本發(fā)明涉及人造板材料制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用薄木、單板、木片、旋切芯材等次加工木材或竹材制作重組人造板材的工藝。

背景技術(shù)：

重組木材是人造板材或人造木材的一種，是隨著實(shí)木資源的緊張和對(duì)木材資源高效應(yīng)用的要求應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)品。重組材分為重組木材和重組竹材，重組木材以薄木、破損單板、木片、旋切剩余料等次加工材料為原材料，重組竹材由竹絲為原材料；將原材料干燥后，整理成束、并浸漬膠黏劑，隨后在模具中壓制成型，得到重組材。然而上述工藝制得的重組材膠合強(qiáng)度低，其主要原因在于干燥后的原材料膠合性差，浸膠量不足，導(dǎo)致壓制后的產(chǎn)品膠合強(qiáng)度低。為解決上述技術(shù)問題，中國專利200810062058.3公開了一種利用次加工木材生產(chǎn)重組模塊木料的方法，包括以下步驟：a.在蒸汽氣壓為1~1.5MPa、溫度為130~145℃的條件下用高溫蒸汽對(duì)次加工木材進(jìn)行處理，處理時(shí)間為1~4小時(shí)；或用雙氧水或燒堿對(duì)次加工木材蒸煮1~2小時(shí)進(jìn)行脫脂處理；b.將經(jīng)步驟a處理后的木材加熱烘干，使其水分含量降至10%以下；c.把烘干的木材浸入樹脂溶液中，浸泡3~15分鐘；d.在30~55℃下烘干浸泡樹脂后的木材，使木材水分含量降至12~18%；d.對(duì)烘干后的木材進(jìn)行整理后用液壓機(jī)壓制成型，壓力控制在13~23MPa；f.將壓制成型后的半成品在110~155℃高溫固化，使樹脂固結(jié)，固結(jié)時(shí)間10~16小時(shí)，得到重組模塊木料成品。

上述技術(shù)方案通過物理或化學(xué)的方法對(duì)次加工木材進(jìn)行脫脂處理，打開了次加工木材的內(nèi)部水分通道，利于浸漬時(shí)膠黏劑的吸收，得到較大的膠黏劑浸漬量，增加了制得的重組材膠合強(qiáng)度?，F(xiàn)有的蒸汽脫脂或蒸汽熱解處理，利用了真空炭化罐或常壓炭化窯；炭化罐內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱管、真空管和蒸汽管道，從而在罐內(nèi)形成負(fù)壓和高溫，對(duì)木材進(jìn)行真空炭化處理；常壓炭化窯通過熱板加熱、并在蒸汽保護(hù)下對(duì)木材進(jìn)行常壓炭化處理?？偹苤?，炭化罐由于需要對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行抽真空、因而操作風(fēng)險(xiǎn)大，而常壓炭化處理工藝控制復(fù)雜、對(duì)操作人員的技術(shù)要求高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種安全的且易于控制的重組材制備工藝，本發(fā)明的技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種重組材的制備工藝，包括在熱解窯中進(jìn)行的熱解步驟、浸漬步驟、干燥步驟和壓制成型步驟，所述熱解步驟包括升溫過程和保溫過程，所述升溫過程是將溫度升至170~220℃的處理溫度；所述升溫過程中伴隨形成風(fēng)速為2~10m/s的垂直氣流；所述升溫過程和所述保溫過程中通過自然排氣保持窯內(nèi)處于常壓狀態(tài)，至無排氣時(shí)結(jié)束所述保溫過程。

現(xiàn)有技術(shù)，便捷的重組工藝是將原材干燥后直接浸漬膠黏劑，再進(jìn)行干燥、整理、壓制成型等工序，而這樣的工藝得到的重組材膠合強(qiáng)度不足；為了使原材在浸漬膠黏劑時(shí)浸膠量更大，采用對(duì)原材進(jìn)行熱解處理方式，以疏通原材內(nèi)部水分通道，使部分膠黏劑滲透入原材內(nèi)部水分通道中，提高浸膠量，然而現(xiàn)有的兩種熱解處理方式存在著安全系數(shù)低或工藝控制復(fù)雜的問題，另外發(fā)明人在長期實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的兩種熱解處理在處理過程中，均需要持續(xù)噴蒸以防止原材燃燒，因而熱解處理后原材的含水率較高，如前述引用專利中所示，對(duì)熱解處理后的原材還需要再進(jìn)行干燥處理，使原材含水率足夠低以保證浸膠效果。

