CN110103298B

CN110103298B - 重组材构成单元及其制备方法和重组材

Info

Publication number: CN110103298B
Application number: CN201910294095.5A
Authority: CN
Inventors: 吴水根; 刘志坤; 于红卫
Original assignee: Jiangshan Oupai Door Industry Co ltd
Current assignee: Jiangshan Oupai Door Industry Co ltd
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: CN110103298A

Abstract

本发明提供了重组材构成单元及其制备方法，和包括该重组材构成单元的重组材。该制备方法以木材旋切或刨切产生的木皮或废料为原料，包括以下预处理步骤：根据所需尺寸，对所述原料进行长度整理，使得最长与最短之间的差值在5cm以内；对整理后的原料进行纵向切分，得到宽度在30mm～50mm的木皮条；将所述木皮条编织成厚度为10mm～30mm的连续型木皮帘；对所述木皮帘进行扎孔处理，孔深穿透所述木皮帘。该制备方法制得的重组材构成单元不对木皮帘进行碾压、梳解，且具有节省胶粘剂、减少烘干能耗，降低生产成本的优点。

Description

重组材构成单元及其制备方法和重组材

技术领域

本发明涉及一种重组材构成单元的制造方法,尤其是以木材旋切或刨切木皮，或木材旋切或刨切产生的废料为基本原料的重组材构成单元的制造方法。

背景技术

从上世纪末和本世纪初以来，重组材的生产逐步发展起来，根据采用的原料不同、生产出方料的应用场合不同、要求的理化参数不同、生产流水作业中遇到的实际问题不同，得出了许多各不相同、各有千秋的生产工艺和技术方案，获得了各有特色的有益效果。

CN104760097A公开了一种切边料参与全竹、木或竹木混合重组材复合板的制造方法，以切边料、竹或竹木混合料为原料，其优点是原料广、再生快，但带来的不足是方料构成单元制造成本高，应力、含水率不够均匀。

CN106426430A公开了一种木质单板处理方法和重组木，该方法主要是对每张木质单板按纤维横纹方向放入辊压机中压成纤维纵向不断裂、横向松散的帚化网结构，以减小内应力和提高浸胶均匀性。但该帚化网结构，浸胶时耗胶量大，干燥时间长，耗能大、成本较高。该方法没有陈放养生步骤，施胶与含水率欠均匀。

总之，重组木的生产是受重组竹产业的启发而兴起的，通常用树枝条为原料，经碾压、浸胶、纵向随意排列在模具中，采用冷压热固化方式制成方料，或用热压冷固化方式制成板料。近来，也有采用木材厚单板或薄单板为原料的生产方法。

人们通过对内应力处理、施胶方法、铺装手段等工艺进行改进，希望能开发出工艺简单、耗胶量低、烘干耗能少、原料单板的使用量少、产品成本低、市场竞争力提高的重组木制备方法。本发明也正是着眼于此，提出以下改进方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种重组木构成单元的制造方法，通过对木皮条状处理，再进行编织扎孔处理，从而降低生产成本与内应力，提高密度的均匀性和原材料的整体化。

根据本发明的一个方面，提供一种重组木构成单元的制备方法，以木材旋切或刨切产生的木皮或废料为原料，包括以下步骤：

步骤一、根据所需尺寸，对所述原料进行长度整理，使得最长与最短之间的差值在5cm以内；

步骤二、对整理后的原料进行纵向切分，得到宽度在30mm～50mm的木皮条；

步骤三、将所述木皮条编织成厚度为10mm～30mm的连续型木皮帘；

步骤四、对所述木皮帘进行扎孔处理，孔深穿透所述木皮帘。

优选地，上述制备方法还包括：步骤五、对扎孔处理后的木皮帘进行炭化或染色处理。

所述染色处理用植物源染色剂进行。所述植物源染色剂通过以下方法制备：

步骤一、按以下重量份称重各原料：62～80份艾草、18～29份茶叶、5～9份牡丹皮、3～6份金银花、3～7份薰衣草、12～19份香樟叶、3～5份马蓝、4～7份茜草、15～25份红花、15～19份槐花、13～17份姜黄、6～9份紫草、3～6份苏木、20～30份甜橙皮、10～14红桔、11～15份栀子、1～3份柘黄和1800～2200份水；

