CN117916068A - 纤维板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纤维板制造方法,该纤维板制造方法可以提高纤维板的强度,也还能提高作为原料的木质材料的运输性和储存性。该纤维板制造方法包括:将粘合剂添加到通过对木质材料进行汽蒸和开纤而获得的木质纤维中,并对木质纤维进行成形和热压模制。木质材料包括折断压缩产品1。该折断压缩产品1通过以下获得:将棕榈科植物研磨成长度各向异性的碎片,将由此获得的研磨产物2层叠以形成垫3,在厚度方向上压缩垫3以形成板状压缩产品4,并折断板状压缩产品4。
Description
技术领域
本公开涉及一种纤维板的制造方法。具体地,本公开涉及一种如下纤维板的制造方法:所述纤维板包括木质材料。
背景技术
专利文献1描述了由通过对木质碎片进行汽蒸和开纤而获得的木质纤维来制造木质纤维板。
专利文献2描述了由可从油棕获得的木质纤维来制造纤维板。
近年来,在全球范围内南海木材已经减少,并且已经提出使用包括可由棕榈科植物获得的木质纤维的纤维板作为南海木材的替代物,但是即使当将专利文献1中描述的制造方法应用于棕榈科植物时,在一些情况下也可能难以获得期望的强度和/或表面光滑度。此外,当如专利文献2中描述的那样使用可由油棕获得的木质纤维时,也期望能够提高纤维板的性能。即,为了制造诸如木质纤维板和上述纤维板那样的纤维板,期望提高所获得的纤维板的强度。此外,还期望提高作为原料的木质纤维的运输性和储存性。
引文列表
专利文献
专利文献1:JP 2002-052514 A
专利文献2:JP 2018-069670 A。
发明内容
本公开的目的是提供一种纤维板制造方法,其提高了纤维板的强度并且还提高了作为原料的木质材料的运输性和储存性。
根据本公开的一个方面的纤维板制造方法是这样一种纤维板制造方法:其包括向通过对木质材料进行汽蒸和开纤获得的木质纤维中添加粘合剂,成形木质纤维,并对木质纤维进行热压成型。所述木质材料包括一个或多个分断压缩产品,其可通过如下步骤获得:将棕榈科植物研磨成长度各向异性的碎片以获得研磨产物,将研磨产物彼此上下堆叠以形成垫,在厚度方向上压缩所述垫以将所述垫模制成板状压缩产品,并且将所述板状压缩产品断开以分断所述板状压缩产品。
附图说明
图1是在根据本实施方式的纤维板制造方法中制造分断压缩产品的步骤的示意性透视图;
图2是根据本实施方式的纤维板制造方法中的板状压缩产品的截面图;
图3A是本实施方式的参考例中的颗粒状压缩产品的示意图;
图3B是本实施方式的纤维板制造方法中的板状压缩产品的示意图;以及
图4是第二实施方式的板状压缩产品的截面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
(1)概述
下面将描述如何实现根据本实施方式的纤维板制造方法。
目前的木板市场是一个全球市场,每年价值超过10万亿日元,并且预期会发生市场扩张和需求增加,同时随之会产生全球环境问题。伴随着这种预期,对替代可用材料的利用技术的需求增加,因为通常使用的以Lauan等为代表的南海木材是需要50年或更长时间才能生长的可耗尽资源。
木板的类型大致分为,例如,主要用于结构构件应用和/或框架应用的层压木材、用于基础应用和/或用作家具材料的刨花板、以及广泛用作室内装饰构件和/或用作家具表面装饰木材的纤维板。已经开发了低质木材(例如小直径木材和快速生长的人工林木材)的利用技术,为这些木板的可耗尽资源提供替代材料,并且目前已在全世界投入实际使用。然而,随着使用量的进一步增加、人工林面积的全球减少等,这些材料的获得可能逐渐变得困难。
在这些木板中,纤维板是可制造的,只要至少可获得纤维状材料,而不是具有某些形状的木质碎片即可。因此,作为未来进一步的材料技术,已经并且正在对植物的利用技术做出许多努力,例如属于禾本科的包括强韧皮纤维的竹子、稻草和甘蔗渣,和/或属于锦葵科的植物,例如洋麻和黄麻。然而,由于质量、生产、原料获得等方面的问题,这些材料技术并没有广泛地投入实际使用。
