一種重組木及其制備方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及人造板領域，具體涉及是一種重組木及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]隨著社會經濟的迅猛發展和人民生活水平的日益提高，人們對家具等室內外裝飾裝修材料的需求也日益增長。但是，由于人類對自然資源無節制的利用與消耗，使木材資源日益匱乏。而刨花板、纖維板這些人造板的制造都是將木質纖維天然排列的順序全都打亂，性能當然被破壞，然后費好大勁再將其重新排列膠合起來的。為充分合理利用木質原料的原有特性，人們設想在不打亂原來木質纖維排列方向、保留木材基本性能的條件下，設計和開發出一種類似天然木材的產品一一重組木。重組木產品性能優良，與天然木材相比幾乎不彎曲、不開裂、不扭曲、產品均質、剛性極佳、尺寸穩定性高、密度可按需要人為控制，尤其是它的規格尺寸和斷面形狀可根據用途確定。重組木的突出經濟性是不存在天然木材加工的浪費和價值損失，木材的利用率高達80%。但是重組木在制造過程中，木質原料基本保留原有特性而呈現相互交聯的木束，使得目前重組木的制造工藝復雜且技術要求較高，制得的重組木產品表面質量較差，力學性能和尺寸穩定性不盡人意，不利于重組木產品的制備和推廣。
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【發明內容】
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[0003]本發明的目的是提供一種重組木及其制備方法，解決目前重組木制造工藝復雜、技術要求較高，使得制得的重組木產品表面質量較差，力學性能和尺寸穩定性不盡人意的問題。
[0004]為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案，提供一種重組木，以小徑級原木和枝椏材為木質原料，將其木質原料截斷、浸泡后并經碾壓形成縱向不斷裂、橫向松散而交錯相連的木束，然后通過扭轉、壓和搓將木束分離、干燥、施膠、組坯鋪裝、熱壓后制得，其主要性能為:厚度為15?25mm，密度為1.1?1.2g/cm3,內結合強度為4?5MPa，靜曲強度為120?130MPa，吸水厚度膨脹率為4?5%，甲醛釋放量為1.2?1.4mg/L。
[0005]本發明基于上述所述的一種重組木，還提供該重組木的制備方法，包括如下制備步驟:
[0006](I)木質原料準備
[0007]將小徑級原木和枝椏材以質量比1: 4?5稱取混合后截斷成I?2m長的木質原料；
[0008](2)浸泡軟化處理
[0009]將步驟(I)獲得木質原料在40?50°C的水中浸泡3?4h，然后將水溫升至90?95°C，升溫速度為10?15°C /h，再保溫4?5h ;其效果是:降低木質原料的硬度、增加韌性，減少碾壓扭轉時產生的碎木束，并且降低后續碾壓扭轉工序的功率消耗，便于小徑級原木和枝椏材達到相似尺寸規格的木束；小徑級原木是通常是指徑級小于50_的原木，在木材加工中利用價值低，而枝椏材常常被作為廢棄物(林業垃圾)。通過本發明的方法可以將小徑級原木和枝椏材充分利用，極大地提高其附加值。
[0010](3)扭轉壓搓分離
[0011]將經過浸泡后的木質原料進行扭轉、壓和搓相互作用結合的方式分離形成縱向不斷裂、橫向松散而交錯相連的木束；其有益效果在于:扭轉、壓和搓的同時作用，可以有助于高效分離木束，且木束分離的更為均勻，為成品重組木的強度和尺寸穩定性提供了保障條件。
[0012]⑷干燥分等
[0013]將分離后的木束以95?105°C進行干燥20?35min，使得木束的含水率控制在6?12%范圍內，然后根據尺寸大小對干燥后的木束進行分等，其中組成木束的纖維束寬度分為I?3_的小規格尺寸和3?5_的大規格尺寸。
[0014](5)施膠
[0015]將干燥分等后的木束在脲醛樹脂膠中浸泡10?20s，其中脲醛樹脂膠中尿素與甲醛的摩爾比為1: 1.4?1.7 ;其效果是:木束表面能夠充分附著脲醛膠，提高膠合強度。
[0016](6)層狀結構鋪裝組坯
[0017]將分等施膠后的木束進行鋪裝組坯成三層木束層狀結構的板坯，且相鄰木束層的纖維方向相互垂直，這樣可以提高重組木產品的力學強度和尺寸穩定性；其中上木束層和下木束層均為小規格尺寸，而中間層木束為大規格尺寸，板坯呈對稱結構，并且該板坯的上木束層和下木束層內還設有質量百分比為20%的竹絲；其效果在于:1)三層對稱結構的有益效果是:將木束分等，將小尺寸規格的木束放置在上木束層、下木束層可以提高面板的致密度和光潔度，而且因為上木束層、下木束層的木束尺寸規格小，提高了木束之間的膠合面積，提高上、下表層膠合強度，減小重組木在纖維方向的變形，提高其尺寸穩定性；2)增加竹絲的有益效果是:因為竹絲強度遠高于木束強度，通過上木束層、下木束層添加竹絲可以提高重組木在木束纖維方向的強度，有助于重組木板坯力學性能的提高；
