专利名称：一种杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种中密度纤维板及其制备方法，尤其涉及一种杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板及其制备方法，属于木质板材制备技术领域。
背景技术：
中密度纤维板自问世以来，因其良好的力学性能及加工性能，成为木质人造板行业中发展最快的产品。随着天然林保护工程的实施，木质原材料的供应成为制约我国人造板行业发展的关键因素之一。用沙生灌木材制造中密度纤维板，可在一定程度上缓解我国木材供需矛盾。 目前，内蒙地区已建成多条沙柳中密度纤维板生产线，但这些生产企业也只是局限于小规模生产，企业技术力量薄弱，原料种类也较为单一，所生产的沙生灌木纤维板与木材原料纤维板相比，施胶量较高，且在质量上还存在一定差距。速生杨、旱柳是内蒙地区产量较高的乔木树种，其枝条木质化较好，是较好的人造板原料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种沙柳材中密度纤维板，其是采用速生杨、旱柳材纤维对沙柳材纤维进行增强制备的中密度纤维板，是一种性能优良的中密度纤维板。本发明目的还在于提供上述中密度纤维板的制备方法。为达到上述目的，本发明首先提供了一种杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其是由杨柳木材纤维对沙柳材中密度纤维板进行增强而得到的，该中密度纤维板包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和/或旱柳纤维，芯层为沙柳纤维。在本发明提供的中密度纤维板中，速生杨纤维和旱柳纤维可以单独使用，也可以以任意比例混合使用，其中，当速生杨纤维质量占表层(包括上表层和下表层)纤维质量的 0-50%时，制备得到的中密度纤维板的性能相对较好。本发明所提供的中密度纤维板是采用速生杨纤维、旱柳纤维对沙柳纤维中密度纤维板进行增强，并通过分层(以速生杨纤维和/或旱柳纤维作为上表层、下表层，以沙柳纤维作为芯层)铺装，得到的新型中密度纤维板。其中，优选地，作为芯层的沙柳纤维占该中密度纤维板总质量(即纤维总质量)的60-80%，作为上表层的速生杨纤维和/或旱柳纤维和与作为下表层的速生杨纤维和/或旱柳纤维的质量相等(即上表层与下表层的质量相等)，更优选地，作为上表层的速生杨纤维和/或旱柳纤维(当采用两种纤维时，以二者的质量之和计算)、作为芯层的沙柳纤维、作为下表层的速生杨纤维和/或旱柳纤维的质量比可以控制为1:3:1。本发明所提供的中密度纤维板的密度可以为0.7-0. 8g/cm3，厚度可以为 12-20mm(优选16mm)。该中密度纤维板的幅面尺寸可以控制为宽度1220mm，长度M40mm，可以根据使用需要进行调整。本发明还提供了上述杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板的制备方法，其是以速生杨、旱柳和/或沙柳为原料制备中密度纤维板的方法，包括以下步骤将速生杨、旱柳和沙柳分别制成速生杨纤维、旱柳纤维和沙柳纤维；以速生杨纤维和/或旱柳纤维为上表层和下表层、以沙柳纤维为芯层，铺装得到板坯；对板坯进行热压、齐边和砂光处理，得到本发明的杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板。在本发明所提供的上述制备方法中，优选地，速生杨和/或旱柳是通过以下步骤制成速生杨纤维和/或旱柳纤维的将速生杨和/或旱柳的枝桠材切成长度为0. 4-0. 6m (优选0. 5m)的木段，然后进行削片，得到速生杨木片和/或旱柳木片；对速生杨木片和/或旱柳木片进行蒸煮软化，然后通过热磨和施胶，得到速生杨纤维和/或旱柳纤维。在制备速生杨纤维和/或旱柳纤维的步骤中，对速生杨木片进行蒸煮软化时，蒸煮软化的压力可以控制为0. 8MPa，蒸煮软化的时间可以控制为3-^iin ；对旱柳木片进行蒸煮软化时，蒸煮软化的压力可以控制为0. 8MPa，蒸煮软化的时间可以控制为4-5min ；施胶的施胶量可以控制为11%，以速生杨纤维或旱柳纤维的绝干重为基准计算，施胶量11%表示所施加的胶的固体重量占绝干纤维重量的百分比为11%。所采用的胶可以是常规酚醛树脂胶、脲醛树脂胶等。对木片的热磨可以采用常规的热磨机进行。在本发明所提供的上述制备方法中，优选地，沙柳是通过以下步骤制成沙柳纤维的对沙柳进行去皮去梢处理，切成长为0. 4-0. 6m (优选0. 5m)的木段，然后进行削片，得到沙柳木片；对沙柳木片进行蒸煮软化，然后通过热磨和施胶，得到沙柳纤维。在制备沙柳纤维的步骤中，蒸煮软化的压力可以控制为0. 8MPa，蒸煮软化的时间可以控制为4-5min ；施胶的施胶量可以控制为10-11 %，以沙柳纤维的绝干重为基准计算， 施胶量10-11%表示所施加的胶的固体重量占绝干纤维重量的百分比为10-11%。