專利名稱：一種定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維構(gòu)成的定向板坯的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)的定向板材，采用的原料以原木為主，如定向刨花板的加工，無法解決大 量原木在生產(chǎn)加工其他產(chǎn)品后產(chǎn)生的大量廢棄邊角料，如次小薪材，板邊皮等；原料的要求 高，來源范圍窄，尤其是對于杉木等木材的加工剩余物更是無法利用加工杉木在加工過程 中會產(chǎn)生70%左右60mm以下的材料,如果全部按廢料處理的話,原料成本明顯偏高；而杉 木是苯狀的纖維結(jié)構(gòu)，加工時容易產(chǎn)生夾刀現(xiàn)象且刀一切便易碎料，工藝性能差，加工難度 大。如中國發(fā)明專利申請CN102198684A公開了一種定向蝕花葩及制備工藝，其采用膠合板 生產(chǎn)過程中剩余的旋切單板下腳料為原料，通過膠粘劑粘合在一起形成縱橫交錯鋪裝后壓 合的三層結(jié)構(gòu)；但其原料仍限于旋切單板下腳料，并且尤其不適合杉木的邊角料的加工利 用，成本降低有限，環(huán)保價值仍有待挖掘。發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有定向板材加工對于原料的限制，不利于大量廢棄的原木加工邊角料的充 分利用，本發(fā)明旨在公開一種定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，其能充分有效利用原木生產(chǎn)加 工過程中產(chǎn)生的大量廢棄邊角料，生產(chǎn)加工力學(xué)性能指標符合一定使用要求的定向結(jié)構(gòu)木 絲板，從而進一步充分降低成本，節(jié)約資源，提升環(huán)?？臻g。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的
一種定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
( I)備料原料采用小徑級原木或木材加工廢棄的邊角料,經(jīng)削片和刨絲將原料加 工成長一定規(guī)格的木絲；
(2)干燥后分選采用轉(zhuǎn)筒式干燥機，借助轉(zhuǎn)筒內(nèi)的熱空氣流和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)支的聯(lián)合作 用，使木絲在轉(zhuǎn)筒內(nèi)形成螺旋線的運動軌跡；干燥后的木絲含水率為3 6%，進而分選，分 離出表層木絲和芯層木絲，所述表層木絲長40 150mm,寬2 IOmm,厚O. 6 Imm ;芯層 木絲的長為2 40_ ；
(3)施膠對表層木絲和芯層木絲分別進行均勻微量施膠；
(4)板坯鋪裝表層木絲采用機械定向方法進行分級定向鋪裝，鋪裝后上下表層 木絲呈縱向分布，表層木絲傾斜角度控制在延縱向線±35°范圍內(nèi)；芯層木絲采用均勻鋪 裝，鋪裝后芯層木絲呈均勻分布；與傳統(tǒng)的定向刨花板的鋪裝方式不同，本發(fā)明的上下表層 的木絲采用了沿縱向分級定向鋪裝，即將長度較大的木絲(40 150mm)根據(jù)長度大小進行 分級，由表至里沿縱向均勻鋪裝，形成復(fù)合板材的上下表層，保證了定向結(jié)構(gòu)木絲板縱向 的力學(xué)性能；而將長度較小(2 40mm)的木絲采用均勻鋪裝，形成復(fù)合板材的芯層；從而 在保證力學(xué)性能和使用性能的基礎(chǔ)上，使原料的利用率達到最大；最終獲得了最佳的性價 比。實驗證明，定向板材的定向性能主要取決于表層材料的定向鋪裝，相比之下，芯層材料的定向鋪裝效果不明顯。對于杉木材料而言，其木纖維長度比楊木長，這樣對于同等長度的 材料，杉木具有更高的力學(xué)性能，這也是保證芯層材料只需進行均勻鋪裝的原因。
(5)冷壓后熱壓處理通過冷壓機進行冷壓后，采用170°C 190°C熱壓溫度，20 22Mpa起始壓力進行熱壓，使板坯中的木絲接觸密實，達到規(guī)定厚度；熱壓成型后，板材含 水率控制在8 12% ;