[0018](7)階段式熱壓
[0019]對鋪裝組坯后形成的板坯采用三階段式熱壓實現固化，熱壓溫度保持在130?140°C之間，初始熱壓壓力設置為2?3MPa，在進行熱壓2?3min后將壓力升至8?lOMpa，并保壓2?3min ;然后將壓力降至5?6Mpa，熱壓I?2min后又將壓力升至8?lOMpa，保持5?6min后即完成熱壓。其效果在于:通過階段式熱壓工序，改變壓力大小，第一熱壓階段(即熱壓溫度保持在130?140°C之間，初始熱壓壓力設置為2?3MPa，進行熱壓2?3min)可以對板坯進行預壓，有效排除存在于板坯中空氣和水蒸汽，緩慢釋放熱應力；第二熱壓階段(即從第一熱壓階段將其熱壓壓力升至8?lOMpa，并保壓2?3min)可以進一步排除板坯中空氣和釋放熱應力；第三熱壓階段(即從第二熱壓階段將其熱壓壓力降至5?6Mpa，熱壓I?2min后又將壓力升至8?lOMpa，保持5?6min后即完成熱壓)通過最終保壓，實現板坯中殘余熱空氣和殘余應力的釋放。
[0020]作為優選，經過上述步驟(I)?(7)后制備完成的重組木，其主要性能為厚度為15?25mm，密度在1.1?1.2g/cm3，內結合強度為4?5MPa，靜曲強度為120?130MPa，吸水厚度膨脹率為4?5%，甲醛釋放量為1.2?1.4mg/L0
[0021]作為優選，其中步驟(4)干燥分等中的木束干燥是使用網帶式干燥機進行干燥。
[0022]作為優選，木束分離時扭轉I次、壓和搓的次數為3?5次，這樣既可以保證得到網狀的木束，也可以保證木束的質量。
[0023]與現有技術相比，本發明具有如下的優點:
[0024]通過簡單高效的工藝，制得的重組木產品有較好的力學強度和尺寸穩定性，不僅適于規模化生產，而且經濟效益高，提高了木材的利用效率和經濟價值，為重組木的生產、使用和推廣提供了便利。
【【具體實施方式】】
[0025]下面通過具體實施例，對本發明作進一步詳細說明。
[0026]實施例1:
[0027]根據產品的尺寸規格、工藝或設備性能的要求，在木束碾壓前，將小徑級原木和枝椏材以質量比1: 4?5稱取混合后截斷成Im長的木質原料。小徑材和枝椏材直徑小，生長缺陷少且不明顯，只要截掉特大的結子部分即可。將截斷后的短料在45?50°C的水中浸泡3h，然后將水溫升至90?95°C，升溫速度為10?15°C /h，再保溫4h。
[0028]通過上述操作后降低了木質原料的硬度、增加韌性，減少碾壓扭轉時產生的碎木束，并且降低后續碾壓扭轉工序的功率消耗，便于小徑級原木和枝椏材達到相似尺寸規格的木束；小徑級原木是通常是指徑級小于50_的原木，在木材加工中利用價值低，而枝椏材常常被作為廢棄物(林業垃圾)。通過本發明的方法可以將小徑級原木和枝椏材充分利用，極大地提高其附加值。
[0029]熱水浸泡后的短料輸送到扭轉機進行初步的分離，然后將扭轉之后的木料輸送到木束碾壓機進行碾壓。通過該道碾壓工序可以對小徑級原木和枝椏材進行預先碾壓，為后道工序減小了功率消耗，提高了木束分離效果。
[0030]木料在碾壓機上同時進行壓和搓，即木料在碾壓機中不僅受到上下壓輥壓力左右，還受到一個橫向碾搓力的作用。碾壓前調整木束碾壓機兩壓輥之間初始距離為短料直徑的1/5，每碾壓完一次，調整后面兩壓輥間距為前次碾壓出的木束厚度的1/5，連續碾壓3次后將樹皮撕去就得到了需要的以獲得縱向不斷裂、橫向松散而交錯相連的網狀木束。
[0031]扭轉、壓和搓的同時作用，可以有助于高效木束分離，解決了前道碾壓工序引起的應力集中問題，為成品重組木的尺寸穩定性提供了保障條件。
[0032]將木束輸送到網帶式干燥機干燥20?25min，干燥溫度設為105°C，使得木束的含水率控制在6?12%范圍內，然后根據尺寸大小對干燥后的木束進行分等(組成木束的纖維束寬度分別為I?3_的小規格尺寸和3?5_的大規格尺寸)。
[0033]將干燥分等后的木束在固體含量為30%的脲醛樹脂膠中浸泡15?20s，其中脲醛樹脂膠中尿素與甲醛的摩爾比為1:1.4?1.7 ;使得木束表面能夠充分附著脲醛膠，提高膠合強度。
[0034]將分等施膠后的木束進行鋪裝組坯成三層木束層狀結構的板坯，且相鄰木束層的纖維方向相互垂直，這樣可以提高重組木產品的力學強度和尺寸穩定性。
[0035]其中上木束層和下木束層均為小規格尺寸，而中間層木束為大規格尺寸，板坯呈對稱結構，并且該板坯的上木束層和下木束層內還設有質量百分比為20%的竹絲，使重組木的強度得到增強。
[0036]其中三層對稱結構的有益效果是:將木束分等，將小尺寸規格的木束放置在上木束層、下木束層可以提高面板的致密度和光潔度，而且因為上木束層、下木束層的木束尺寸規格小，提高了木束之間的膠合面積，提高上、下表層膠合強度，減小重組木在纖維方向的變形，提高其尺寸穩定性；增加竹絲的有益效果是:因為竹絲強度遠高于木束強度，通過上木束層、下木束層添加竹絲可以提高重組木在木束纖維