CN101579879A

CN101579879A - 一种高性能木材重组集成材及其制造方法

Info

Publication number: CN101579879A
Application number: CNA2009100861866A
Authority: CN
Inventors: 王正; 任一萍; 高黎; 郭文静; 常亮; 范留芬; 徐正东
Original assignee: Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Current assignee: Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2009-11-18

Abstract

本发明公开了一种高性能木材重组集成材及其制造方法，它是以木材加工中产生的大量剩余物－木材边皮为原料，通过木材重组技术将其制成结构及装饰用高密度、高强度集成板材和方材。其中，所述的木材加工废弃剩余物先经锯解、疏解去皮及干燥处理后形成具有一定规格的边条；再多层平向铺装后再经热压及后处理而制成。其加工工艺过程为：将木材加工剩余物－木材边皮锯解成具有一定宽度和长度的边条，经过疏解去皮后，干燥至一定含水率。将干燥边条进行浸胶、再干燥，然后按顺条方向将边条铺装在一个凹型槽中形成坯料。再将装在凹型槽中的坯料推入热压机上的模具中热压，热压后，形成毛坯板方材，再经齐边、砂光后制得成品。

Description

一种高性能木材重组集成材及其制造方法

技术领域

本发明属于木材加工技术领域，尤其涉及一种利用木材加工(主要是实木木材，如原木、板材等的加工)废弃剩余物通过重组技术将其再变为高性能实体木材的产品及其制造技术。

背景技术

木材加工业是我国国民经济的支柱产业之一。木材加工业的锯材产品是一种在我国应用十分广泛的产品，其应用领域涉及到建筑、家具、包装、运输、机械制造等多个方面。但是，在木材加工中同时产生大量剩余物废料-木材边皮。以往，这些剩余物多被用于加工纤维板、刨花板等产品。但是由于这些产品需要将边皮粉碎或磨制，破坏了边皮原有的木质结构，因此其制成品多为高能耗、低强度、低性能的低附加值产品，制成的产品结构疏松且质软，其木质感的恢复还要依靠另外的二次加工装饰处理。不仅产品性能降低，且还使加工工艺更加复杂化，另一方面，由于我国80％以上的纤维板、刨花板等人造板产品都使用可释放大量甲醛的脲醛为胶粘剂，因此这种纤维板和刨花板中甲醛对人居环境的污染问题已经越来越引起人们的关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能木材重组集成材，将木材加工剩余物通过木材重组技术将其变废为宝，制成结构及装饰用高密度、高强度并具有装饰纹理的集成材。

本发明的另一目的是提供上述高性能木材重组集成材的制造方法。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种高性能木材重组集成材，至少包括一块板方材结构单元体：所述的板方材结构单元体是由木材加工废弃剩余物为原材料经二次加工制作的成品，其中，所述的木材加工废弃剩余物先经锯解、疏解去皮及干燥处理后形成具有一定规格的边条；所述的板方材结构单元体是将前述处理后的木材边条若干层顺向铺装后再经热压及后处理而制成的集成材成品。

所述的板方材结构单元体绝大部分部按木材边条顺向铺装。

或所述的板方材结构单元体至少是表层的木材边条平行顺向铺装，其中，中间夹杂层的木材边条存在横向或斜向铺装。

所述的木材加工剩余物为实木类、单板类木材及制品加工过程中产生的废弃料。

所述一定规格的边条为宽度5-20mm，长度10-50cm。

一种高性能木材重组集成材的制造方法，包括原材料选取及其处理、板方材结构单元体的制备工序，其具体方法步骤如下：

a)收集实木类、单板类木材及制品加工过程中产生的废弃料，对带有树皮的木材边条则先疏解去皮；

b)将选取的原材料二次处理，具体是：木材边皮锯解成边条，边条为宽度5-20mm，长度10-50cm；再将木材边条干燥到含水率6％-12％：然后将木材边条浸入到胶液之中，浸胶后的木材边条经沥干并强制干燥到含水率12％以下；

c)将二次处理后的木材边条按边条木材纹理方向顺向均匀铺在一个凹型槽中中，形成板坯；

d)将装在凹型槽中的坯料推入放在热压机上的模具中热压，热压成型为板方材；其中：热压温度120-160℃；热压压力2-7MPa；热压时间，每毫米板厚1-3min/mm；

e)将压制好的板方材经齐边、砂光后裁制，制得成品。

所述步骤a)中选取的原材料如果是带树皮的木材边条，则先疏解去皮：经过滚筒碾压疏解、平板平压疏解或人工方法使树皮与木材分离。

在具体应用中，即可直接采用一体制成的板方材结构单元体，亦可按需要将多个上述的板方材结构单元体拼接使用。

本发明在不破坏木材边条原有木质结构的前提下，通过木材重组集成技术将木材加工剩余物边条重新组合成高强度、高性能、具有美观木质纹理的新型木材。可以在室内外建筑装饰材料、高档木门窗、高档实木家具、木结构建筑、以及汽车车厢板、高强度包装材料等领域中得到广泛应用。

