本发明涉及竹木板材应用技术领域，尤其涉及一种竹木下脚料混合纤维板及其制造方法。
背景技术：
通常在人们制作桌椅、书架、橱柜、榻榻米等家具产品时都要用到板材，这些板材是用于制作桌子面板，椅子座板或靠板，书架隔板、柜板、台板以及其它所需面板产品的重要板料。纤维板又名密度板，现有纤维板是以木质纤维或其他植物素纤维为原料，施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂制成的人造板。以榻榻米为例，市面上的榻榻米芯层在生产中仍使用大量的胶水粘合剂，通过植物纤维与胶水粘合压模成型。这样的成型产品中含有甲醛，不环保，而且不能回收使用，胶水也容易发生霉变改变产品品质，也容易发硬，降低榻榻米芯层的弹性。
目前，竹木的加工产生很多的下脚料，往往粉碎后用于烧锅炉或制成环保炭，其他开发利用价值的挖掘程度不高，成为目前开发利用的障碍，另外，竹粉板、烧炭和生物质颗粒的价值普遍不高，然而，其本身的木质纤维具有优良强度、韧性等力学性能，在家具领域具有非常大的应用潜力。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型的竹木下脚料混合纤维板，其应用于榻榻米芯层等家具用板的材料，使用化纤替代胶水，形成纤维网状结构，制得的混合纤维板环保性、透气性好的优点。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是当前榻榻米生产中因使用胶水粘合剂造成的环保性和透气性不佳的问题，以及挖掘竹木下脚料和植物粉末颗粒的利用价值。
为实现上述目的，本发明提供了一种竹木下脚料混合纤维板，其中，混合纤维板包括低熔点化纤、植物纤维和植物粉末颗粒，按重量百分比低熔点化纤含量为10-20％，植物纤维含量为20-40％，植物粉末颗粒含量为40-70％，其中，植物纤维长度为2-100mm，细度为5-80D；低熔点化纤长度为10-200mm，细度为3-10D；植物粉末颗粒小于80目；各组分经过相互缠绕交织与填充，形成连续纤维网状结构，再经热熔使各组分粘结，得到混合纤维板。
进一步地，植物纤维为木纤维、竹纤维中的一种或其组合。
进一步地，低熔点化纤包括丙纶纤维。
进一步地，混合纤维垫的厚度为5-20mm。
进一步地，混合纤维垫的密度为0.15-0.6g/cm3。
本发明还提供了一种上述竹木下脚料混合纤维板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)开包：将化纤原料投入开包机，经过输入平帘、角钉帘，将原料打开成纤维束状，经输送带自动输出化纤；
(2)粗开松：经开包机处理的化纤送入粗开松机进行初步开松，粗开松机底部设置有漏底，经初步开松后的化纤通过漏底进入下一步骤；
(3)精开松：通过风机将经粗开松的化纤送入第一储棉箱，经凝棉机和压辊，化纤进入精开松机进行进一步开松，精开松后，原料达到更细小的纤维束，精开松机底部设置有漏底，处理后的化纤通过漏底输出；
(4)筛选干燥：对植物纤维及粉末颗粒进行筛网筛选和除铁，然后将其送入筒式旋转干燥机内充分散开与干燥，然后进入绞龙入口并通过调节螺旋输送速度实现定量输出，按要求将植物纤维及粉末颗粒在大仓内与化纤混合；
(5)化纤计量：经过精开松的化纤由风管进入化纤喂料机的第二储棉箱，通过电子秤化纤开包机计量实现连续、定量的投料，电子秤化纤开包机的皮带秤检测皮带机构上的投料量并进行计量，当达到给定量时，暂停所开启的皮带机构以及对应的喂料机直到下一次投料；
(6)纤维计量：植物纤维及粉末颗粒原料，经开包、筛选、输送、干燥、冷却一系列预处理后，去除金属和水分，通过机械被传送到纤维喂料机，通过皮带秤计量实现连续、定量的投料；
(7)初混：化纤、植物纤维及粉末颗粒由皮带输送进入混合开包机，利用3组独立变频且设置旋转方向的打手对三种材料进行初步混合，并由风机送入混棉机；
(8)均混：在混棉机中，化纤、植物纤维及粉末颗粒三种材料采用若干组打手进一步混合均匀，根据混合均匀性及植物纤维保留长度，每根打手单独变频调速及设置旋转方向；
(9)预成网：风机将混合的化纤、植物纤维及植物粉末颗粒送入落棉箱，三者初步梳理成絮状结构，并相互缠绕交织与填充；
(10)气流成网：形成交织缠绕结构的絮状纤维混合物毛坯经输入帘进入锡林梳理，梳理成均匀的纤网后，经过成网斜平面及负压空气作用叠加形成具有设定重量的连续纤维网状结构体并连续输出；成网斜平面上方设置有压辊，成网斜平面的表外侧设置有正压风机，成网斜平面内部设置有负压风机；
(11)加热熔融：连续纤维网状结构体通过帘子传送进烘箱进行热熔并粘合，将化纤、植物纤维及植物粉末颗粒三者粘结，烘箱温度为160-230℃；
(12)冷压：热熔后的连续纤维网状结构体经过压光辊压制到规定厚度，再定型成混合纤维板；
(13)冷却：经冷压定型的纤维板进一步通过风冷却，冷却风温度为0-20℃；
(14)裁切：按工艺需求将混合纤维板裁切成规定尺寸。
本发明的气流成网属于高克重铺装，当成网结构逐渐堆积提高时，就有趋于落料的生产问题，为解决该问题，本发明采用成网斜平面，使同样负压情况下，平面的吸附宽度比其他形状(例如：传统的圆筒设计)的宽度大，以此尽可能提高成网的平面面积以降低高度与横向长度的比例，避免落料。
本发明的混合纤维垫采用了低熔点化纤为原料成分，通过加热熔融的步骤使化纤熔融并粘结植物纤维和植物粉末颗粒，形成均匀、连续的纤维网状结构，不需要使用胶水，制得的混合纤维垫强度高，解决了纤维板存在的甲醛释放以及板材裁切存在的崩边缺陷，低熔点化纤熔融后留下部分空隙构成透气孔，具有透气性好的特点，尤其适用于做家具用板材，特别是榻榻米垫的芯材。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的竹木下脚料混合纤维板的生产流程示意图。