(6)后期加工，如包括冷卻、裁邊、磨光、檢驗、分等和修補加工。
進一步的，所述邊角料為木材產(chǎn)品加工后剩余的板邊皮,如杉木、楊木、松木等木 材加工后剩余的板邊皮等；以板邊皮作原料，使原木加工的廢料利用率得到大大提高，以杉 木板邊皮為例；如大家所知道的，杉木加工過程中產(chǎn)生的邊角廢料多，且其加工工藝性差， 加工難度大，如何降低杉木的加工成本，提高其材料利用率是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直致力于 解決的問題。
進一步的，所述步驟(I)中，削片和刨絲之間，還有篩分、浸水和磁選的步驟；
通過震動機進行篩分，去除加工過程中產(chǎn)生的碎料和原料堆放時混合的沙石；通 過在浸水池浸水處理，使不同含水率的木絲達到相近的含水率；通過磁選分離出木材加工 過程中混合的鐵屑。其中，浸水時間為15-30min，浸水后的木絲表層含水率達到40%以上。
步驟(2)中，所述熱空氣流為250 340°，干燥時間為30min以上。
步驟(3)中，膠黏劑采用脲醛膠，利用轉(zhuǎn)筒式施膠機對表層木絲和芯層木絲分別施 膠；表層木條與芯層木絲施膠量差別在4%以內(nèi)，表層木絲施膠量平均為6 8 %，芯層木絲 施膠量平均為8 10%。
采用上述工藝所生產(chǎn)的定向結(jié)構(gòu)木絲板，以木材加工廢棄的邊角料為原料加工而 成的木絲通過膠黏劑膠粘壓合而成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括上下表層和芯層；
所述上下表層的木絲為縱向分布，木絲長40 150mm,寬2 IOmm,厚O. 6 Imm ；
所述芯層的木絲均勻分布，木絲長2 40mm。
上述生產(chǎn)工藝，前期不需要進行去皮處理，使得大量原木加工過程中產(chǎn)生的剩余 物得以充分有效的利用，一方面加工原料要求不高，原料來源廣泛，尤其是杉木邊角料如板 邊皮的充分利用，使得生產(chǎn)成本大大降低，原木利用率大大提高，環(huán)保價值大大提升；另一 方面，通過工藝的控制，以原先看似不能利用的原料最終獲得了符合相關(guān)標準要求，能夠滿 足使用要求的定向板材經(jīng)檢驗，產(chǎn)品質(zhì)量，內(nèi)銷超過中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準一定向 刨花板(LV/T1580) — 2000 ;外銷符合歐洲定向刨花板標準(EN300—19970);成品板游甲醛 釋放等級符合中華人民共和國國家標準一室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放 限量(GB 18580-2001) El級?？蓮V泛應(yīng)用于機電類包裝結(jié)構(gòu)材料和家具裝修板材領(lǐng)域。


圖1是定向結(jié)構(gòu)木絲板生產(chǎn)工藝流程圖2是表層木絲縱向鋪裝示意圖3是芯層木絲均勻鋪裝示意圖。具體實施方式

本發(fā)明所述定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝采用木材加工廢棄的邊角料為原料，包括削片、篩選、浸水、磁選、刨絲、干燥、分選、施膠、鋪裝、熱壓成型、后處理等工序。通過削片機 將小徑級原木、木材加工剩余邊角料加工成長度40-150mm長度的木絲；通過浸水提高木絲 的含水率；通過刨絲機生產(chǎn)出30%以上的40-150mm范圍的木絲；以熱空氣為干燥介質(zhì)干燥 板材所用的材料。通過篩選去除粉末樹皮及過碎的原料，分離出表層木絲(長40 150mm, 寬2 IOmm,厚O. 6 Imm)和芯層木絲(長為2 40mm);用轉(zhuǎn)筒式施膠機給表層木絲和芯 層木絲分別施膠；用機械式鋪裝頭鋪裝上下表層的縱向木絲，芯層木絲采用均勻鋪裝；經(jīng) 過冷壓機冷壓后，采用熱壓機接觸加熱熱壓，通過控制熱壓溫度和熱壓壓力等，達到檢疫除 害和降低含水率的目的。后期對成型板材進行冷卻、裁邊、磨光、檢驗、分等、修補等加工。簡 要生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