步骤二、将步骤一的所述原料加入到反应釜中进行熬煮，然后自然降温得到熬煮混合料；

步骤三、对所述熬煮混合料进行过滤，得到植物源染色剂过滤液；

步骤四：基于100重量份的所述植物源染色剂过滤液，添加3～7重量份冬青精油，5～7重量份薄荷精油，2～5重量份尤加利精油，搅拌均匀。

优选地，上述制备方法进一步包括：步骤六、将所述木皮帘烘干至含水率为8％～10％，然后自然堆积陈放。

步骤三中，编织的均匀性控制为，所述木皮帘厚度为1厘米时，每平方米面积的重量为5kg±0.1kg。

步骤四中，孔密度为纵向相邻孔的间距为50mm～55mm，横向相邻孔的间距为50mm～55mm。

根据本发明的另一个方面，提供一种重组木构成单元，包括连续性木皮帘，所述木皮帘上扎有通孔，孔密度为纵向相邻孔的间距为50mm～55mm，横向相邻孔的间距为50mm～55mm。

根据本发明的又一个方面，提供一种重组木，包括上述重组木构成单元。

优选地，所述重组木构成单元用包含木质素改性酚醛树脂的胶液浸胶。

根据本发明的重组材构成单元的制备方法，利用废料作为原料，且不需要对原料进行碾压和梳解，生产成本低，且能耗低。

具体实施方式

根据本发明提供的重组材构成单元的制备方法，是以木材旋切或刨切木皮，或木材旋切或刨切产生的废料为基本原料，按如下步骤进行：

(1)原料的选择：木材旋切或刨切木皮，或木材旋切或刨切产生的废料。

(2)原料的预处理：

①废料整理：根据所需尺寸，对所述原料进行长度整理，使得最长与最短之间的差值在5cm以内。

②纵向切分处理：对整理后的原料进行纵向切分，得到宽度在30mm～50mm的木皮条。

(3)木皮条编织：将所述木皮条编织成厚度为10mm～30mm的连续型木皮帘。

木皮条的编织可用本领域常用方法进行，例如利用编织机进行。该木皮帘编织紧密，宽度可根据具体要求确定。木皮帘编织的均匀性根据面积为1平方米，厚度为1厘米时木皮帘的重量控制在5kg±0.1kg。

(4)木皮帘的扎孔：对木皮帘进行扎孔处理，孔深穿透所述木皮帘。孔密度为纵向相邻孔的间距为50mm～55mm，横向相邻孔的间距为50mm～55mm。这些孔能降低木皮帘的内应力，并且使浸胶均匀，减少浸胶用胶量。

(5)炭化或染色处理：按最终产品的色泽和/或花纹的要求，可选地对扎孔的木皮帘进行炭化或植物源染色剂染色处理。

植物源染色剂通过以下方法制备：

熬煮过程的反应釜温度分阶段上升，先升温至50～52℃，保温2小时；再升温至95～100℃，保温5小时；然后自然降温至45℃。

利用上述植物源染色剂进行染色时，与水以1:150～200的重量比稀释得到染色剂稀释液。

将所述染色剂稀释液倒入具有加热保温装置的浸渍池中，投进待浸渍的木皮帘至全淹没。将浸渍池加热至52℃～55℃，保温2～5小时，再升温至85～90℃，保温1～3小时，降温至60～65℃，保温5～8小时，再自然降温至45℃，捞出木皮帘。

