专利名称：高强度竹胶合板的制造方法
技术领域：
本发明属于胶合板制造工艺技术领域，具体地说，涉及一种用作集装箱底板、汽车车厢板及高档建筑模板的高强度竹胶合板的制造方法背景技术目前，市场上的集装箱底板、汽车车厢板及高档建筑模板大多采用全木胶合板；但是，木材资源受到很大局限，其一木材的生长周期长，至少需30年以上才能伐用；其二世界各国出于环境保护及维护生态平衡的需要，纷纷出台限伐甚至禁伐政策，使木材供应量大大削减，导致价格随之飙升。近十年来市场上出现了一种用竹材代替部分木材的竹木复合结构胶合板，但由于竹材和木材在同一使用环境下其静曲强度、内应力及吸水率不同，在使用中容易出现质量问题，并且竹材占有的比例比较小，无法从根本上解决木材资源短缺的问题，为此，全竹材结构的胶合板便应运而生。
在公告号为CN87100368，公告日为1988年8月24日，名称为“竹材胶合板制造方法”的中国发明专利中公开了一种将毛竹通过软化展平等工序制得竹材胶合板的工艺方法。该方法采用加压展平工艺，容易产生裂缝，从而影响胶合强度；并且原竹下料时不进行部位分选，由于不同部位的竹材密度不同，不均质材料任意组合会造成厚度偏差大。本发明存在软化展平工艺路线长，能源消耗大，成本高等缺点。在公告号为CN2161443，公告日为1994年4月13日，名称为“集装箱用竹质胶合板”的中国发明专利中也公开了一种竹质胶合板的制造方法，它是将一定宽度和厚度的篾黄浸胶后烘干，按纵横方向分层装模后高温高压固化而成，在整个过程中部分加工过程受手工操作所限，因而工艺复杂，规模小，质量难以得到保证，产品的厚度偏差大，断面结构层次不明，空隙大，密度不均匀，导致力学性能不稳定，材料利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度竹胶合板的制造方法，用该方法制得的竹胶合板强度高，耐候性好，各项性能指标均优于市场上同类产品。
本发明所述高强度竹胶合板的制造方法，包括下列步骤(1)原材料竹片、竹席及竹帘的制备，其中竹片是用新鲜竹材经下料、破竹、去青、去节及分层机分片而成；竹席是用竹片通过编织而成；竹帘是将竹片并排后用线绳穿连而成；(2)胶前烘干，将所需原材料均匀铺在料网上，送入干燥窑内烘干至含水率为8～16％，其过程分三个阶段预热阶段，用5～30分钟将原材料从常温预热到120～150℃；蒸发阶段，将温度控制在120～150℃之间，进行保温20～150分钟，以蒸发水分；冷却阶段，保温过程结束后，用5～30分钟将原材料从蒸发温度冷却到60℃以下；(3)浸胶，将胶前烘干并冷却至40℃以下的原材料完全浸入固含量为20～50％的酚醛树脂胶液中，浸胶时间为4～6分钟，浸胶量为70～150Kg/m3，取出沥干60～80分钟，直至不滴胶液为止；(4)胶后烘干，将所需原材料均匀铺在料网上，送入干燥窑内烘干至含水率为10～14％，其过程分三个阶段预热阶段，用5～30分钟将原材料从常温预热到65～95℃；蒸发阶段，将温度控制在65～95℃之间，进行保温10～60分钟，以蒸发水分；冷却阶段，保温过程结束后，用5～20分钟将原材料从蒸发温度冷却到40℃以下；(5)组坯，根据胶合板面层、芯层及背层所用原材料的不同，选择竹片、竹席、竹帘中的一种或两种或三种进行组合投料铺装，形成多层结构的胶合板坯；(6)热压，在热压板低于65℃时送入胶合板板坯，其过程分四个阶段升温阶段，压强为0.5～2Mpa，耗时10～25分钟，将板坯升至130～160℃；保温阶段，压强为1.5～3Mpa，保温10～30分钟；冷却阶段，压强为1.5～3Mpa，耗时10～25分钟，将坯板冷却至65℃以下；卸压，坯板冷却至65℃以下后，将压力逐步释放至零，进行卸压；(7)成型，根据要求加工成一定尺寸规格的胶合板成品。