在这种情况下,作为大量积累的原料的材料,特别是在热带地区广泛分布的棕榈科植物,例如油棕和椰子树,受到关注。特别是油棕,随着棕榈油工业的发展,越来越多的油棕树干(OPT)、空果串(EFB)等被丢弃,例如,在棕榈油制造国之一的马来西亚,不少于5000万吨的OPT、EFB等被丢弃。废弃产物每年释放不少于100万吨甲烷气体。当转化为二氧化碳排放量时,甲烷气体约占全国二氧化碳排放量的10%,因此是当前严重的社会问题。
世界上纤维板的年使用量为1.5亿吨,因此,废弃的5000万吨OPT、FEB等相当于世界上使用的纤维板的1/3的巨大积累量。然而,棕榈科植物的含水量约为70-300%,这是普通南海木材含水量的两倍以上,因此,棕榈科植物具有其生材在1-2周内腐烂的问题,即,棕榈科植物的储存性非常差。
此外,通常处于生材状态的棕榈科植物的表观比重为约0.60至0.80,但干燥后的比重为约0.35。因此,当棕榈科植物以生材状态运输时,获得的材料部分为实际运输的棕榈科植物质量的约1/2。此外,当干燥的材料运输到纤维板制造厂并在纤维板制造厂使用时,运输时的体积密度太低,因此,运输次数增加,从而降低了运输效率。
此外,在棕榈科植物中,纤维部分是刚性纤维,但包括约40质量%的细颗粒,所述细颗粒是直径小于0.5mm的薄壁细胞。通常,当棕榈科植物用作通过传统方法制造纤维板的原料时,棕榈科植物的细颗粒导致板生产率降低,例如在制造时叶片堵塞、干燥缺陷和质量变化。此外,还存在的问题是不能令人满意地确保纤维板的强度性能,因为棕榈科植物的细颗粒对强度表现没有贡献。
由于这些问题,棕榈科植物尚未在纤维板应用中投入实际使用,并且油棕的大多数废料都被废弃在现场,并且仍然引起社会问题。
因此,本实施方式使得纤维板能够由作为废料的棕榈科植物作为原料来制造,同时,本实施方式提供了生物质纤维板,其可以在未来全球市场中替代纤维板使用来稳定采购。此外,本实施方式提供了可以解决东南亚社会问题的生物质纤维板。
也就是说,根据本实施方式的纤维板制造方法包括,首先,向通过对木质材料进行汽蒸和开纤而获得的木质纤维中添加粘合剂。然后,成形已经添加粘合剂的木质纤维。接下来,对如此成形的木质纤维进行热压成型。木质材料包括分断压缩产品1。分断压缩产品1可如下获得。首先,将棕榈科植物研磨成长度各向异性的碎片以获得棕榈科植物的研磨产物2。接着,将研磨产物2彼此上下堆叠以形成垫3。接着,在相对于垫3限定的厚度方向上压缩垫3,以将垫3模制成板状压缩产品4。此后,通过断裂来分断板状压缩产品4。
根据本实施方式的纤维板制造方法采用压缩棕榈科植物的研磨产物2而获得的分断压缩产品1。该分断压缩产品1是生物质压缩材料,并且棕榈科植物的纤维组织不容易被压缩损坏。并且该分断压缩产品1不容易腐烂,从而提高了储存性。同时,将其纤维组织不容易损坏并且不容易腐烂的分断压缩产品1用于制造纤维板,这有利于获得强度和表面光滑度优异的纤维板。并且,为了制造分断压缩产品1,板状压缩产品4不是用切割刀而是通过断裂来分断。因此,包含在分断压缩产品1中的木质纤维不容易缩短,并且木质纤维不容易断裂。因此,在分断压缩产品1中包含大量相对较长的木质纤维。这提高了可从包含分断压缩产品(或多个分断压缩产品)1的木质材料获得的纤维板的强度。板状压缩产品4可以在通过断裂(下文中也称为“破碎”)而被分断之前的状态下储存和运输,因此,例如,与通过挤压成型制造并具有圆柱形形状的颗粒形式的木质材料相比,其在储存和运输期间的体积密度高,并且改善了储存性和运输性。
(2)细节
<分断压缩产品>
本实施方式中使用的分断压缩产品1是生物质压缩材料,并且包括棕榈科植物的研磨产物2,即,作为棕榈科植物的研磨产物2的棕榈切片和/或碎片作为原料,被干燥并被压缩,因此,分断压缩产品1由不可耗尽的生物资源(棕榈科植物)形成。与其中棕榈科植物的研磨产物2未被压缩的情况相比,分断压缩产品1使得体积密度增加。因此,提高了运输性。