这种染色方法可以实现红褐色，例如深红褐色，并且能够保持木皮帘的原有光泽。

(6)干燥：对编织好并经过扎孔的非处理木皮帘、炭化木皮帘、染色木皮帘分别进行烘干处理，烘干至含水率为8％-10％，然后自然堆积陈放，成为重组材构成单元。

上述重组木构成单元通过常规方法可制得重组材，例如通过浸胶、干燥、原料的计量称重、铺装组坯、预压、冷压成型、养护陈放、修边截头等。

其中，浸胶步骤优选用包含耐光变色的木质素改性酚醛树脂的胶液进行。

上述木质素改性酚醛树脂的制备方法具体描述如下。

1.木质素在反应液中的分散处理

将木质素、苯酚、氢氧化钠和水加入反应釜中搅拌均匀，得到木质素分散液。该分散过程优选在40～45℃下进行搅拌30分钟。

具体地，木质素、苯酚、氢氧化钠和水的重量比为(10～30):(20～40):(80～120)，优选30:70:4.7:100。

2.离子催化液合成

将KCl、氯化胆碱、苯酚三种原料按一定的重量比加入容器中，搅拌至反应液透明，即得离子催化液。其中，容器优选是密封的。搅拌温度为60℃～65℃。

在该步骤中，以KCl、氯化胆碱和苯酚为原料在以上非常温和的条件下制备低共熔离子液体，并以此为介质处理木质素，使木质素发生降解，表现为连接醚键断裂，甲氧基脱除，大分子内部的活性基团酚羟基展示出反应活性，形成包含空位的酚型结构。

KCl、氯化胆碱和苯酚的重量比为(10～30):(20～40):(80～120)，例如20:30:100。其中，钾离子与苯酚络合形成钾离子的络合体系，同时生成的质子对苯酚与甲醛的反应起催化作用，从而使平衡向发生缩聚反应生成酚醛树脂的方向移动，氯化胆碱的作用是提高木质素反应活性，苯酚的作用是与钾离子形成络合物，三者组合的综合作用是促进反应平衡向形成树脂的方向发展。

3.离子催化液改性木质素

将步骤1与2的产物(即木质素分散液和离子催化液)转移到合成反应器中，反应得到改性木质素混合液。合成反应器优选装有搅拌和冷凝装置。其中，木质素分散液和离子催化液，重量比优选为(80～120):(7～9)，更优选100:8。

合成反应可在80℃～85℃的温度下，保温2～3h进行。

4.木质素改性酚醛树脂中间体的制备

向步骤3得到的改性木质素混合液加入第一批甲醛，进行第一反应后，加入氢氧化钠和第二批甲醛，进行第二反应后，得到改性酚醛树脂中间体。

所述第一反应和所述第二反应在55～60℃下进行。具体地，第一反应在55～60℃下进行60分钟；

相对于改性木质素混合液的总重量，甲醛加入量为25％～45％，优选35％，氢氧化钠的加入量为8％～16％，优选12％，且第一批甲醛和第二批甲醛的重量比为(5～9):(1～5)，优选7:3。

例如，氢氧化钠和第二批甲醛分别加入，优选在90～120分钟内将这两种物质滴加完成。

5.无机复合染色液的制备

将FeCl₃、CuCl₂、MnCl₂三种无机原料按一定的重量比与一定量的水加入容器中，搅拌得到无机复合染色液。

FeCl₃、CuCl₂、MnCl₂和水的重量比为(80～120):(40～80):(10～30):(800～1400)，优选100:60:20:1000，即5:3:1:50。

优选地，容器是封闭的。且该搅拌过程包括在50℃～55℃的条件下搅拌10分钟。

6.耐光变色木质素改性酚醛树脂的制备

把步骤4制成的改性酚醛树脂中间体升温至83～85℃，优选保温反应30min，在25℃开始测粘度，当粘度达到150～170mPa.s时，加入全部步骤5的无机复合染色液，继续反应，优选反应20min，降温出料，制得耐光变色木质素改性酚醛树脂。

