CN113752356A - 一种高密度纤维板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高密度纤维板的制备方法，包括以下步骤：S1.将原木材料切片，调节木片含水率在30～40％；S2.将所述木片先进行初步软化，然后蒸煮，最后进行热磨；所述初步软化为采用纤维素酶和木聚糖酶酶解2～4d；所述蒸煮过程中，向蒸煮液中加入木片质量1～3％的碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂；S3.将热磨后的纤维进行调施胶工序，然后进行干燥；S4.将干燥后的纤维进行板坯成型，然后再经过板坯预压，热压机热压，裁边，即得高密度纤维板的制备方法。该制备方法将木片先采用酶解进行初步软化，然后加助剂进行蒸煮，再热磨，可以提高纤维含量和改善纤维形态和物理性能，从而改善纤维板的性能。
Description
技术领域
本发明涉及纤维板技术领域，具体涉及一种高密度纤维板的制备方法。
背景技术
高密度纤维板是以木纤维或其他植物纤维为原料，施加脲醛树脂，或其它合成树脂在加热加压的条件下压制成的一种板材。高密度纤维板以其优异的各项物理性能，兼容了中纤板的所有优点，广泛应用于室内外装横、办公、高档家私、音响、高级轿车内部装饰，还可用作计算机室抗静电地板、护墙板、防盗门、墙板、隔板等的制作材料。它还是包装品的良好材料。近年来更是取代高档硬木直接加工成复合地板、强化地板等，大量应用于室内装修装饰，其光洁的表面、坚实的质地、超长的使用寿命获得用户的好评。目前市场上的高密度纤维板存在孔隙较大，吸附性差，化学性质不稳定的缺陷。
目前中、高密度纤维板的生产工艺主要包括原木削片(或外购木片)、木片筛选和清洗、蒸煮、热磨、调施胶、干燥、预压、热压、裁锯、冷却等工序。现在最常用的原木为松木，当松木材料不够时，可搭配桉木或者其他杂木，但是要求松木含量一般要求大于50％，因此对于松木的依赖性太高。桉木由于速生桉木梢木材纤维形态差，物理力学性能差，被列为人造纤维板的下等原料，一般只作为搭配原料使用，不能作为主原料使用，当比例过高时，同意造成纤维板强度过低、起毛、结构不密实、起层等问题，因此，如何提升桉木纤维性能，使其满足纤维板制造的需求是现阶段的一个研究重点。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种高密度纤维板的制备方法，采用高比例的桉木作为原材料，得到性能良好的高密度纤维板。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种高密度纤维板的制备方法，包括以下步骤：
S1.将原木材料切片，调节木片含水率在30～40％。
S2.将所述木片先进行初步软化，然后蒸煮，最后进行热磨。
所述初步软化为采用纤维素酶和木聚糖酶酶解2～10h。
所述蒸煮过程中，向蒸煮液中加入木片质量1～3％的碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂。
S3.将热磨后的纤维进行调施胶工序，将胶粘剂和固化剂混合施胶，然后进行干燥。
S4.将干燥后的纤维进行板坯成型，然后再经过板坯预压，热压机热压，裁边，即得高密度纤维板的制备方法。
优选的，步骤S1中，所述的切片工序选用松木:桉木＝1:1～3为原料进行剥皮切片。
优选的，步骤S2中，以木片质量计，纤维素酶酶用量为10～30IU/g，木聚糖酶用量为5～20IU/g。
优选的，步骤S2中，将纤维素酶和木聚糖酶混合，然后以1:80～200的质量比与水混合为酶解液，均匀喷洒于木片上进行酶解。
优选的，步骤S2中，所述蒸煮过程中控制蒸煮压力为0.8～1.1MPa，蒸煮时间2～5min。所述碳酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1～2。
优选的，步骤S2中，热磨时，加入重量份0.3～0.5％的石蜡，热磨室压力控制在0.8～0.9bar。
优选的，步骤S3中，将胶粘剂和固化剂混合施胶，胶粘剂量为8～12％；干燥后的纤维含水率在10～12％。