尽管引起社会问题的棕榈科植物的类型是油棕,但是用于分断压缩产品1的棕榈科植物的类型可以是双棕榈、椰子棕榈、枣椰棕榈、西米棕榈、阿棕榈、楚桑棕榈等,并且没有特别限制。此外,可用部分是例如但不限于油棕树干(OPT)、油棕叶(OPF)、果实部分、空果串(EFB)和种子部分。
将棕榈科植物研磨和干燥,然后进行压缩处理。注意,可以首先以任何顺序进行研磨和干燥,或者可以同时进行研磨和干燥。此外,研磨棕榈科植物的方法没有特别限制,而是可以通过使用例如切片机来进行。此外,优选将研磨的产物干燥成使得含水量低于或等于25质量%,从而防止腐烂的进行。注意,优选对如此研磨的棕榈科植物进行水洗,以降低灰分含量,从而在后面描述的汽蒸步骤等中减少由于灰分而引起的工艺问题。
棕榈科植物的研磨产物2可通过将棕榈科植物的可用部分研磨成碎片而获得。棕榈科植物的研磨产物2优选包括棕榈科植物维管组织。棕榈科植物维管组织是输送棕榈科植物生长所需的水分和营养物的组织,并且包括导管、韧皮部和纤维。导管是通过根吸收水分和营养物的传导路径。韧皮部是在叶片处产生的营养物的传导路径,并且包括筛管。
棕榈科植物的研磨产物2是长度各向异性的碎片。这里,“长度各向异性的碎片”是指研磨产物2不是球形的。例如,当每个研磨产物2的长度、宽度和厚度彼此不同时,可以说每个研磨产物2是长度各向异性的碎片。此外,例如,当研磨产物2是纤维形式时,长度大于每个研磨产物2的直径,因此,可以说,每个研磨产物2是长度各向异性的碎片。
每个分断压缩产品1包括多个(大量)棕榈科植物的研磨产物2。研磨产物2具有各种尺寸,但是每个分断压缩产品1中包括的棕榈科植物的研磨产物2优选包括大量具有规定长度和尺寸的研磨产物2。具体地,具有长度在大于等于0.8mm至小于等于50.0mm的范围内、尺寸(直径)在大于等于0.10mm至小于等于2.00mm的范围内的研磨产物2,以优选大于等于被包含在每个分断压缩产品1中研磨产物2总质量的70%的质量比被包括。当具有这样规定长度和尺寸的研磨产物2与每个分断压缩产品1中包含的研磨产物2的总量的质量比降低到小于70%时,有利于增强本实施方式的纤维板强度的纤维成分会减少,因此,纤维板更有可能强度减小。另外,由于作为细颗粒的主要成分的棕榈科植物薄壁组织相对于棕榈科植物的研磨产物的比例增加,更容易发生叶片堵塞、干燥缺陷、质量变化等,这可能使纤维板的稳定生产变得困难。长度在大于等于1.0mm至小于等于50.0mm的范围内且尺寸在大于等于0.10mm至小于等于2.00mm的范围内的棕榈科植物的研磨产物2优选地以相对于棕榈科植物的研磨产物2的总量大于等于80%、且最优选的100%的质量比被包括在内。
注意,棕榈科植物研磨产物的长度和尺寸是通过拍摄规定量的研磨产物的照片并且测量长度和尺寸而获得的。
包括在每个分断压缩产品1中的研磨产物2优选是通过研磨棕榈科植物然后通过分级减少棕榈科植物薄壁组织的量而获得的研磨产物。即,棕榈科植物的研磨产物2包括:包括棕榈科植物薄壁组织为主要成分的小研磨产物;以及包括棕榈科植物维管组织作为主要成分的大研磨产物,其中优选小研磨产物的量较少。所述棕榈科植物薄壁组织是包括棕榈科植物薄壁细胞在内的组织。所述棕榈科植物薄壁组织包括同化组织、分泌组织、储存组织等,并具有合成、分解、储存等生理活性。
当分断压缩产品1包括大量棕榈植物薄壁组织时,因为棕榈科植物薄壁组织是细颗粒,因此稳定制造纤维板可能变得困难。因此,在本实施方式中,减少棕榈科植物薄壁组织的量以获得棕榈科植物薄壁组织含量低的棕榈科植物研磨产物2。
每个分断压缩产品1的比重在大于等于0.35至小于等于1.50的范围内。当每个分断压缩产品1的比重小于0.35时,每个分断压缩产品1的机械耐久性降低,并且该分断压缩产品1在运输过程中可能碰撞或断裂。当每个分断压缩产品1的比重大于1.50时,棕榈科植物的研磨产物2中包括的纤维组织可能会因压缩而受损,并且最终获得的纤维板的强度性能可能会降低。为了改善运输性,每个分断压缩产品1的比重更优选的在大于等于0.40至小于等于1.50的范围内。当制造将在后面描述的板状压缩产品4时,每个分断压缩产品1的比重可通过改变压缩力来调节。
