利用竹制品加工剩余物生产竹质刨花板 杨兆金1 前言 随着国家天然林保护工程的实施,竹制品的需求量日渐增长我国竹材资源十分丰富, 约有 40 多属 300 多枣?年产约 500 万 t.全国有许多严竹地区,剩余物有效地利用起来,找 到一条新的利用途径是木材加工业人士研究的课题笔者通过大量试验室的小样实验,并 在浙江湖州成功地把一条木质刨花板生产线改造为竹质刨花板生产线,证明了利用竹制品 加工剩余物生产竹质刨花板这种方法是完全可行的2 竹材付的化学成分 2.1 竹纤维的化学组成 竹材的化学成分因竹种、竹龄、产地、生长情况、采伐期及其干湿度而异,一般有水 分、灰分、聚戊糖、木质素、纤维素等竹材的纤维素含量一般嫩竹最多,不到一年的嫩 竹约为 75%,一年生的为 66%,三年生的为 58 %;在一株竹秆内,根部较少,而中部、梢部 含量较多竹材中的半纤维素如聚戊糖等,含量为 14% ~25%,由于它们是蛀虫、细菌的 好养料,所以竹材中半纤维素含量愈高,愈易遭受虫蛀和霉菌侵染竹材中的木质素是纤 维和导管等细胞壁的增厚物质,一般竹材中含量为 16% ~34%,它的含量是随着竹龄的增 加而逐渐增加的。
由于木质素的增多,竹材纤维和导管壁也就逐年增厚变硬,因此竹材的 硬度也是随着竹龄的增加而不断增加的此丶竹材中还含有可溶性的糖、脂肪和蛋白质, 一般来讲竹材中含蛋白质 1.5% ~6%,含还原糖为 2%,由于嫩竹、幼竹竹材中含糖、蛋白质 和脂肪较多,所以易生霉和易遭受虫蛀2.2 竹材的化学成分对板材质量的影响 由于竹材的纤维素含量低于针叶树材,与阔叶树材接近,所以竹材刨花板的力学强度 与木质刨花板接近竹材的木质素含量较高导致纤维的韧性差,刨花纤维易碎,但其制成 的板材尺寸稳定性较好,可少加防水剂因刨花细料较多导致施胶量增大,压缩比较小, 因此施胶后刨花含水率不得过高,否则易产生废板由于竹材含有可溶性糖等物质,故生 产中必须注意原料的贮存;应择伐成熟的老竹,甚至还要把竹材放在水中浸泡或者放人 1% 的 NaOH 溶液中浸耀处理后再来使用 总之,从竹材的化学成分来看,竹材是一种较好,刨花板材料其原料广泛,加工成 本低廉,生产的竹质刨花板结构密实、性能优良,必将会产生好的经窿济效益和社会效益3 竹质刨花板的生产工艺 3.1 生产工艺 用竹制品加工剩余物生产刨花板的工艺大致与木质刨花板相同,但由于原材料的形态 不同,所以在备料工段略有不同。
竹质刨花板因原料呈刨花状,可省去削片、刨片工序, 工艺既简洁又节约了能耗其工艺流程见图 1.3.2 工艺实施 ①初筛 该工序是根据原料的形态不同而确定的,收购来的加工剩余物碎料形态差异 很大,为了便于下道工序进料通畅必须进行初步筛选,让部分过大或细长的物料再碎后进 人干燥机②干燥 竹材纤维中含有较高的木质素,竹纤维通过风机叶片及螺旋运输后变得更加 细碎,这些碎料在千燥机中由于表面积大、吸热快、水分易蒸发,因此整个干燥过程较易 进行干燥后的刨花终含水率不得超过 3%. ③施胶 采用环式拌胶机施胶效果好表层刨花的施胶量不得小于 12%,芯层不小于 9%,由于表层料比例大,故混合料的施胶量较大为了减少由于.分层、 “鼓泡”而引起的 废品率,施胶后的含水率不宜超过 12%. ④铺装成型 !竹质碎料采用气流铺装机铺装表面质量较好,由于细料较多,刨花自然 堆积容重大,所以必须严格控制铺装机成型板坯的均匀性,才能保证成品板的厚度公差与 密度偏差 ⑤热压 较细的竹质碎料宜采用低温长周期法进行热压,这样才能保证板材的质量, 但长周期又降低了生产效率无法保证生产量为了解决这个问题,笔者认为应该从以下几 方面采取措施: A.降低干刨花的含水率; B.堤高树脂的固体含量和缩短固化时间; C.提高热压温度; D.加快压机的闭合、加压时间。
成品板的含水率较低,为了保证成品板在使用,中不变形,热压完成后还需迸行调湿 处理,使成品板的终含水率与外界环境平衡合格 竹加工剩余物→初筛————————————→干燥——↓↓——不合格→破碎———↑ | | 合格 ↓ 热压←————铺装←————施胶←————————筛选 | ↑ | | | |不合格 ↓ | ↓ 翻板冷却——→锯边————→分等入库 ↑ ——— 打磨图 1 竹制品加工剩余物生产刨花板工艺流程方框图4 竹质刨花板的物理力学性能对用竹制品加工剩余物生产的竹质刨花板进行抽样检测,其物理力学性能测试结 果见表 1表 1 竹质刨花板的几项力学性能测试结果___________________________________________________________________________ 测试件 含水率(%)密度(g/cm3)静曲强度(MPa)内结合强度(MPa)吸水厚度膨胀率(%) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 试件 1 5.02 0.761 27.89 0.586 5.57 试件 2 4.87 0.729 31.37 0.539 6.11 试件 3 5.09 0.732 28.33 0.750 7.12 优等品指标 5.0,~11.0 0.5~0.85 ≥16 ≥0.4 ≤8.0 ___________________________________________________________________________注:此表中的试件来自浙江湖州竹质刨花板厂,试件中均未加防水剂。
从表 1 可以看出,竹质材料刨花板的各项力学性能均达到并超过国家标准 GB/T4897- 92 优等品要求在没有加防水剂的情况下就能保证吸水厚度膨胀率,证明竹质材料是制造 刨花板的一种优秀材料5 结论随着森林资源的日见短缺,充分利用各种非木质材料替代木质材料是发展的必然趋势, 在我国许多产竹的地区,如果都能把竹质品加工剩余物充分地利用起来,不但变废为宝, 还能创造经济效益与社会效益充分开发和利用竹质材料的速生性,一次成林长期收益的 特点,发挥竹材的经济效益,对满足国家建设和人民生活需要具有重要的意义。