，然后依次进行热压和冷压，其中，所述胶黏剂含有线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。
本发明提供了一种由本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料。
本发明提供了一种制作纤维装饰材料的方法，其中，该方法包括：
（1）形成无甲醛纤维材料；
（2）在无甲醛纤维材料的上下表面粘结单板或印刷图案；
其中，形成所述无甲醛纤维材料的方法为本发明所述的方法。
本发明提供了一种由本发明的制作纤维装饰材料的方法制作得到的纤维装饰材料。
本发明的方法具有如下优势：
（1）能够利用小径枝杈材、速生材、竹材厂边角余料、木材厂边角余料、竹木糠、树皮、农作物杆、废弃竹料和废弃木料，特别是沙柳这种能够在沙漠中大规模繁殖并且生长力强的资源作为竹木材资源制作纤维装饰材料，从而使他们变废为宝，具有极大的商业价值；
（2）采用本发明的方法得到的纤维装饰材料具有握钉力强、抗变形能力强、抗弯能力强以及抗拉能力强等优点，其内结合强度能够达到中密度板、刨花板等人造板的国家标准，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定；
（3）本发明的方法简单，对设备无特殊要求，非常适合大规模的工业化生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所述的碾丝机的示意图；
图2是本发明所述的人造木材生产系统的生产过程示意图；
图3是碾丝后的纤维原材料进行热压前的示意图；和
图4是碾丝后的纤维原材料进行冷压后的示意图。
附图标记说明
10 挤压装置 11 上辊
12 下辊 13 上摩擦带
14 下摩擦带 15 张紧轮
20 喂料装置 21 纤维原材料通道
30 口模 40 第一压板机
50 第二压板机 60 传送带
70 喷胶装置 80 无甲醛纤维材料
81 碾丝后的纤维原材料形成的层 82 胶黏剂
90 烘干装置 80a 纤维原材料
80b 碾丝中的纤维原材料 80c 碾丝后的纤维原材料
具体实施方式
本发明提供了一种形成无甲醛纤维材料的方法，该方法包括：将纤维原材料进行碾丝使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连，将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层且上下两个表层为碾丝后的纤维原材料形成的层，然后依次进行热压和冷压，其中，所述胶黏剂含有线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。
根据本发明的方法，所述胶黏剂中线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的含量的可选范围较宽，针对本发明，为了进一步提高按照本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料的各项性能指标，优选所述线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的重量比为0.01-100:1，更优选为0.1-50:1，特别优选为0.2-20:1，最优选为1-10:1。
根据本发明的方法，所述线性低密度聚乙烯可以为本技术领域常规使用的线性低密度聚乙烯，针对本发明，优选所述线性低密度聚乙烯的熔融温度为100-300℃，优选为150-190℃，更优选为170℃。
根据本发明的方法，优选所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.2-100g/10min，优选为0.3-50g/10min，更优选为0.5-20g/10min，特别优选为1-5g/10min，最优选为3g/10min。
根据本发明的一种优选的实施方式，优选所述线性低密度聚乙烯的熔融温度为150-190℃，更优选为170℃；熔融指数为0.5-20g/10min，更优选为1-5g/10min，最优选为3g/10min。
本发明中，所述线性低密度聚乙烯可以直接通过商购得到，也可以制备得到，所述线性低密度聚乙烯的制备方法为本领域技术人员所公知，本发明在此不再赘述。
根据本发明的方法，所述高密度聚乙烯可以为本技术领域常规使用的高密度聚乙烯，针对本发明，优选所述高密度聚乙烯的熔融温度为120-300℃，优选为160-220℃，更优选为190℃。
根据本发明的方法，优选所述高密度聚乙烯的熔融指数为0.2-100g/10min，优选为0.3-50g/10min，进一步优选为0.5-20g/10min，特别优选为1-5g/10min。