优选地，在以上制备步骤中，氢氧化钠均以重量比为30％的氢氧化钠水溶液的形式使用。

由以上木质素改性酚醛树脂制得的胶液在浸胶前通常用水稀释成固体含量为15％～20％稀释胶液，浸胶时间为5min～8min。

本发明实现了以下有益效果：重组材构成单元的原材料整体化，降低了人工成本，提高了铺装速度；提高了密度的均匀性，降低了内应力；利用废料，降低了生产成本；不对原料进行碾压和梳解，对胶液进行改性，不采用常规的低分子量的浸渍酚醛树脂，而是采用植物源的耐光变色木质素改性酚醛树脂；耗胶量与成本低、烘干快且节能。

以下将结合具体实施例进一步说明本发明，但本发明的方案不限于此。

实施例

实施例1

一、重组材构成单元的制备

1.选用木材旋切产生的废料作为原料，对该原料进行长度整理，使得最长与最短之间的差值≤5cm。

2.对整理后的废料进行纵向切分，得到宽度为30mm的木皮条。

3.将上述木皮条编织成厚度为10mm的连续型木皮帘，厚度为1cm，1平方米的重量为5kg。

4.对制得的木皮帘进行扎孔处理，纵向和横向的孔间距均为50mm。

5.用植物源染色剂对扎孔的木皮帘进行染色处理。

该植物源染色剂通过以下方法制备：

按以下重量份称重各原料：62份艾草、18份红茶、5份牡丹皮、3份金银花、3份薰衣草、12份香樟叶、3份马蓝、4份茜草、15份红花、15份槐花、13份姜黄、6份紫草、3份苏木、20份甜橙皮、10红桔、11份栀子、1份柘黄和1800份水；

将上述原料加入到反应釜中，搅拌后加盖升温至50～52℃，保温2小时，再升温至95～100℃，保温5小时，自然降温至45℃，过滤得滤液；

基于100重量份的滤液，添加3重量份冬青精油，5重量份薄荷精油，2重量份尤加利精油，搅拌均匀，即得植物源染色剂。

使用上述植物源染色剂对木皮帘如下进行染色：将上述植物源染色剂按植物源染色剂:水＝1:150的重量比稀释得稀释液；将稀释液倒入具有加热保温装置的浸渍池中，使木皮帘完全淹没；将浸渍池加热至52℃～55℃，保温2小时，再升温至85～90℃，保温1小时，降温至60～65℃，保温5小时，自然降温至45℃，捞出木皮帘。

6.将染色的木皮帘烘干至含水率为10％，然后自然堆积陈放，制得重组材构成单元。

二、重组材的制备

1.木质素改性酚醛树脂的制备

(1)木质素在反应液中的分散处理

在反应釜中加入自来水100公斤、苯酚70公斤、木质素30公斤、30％的氢氧化钠溶液15.8公斤，在40～45℃搅拌反应30分钟，得到木质素分散液。

(2)离子催化液合成

将KCl、氯化胆碱、苯酚三种原料按照20:30:100的重量比加入密封的容器中，在60℃～65℃的条件下搅拌至反应液透明，即得离子催化液。

(3)离子催化液改性木质素

将步骤(1)与(2)的产物转移到装有搅拌和冷凝装置的合成反应器中，并升温至80℃～85℃条件下保温2h后得到改性木质素混合液。

(4)木质素改性酚醛树脂中间体的制备

在步骤(3)中加入第一批甲醛80公斤，升温至55～60℃，反应60分钟，分别滴加30％的氢氧化钠溶液20公斤与第二批甲醛60公斤，控制滴加速度，在90分钟内将上述两种物质滴加完成，制成改性酚醛树脂中间体。

(5)无机复合染色液的制备

将FeCl₃、CuCl₂、MnCl₂三种无机原料和水按5:3:1:50的重量比与一定量的水加入容器中，在50℃～55℃的条件下搅拌10分钟，即得到无机复合染色液。

