专利名称：竹木质中密度纤维板的制作方法
技术领域：
本发明涉及中密度纤维板，尤其涉及以杂竹和速生木材为混合原料制成的中密度纤维板。
背景技术：
纤维板是对木纤维施胶并经热压而制成的木质板材制品，尤其是密度在0.45～0.88g/cm3之间的中密度纤维板(MDF)以其低廉的价格和良好的性能而被广泛用于家具和地板的基材。随着国民经济的发展，刺激着家具和强化地板制造业的不断壮大，对MDF的需求也越来越大。据统计，截至2003年底我国中密度纤维板生产线就有444条，实际年产量达到1048.75万m3。木质中密度纤维板的制造工艺已经是非常成熟的公知技术，包括剥皮、切片、蒸煮、热磨解纤、纤维干燥、施胶、铺装成型、预压、热压、养生、砂光等工序。
然而，我国是森林资源相对缺乏的国家，木材原料供应紧张，尤其是国家实施天然林保护工程，全面实行禁伐。因此，许多MDF生产企业已经或即将面临因原料短缺而造成半停产、停产或转产的威胁，因此，充分利用现有的木材资源，并积极寻找替代原料已经成为当务之急。CN 1509854A公开了一种以柠条、沙柳、红柳等灌木为主要原料制造MDF的生产方法，CN 1108903C公开了一种以玉米秆制造MDF的工艺方法，CN 1535802A公开了一种用废旧纸制品生产MDF的方法，CN 1149524A公开了一种桉树中密度纤维板，CN 1235728C公开了一种以桑枝纤维制造的MDF及其方法，CN 1144153A公开了一种油棕丝生产MDF的技术，CN 1004433B公开了一种棉秆MDF及其生产工艺，CN 1073497C公开了一种麦秆稻草MDF及其制造方法。
柳杉是速生树种之一，在秦岭和长江流域以南广有栽培，但由于我国硬度低、强度差，在建筑和工业上一般很少使用，因此，利用其他行业不便使用的柳杉来制造中密度纤维板能充分利用我国的柳杉资源，缓解中密度纤维板原料供应紧张程度。但由于柳杉的纤维短、脆，从而导致用其制造中密度纤维板的出材率低、强度差，是业界主要技术难题。
我国竹资源非常丰富，有竹种40多属500多种，其中毛竹占60％，其它杂竹(丛生竹、散生小径竹等)占40％，主要分布在南方17个省(区)，竹林面积、蓄积量和年砍伐量均居世界首位。竹子生长于山地和坡地，对土壤要求低，投入和维护成本少，种植成活率高，生长周期短，3～5年即可成林成材，是速生丰产的纤维素原料。目前我国以竹材为原料生产的人造板主要为竹材胶合板、竹编胶合板、竹材层压板和竹材碎料板等，其中90％以上是以毛竹为原料，且竹材的利用率低，大量杂竹迄今尚未得到有效利用。
竹材纤维呈圆柱管状，纤维长度仅次于针叶材而远高于阔叶材，但其纤维直径小，纤维的长径比比针叶材高出一倍左右，远远高于阔叶材；竹材纤维的拉伸强度只比现在广泛使用的玻璃纤维稍差一点，但其比强度、比模量可与玻纤匹敌。因此，竹材纤维具有非常好的增强效果。因此，利用柳杉和杂竹混合纤维制造中密度纤维板能非常好的解决由于柳杉的纤维短、脆而导致用其制造中密度纤维板的出材率低、强度差的技术难题。
我国四川地区杂竹资源非常丰富，面积达到72万公顷，尤其是大量野生杂竹被当地农户用作柴火原料，形成巨大的资源浪费。目前杂竹的市场价格仅为毛竹的四分之一，利用杂竹生产MDF具有明显的价格优势，可在很大程度上解决MDF生产原料紧缺的问题，对农林产业化也有促进作用。
已有竹纤维热压板由于含木质素、多糖等有机物高，产品的吸水厚度膨胀率高且防霉性能差。为了增加防霉性能，在上胶前将烘干的竹纤维置于农药中浸泡后再次干燥，造成能源浪费和环境污染。