根据本发明的一种优选的实施方式，优选所述高密度聚乙烯的熔融温度为160-220℃，更优选为190℃；熔融指数为0.5-20g/10min，更优选为1-5g/10min。
本发明中，所述高密度聚乙烯可以直接通过商购得到，也可以制备得到，所述高密度聚乙烯的制备方法为本领域技术人员所公知，本发明在此不再赘述。
具体使用过程中，本发明的胶黏剂可以直接将各种组分的固体粉末混合均匀得到，同样，若线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以其他形式如塑料膜的形式提供时，在具体使用过程中可以将各自的塑料膜以任意顺序铺在单板之间，其铺放顺序不影响本发明的结果。
按照本发明的前述技术方案均可实现本发明的目的，而为了进一步提高按照本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料的各项性能指标，针对本发明，优选所述纤维原材料为棒状或板状材料，碾丝的条件使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持两端粘连。
通过使纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连尤其是基本两端粘连，能够容易地实现使得碾丝后的纤维原材料形成层，且可以减少后续胶的用量，并且如此形成得到的无甲醛纤维材料的各项性能指标较好。
按照本发明的技术方案，优选碾丝的条件使得纤维原材料的纤维丝松散并且均保持粘连，优选均保持两端粘连，然而可能无法完全控制碾丝的条件使得纤维原材料的纤维丝松散并且均保持粘连，本发明中只要所述碾丝的条件使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连即可实现本发明的目的，对于没有保持粘连的纤维丝可以通过手动选择剔除作为废弃材料，也可以通过后续的补胶步骤进行补胶使得其相互粘连，用于形成无甲醛纤维材料。根据本发明，优选以纤维丝的总重量为基准，50%以上，更优选80%以上的纤维丝保持粘连。对纤维丝与纤维丝之间粘连的程度没有特别限定，只要未完全分离即可。
为了进一步提高按照本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料的各项性能指标，针对本发明，优选所述碾丝的条件使得纤维原材料的纤维丝的直径为0.0001-1mm，更优选为0.001-0.1mm，如此可以使得形成得到的无甲醛纤维材料的性能指标能够达到实木单板的水平。
本发明中，对所述碾丝后的纤维原材料形成的层的形成方法无特殊要求，例如可以通过手动操作将碾丝后的纤维原材料进行堆叠和排布形成所需要的厚度和宽度的碾丝后的纤维原材料形成的层，并且根据需要为了获得一定尺寸的碾丝后的纤维原材料形成的层，可以进行适当的剪裁，同时要说明的是，如果纤维原材料为小径枝杈材，则可以在堆叠和排布过程中适当补胶，使得碾丝后的纤维原材料在沿着纤维丝的长度方向相互粘连。
如前所述，为了进一步加强碾丝后的纤维原材料的纤维之间的粘合，以使得其可以良好的进行后续的加工，优选本发明的方法还包括：依据需要，在将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层之前或者形成层的过程中，对所述碾丝后的纤维原材料进行补胶，如此可以加强碾丝后的纤维原材料的纤维在沿着纤维丝的长度方向之间的粘合（例如可以通过补胶使得前述没有保持粘连的纤维丝通过补充的胶相互粘连在一起）。
根据本发明的方法，为了使得碾丝后的纤维原材料形成的层能够良好的进行后续的加工，优选本发明的方法还包括：在将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层之前，对所述补胶或未补胶的碾丝后的纤维原材料进行干燥使得碾丝后的纤维原材料的含水量不高于5重量%，优选为1-4重量%。
根据本发明的方法，优选所述胶黏剂的用量为50g/m2胶合面以上，更优选为60-100g/m2胶合面。上述用量是指相对于每平方米的胶合面，胶黏剂的用量为50g以上，优选为60-100g。
本发明对所述碾丝后的纤维原材料形成的层的厚度无特殊要求，针对本发明，优选所述碾丝后的纤维原材料形成的层的厚度为0.02-0.5cm，优选为01-02cm。
本发明中，将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层的层数无具体要求，其可以根据需要进行选择，针对本发明，优选所述碾丝后的纤维原材料形成的层的层数为2-50层，更优选为3-20层。
根据本发明的方法，为了进一步提高按照本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料的各项性能指标，同时考虑到部分纤维原材料可能较为结实不易碾丝或者碾丝后达不到本发明对碾丝的要求，优选依据需要，本发明的方法还包括：在将纤维原材料进行碾丝之前对所述纤维原材料进行软化使得所述纤维原材料容易实现碾丝，所述软化的方法可以参照现有技术进行，例如一般通过将纤维原材料用软化剂进行蒸煮后干燥来实现软化，蒸煮的温度一般为100℃以上，软化剂的选择以及干燥的条件均可参照现有技术进行，本发明在此不再赘述。