每个分断压缩产品1的含水量优选小于或等于25质量%,更优选小于或等于20质量%。当含水量大于25质量%时,每个分断压缩产品1的形状保持性能可能变差,同时,每个分断压缩产品1可能腐烂,因此,储存性也可能变差。每个分断压缩产品1的含水量的下限没有特别设定。但是当考虑储存性时,含水量越低越优选,因此下限为0质量%。每个分断压缩产品1的含水量可通过改变用于干燥研磨产物2或研磨产物2的生木的温度或时间量来调节。
每个分断压缩产品1的尺寸(通过断裂和分断板状压缩产品4获得的碎片的尺寸)优选为宽度大于等于8mm且小于等于25mm,长度大于等于10mm且小于等于50mm,并且厚度大于等于8mm且小于等于25mm。可以通过使用与传统用于制造中密度纤维板的设备类似的设备来制造纤维板。
<制造分断压缩产品的方法>
为了制造分断压缩产品1,首先将棕榈科植物研磨成长度各向异性的碎片,以获得多个(大量)研磨产物2。这里,如上所述,多个研磨产物2优选具有低含量的棕榈科植物薄壁组织,因此,优选减少棕榈植物薄壁组织的量。作为减少棕榈科植物薄壁组织的量的方法,可以采用通过分级来去除具有小尺寸的研磨产物的方法。分级的实例包括筛分法、空气分级法和洗浴法,但是用于分级的方法不特别限于这些例子。
然后,将多个研磨产物2堆叠于彼此顶上以形成垫3。如图1所示,可以通过将多个研磨产物2在传送带60上堆叠于彼此顶上来形成垫3。此时,由于研磨产物2在长度方向上各向异性,研磨产物2的长轴方向可能在水平方向上对齐。此外,当研磨产物2是纤维形式时,研磨产物2可以在长轴方向上排列以形成垫3。
接下来,在厚度方向上压缩垫3以将垫3模制成包括多个研磨产物2的板状压缩产品4。为了在厚度方向上压缩垫3,使垫3在彼此竖直面对的一对辊61之间通过,使得垫3被该对辊61竖直挤压以进行压缩。为了使垫3在所述一对辊61之间通过,传送带60在与辊61的轴向正交的方向上移动,同时所述一对辊61旋转以使得垫3由传送带60传送。所述一对辊61之间的距离小于垫3的厚度,因此,垫3被压缩。
注意,垫3和板状压缩产品4各自的厚度没有特别限制,但是垫3的厚度优选大于等于8mm且小于等于50mm,并且板状压缩产品4的厚度可以大于等于5mm且小于等于30mm。
注意,当压缩研磨产物2时,不使用粘合剂,并且通过压缩力将研磨产物结合在一起。然而,粘合剂可使用到使得粘合剂不妨碍木质材料的开纤的程度。此外,可以将具有某种功能的材料如抗菌剂、芳香物质和着色剂添加到研磨产物2中并与研磨产物2结合。这是优选的,因为在这种情况下,可以将这些功能赋予待获得的纤维板。
在本实施方式中,板状压缩产品4具有槽40。如图1所示,板状压缩产品4具有多个槽40,其中一些槽平行于板状压缩产品4的长度方向延伸。所述多个槽40中的一些其它槽40在与板状压缩产品4的长度方向正交的方向上延伸。板状压缩产品4的长度方向与垫3和板状压缩产品4被传送带60传送的方向相同。
槽40可以通过例如为所述一对辊61的外周表面设置多个突起,并将突起压靠在板状压缩产品4的表面上而形成。在这种情况下,槽40可以在将垫3模制成板状压缩产品4的相同步骤中形成。在辊61的轴向上延伸的突起可以形成在与板状压缩产品4的长度方向的正交方向上延伸的槽40。在辊61的圆周方向上延伸的突起可以形成平行于板状压缩产品4的长度方向延伸的槽40。
如图2所示,槽40形成在板状压缩产品4的上表面和下表面上。形成在板状压缩产品4的上表面中的槽40和形成在板状压缩产品4的下表面中的槽40以一对一的方式彼此面对。因此,板状压缩产品4被断裂以被分断成多个单独的碎片,从而获得分断压缩产品1。将板状压缩产品4沿着槽40弯曲,使应力更容易集中在槽40之间彼此竖直面对的各部分上,从而可以容易地分断板状压缩产品4。通过分断获得的分断压缩产品1是包括棕榈科植物的研磨产物2的压缩产品。分断压缩产品1例如可以是块状或板状。为了断裂和分断板状压缩产品4,例如,可以采用通过三点辊、压花辊或简单磨机进行粉碎的方法。