具体实施方式
本发明的原材料采用低熔点化纤、植物纤维和植物粉末颗粒，竹木下脚料混合纤维板的生产方法，具体包括以下步骤，
(1)开包：将化纤原料投入开包机，经过输入平帘、角钉帘，将原料打开成纤维束状，经输送带自动输出化纤；
(2)粗开松：经开包机处理的化纤送入粗开松机进行初步开松，粗开松机底部设置有漏底，经初步开松后的化纤通过漏底进入下一步骤；
(3)精开松：通过风机将经粗开松的化纤送入第一储棉箱，经凝棉机和压辊，化纤进入精开松机进行进一步开松，精开松后，原料达到更细小的纤维束，精开松机底部设置有漏底，处理后的化纤通过漏底输出；
(4)筛选干燥：对植物纤维及粉末颗粒进行筛网筛选和除铁，然后将其送入筒式旋转干燥机内充分散开与干燥，然后进入绞龙入口并通过调节螺旋输送速度实现定量输出，按要求将植物纤维及粉末颗粒在大仓内与化纤混合；
(5)化纤计量：经过精开松的化纤由风管进入化纤喂料机的第二储棉箱，通过电子秤化纤开包机计量实现连续、定量的投料，电子秤化纤开包机的皮带秤检测皮带机构上的投料量并进行计量，当达到给定量时，暂停所开启的皮带机构以及对应的喂料机直到下一次投料；
(6)纤维计量：植物纤维及粉末颗粒原料，经开包、筛选、输送、干燥、冷却一系列预处理后，去除金属和水分，通过机械被传送到纤维喂料机，通过皮带秤计量实现连续、定量的投料；
(7)初混：化纤、植物纤维及粉末颗粒由皮带输送进入混合开包机，利用3组独立变频且设置旋转方向的打手对三种材料进行初步混合，并由风机送入混棉机；
(8)均混：在混棉机中，化纤、植物纤维及粉末颗粒三种材料采用若干组打手进一步混合均匀，根据混合均匀性及植物纤维保留长度，每根打手单独变频调速及设置旋转方向；
(9)预成网：风机将混合的化纤、植物纤维及植物粉末颗粒送入落棉箱，三者初步梳理成絮状结构，并相互缠绕交织与填充；
(10)气流成网：形成交织缠绕结构的絮状纤维混合物毛坯经输入帘进入锡林梳理，梳理成均匀的纤网后，经过成网斜平面及负压空气作用叠加形成具有设定重量的连续纤维网状结构体并连续输出；成网斜平面上方设置有压辊，成网斜平面的表外侧设置有正压风机，成网斜平面内部设置有负压风机；
(11)加热熔融：连续纤维网状结构体通过帘子传送进烘箱进行热熔并粘合，将化纤、植物纤维及植物粉末颗粒三者粘结，烘箱温度为160-230℃；
(12)冷压：热熔后的连续纤维网状结构体经过压光辊压制到规定厚度，再定型成混合纤维板；
(13)冷却：经冷压定型的纤维板进一步通过风冷却，冷却风温度为0-20℃；
(14)裁切：按工艺需求将混合纤维板裁切成规定尺寸。
根据上述制造方法，本发明得到了一系列竹木下脚料混合纤维板的产品，根据投料情况和制造工艺情况，做出下述一些例举。
实施例1：
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括10％低熔点化纤、20％植物纤维及70％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为5mm，细度为5D，选用材料为木纤维；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为10mm，细度为3D；
植物粉末颗粒为100目；
气流成网后加热熔融的温度为160℃，风冷却时的温度为0℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为5mm，并测得密度为0.46g/cm3。
实施例2:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括20％低熔点化纤、30％植物纤维及50％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为100mm，细度为80D，选用材料为竹纤维；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为200mm，细度为10D；
植物粉末颗粒为200目；
气流成网后加热熔融的温度为230℃，风冷却时的温度为20℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为10mm，并测得密度为0.35g/cm3。
为对混合纤维板进行一系列强度测试以及透气性测试，发明人如下所述制造了一系列等厚的混合纤维板进行性能分析。
实施例3:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括10％低熔点化纤、20％植物纤维及70％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为20mm，细度为30D，为木纤维、竹纤维按照4:6比例组合；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为100mm，细度为5D；
植物粉末颗粒100目；
气流成网后加热熔融的温度为170℃，风冷却时的温度为0℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为20mm，并测得密度为0.47g/cm3。