根据本发明的方法，所述纤维原材料可以采用现有技术使用的各种纤维原材料，为了充分利用现有技术的各种废弃竹木材资源以创造更大的经济价值，针对本发明，优选所述纤维原材料为木材小径枝杈材、竹材小径枝杈材、速生材、竹材厂边角余料、木材厂边角余料、竹木糠、树皮、农作物杆、废弃竹料和废弃木料中的一种或多种，由于沙柳的本身的优良特性，更优选本发明所述纤维原材料为沙柳。采用现有技术的方法利用前述纤维原材料无法形成性能指标较好的无甲醛纤维材料，而采用本发明的方法利用前述纤维原材料形成得到的无甲醛纤维材料的性能指标非常优异，例如其内结合强度能够达到中密度板、刨花板等人造板的国家标准，其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的各种人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
本发明中，所述热压和冷压的条件的可选范围较宽，其可以根据具体需要进行调整，只要能保证胶黏剂能够发挥粘合作用即可。优选情况下，所述热压的条件包括：热压的温度为120℃以上，优选为130-160℃；相对于1厘米厚度的每平方米的碾丝后的纤维原材料形成的层，压力为16吨以上，优选为32-340吨。所述冷压的条件包括：冷压的温度为90℃以下，优选为0-75℃；相对于1厘米厚度的每平方米的碾丝后的纤维原材料形成的层，压力为26吨以上，优选为42-840吨。本发明中，所述热压的温度和冷压的温度是指实施热压和冷压的机器如压板机与碾丝后的纤维原材料形成的层接触的部件的表面温度。
根据本发明的方法，而为了进一步提高按照本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料的各项性能指标，优选相对于1厘米厚度的每平方米的单板，所述冷压的压力比热压的压力高10-500吨，优选高50-400吨，更优选高100-300吨。
本发明中所述热压和冷压的时间的可选范围较宽，具体可以根据施压的设备进行选择（例如选择的为高频热压机，则热压的时间可以较短），本领域技术人员对此均能知悉，针对本发明，优选情况下，相对于1毫米厚度的碾丝后的纤维原材料形成的层，所述热压的时间为1/60-5分钟，优选为1.5/60-3分钟；所述冷压的时间为1/60-5分钟，优选为1.5/60-3分钟。
本发明对所述碾丝的方法无特殊要求，只要能够实现碾丝后使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连即可。
本发明对实现热压和冷压的方式无特殊要求，例如可以通过压板机实现先热压后冷压，也可以将待压的材料放到两片平整的分为上下的金属模板（或垫板）之间，将上下两金属模板（或垫板）与木板锁定（可采用各种机械方式进行锁定，例如可采用卡、锚钉、上螺栓等方式），向上下两模板（或垫板）之间施加压力来实现先热压后冷压。
本发明中，当采用前述后种方式实现先热压后冷压时，本发明的方法一般还包括以下步骤：冷压结束后去掉模板（或垫板）。
本发明对所述金属模板的种类无特殊要求，优选情况下，所述金属模板为钢板。
本发明对所述垫板的种类无特殊要求，优选情况下，所述垫板为铝板或不锈钢板。
针对本发明，为了实现连续化生产，如图1和图2所示，优选本发明的形成无甲醛纤维材料的方法在一种人造木材生产系统中进行，所述人造木材生产系统包括从上游至下游依次排列的碾丝机、第一压板机40和第二压板机50，所述碾丝机包括挤压装置10，该挤压装置10包括转动方向相反的上辊11和下辊12，该上辊11和下辊12之间存在间隙，所述第一压板机40设置有加热该第一压板机40的模板的加热装置；该方法包括：将纤维原材料（如沙柳）送入所述挤压装置10的上辊11和下辊12之间的间隙中，转动的上辊11和下辊12将所述纤维原材料进行碾丝，将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层，然后置于第一压板机40的模板上进行热压（或者直接将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂在所述第一压板机40的模板上交替形成层然后直接进行热压），然后在第二压板机中进行冷压。