MDF的主要应用之一是作为强化木地板的基材。近年来市场上一种仿实木强化木地板受到了消费者的喜爱，其特征在于在地板上表面的边缘形成一个倒角，从而使强化木地板具有类似实木地板的拼装效果。CN 1484184A公开了一种具有V型槽结构的强化木地板(图1)，由于浸渍了三聚氰胺__甲醛树脂并经过预固化的耐磨纸和装饰纸是脆性的，根据其公开的制造方法，采用具有V型凸筋的钢板直接对耐磨纸、装饰纸、MDF和平衡纸进行压制容易造成耐磨纸或装饰纸脆裂，产品的成品率低。实际生产中虽然先用具有V型凸筋的钢板对MDF基材进行热压，然后再对耐磨纸、装饰纸、MDF和平衡纸进行二次热压复合成型，可提高成品率，但不仅增加了生产成本，降低生产效率，而且由于对MDF基材进行多次加热会导致其力学性能下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种以柳杉和杂竹为混合原料的成本低廉，力学性能和防霉防水性能好，制造过程不污染环境，便于二次加工成仿实木地板的竹木质中密度纤维板。
本发明是这样实现的本发明竹木质中密度纤维板是由柳杉和杂竹的混合纤维经施胶后热压而制成。
本发明竹木质中密度纤维板是由如下重量份的原料制成柳杉切片50～95杂竹切片5～50脲醛胶 8～15防霉剂 0.5～5固化剂 0.2～3石蜡乳液1～3其制备方法为将杂竹切片置于NaOH占竹片重量1～5％的水溶液中，在温度为80～130℃，压力为0.5MPa的条件下蒸煮10～15min后与柳杉切片混合，经热磨解纤、干燥后，将添加了防霉剂、固化剂、石蜡乳液的脲醛胶喷涂在竹木混杂纤维上热压而成，热压工序使用具有凸筋的上模板进行热压，凸筋的截面为V型或圆弧型或梯型或矩型，在纤维板的上表面形成对应的凹槽(图2、图3)。
本发明竹木质中密度纤维板采用的杂竹切片是小直径的野生从生竹或散生竹的切片。
本发明所述固化剂是氯化铵、硫酸铵、尿素、氨水、六次甲基四胺、酒石酸、草酸、柠檬酸、有机酸盐等以及微胶囊固化剂中的一种或多种混合物。
本发明所述防霉剂是季胺盐类、双胍类、醇类、酚类、有机金属类、吡啶类、咪唑类、噻吩类等有机防霉剂中的一种或多种混合物。其作用机理主要是与细菌和霉菌的细胞膜表面阴离子结合，或与硫基反应，破坏蛋白质细胞膜的合成系统，抑制细菌和霉菌的繁殖。
本发明具有如下优点1)充分利用其他行业不便使用的柳杉资源；2)利用杂竹纤维的增强效果，提高柳杉制造中密度纤维板的出材率和力学性能；3)提高竹材利用率，降低原料成本；4)主要使用现有木质纤维板连续压机生产线，设备改造成本低；5)由于采用不同性能的纤维混杂使用，基于其协同效应，可改善所制板材的力学性能；6)在竹木质纤维板的成型过程中，同步在其上表面预压制V型、圆弧型或其它造型凹槽，以降低后续用于生产仿实木强化木地板的成本。
为了克服已往技术的不足，在杂竹片热磨之前采用加温加压碱性蒸煮，即可中和杂竹的酸度，溶出大量的淀粉、脂肪、蛋白质和多糖的有机物质和少量的木质素，破坏适合霉菌生长的酸性及营养环境，改善防霉性能；又可降低木质素的软化温度，从而软化杂竹，促进纤维分离，保护纤维形态和性能，减少后续热磨工序对纤维的磨损及能耗。另外，杂竹纤维中保留有适量的木质素，在热压成板过程中由于木质素的热塑性作用，能使杂竹纤维迅速成板而不会引起过分降解，所制板材的内应力也明显减少，从而有利于提高胶合强度和尺寸稳定性。将高效无毒或低毒的防霉剂添加到脲醛胶和石蜡乳液防水剂中混合使用，可方便地显著提高杂竹MDF的防霉性能，拓宽其使用范围。采用上模板具有V型、圆弧型或其它造型的凸筋进行热压成板，可同步在所成型的杂竹MDF的上表面预置V型、圆弧型或其它造型凹槽，减少后续用于生产仿实木强化木地板的过程中对杂竹MDF的二次热压过程，降低工艺成本并提高产品质量。