实施例4:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括15％低熔点化纤、30％植物纤维及55％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为50mm，细度为60D，为木纤维、竹纤维按照3:7比例组合；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为150mm，细度为8D；
植物粉末颗粒100目；
气流成网后加热熔融的温度为200℃，风冷却时的温度为20℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为20mm，并测得密度为0.53g/cm3。
实施例5:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括20％低熔点化纤、40％植物纤维及40％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为20mm，细度为5D，为木纤维、竹纤维按照4:6比例组合；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为100mm，细度为50D；
植物粉末颗粒100目；
气流成网后加热熔融的温度为200℃，风冷却时的温度为10℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为20mm，并测得密度为0.36g/cm3。
实施例6:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括15％低熔点化纤、30％植物纤维及55％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为90mm，细度为20D，为木纤维、竹纤维按照4:6比例组合；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为100mm，细度为3D；
植物粉末颗粒100目；
气流成网后加热熔融的温度为180℃，风冷却时的温度为10℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为20mm，并测得密度为0.39g/cm3。
实施例7:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括10％低熔点化纤、40％植物纤维及50％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为100mm，细度为5D，为木纤维、竹纤维按照4:6比例组合；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为200mm，细度为5D；
植物粉末颗粒100目；
气流成网后加热熔融的温度为230℃，风冷却时的温度为0℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为20mm，并测得密度为0.52g/cm3。
实施例8:
本实施例的竹木下脚料混合纤维板，包括10％低熔点化纤、30％植物纤维及60％植物粉末颗粒，其中，
植物纤维长度为100mm，细度为5D，为木纤维、竹纤维按照4:6比例组合；
低熔点化纤选用丙纶纤维，长度为200mm，细度为5D；
植物粉末颗粒100目；
气流成网后加热熔融的温度为230℃，风冷却时的温度为0℃；
最终得到的混合纤维垫的厚度为20mm，并测得密度为0.6g/cm3。
实施例3-8的每个产品取50cm2的测试面积的试样，用于评估纤维板的透气性。采用数字式透气性测定仪，其工作原理是：空气在吸风机的抽吸下，仪器通道内形成负压，空气从试样处进入仪器，由于试样对流动的空气有阻力，则在试样的两边形成压差，令其为Δ P1＝P-P1，并由压力传感器监测。空气进入节流装置流量计后，节流装置两端同样会对流动的空气产生阻力，同样形成压差，令其为ΔP2＝P2-P1，也由压力传感器监测，并计算空气流量。如果利用自动控制系统控制吸风机转速，使压差ΔP1稳定在某一设定值上，稳定一端时间后，仪器根据ΔP2计算试样的透气率。
同时对实施例3-8的每个产品进行力学性能的测试，对混合纤维板的弹性模量和内结合强度进行了测试，上述各测试的结果，如下表所示：
从上表的结果可以得到，当原料中添加的植物纤维长度较长时，制成的混合纤维板能够具有较高的弹性模量和内结合强度，而细短的纤维虽然获得均匀的分布但强度并不高，竹纤维具有较好的韧性而木纤维具有较好的硬度与强度，两者按比例结合可以获得优化的力学性能特点。添加低熔点化纤后，通过加热熔融，除了使各组分获得粘结还能在混合纤维板中获得透气的孔洞结构。根据数据，实施例8为本发明中获得最优结果的实施例。
本发明的混合纤维垫具有如下技术优点：
(1)采用了低熔点化纤为原料成分，通过加热熔融的步骤使化纤熔融并粘结植物纤维和植物粉末颗粒，形成均匀、连续的纤维网状结构，不需要使用胶水，解决了传统纤维板存在的甲醛问题；
(2)通过加入纤维形成连续网状结构，制得的混合纤维垫强度高，接近了板材裁切存在的崩边缺陷；
(3)低熔点化纤熔融后留下空隙构成透气孔，具有透气性好的特点，尤其适用于做家具用板材，特别是榻榻米垫的芯材。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。