本技術(shù)方案的制備工藝，是對(duì)片狀的木材次加工材或經(jīng)梳解的竹絲進(jìn)行重組得到重組方料，包括以下步驟：

A.熱解步驟，在熱解窯內(nèi)對(duì)原材進(jìn)行熱解；

B.浸漬步驟，原材經(jīng)過熱解后，含水率降低、侵填體和營養(yǎng)物質(zhì)被排出、內(nèi)部水分通道得到疏通，由此可獲得更好的浸漬效果；

C.干燥步驟；

D.壓制成型步驟，將浸膠并干燥后的原材進(jìn)行整理、裝摸、壓制，得到重組材方料。

其中，步驟A包括以下子步驟：

A1. 裝堆，將片狀或絲狀的原材固定成堆；

A2. 升溫過程，當(dāng)熱解窯關(guān)閉后，以熱解窯中的氣體為介質(zhì)，加熱熱解窯中的氣體，并通過頂風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的垂直氣流使熱解窯中的氣體升溫均勻；熱解窯中氣體升溫，隨垂直氣流的帶動(dòng)，熱解處理過程中原材中的水分干燥后變成水蒸氣并帶走原材中的內(nèi)含物質(zhì)或營養(yǎng)物質(zhì)；熱解窯中氣體介質(zhì)受熱膨脹、同時(shí)水蒸氣的混入使熱解窯中混合氣體體積進(jìn)一步膨脹，通過設(shè)置在熱解窯窯體上的常開氣口將其中的氣體排出（由于熱解窯內(nèi)部氣壓始終大于外部，因而熱解窯始終向外自然排氣），以保持熱解窯內(nèi)外的氣體壓力相同；

A3. 保溫過程，保持170~220℃的處理溫度，保持垂直氣流，保持膨脹氣體的持續(xù)排出，直至無氣體排出，此時(shí)熱解窯內(nèi)與外界的氣體壓力自然相等，關(guān)閉氣口；

A4. 冷卻，隨后出窯。

在本技術(shù)方案中，在熱解窯內(nèi)氣體介質(zhì)升溫和保溫的過程中，完成了對(duì)原材的熱解處理，打通了原材的內(nèi)部水分通道。原材中水分排出產(chǎn)生的水蒸氣不斷替代熱解窯中的原有氣體、并形成混合氣體，從而熱解窯的氣體中的含氧量隨著處理的進(jìn)行逐步降低，由此，熱解處理過程中沒有注入水蒸氣，因而熱解后的原材含水率低，無需再次干燥；當(dāng)氣口處無有氣體排出時(shí)，即熱解窯內(nèi)部與外部氣體壓力自然一致時(shí)，可判斷原材中沒有水分、內(nèi)含物質(zhì)或營養(yǎng)物質(zhì)排出，即處理完成，工藝控制簡單，降低了崗位對(duì)特殊技術(shù)人員的依賴性。一個(gè)附加的技術(shù)效果是，低含氧量熱解處理，使原材材色加深，從而在常壓下處理得到深色處理材，滿足市場(chǎng)對(duì)深色重組材方料的需求。經(jīng)過熱解處理且具有極低含水率的原材在浸漬時(shí)可獲得更大的浸膠量，從而得到膠合強(qiáng)度大的重組材方料。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，供熱源位于所述熱解窯側(cè)壁部；垂直氣流自熱解窯頂部向熱解窯中部下行至底部、并沿側(cè)壁部上行形成內(nèi)循環(huán)。

在本技術(shù)方案中，由于原材以纖維方向與垂直氣流方向一致的方式進(jìn)行堆垛，因而對(duì)供熱源設(shè)置的位置沒有局限，優(yōu)選的，將供熱源設(shè)置在熱解窯窯體的側(cè)壁，通過側(cè)壁向熱解窯內(nèi)部加熱，垂直氣流流經(jīng)側(cè)壁后將熱量直接帶至原材，提高了熱能的利用效率。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述升溫過程是以10~40℃/h的升溫速度進(jìn)行間隔升溫至保溫溫度，間隔點(diǎn)分別為70~80℃、100~110℃和140~150℃，間隔保溫時(shí)間為20~40min。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述升溫過程是以階梯式升溫至保溫溫度，以35~40℃/h的升溫速度升溫至75±2℃、保溫20~30min，以25~30℃/h的升溫速度升溫至105±2℃、保溫20~30min，以15~20℃/h的升溫速度升溫至145±2℃、保溫20~30min，以10~15℃/h的升溫速度升溫至保溫溫度。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述升溫過程是以10~40℃/h的升溫速度進(jìn)行勻速升溫至保溫溫度。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述子步驟A2中，以15~18℃/h的升溫速度進(jìn)行勻速升溫至保溫溫度。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述熱解步驟中將原材干燥至含水率10%以下。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟A是將所述原材干燥至含水率2~5%。

在本技術(shù)方案中，當(dāng)熱解窯內(nèi)外自然等壓，原材經(jīng)過熱解后，含水率降低至2~5%。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述原材以纖維方向與垂直氣流方向一致的方式置于窯內(nèi)。

現(xiàn)有技術(shù)中，如附圖3所示，圖中虛線表示氣流方向，氣流方向采用水平氣流的方式，原材裝窯時(shí)的纖維方向與水平氣流方向一致，水平氣流流經(jīng)層間形成循環(huán)；而在本技術(shù)方案中，氣流方向采用垂直氣流的方式，原材裝窯時(shí)的纖維方向與垂直氣流方向一致，被供熱源加熱的氣流向原材之間，提高了氣流利用效率和熱解處理效率。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，將所述原材堆成矩形方堆，多個(gè)方堆無間隙地填充熱解窯的處理空間。

