秸秆刨花板的制造方法及秸秆刨花板

摘要

本发明提供了一种秸秆刨花板的制造方法，包括如下步骤：秸秆刨花的制备、秸秆刨花的筛选、秸秆粗大料的处理、木材刨花的制备、木材刨花的筛选、木材粗大料的处理、表层料的制备、芯层料的制备以及秸秆刨花板的制备。在所述木材粗大料的处理步骤中，利用细化设备，细化所述木材粗大料，并且将细化后的所述木材粗大料和所述木材刨花一起输送至所述第二筛选设备，以将细化后的所述木材粗大料进一步筛分为木材粗大料和秸秆合格料。本发明还提供了一种由所述制造方法制造的秸秆刨花板。

说明书

技术领域

本发明涉及刨花板制造领域，具体涉及一种秸秆和木材刨花混合的秸秆刨花板的制造方法及由这种制造方法制造出的秸秆刨花板。

背景技术

目前，我国刨花板制造仍以木材原料为主。在国家实施天然林保护工程、木材限伐之后，不少刨花板制造企业陷入木材资源短缺的困境。

农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，我国每年的农作物秸秆产量在7亿吨左右。但是，由于受消费观念和生活方式等因素的影响，长期以来，我国的秸秆资源处于高消耗、高污染、低产出的状况，相当多的一部分农作物秸秆被弃置或焚烧，没有得到合理的开发利用。近年来对农作物秸秆(水稻、小麦、大豆、棉花、亚麻等农作物秸秆)综合利用的研究日益受到重视，将秸秆进行一系列复杂的工业处理后压制成板材是重要的研究方向之一。

然而，传统的秸秆刨花板生产线存在一些问题，例如，制造出的秸秆刨花板仅包含秸秆刨花，无法满足秸秆刨花板的国家标准。锤碎机锤碎的秸秆刨花的粒度分布较宽，不符合秸秆刨花板表芯层对纤维细度不同的要求。在一些传统的生产线中，即使表芯层各自粉碎，仍然会有一些粗大料出现在板材表面上，从而影响板材的饰面应用；同时，芯层里面又可能包含相当多的粗大料，影响制造出的秸秆刨花板的强度。另外，可以通过减小筛网孔径的方法来提高表层料的质量，但是细小的筛网又会增加粉碎难度，尤其是，在秸秆的含水率得不到保证的情况下，容易导致产量低，设备故障频发，严重制约了秸秆秸秆刨花板生产线的产能。

因此，有必要提出一种新型的秸秆刨花板及秸秆刨花板的制造方法，来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种秸秆刨花板的制造方法及使用这种方法制造的秸秆刨花板。

根据本发明的一个方面，提供一种秸秆刨花板的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：

秸秆刨花的制备：将秸秆切断、干燥和粉碎，以制得秸秆刨花；

秸秆刨花的筛选：将所述秸秆刨花输送至第一筛选设备，以将所述秸秆刨花筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料；

秸秆粗大料的处理：利用第一细化设备，细化所述秸秆粗大料，并且将细化后的所述秸秆粗大料和所述秸秆刨花一起输送至所述第一筛选设备，以将细化后的所述秸秆粗大料进一步筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料；

木材刨花的制备：将木材削片和刨片，以制得木材刨花；

木材刨花的筛选：将所述木材刨花输送至第二筛选设备，以将所述木材刨花筛分为木材粗大料和木材合格料；

木材粗大料的处理：利用第二细化设备，细化所述木材粗大料，并且将细化后的所述木材粗大料和所述木材刨花一起输送至所述第二筛选设备，以将细化后的所述木材粗大料进一步筛分为木材粗大料和秸秆合格料；