本发明的优点是：

1、与现有的纤维板、刨花板产品相比，本发明生产的高性能木材重组集成材产品木质感强、密度及强度高，装饰性能好。

2、本发明高性能木材重组集成材制造方法能耗低、设备投资小。

3、大量剩余物废料可以得到更好的应用，经济效益显著。

4、与碎料制作纤维板、刨花板相比，由于添加的胶粘剂用量大大减少，产品更加环保。

5、由于产品质量的大幅提升，制得的产品应用范围更广泛。

附图说明

图1为本发明高性能木材重组集成材一实施例结构示意图(集成板材)

图2为本发明高性能木材重组集成材另一实施例结构示意图(集成板材)

图3为本发明高性能木材重组集成材制造工艺流程图

具体实施方式

本发明高性能木材重组集成材根据需要可以是以板材或方材结构形式存在。

如图1所示，是本发明高性能木材重组集成材基础的板方材结构单元体1板材形式的结构，其是由相对较少层的木材加工废弃剩余物边条101平行排列且层叠后经热压胶合而成。至少应保证表层木条平行顺向排列更佳；其他层木条亦平行顺向排列。

本发明高性能木材重组集成材基础的板方材结构单元体1方材形式的结构亦可是由相对较多层的木材加工废弃剩余物边条101平行排列且层叠后经热压胶合而成。至少应保证表层木条平行顺向排列更佳；其他层木条亦平行顺向排列。

如图2所示，是本发明高性能木材重组集成材基础的板方材结构单元体1又一方材形式的结构，其至少是表层的木材边条101按木材纹理方向平行顺向铺装，中间夹杂层的木材边条102与表层的木材边条铺设方向垂直或斜向铺装。

本发明的原料主要选择以下木材加工剩余物为原料：原木锯解加工过程中产生的各种边角料，胶合板生产中产生的各种废弃碎单板、以及在木材指接集成材加工中产生的废弃边条等一切实木类、单板类木材及制品加工过程中产生的废弃边条。

所述的木材加工废弃剩余物先经锯解、疏解去皮及干燥处理后形成具有一定规格(宽度5-20mm，长度10-50cm)的边条，再将木材加工废弃剩余物的边条浸胶沥干或强制干燥到含水率12％以下。处理后的边条平行多层顺向铺装后再经热压及后处理而制成集成材成品。所述的后处理是将热压后的板坯齐边、砂光后裁制成一定的规格。

本发明还提供了一种高性能木材重组集成材的制造方法，包括原材料选取及其处理、板方材结构单元体的制备工序，其具体方法步骤如下：

a)选料：收集实木类、单板类木材及制品加工过程中产生的废弃料，对带有树皮的木材边条先疏解去皮：将带树皮的木材边条经过滚筒碾压疏解或平板平压疏解的方式使树皮与木材分离，也可以通过人工方法在锯解前将大块边皮去树皮。

b)将选取的原材料二次处理，具体是：木材边皮锯解成边条，边条为宽度5-20mm，长度10-50cm；再通过强制干燥或气干的方式将去皮的木材边条干燥到含水率6％-12％，然后将木材边条浸胶处理。

所述的浸胶工艺是将干燥的木材边条浸入到胶液之中。胶液成份为改性酚醛树脂胶粘剂，胶液固体含量10％-25％，该含量下使得木条表面均匀浸渍在胶液中，既保证胶合强度又不至于使胶液过多造成浪费。浸胶后的木材边条需经沥干并强制干燥到含水率12％以下。

所述的胶液成份还可以为改性异氰酸酯胶粘剂、三聚氰胺改性胶、间苯二酚胶粘剂、醋酸乙烯酯胶粘剂及其他各种木材胶粘剂。

c)将二次处理后的木材边条平行均匀铺在一个凹型槽中，形成板坯；其中，边条平行多层顺向铺装。

d)将装在凹型槽中的坯料推入放在热压机上的模具中热压，形成板方材。本发明采用的热压工艺参数如下：热压温度120-160℃；热压压力2-7MPa(根据制品的密度调节)；热压时间：1-3min/mm。

如制备密度为0.9g/cm³、厚度为25mm的板材，热压温度为145℃；热压压力5MPa；热压时间取35min。

e)将压制好的板方材经齐边、砂光后裁制，制得成品。

本发明可以通过控制热压工艺条件等方式，制成不同密度不同强度的重组木材，以满足不同性能的需要。

本发明重组木材可以达到比原有实体木材性能更好、强度更高，并具有一定的花纹纹理(花纹纹理可以非常自然，也可经过人为的设计将这些自然花纹艺术排列，给人以意想不到的效果)，因此在家具、高档装饰门和建筑装饰板领域可以作为进口高档木材的替代品，大大提升了木材产品价值(这种重组木材的价值甚至超过了其原有我国人工林实木木材产品的价值)。