下面將就上述工藝作進一步的詳細描述。所述生產(chǎn)工藝包括
( I)備料
原料包括小徑材、木材加工剩余邊料等，如杉木、楊木、松木等木材加工后剩余的 板邊皮，也可摻入部分枝丫材。原料由上料運輸機送入削片機，刨絲機，加工成長40 150mm、寬2 10mm、厚O. 6 Imm的木絲,再經(jīng)皮帶運輸機和提升機送入濕刨花料倉。
(2)干燥分選
干燥機進口含水率20-50%，出口含水率3-6%，采用熱空氣流進行干燥，這樣可以 避免因采用中間介質(zhì)而造成熱能損耗。由于刨絲機生產(chǎn)的原料所含的水分較高，而在較短 的時間內(nèi)完成干燥過程，要求干燥速率較快。為此采用高溫(250 300° )干燥介質(zhì)。大 片木絲尺寸對定向鋪裝效果以及定向結(jié)構(gòu)板材的力學(xué)強度影響極大。為此應(yīng)使木絲在干燥 設(shè)備中不受到或少受到碰撞或磨擦。采用中空的轉(zhuǎn)筒式干燥機，借助轉(zhuǎn)筒內(nèi)氣流和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn) 支的聯(lián)合作用，使大片木絲在轉(zhuǎn)筒內(nèi)形成近似螺旋線的運動軌跡。這樣，木絲在轉(zhuǎn)筒中所受 到的主要是木絲之間軟碰撞或軟磨擦，因而木絲形態(tài)能比較理想的得到保護。干燥后的原 料經(jīng)帶式運輸機送到分選機分選，長60 150mm,寬2 IOmm,厚O. 6 Imm的木絲選為表 層木絲；長為2 60mm的木絲選作芯層木絲的；然后經(jīng)表芯層皮帶運輸機分別送入表芯層 料倉。
木絲的含水率對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響，含水率高的木絲在拌膠以后含水率更高， 在熱壓時熱量消耗增加，同時也延長了熱壓時間，降低熱壓機的生產(chǎn)效率，而且也影響膠合 劑的膠合能力，板材易產(chǎn)生鼓泡、分層的缺陷，所以濕木絲在拌膠前必須進行干燥，干燥時 間至少30min，木絲干燥后含水率控制在3 6%。經(jīng)過初步干燥的木絲達到檢疫除害的要 求。
(3)施膠
由于木絲較長、較薄、形狀規(guī)則變化大，施膠過程中容易破碎，很難做到表面均勻 施膠；因而采用中空結(jié)構(gòu)的噴霧式施膠機以盡可能減少対木絲產(chǎn)生破碎作用，并控制噴灑 角度與滾筒軸線成直角，這樣噴灑膠液的損耗將降低至最低限度。利用高精度的PWM控制， 可以適應(yīng)系統(tǒng)快速微量的變化，以達到施膠均勻，精確之目的。
膠黏劑采用脲醛膠，在表、芯層木絲分別施膠。表層木絲與芯層木絲施膠量差別控 制在4%以內(nèi)，表層木絲施膠量平均為8%，芯層木絲施膠量平均為10%。木絲由料倉定量 輸出，并經(jīng)計量裝置連續(xù)稱重后，均衡進入噴霧式施膠機。使進入的木絲與霧化的膠液充分 接觸，均勻著膠，按木絲輸送量的變化調(diào)節(jié)施膠量，保持工藝設(shè)定的膠料比恒定。
(3)板坯鋪裝
表層木絲的定向效果直接影響成品板的物理力學(xué)性能。本項目采用機械定向的方法對表層木絲進行定向鋪裝。定向鋪裝機的工作原理是拌膠后的表層木絲分別進入各自的皮帶運輸機上，送進固定式鋪裝機中。
用于鋪裝表層料的鋪裝頭安裝有片式木絲縱定向給料器.為了提高板子的強度， 在定向時通過分級輥對木絲進行分級，即最長的木絲鋪在表層，越向內(nèi)木絲越短，長度不足 40mm者用作芯層木絲，則采用均勻鋪裝。在芯層的木絲分布沒有較大的分級，這樣就保證能達到所需的內(nèi)部鍵合力.即鋪裝后的板坯為三層結(jié)構(gòu)板坯上下表層木絲呈縱向分布， 木絲傾斜角度控制在延縱向線±35°范圍內(nèi)；芯層木絲基本呈均勻分布。
以杉木為例，其物理及力學(xué)性能如下表I所示(數(shù)據(jù)來自德國漢堡大學(xué)出具的測試報告)。