(6)耐光变色木质素改性酚醛树脂的制取

把步骤(4)制成的改性酚醛树脂中间体升温至83～85℃，并保温反应30min，在25℃开始测粘度，当粘度达到150～170mPa.s时，加入全部步骤(5)的无机复合染色液继续反应20min，降温出料，制得木质素改性酚醛树脂。

2.浸渍施胶和干燥：将上述重组材构成单元干燥至含水率约为10％，在固体含量约25％的木质素改性酚醛树脂胶中浸渍5～8min，控制浸胶量为12％左右，再经70℃干燥至含水率约10％；

3.冷压成型：根据设计密度和体积，称量浸胶单板，铺放在模具中；铺装完毕闭合上盖板，垂直加压至上盖板到达预定位置，锁模卸压得到木方坯料；

4.固化：将木方坯料连同模具一起送入高温窑内进行热固化，60℃～140℃下保持12h；然后降温取出模具与坯料，进行窑外冷却、人工卸模得到重组木坯料；

5.养护：将上述重组木坯料放入平衡房中，平衡房温度控制于(55±3)℃，平衡时间为18～24h，含水率用ST-85二档测量8％～13％，不允许全部接近8％或13％，需大部分点在10％～12％，平衡好后在自然环境养生120～240h，得到重组木。

对比例1

采用与实施例1相同的方法制备重组木，不同之处在于，重组材构成单元的制备方法中不进行扎孔处理。

对比例2

采用与实施例1相同的方法制备重组木，不同之处在于，重组材构成单元的制备方法中染色步骤使用市售的酸性染料。

对比例3

采用与实施例1相同的方法制备重组木，不同之处在于，重组材的制备方法中浸胶步骤使用市售的酚醛树脂。

用以上根据实施例和对比例制得的重组木分别制成方料，再生产出地板。分别随机抽检六批地板，按《人造板及饰面人造板理化性能试验方法(GB/T17657-2013)和《重组木地板》(LY/T1984-2011)标准进行试验和检测。结果见下表1：

表1

项目	实施例1	对比例1	对比例2	对比例3	标准要求
						24h吸水厚度膨胀率(％)	1.4	3.8	2.4	4.3	≤5.0
甲醛释放量(mg/m<sup>3</sup>)	0.032	0.054	0.036	0.073	≤0.124
						静曲强度(MPa)	102.5	89.7	92.3	76.8	≥60.0
内结合强度(MPa)	3.55	2.72	3.25	2.57	≥2.0
						密度(g/cm<sup>3</sup>)	0.96	0.95	0.95	0.97	≥0.85

上表显示的参数表明，本发明不对木皮帘进行碾压、梳解，采用根据本发明的植物源染色剂进行染色，并用特定的木质素酚醛树脂胶合，最终产品木地板的质量符合重组木地板的行业标准要求，而且节省了胶粘剂、减少了烘干的能耗、降低了生产成本。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。上述说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims

1.一种重组木构成单元的制备方法，以木材旋切或刨切产生的木皮或废料为原料，其特征在于，包括以下步骤：

步骤四、对所述木皮帘进行扎孔处理，孔深穿透所述木皮帘；

步骤五、对扎孔处理后的木皮帘进行炭化或染色处理；

所述染色处理用植物源染色剂进行；

所述植物源染色剂通过以下方法制备：

2.根据权利要求1所述的重组木构成单元的制备方法，还包括：

步骤六、将所述木皮帘烘干至含水率为8％～10％，然后自然堆积陈放。

3.根据权利要求2所述的重组木构成单元的制备方法，步骤三中，编织的均匀性控制为，所述木皮帘厚度为1厘米时，每平方米面积的重量为5kg±0.1kg。

4.根据权利要求3所述的重组木构成单元的制备方法，步骤四中，孔密度为纵向相邻孔的间距为50mm～55mm，横向相邻孔的间距为50mm～55mm。

5.一种重组木，包括根据权利要求4所述的制备方法制得的重组木构成单元。

6.根据权利要求5所述的重组木，所述重组木构成单元用包含木质素改性酚醛树脂的胶液浸胶。