竹材刨花模壓制品生產工藝的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及非木質材料模壓工業(yè)制品制造技術領域，特別涉及一種竹材刨花模壓制品生產的制備工藝。
【背景技術】
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[0002]我國是個少林國家，木材資源匱乏，木材長期供不應求。國家“天然林保護工程”的實施，使木材供需間的矛盾更加突出。為了緩解木材供需矛盾，國家每年動用大量外匯進口木材和各種林產品。隨著全球對生態(tài)環(huán)境的重視及森林認證制度的推行，木材資源長期依賴進口來彌補國內缺口這種局面，將受到國際市場供應和國家外匯平衡的雙重制約。為此，國家林業(yè)局在推進林業(yè)跨越式發(fā)展進程中提出了實施林業(yè)六大重點建設工程(其中包括“重點地區(qū)速生豐產林基地建設工程”)和實現(xiàn)五大轉變(其中包括“木材生產從以天然林為主轉向以人工林為主”)的新時期林業(yè)戰(zhàn)略方針。
[0003]刨花模壓制品的生產始源于1923年德國華沙力迪公司，自20世紀40年代在國際上就開始了刨花模壓工藝這方面的研究工作，其生產工藝在不斷發(fā)展和完善。70年代以來工業(yè)化生產應用最具代表性的模壓成型生產工藝主要有:塞莫戴恩工藝(Thermodynprocess),由Runkel和Jost在1948年發(fā)明，主要用于生產以刨花為原料的板狀家具、建筑用部件；科利普雷斯工藝(Collipress process)，熱壓工藝參數為溫度為140?200°C，壓力為60?10kg.cm_2，根據厚度加壓2?5min，原料(刨花)的施膠量為8?15%。；沃扎利特工藝(Werzalit process)，是由德國J.F.WerzJrKG公司在1956年發(fā)明，是刨花模壓成型工業(yè)化生產最主要的方法；Haataja模壓生產工藝，是由美國人Haataja在80年代發(fā)明的，其工藝特點為以大片刨花(規(guī)格50?75X25.4X0.7mm3)作為主要原材料，施用I?2%的石蠟和一定量的膠粘劑，施膠刨花不需預壓；采用氣流鋪裝或振動鋪裝快速且定量的直接鋪入熱壓模中，熱壓時間為1.2?2.4min。
[0004]我國刨花模壓技術研究始于50年代，中國林科院木材所自1984年起，對家具用刨花模壓制品技術進行了系統(tǒng)的研究，其成果于1987年通過原國家林業(yè)部部級鑒定。在90年代至今，中國林科院木材所科研人員在學習其他生產工藝技術的基礎上，結合本國實際情況，經過長期的科研實踐工作，又創(chuàng)造性地發(fā)明出兩步法模壓生產工藝。
[0005]沃扎利特的模壓技術經過60多年的發(fā)展，世界范圍內已有德國、英國、法國、意大利、奧地利、以色列、西班牙、土耳其、南斯拉夫、美國、墨西哥、中國、日本、印度、捷克、伊朗等國家的24家大型模壓制品廠家采用沃扎利特的模壓技術(Werzalit，1991)。
[0006]在我國，廣東湛江模壓木制品廠1987年從德國華沙力迪公司引進模壓制品生產線，結合中國林科院木材所刨花模壓技術研究成果，每年生產模壓家具產品107萬件，模壓裝飾板25萬m2，產品暢銷海內外。安徽石臺、福建大洲、山東青州也在該所的技術支持下生產出家具類刨花模壓制品。
[0007]青島木器十三廠、廣西岑溪縣膠合板廠等30多個廠模壓制品生產線相繼投產。上海人造板機器廠、哈爾濱林業(yè)機械廠等廠在消化吸收引進設備的基礎上已能成套生產刨花模壓生產線。
[0008]北京禾成裝飾材料制造有限公司在2001年開發(fā)的新型高壓模壓板材生產線，引進上?？岛缒緲I(yè)生產的KH-150型萬能模壓機，以農林廢料秸桿等為生產原料生產人造板材，并且將其材料進行二次加工，生產出的產品為模壓門、復合木地板和家具及其它一些工藝模壓制品。這些產品均屬高新技術綠色環(huán)保產品，已取得了國家星火計劃名優(yōu)產品商標使用權。該項生產技術的推廣應用，對解決我國木材供應量的日趨緊張，有效利用農林廢料，解決農林廢料燃燒給環(huán)境造成的污染，起到了積極作用。
[0009]本發(fā)明采用的材料共有兩種，為我國南方兩個大型叢生竹種——云南龍竹和黃竹，從中選取模壓制品性能最優(yōu)竹種。
[0010]叢生竹生長快，產量高，但竹桿比較彎曲,物理力學性能變異較大,一般很少直接作為建筑材料。
[0011]云南龍竹(D.Yunnanicus Hsueh)是一種產于我國云南東南部的一種大型叢生竹種，桿通常高25m,直徑11?18cm,節(jié)間長40?50cm。
[0012]黃竹(D.membranaceus Munro)多產于我國云南省等地，桿高約15m,竹徑7?1cm,節(jié)間長30?40cm。
[0013]上述竹材的密度均為較高，它們的形態(tài)和性質不均一，直接使用的效果不佳，在刨花板加工方面很少利用這些材料，本發(fā)明作為一次探索，制訂材料制品的生產工藝和參數，使其得以充分、合理和有效的利用。
【發(fā)明內容】
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[0014]本發(fā)明以云南龍竹的加工剩余物為主要原料，酚醛樹脂(PF)為膠粘劑，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)為膠粘劑助劑，在實驗室的條件下，采用“兩步法”刨花模壓工藝方法對材料進行模壓，得到最佳模壓制品性能的工藝參數，具體參數如下:
[0015]I)材料預壓工藝:施膠后刨花含水率為20%、助劑VAE加量為4%、預壓溫度和時間分別為80°C和9min，預壓壓力為1.5MPa。
[0016]2)刨花模壓制品最佳工藝參數為:材料為云南龍竹，施膠量為10%，目標密度為1.0Og.CnT3 ;熱壓溫度為180°c，熱壓時間為7min，熱壓壓力為5MPa。
[0017]本發(fā)明有益效果:
[0018]云南龍竹(D.Yunnanicus Hsueh)是一種產于我國云南東南部的一種大型叢生竹種，桿通常高25m，直徑11?18cm，節(jié)間長40?50cm。其生長快，產量高，但竹桿比較彎曲，物理力學性能變異較大，一般很少直接作為建筑材料。
[0019]該竹材密度較高，它們的形態(tài)和性質不均一，直接使用的效果不佳，通過本發(fā)明的模壓工藝及制造過程，壓制出的木質模壓產品的物理力學性能均達到或超過刨花板國家標準 GB / T4897.1 ?4897.7-2003 的要求。
[0020]當前，世界發(fā)達國家采用刨花模壓生產工藝來生產刨花模壓制品已有多年，并且生產工藝日趨完善；我國屬發(fā)展中國家，國內生產的刨花板大多數均屬普通平壓法制備的板材，大規(guī)模企業(yè)經濟效益良好，但是由于我國還有很多中小型刨花板企業(yè)，因生產規(guī)模小和生產能力低而瀕臨停產；刨花模壓產品生產主要設備是成套專用型的，新建項目投資大，中小型企業(yè)不能承受；如果在現(xiàn)有的基礎上進行較小的設備調整和改造及技術革新，采用本發(fā)明的制造方法——兩步法模壓生產工藝來生產刨花模壓制品；其產品不僅應用范圍廣，而且附加值高、經濟和社會效益可觀，同時，也可以高效、合理地充分利用木材工業(yè)加工剩余物和性質較差的人工速生林材料；這樣，就為林產工業(yè)材料加工開辟了一個方向和木材科學與技術學科今后的發(fā)展奠定了一定的基礎，這就是本發(fā)明的有益效果所在。
【具體實施方式】
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[0021]⑴預壓
[0022]預壓工藝直接影響著熱壓模壓產品質量，為了保證模壓產品的質量，板坯的鋪裝結構為三層，原料的表芯層鋪裝比為3: 4: 3 ;板坯的鋪裝尺寸為30X30cm2 ;預壓時間=9min ;預壓溫度=80°C;預壓壓力為1.5MPa ;醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)施加量=2%，施膠后刨花含水率=20%。熱壓時通過采用厚度規(guī)來保證板材最終厚度，熱壓后板坯尺寸約為 310 X 310 X 6mm3。
[0023](2)熱壓
[0024]具體步驟及工藝流程見附圖，采用固定的熱壓壓力5MPa，選用熱壓時間5?9min，熱壓溫度選用范圍150?180°C，施膠量控制在6?10%范圍，密度范圍在0.75?1.0Og.cm_3。采用正交試驗法進行試驗。
[0025]附圖1是“兩步法”刨花模壓制品生產工藝流程圖。
[0026](3)檢測
[0027]按照刨花板國家標準GB / T4897.1?4897.7-2003和國家人造板及飾面人造板物化性能試驗方法GB / T17657-1999進行。
[0028]刨花模壓制品的性能的主要考察的指標為板面表觀質量、靜曲強度(MOR)、內結合強度(IB)和24h吸水厚度膨脹率(24hTS)。
[0029]板面表觀質量的檢測方法為觀測熱壓模壓后板材表面刨花拉伸撕裂狀況，采用“多人目測評分法”來進行，即用相同人群對制品表面打分。
【主權項】
1.基于竹材刨花模壓制品生產的制備工藝，它包括材料預壓工藝，模壓制品制造工藝參數，其特征在于:它還包括發(fā)明采用的竹材種類、使用的膠粘劑種類和助劑的種類。
2.根據權利要求1所述材料預壓工藝，其特征在于:施膠后刨花含水率，助劑施加量，預壓的溫度，預壓時間和預壓壓力。
3.根據權利要求1所述模壓制品制造工藝參數，其特征在于:使用的竹材種類，施膠量，密度，熱壓時間，熱壓溫度，熱壓壓力。
【專利摘要】本發(fā)明涉及非木質材料模壓工業(yè)制品制造技術領域，特別涉及一種竹材刨花模壓制品生產的制備工藝。以云南龍竹的加工剩余物為主要原料，酚醛樹脂(PF)為膠粘劑，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)為膠粘劑助劑，在實驗室的條件下，采用“兩步法”刨花模壓工藝方法對材料進行模壓。包括材料預壓、熱壓和性能檢測。通過對刨花含水率、助劑、熱壓溫度、熱壓時間、熱壓壓力，板坯密度和施膠量的控制，達到最佳的生產工藝效果。同時，本發(fā)明所制備產品的物理力學性能均達到或超過刨花板國家標準GB／T4897.1～4897.7-2003的要求。
【IPC分類】B27N3-10, B27N1-02
【公開號】CN104786339
【申請?zhí)枴緾N201410026223
【發(fā)明人】張雙保, 于雪斐, 王翠翠, 王丹丹, 侯國君, 宋偉, 于爭爭
【申請人】張雙保, 于雪斐, 王翠翠, 王丹丹, 侯國君, 宋偉, 于爭爭
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年1月21日