在本发明所提供的上述制备方法中，热压的具体操作可以根据常规方式进行，优选地，热压压力可以控制为2. OMPa，热压温度可以控制为170°C，热压时间可以控制为％iin。对木片的热磨可以采用常规的热磨机进行。在本发明所提供的上述制备方法中，优选地，对于经过热压的板坯先进行纵向齐边处理，然后进行砂光处理，砂光处理后再进行横向齐边处理。本发明所提供的中密度纤维板的制备方法可以按照图1所示的流程进行，可以包括以下一些具体步骤1、沙柳的切断、剥皮及储存沙柳材树皮含量高达25. 4%，树皮和嫩梢几乎得不到纤维，而且影响中纤维板的质量，增加施胶量，通过进行去梢去皮处理，可以得到高质量的沙柳纤维，进而生产出高质量的中密度纤维板。以沙柳材为原料生产中密度纤维板，夏、 秋季节的沙柳材基本上是干沙柳，冬、春季节的沙柳材则为湿沙柳，干沙柳在剥皮前需要浸泡，湿沙柳可直接进行剥皮，具体操作可以是将沙柳材切成木段，并剔除嫩梢，然后将木段送入LB型摩擦滚筒式剥皮机进行剥皮，可除去80%以上的沙柳皮，去皮后的沙柳木段放入库房中储存，以备削片使用。此阶段将沙柳剥皮存放可避免传统生产工艺中将沙柳原料分散堆放所存在的占地面积较大，以及堆垛太大容易引起沙柳材夏季发霉、腐朽从而影响中密度纤维板质量等问题。2、杨、柳的截断将速生杨、旱柳枝桠材切成木段，以备削片使用。3、削片在沙柳中密度纤维板的传统生产工艺中，不对沙柳材进行除梢、去皮处理，由于沙柳材韧性大，导致削片时不易切削，需要工人逆向喂料(先送梢部后送根部)，工人的劳动强度较高，同时削片机的底刀和飞刀之间的距离要调到Imm左右，才能加工出合格的木片。在本发明中，沙柳在进行削片前已将皮和嫩梢去掉，可解决传统工艺中存在的上述问题，本发明所提供的制备方法中只需将沙柳木段和速生杨木段、旱柳木段储存一段时间，将其含水率控制在40% -60%后，采用带式运输机分别送入削片机中就可以加工成木片。4、储存在沙柳中密度纤维板的传统生产工艺中，由于沙柳材径级小、韧性较大， 加工出的木片在储存过程中极易拱、搭桥，需要选用链式出料的卧式料仓。木片小倾角输送应采用带式或螺旋运输机，大倾角输送应采用斗式提升机或埋刮板运输机，不宜采用气流输送，这是由于沙柳条的嫩梢(长为20-30cm)削片机切不断，易缠绕风机叶轮，造成管道堵塞或风机叶轮堵塞。在本发明中，沙柳材经过去皮和去梢处理之后，加工出的木片流动性大，不易搭桥，木片的堆积密度大，需要的料仓相对要小一些，可选用占地面积较小的立式料仓，也可选用卧式料仓，并且，木片可以采用气流输送，不存在管道或风机堵塞问题，也可采用其他运输机械运输。5、热磨、施胶和干燥由于速生杨材质比沙柳、旱柳软，因此蒸煮软化时间要适当缩短，热磨、施胶和干燥处理可以按照传统沙生灌木中密度纤维板的生产工艺进行，但由于沙柳已经进行了去皮处理，因此，可以将施胶量相应减少(未去皮处理的沙柳中纤板的施胶量需达到12-13%，去皮后施胶量可降到10-11% )，从而降低中密度纤维板的生产成本， 减少环境污染。6、铺装与热压在本发明中，中密度纤维板的板坯可以采用表、芯层分层铺装，表层为速生杨纤维和/或旱柳纤维，对板坯的热压处理可以按照传统的生产工艺进行。在分层铺装过程中，当采用速生杨纤维和旱柳纤维混合作为上表层和下表层时，先将二者按照比例混合，然后再分别铺装制成上表层和下表层。7、齐边与砂光板坯(毛边板)经翻板冷却机冷却后先进行纵向齐边，然后进行砂光，砂光后再进行横向齐边，得到齐边板，经检验后入库，即得到杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板。 先进行砂光然后进行横向齐边可以将齐边得到的齐边条用于生产龙骨条。铺装好的板坯在截断后的长度尺寸不得大于热压板的长度尺寸，避免毛边板在长度方向的两端形成凸棱， 否则会影响砂光机正常工作。纵向齐边下来的边条较窄，不易再加工；横向齐边下来的边条较宽，可将横向齐边条加工成室内装饰用龙骨条，为企业增加产值。针对沙生灌木中密度纤维板的生产工艺特点，本发明所提供的技术方案在改进沙生灌木中密度纤维板的传统生产工艺的同时，采用速生杨、旱柳枝桠材纤维增强沙柳材纤维以制备中密度纤维板，对于提高沙生灌木中密度纤维板的质量，降低环境污染，保护人类生态环境和充分利用现有资源意义深远。本发明所提供的新型杨柳木材纤维增强沙柳中密度纤维板的制备方法具有以下一些优点改进了沙生灌木中密度纤维板的传统生产工艺，在制备过程中去除了沙柳材的梢部和皮部，从而提高了削片机的削片效率和木片质量，同时，解除了工人逆向喂料的繁重劳动，降低了劳动负荷；解决了气力输送管道堵塞和储存料仓中的木片搭桥与出料堵塞的问题，料仓容积可相对减少；减少了施胶量，降低了中密度纤维板的生产成本，减少了环境污染；采用本发明提供的制备方法以速生杨、旱柳枝桠材纤维增强沙柳材纤维制备的中密度纤维板的力学性能优于传统沙柳中密度纤维板。
