專利名稱：楊木鋸材及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種新型木材及其加工制造方法，尤其涉及一種以楊木為主材質的新型木材及其制造方法。
背景技術：
楊樹是我國最主要的三大速生人工林樹種之一，其生長速度快、分布面積廣、木材蓄積量大。目前，我國楊樹人工林面積已達800萬公頃，超過世界其它國家楊樹人工林面積的總和。然而，速生楊樹木材(簡稱楊木)存在著材質松軟、強度與密度低、易變形、易腐朽、顔色灰白、裝飾效果差等缺陷，使得其只能作為劣質材使用，產品附加值低。目前，我國的人エ林楊樹木材主要用于制造膠合板、細木工板、中密度纖維板、刨花板等，而在實木等高附加值領域的應用幾乎是空白。因此，運用新的技術手段，對楊樹木材進行改性和復合成型處理，制造出具有高密度、高強度和良好裝飾效果的楊木鋸材，對拓展楊樹木材應用領域以滿 足人們日益增長的物質需求，對節(jié)約珍貴木材資源、保護生態(tài)環(huán)境等都具有重要意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供ー種具有高密度、高強度和良好裝飾效果的楊木鋸材，還相應提供ー種操作簡單、設備投入小、原料來源廣泛、成本低的該楊木鋸材的制造方法。為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為ー種楊木鋸材,其是以楊木為主要原料經加工處理后制成，所述楊木鋸材的密度為O. 6g/cm3 I. 5g/cm3,抗彎彈性模量大于 25000MPa。上述的楊木鋸材，優(yōu)選的，所述楊木鋸材為經過固色后的具有顏色的楊木鋸材。作為ー個總的技術構思，本發(fā)明還提供ー種上述楊木鋸材的制造方法，包括以下步驟將楊樹原木旋切為單板，對單板進行一次干燥和染色處理，然后對染色處理后的染色單板進行二次干燥、剪切得單板條，對單板條進行微波加熱、浸潰、三次干燥和組坯處理，最后對組坯處理后的板坯進行冷壓定型、加熱固化、微波平衡和后處理，制得楊木鋸材。上述的制造方法中，優(yōu)選的尺寸控制參數如下所述楊樹原木的長度優(yōu)選控制為O. 5m 3. Om,旋切時采用的設備為弦切機和剪板機，所述旋切后控制單板的厚度優(yōu)選為O. 5mm 3. Omm,單板寬度優(yōu)選為O. 5m I. Om ;所述剪切是指采用單板剪切機沿著染色單板的縱向順紋剪切，剪切后的單板條為寬度在IOmm 50mm的窄條或者寬度在IOOmm 300mm的寬條；所述單板條經組還處理、冷壓定型后得到的板還寬度優(yōu)選為IOOmm 300mm,板還厚度優(yōu)選為IOOmm 500mm,板還密度優(yōu)選為O. 60g/cm3 I. 5g/cm3。上述的制造方法中，優(yōu)選的干燥過程控制參數如下所述一次干燥、三次干燥采用的干燥方法為常規(guī)窯干法、網帶式干燥法或微波干燥方法，所述二次干燥采用的干燥方法為網帶式干燥法或微波干燥方法；所述一次干燥過程中，控制干燥介質或被干燥單板的表面溫度不超過120°C，所述二次干燥過程中，控制干燥介質或被干燥染色單板的表面溫度不超過90°C，所述三次干燥過程中，控制干燥介質或被干燥單板條的表面溫度不超過65°C;所述一次干燥、二次干燥、三次干燥均使得干燥對象的含水率保持在8% 15%。上述的制造方法中，所述染色處理可以采用微波輔助染色法、常溫常壓浸泡法或高壓染色方法，染色處理優(yōu)選采用兩種以上不同顔色的酸性或活性染料。上述的制造方法中，所述微波加熱-浸潰過程的優(yōu)選エ藝參數如下微波輻射功率密度控制在O. 2 w/cm3 lOw/cm3，微波加熱溫度控制在50°C 70°C，輻射時間持續(xù)30s 80s ;微波加熱后的單板條迅速進入到所述浸潰步驟，所述浸潰用到的樹脂體系優(yōu)選為固體含量在20% 50%的酚醛樹脂膠或三聚氰胺樹脂膠溶液，且在常溫常壓下浸潰Imin 20mino上述的制造方法中，所述加熱固化優(yōu)選是指將冷壓定型后的板坯連同模具一同送入鏈條隧道式加熱固化設備，加熱固化設備內的溫度控制在120°c 160°C，固化處理時間為8h 16h,自然冷卻。