如上所述,在本实施方式中,板状压缩产品4不是被切割而是被破裂(通过被断裂而被分断)以产生分断压缩产品1。因此,板状压缩产品4中的棕榈科植物纤维不容易被切割。因此,包含在分断压缩产品1中的棕榈科植物纤维不容易被缩短,并且包含在分断压缩产品1中的棕榈科植物纤维更可能沿长度方向排列并且不容易断裂,因此,在分断压缩产品1中包括大量相对较长的木质纤维。这提高了通过模制包括分断压缩产品1的木质材料而可获得的纤维板的强度。
此外,在本实施方式中,板状压缩产品4可以在破碎之前的状态下储存和运输,因此,在储存和运输期间的体积密度高,并且储存性和运输性得到改善。即,在如图3A所示的颗粒P的情况下,其通过棕榈科植物的研磨产物2的挤压成型而成型为圆柱形,体积密度为0.3至0.4,而在如图3B所示的板状压缩产品4的情况下的体积密度为0.8至0.9。因此,与储存和运输颗粒P的情况相比,本实施方式能够以小体积储存和运输。因此,优选在破碎之前的状态下储存和运输板状压缩产品4。
<纤维板制造方法>
根据本实施方式的纤维板制造方法包括向通过对木质材料进行汽蒸和开纤获得的木质纤维中添加粘合剂,成形木质纤维,并对木质纤维进行热压成型。木质材料包括一个或多个分断压缩产品1。根据本实施方式的纤维板制造方法采用上述的一个或多个分断压缩产品1,因此当采用具有低体积密度的棕榈科植物时,也能够容易地制造具有稳定质量的板。
木质材料可以仅包括一个或多个分断压缩产品1,但还可以包括其它木质材料,例如通常用于制造中密度纤维板的南海木材和/或针叶树的研磨产物。木质材料优选包括相对于木质材料总量的质量比大于或等于20%的源自棕榈科植物的分断压缩产品1。因此,很少投入实际使用的油棕废料可以得到有效地利用。木质材料中包含的分断压缩产品1优选包括宽度大于等于8mm且小于等于25mm、长度大于等于10mm且小于等于50mm以及厚度大于等于8mm且小于等于25mm的分断压缩产品1,其相对于分断压缩产品总量的质量比大于等于70%。此外,当该木质材料与传统使用的木材种类的木质材料一起使用时,纤维板容易在使用与传统上使用的类似的木质碎片的步骤中制造。
在汽蒸处理中,用高温高压饱和水蒸气处理包括一个或多个分断压缩产品1的木质材料。汽蒸处理的条件没有特别限制,但是汽蒸处理可以例如在150-200℃的温度和0.5-2.0MPa的压力下进行1-15分钟。
开纤是将包括一个或多个分断压缩产品1的木质材料分离成木质纤维(主要是棕榈科植物维管组织)的过程。在开纤中,通过例如精炼机处理汽蒸处理后的木质材料。
在本实施方式中,木质纤维可以在开纤之后干燥,干燥是降低如此开纤的木质纤维的含水量的过程,干燥可以通过加热如此开纤的木质纤维来进行,如此干燥的木质纤维的含水量没有特别限制,但优选的,例如,相对于如此干燥的木质纤维的总量为20质量%或更低。
将添加到如此干燥的木质纤维中的粘合剂用作固化以将木质纤维粘合在一起的结合剂。作为粘合剂,例如,使用在常温下为液体形式并通过加热固化的合成树脂基粘合剂,并且例如,可以使用包括二苯基甲烷二异氰酸酯的粘合剂或包括脲-蜜胺的粘合剂。
已添加粘合剂的木质纤维成型为所需形状,例如,已加入粘合剂的木质纤维成型为垫。
已经添加了粘合剂的木质纤维被成形,然后进行热压成型。即,对成形为板状等的木质纤维进行加热加压成型。加热加压成型可以例如通过将板状木质纤维夹在一对热板之间并压制板状木质纤维来进行。热压成型的成型条件没有特别限制,但是成型温度例如为在大于等于140℃到小于等于230℃。成型时间例如在大于等于10秒至小于等于3分钟的范围内。成型压力例如在大于等于0.5MPa至小于等于4MPa的范围内。由于如上所述的热压成型,添加到木质纤维的粘合剂固化,因此木质纤维结合在一起,从而制造本实施方式的纤维板。纤维板广泛用于例如建筑材料、家具和住宅内部装饰。
注意,作为用于汽蒸、开纤、粘合剂添加、成形、热压成型等的加工设备,可以使用与传统中密度纤维板的制造设备类似的设备,因此,可以提高设备的使用效率。因此,当使用棕榈科植物(其为储存性较差并且干燥后低体积密度的废料)作为原料时,也可以以优异的生产率获得纤维板。
