CN108214803A - 人造板的制造方法及人造板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种人造板的制造方法，包括如下步骤：秸秆料的制备，将秸秆切断、粉碎，以制得秸秆料；秸秆料的筛选，按照物理形状和尺寸将所述秸秆料筛分为秸秆粗料和秸秆细料；木质刨花的制备，将木材制备成刨花状态，以制得木质刨花；表层料的制备，以所述秸秆细料制备表层料；芯层料的制备，混合所述秸秆粗料与所述木质刨花，以所述秸秆粗料与所述木质刨花的混合料制备芯层料；以及人造板的制备，使用所述表层料和所述芯层料，通过施胶、铺装、预压、热压和后处理步骤，制得所述人造板。

Description

人造板的制造方法及人造板

技术领域

本发明涉及秸秆人造板制造领域，具体涉及一种秸秆和木质刨花混合人造板的制造方法。

背景技术

近年来对农作物秸秆(水稻、小麦、大豆、棉花、亚麻等作物秸秆)综合利用的研究日益受到重视，将秸秆进行一系列复杂的工业处理后压制成板材是重要的研究方向之一。

目前，秸秆料与木质刨花混合制造人造板的方法主要是将秸秆和木材各自独立地进行切断、粉碎、干燥、储存、分选，合格的秸秆料和木质刨花按比例充分混合，混合后施胶，再将施胶的混合料进行铺装，最终整体板材均为木质刨花与农作物秸秆混合料。

然而，一方面，由于各国对环境及森林资源的保护，逐步限制采用木材加工人造板，但社会对人造板的需求却在不断加大；另一方面，单纯使用秸秆制造人造板材存在着形态差、强度低等问题，加入部分木材可以有效解决上述问题。

因此，有必要提出一种新型的人造板及人造板的制造方法，来解决上述两个方面的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，减少对木材的使用并且保证人造板的强度和形态，本发明提供了一种秸秆刨花混合人造板的制造方法及使用这种方法制造的人造板。

根据本发明的一个方面，提供一种人造板的制造方法，该制造方法可以包括如下步骤：

秸秆料的制备：将秸秆切断、粉碎，以制得秸秆料；

秸秆料的筛选：按照物理形状和尺寸将所述秸秆料筛分为秸秆粗料和秸秆细料；

木质刨花的制备：将木材制备成刨花状态，以制得木质刨花；

表层料的制备：以所述秸秆细料制备表层料；

芯层料的制备：混合所述秸秆粗料与所述木质刨花，以所述秸秆粗料与所述木质刨花的混合料制备芯层料；以及

人造板的制备：使用所述表层料和所述芯层料，通过施胶、铺装、预压、热压和后处理步骤，制得所述人造板。

根据一些实施例，在所述芯层料的制备步骤中，按照所述木质刨花占所述混合料的重量百分比在30％～70％的范围内的比例混合所述木质刨花与所述秸秆粗料。

进一步地，在所述芯层料的制备步骤中，按照所述木质刨花占所述混合料的重量百分比为40％的比例混合所述木质刨花与所述秸秆粗料。

根据一些实施例，所述秸秆料的制备步骤包括：

去除秸秆中的石块、灰分和水分；

将秸秆加工成碎料；以及

用气流分选机进一步去除秸秆碎料中的石子和沙子。

根据一些实施例，所述木质刨花的制备步骤包括：

去除木质刨花中的水分；以及

用气流分选机去除木质刨花中的石子和沙子。

根据一些实施例，在混合所述秸秆粗料与所述木质刨花的步骤之前，所述方法还包括：使用计量运输机分别称重所述秸秆粗料与所述木质刨花。

根据一些实施例，所用胶粘剂为异氰酸酯胶。

进一步地，所述人造板的制备步骤具体包括：

分别铺装所述表层料和所述芯层料，以制得板坯；

预压所述板坯；以及

热压所述板坯，以使所述板坯的表层料和芯层料中的水与异氰酸酯产生反应，反应的生成物将所述板坯的表层料和芯层料粘合在一起。

根据一些实施例，所述秸秆为一种或多种秸秆混合而成。

进一步地，所述秸秆包括水稻、小麦、大豆、棉花和亚麻秸秆中的至少一种。

根据本发明的另一个方面，提供一种根据上述任一项实施例所述的方法制造出的人造板。

与现有技术相比，本发明具有以下至少一个优点：

(1)采用农作物秸秆与木材混合制造人造板，有效地解决了我国木材资源短缺的问题，并且加入部分木材原料能有效改善人造板的原料结构，从而提高人造板质量；

(2)无需对现有的生产线作过多的调整，使得整个生产工艺简单，有利于生产效率的提高。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1为根据本发明实施例的制造方法制造的人造板的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的制造方法的工艺流程图。