本发明中胶合板的面层、芯层和背层均采用竹材，并选择竹片、竹席、竹帘三种形式中的一种或两种或三种进行组合投料铺装组坯，热压成多层结构的胶合板。竹材可选用遍布我国西南地区的慈竹、绵竹等；采用破竹机进行破竹，生产效率高，质量稳定。竹段破开后去青、去节(保留内膜)；为了提高胶合强度，在去节的同时，用特制压辊把竹黄划破，所得竹片平整、无回复应力，胶合面积大大增加；提高了后续步骤的效率，节约了大量人力物力。在胶前烘干、浸胶、胶后烘干及热压工序中严格控制各阶段的时间、温度及压强等工艺条件，使制得的胶合板各项性能指标均能满足并超出相应行业标准。
本发明所述胶合板的制作工艺简单，材料利用率高，大部分工序可实现机械化操作，各项性能指标均高于市场同类产品；具有强度高、弹性好、耐候性强、抗腐蚀、阻燃隔热、价格低廉、资源丰富等特点，可广泛用于集装箱底板、汽车车厢板及高档建筑模板等领域。
图1是本发明的工艺流程图；图2是实施例1所得竹胶合板的横截面结构示意图；图3是实施例2所得竹胶合板的横截面结构示意图；图4是图2、图3中竹帘6的结构示意图；
图5是图2、图3中竹席5的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1制造一种竹胶合板，该竹胶合板由面层1、芯层2及背层3组成，其中面层1由五张竹帘6叠在一起构成，芯层2由十二张竹席5叠铺而成，背层3由五张竹帘6叠在一起构成，其制造步骤是(1)原材料竹片4、竹席5及竹帘6的制备竹材选用遍布我国西南地区三年生以上的慈竹，竹片4是用新鲜竹材经下料、破竹、去青、去节及分层机分片而制成，竹席5是用竹片4按捡二押二编织而成；竹帘6是将竹片4并排后用线绳7穿连而成。竹片4分两种一种宽度为30mm，厚度为0.6mm，用在面层竹帘6上；另一种宽度为45mm，厚度为1.2mm，用于芯层2，也可用于背层3；面层1的竹片4宽度小于芯层或背层3的竹片4宽度，使面层1的表面质量更好。
(2)胶前烘干将所需原材料均匀铺在料网上，送入干燥窑内烘干至含水率为12％，其过程是①预热阶段，用25分钟将原材料从常温预热到120℃。
②蒸发阶段，将温度控制在120℃，进行保温150分钟，蒸发水分。
③冷却阶段，保温过程结束后，用30分钟从蒸发温度冷却到60℃。
(3)浸胶将胶前烘干并冷却至40℃以下的原材料装入浸胶框，完全浸入固含量为35％的酚醛树脂胶液中，浸胶时间为4分钟，浸胶量为120Kg/m3，取出沥干75分钟。该酚醛树脂胶是苯酚与甲醛按1∶2.28的摩尔比，在PH值为12的碱性水溶液下，经85℃高温聚合而成，酚醛树脂胶中加有Tailileum-300(中文名为泰立乐姆-300)防腐剂。
(4)胶后烘干将所需原材料均匀铺在料网上，送入干燥窑内烘干至含水率为13％，其过程是①预热阶段，用18分钟将原材料从常温预热到80℃；②蒸发阶段，将温度控制在80℃，进行保温40分钟，以蒸发水分；③冷却阶段，保温过程结束后，用15分钟从蒸发温度冷却到40℃以下。
(5)组坯将五张竹帘6叠在一起放在坯板底层，然后在上面叠铺十二张竹席5，再将五张竹帘6叠在一起放在最上面，形成三层结构的胶合板坏。
