CN103029196A - 一种无胶高密度纤维板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无胶高密度纤维板的制作方法。该方法通过控制木纤维的横截面尺寸与长度尺寸，即木纤维的厚度为3～10μm，宽度为10～50μm，长度为0.3～10mm，然后经过干燥、铺装、预压、热压成型等工序制得无胶高密度纤维板。实践证实，本发明通过采用横截面为微米量级的更加“纤细”的木纤维为原料，热压制得了具有高密度、高厚度的无胶纤维板，从而突破了现有无胶纤维板批量化生产的工艺限制瓶颈，极大地拓展无胶纤维板的应用领域，尤其适用于家具领域，能够实现低成本、绿色环保的高端家具。

Description

一种无胶高密度纤维板的制作方法

技术领域

本发明属于木质材料深加工技术领域，尤其涉及一种具有高密度、高厚度的无胶高密度纤维板的制作方法。

背景技术

木纤维是采用伐剩小径级枝桠材、木材加工剩余物或其他非木质植物纤维原料，经过剥皮、削片、筛选和清洗处理，最后热磨解纤制得。

目前，木纤维在应用领域上仅限于生产中密度纤维板，生产期间产生的危害，如胶粘剂释放的甲醛、苯酚等有害物质越来越受到人们的关注，尤其是自2008年4月18日美国加利福尼亚州空气资源委员会（CARB）颁发了降低复合木制品甲醛排放的有毒物质空气传播控制措施后，规定不符合CARB认证的复合木制品和含有复合木制品的成品都不能进入美国市场。因此，生产过程中不使用胶黏剂而制作得到无胶木纤维制件一直是科技工作者研究的热点课题之一。

公开号为CN85105958A的中国专利申请公开了一种用纤维木素原料制取合成物的方法，该方法是将纤维木素用水蒸汽加热处理，使纤维木素原料中的半纤维素降解及水解成为游离糖类等物质，再经热固化而转变为胶结剂和填充剂，使制作得到的纤维木素合成物具有优良强度和尺寸。

公开号为CN1063298A的中国专利申请公开了一种由木素纤维素制取热固化树脂及复合材料制品的方法，该方法首先将木素纤维素材料用高压蒸汽处理使半纤维发生热分解和水解生成水溶性物质，然后将这些水溶性物质作为一种热固化树脂胶粘剂在热压下生成一种防水胶结体生成复合材料制品。

公开号为CN102039623A，将成型木纤维在坯体预压在压力为3MPa～12MPa，温度为150℃～170℃，保温时间为30min～120min的条件下热压成成型坯体，然后送入炭化炉中进行常规炭化处理，炭化温度为180℃～230℃，炭化时间为30min～150min。

但是，上述方法制得的无胶纤维板限于小幅面实验室试验，尚未形成大幅面的成熟生产工艺，仍无法应用于实际生产。

公开号为CN1108988A的中国专利申请公开了一种干法无胶硬质纤维板的生产方法，该方法将植物原料经分离、干燥、在不添加胶结剂的条件下成型、热压，在热压过程中采用三段加压的热压工艺，高压为3.4MPa～6.4MPa，低压为0.5MPa～2.0MPa，热压温度为180℃～210℃，热压时间为高压闭合10s～90s，排气30s～240s，塑合30s～240s，从而制得物理力学性能超过硬质纤维板国家标准二级品的无胶硬质纤维板。但是，该无胶硬质纤维板的最大名义厚度尺寸不超过6mm，仍然较低，限制了该无胶硬质纤维板的实际应用，不能满足高厚度需求的应用领域。

因此，突破现有无胶纤维板的技术限制瓶颈，简单方便地制作出低成本、高性能的无胶纤维板并批量化投入生产，是目前广大科技工作者的研究热点，将极大地拓展无胶纤维板的应用领域。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述无胶纤维板存在的工艺不成熟、厚度低的问题，提供一种无胶高密度纤维板的制作方法，通过该方法能够制作得到低成本、高性能的木纤维制件。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种无胶高密度纤维板的制作方法，以木纤维为原料，制作工序包括干燥、铺装、预压、热压成型；其特征是：该木纤维原料采用横截面为微米量级的木纤维，其厚度为3μm～10μm，宽度为10μm～50μm，长度为0.3mm～10mm。