以往这种木材边皮的利用是将其粉碎或磨浆制成刨花板和纤维板。这两种产品的性能远低于本发明产品，其外观纹理必须通过二次贴面加工才能实现。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明的申请专利保护范围。

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

首先选择杉木木材锯解加工中的剩余物-杉木边皮为原料，将其锯解成宽度5-20mm，长度10-50cm边条。然后，将带树皮的杉木边条经碾压疏解使树皮与木材边条分离，放入干燥箱中将边条干燥到含水率6％-12％。第三步，将干燥的木材边条浸入到固体含量20％的改性酚醛树脂胶液之中，待全部边条都浸上胶液后，取出边条沥干，并进一步干燥到含水率12％以下。第四步，将浸胶干燥后的木材边条顺向均匀铺在一个凹型槽中，形成板坯，然后将坯料推入放在热压机上的模具中热压，按如下热压工艺参数压制：热压温度120-160℃；热压压力2-7MPa(根据制品的密度调节)；热压时间，每毫米板厚1-3分钟，即1-3min/mm，形成板方材。将压制好的板方材经齐边、砂光后裁制成需要尺寸，制得成品。如密度为0.9g/cm³、厚度为25mm的板材，其性能指标可达：弹性模量为26730MPa，静曲强度134MPa、煮沸内结合强度0.25MPa。

实施例2：

选用胶合板生产中产生的废弃碎单板，将长度小于5cm的碎单板剔除，并将长度大于50cm，宽度大于20mm的单板条裁制成宽度5-20mm，长度10-50cm边条。然后按实施例1的生产条件，将选用的边条进行浸胶、干燥、铺装、热压及后整理等方式形成板方材成品。如密度为0.8g/cm³、厚度为20mm的板材，其弹性模量为24730MPa，静曲强度121MPa、煮沸内结合强度0.35MPa。

实施例3：

选用指接集成板材生产中产生的锯边板条，不需做其它处理，直接按实施例1的生产条件，进行浸胶、干燥、铺装、热压及后整理等方式形成板方材成品。如密度为1.0g/cm³、厚度为25mm的板材，其弹性模量为28650MPa，静曲强度167MPa。

Claims

1、一种高性能木材重组集成材，至少包括一块板方材结构单元体，其特征在于：所述的板方材结构单元体是由木材加工废弃剩余物为原材料经二次加工制作的成品，其中，所述的木材加工废弃剩余物先经锯解、疏解去皮及干燥处理后形成具有一定规格的边条；所述的板方材结构单元体是将前述处理后的木材边条多层平向铺装后再经热压及后处理而制成的集成材成品。

2、根据权利要求1所述的高性能木材重组集成材，其特征在于：所述的板方材结构单元体表层的木材边条平行顺向铺装。

3、根据权利要求1所述的高性能木材重组集成材，其特征在于：所述的板方材结构单元体内置层的木材边条按顺向铺装，其中短的接长，互相叠压。

4、根据权利要求2所述的高性能木材重组集成材，其特征在于：其中，中间夹杂层的木材边条与表层的木材边条铺设方向垂直或斜向铺装。

5、根据权利要求1所述的高性能木材重组集成材，其特征在于：所述的木材加工剩余物为实木类、单板类木材及制品加工过程中产生的废弃料。

6、根据权利要求5所述的高性能木材重组集成材，其特征在于：所述的木材加工剩余物为原木锯解加工过程中产生的边角料、胶合板生产中产生的废弃碎单板及在木材指接集成材加工中产生的废弃边条。

7、根据权利要求1所述的高性能木材重组集成材，其特征在于：所述一定规格的边条为宽度5-20mm，长度10-50cm。

8、一种高性能木材重组集成材的制造方法，包括原材料选取及其处理、板方材结构单元体的制备工序，其特征在于方法步骤如下：

c)将二次处理后的木材边条平行顺向若干层均匀铺在一个凹型槽中，形成板坯；

e)将压制好的板方材经齐边、砂光后裁制，制得成品。

9、根据权利要求8所述的高性能木材重组集成材的制造方法，其特征在于：所述步骤a)中选取的原材料如果是带树皮的木材边条，则先疏解去皮：经过滚筒碾压疏解、平板平压疏解或人工方法使树皮与木材分离。

10、根据权利要求8所述的高性能木材重组集成材的制造方法，其特征在于：所述步骤d)中，先根据重组集成材的密度和集成材尺寸计算出板坯用料量，称出所用木条的量，再将所称木条用于铺装板坯；再根据设计板坯厚度确定热压时间。