CN107498656B - 一种小径材复合材的高效生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种小径材复合材的高效生产方法，包括如下工艺步骤：a）小径材预处理；b）饱和蒸汽加热软化；c）施胶和热压成型；d）板坯继续加热固化和干燥。优点：将高温饱和处理后的小径材乘热施胶，然后同向铺装压缩，小径木会因受热易挤压成类似六边形而填补相互间的空隙，小径木之间相互接触并胶合成一整体，根据需要制作成不同截面的复合材，复合材被固定在模具中经高温隧道窑固化并干燥，采用这种工艺生产的复合材，小径材的利用率高，生产效率高、品质好，材料来源可持续。

Description

一种小径材复合材的高效生产方法

技术领域

本发明涉及的是一种小径材复合材的高效生产方法，属木材工业中的人造板制造技术领域。

背景技术

次小薪材是指材质劣于加工原木的最低等级，但仍具有一定利用价值的次等级原木；长度小于2m，或径级小于8cm的木条、木杆、短原木和薪材等。这些直径较小的材料在利用时得不到有效的利用，被当做薪火材烧掉，为此如何将小径材通过加工重组来利用，做到劣材优用，对于我国缺林少材的国家来说尤其有必要。

常用的木材压缩变形固定的方法主要有：热处理、蒸汽处理、交联化反应等，热处理和蒸汽处理需在木材压缩前后，对其进行一段时间的加热处理和蒸汽处理，增加了压缩木的生产工序、延长了生产时间，传统的交联化反应多采用甲醛处理，虽然固定木材压塑变形的效果好，但对环境污染大。

高温蒸汽处理木材，可以将木材加热软化，并可以提高木材的尺寸稳定性。经过高温蒸汽处理还可有效降低干燥缺陷的产生。这样经过高温软化处理处理的小径材，可以将其乘热压缩，并且在高于其玻璃转化温度以上进行干燥，又可以减少干燥缺陷的产生。具有一次处理多种效果的作用。

由于缺乏大径级的原木资源，大径级的梁柱材等还是缺少，如何将小径级材及枝桠材复合成大径级材使用，已有学者和厂家探索过，如将其端面加工成梯形材、正六边形等来拼接，存在需要特制的设备、且加工繁琐，原木的直线度等要求高、材料利用率低等缺点，将高温饱和处理后的小径材乘热施胶，然后同向铺装将其压缩，这样外表为圆形的小径木会因受热易挤压成类似六边形而填补相互间的空隙，小径木之间有相互接触面并胶合成一整体，根据具体需要制作成正方形、圆形、长方形等多种截面的复合材，该复合材被固定在模具中经高温隧道窑固化并干燥，就得到小径材复合材。

采用这种工艺技术生产的复合材，将会提高小径材的利用率，且具有生产效率高和品质好。可以利用木材旋切的木芯、桉树和杨树等的小径材和枝桠材，也可以竹材和小灌木等来生产，材料来源可持续。

发明内容

本发明提出的是一种小径材复合材的高效生产方法，其目的旨在利用小径材在压力罐内进行高温饱和蒸汽进行加热软化，出罐后在其表面施加胶粘剂，然后在压力下乘热将其压缩并固定模具，接着将模具在高温隧道窑内加热，使其表层胶粘剂固化和小径材干燥，从而提高小径材的利用率，生产效率和品质。

本发明的技术解决方案：一种小径材复合材的高效生产方法，包括如下工艺步骤：

a、小径材预处理，先将小径材的外皮剥掉，结疤打磨平，将其定长锯断，含水率控制在20-40%，弯曲度太大的小径材通过加热调直，将一定体积的小径材，头尾相间用钢丝或细绳将其捆紧，并通过水浸法测其体积。外层的小径材的要求强度高、结疤少、径级小，径级大于35mm的木材建议放到复合材的中间；

b、饱和蒸汽加热软化，将捆扎好的小径材放到密闭的压力罐中，并向其通入高温饱和蒸汽，蒸汽的温度为130-180℃，升温时需定期排出罐中冷凝水，在罐内达到温度时开始计时，饱和蒸汽处理的时间为10-60min，然后卸压排出罐中蒸汽并打开罐门；

c、施胶和热压成型，立即对热的小径材捆在保温下施胶，施胶后的小径材捆立即放到已经加热并涂脱膜剂的模具中，在压力和热的作用下将小径材压紧并锁紧模具；

d、板坯继续加热固化和干燥，将板坯连同模具迅速推进温度为120-140℃隧道窑内，经过10～24h在窑内继续加热，板坯表层和中间层继续吸收热量，胶粘剂迅速固化，小径材中的水分跑出并干燥，便可制得小径材复合材。

本发明的优点：木材旋切的木芯、桉树和杨树等的小径材和枝桠材是世界上资源较多的自然资源，可以广泛利用，具有材料的可持续性，是人类的环境友好材料，为小径材复合材的生产提供了可持续的原材料资源。小径材复合材还可使木材的一次利用率提高至95％以上，同时经过高温软化处理处理的小径材，乘热压缩，并且在高于其玻璃转化温度以上进行干燥，又可以减少干燥缺陷的产生，还因高温饱和蒸汽热处理后尺寸稳定性好，具有生产效率高和品质好等优点。

附图说明

图1为小径材在上下和左右两个方向压缩连同外面模具的截面结构示意图。

图2为小径材压缩成矩形的截面结构示意图。

图中的1为1/4圆弧钢模，2为小径材，3为圆弧钢模之间的锁紧螺栓，4为U型钢模；5为水平方向压缩后的固定螺栓，6为水平方向的可调挡板，7为上压板，8为插销，9为左右方向锁紧螺栓。