上述的制造方法中，所述微波平衡優(yōu)選是指采用隧道式微波預處理裝置對加熱固化后的板方進行熱處理，熱處理時間為5min 15min，微波平衡過程中板方表面的溫度控制在60°C 80°C。上述的制造方法中，所述后處理一般包括密堆存放、裁邊和剖分操作，密堆存放時間為10 30天,剖分后的楊木鋸材的厚度為IOmm 30mm。與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在干本發(fā)明克服了現有楊木存在的材質松軟、強度與密度低、易變形、易腐朽的缺陷，本發(fā)明制造出的新型楊木鋸材具有密度高、強度大、裝飾效果好等特點，能被廣泛用于實木家具、地板及室內外裝飾材料的制作加工，大大拓展了楊木實木加工應用領域，提高了楊木制品的附加值。由干拓展了楊木的應用范圍，且楊木屬于常規(guī)的速生木材，這也相應節(jié)約了其他珍貴木材的用量，有利于降低木材消費成本、節(jié)約資源和生態(tài)環(huán)境保護。此外，本發(fā)明楊木鋸材的制造方法具有操作簡單、設備投入小、原料來源廣泛、成本低等優(yōu)勢，有利于本發(fā)明楊木鋸材的エ業(yè)化推廣及應用。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發(fā)明作進ー步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I :
一種本發(fā)明的楊木鋸材，其是以楊木為主要原料經加工處理后制成，該楊木鋸材的密度為O. 8g/cm3，抗彎彈性模量為33800MPa。該楊木鋸材為經過固色后的具有三種顏色的彩色楊木鋸材。本實施例楊木鋸材的制造方法包括以下步驟
(1)采用弦切機和剪板機將長度為I.5 m (O. 5m 3. Om均可)的楊樹原木加工成厚度為I. O mm (O. 5mm 3. Omm均可)、寬度為O. 8m (O. 5m I. Om均可)的弦切單板(單板長度等于楊樹原木長度);
(2)采用網帶式干燥機(常規(guī)窯干、微波干燥方法均可)將得到的弦切單板干燥至含水率為10%，干燥過程中，干燥介質(或單板表面)溫度控制在90°C ；
(3)將步驟(2)后的單板分別在黑胡桃色、淡緑色、淺黃色三種顏色的活性染料染液中進行染色處理；本實施例采用微波輔助染色法，染色處理前，利用微波加熱設備對單板進行加熱處理，在微波加熱過程中，微波輻射功率控制在4 w/cm3，單板溫度控制在105±2°C，并保持10s，將微波加熱后的單板分別迅速浸潰在以上三種活性染料溶液中進行染色處理，浸泡60min,使單板在厚度方向均勻染透；
(4)采用網帶式干燥機將步驟(3)后的染色單板干燥至含水率為12%，干燥時的單板表面溫度控制在80 ±2 °C ；
(5)采用單板剪切機沿著步驟(4)后染色單板的縱向順紋剪切，將單板剪切成寬度為20mm的單板條(窄條)；
(6)利用微波加熱設備對步驟(5)后的染色單板條進行加熱，在微波加熱過程中，微波輻射功率控制在3w/cm3，輻射時溫度控制在65±2°C，輻射時間持續(xù)40s ；
(7)將步驟(6)微波加熱后的染色單板條迅速浸潰在固體含量為25%的酚醛樹脂膠溶液中，在常溫常壓下浸潰IOmin ；
(8 )采用網帶式干燥機對步驟(7 )浸膠后的楊木單板條進行干燥處理，將其含水率干燥至12% ;干燥過程中，干燥介質(或單板條表面)的溫度控制在60°C ；
(9)將步驟(8)干燥后的染三種不同顔色的單板條共計72kg(每種顔色的單板條各24kg)沿同一方向放入帶有鎖緊裝置的模具中，用冷壓模壓機對其進行冷壓定型，板坯目標密度控制在O. 8g/cm3，壓縮到設定目標密度后，用鋼板和銷釘鎖緊模具，防止板坯反彈回復。單板條組坯時，不同顔色的單板條盡可能均勻混雜，壓縮到目標密度后，板坯的長度等于單板條的長度，板還寬度為200 mm,板還厚度為300 mm ；
(10)將步驟(9)后的楊木板坯連同模具一同送入鏈條隧道式加熱固化設備，加熱固化設備內的溫度控制在140°C，固化處理時間為12h ；
(11)加熱固化完成后，將楊木板坯連同模具置于室內陳放，待板坯完全冷卻后，采用拆模機將模具與加熱固化后的重組楊木方分離；
(12)將重組楊木方置于隧道式微波預處理裝置中，采用微波對板方進行加熱處理，處理時間為8min，加熱過程中板方表面的溫度控制在65°C ±2°C，減小板方內的熱、濕應力，并降低板方后期的游離甲醛釋放量；
