[发明专利]植物木芯材料或皮纤维材料制备方法及其用途

说明书

                                技术领域

本发明涉及将未成材、利用价值低的树木干或枝条加工成为用途广泛的木芯材料或皮纤维材料的制备方法，特别是涉及可用于造纸、人造板材生产的木芯材料或用于包装品生产的皮纤维材料的制备方法。

                                背景技术

已知，工农业利用木材的传统方法是等待林木成材后，一般是按树干中段直径达到80mm以上时再进行采伐。既使速生林的采伐周期至少也在4---5年，周期较长。现有传统工艺大多是利用质量好(树干笔直)的木材为原料造纸或生产其他产品，采伐树木后的树冠枝杈，因不便于运输等原因，往往当作薪炭烧掉，利用价值极低，造成资源的巨大浪费。已知目前造纸除消耗大量的木材外，且需将木材脱皮、蒸煮、旋切成刨花、木片再磨碎制成纸浆，因大多数造纸厂是用已成材、直径大的木材进行脱皮、旋切处理，所以水电动力和机械能耗很高，并且污染环境。中国森林资源匮乏，而农村大多数地区每年间伐或平茬收割未成材的树木干(胸径80mm以下)及砍伐树木剩余的枝杈大部分未能作为资源合理利用。木材主要用于造纸及板材生产，需要消耗大量的森林资源。而小型材、间伐材、树木枝杈、枝条等直径小，经整理后对其脱皮、刨切、破碎等加工方法简单容易、且水电和机械能耗较少，所以这部分资源很有利用价值。已知榆树木质细腻，纤维柔韧，可用于制造木器家具或造纸等，树根皮、树皮、叶含有胶原蛋白和淀粉等物质，具有较高的应用价值。中国发明专利ZL99103519.4在说明书中披露了每年定期收割榆树枝叶为原料制备成粘结剂，用来作为瓦楞纸包装材料、蚊香、饲料、生物质(农作物秸杆)砌块、粉煤等压缩成型的粘结助剂使用，从而有利于环境保护。其制造过程是将枝叶干燥、破碎、过筛分选出的粉末状物质用作粘结剂或其他用途，而筛选分级后占较大部分的(筛上物)木芯、皮纤维未指出其具体内容和用途。这些主要由难粉碎的木纤维组成的物质较难加工成粉末状，如返回继续粉碎会造成机械动力能耗过高，并且木芯不含胶粘物质，若使其粉碎后进入粘结剂内，必将影响到粘结剂的质量，同时增加生产成本。而分离出来的木芯材料、皮纤维材料是造纸、人造板及包装品生产的优质高档原料。

                                发明内容

本发明的目的是为造纸、人造板及包装品生产提供一种持续再生、节能环保、高效率、资源化的木芯材料或皮纤维材料的制备方法。

现已发现，密植的生长期2年以上的树木(榆、杨、柳、紫穗槐树等)根系已十分发达，产生的生物量很高，每年间伐的榆树生长一年后高度可达到3.5-4.0m。用每年定期间伐或平茬收割分蘖的树木干、枝条为原料，经机械加工分离出皮屑等粉末状物质后，分别获得的木芯、皮纤维具有较高的综合利用价值，这种通过分选加工后制成的木质细腻洁白、纯净的木芯材料或柔韧的皮纤维材料，可以直接有效地用于纸浆、人造板生产或用于包装品及其它相关领域。

根据本发明，实现上述目的主要是利用生长期为2年未成材的榆、杨、柳、紫穗槐等树木，当树木根部直径达15mm以上时，用每年间伐或平茬收割的树干、枝条为原料，经切断、脱皮、研磨、分选制备成的木芯材料或皮纤维材料，它是按下述过程制备的，

按相同树种将每年间伐或平茬收割的湿润或已干燥的树木干、枝条原料，分别用锯切设备切割至长度为10---600mm，湿原料用碾压或研磨设备将木芯与皮层预剥离，并用＜280℃的热空气或蒸汽加热，加热时间视原料的湿度控制在3---40min内，使木芯与皮层热膨胀离解及干燥脱水，也可在加热过程中用已知的有碾压、脱皮、研磨功能的机械设备使木芯与皮层基本剥离，将原料干燥至水分＜35％后，继续用研磨设备研磨脱皮，使木芯与易碎的树皮屑及柔韧的皮纤维充分离解，未脱皮水分＜35％的原料可直接用球磨机、棒磨机研磨脱皮，充分离解木芯与皮屑，待木芯与皮层充分离解后，用已知的分选设备(机械式分选机或气流式分选机)分别选出木芯材料、皮纤维材料及粉未状皮屑物质(用作饲料或其它用途)，得到的木芯材料、皮纤维材料用于造纸、人造板生产或包装品制造。

其特征还在于：本发明所述每年间伐或平茬收割树木新分蘖的树干、枝条为原料，按照木本植物的自然生长发育特性，每批原料间伐或平茬收割周期≥10个月，选择纤维已充分木质化、平均直径≥6mm的树木枝干或枝条，根据中国各地的气候条件和地理环境，其间伐或平茬收割期一般选在每年8月中旬至第二年的6月中旬，因此每年可以持续获得大量速生的原料。