表层料的制备：以所述秸秆合格料制备表层料；

芯层料的制备：以所述木材合格料制备芯层料；以及

秸秆刨花板的制备：使用所述表层料和所述芯层料，通过铺装、预压、热压和后处理步骤，制得所述秸秆刨花板。

可选地，所述以所述秸秆合格料制备表层料包括：

将所述秸秆合格料输送至第一气流分选设备以进行气流分选；和

对经过气流分选的所述秸秆合格料进行施胶，以制得所述表层料，和/或，所述以所述木材合格料制备芯层料包括：

将所述木材合格料输送至第二气流分选设备以进行气流分选；和

对经过气流分选的所述木材合格料进行施胶，以制得所述芯层料。

可选地，所述第一筛选设备包括第一方孔筛，所述第一方孔筛将所述秸秆刨花筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料。

例如，所述第一方孔筛的筛网孔径在1.3mm×1.3mm～2.8mm×2.8mm的范围内。

可选地，所述第二筛选设备包括第二方孔筛或条形筛，所述第二方孔筛或条形筛将所述木材刨花筛分为木材粗大料和木材合格料。

例如，所述第二方孔筛的筛网孔径在8mm×8mm～12mm×12mm的范围内，所述条形筛的筛网孔径在3mm×30mm～4mm×40mm的范围内。

例如，在施胶步骤中，施加的胶粘剂包含异氰酸酯胶。

可选地，在对经过气流分选的所述秸秆合格料进行施胶以制得所述表层料的步骤中，异氰酸酯胶的施加量为待施胶的秸秆合格料的重量的3.5～5.0％；

和/或，在对经过气流分选的所述木材合格料进行施胶以制得所述芯层料的步骤中，异氰酸酯胶的施加量为待施胶的木材合格料的重量的3.8～4.5％。

可选地，所述秸秆刨花板的制备步骤包括：

将所述表层料分为上表层料和下表层料；

依次铺装所述下表层料、所述芯层料和所述上表层料，以制得板坯；

预压所述板坯；以及

热压所述板坯。

可选地，所述制造方法还包括：在将所述木材刨花输送至第二筛选设备之前，干燥所述木材刨花。

例如，所述秸秆包括水稻秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆和麻类秸秆中的至少一种。

根据本发明的另一方面，还提供一种秸秆刨花板，所述秸秆刨花板为根据上述任一制造方法制造出的秸秆刨花板。

根据本发明的又一方面，还提供一种秸秆刨花板，所述秸秆刨花板包括：

上表层，所述上表层包含秸秆刨花和异氰酸酯胶；

芯层，所述芯层包含木材刨花和异氰酸酯胶；和

下表层，所述下表层包含秸秆刨花和异氰酸酯胶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果中的至少一个：

(1)对粉碎后的秸秆刨花进行筛选，只有筛选出的秸秆合格料能够用于表层料，能够防止粗大料出现在板材表面上，从而能够改善板材的饰面应用；

(2)增加打磨工序，秸秆粗大料可以通过打磨变成秸秆合格料，提高了秸秆原料的利用率；

(3)对木材刨花也进行筛选，只有筛选出的木材合格料能够用于芯层料，能够防止过多的粗大料包含在芯层中，从而能够保证制造出的刨花板的强度满足国家标准的要求；

(4)增加再碎工序，木材粗大料可以通过再碎工序变成木材合格料，提高了木材原料的利用率。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1为根据本发明示例性实施例的秸秆刨花板的制造方法的工艺流程图；以及

图2为根据本发明的一个实施例的制造方法制造出的秸秆刨花板的结构示意图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本文中，表述“刨花板”是指将木材或非木材植物纤维原料加工成刨花(或碎料)，施加胶粘剂(和/或其他添加剂)，组坯成型并经热压而成的一类人造板。

表述“秸秆”是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，例如，可以包括小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。例如，在本文中，所述秸秆可以包括水稻秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、棉花秸秆和麻类秸秆中的至少一种。再例如，所述麻类秸秆可以包括汉麻秸秆、亚麻秸秆、大麻秸秆等。

