一种重组材的制备工艺的制作方法

本发明涉及人造板材料制造工艺技术领域，具体涉及一种利用薄木、单板、木片、旋切芯材等次加工木材或竹材制作重组人造板材的工艺。

背景技术：

重组木材是人造板材或人造木材的一种，是随着实木资源的紧张和对木材资源高效应用的要求应运而生的产品。重组材分为重组木材和重组竹材，重组木材以薄木、破损单板、木片、旋切剩余料等次加工材料为原材料，重组竹材由竹丝为原材料；将原材料干燥后，整理成束、并浸渍胶黏剂，随后在模具中压制成型，得到重组材。然而上述工艺制得的重组材胶合强度低，其主要原因在于干燥后的原材料胶合性差，浸胶量不足，导致压制后的产品胶合强度低。为解决上述技术问题，中国专利200810062058.3公开了一种利用次加工木材生产重组模块木料的方法，包括以下步骤：a.在蒸汽气压为1~1.5MPa、温度为130~145℃的条件下用高温蒸汽对次加工木材进行处理，处理时间为1~4小时；或用双氧水或烧碱对次加工木材蒸煮1~2小时进行脱脂处理；b.将经步骤a处理后的木材加热烘干，使其水分含量降至10%以下；c.把烘干的木材浸入树脂溶液中，浸泡3~15分钟；d.在30~55℃下烘干浸泡树脂后的木材，使木材水分含量降至12~18%；d.对烘干后的木材进行整理后用液压机压制成型，压力控制在13~23MPa；f.将压制成型后的半成品在110~155℃高温固化，使树脂固结，固结时间10~16小时，得到重组模块木料成品。

上述技术方案通过物理或化学的方法对次加工木材进行脱脂处理，打开了次加工木材的内部水分通道，利于浸渍时胶黏剂的吸收，得到较大的胶黏剂浸渍量，增加了制得的重组材胶合强度。现有的蒸汽脱脂或蒸汽热解处理，利用了真空炭化罐或常压炭化窑；炭化罐内设置有导热管、真空管和蒸汽管道，从而在罐内形成负压和高温，对木材进行真空炭化处理；常压炭化窑通过热板加热、并在蒸汽保护下对木材进行常压炭化处理。总所周知，炭化罐由于需要对罐内进行抽真空、因而操作风险大，而常压炭化处理工艺控制复杂、对操作人员的技术要求高。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于提供一种安全的且易于控制的重组材制备工艺，本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：一种重组材的制备工艺，包括在热解窑中进行的热解步骤、浸渍步骤、干燥步骤和压制成型步骤，所述热解步骤包括升温过程和保温过程，所述升温过程是将温度升至170~220℃的处理温度；所述升温过程中伴随形成风速为2~10m/s的垂直气流；所述升温过程和所述保温过程中通过自然排气保持窑内处于常压状态，至无排气时结束所述保温过程。

现有技术，便捷的重组工艺是将原材干燥后直接浸渍胶黏剂，再进行干燥、整理、压制成型等工序，而这样的工艺得到的重组材胶合强度不足；为了使原材在浸渍胶黏剂时浸胶量更大，采用对原材进行热解处理方式，以疏通原材内部水分通道，使部分胶黏剂渗透入原材内部水分通道中，提高浸胶量，然而现有的两种热解处理方式存在着安全系数低或工艺控制复杂的问题，另外发明人在长期实验和实践中还发现，现有的两种热解处理在处理过程中，均需要持续喷蒸以防止原材燃烧，因而热解处理后原材的含水率较高，如前述引用专利中所示，对热解处理后的原材还需要再进行干燥处理，使原材含水率足够低以保证浸胶效果。