图1为本发明所提供的中密度纤维板的制备方法的流程图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供了一种新型杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和旱柳纤维，芯层为沙柳纤维， 并且，作为上表层的速生杨纤维和旱柳纤维、作为芯层的沙柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和旱柳纤维的质量比(即上表层、芯层与下表层的质量比)为2 6 2，速生杨纤维的质量占上、下表层的纤维总质量的50%，即在上表层和下表层中，速生杨纤维和旱柳纤维的质量比均为1 1。该中密度纤维板可以是按照图1所示的制备方法制备得到的，具体包括以下步骤1、对沙柳进行去皮去梢处理，切成长为0. 5m的木段，然后进行削片得到沙柳木片；2、对沙柳木片进行蒸煮软化(压力控制为0. 8MPa,时间控制为4-5min)，通过热磨和施胶，得到沙柳纤维，其中，施胶时采用脲醛树脂胶，施胶量为11% ；3、将速生杨和旱柳的枝桠材分别切成长度为0. 5m的木段，然后进行削片，得到速生杨木片和旱柳木片；4、对速生杨木片和旱柳木片进行蒸煮软化(对速生杨木片进行蒸煮软化时，蒸煮软化的压力控制为0. 8MPa，蒸煮软化的时间控制为3-^iin ；对旱柳木片进行蒸煮软化时， 蒸煮软化的压力控制为0. 8MPa，蒸煮软化的时间控制为4-5min)，然后通过热磨和施胶，得到速生杨纤维和旱柳纤维，其中，施胶时采用脲醛树脂胶，施胶量为11% ；5、按照三种纤维的质量比，将速生杨纤维和旱柳纤维混合制成上表层和下表层， 将沙柳纤维制成芯层，将上表层、芯层和下表层分层铺装组坯得到板坯，然后对板坯进行热压，热压压力为2. OMPa，热压温度为170°C，热压时间为^iin ；6、经过热压的板坯(毛边板)经翻板冷却机冷却后先进行纵向齐边，然后进行砂光，砂光后再进行横向齐边，得到齐边板，经检验后入库，即得到杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板。实施例2本实施例提供了一种新型杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和旱柳纤维，芯层为沙柳纤维， 其中，作为上表层的速生杨纤维和旱柳纤维、作为芯层的沙柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和旱柳纤维的质量比为1.5 7 1.5，速生杨纤维的质量占上、下表层的纤维总质量的50%，即在上表层和下表层中，速生杨纤维和旱柳纤维的质量比均为1 1。本实施例所提供的中密度纤维板的制备方法同实施例1。实施例3本实施例提供了一种新型杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和旱柳纤维，芯层为沙柳纤维。 作为上表层的速生杨纤维和旱柳纤维、作为芯层的沙柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和旱柳纤维的质量比为1 8 1，速生杨纤维的质量占上、下表层的纤维总质量的50%，即在上表层和下表层中，速生杨纤维和旱柳纤维的质量比均为1 1。本实施例所提供的中密度纤维板的制备方法同实施例1。实施例4本实施例提供了一种新型杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和旱柳纤维，芯层为沙柳纤维。 作为上表层的速生杨纤维和旱柳纤维、作为芯层的沙柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和旱柳纤维的质量比为2 6 2，速生杨纤维的质量占上表层和下表层的纤维总质量的 50%，即在上表层和下表层中，速生杨纤维和旱柳纤维的质量比均为1 1。本实施例所提供的中密度纤维板的制备方法同实施例1，除了在施胶时，将沙柳纤维的施胶量控制为10%以外。实施例5本实施例提供了一种新型杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和旱柳纤维，芯层为沙柳纤维。 作为上表层的速生杨纤维和旱柳纤维、作为芯层的沙柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和旱柳纤维的质量比为2 6 2，速生杨纤维质量占上、下表层纤维总质量的25%，即在上表层或下表层中，速生杨纤维和旱柳纤维的质量比为1 3。本实施例所提供的中密度纤维板的制备方法同实施例1，其中，作为上表层和下表层的旱柳纤维和速生杨纤维是按1 3的质量比均勻混合后，按相等质量分别铺装得到上表层和下表层。实施例6本实施例提供了一种新型杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和旱柳纤维，芯层为沙柳纤维。 作为上表层的速生杨纤维和旱柳纤维、作为芯层的沙柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和旱柳纤维的质量比为2 6 2，速生杨纤维的质量占上、下表层的纤维总质量的50%，即在上表层和下表层中，速生杨纤维和旱柳纤维的质量比均为1 1。