表述“刨花”是指木材或非木材原料经机械加工而成的具有一定形态和尺寸的片状、条状、棒状和/或颗粒状碎料。

表述“粗料”或“粗大料”、“合格料”、“细料”主要根据刨花的尺寸对刨花进行的划分，本领域技术人员应理解，它们表示的是刨花尺寸的相对大小，即，“粗料”或“粗大料”的刨花尺寸较大，“合格料”的刨花尺寸居中，“细料”的刨花尺寸较小。根据实际用途或应用场合的不同，划分“粗料”或“粗大料”、“合格料”、“细料”的刨花尺寸可以不同。例如，用于刨花板的表层的“粗料”或“粗大料”、“合格料”、“细料”的刨花尺寸分别于用于刨花板的芯层的“粗料”或“粗大料”、“合格料”、“细料”的刨花尺寸不同。

根据本发明的一个示例性实施例，提供一种秸秆刨花板的制造方法，该制造方法可以包括如下步骤：

秸秆刨花的制备：将秸秆切断、干燥和粉碎，以制得秸秆刨花；

秸秆刨花的筛选：将所述秸秆刨花输送至第一筛选设备，以将所述秸秆刨花筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料；

秸秆粗大料的处理：利用第一细化设备，细化所述秸秆粗大料，并且将细化后的所述秸秆粗大料和所述秸秆刨花一起输送至所述第一筛选设备，以将细化后的所述秸秆粗大料进一步筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料；

木材刨花的制备：将木材削片和刨片，以制得木材刨花；

木材刨花的筛选：将所述木材刨花输送至第二筛选设备，以将所述木材刨花筛分为木材粗大料和木材合格料；

木材粗大料的处理：利用第二细化设备，细化所述木材粗大料，并且将细化后的所述木材粗大料和所述木材刨花一起输送至所述第二筛选设备，以将细化后的所述木材粗大料进一步筛分为木材粗大料和秸秆合格料；

表层料的制备：以所述秸秆合格料制备表层料；

芯层料的制备：以所述木材合格料制备芯层料；以及

秸秆刨花板的制备：使用所述表层料和所述芯层料，通过铺装、预压、热压和后处理步骤，制得所述秸秆刨花板。

上述制造方法可以具有如下有益效果中的至少一个：

(1)对粉碎后的秸秆刨花进行筛选，只有筛选出的秸秆合格料能够用于表层料，能够防止粗大料出现在板材表面上，从而能够改善板材的饰面应用；

(2)增加打磨工序，秸秆粗大料可以通过打磨变成秸秆合格料，提高了秸秆原料的利用率；

(3)对木材刨花也进行筛选，只有筛选出的木材合格料能够用于芯层料，能够防止过多的粗大料包含在芯层中，从而能够保证制造出的刨花板的强度满足国家标准的要求；

(4)增加再碎工序，木材粗大料可以通过再碎工序变成木材合格料，提高了木材原料的利用率。

结合图1，进一步详细描述根据本发明实施例的秸秆刨花板的制造方法。

在根据本发明实施例的制造方法中，秸秆刨花的制备步骤可以具体包括以下步骤：

秸秆切断：将秸秆开捆、散包，用切草机将秸秆切断成一定长度，例如，切成5～50mm的长度。

干燥：用滚筒式干燥机去除秸秆中的石块、灰分、水分，使秸秆的含水量控制在9％～11％。滚筒式干燥机是一种内加热传导型转动干燥设备，湿物料在滚筒外壁上获得以导热方式传递的热量，脱除水分，达到干燥所要求的含水量。