图中：1-秸秆细料，2-木质刨花与秸秆粗料的混合料。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有明确说明，本发明实施例的附图中各结构的尺寸和比例均不代表实际的尺寸和比例。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

表述“秸秆”是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，例如，可以包括小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。例如，在本文中，所述秸秆可以包括水稻秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆和麻类秸秆中的至少一种。再例如，所述麻类秸秆可以包括汉麻秸秆、亚麻秸秆、大麻秸秆等。

表述“刨花”是指木材或非木材原料经机械加工而成的具有一定形态和尺寸的片状、条状、棒状和/或颗粒状碎料。

表述“粗料”和“细料”主要根据刨花的尺寸对刨花进行的划分，本领域技术人员应理解，它们表示的是刨花尺寸的相对大小，即，“粗料”的刨花尺寸较大，“细料”的刨花尺寸较小。根据实际用途或应用场合的不同，划分“粗料”和“细料”的刨花尺寸可以不同。例如，用于人造板的表层的“粗料”和“细料”的刨花尺寸与用于人造板的芯层的“粗料”和“细料”的刨花尺寸不同。

根据本发明的示例性实施例，提供一种人造板，如图1所述，所述人造板可以包括下纤维层1、中间芯层2和上纤维层1。其中，上、下纤维层1可以由秸秆材料制成，中间芯层2可以由秸秆材料和木质材料混合制成。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种人造板的制造方法，所述人造板的制造方法可以包括如下步骤：

秸秆料的制备：将秸秆切断、粉碎，以制得秸秆料；

秸秆料的筛选：按照物理形状和尺寸将所述秸秆料筛分为秸秆粗料和秸秆细料；

木质刨花的制备：将木材削片后，制备成刨花状态，以制得木质刨花；

表层料的制备：以所述秸秆细料制备表层料；

芯层料的制备：混合所述秸秆粗料与所述木质刨花，以所述秸秆粗料与所述木质刨花的混合料制备芯层料；以及

人造板的制备：使用所述表层料和所述芯层料，通过施胶、铺装、预压、热压和后处理步骤，制得所述人造板。

从结构上看，在本发明的实施例中，最终制得的人造板的板材结构为：上、下表层由秸秆材料制成，芯层由秸秆材料和木质刨花的混合料制成，一方面，能够大量减少木材的使用，将秸秆变废为宝，极大地提高了农作物秸秆的经济价值，又有效地降低了人造板的生产成本；另一方面，芯层由秸秆材料和木质刨花的混合料制成，能够保证制得的人造板满足国家标准的强度要求。从制造工艺上看，在根据本发明实施例的制造方法中，制备出的秸秆料被筛分为秸秆粗料和秸秆细料，然后秸秆粗料可以直接进入芯层料仓中与木质刨花混合，不仅能够充分地利用筛分出的秸秆细料，而且无需对现有的生产线作过多的调整，使得整个生产工艺简单，有利于生产效率的提高。

结合图2，进一步详细描述根据本发明实施例的人造板的制造方法。

在根据本发明实施例的制造方法中，秸秆料的制备步骤可以具体包括以下步骤：

(1)秸秆切断：将秸秆开捆、散包，用切草机将秸秆切断成一定长度。

(2)干燥：用辊筒式干燥机去除秸秆中的石块、灰分、水分，使秸秆的含水量控制在9％-11％。辊筒式干燥机是一种内加热传导型转动干燥设备，湿物料在辊筒外壁上获得以导热方式传递的热量，脱除水分，达到干燥所要求的含水量。

(3)粉碎：用锤式再碎机将秸秆加工成碎料。

(4)风选：用气流分选机去除秸秆碎料中的石子、沙子等杂物。

在根据本发明实施例的制造方法中，木质刨花的制备步骤可以具体包括以下步骤：

(1)木材削片：用削片机将木材加工成一定尺寸和形状的木片。

(2)刨片：刨片机将木片加工成需要的尺寸和形状。

(3)干燥：用干燥机使刨花的含水率达到工艺要求。

(4)风选：用气流分选机去除刨花中的石子、沙子等杂物。

(5)筛选：用矩形筛将木质刨花按形状分离，去除超大料和粉料。

在根据本发明实施例的制造方法中，秸秆料的筛选步骤可以具体包括：采用例如矩形筛的筛分设备按照秸秆料的物理形状和尺寸将秸秆料筛分为粗料和细料。所述细料与粗料的比例可以根据需要筛分，例如可以按照重量比0.5∶1、重量比0.8∶1、重量比1∶1、重量比1∶1.5、重量比1∶1.8或者重量比1∶2筛分，从而分别得到秸秆细料和秸秆粗料。