优选的，步骤S3中，所述胶粘剂为脲醛树脂胶或三聚氰胺胶；所述固化剂为氯化铵。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的高密度纤维板的制备方法，将木片先采用酶解进行初步软化，然后加助剂进行蒸煮，再热磨，可以提高纤维含量和改善纤维形态和物理性能，从而改善纤维板的性能。
2.本发明的高密度纤维板的制备方法，木聚糖酶和纤维素酶有利于木片的软化和纤维的打散，改善纤维的脆性，增加纤维的分离度。以喷洒的形式进行，可以节约能源和减少污水排放。
木片的细胞壁是由许多在结构上和化学性质上都不相同的层次所组成，木聚糖酶和纤维素酶作用于该木片时，会促使其纤维的内聚力下降，并使纤维细胞壁分离，进而使纤维细胞壁的内部组织结构变得更为松弛，木聚糖酶还有利于促进纤维水分的释放，从而使纤维易于吸水润胀、变得柔软。以在后续对木片进行蒸煮和热磨时，易分丝，且使木片的毛细孔数量增加，以有利于相应的化学品的渗透，提高效率和减少助剂的使用。
蒸煮时，采用碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂，加入碳酸钠可以脱除木片的木质素、杂质等，从而提高纤维素的含量。亚硫酸盐蒸煮液与原料中的木质素作用，从而实现原料组分的分离，同时，增加蒸煮液对原料的渗透。蒸煮液对原料的渗透既依靠蒸煮液本身的扩散作用和原料的毛细管作用，添加助剂也有助于蒸煮过程压力升高而强制渗入。从而改善桉木纤维利用率低和性能差的问题。
3.本发明的高密度纤维板的制备方法，采用大比例桉木和松木结合制备密度纤维板，成本低、资源利用率高，具有很好经济效益，容易实现工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高密度纤维板的制备方法，包括以下步骤：
S1.将原木材料切片，调节木片含水率在30～40％。所述的切片工序选用松木:桉木＝1:1为原料进行剥皮切片。
S2.将所述木片先进行初步软化，然后蒸煮，最后进行热磨。
所述初步软化为采用纤维素酶和木聚糖酶酶解3h。以木片质量计，纤维素酶酶用量为20IU/g，木聚糖酶用量为10IU/g。将纤维素酶和木聚糖酶混合，以1:80～200的质量比与水混合为酶解液，均匀喷洒于木片上进行酶解。酶解条件为：温度为30℃。
所述蒸煮过程中，向蒸煮液中加入木片质量2％的碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂。所述蒸煮过程中控制蒸煮压力为0.9MPa，蒸煮时间3min。所述碳酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
热磨时，加入木片重量份0.4％的石蜡，热磨室压力控制在0.85bar。
S3.将热磨后的纤维进行调施胶工序，将胶粘剂和固化剂混合施胶，然后进行干燥。
将胶粘剂和固化剂混合施胶，胶粘剂量为10％；干燥后的纤维含水率在11％。所述胶粘剂为脲醛树脂胶或三聚氰胺胶；所述固化剂为氯化铵。
干燥进出口温度的调节，应根据生产对纤维含水率的要求进行，但必须保证纤维含水率的稳定。一般进口温度为；160℃，出口温度为70℃。当木片较干时，出口温度应控制低一些；当木片较新鲜时，出口温度应控制高一些。
S4.将干燥后的纤维进行板坯成型，然后再经过板坯预压，热压机热压，裁边，即得高密度纤维板的制备方法。
其中，板坯预压工艺步骤：预压在常温下进行，最大线压力190kg/cm；热压工艺步骤：采用单层或多层压机，热压温度180℃，热压时间为0.2min/mm，热压最大压力为2.7MPa；后期处理加工工艺步骤：在常温下冷却、裁边和砂光，冷却在翻板冷却装置中进行，时间20min。
实施例2
一种高密度纤维板的制备方法，包括以下步骤：
S1.将原木材料切片，调节木片含水率在30～40％。所述的切片工序选用松木:桉木＝1:2为原料进行剥皮切片。
S2.将所述木片先进行初步软化，然后蒸煮，最后进行热磨。