本实施例所提供的中密度纤维板的制备方法同实施例1，除了在施胶时采用酚醛树脂胶以外。实验例根据国家标准GB/T11718-2009 “中密度纤维板”中的规定对实施例1_6制备的中密度纤维板进行性能测试，试验结果以GB/T11718-2009对中密度纤维板的力学性能的要求如表1所示。表1中密度纤维板的性能测试结果
权利要求
1.一种杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其包括一上表层、一下表层和一芯层， 其中，所述上表层和下表层为速生杨纤维和/或旱柳纤维，所述芯层为沙柳纤维。
2.根据权利要求1所述的杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其中，作为芯层的沙柳纤维占该中密度纤维板总质量的60-80%，作为上表层的速生杨纤维和/或旱柳纤维与作为下表层的速生杨纤维和/或旱柳纤维的质量相等。
3.根据权利要求1或2所述的杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板，其中，该中密度纤维板的密度为0. 7-0. 8g/cm3，厚度为12-20mm。
4.权利要求1-3任一项所述的杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板的制备方法，其包括以下步骤将速生杨、旱柳和沙柳分别制成速生杨纤维、旱柳纤维和沙柳纤维；以速生杨纤维和/或旱柳纤维为上表层和下表层、以沙柳纤维为芯层进行铺装得到板坯；对板坯进行热压、齐边和砂光处理，得到杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述速生杨和/或旱柳是通过以下步骤制成速生杨纤维和/或旱柳纤维的将速生杨和/或旱柳的枝桠材切成长度为0. 4-0. 6m的木段，然后进行削片，得到速生杨木片和/或旱柳木片；对速生杨木片和/或旱柳木片进行蒸煮软化，然后通过热磨和施胶，得到速生杨纤维和/或旱柳纤维。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，对速生杨木片进行蒸煮软化时，蒸煮软化的压力控制为0. 8MPa,蒸煮软化时间控制为3-^iin ；对旱柳木片进行蒸煮软化时，蒸煮软化的压力控制为0. 8MPa，蒸煮软化的时间控制为4-5min ；所述施胶的施胶量为11%，以速生杨纤维或旱柳纤维的绝干重为基准计算。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述沙柳是通过以下步骤制成沙柳纤维的对沙柳进行去皮去梢处理，切成长为0. 4-0. 6m的木段，然后进行削片，得到沙柳木片；对沙柳木片进行蒸煮软化，然后通过热磨和施胶，得到沙柳纤维。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述蒸煮软化的压力控制为0.8MPa,蒸煮软化的时间控制为4-5min ；所述施胶的施胶量为10-11 %，以沙柳纤维的绝干重为基准计算。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述热压的压力为2.OMPa，热压温度为 170°C，热压时间为4min。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其中，对于经过热压的板坯先进行纵向齐边处理，然后进行砂光处理，砂光处理后再进行横向齐边处理。
全文摘要
本发明涉及一种杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板及其制备方法。该杨柳木材纤维增强沙柳材中密度纤维板包括一上表层、一下表层和一芯层，其中，上表层和下表层为速生杨纤维和/或旱柳纤维，芯层为沙柳纤维。本发明还提供了上述中密度纤维板的制备方法。针对沙生灌木中密度纤维板的生产工艺特点，本发明所提供的技术方案在改进沙生灌木中密度纤维板的传统生产工艺的同时，采用速生杨、旱柳枝桠材纤维增强沙柳材纤维以制备中密度纤维板，对于提高沙生灌木中密度纤维板的质量，降低环境污染，保护人类生态环境和充分利用现有资源意义深远。
文档编号B32B21/13GK102284991SQ2011102570
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者姚利宏, 安珍, 张桂兰, 李奇, 王喜明 申请人:内蒙古农业大学