作为优选，所述的木纤维原料的pH值为4.2～6.8。

作为优选，所述的木纤维原料自身含有或添加120目以上木粉，木纤维原料与木粉质量比优选为9.5:0.5～5:5，进一步优选为9:1～6:4。

作为优选，所述的干燥处理工序中，优选控制木纤维原料的含水率在4%～6%；

作为优选，所述的热压成型工序中，热压温度优选为180℃～220℃，热压压力优选为40kg/cm²～75kg/cm²，热压时间优选为12min～30min。

利用上述方法制得的无胶木纤维制件的厚度范围12mm～35mm，密度能够达到0.85g/cm³～1.20g/cm³。

综上所述，本发明人通过大量的实验探索后发现，当木纤维原料的横截面尺寸达到微米量级，长度尺寸达到毫米量级，即采用更加“纤细”的木纤维为原料时，通过干燥、铺装、预压、热压成型等工序后所得到的无胶纤维板的密度大幅度提高，达到0.85g/cm³～1.20g/cm³，厚度12mm～35mm。究其原因可能是：当木纤维原料的横截面尺寸达到微米量级，即木纤维原料更加“纤细”时，对木材细胞的破坏更强，给木纤维热压成型带来如下两方面有益效果：

（1）不仅增加了木纤维表面积，而且更多具有胶粘性能的天然物质暴露于表面，这将有利于在后续热压过程中由于高温高压作用木纤维中纤维素、半纤维素及木质素发生物理化学反应而产生更多胶黏物质，将木纤维结合在一起；

（2）在热磨和热压过程中，木纤维中的纤维素、半纤维素部分更易水解产生糠醛类化合物，从而更加促进了该糠醛类化合物与具有酚醛结构的木质素形成有胶粘性化合物；

因此，当木纤维原料采用本发明提供的横截面尺寸为微米量级的木纤维原料时，能够制得无胶高密度纤维板，从而突破了现有无胶纤维板批量化生产的工艺限制瓶颈，极大地拓展无胶纤维板的应用领域，尤其适用于家具领域，能够实现低成本、绿色环保的高端家具。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1：

本实施例用于制作平面无胶高密度纤维板，其幅面尺寸为2440mm×1220mm，厚度为35mm。

采用横截面为微米量级的热磨木纤维与120目以上的木粉混合作为原料。该热磨木纤维厚度为3μm～10μm，宽度为10μm～50μm，长度为0.3mm～10mm。控制木纤维与120目以上木粉的质量比7:3，原料pH值6.1。以下是具体的制作步骤：

步骤1、干燥工艺：

称取上述热磨木纤维73.5kg，120目以上木粉约31.5kg，利用气流干燥设备进行干燥处理，控制其含水率在4%～6%；

步骤2、铺装工艺：

干燥后的原料经旋风分离器将其平铺到机械铺装小车，并进行均匀铺装；

步骤3、预压工艺：

由板坯运输机将铺装后纤维运输至预压机，将铺装合格的板坯，经预压得到预成型板坯；

步骤4、热压工艺：

由装板小车将步骤3处理后的板坯推入热压机，热压温度200℃～210℃，热压压力70kg/cm²，热压时间25min，得到无胶高密度纤维板。

对上述制作得到的无胶高密度纤维板的物理力学性能进行测试，其测试结果如下：

密度：0.98g/cm³

静曲强度MOR//：54.35MPa

弹性模量MOE//：5931.52MPa

握螺钉力：1792.2N

24小时吸水率：12.95%

上述测试结果显示该无胶高密度纤维板符合国家中密度纤维板GB/T11718-2009的规定，与现有中密度纤维板相比，具有优异的弹性模量和静曲强度。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无胶高密度纤维板的制作方法，以木纤维为原料，制作工序包括干燥、铺装、预压、热压成型；其特征是：所述的木纤维原料采用横截面为微米级的木纤维，其厚度为3μm～10μm，宽度为10μm～50μm，长度为0.3mm～10mm。

2.根据权利要求1所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：所述的木纤维原料的pH值为4.2～6.8。

3.根据权利要求1所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：所述的木纤维原料中自身含有或添加120目以上木粉，木纤维原料与木粉质量比为9.5:0.5～5:5。

4.根据权利要求3所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：所述的木纤维原料与木粉质量比为9:1～6:4。

5.根据权利要求1所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：所述的干燥处理工序中，控制木纤维原料的含水率在4%～6%。

6.根据权利要求1所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：所述的热压成型工序中，热压温度为180℃～220℃，热压压力为40kg/cm²～75kg/cm²。

7.根据权利要求1所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：所述的热压成型工序中，热压时间为12min～30min。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：制得的无胶木纤维制件的厚度为12mm～35mm。

9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的无胶高密度纤维板的制作方法，其特征是：制得的无胶木纤维制件的密度为0.85g/cm³～1.20g/cm³。