本技术方案的制备工艺，是对片状的木材次加工材或经梳解的竹丝进行重组得到重组方料，包括以下步骤：

A.热解步骤，在热解窑内对原材进行热解；

B.浸渍步骤，原材经过热解后，含水率降低、侵填体和营养物质被排出、内部水分通道得到疏通，由此可获得更好的浸渍效果；

C.干燥步骤；

D.压制成型步骤，将浸胶并干燥后的原材进行整理、装摸、压制，得到重组材方料。

其中，步骤A包括以下子步骤：

A1. 装堆，将片状或丝状的原材固定成堆；

A2. 升温过程，当热解窑关闭后，以热解窑中的气体为介质，加热热解窑中的气体，并通过顶风机产生的垂直气流使热解窑中的气体升温均匀；热解窑中气体升温，随垂直气流的带动，热解处理过程中原材中的水分干燥后变成水蒸气并带走原材中的内含物质或营养物质；热解窑中气体介质受热膨胀、同时水蒸气的混入使热解窑中混合气体体积进一步膨胀，通过设置在热解窑窑体上的常开气口将其中的气体排出（由于热解窑内部气压始终大于外部，因而热解窑始终向外自然排气），以保持热解窑内外的气体压力相同；

A3. 保温过程，保持170~220℃的处理温度，保持垂直气流，保持膨胀气体的持续排出，直至无气体排出，此时热解窑内与外界的气体压力自然相等，关闭气口；

A4. 冷却，随后出窑。

在本技术方案中，在热解窑内气体介质升温和保温的过程中，完成了对原材的热解处理，打通了原材的内部水分通道。原材中水分排出产生的水蒸气不断替代热解窑中的原有气体、并形成混合气体，从而热解窑的气体中的含氧量随着处理的进行逐步降低，由此，热解处理过程中没有注入水蒸气，因而热解后的原材含水率低，无需再次干燥；当气口处无有气体排出时，即热解窑内部与外部气体压力自然一致时，可判断原材中没有水分、内含物质或营养物质排出，即处理完成，工艺控制简单，降低了岗位对特殊技术人员的依赖性。一个附加的技术效果是，低含氧量热解处理，使原材材色加深，从而在常压下处理得到深色处理材，满足市场对深色重组材方料的需求。经过热解处理且具有极低含水率的原材在浸渍时可获得更大的浸胶量，从而得到胶合强度大的重组材方料。

作为上述技术方案的优选，供热源位于所述热解窑侧壁部；垂直气流自热解窑顶部向热解窑中部下行至底部、并沿侧壁部上行形成内循环。

在本技术方案中，由于原材以纤维方向与垂直气流方向一致的方式进行堆垛，因而对供热源设置的位置没有局限，优选的，将供热源设置在热解窑窑体的侧壁，通过侧壁向热解窑内部加热，垂直气流流经侧壁后将热量直接带至原材，提高了热能的利用效率。

作为上述技术方案的优选，所述升温过程是以10~40℃/h的升温速度进行间隔升温至保温温度，间隔点分别为70~80℃、100~110℃和140~150℃，间隔保温时间为20~40min。

作为上述技术方案的进一步优选，所述升温过程是以阶梯式升温至保温温度，以35~40℃/h的升温速度升温至75±2℃、保温20~30min，以25~30℃/h的升温速度升温至105±2℃、保温20~30min，以15~20℃/h的升温速度升温至145±2℃、保温20~30min，以10~15℃/h的升温速度升温至保温温度。作为上述技术方案的优选，所述升温过程是以10~40℃/h的升温速度进行匀速升温至保温温度。

作为上述技术方案的进一步优选，所述子步骤A2中，以15~18℃/h的升温速度进行匀速升温至保温温度。

作为上述技术方案的优选，所述热解步骤中将原材干燥至含水率10%以下。

作为上述技术方案的进一步优选，所述步骤A是将所述原材干燥至含水率2~5%。

在本技术方案中，当热解窑内外自然等压，原材经过热解后，含水率降低至2~5%。

作为上述技术方案的优选，所述原材以纤维方向与垂直气流方向一致的方式置于窑内。

现有技术中，如附图3所示，图中虚线表示气流方向，气流方向采用水平气流的方式，原材装窑时的纤维方向与水平气流方向一致，水平气流流经层间形成循环；而在本技术方案中，气流方向采用垂直气流的方式，原材装窑时的纤维方向与垂直气流方向一致，被供热源加热的气流向原材之间，提高了气流利用效率和热解处理效率。