(6)热压在热压板为65℃时送入胶合板板坯，其过程是①升温阶段，压强为1.2Mpa，耗时20分钟，将板坯升至145℃；②保温阶段，压强为2.5Mpa，保温30分钟；③冷却阶段，压强为2.5Mpa，耗时25分钟，将坯板冷却至65℃；④卸压，坯板冷却至65℃后，将压力逐步释放至零，进行卸压，分三步进行第一步，从保温压强降低到2Mpa；第二步，从2Mpa降低到1.2Mpa；第三步，从1.2Mpa降低到零，每步所用时间均为1～2分钟。
(7)成型——根据要求，加工成一定尺寸规格的胶合板。
通过以上工艺步骤制出的竹胶合板经检测其各项性能指标为密度ρ＝1.0g/cm3，含水率9.8％，胶合强度3.58Mpa，顺纹静曲强度160Mpa，横纹静曲强度50.1Mpa，顺纹弹性模量21810Mpa，横纹弹性模量4660Mpa，压缩比1∶0.7。
实施例2制造一种竹胶合板，该竹胶合板由面层1、芯层2及背层3组成，面层1、芯层2及背层3均由无数张竹席5均匀叠铺而成，按照下列步骤进行制造(1)原材料竹片4、竹席5的制备竹材选用遍布我国西南地区的三年生以上的慈竹。其中竹片4是用新鲜竹材经下料、破竹、去青、去节及分层机分片而成，竹席5的制作方法与实施例1相同，竹片4分两种一种宽度为30mm，厚度为0.6mm，用于面层竹席5；另一种宽度为45mm，厚度为1.2mm，用于芯层2，也可用于背层3；面层1的竹片4宽度小于芯层2或背层3的竹片4宽度，使面层1的表面质量更好。
(2)胶前烘干将所需原材料竹席5均匀铺在料网上，送入网带式干燥窑内烘干至含水率为11％，其具体过程是①预热阶段，用5分钟将原材料从常温预热到140℃；②蒸发阶段，将温度控制在140℃，进行保温20分钟，蒸发水分；③冷却阶段，保温过程结束后，用5分钟从蒸发温度冷却到60℃。
(3)浸胶将胶前烘干并冷却至40℃以下的原材料装入浸胶框，完全浸入固含量为35％的酚醛树脂胶液中，浸胶时间为4分钟，浸胶量为120Kg/m3，取出沥干75分钟。该酚醛树脂胶是苯酚与甲醛按1∶2.28的摩尔比，在PH值为12的碱性水溶液下，经85℃聚合而成，酚醛树脂胶中加有Tailileum-300(中文名为泰立乐姆-300)防腐剂。
(4)胶后烘干将所需原材料均匀铺在料网上，送入网带式干燥窑内烘干至含水率为13％，其过程是
①预热阶段，用5分钟将原材料从常温预热到80℃；②蒸发阶段，将温度控制在80℃，进行保温10分钟，以蒸发水分；③冷却阶段，保温过程结束后，用5分钟从蒸发温度冷却到40℃以下。
(5)组坯将面层1的竹席5铺在最下面，然后在上面依次叠放芯层2的竹席5，最上面铺背层3的竹席5形成三层结构的胶合板坯，竹席5采用纵横均匀编织，使胶合板在纵横两个方向强度保持一致。
(6)热压在热压板为65℃时送入胶合板板坯，其过程是①升温阶段，压强为1.2Mpa耗时20分钟，将板坯升至145℃；②保温阶段，压强为2.0Mpa保温30分钟；③冷却阶段，压强为2.0Mpa耗时25分钟；将坯板冷却至65℃；④卸压，坯板冷却至65℃后，将压力释放至零，进行卸压，分三步进行第一步，从保温压强降低到1.5Mpa；第二步，从1.5Mpa降低到1.0Mpa；第三步，从1.0Mpa降低到零，每步所用时间均为1～2分钟。
(7)成型——根据要求，加工成一定尺寸规格的胶合板。
通过以上工艺制造出的竹胶合板经检测其各项性能指标为密度ρ＝0.94g/cm3，含水率10％，胶合强度3.1Mpa，静曲强度107Mpa，弹性模量13570Mpa，压缩比1∶0.78。
以上两个实施例列出了两种具体结构，按照本发明方法在步骤(5)中进行投料组坯时，选择竹片4、竹席5、竹帘6中的一种或两种或三种进行组合，还可制得面层1、芯层2及背层3分别按以下排列的4种结构的竹胶合板，分别是①竹片-竹帘-竹片，②竹帘-竹片-竹帘，③竹席-竹帘-竹席，④竹席-竹片-竹席。