所述初步软化为采用纤维素酶和木聚糖酶酶解3h。以木片质量计，纤维素酶酶用量为20IU/g，木聚糖酶用量为10IU/g。将纤维素酶和木聚糖酶混合，以1:80～200的质量比与水混合为酶解液，均匀喷洒于木片上进行酶解。酶解条件为：温度为30℃。
所述蒸煮过程中，向蒸煮液中加入木片质量2％的碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂。所述蒸煮过程中控制蒸煮压力为0.9MPa，蒸煮时间3min。所述碳酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
热磨时，加入木片重量份0.4％的石蜡，热磨室压力控制在0.85bar。
S3.将热磨后的纤维进行调施胶工序，将胶粘剂和固化剂混合施胶，然后进行干燥。
将胶粘剂和固化剂混合施胶，胶粘剂量为10％；干燥后的纤维含水率在11％。所述胶粘剂为脲醛树脂胶或三聚氰胺胶；所述固化剂为氯化铵。
干燥进出口温度的调节，应根据生产对纤维含水率的要求进行，但必须保证纤维含水率的稳定。一般进口温度为；160℃，出口温度为70℃。当木片较干时，出口温度应控制低一些；当木片较新鲜时，出口温度应控制高一些。
S4.将干燥后的纤维进行板坯成型，然后再经过板坯预压，热压机热压，裁边，即得高密度纤维板的制备方法。
其中，板坯预压工艺步骤：预压在常温下进行，最大线压力190kg/cm；热压工艺步骤：采用单层或多层压机，热压温度180℃，热压时间为0.2min/mm，热压最大压力为2.7MPa；后期处理加工工艺步骤：在常温下冷却、裁边和砂光，冷却在翻板冷却装置中进行，时间20min。
实施例3
一种高密度纤维板的制备方法，包括以下步骤：
S1.将原木材料切片，调节木片含水率在30～40％。所述的切片工序选用松木:桉木＝1:3为原料进行剥皮切片。
S2.将所述木片先进行初步软化，然后蒸煮，最后进行热磨。
所述初步软化为采用纤维素酶和木聚糖酶酶解3h。以木片质量计，纤维素酶酶用量为20IU/g，木聚糖酶用量为10IU/g。将纤维素酶和木聚糖酶混合，以1:80～200的质量比与水混合为酶解液，均匀喷洒于木片上进行酶解。酶解条件为：温度为30℃。
所述蒸煮过程中，向蒸煮液中加入木片质量2％的碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂。所述蒸煮过程中控制蒸煮压力为0.9MPa，蒸煮时间3min。所述碳酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
热磨时，加入木片重量份0.4％的石蜡，热磨室压力控制在0.85bar。
S3.将热磨后的纤维进行调施胶工序，将胶粘剂和固化剂混合施胶，然后进行干燥。
将胶粘剂和固化剂混合施胶，胶粘剂量为10％；干燥后的纤维含水率在11％。所述胶粘剂为脲醛树脂胶或三聚氰胺胶；所述固化剂为氯化铵。
干燥进出口温度的调节，应根据生产对纤维含水率的要求进行，但必须保证纤维含水率的稳定。一般进口温度为；160℃，出口温度为70℃。当木片较干时，出口温度应控制低一些；当木片较新鲜时，出口温度应控制高一些。
S4.将干燥后的纤维进行板坯成型，然后再经过板坯预压，热压机热压，裁边，即得高密度纤维板的制备方法。
其中，板坯预压工艺步骤：预压在常温下进行，最大线压力190kg/cm；热压工艺步骤：采用单层或多层压机，热压温度180℃，热压时间为0.2min/mm，热压最大压力为2.7MPa；后期处理加工工艺步骤：在常温下冷却、裁边和砂光，冷却在翻板冷却装置中进行，时间20min。
对比例1
一种高密度纤维板的制备方法，与实施例2相比，不包含初步软化工艺，直接蒸煮和热磨。其他步骤相同。
对比例2
一种高密度纤维板的制备方法，与实施例2相比，初步软化只添加木聚糖酶酶解，用量为20IU/g，其他步骤相同。
对比例3
一种高密度纤维板的制备方法，与实施例2相比，初步软化只添加纤维素酶酶解，用量为20IU/g，其他步骤相同。
对比例4
一种高密度纤维板的制备方法，与实施例2相比，蒸煮过程只添加碳酸钠为助剂，用量为木片质量2％，其他步骤相同。
对比例5