具体实施方式

实施例1，制造圆柱型复合材的方法，由如下步骤组成：

a）小径材预处理：先将小径材的外皮剥掉，结疤打磨平，将其定长锯断，含水率控制在20%、30%或40%，弯曲度太大的小径材通过加热调直，将一定体积的小径材，头尾相间用钢丝或细绳将其捆紧，并通过水浸法测其体积。外层的小径材的要求强度高、结疤少、径级小，径级大于35mm的木材建议放到复合材的中间；

b）饱和蒸汽加热软化，将捆扎好的小径材放到密闭的压力罐中，并向其通入高温饱和蒸汽，蒸汽的温度为150℃，升温时需定期排出罐中冷凝水，在罐内达到150℃温度时开始计时，饱和蒸汽处理的时间为30min，然后卸压排出罐中蒸汽并打开罐门；

c）施胶和热压成型：立即对热的小径材捆在保温下施酚醛胶，施胶后的小径材捆立即放到已经加热并涂脱膜剂的1/4圆弧钢模1中，在上下和左右压力和热的作用下将小径材压紧并锁紧模具；

d）板坯继续加热固化和干燥：将板坯连同模具迅速推进最高温度为140℃隧道窑内，经过15h在窑内继续加热，板坯表层和中间层继续吸收热，胶粘剂迅速固化，小径材中的水分跑出并干燥，便可制得小径材复合材。

实施例2，制造长方柱型复合材的方法，由如下步骤组成：

a）小径材预处理，先将小径材的外皮剥掉，结疤打磨平，将其定长锯断，含水率控制在20%、30%、40%或60%，弯曲度太大的小径材通过加热调直，将一定体积的小径材，头尾相间用钢丝或细绳将其捆紧，并通过水浸法测其体积。外层的小径材的要求强度高、结疤少、径级小，径级大于35mm的木材建议放到复合材的中间；

b）饱和蒸汽加热软化：将捆扎好的小径材放到密闭的压力罐中，并向其通入高温饱和蒸汽，蒸汽的温度为170℃，升温时需定期排出罐中冷凝水，在罐内达到温度170℃时开始计时，饱和蒸汽处理的时间为15min，然后卸压排出罐中蒸汽并打开罐门；

c）施胶和热压成型：立即对热的小径材捆在保温下施聚氨酯胶，施胶后的小径材捆立即放到已经加热并涂脱膜剂的U型钢模4中，在上下和左右压力下，压缩到一定设定厚度时停止，在上压板8上打进左右方向的插销8，与此同时水平方向的力将板坯在宽度方向挤紧，和热的作用下将小径材压紧并锁紧横向调节螺栓；在压机下取出U型模具和板坯，然后在上压板上再用螺栓9将板坯宽度方向锁紧；

d）板坯继续加热固化和干燥：将板坯连同模具迅速推进最高温度为110℃的隧道窑内，经过18h在窑内继续加热，板坯表层和中间层继续吸收热，胶粘剂迅速固化，小径材中的水分跑出并干燥，便可制得长方柱型复合材。

Claims (6)

1.一种小径材复合材的高效生产方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：

a）小径材预处理：先将小径材的外皮剥掉，结疤打磨平，将其定长锯断，含水率控制在20-40%，弯曲度太大的小径材通过加热调直，将小径材头尾相间用钢丝或细绳捆紧，并通过水浸法测其体积；外层的小径材的要求强度高、结疤少、径级小，放到复合材中间的径级大于35mm；

b）饱和蒸汽加热软化：捆扎好的小径材放到密闭的压力罐中，并向其通入高温饱和蒸汽，蒸汽的温度为130-180℃，升温时需定期排出罐中冷凝水，在罐内达到温度130-180℃时开始计时，饱和蒸汽处理的时间为10-60min，然后卸压排出罐中蒸汽并打开罐门；

c）施胶和热压成型；

d）板坯继续加热固化和干燥：将板坯连同模具迅速推进温度为120-140℃隧道窑内，经过10～24h在窑内继续加热，板坯表层和中间层继续吸收热量，胶粘剂迅速固化，小径材中的水分跑出并干燥，便可制得小径材复合材。

2.根据权利要求1所述的小径材复合材的高效生产方法，其特征是所述的步骤c）施胶和热压成型：立即对热的小径材在保温下施胶，施胶后的小径材立即放到已经加热并涂脱膜剂的模具中，在压力和热的作用下将小径材压紧并锁紧模具。

3.根据权利要求1所述的一种小径材复合材的高效生产方法，其特征是：所述的小径材为木材旋切的木芯，或是将木材从其端面劈成长条状的木材单元，或是桉树和杨树的小径材，或是桉树和杨树的枝桠材；或是将竹材从其圆弧方向劈成5-12竹片，除去竹青层和竹黄层，所述竹片表层及内层用低浓度的碱性溶液清洗，然后采用聚氨酯的胶粘剂来固化。

4.根据权利要求3所述的一种小径材复合材的高效生产方法，其特征是所述的小径材，还可以是其它纤维类小径材料，如灌木类的小径材。

5.根据权利要求4所述的一种小径材复合材的高效生产方法，其特征是所述的小径材复合材，其材料是权利要求3中的木材、竹材和权利要求4中的灌木条任意两种复合。

6.根据权利要求2所述的一种小径材复合材的高效生产方法，其特征是所述的施胶的胶粘剂是酚醛胶、聚氨酯胶、脲醛胶、糠醇树脂中的一种。

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