(13)將板方密堆存放，存放時間控制在20天；
(14)對板方縱橫裁邊；
(15)采用框鋸機或多片鋸沿板方厚度鋸切(即鋸條或鋸片所在平面與板方長度和寬度方向所構成的平面平行)，將板方鋸解成厚度為18mm的彩色楊木鋸材，鋸材長度等于板方長度，覽度等于板方覽度。本實施例制造出的新型彩色楊木鋸材規(guī)格為1500mm (長)X200mm (寬)X 18 mm(厚)，并具有三色裝飾效果。實施例2:
一種本發(fā)明的楊木鋸材，其是以楊木為主要原料經加工處理后制成，該楊木鋸材的密度為O. 9g/cm3，抗彎彈性模量為44700MPa。該楊木鋸材為經過固色后的具有四種顏色的彩色楊木鋸材。本實施例楊木鋸材的制造方法包括以下步驟
(O采用弦切機和剪板機將長度為I. 92 m的楊樹原木加工成厚度為2. 5mm、寬度為0. 8 m的弦切單板(單板長度等于楊樹原木長度I. 92m)；
(2)采用常規(guī)窯干方法將弦切單板干燥至含水率為12%，干燥過程中，干燥介質溫度為80 0C ；
(3)將步驟(2)干燥后的楊木單板分別在淺紅、淡紫、墨綠、淺黃四種顏色的酸性染料染液中進行染色處理；本實施例采用高壓染色法，單板染色在高壓壓力容器中進行，容器內的壓力為0. 5MPa，染色保壓時間為lOmin，使單板在厚度方向均勻染透；
(4)采用隧道式微波干燥機將染色單板干燥至含水率為10%，干燥過程中，單板表面的溫度控制在90°C以內；
(5)采用單板剪切機沿著步驟(4)后染色單板的縱向順紋剪切，將單板剪切為寬度為200mm單板條(寬條)；
(6)利用微波加熱設備對步驟(5)后的染色單板條進行加熱，在微波加熱過程中，微波 輻射功率控制在2 w/cm3，輻射時溫度控制在55±2°C，輻射時間持續(xù)50s ；
(7)將步驟(6)微波加熱后的染色單板條迅速浸潰在固體含量為20%的三聚氰胺樹脂膠溶液中，在常溫常壓下浸潰15 min ；
(8 )采用常規(guī)窯干方法對步驟(7 )浸膠后的楊木單板條進行干燥處理，將其含水率干燥至10% ;干燥過程中，干燥介質的溫度控制在55°C ；
(9)將步驟(8)干燥后的染四種不同顏色的單板條共計103kg(每種顏色的單板條各25. 75kg)沿同一方向放入帶有鎖緊裝置的模具中，用冷壓模壓機對其進行冷壓定型，板坯目標密度控制在0. 9 g/cm3，壓縮到設定目標密度后，用鋼板和銷釘鎖緊模具，防止板坯反彈回復。組坯時，不同顏色的單板條沿高度方向依次疊放，壓縮到目標密度后，板坯的長度等于單板條的長度，板還寬度為200mm,板還厚度控制在300mm ；
(10)將步驟(9)后的楊木板坯連同模具一同送入鏈條隧道式加熱固化設備，加熱固化設備內的溫度控制在150°C，固化處理時間為9h ；
(11)加熱固化完成后，將楊木板坯連同模具置于室內陳放，待板坯完全冷卻后，采用拆模機將模具與加熱固化后的重組楊木板方分離；
(12)將重組楊木板方置于隧道式微波預處理裝置中，采用微波對板方進行加熱處理，處理時間為lOmin，加熱過程中板方表面的溫度介于70°C ±2°C，減小板方內的熱、濕應力，并降低板方后期的游離甲醛釋放量；
(13)將板方密堆存放，存放時間控制在15天；
(14)對板方縱橫裁邊；
(15)采用框鋸機或多片鋸沿板方寬度鋸切(即鋸條或鋸片所在平面與板方長度和厚度方向所構成的平面平行)，將板方鋸解成厚度為20mm的彩色楊木鋸材，鋸材長度等于板方長度，寬度等于板方的厚度。本實施例制造出的新型彩色楊木鋸材規(guī)格為1920mm (長)X 300mm (寬)X 20 mm
(厚)，并具有四色裝飾效果。采用以上實施例生產的彩色楊木鋸材可以廣泛用于實木家具、地板及室內外裝飾材料的加工制造，極大地提高了楊木制品的附加值。本領域的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例的描述只是為了更好地說明本發(fā)明的技術方案，在不脫離本發(fā)明精神和保護范圍的前提下的各種等同變化，均應落入本發(fā)明權利要求的保護范 圍內。
權利要求
1.一種楊木鋸材，其是以楊木為主要原料經加工處理后制成，其特征在于所述楊木鋸材的密度為O. 6g/cm3 I. 5g/cm3，抗彎彈性模量大于25000MPa。
2.根據權利要求I所述的楊木鋸材，其特征在于所述楊木鋸材為經過固色后的具有顏色的楊木鋸材。