(3)变型
第一实施方式仅仅是本公开的各种实施方式的示例。只要实现本公开的目的,可以根据设计等对第一实施方式进行各种修改。
根据以上描述,垫3由一对辊61压缩,但这不应被解释为限制。例如,垫3可由平压板压缩。
根据以上描述,槽40由一对辊61形成,但这不应被解释为限制。例如,在由一对辊61形成平坦的板状压缩产品4之后,槽40可由不同于所述一对辊61的装置形成。
根据以上描述,槽40形成在板状压缩产品4的两个表面中,但这不应被解释为限制。例如,槽40可以仅形成在一个表面中。此外,如果板状压缩产品4可以在没有槽40的情况下破碎,则不必形成槽40。
根据以上描述,槽40在板状压缩产品4的长度方向和宽度方向上形成,但这不应被解释为限制。例如,槽40可以仅在板状压缩产品4的长度方向和宽度方向中的一个方向上形成。
(第二实施方式)
根据本实施方式的纤维板制造方法与第一实施方式的纤维板制造方法的不同之处在于分断压缩产品1的结构。与第一实施方式中的部件类似的部件由共同的附图标记表示,因此下面省略对其的描述。因此,第二实施方式中描述的结构可以与第一实施方式中描述的结构(包括变型)组合应用。
如图4所示,在本实施方式中,片层5与板状压缩产品4集成为一体。片层5包含功能性材料。功能性材料是选自以下至少一种材料,例如防蜱剂的驱虫剂、抗菌剂、抗病毒剂、芳香物质、着色剂等。片层5可以通过在板状压缩产品4的表面上堆叠片材而形成。作为片材,通过将功能性材料与可熔性材料如热熔性树脂、如易分解的淀粉材料等混合以获得混合物,并将混合物形成片材而获得产品(膜)。此外,可以通过使功能性材料粘附到薄纸(主要是纤维素)上并被形成为片材而获得产品(膜)。
当垫3被压缩以模制成板状压缩产品4时,包括可熔性材料的片层5与棕榈科植物的研磨产物2堆叠在一起,从而片层5与板状压缩产品4集成为一体。然后,当片层5被加热时,片层5熔化,并且功能性材料可以进入包含在板状压缩产品4中的研磨产物2的纤维之间的空间中。此外,在片层5包括容易分解的材料的情况下,当板状压缩产品4通过断裂而被分断时,片层5也通过断裂而被分断,并且片层5的一部分保持粘附在每个分断压缩产品1的表面上。因此,当包括一个或多个分断压缩产品1的木质材料被汽蒸和开纤时,片层5被分解或洗脱,并且保留了研磨产物2的纤维与功能性材料的混合物。
(概述)
如上所述,第一方面是一种纤维板的制造方法,包括:向通过对木质材料进行汽蒸和开纤而获得木质纤维中添加粘合剂,成形木质纤维,并对木质纤维进行热压成型。该木质材料包括一个或多个分断压缩产品(1),该分断压缩产品可通过如下获得:将棕榈科植物研磨成长度各向异性的碎片以获得研磨产物(2),将研磨产物(2)堆叠在彼此之上以形成垫(3),在厚度方向上压缩所述垫(3)以将所述垫(3)模制成板状压缩产品(4),并且断裂所述板状压缩产品(4)以分断所述板状压缩产品(4)。
根据第一方面,板状压缩产品(4)不是被切割而是被破碎,以产生分断压缩产品(1),因此,包含在研磨产物(2)中的棕榈科植物纤维不容易被缩短,并且包含在研磨产物(2)中的棕榈科植物纤维不容易断裂。因此,包含在分断压缩产品(1)中的相对较长的纤维的数量增加,这提高了待获得的纤维板的强度。此外,板状压缩产品(4)在破碎之前的状态下是可储存和可运输的,因此,在储存和运输期间的体积密度高,从而改善了储存性和运输性。
在参照第一方面的第二方面的纤维板制造方法中,板状压缩产品(4)的表面上具有用于分断的槽(40)。
根据第二方面,板状压缩产品(4)通过沿着槽(40)断裂而被分断,以提供分断压缩产品(1),因此,第二方面便于由板状压缩产品(4)形成分断压缩产品(1)。
在参考第一或第二方面的第三方面的纤维板制造方法中,板状压缩产品(4)和一个或多个分断压缩产品(1)中的每一个具有小于或等于25质量%的含水量。
根据第三方面,在储存期间不容易发生腐烂,并且进一步改善了储存性。