竹片4也可用竹纤代替。
权利要求
1.一种高强度竹胶合板的制造方法，其特征在于包括下列步骤(1)原材料竹片、竹席及竹帘的制备，其中竹片是用新鲜竹材经下料、破竹、去青、去节及分层机分片而成；竹席是用竹片通过编织而成；竹帘是将竹片并排后用线绳穿连而成；(2)胶前烘干，将所需原材料均匀铺在料网上，送入干燥窑内烘干至含水率为8～16％，其过程分三个阶段预热阶段，用5～30分钟将原材料从常温预热到120～150℃；蒸发阶段，将温度控制在120～150℃之间，进行保温20～150分钟，以蒸发水分；冷却阶段，保温过程结束后，用5～30分钟将原材料从蒸发温度冷却到60℃以下；(3)浸胶，将胶前烘干并冷却至40℃以下的原材料完全浸入固含量为20～50％的酚醛树脂胶液中，浸胶时间为4～6分钟，浸胶量为70～150Kg/m3，取出沥干60～80分钟，直至不滴胶液为止；(4)胶后烘干，将所需原材料均匀铺在料网上，送入干燥窑内烘干至含水率为10～14％，其过程分三个阶段预热阶段，用5～30分钟将原材料从常温预热到65～95℃；蒸发阶段，将温度控制在65～95℃之间，进行保温10～60分钟，以蒸发水分；冷却阶段，保温过程结束后，用5～20分钟将原材料从蒸发温度冷却到40℃以下；(5)组坯，根据胶合板面层、芯层及背层所用原材料的不同，选择竹片、竹席、竹帘中的一种或两种或三种进行组合投料铺装，形成多层结构的胶合板坯；(6)热压，在热压板低于65℃时送入胶合板板坯，其过程分四个阶段升温阶段，压强为0.5～2Mpa，耗时10～25分钟，将板坯升至130～160℃；保温阶段，压强为1.5～3Mpa，保温10～30分钟；冷却阶段，压强为1.5～3Mpa，耗时10～25分钟，将坯板冷却至65℃以下；卸压，坯板冷却至65℃以下后，将压力逐步释放至零，进行卸压；(7)成型，根据要求加工成一定尺寸规格的胶合板成品。
2.根据权利要求1所述的高强度竹胶合板的制造方法，其特征在于步骤(1)中所选用的竹材为慈竹或绵竹，竹片的宽度为30～50mm，厚度为0.5～1.3mm。
3.根据权利要求1所述的高强度竹胶合板的制造方法，其特征在于步骤(6)中卸压分三步进行第一步，从保温压强降低到2.0～1.5Mpa；第二步，从2.0～1.5Mpa降低到1.5～1.0Mpa；第三步，从1.5～1.0Mpa降低到零，每步所用时间均为1～2分钟。
4.根据权利要求1所述的高强度竹胶合板的制造方法，其特征在于步骤(3)中所用的酚醛树脂胶是苯酚与甲醛按1∶2.28的摩尔比，在PH值为12的碱性水溶液下，经85℃的高温聚合而成。
全文摘要
一种高强度竹胶合板的制造方法，由原材料竹片、竹席及竹帘的制备、胶前烘干、浸胶、胶后烘干、组坯、热压及成型等步骤组成。胶前烘干按预热、蒸发及冷却三阶段进行烘干至含水率为8～16％，胶后烘干按预热、蒸发及冷却三阶段进行烘干至含水率为10～14％。组坯时根据胶合板面层、芯层及背层所用原材料的不同，选择竹片、竹席、竹帘中的一种或两种或三种进行组合投料铺装，通过该方法制得的竹胶合板强度高，耐候性好，其各项性能指标均好于市场同类产品，并且步骤简单，材料利用率高，大部分工艺步骤可实现机械化。
文档编号B27N3/02GK1792588SQ200510057488
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者章登文, 徐传明, 刘兴祥, 龚举平, 刘刚, 王建辉, 李德军, 李平 申请人:重庆市锦竹车厢板有限责任公司