在根据本发明实施例的制造方法中，所述表层料的制备步骤可以包括：将筛分出的秸秆细料输送至表层料仓中，从而形成所述表层料。作为一个实施例，筛分后的秸秆细料可以进行气流分选，然后输送至表层料仓中。具体地，所述表层料的制备步骤可以具体包括：用分料器将筛分出的秸秆细料分成两份，分别输送至上表层料仓和下表层料层中，从而形成上表层料和下表层料。需要说明的是，用分料器分料的步骤也可以在施胶之后进行。

在根据本发明实施例的制造方法中，所述芯层料的制备步骤可以包括：混合筛分出的所述秸秆粗料与所述木质刨花，将所述秸秆粗料与所述木质刨花的混合料输送至芯层料仓，以制备所述芯层料。作为一个实施例，筛分后的所述秸秆粗料与所述木质刨花可以进行气流分选，然后输送至芯层料仓中。例如，可以按照重量比3∶7～7∶3的范围混合所述木质刨花和所述秸秆粗料，也就是说，所述木质刨花占所述混合料的重量百分比在30％～70％的范围内。优选的，所述木质刨花占所述混合料的重量百分比为40％。

在根据本发明实施例的制造方法中，所述人造板的制备步骤可以具体包括：

(1)细料施胶：将合格的秸秆细料定量输入表层施胶系统，按预设的施胶比例施加胶粘剂，得到施胶秸秆料。在本发明的实施例中，所施加的胶粘剂为异氰酸酯胶，例如MDI胶，由于异氰酸酯胶为一种无醛胶，所以可以保证制造出的人造板的甲醛释放量为零。作为一个示例，可以将秸秆细料通过皮带计量运输机进行计量，通过PLC控制中心，完成胶粘剂的自动精确供给，实现表层刨花在密闭的滚筒中与高速旋转的离心雾化器甩出的胶粘剂的均匀混合。例如，表层料的施胶量可以为秸秆细料重量的4～6％。

(2)分料：将均匀施胶的秸秆细料用分料器等分成上表层料和下表层料。

(3)混合料施胶：将所述秸秆粗料和木质刨花的混合料输入芯层施胶系统施胶。作为一个示例，可以将所述混合料通过皮带计量运输机进行计量，通过PLC控制中心，完成胶粘剂的自动精确供给，实现表层刨花在密闭的滚筒中与高速旋转的离心雾化器甩出的胶粘剂的均匀混合。所述胶粘剂也可以为异氰酸酯胶，例如MDI胶，例如，芯层料的施胶量可以为所述混合料重量的3～5％。根据本发明的一个示例，如果将所述芯层料的施胶量占芯层料的重量百分记为A，将所述表层料的施胶量占表层料的重量百分比记为B，那么A可以比B小0.5～1，即(B-A)的值位于0.5～1的范围内。

(4)混合铺装：铺装机先后将秸秆下表层料、秸秆粗料与刨花的混合料(作为芯层料)、秸秆上表层料铺装成三层对称结构的板坯。

(5)预压：板坯通过预压机预压，使板坯保持一定的形状。板坯预压压缩率控制为45％，回弹率为20％。为了防止粘板，压板、垫板表面应定时均匀地涂抹脱膜剂；铺装用的垫板通过皮带运输机回送反复利用。

(6)热压：板坯被压机加热、加压，使板材原料中的水与胶粘剂的异氰酸酯产生复杂的化学反应，反应的生成物将板材原料粘合在一起。为了防止压板粘板，上压板层应涂抹上均匀的脱膜剂。例如，热压温度可以为185℃，热压压力为3.5MPa，热压周期为17秒/毫米。

(7)后处理：将压制的毛板冷却并裁成规格板材，然后进行砂光处理，从而制得人造板。

根据本发明实施例制造出的人造板具有如下的板材结构：上下表层为纯农作物秸秆、芯层为农作物秸秆与木质刨花混合料，它是一种全新型板材，为农作物秸秆进入更深的家具、装修市场提供了有力的保障。

进一步地，下面结合具体的示例描述使用上述制造方法制造人造板的整个流程。

(1)采用切草机将秸秆切成20～40mm的草段。

(2)采用具有除杂装置的滚筒式气流干燥机将所述草段均匀干燥，使所述草段的含水率降至12～13％，同时除去其中的石块、泥土、铁块等杂物，以防止杂物进入下一步的粉碎工序。