如图2所示，上辊11和下辊12之间的间隙设置为小于待碾丝的纤维原材料80a的直径（或厚度），将待碾丝的纤维原材料80a送入上辊11和下辊12之间的间隙中，转动的上辊11和下辊12将待碾丝的纤维原材料80a压扁，获得碾丝中的纤维原材料80b。碾丝中的纤维原材料80b与上辊11和下辊12之间存在摩擦力，该摩擦力带动碾丝中的纤维原材料80b朝向挤压装置10的下游移动。在碾丝的过程中，碾丝中的纤维原材料80b收到向下的压力和方向为朝向挤压装置10的下游的摩擦力，从而有利于获得较为完整的纤维材料，利用该纤维材料加工获得的无甲醛纤维材料的性能指标非常优异，例如其内结合强度能够达到中密度板、刨花板等人造板的国家标准，其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
优选地，所述上辊11和下辊12之间的间隙可调节。从而使本发明所述的碾丝机能够适用于各种直径的纤维原材料。为了调节上辊11和下辊12之间的间隙，可以在挤压装置10中设置与上辊11和/或下辊12相连的间隙调节装置。该间隙调节装置可以是液压调节装置，也可以是机械的丝杠调节装置，只要能够实现调节上辊11和下辊12之间的间隙即可。
所述挤压装置10既可以只包括一个上辊11和一个下辊12，也可以包括多个上辊11和多个下辊12。为了能够实现纤维原材料碾丝的连续作业，并将纤维原材料更充分地碾成本发明所要求的碾丝后的纤维原材料，优选地，挤压装置10包括多个并排设置的上辊11和多个并排设置的下辊12。如图1和图2中所示，所述“并排”是指多个上辊11和多个下辊12从挤压装置的上游到下游依次排列。优选地，多个上辊11和多个下辊12的中心轴线互相平行。虽然图1和图2中所示的碾丝机包括三个上辊11和三个下辊12，应当理解的是，所述碾丝机还可以包括两个上辊11和两个下辊12，或者更多个上辊11和下辊12。
为了防止碾压纤维原材料得到的纤维从多个下辊12之间的缝隙中漏出，如图1所示，优选地，挤压装置10还可以包括环绕所述多个上辊11的上摩擦带13和环绕所述多个下辊12的下摩擦带14，所述上摩擦带13能够在所述上辊11的带动下运动，所述下摩擦带14能够在所述下辊12的带动下运动，所述上摩擦带13和所述下摩擦带14相对的面之间存在间隙。设置上摩擦带13和下摩擦带14的另一个优势还在于，能够增大碾丝中的纤维原材料80b收到的朝向挤压装置10的下游的摩擦力，更加有利于碾丝中的纤维原材料80b被碾压成较长的纤维丝，并且不会破坏纤维的完整性。
上摩擦带13和下摩擦带14可以由金属材料制成，也可以由橡胶材料制成，只要具有足够的强度将纤维原材料碾压成丝，并且能够与纤维原材料之间产生摩擦力即可。
为了将碾丝中的纤维原材料80b完全破碎获得更细的纤维丝，优选地，上摩擦带13和下摩擦带14相对的面之间的间隙从上游至下游逐渐减小。具有上述结构的挤压装置10还有助于将碾成丝状的纤维压实，使得从挤压装置10中输出的纤维已经形成相对较为密实的层，能够防止碾丝后的纤维原材料80c的纤维丝在后续的过程中散开，并减少粘结剂的使用量。
优选地，上摩擦带13和/或下摩擦带14的外表面上可以设置有花纹，以增大上摩擦带13和/或下摩擦带14与所述木材之间的摩擦力。所述花纹可以是形成在上摩擦带13和/或下摩擦带14上的凸起。优选地，所述花纹可以具有带状结构，且该带状的花纹的延伸方向倾斜于上摩擦带13和/或下摩擦带14的移动方向。
上摩擦带13的运动速度可以等于下摩擦带14的运动速度，也可以不等于下摩擦带14的运动速度。为了确保纤维原材料的纤维的完整性，获得较长的纤维，优选地，上摩擦带13的运动速度可以不等于下摩擦带14的运动速度。
优选地，所述碾丝机还可以包括用于调节上辊11的转速的第一变速装置；和/或所述碾丝机包括用于调节下辊12的转速的第二变速装置。从而可以根据需要调节上辊11和/或下辊12的转速。
通常，所述碾丝机可以包括驱动上辊11转动的第一电机，第一变速装置可以是齿轮变速器，为了简化碾丝机的结构，并精确地控制上摩擦带13的速度，优选地，所述第一变速装置可以为与所述第一电机点连接的第一变频器。通过该第一变频器能够调节第一电机的输出转速，从而调节上辊11的转速，并最终调整上摩擦带13的移动速度。同理，所述碾丝机可以包括驱动下辊12转动的第二电机，所述第二变速装置为与所述第二电机电连接的第二变频器。通过第二变频器调节第二电机的输出转速，从而调节下辊12的转速，并最终调节下摩擦带14的移动速度。
为了保证上摩擦带13和/或下摩擦带14的张紧程度，从而确保挤压装置10正常工作，优选地，上摩擦带13和/或下摩擦带14上设置有张紧轮15。应当理解的是，虽然图1中仅示出了上摩擦带13上的张紧轮15，但是下摩擦带14上也可以设置张紧轮15。
为了便于将待加工纤维原材料80a送入上辊11和下辊12之间的间隙（或者上摩擦带13和下摩擦带14相对的面之间的间隙），优选地，所述碾丝机包括具有纤维原材料通道21的喂料装置20，该喂料装置20设置在挤压装置10的上游，纤维原材料通道21与上摩擦带13和下摩擦带14相对的面之间的间隙相通。加工纤维原材料时，可将待加工纤维原材料80a放入喂料装置20中，喂料装置20内的纤维原材料通道21将待加工纤维原材料80a引导至上辊11和下辊12之间的间隙（或者上摩擦带13和下摩擦带14相对的面之间的间隙），从而对纤维原材料进行碾压获得纤维。