3.—種如權利要求2所述楊木鋸材的制造方法，包括以下步驟將楊樹原木旋切為單板，對單板進行一次干燥和染色處理，然后對染色處理后的染色單板進行二次干燥、剪切得單板條，對單板條進行微波加熱、浸潰、三次干燥和組坯處理，最后對組坯處理后的板坯進行冷壓定型、加熱固化、微波平衡和后處理，制得楊木鋸材。
4.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述楊樹原木的長度控制為O.5m 3.Om,旋切時采用的設備為弦切機和剪板機，所述旋切后控制單板的厚度為O. 5mm 3.Omm,單板寬度為O. 5m I. Om ;所述剪切是指采用單板剪切機沿著染色單板的縱向順紋剪切，剪切后的單板條為寬度在IOmm 50mm的窄條或者寬度在IOOmm 300mm的寬條；所述單板條經組還處理、冷壓定型后得到的板還寬度為IOOmm 300mm,板還厚度為IOOmm 500mm,板還密度為 O. 6g/cm3 I. 5g/cm3。
5.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述一次干燥、三次干燥采用的干燥方法為常規(guī)窯干法、網帶式干燥法或微波干燥方法，所述二次干燥采用的干燥方法為網帶式干燥法或微波干燥方法；所述一次干燥過程中，控制干燥介質或被干燥單板的表面溫度不超過120°C，所述二次干燥過程中，控制干燥介質或被干燥染色單板的表面溫度不超過90°C，所述三次干燥過程中，控制干燥介質或被干燥單板條的表面溫度不超過65°C ;所述一次干燥、二次干燥、三次干燥均使得干燥對象的含水率保持在8% 15%。
6.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述染色處理采用微波輔助染色法、常溫常壓浸泡法或高壓染色方法，染色處理采用兩種以上不同顏色的酸性或活性染料。
7.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述微波加熱過程中，微波輻射功率密度控制在O. 2w/cm3 lOw/cm3，微波加熱溫度控制在50°C 70°C，輻射時間持續(xù)30s 80s;微波加熱后的單板條迅速進入到所述浸潰步驟，所述浸潰用到的樹脂體系為固體含量在20% 50%的酚醛樹脂膠或三聚氰胺樹脂膠溶液，且在常溫常壓下浸潰Imin 20min。
8.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述加熱固化是指將冷壓定型后的板坯連同模具一同送入鏈條隧道式加熱固化設備，加熱固化設備內的溫度控制在120°C 160°C,固化處理時間為8h 16h,自然冷卻。
9.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述微波平衡主要是指采用隧道式微波預處理裝置對加熱固化后的板方進行熱處理，熱處理時間為5min 15min,微波平衡過程中板方表面的溫度控制在60V 80°C。
10.根據權利要求3所述的制造方法，其特征在于所述后處理包括密堆存放、裁邊和剖分操作，密堆存放時間為10 30天,剖分后的楊木鋸材的厚度為IOmm 30mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種楊木鋸材及其制造方法，該楊木鋸材是以楊木為主要原料經加工處理后制成，其密度為0.6～1.5g/cm3，抗彎彈性模量大于25000MPa。本發(fā)明的制造方法包括將楊樹原木旋切為單板，對單板進行一次干燥和染色處理，然后對染色處理后的染色單板進行二次干燥、剪切得單板條，對單板條進行微波加熱、浸漬、三次干燥和組坯處理，最后對組坯處理后的板坯進行冷壓定型、加熱固化、微波平衡和后處理，制得楊木鋸材。本發(fā)明的楊木鋸材具有高密度、高強度和良好裝飾效果等優(yōu)點，本發(fā)明的制造方法不僅操作簡單、設備投入小，且原料來源廣泛、成本低。
文檔編號B27N3/08GK102825645SQ20121035659
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權日2012年9月24日
發(fā)明者李賢軍, 謝力生, 陳紅斌, 羅勇鋒, 牟群英 申請人:中南林業(yè)科技大學