CN104786339A - 竹材刨花模压制品生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及非木质材料模压工业制品制造技术领域，特别涉及一种竹材刨花模压制品生产的制备工艺。以云南龙竹的加工剩余物为主要原料，酚醛树脂(PF)为胶粘剂，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)为胶粘剂助剂，在实验室的条件下，采用“两步法”刨花模压工艺方法对材料进行模压。包括材料预压、热压和性能检测。通过对刨花含水率、助剂、热压温度、热压时间、热压压力，板坯密度和施胶量的控制，达到最佳的生产工艺效果。同时，本发明所制备产品的物理力学性能均达到或超过刨花板国家标准GB／T4897.1～4897.7-2003的要求。

Description

竹材刨花模压制品生产工艺
技术领域：
本发明涉及非木质材料模压工业制品制造技术领域，特别涉及一种竹材刨花模压制品生产的制备工艺。
背景技术：
我国是个少林国家，木材资源匮乏，木材长期供不应求。国家“天然林保护工程”的实施，使木材供需间的矛盾更加突出。为了缓解木材供需矛盾，国家每年动用大量外汇进口木材和各种林产品。随着全球对生态环境的重视及森林认证制度的推行，木材资源长期依赖进口来弥补国内缺口这种局面，将受到国际市场供应和国家外汇平衡的双重制约。为此，国家林业局在推进林业跨越式发展进程中提出了实施林业六大重点建设工程(其中包括“重点地区速生丰产林基地建设工程”)和实现五大转变(其中包括“木材生产从以天然林为主转向以人工林为主”)的新时期林业战略方针。
刨花模压制品的生产始源于1923年德国华沙力迪公司，自20世纪40年代在国际上就开始了刨花模压工艺这方面的研究工作，其生产工艺在不断发展和完善。70年代以来工业化生产应用最具代表性的模压成型生产工艺主要有：塞莫戴恩工艺(Thermodyn process)，由Runkel和Jost在1948年发明，主要用于生产以刨花为原料的板状家具、建筑用部件；科利普雷斯工艺(Collipress process)，热压工艺参数为温度为140～200℃，压力为60～100kg·cm-2，根据厚度加压2～5min，原料(刨花)的施胶量为8～15％。；沃扎利特工艺(Werzalit process)，是由德国J.F.WerzJrKG公司在1956年发明，是刨花模压成型工业化生产最主要的方法；Haataja模压生产工艺，是由美国人Haataja在80年代发明的，其工艺特点为以大片刨花(规格50～75×25.4×0.7mm3)作为主要原材料，施用1～2％的石蜡和一定量的胶粘剂，施胶刨花不需预压；采用气流铺装或振动铺装快速且定量的直接铺入热压模中，热压时间为1.2～2.4min。
我国刨花模压技术研究始于50年代，中国林科院木材所自1984年起，对家具用刨花模压制品技术进行了系统的研究，其成果于1987年通过原国家林业部部级鉴定。在90年代至今，中国林科院木材所科研人员在学习其他生产工艺技术的基础上，结合本国实际情况，经过长期的科研实践工作，又创造性地发明出两步法模压生产工艺。
沃扎利特的模压技术经过60多年的发展，世界范围内已有德国、英国、法国、意大利、奥地利、以色列、西班牙、土耳其、南斯拉夫、美国、墨西哥、中国、日本、印度、捷克、伊朗等国家的24家大型模压制品厂家采用沃扎利特的模压技术(Werzalit，1991)。
在我国，广东湛江模压木制品厂1987年从德国华沙力迪公司引进模压制品生产线，结合中国林科院木材所刨花模压技术研究成果，每年生产模压家具产品107万件，模压装饰板25万m2，产品畅销海内外。安徽石台、福建大洲、山东青州也在该所的技术支持下生产出家具类刨花模压制品。
青岛木器十三厂、广西岑溪县胶合板厂等30多个厂模压制品生产线相继投产。上海人造板机器厂、哈尔滨林业机械厂等厂在消化吸收引进设备的基础上已能成套生产刨花模压生产线。
北京禾成装饰材料制造有限公司在2001年开发的新型高压模压板材生产线，引进上海康虹木业生产的KH-150型万能模压机，以农林废料秸杆等为生产原料生产人造板材，并且将其材料进行二次加工，生产出的产品为模压门、复合木地板和家具及其它一些工艺模压制品。这些产品均属高新技术绿色环保产品，已取得了国家星火计划名优产品商标使用权。该项生产技术的推广应用，对解决我国木材供应量的日趋紧张，有效利用农林废料，解决农林废料燃烧给环境造成的污染，起到了积极作用。
本发明采用的材料共有两种，为我国南方两个大型丛生竹种——云南龙竹和黄竹，从中选取模压制品性能最优竹种。