在碾丝结束后，为了进一步压实碾丝后的纤维原材料的纤维，优选地，如图1所示，所述碾丝机可以包括设置在挤压装置10的出口处的口模30，该口模30与上摩擦带13和下摩擦带14相对的面之间的间隙相通。碾丝后的纤维原材料从挤压装置10的出口输出后进入口模30，该口模30进一步将碾丝后的纤维原材料的纤维压实。从口模30中输出的碾丝后的纤维原材料的横截面与口模30的出口形状相同，从而更加有利于在后续过程（如，切断工艺）中对碾丝后的纤维原材料进行加工，并进一步减少了粘结剂的使用量。
优选地，口模30的宽度与上摩擦带13和下摩擦带14相对的面之间的间隙的宽度相同。从而便于碾丝后的纤维原材料从该间隙中输出后直接进入口模30中进行压缩。
本发明前述的碾丝机非常适合于本发明的形成无甲醛纤维材料的方法的碾丝步骤，采用本发明前述的碾丝机进行碾丝，可以使得碾丝后的纤维原材料的80重量%以上的纤维丝保持粘连。由此可见，本发明的前述碾丝机将非常适合于工业化应用。
为了在将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层之前或者形成层的过程中，对所述碾丝后的纤维原材料进行补胶以加强碾丝后的纤维原材料的纤维在沿着纤维丝的长度方向之间的粘合，优选所述生产系统可以包括位于所述碾丝机和第一压板机40之间的传送带60，该传送带60的上方设置有喷胶装置70。传送带60用于将碾丝后的纤维原材料运输至下一道工序，喷胶装置70用于对所述碾丝后的纤维原材料进行补胶。
优选地，喷胶装置70可以为胶线挤出机。即，从喷胶装置70中挤出的用于粘结碾丝后的纤维原材料80c的胶为线状，从而能够减少胶的用量。并且，胶线挤出机能够将粘性较好的胶挤出，从而能够较好地防止碾丝后的纤维原材料80c散开。本发明中所述胶优选为流状无甲醛粘结剂。
为了在将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层之前，对所述补胶或未补胶的碾丝后的纤维原材料进行干燥使得碾丝后的纤维原材料的含水量不高于5重量%，优选为1-4重量%，优选所述生产系统还可以包括烘干装置90，该烘干装置90设置在所述喷胶装置70下游，且与该喷胶装置70相邻，传送带60能够移动穿过烘干装置90。且进一步，喷涂有胶的碾丝后的纤维原材料经过烘干装置90烘干，既能够更好地粘结在一起，也能够保证在后续的热压工序和冷压工序获得质量较好的无甲醛纤维材料80。如上所述，烘干装置90可以是隧道式烘干箱。
为了便于控制，优选地，烘干装置90可以为红外线烘干装置。
为了便于将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成的层放置在第一压板机40的模板内，可以将从所述碾丝机中输出的碾丝后的纤维原材料80c切割为具有预定的长度和宽度，然后再与胶黏剂交替形成层。
在本发明中，可以人工地将碾丝后的纤维原材料80c切割为具有预定长度和宽度。为了提高工作效率，节约人力，优选地，所述生产系统还可以包括切断装置，该切断装置紧邻设置在所述第一压板机40的上游。在将碾丝后的纤维原材料（或者补胶和干燥后的碾丝后的纤维原材料）输送至第一压板机40前，利用所述切断装置将碾丝后的纤维原材料（或者补胶和干燥后的碾丝后的纤维原材料）切割成预定的长度和宽度的碾丝后的纤维原材料形成的层81，然后将该碾丝后的纤维原材料形成的层81和胶黏剂82（例如可以为塑料膜）间隔地设置在第一压板机40的两模板之间。此处，所述切断装置可以是任意能够将碾丝后的纤维原材料切断的设备，例如，可以是剪板机。此外，利用切断装置还有助于生产不同规格的无甲醛纤维材料。
下面参照图2，对本发明的形成无甲醛纤维材料的过程进行详细地描述。
首先将待加工纤维原材料80a（如沙柳枝）通过所述碾压机的喂料装置20送入挤压装置10。挤压装置10的上辊11带动上摩擦带13移动，下辊12带动下摩擦带14移动，上摩擦带13和下摩擦带14的相对的表面之间的间隙从上游至下游逐渐减小，待加工纤维原材料80a进入所述间隙内之后成为碾丝中的纤维原材料80b，该碾丝中的纤维原材料80b随着上摩擦带13和下摩擦带14逐渐向下游移动，经过口模30从碾丝机中输出，并且形成碾丝后的纤维原材料80c，该碾丝后的纤维原材料80c的横截面形状与口模30的出口的形状相同。从口模30中出来的碾丝后的纤维原材料80c经传送带60运送至喷胶装置70下方，喷胶装置70中挤出的胶线可以将碾丝后的纤维原材料80c粘结成一个整体。