本发明的竹木质中密度纤维板，不仅拓展了中密度纤维板的原料来源，缓解了原料供应紧张的矛盾，而且起到了节约木材、保护森林资源的作用，同时为杂竹的有效利用开辟了一条新途径，并可增加林农收入，具有较好的生态和社会效益。
图1为本发明制成的仿实木强化木地板拼装效果示意2为表面具有V型凹槽的竹木质中密度纤维板的剖面3为表面具有圆弧型凹槽的竹木质中密度纤维板的剖面4为竹木质中密度纤维板的制备工艺图
具体实施例方式下面通过实施例和附图对本发明作进一步说明。需要说明的是，这些实施例并非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。
速生木材直接进入中密度纤维板连续压机生产线(图4)，经剥皮、切片后进入热磨机的加料斗；杂竹经盘式竹木材切片机切片、放入温度为120℃的NaOH占竹片重量5％的水溶液中加压0.5MPa蒸煮15min后，导入热磨机的加料斗中，控制杂竹片与柳杉切片的投入比例为1∶1，经热磨机解纤，制得一定配比的竹木混杂纤维；干燥后(控制含水率12％)，对100重量份的竹木混杂纤维喷涂21.5重量份的由5重量份防霉剂、1.5重量份固化剂、3重量份石蜡乳液防水剂和12重量份脲醛胶所组成的混合胶液；然后铺装成型，控制密度为850～880Kg/m3，预压，使用具有V型凸筋的上模板进行热压，控制厚度8mm±0.20，热压温度165-170℃，热压周期190s；再经过养生、砂光后，制得成品竹木质中密度纤维板。经质量检验，符合国家标准GB/T11718-1999《中密度纤维板》中优等品的要求，检测结果如下
*按ASTM G21-96方法检测。
权利要求
1.竹木质中密度纤维板，其特征在于它是由柳杉和杂竹的混合纤维经施胶后热压而制成。
2.根据权利要求1所述的竹木质中密度纤维板，其特征在于是由如下重量份的原料制成柳杉切片50～95杂竹切片5～50脲醛胶 8～15防霉剂 0.5～5固化剂 0.2～3石蜡乳液1～3其制备方法为将杂竹切片置于NaOH占竹片重量1～5％的水溶液中，在温度为80～130℃，压力为0.5MPa的条件下蒸煮10～15min后与柳杉切片混合，经热磨解纤、干燥后，将添加了防霉剂、固化剂、石蜡乳液的脲醛胶喷涂在竹木混杂纤维上热压而成，热压工序使用具有凸筋的上模板进行热压，凸筋的截面为V型或圆弧型或梯型或矩型，在纤维板的上表面形成对应的凹槽。
3.根据权利要求2所述的纤维板，其特征在于杂竹切片为小直径的野生从生竹或散生竹的切片。
全文摘要
本发明为竹木质中密度纤维板，采用杂竹和柳杉混合原料制成，利用杂竹纤维的增强作用、不同性能的纤维混杂使用的协同效应以及先进的制备工艺解决由于柳杉的纤维短、脆，从而导致用其制造中密度纤维板的出材率低、强度差、吸水厚度膨胀率高、防霉性差、制造过程造成环境污染、不便于二次加工成仿实木强化地板的问题。它是由如下重量份的原料组成柳杉切片50～95，杂竹切片5～50，脲醛胶8～15，防霉剂0.5～5，固化剂0.2～3，石蜡乳液1～3。制备方法为将杂竹切片置于NaOH占竹片重量1～5％的水溶液中，在温度为80～130℃，压力为0.5MPa的条件下蒸煮10～15min后与柳杉切片混合，经热磨解纤、干燥后，将添加了防霉剂、固化剂、石蜡乳液的脲醛胶喷涂在竹木混杂纤维上热压而成。拓展了中密度纤维板的原料来源，开辟了有效利用柳杉及杂竹资源的新途径。
文档编号D21B1/00GK1994700SQ20061002271
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年12月30日
发明者向中华, 余钢, 易树, 孙晗 申请人:四川升达林产工业集团有限公司