杉木是苯狀的纖維結(jié)構(gòu)。在加工時容易產(chǎn)生夾刀現(xiàn)象，加工性能不好，加工難度比楊木大；杉木在加工過程中會產(chǎn)生70%的60mm以下的材料,如果全部按廢料處理的話,原料費用明顯偏高；采用本發(fā)明所述生產(chǎn)工藝以杉木的邊角料包括板邊皮作原料，在芯層加工時就利用60mm以下的材料進行均勻鋪裝；可以大大降低生產(chǎn)成本，提高材料利用率。
表I
權(quán)利要求
1.一種定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟(1)備料原料采用小徑級原木或木材加工廢棄的邊角料，經(jīng)削片和刨絲將原料加工成長一定規(guī)格的木絲；(2)干燥后分選采用轉(zhuǎn)筒式干燥機，借助轉(zhuǎn)筒內(nèi)的熱空氣流和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)支的聯(lián)合作用， 使木絲在轉(zhuǎn)筒內(nèi)形成螺旋線的運動軌跡；干燥后的木絲含水率為3 6%，進而分選，分離出表層木絲和芯層木絲，所述表層木絲長40 150mm,寬2 IOmm,厚O. 6 Imm ;芯層木絲的長為2 40_ ；(3)施膠對表層木絲和芯層木絲分別進行均勻微量施膠；(4)板坯鋪裝表層木絲采用機械定向方法進行分級定向鋪裝，鋪裝后上下表層木絲呈縱向分布，表層木絲傾斜角度控制在延縱向線±35°范圍內(nèi)；芯層木絲采用均勻鋪裝，鋪裝后芯層木絲呈均勻分布；(5)冷壓后熱壓處理通過冷壓機進行冷壓后，采用170°C 190°C熱壓溫度，20 22Mpa起始壓力進行熱壓，使板坯中的木絲接觸密實，達到規(guī)定厚度；熱壓成型后，板材含水率控制在8 12% ;(6)后期加工。
2.如權(quán)利要求1所述的定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)中，所述邊角料為木材加工后剩余的板邊皮。
3.如權(quán)利要求1所述的定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)中，削片和刨絲之間，還有篩分、浸水和磁選的步驟；浸水時間為15-30min，浸水后的木絲表層含水率達到40%以上。
4.如權(quán)利要求3所述的定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(2)中，所述熱空氣流為250 340°，干燥時間為30min以上。
5.如權(quán)利要求4所述的定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(3)中，膠黏劑采用脲醛膠，對表層和芯層木絲分別施膠；表層木條與芯層木絲施膠量差別在4%以內(nèi)，表層木絲噴膠量平均為6 8%，芯層木絲拌膠量平均為8 10%。
6.如權(quán)利要求2 5任一所述的定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝,其特征在于步驟(6)中，，包括冷卻、裁邊、磨光、檢驗、分等和修補加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定向結(jié)構(gòu)木絲板的生產(chǎn)工藝。其采用木材加工廢棄的邊角料為原料通過削片工刨絲將原料加工成一定規(guī)格的木絲，即長40～150mm，寬2～10mm，厚0.6～1mm者選作表層木絲，長2～40mm者為芯層木絲；表層木絲進行分級定向鋪裝，芯層木絲采用均勻鋪裝。采用上述工藝生產(chǎn)的定向結(jié)構(gòu)木絲板在滿足使用要求的前提下，具有對加工原料要求不高，原料來源廣泛的特點，尤其是杉木邊角料如板邊皮的充分利用，使得生產(chǎn)成本大大降低，原木利用率大大提高，環(huán)保價值大大提升；廣泛應(yīng)用于機電類包裝結(jié)構(gòu)材料和家具裝修板材領(lǐng)域。
文檔編號B32B37/08GK103056954SQ2013100169
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者周衛(wèi)中 申請人:金華市捷特包裝有限公司