粘结成一个整体的碾丝后的纤维原材料被输送带输送至烘干装置90，该烘干装置90将碾丝后的纤维原材料进行干燥以获得一定含水量的碾丝后的纤维原材料并且可以使得补加的胶固化，随后传送带60将烘干且粘结在一起的碾丝后的纤维原材料输送至切断装置处，该切断装置将烘干且粘结在一起的碾丝后的纤维原材料切割成多片具有预定的长度和宽度的碾丝后的纤维原材料形成的层81。
随后将碾丝后的纤维原材料形成的层81和胶黏剂82间隔地铺设在第一压板装置40的上下两个模板之间，并对碾丝后的纤维原材料形成的层81和胶黏剂82加热、加压，使胶黏剂82熔化，并将各层碾丝后的纤维原材料形成的层81粘结在一起。
最后将通过熔化的胶黏剂粘结在一起的碾丝后的纤维原材料形成的层放入第二压板机50的上下两个模板之间，并将其压实，保压一段时间后获得最终的无甲醛纤维材料。
本发明所述的碾丝机包括上辊和下辊，在上辊和下辊之间挤压纤维原材料既能够得到纤维原材料的纤维，又不会破坏纤维原材料的纤维的原有结构，利用这种碾丝后的纤维原材料加工获得的无甲醛纤维材料性能几乎与实木相同。
本发明提供了一种由本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料。
按照本发明的方法形成得到的无甲醛纤维材料，各项性能指标均能非常优异，例如其内结合强度为0.3MPa以上，优选为0.5MPa以上，特别优选为0.7MPa以上，由此可见本发明的无甲醛纤维材料的内结合强度能够达到刨花板、中密度板等人造板的国家标准，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
本发明提供了一种制作纤维装饰材料的方法，其中，该方法包括：
（1）形成无甲醛纤维材料；
（2）在无甲醛纤维材料的上下表面粘结单板或印刷图案；
其中，形成所述无甲醛纤维材料的方法为本发明所述的方法。
本发明中，所述单板可以为本领域常用的各种单板，优选情况下，所述单板为实木单板、木塑单板和木石单板中的一种或多种，特别优选所述单板为实木单板。本发明中所述木塑单板指的是由塑料和木粉混合制成的单板，所述木石单板指的是由石膏或水泥与木粉混合制成的单板。
本发明对所述实木单板的材质无特殊要求，例如可以为杨木、桉木或松木。
本发明对所述单板的厚度无特殊要求，优选情况下，所述单板的厚度为0.02-0.5cm，优选为0.1-0.2cm。
本发明中，所述单板的含水率的可选范围较宽，优选情况下，以单板的总重计，所述单板的含水量为5重量%以内，优选为1-4重量%。
本发明中，在无甲醛纤维材料的上下表面粘结单板或印刷图案的方法可以参照现有技术进行，本发明在此不再进行详细的描述。
本发明提供了一种由本发明所述的方法制作的纤维装饰材料。
本发明的纤维装饰材料具有握钉力强、抗变形能力强、抗弯能力强以及抗拉能力强等优点。
本发明采用廉价、易得的纤维原材料作为竹木材资源，大大降低了生产成本，非常有利于工业化应用。
本发明所制作的纤维装饰材料可用做地板、门板、踢脚板、家具板、橱柜板等，也可用于室内装饰用板材。
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
按照前述图2所示流程采用沙柳枝形成无甲醛纤维材料，其中，碾丝的条件使得碾丝后的沙柳枝的纤维丝的直径为0.05mm（碾丝后85-88重量%的纤维丝保持粘连），通过喷胶装置中挤出的无甲醛粘结剂Hansi T将碾丝后的沙柳枝的纤维粘结成一个整体（即沿着纤维丝的长度方向之间相互粘合），通过烘干装置对所述补加无甲醛粘结剂后的碾丝后的沙柳枝进行烘干使得碾丝后的沙柳枝的含水量为3重量%，然后通过切断装置将烘干且粘结在一起的碾丝后的沙柳枝切割成所需要的尺寸的碾丝后的沙柳枝层（厚度为0.1cm），然后通过手动操作交替铺设所述碾丝后的沙柳枝层（碾丝后的沙柳枝层层数为20）与胶黏剂（胶黏剂中线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的重量比为5:1；其中，线性低密度聚乙烯购自中石油化工股份有限公司齐鲁分公司，型号为DFDA-7042，熔融温度为170℃，熔融指数为3g/10min，塑料膜，且膜厚为0.07mm；高密度聚乙烯购自中石油化工股份有限公司齐鲁分公司型号为2012TN26，熔融温度为190℃，熔融指数为2.16g/10min，塑料膜，且膜厚为0.07mm，胶黏剂的用量为60克/m2）在第一压板装置的上下两个模板之间，并对碾丝后的沙柳枝层和胶黏剂加热、加压（条件：相对于每2.88平方米的碾丝后的纤维原材料形成的层，压力为600吨，温度为160℃，时间为60分钟）使胶黏剂熔化并将各层碾丝后的沙柳枝层粘结在一起；间隔10min后，将通过熔化的胶黏剂粘结在一起的碾丝后的纤维原材料层放入第二压板机的上下两个模板之间，并将其压实，保压一段时间后获得最终的无甲醛纤维材料（条件：相对于每2.88平方米的碾丝后的纤维原材料形成的层，压力为1200吨；温度为75℃，时间为33分钟），其中，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.8MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例2