其中，干燥系统可以直接使用空气，换热器采用管壳式换热器，尾气排放和循环使用比例为1∶1，进入干燥机的空气温度为180℃，干燥机筛网采用25mm方形孔筛网，风送管道风速为20m/s，采用一级旋风分离器处理尾气，尾气排出采用布袋除尘器。

(3)采用筛网孔径约为5mm的2×110双轴锤式粉碎机粉碎所述草段，在粉碎后的纤维中，长径比为5～15的纤维的质量占纤维总质量的75％。

具体地，粉碎后的纤维细度用振动标准筛的目数来表示，粉碎后的纤维的筛分值见下表：

需要说明的是，“～+12”表示不能通过12目筛以及12目筛以下的物料，“-12～+20”表示能通过12目筛但不能通过20目筛的物料，“-20～+40”表示能通过20目筛但不能通过40目筛的物料，“-40～+60”表示能通过40目筛但不能通过60目筛的物料，“-60～+80”表示能通过60目筛但不能通过80目筛的物料，“-80～+100”表示能通过80目筛但不能通过100目筛的物料，“-100～”表示能通过100目筛以及100目筛以上的物料。

(4)采用筛分设备将所述粉碎后的纤维筛分成粗料和细料。所述细料与粗料的比例可以根据需要筛分，例如按照质量比0.5∶1、质量比0.8∶1、质量比1∶1、质量比1∶1.5、质量比1∶1.8或者质量比1∶2筛分，从而分别得到细料和粗料。

(5)以木刨花和粗料按照比例混合作为芯层原料，例如按照重量比30％：70％、重量比40％：60％或者重量比70％：30％混合，并且以细料为表层原料，依次进行施胶、铺装、预压、热压、后处理，得到所述人造板。

根据示例性的实施例，不同芯层配比的实验方案如下表所示：

采用该方法生产的18mm板材质量如下表所示：

从表中可以看出：随着芯层木刨花含量的增加，板材的各项性能均有提高的趋势，但芯层木刨花从40％增加到70％时，板材的各项性能变化不大。因此，从板材的性能和成本等多方面考虑，芯层木刨花含量占芯层混合料重量的40％为较优选择。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种人造板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

秸秆料的制备：将秸秆切断、粉碎，以制得秸秆料；

秸秆料的筛选：按照物理形状和尺寸将所述秸秆料筛分为秸秆粗料和秸秆细料；

木质刨花的制备：将木材制备成刨花状态，以制得木质刨花；

表层料的制备：以所述秸秆细料制备表层料；

芯层料的制备：混合所述秸秆粗料与所述木质刨花，以所述秸秆粗料与所述木质刨花的混合料制备芯层料；以及

人造板的制备：使用所述表层料和所述芯层料，通过施胶、铺装、预压、热压和后处理步骤，制得所述人造板。

2.根据权利要求1所述的人造板的制造方法，其特征在于，在所述芯层料的制备步骤中，按照所述木质刨花占所述混合料的重量百分比在30％～70％的范围内的比例混合所述木质刨花与所述秸秆粗料。

3.根据权利要求2所述的人造板的制造方法，其特征在于，在所述芯层料的制备步骤中，按照所述木质刨花占所述混合料的重量百分比为40％的比例混合所述木质刨花与所述秸秆粗料。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的人造板的制造方法，其特征在于，所述秸秆料的制备步骤包括：

去除秸秆中的石块、灰分和水分；

将秸秆加工成碎料；以及

用气流分选机进一步去除秸秆碎料中的石子和沙子。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的人造板的制造方法，其特征在于，所述木质刨花的制备步骤包括：

去除木质刨花中的水分；以及

用气流分选机去除木质刨花中的石子和沙子。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的人造板的制造方法，其特征在于，在混合所述秸秆粗料与所述木质刨花的步骤之前，所述方法还包括：使用计量运输机分别称重所述秸秆粗料与所述木质刨花。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的人造板的制造方法，其特征在于，在施胶步骤中使用的胶粘剂为异氰酸酯胶。

8.根据权利要求7所述的人造板的制造方法，其特征在于，所述人造板的制备步骤具体包括：

分别铺装所述表层料和所述芯层料，以制得板坯；

预压所述板坯；以及

热压所述板坯，以使所述板坯的表层料和芯层料中的水与异氰酸酯产生反应，反应的生成物将所述板坯的表层料和芯层料粘合在一起。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的人造板的制造方法，其特征在于，所述秸秆由一种秸秆组成或由多种秸秆混合而成。

10.根据权利要求9所述的人造板的制造方法，其特征在于，所述秸秆包括水稻秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆和亚麻秸秆中的至少一种。

11.一种人造板，其特征在于，所述人造板为根据上述权利要求1-10中任一项所述的方法制造出的人造板。