粉碎：用锤式粉碎机将秸秆加工成碎料。

在根据本发明实施例的制造方法中，木材刨花的制备步骤可以具体包括以下步骤：

木材削片：用削片机将木材加工成一定尺寸和形状的木片。

刨片：刨片机将木片加工成需要的尺寸和形状。

干燥：用干燥机使刨花的含水率达到工艺要求。

根据示例性的实施例，在制得所述秸秆刨花之后，所述制造方法还包括筛选步骤。在筛选步骤中，将所述秸秆刨花输送至第一筛选设备，以将所述秸秆刨花筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料。在一个示例中，所述第一筛选设备可以包括第一方孔筛，所述第一方孔筛将所述秸秆刨花筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料。例如，所述第一方孔筛的筛网孔径在1.3mm×1.3mm～2.8mm×2.8mm的范围内。再例如，所述第一方孔筛的筛网孔径可以为2mm×2mm。这样，借助所述第一方孔筛，通过所述第一方孔筛的秸秆刨花可以作为秸秆合格料，未通过所述第一方孔筛的秸秆刨花可以作为秸秆粗大料。在第一方孔筛的筛网孔径为2mm×2mm的示例中，刨花尺寸小于2mm×2mm的秸秆刨花可以作为秸秆合格料，其余的秸秆刨花可以作为秸秆粗大料。通过设置第一筛选设备的参数，可以控制筛选出的秸秆合格料的刨花尺寸，只有筛选出的秸秆合格料能够用于表层料，能够防止粗大料出现在板材表面上，从而能够极大改善板材的饰面应用。

根据示例性的实施例，所述制造方法还包括秸秆粗大料的处理步骤。在所述秸秆粗大料的处理步骤中，利用第一细化设备，例如打磨设备，打磨所述秸秆粗大料，并且将打磨后的所述秸秆粗大料和所述秸秆刨花一起输送至所述第一筛选设备，以将打磨后的所述秸秆粗大料进一步筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料。在一个示例中，所述打磨设备可以是筛环式打磨机，例如，BX5612型筛环式打磨机，以将秸秆粗大料打磨成较细的刨花。

根据示例性的实施例，在制得所述木材刨花之后，所述制造方法还包括筛选步骤。在筛选步骤中，将所述木材刨花输送至第二筛选设备，以将所述木材刨花筛分为木材粗大料和木材合格料。在一个示例中，所述第二筛选设备可以包括第二方孔筛或条形筛，所述第二方孔筛或条形筛将所述木材刨花筛分为木材粗大料和木材合格料。例如，所述第二方孔筛的筛网孔径可以在8mm×8mm～12mm×12mm的范围内，所述条形筛的筛网孔径可以在3mm×30mm～4mm×40mm的范围内。再例如，所述第二方孔筛的筛网孔径可以为10mm×10mm。这样，借助所述第二筛选设备，通过所述第二筛选设备的木材刨花可以作为木材合格料，未通过所述第二筛选设备的木材刨花可以作为木材粗大料。在第二方孔筛的筛网孔径为10mm×10mm的示例中，刨花尺寸小于10mm×10mm的木材刨花可以作为木材合格料，其余的木材刨花可以作为木材粗大料。通过设置第二筛选设备的参数，可以控制筛选出的木材合格料的刨花尺寸，只有筛选出的木材合格料能够用于芯层料，能够防止过多的粗大料包含在芯层中，从而能够保证制造出的秸秆刨花板的强度满足国家标准的要求。

根据示例性的实施例，所述制造方法还包括木材粗大料的处理步骤。在所述木材粗大料的处理步骤中，利用第二细化设备，例如粉碎设备，再碎所述木材粗大料，并且将再碎后的所述木材粗大料和所述木材刨花一起输送至所述第二筛选设备，以将再碎后的所述木材粗大料进一步筛分为木材粗大料和木材合格料。在一个示例中，所述粉碎设备可以是粉碎机，以将木材粗大料粉碎成较细的刨花。

根据示例性的实施例，结合图1所示，所述制造方法还可以包括气流分选步骤和施胶步骤，以制备表层料。在所述气流分选步骤中，可以将所述秸秆合格料输送至第一气流分选设备以进行气流分选，从而除去秸秆合格料中的石块、秸秆节点、泥土、铁块等杂物。在一个示例中，所述第一气流分选设备可以包括气流分选机。在所述施胶步骤中，对经过气流分选的所述秸秆合格料进行施胶，以制得所述表层料。