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，碾丝的条件使得碾丝后的沙柳枝的纤维丝的直径为0.001mm（碾丝后83-85重量%的纤维丝保持粘连），其中，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.75MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例3
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，碾丝的条件使得碾丝后的沙柳枝的纤维丝的直径为0.1mm（碾丝后88-90重量%的纤维丝保持粘连），其中，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.7MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例4
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，碾丝的条件使得碾丝后的沙柳枝的纤维丝的直径为0.0001mm（碾丝后80-82重量%的纤维丝保持粘连），其中，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.5MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，能够满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例5
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，胶黏剂中，线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的重量比为10:1，胶黏剂的用量为80克/m2，热压温度为130℃，冷压的压力为2300吨，其余条件均相同，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.8MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例6
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，胶黏剂中，线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的重量比为2:1，胶黏剂的用量为100克/m2，热压温度为145℃，冷压的压力为1700吨，其余条件均相同，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.8MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例7
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，使用的胶黏剂中线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的重量比为20:1，其余条件均相同，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.7MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
实施例8
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，冷压的压力为600吨，其余条件均相同，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度为0.5MPa，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。
对比例1
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，使用的胶黏剂为单独的线性低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯的用量与胶黏剂的用量相同，其余条件均相同，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度在0.65MPa以下。
对比例2
按照实施例1的方法形成无甲醛纤维材料，不同的是，使用的胶黏剂为单独的高密度聚乙烯，高密度聚乙烯的用量与胶黏剂的用量相同，其余条件均相同，获得的无甲醛纤维材料的内结合强度在0.65MPa以下。