作为上述技术方案的优选，将所述原材堆成矩形方堆，多个方堆无间隙地填充热解窑的处理空间。

原材为片状材或丝状材，通过捆扎或其他形式固定成捆或束、并堆成矩形方堆，多个方堆密集排布和堆放，以无间隙、不设预留气道的方式装窑，原材单体之间自然留有空隙，该空隙形成自然的气流通道。从而简化了装窑时的气道设计和布置，进一步简化了本技术方案的制备工艺。另一个附加的技术效果是热解窑的一次处理量增大，提高了产能。

作为上述技术方案的优选，所述冷却步骤中，通过向热解窑中喷蒸以使热解窑中温度降低至100℃以下，随后出窑。

当热解窑内外自然等压后，关闭气口，以避免冷却后窑内混合气体体积减小后外部空气回吸引起火灾。而通过向热解窑中喷射水蒸气，在辅助窑内混合气体降温的同时，对窑内进行补压、并略微向上调整热解处理后的原材，保证热解处理后的原材的力学强度，利于使用该原材制备的重组材方料的力学强度。

作为上述技术方案的优选，所述步骤B中，将经过热解处理的原材浸渍在胶黏剂中，浸渍压力为0.1~1MPa，浸渍时间为3~40min，其中升压时间为7~8min。

作为上述技术方案的进一步优选，所述步骤B中，将经过热解处理的原材浸渍在胶黏剂中，浸渍压力为0.5~1MPa，浸渍时间为15~20min，其中升压时间为7~8min。

将热解处理后的原材置于压力容器中，在压力环境下浸渍胶黏剂，可提高浸胶量，进一步保证利用本技术方案的重组材制备方法制备的重组材方料的胶合强度。

作为上述技术方案的优选，所述浸渍步骤所用胶黏剂为酚醛胶或三聚氰胺改性酚醛胶。

综上所述，本技术方案的一种重组材的制备工艺具有：

（1）工艺控制简单，减少了工艺控制对专业技术人员的依赖；

（2）安全，热解处理过程采用常压热解，同时通过垂直气流与排气的配合，无火灾或爆炸的危险；

（3）产量大、热解后原材材色深。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图；

图2是本发明实施例的供热源及气流循环示意图；

图3是现有技术的热解处理的供热源及气流循环示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及优选的方案对本发明做进一步详细的说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种重组材的制备工艺，本实施例以处理2mm厚桉木片材为例，得到桉木重组材方料，工艺流程如图1所示，工艺参数如表1所示，

表1. 以2mm厚桉木片材为原材制备桉木重组材方料的工艺参数表

如图2所示，本实施例的热解处理所采用的热解窑1，在其对称的两个侧壁内设置有供热源2、并在其顶部设有风机3、气口5和挡风板6，铁质框架4装载在热解窑1内。由于热解窑内气体膨胀，气体始终从热解窑内流向外部，挡风板6用于在气口5附近引导气流，不会出现气体倒灌，热解过程中，混合气体中含氧量初步降低、内外气压一致，因而无起火安全隐患。供热源2嵌设且均布在两个侧壁内部的热风管，通过向热风管中输入热风形成本实施例的供热源2；风机3置于热解窑1顶部，风机3启动时向窑内吹风，并在窑内形成垂直气流，图中虚线表示气流方向，垂直气流自热解窑顶部向热解窑中部下行至底部、并沿侧壁部上行形成内循环气流。经过热解后，原材的含水率降低至2~5%。

实施例2：一种重组材的制备工艺，本实施例以处理梳解后的竹丝为例，得到竹重组材方料，工艺参数如表2所示，

表2. 以梳解竹丝为原材制备竹重组材方料的工艺参数表

实施例3：一种重组材的制备工艺，本实施例以处理厚度为6mm桦木旋切边角料为例，得到桦木重组材方料，工艺参数如表3所示，

表3. 以6mm厚桦木旋切边角料为原材制备重组材方料的工艺参数表