根据示例性的实施例，所述制造方法还可以包括气流分选步骤和施胶步骤，以制备芯层料。在所述气流分选步骤中，可以将所述木材合格料输送至第二气流分选设备以进行气流分选，从而除去木材合格料中的石块、木材节点、泥土、铁块等杂物。在一个示例中，所述第二气流分选设备可以包括气流分选机。在所述施胶步骤中，对经过气流分选的所述木材合格料进行施胶，以制得所述芯层料。

根据示例性的实施例，在上述施胶步骤中，施加的胶粘剂可以包含异氰酸酯胶，例如MDI异氰酸酯胶。

例如，所述秸秆刨花板的制造方法可以具体包括如下步骤：

表层料施胶：将秸秆合格料定量输入表层施胶系统，按预设的施胶比例施加胶粘剂，得到施胶的秸秆刨花。在本发明的一个示例性实施例中，所施加的胶粘剂为异氰酸酯胶，例如MDI胶，由于异氰酸酯胶为一种无醛胶，所以可以保证制造出的秸秆刨花板的甲醛释放量为零。作为一个示例，可以将秸秆合格料通过皮带计量运输机进行计量，通过PLC控制中心，完成胶粘剂的自动精确供给，实现秸秆合格料在密闭的滚筒中与高速旋转的离心雾化器甩出的胶粘剂的均匀混合。例如，异氰酸酯胶的施加量为待施胶的秸秆合格料的重量的3.5～5.0％。

分料：将均匀施胶的秸秆合格料用分料器等分成上表层料和下表层料。

芯层料施胶：将所述木材合格料输入芯层施胶系统施胶。作为一个示例，可以将所述木材合格料通过皮带计量运输机进行计量，通过PLC控制中心，完成胶粘剂的自动精确供给，实现木材合格料在密闭的滚筒中与高速旋转的离心雾化器甩出的胶粘剂的均匀混合。所述胶粘剂也可以为异氰酸酯胶，例如MDI胶，例如，异氰酸酯胶的施加量可以为待施胶的木材合格料的重量的3.8～4.5％。

根据本发明的一个示例，如果将所述芯层料的施胶量占芯层料的重量百分记为A，将所述表层料的施胶量占表层料的重量百分比记为B，那么A可以比B小0.5～1，即(B-A)的值位于0.5～1的范围内。

发明人发现，由于严格控制满足尺寸要求的秸秆合格料和木材合格料才能作为表层和芯层，所以，异氰酸酯胶的施加量可以控制在3.5～5.0％(表层)、3.8～4.5％(芯层)范围内，即，异氰酸酯胶的施加量得到大幅度的减少，从而能够降低秸秆刨花板的制造成本。

铺装：铺装机先后将施胶后的秸秆合格料(作为下表层料)、施胶后的木材合格料(作为芯层料)、施胶后的秸秆合格料(作为上表层料)铺装成三层对称结构的板坯。

预压：板坯通过预压机预压，使板坯保持一定的形状。板坯预压压缩率控制为45％，回弹率为20％。为了防止粘板，压板、垫板表面应定时均匀地涂抹脱膜剂。

热压：板坯被压机加热、加压，使板材原料中的水与胶粘剂的异氰酸酯产生复杂的化学反应，反应的生成物将板材原料粘合在一起。为了防止压板粘板，上压板层应涂抹上均匀的脱膜剂。

后处理：将压制的毛板进行凉板、裁边、冷却匀质、砂光等后处理工序，以制得秸秆刨花板。

进一步地，下面结合具体的示例描述使用上述制造方法制造秸秆刨花板的整个流程。

(1)采用切草机将水稻秸秆切成20～40mm的草段。

(2)采用具有除杂装置的滚筒式气流干燥机将所述草段均匀干燥，使所述草段的含水率降至12～13％，同时除去其中的石块、泥土、铁块等杂物，以防止杂物进入下一步的粉碎工序。

其中，干燥系统可以直接使用空气，换热器采用管壳式换热器，尾气排放和循环使用比例为1：1，进入干燥机的空气温度为180℃，干燥机筛网采用25mm方形孔筛网，风送管道风速为20m/s，采用一级旋风分离器处理尾气，尾气排出采用布袋除尘器。