一种高密度纤维板的制备方法，与实施例2相比，蒸煮过程只添加亚硫酸氢钠为助剂，用量为木片质量2％，其他步骤相同。
分别采用实施例1-3和对比例1-5提供的方法制得规格为1220mm×2440mm的纤维板，纤维板的厚度为20mm，然后对纤维板进行性能测试，结果记录如下：
其中，静曲强度和弹性模数按GB/T11718-2009中6.8规定的测定方法进行；内结合强度按GB/T17657规定的内结合强度测定方法进行。
表1结果记录
从实施例1-3的数据可以看出，采用松木:桉木＝1:1～3为原料进行剥皮切片，采用本发明的制备方法制备的高密度纤维板均达到国家要求，但是松木:桉木＝1:3时，刚刚达标，因此选择松木:桉木＝1:1～2为宜。
从对比例1-3与实施例2的对比数据可以看出，采用木聚糖酶和纤维素酶酶解进行初步软化，然后蒸煮时，采用碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂，有利于改善纤维性能，从而改善高泌素纤维板的性能。
而且木聚糖酶和纤维素酶酶共同作用，促进木片的软化和纤维的打散，改善纤维的脆性，增加纤维的分离度，单独作用效果略差。碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂，可以脱除木片的木质素、杂质等，同时，增加蒸煮液对原料的渗透，从而提高纤维素的含量，单独作用效果略差。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (9)
1.一种高密度纤维板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将原木材料切片，调节木片含水率在30～40％；
S2.将所述木片先进行初步软化，然后蒸煮，最后进行热磨；
所述初步软化为采用纤维素酶和木聚糖酶酶解2～4d；
所述蒸煮过程中，向蒸煮液中加入木片质量1～3％的碳酸钠和亚硫酸氢钠作为助剂；
S3.将热磨后的纤维进行调施胶工序，将胶粘剂和固化剂混合施胶，然后进行干燥；
S4.将干燥后的纤维进行板坯成型，然后再经过板坯预压，热压机热压，裁边，即得高密度纤维板的制备方法。
2.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的切片工序选用松木:桉木＝1:1～3为原料进行剥皮切片。
3.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，以木片质量计，纤维素酶酶用量为10～30IU/g，木聚糖酶用量为5～20IU/g。
4.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将纤维素酶和木聚糖酶混合，然后以1:80～200的质量比与水混合为酶解液，均匀喷洒于木片上进行酶解。
5.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述蒸煮过程中控制蒸煮压力为0.8～1.1MPa，蒸煮时间2～5min。
6.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，所述碳酸钠和亚硫酸氢钠的质量比为1:1～2。
7.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S2中，热磨时，加入木片重量份0.3～0.5％的石蜡，热磨室压力控制在0.8～0.9bar。
8.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S3中，将胶粘剂和固化剂混合施胶，胶粘剂量为8～12％；干燥后的纤维含水率在10～12％。
9.根据权利要求1所述的高密度纤维板的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述胶粘剂为脲醛树脂胶或三聚氰胺胶；所述固化剂为氯化铵。
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