在参照第一至第三方面中的任一方面的第四方面的纤维板制造方法中,所述一个或多个分断压缩产品(1)中的每一个的比重大于或等于0.35且小于或等于1.50。
根据第四方面,分断压缩产品(1)的机械耐久性不容易变差,棕榈科植物的研磨产物(2)中包含的纤维组织不容易被压缩损坏,并且纤维板的强度性能不容易变差。
在参照第一至第四方面中任一方面的第五方面的纤维板制造方法中,木质材料包括分断压缩产品(1),并且分断压缩产品(1)所包括的宽度大于等于8mm且小于等于25mm、长度大于等于10mm且小于等于50mm,以及厚度大于等于8mm且小于等于25mm的分断压缩产品,其相对于木质材料中包含的分断压缩产品(1)总量的质量比大于或等于70%。
根据第五方面,木质纤维可在与传统纤维板基本相同的条件下获得,并且木质纤维可与传统使用类型木材的木质碎片一起使用。
在参考第一至第五方面中任一方面的第六方面的纤维板制造方法中,含有功能性材料的片层(5)与板状压缩产品(4)或一个或多个分断压缩产品(1)中的每一个集成为一体。
根据第六方面,分断压缩产品(1)具有功能性。
在参照第一至第六方面中任一方面的第七方面的纤维板制造方法中,所述研磨产物(2)包括长度大于等于0.8mm且小于等于50.0mm,尺寸大于等于0.10mm且小于等于2.00mm,相对于所述研磨产物(2)总量的质量比大于等于70%的研磨产物(2)。
第七方面使得能够容易地制造具有更稳定质量的纤维板。
实施例
(实施例1)
如表1所示,从油棕中取出作为纤维板原料的油棕树干(OPT)并放入切片机中,从而获得各自具有30mm至40mm立方体形状(片状)的棕榈科植物的研磨产物。此后,通过使用异物去除器从研磨产物中去除异物,并且将研磨产物放入湿式研磨机中研磨以获得所得产物。然后用回转窑干燥所得产物,直到所得产物的含水量达到规定的含水量。然后,将所得产物通过8.6目筛分级,再用200目筛分级,以降低棕榈科植物薄壁组织的比例,从而获得平均长度为26.3mm、平均尺寸为1.15mm的棕榈科植物的研磨产物。所述研磨产物包括长度大于等于1.0mm且小于等于50.0mm、直径大于等于0.10mm且小于等于2.00mm(以下将该范围内的研磨产物称为“大尺寸研磨产物”)且质量比为85%的研磨产物。注意,棕榈科植物的研磨产物的平均长度和平均尺寸是通过使用放大观察器测量研磨产物的长度和直径并获得相应的算术平均值而获得的。此外,大尺寸研磨产物的质量比是如下获得的:使用放大观察器测量预定量的研磨产物的长度和尺寸,根据长度是否大于等于0.8mm且小于等于50.0mm且直径是否大于等于0.10mm且小于等于2.00mm对所述研磨产物进行分级;以及获得包含在该范围内的研磨产物与不包含在该范围内的研磨产物之间的质量比。
接下来,使用如图1所示的压缩机,由作为原料而获得的棕榈科植物研磨产物来形成垫,并且进一步,在厚度方向上压缩垫,从而获得如图2所示的厚度为15mm、比重为0.61和含水量为9质量%的板状压缩产品。
接下来,通过沿着槽断裂来分断板状压缩产品,从而获得尺寸为15mm×40mm×15mm的分断压缩产品。
然后,将这些分断压缩产品放入加压精炼机中,在170℃下汽蒸5分钟,然后进行开纤过程,并通过使用喷射干燥器在200℃下干燥,从而产生干燥的纤维(木质纤维)。
将5质量%的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为粘合剂分散并施加到干燥的纤维上,然后,干燥的纤维在180℃下模制90秒,从而获得厚度为3mm且密度为800kg/m3的纤维板(生物质纤维板)。
(实施例2)
作为纤维板的原料,使用油棕空果串(EFB),并且在与实施例1类似的步骤中,制造出平均长度为31.1mm、平均尺寸为1.32mm、大尺寸研磨产物含量百分比为82质量%的棕榈科植物研磨产物。
接下来,在与实施例1类似的步骤中,产生厚度为15mm、比重为0.62和含水量为10质量%的板状压缩产品,并且通过沿着槽断裂来分断该板状压缩产品,从而获得尺寸为20mm×50mm×15mm的分断压缩产品。