(3)采用2×132kw双轴锤式粉碎机粉碎所述草段。

(4)采用筛网孔径为2mm×2mm的方孔筛将所述粉碎后的秸秆刨花筛分成秸秆粗大料和秸秆合格料。

(5)利用BX5612型筛环式打磨机，打磨所述秸秆粗大料，并且将打磨后的所述秸秆粗大料和所述秸秆刨花一起输送至所述2mm×2mm的方孔筛，以将打磨后的所述秸秆粗大料进一步筛分为秸秆粗大料和秸秆合格料。

(6)利用削片机和刨片机，对木材进行削片和刨片，以制得木材刨花。

(7)将所述木材刨花输送至筛网孔径为10mm×10mm的方孔筛，以将所述木材刨花筛分为木材粗大料和木材合格料。

(8)利用粉碎机，再碎所述木材粗大料，并且将再碎后的所述木材粗大料和所述木材刨花一起输送至所述筛网孔径为10mm×10mm的方孔筛，以将再碎后的所述木材粗大料进一步筛分为木材粗大料和秸秆合格料。

(9)将所述秸秆合格料输送至气流分选机以进行气流分选，除去秸秆合格料中的石块、秸秆节点、泥土、铁块等杂物。

(10)将所述木材合格料输送至气流分选机以进行气流分选，除去木材合格料中的石块、木材节点、泥土、铁块等杂物。

(11)将秸秆合格料定量输入表层施胶系统，所施加的胶粘剂为MDI胶，MDI胶的施加量为待施胶的秸秆合格料的重量的4％。

(12)分料：将均匀施胶的秸秆合格料用分料器等分成上表层料和下表层料。

(13)将所述木材合格料输入芯层施胶系统施胶。所施加的胶粘剂为MDI胶，MDI胶的施加量为待施胶的木材合格料的重量的4.0％。

(14)铺装：铺装机先后将施胶后的秸秆合格料(作为下表层料)、施胶后的木材合格料(作为芯层料)、施胶后的秸秆合格料(作为上表层料)铺装成三层对称结构的板坯。

(15)预压：板坯通过预压机预压，使板坯保持一定的形状。板坯预压压缩率控制为45％，回弹率为20％。

(16)热压：板坯被压机加热、加压，使板材原料中的水与胶粘剂的异氰酸酯产生复杂的化学反应，反应的生成物将板材原料粘合在一起。

(17)后处理：将压制的毛板进行凉板、裁边、冷却匀质、砂光等后处理工序，以制得秸秆刨花板。

根据刨花板国家标准GB/T4897-2015要求；依照GB/T 17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法，根据上述示例性的制造方法制造出的各项理化性能指标如下：

厚度：18mm

密度：710kg/m³

内结合强度：0.55MPa

表结合强度：1.22MPa

静曲强度：19.7MPa

弹性模量：2180MPa

握螺钉力：板面1210N，板边750N

2h吸水厚度膨胀率：1.86％

甲醛释放量：未测出

通过上述测得的理化性能指标可以看出，通过根据本发明的实施例的制造方法制造出的秸秆刨花板的各项理化性能指标满足国家标准的要求，大部分理化性能指标(例如结合强度)大大高于国家标准。

根据本发明的示例性实施例，提供一种秸秆刨花板，如图2所示，所述秸秆刨花板可以包括：上表层21，所述上表层包含秸秆刨花和异氰酸酯胶；芯层22，所述芯层包含木材刨花和异氰酸酯胶；和下表层23，所述下表层包含秸秆刨花和异氰酸酯胶。所述秸秆刨花板可以为根据图1所示的实施例的制造方法制造出的秸秆刨花板。

在一个示例中，所述秸秆刨花的刨花尺寸可以小于2mm×2mm，所述木材刨花的刨花尺寸可以小于10mm×10mm。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。