由实施例的数据可以知道，采用本发明的方法获得的无甲醛纤维材料的内结合强度能够达到刨花板、中密度板等人造板的国家标准，并且其余性能指标如静曲强度、表面结合强度、吸水厚度膨胀率、密度偏差等均优于现有技术的人造板的国家标准，足以满足GB/T11718-1999对室内型板物理力学性能指标的规定。由此可见，本发明的方法可以采用廉价的沙柳枝获得性能指标较好的无甲醛纤维材料，因此，具有极高的工业应用价值。
Claims (13)
1.一种形成无甲醛纤维材料的方法，该方法包括：将纤维原材料进行碾丝使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持粘连，将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层且上下两个表层为碾丝后的纤维原材料形成的层，然后依次进行热压和冷压，其中，所述胶黏剂含有线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯的重量比为0.01-100:1，更优选为0.1-50:1，进一步优选为1-10:1；更优选所述线性低密度聚乙烯的熔融温度为100-300℃，所述高密度聚乙烯的熔融温度为120-300℃；进一步优选所述线性低密度聚乙烯的熔融温度为150-190℃，熔融指数为0.5-20g/10min；所述高密度聚乙烯的熔融温度为160-220℃，熔融指数为0.5-20g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述纤维原材料为棒状或板状材料，碾丝的条件使得纤维原材料的纤维丝松散并且基本保持两端粘连；优选碾丝的条件使得碾丝后的纤维原材料的纤维丝的直径为0.0001-1mm，优选为0.001-0.1mm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：在将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层之前或者形成层的过程中，对所述碾丝后的纤维原材料进行补胶以加强碾丝后的纤维原材料的纤维在沿着纤维丝的长度方向之间的粘合。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括：在将碾丝后的纤维原材料和胶黏剂交替形成层之前，对所述补胶或未补胶的碾丝后的纤维原材料进行干燥使得碾丝后的纤维原材料的含水量为1-4重量%。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述胶黏剂的用量为50g/㎡胶合面以上，优选为60-100g/㎡胶合面。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述碾丝后的纤维原材料形成的层的厚度为0.02-0.5cm，优选为0.1-0.2cm。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述纤维原材料为木材小径枝杈材、竹材小径枝杈材、速生材、竹材厂边角余料、木材厂边角余料、竹木糠、树皮、农作物杆、废弃竹料和废弃木料中的一种或多种，优选所述纤维原材料为沙柳。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述热压的条件包括：热压的温度为120℃以上，优选为130-160℃；相对于1厘米厚度的每平方米的碾丝后的纤维原材料形成的层，压力为16吨以上，优选为32-340吨；所述冷压的条件包括：冷压的温度为90℃以下，优选为0-75℃；相对于1厘米厚度的每平方米的碾丝后的纤维原材料形成的层，压力为26吨以上，优选为42-840吨；优选，相对于1毫米厚度的碾丝后的纤维原材料形成的层，所述热压的时间为1/60-5分钟，优选为1.5/60-3分钟；所述冷压的时间为1/60-5分钟，优选为1.5/60-3分钟。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的方法形成得到的无甲醛纤维材料。
11.根据权利要求10所述的无甲醛纤维材料，其中，所述无甲醛纤维材料的内结合强度为0.3MPa以上，优选为0.5MPa以上，更优选为0.7MPa以上。
12.一种制作纤维装饰材料的方法，其中，该方法包括：
（1）形成无甲醛纤维材料；
（2）在无甲醛纤维材料的上下表面粘结单板或印刷图案；
其特征在于，形成所述无甲醛纤维材料的方法为权利要求1-9中任意一项所述的方法。
13.一种由权利要求12所述的方法制作的纤维装饰材料。
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