然后,在与实施例1类似的步骤中,获得纤维板。
(实施例3)
作为纤维板的原料,使用油棕叶(OPF),并且在与实施例1类似的步骤中,制造平均长度为28.5mm、平均尺寸为1.20mm的和大尺寸研磨产物含量百分比为80质量%的棕榈科植物研磨产物。
接下来,在与实施例1类似的步骤中,产生厚度为30mm、比重为0.60和含水量为10质量%的板状压缩产品,并且通过沿着槽断裂来分断该板状压缩产品,从而获得尺寸为25mm×30mm×30mm的分断压缩产品。
然后,在与实施例1类似的步骤中,获得纤维板。
(比较例)
作为纤维板的原料,使用油棕树干(OPT),并且在与实施例1类似的步骤中,制造平均长度为21.4mm、平均尺寸为1.08mm和大尺寸研磨产物含量百分比为83质量%的棕榈科植物研磨产物。
接下来,使用通过与实施例1类似的步骤获得的棕榈科植物研磨产物用作原料,通过造粒机将其压缩加工成直径为15mm和长度为40mm的圆柱形颗粒,从而获得比重为0.61和含水量为9质量%的颗粒状压缩产物。
然后,在与实施例1类似的步骤中,获得纤维板。
<评价方法>
·机械耐久性评估
对于分断压缩产品和颗粒状压缩产品,基于日本木屑颗粒协会的木屑颗粒质量标准测量分断和压缩产品和颗粒状压缩产品中的每一个的机械耐久性DU。
Du=(m1/m0)×100(%)
m0:测试前质量
m1:测试后质量
(标准)
A:大于或等于97.5%
C:小于97.5%
·储存性评估
通过测量板状压缩产品和颗粒状压缩产品中的每一个的体积密度来评估储存性。
(标准)
A:体积密度大于或等于0.8,并且储存性高。
B:体积密度大于或等于0.3且小于0.8,并且储存性正常。
C:体积密度小于0.3,并且储存性低。
·强度评估
基于“JIS A 5905纤维板”,进行弯曲测试,并测量纤维板的弯曲强度。
(标准)
A:大于或等于25MPa
B:小于25MPa且大于或等于20MPa
C:小于20MPa
每个评估的结果示于表2中。
[表1]
表2
附图标记列表
1 分断压缩产品
2 棕榈科植物研磨产物
3 垫
4 板状压缩产品
40 槽
5 片层
Claims (7)
1.一种纤维板制造方法,包括:
将粘合剂添加到通过对木质材料进行汽蒸和开纤而获得的木质纤维中;
成形木质纤维;以及
对所述木质纤维进行热压成型,
所述木质材料包括一个或多个分断压缩产品,
所述分断压缩产品可通过以下方式获得:
将棕榈科植物研磨成长度各向异性的碎片以获得研磨产物,
将所述研磨产物堆叠在彼此顶上以形成垫,
在厚度方向上压缩所述垫以将所述垫模制成板状压缩产品,以及
断裂所述板状压缩产品以分断所述板状压缩产品。
2.如权利要求1所述的纤维板制造方法,其中
所述板状压缩产品的表面具有用于分断的槽。
3.如权利要求1所述的纤维板制造方法,其中
所述一个或多个分断压缩产品和所述板状压缩产品中的每一个具有小于或等于25质量%的水含量。
4.如权利要求1所述的纤维板制造方法,其中
所述一个或多个分断压缩产品中的每一个具有大于或等于0.35且小于或等于1.50的比重。
5.如权利要求1所述的纤维板制造方法,其中
所述木质材料包括所述分断压缩产品,并且
所述分断压缩产品包括宽度大于等于8mm且小于等于25mm、长度大于等于10mm且小于等于50mm、厚度大于等于8mm且小于等于25mm、并且相对于木质材料中包含的分断压缩产品总量大于或等于70%质量比的分断压缩产品。
6.如权利要求1所述的纤维板制造方法,其中
包含功能性材料的片层与所述一个或多个分断压缩产品中的每一个或所述板状压缩产品集成为一体。
7.如权利要求1所述的纤维板制造方法,其中
棕榈科植物的研磨产物包括长度大于等于0.8mm且小于等于50.0mm、尺寸大于等于0.10mm且小于等于2.00mm、并且相对于研磨产物总量质量比大于或等于70%的研磨产物。
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