丛生竹生长快，产量高，但竹秆比较弯曲，物理力学性能变异较大，一般很少直接作为建筑材料。
云南龙竹(D.Yunnanicus Hsueh)是一种产于我国云南东南部的一种大型丛生竹种，秆通常高25m，直径11～18cm，节间长40～50cm。
黄竹(D.membranaceus Munro)多产于我国云南省等地，秆高约15m，竹径7～10cm，节间长30～40cm。
上述竹材的密度均为较高，它们的形态和性质不均一，直接使用的效果不佳，在刨花板加工方面很少利用这些材料，本发明作为一次探索，制订材料制品的生产工艺和参数，使其得以充分、合理和有效的利用。
发明内容：
本发明以云南龙竹的加工剩余物为主要原料，酚醛树脂(PF)为胶粘剂，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)为胶粘剂助剂，在实验室的条件下，采用“两步法”刨花模压工艺方法对材料进行模压，得到最佳模压制品性能的工艺参数，具体参数如下：
1)材料预压工艺：施胶后刨花含水率为20％、助剂VAE加量为4％、预压温度和时间分别为80℃和9min，预压压力为1.5MPa。
2)刨花模压制品最佳工艺参数为：材料为云南龙竹，施胶量为10％，目标密度为1.00g·cm-3；热压温度为180℃，热压时间为7min，热压压力为5MPa。
本发明有益效果：
云南龙竹(D.Yunnanicus Hsueh)是一种产于我国云南东南部的一种大型丛生竹种，秆通常高25m，直径11～18cm，节间长40～50cm。其生长快，产量高，但竹秆比较弯曲，物理力学性能变异较大，一般很少直接作为建筑材料。
该竹材密度较高，它们的形态和性质不均一，直接使用的效果不佳，通过本发明的模压工艺及制造过程，压制出的木质模压产品的物理力学性能均达到或超过刨花板国家标准GB／T4897.1～4897.7-2003的要求。
当前，世界发达国家采用刨花模压生产工艺来生产刨花模压制品已有多年，并且生产工艺日趋完善；我国属发展中国家，国内生产的刨花板大多数均属普通平压法制备的板材，大规模企业经济效益良好，但是由于我国还有很多中小型刨花板企业，因生产规模小和生产能力低而濒临停产；刨花模压产品生产主要设备是成套专用型的，新建项目投资大，中小型企业不能承受；如果在现有的基础上进行较小的设备调整和改造及技术革新，采用本发明的制造方法——两步法模压生产工艺来生产刨花模压制品；其产品不仅应用范围广，而且附加值高、经济和社会效益可观，同时，也可以高效、合理地充分利用木材工业加工剩余物和性质较差的人工速生林材料；这样，就为林产工业材料加工开辟了一个方向和木材科学与技术学科今后的发展奠定了一定的基础，这就是本发明的有益效果所在。
具体实施方式：
(1)预压
预压工艺直接影响着热压模压产品质量，为了保证模压产品的质量，板坯的铺装结构为三层，原料的表芯层铺装比为3∶4∶3；板坯的铺装尺寸为30×30cm2；预压时间=9min；预压温度=80℃；预压压力为1.5MPa；醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)施加量=2％，施胶后刨花含水率＝20％。热压时通过采用厚度规来保证板材最终厚度，热压后板坯尺寸约为310×310×6mm3。
(2)热压
具体步骤及工艺流程见附图，采用固定的热压压力5MPa，选用热压时间5～9min，热压温度选用范围150～180℃，施胶量控制在6～10％范围，密度范围在0.75～1.00g·cm-3。采用正交试验法进行试验。
附图1是“两步法”刨花模压制品生产工艺流程图。
(3)检测
按照刨花板国家标准GB／T4897.1～4897.7-2003和国家人造板及饰面人造板物化性能试验方法GB／T17657-1999进行。
刨花模压制品的性能的主要考察的指标为板面表观质量、静曲强度(MOR)、内结合强度(IB)和24h吸水厚度膨胀率(24hTS)。
板面表观质量的检测方法为观测热压模压后板材表面刨花拉伸撕裂状况，采用“多人目测评分法”来进行，即用相同人群对制品表面打分。

Claims (3)

1.基于竹材刨花模压制品生产的制备工艺，它包括材料预压工艺，模压制品制造工艺参数，其特征在于：它还包括发明采用的竹材种类、使用的胶粘剂种类和助剂的种类。
2.根据权利要求1所述材料预压工艺，其特征在于：施胶后刨花含水率，助剂施加量，预压的温度，预压时间和预压压力。
3.根据权利要求1所述模压制品制造工艺参数，其特征在于：使用的竹材种类，施胶量，密度，热压时间，热压温度，热压压力。
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