原材為片狀材或絲狀材，通過捆扎或其他形式固定成捆或束、并堆成矩形方堆，多個(gè)方堆密集排布和堆放，以無間隙、不設(shè)預(yù)留氣道的方式裝窯，原材單體之間自然留有空隙，該空隙形成自然的氣流通道。從而簡化了裝窯時(shí)的氣道設(shè)計(jì)和布置，進(jìn)一步簡化了本技術(shù)方案的制備工藝。另一個(gè)附加的技術(shù)效果是熱解窯的一次處理量增大，提高了產(chǎn)能。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述冷卻步驟中，通過向熱解窯中噴蒸以使熱解窯中溫度降低至100℃以下，隨后出窯。

當(dāng)熱解窯內(nèi)外自然等壓后，關(guān)閉氣口，以避免冷卻后窯內(nèi)混合氣體體積減小后外部空氣回吸引起火災(zāi)。而通過向熱解窯中噴射水蒸氣，在輔助窯內(nèi)混合氣體降溫的同時(shí)，對(duì)窯內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)壓、并略微向上調(diào)整熱解處理后的原材，保證熱解處理后的原材的力學(xué)強(qiáng)度，利于使用該原材制備的重組材方料的力學(xué)強(qiáng)度。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟B中，將經(jīng)過熱解處理的原材浸漬在膠黏劑中，浸漬壓力為0.1~1MPa，浸漬時(shí)間為3~40min，其中升壓時(shí)間為7~8min。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟B中，將經(jīng)過熱解處理的原材浸漬在膠黏劑中，浸漬壓力為0.5~1MPa，浸漬時(shí)間為15~20min，其中升壓時(shí)間為7~8min。

將熱解處理后的原材置于壓力容器中，在壓力環(huán)境下浸漬膠黏劑，可提高浸膠量，進(jìn)一步保證利用本技術(shù)方案的重組材制備方法制備的重組材方料的膠合強(qiáng)度。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述浸漬步驟所用膠黏劑為酚醛膠或三聚氰胺改性酚醛膠。

綜上所述，本技術(shù)方案的一種重組材的制備工藝具有：

（1）工藝控制簡單，減少了工藝控制對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的依賴；

（2）安全，熱解處理過程采用常壓熱解，同時(shí)通過垂直氣流與排氣的配合，無火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)；

（3）產(chǎn)量大、熱解后原材材色深。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的供熱源及氣流循環(huán)示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)的熱解處理的供熱源及氣流循環(huán)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及優(yōu)選的方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

實(shí)施例1：一種重組材的制備工藝，本實(shí)施例以處理2mm厚桉木片材為例，得到桉木重組材方料，工藝流程如圖1所示，工藝參數(shù)如表1所示，

表1. 以2mm厚桉木片材為原材制備桉木重組材方料的工藝參數(shù)表

如圖2所示，本實(shí)施例的熱解處理所采用的熱解窯1，在其對(duì)稱的兩個(gè)側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有供熱源2、并在其頂部設(shè)有風(fēng)機(jī)3、氣口5和擋風(fēng)板6，鐵質(zhì)框架4裝載在熱解窯1內(nèi)。由于熱解窯內(nèi)氣體膨脹，氣體始終從熱解窯內(nèi)流向外部，擋風(fēng)板6用于在氣口5附近引導(dǎo)氣流，不會(huì)出現(xiàn)氣體倒灌，熱解過程中，混合氣體中含氧量初步降低、內(nèi)外氣壓一致，因而無起火安全隱患。供熱源2嵌設(shè)且均布在兩個(gè)側(cè)壁內(nèi)部的熱風(fēng)管，通過向熱風(fēng)管中輸入熱風(fēng)形成本實(shí)施例的供熱源2；風(fēng)機(jī)3置于熱解窯1頂部，風(fēng)機(jī)3啟動(dòng)時(shí)向窯內(nèi)吹風(fēng)，并在窯內(nèi)形成垂直氣流，圖中虛線表示氣流方向，垂直氣流自熱解窯頂部向熱解窯中部下行至底部、并沿側(cè)壁部上行形成內(nèi)循環(huán)氣流。經(jīng)過熱解后，原材的含水率降低至2~5%。

實(shí)施例2：一種重組材的制備工藝，本實(shí)施例以處理梳解后的竹絲為例，得到竹重組材方料，工藝參數(shù)如表2所示，

表2. 以梳解竹絲為原材制備竹重組材方料的工藝參數(shù)表

實(shí)施例3：一種重組材的制備工藝，本實(shí)施例以處理厚度為6mm樺木旋切邊角料為例，得到樺木重組材方料，工藝參數(shù)如表3所示，

表3. 以6mm厚樺木旋切邊角料為原材制備重組材方料的工藝參數(shù)表