人工速生材胶合板及其生产方法

专利名称：人工速生材胶合板及其生产方法
技术领域：
本发明属于人造板制造技术领域，特别是采用人工速生材和完全降解型 植物蛋白胶粘剂生产的胶合板及其生产方法。
背景技术：
人造板是指对木材及其边角废料、木屑或其它植物茎叶等进行机械加工 或化学处理，更新组合而成的板面材料。人造板具有质轻、有一定强度、弹 性和强度比原材均匀，收縮性小，不易开裂和翘曲；可用小料拼接；容易加 工成各种性状，满足多种用途等诸多优点。可以说，人造板工业的形成和发 展标志着人类在有效利用森林资源方面取得了长足进步。近年来，我国人造 板工业发展迅速。"十五"期间人造板生产规椟年均增长22%， 2006年的产 量达到7428. 56万立方米，成为世界上人造板生产和消费的第一大国。
然而，我国人造板工业在高速发展的同时，也存在着产品结构不合理， 生产水平和产品质量总体偏低等现状。特别是，我国天然林资源短缺的矛盾 在短时期内无法克服；在人造板生产中长期大量使用化学合成胶粘剂，严重 影响了环境质量和人们身体健康。如果这些问题不能得到很好的解决，将严 重阻碍我国人造板工业的健康发展。
近年来随着国家大力发展速生丰产人工用林和开展重点地区天然林保护 工程，全国森林资源持续增长。截至2007年，我国人工林已占世界人工林面 积的近1/3。合理利用人工林资源，将是解决我国木材供需矛盾的主要途径。
天然大分子物质如植物蛋白中含有大量活性化学基团，可以与木材纤维 表面的亲水性基团进行化学反应。利用这一特性，对天然大分子进行化学修 饰或改性，就能够制造出天然木材胶粘剂。在对植物蛋白进行化学改性方面， 对改性大豆蛋白胶粘剂的研究较多，对于其他植物蛋白的改性研究比较少。
现有胶合板的生产工艺依次包括如下步骤单板预处理、涂胶及组坯、 预压、热压和饰面。单板预处理步骤包括单板的干燥和修补，将原料单板进行分选、烘干，并按规格存放。在涂胶及组坯步骤，将单板双面涂胶，与未 涂胶的单板进行叠加组坯操作。在预压步骤，将板坯在冷压机上一次预压成 型。在热压步骤，将成型后的板坯在热压机上热压形成板基。饰面步骤包括 板基砂光、施胶、覆面和热压等工序。最后经过裁边等工序成为成品板。

发明内容
本发明的目的在于提供一种以各种人工速生材为原料、采用完全降解型 植物蛋白胶粘剂生产的的胶合板及其生产方法。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案人工速生材天然型胶合板， 经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压和饰面步骤制成，该胶合板为普通
胶合板，在涂胶及组坯步骤，将长芯方向的单板进行双面施胶后，在55 100 'C干燥使含水率降至13 17%，拼接成完整芯板-千胶板；再把短芯方向的单 板横向拼接成完整芯板，对其双面施胶后与干胶板纵横叠加组坯；
在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置 48h以上。
人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压步 骤制成，该胶合板为单板层积材，在涂胶及组坯步骤，将单板进行双面施胶 后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%;干胶板经过淋水顺向叠加组坯。
人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压和 饰面步骤制成，该胶合板为细木工板，在涂胶及组坯步骤，将芯条侧边双面 施胶后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 179&，将烘干后的芯条二次施胶 拼成完整芯板；芯板双面施胶与中板纵横叠加组坯；
在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置 48h以上。
人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压步 骤制成，该胶合板为指接板，在涂胶及组坯步骤，将板条的指接齿及侧边施 胶后，在55 10(rC干燥使含水率降至13 17。/。，将烘干后的板条二次施胶拼 接成完整板坯。
人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶、组坯和冷压步骤制成，该胶合板为科技木，在涂胶及组坯步骤，将染色的单板双面施胶，在55 100 i:干燥使含水率降至13 17%，干胶板经淋水后组坯。
人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组坯、 预压、热压和饰面步骤，该胶合板为普通胶合板，在涂胶及组坯步骤，将长 芯方向的单板进行双面施胶后，在55 100。C干燥使含水率降至13 17%，拼
接成完整芯板-干胶板；再把短芯方向的单板横向拼接成完整^板，对其双面 施胶后与干胶板纵横叠加组坯；
在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置 48h以上。
人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组坯.、 预压、热压步骤，该胶合板为单板层基材，在涂胶及组坯步骤，将单板进行 双面施胶后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%;干胶板经过淋水顺向
叠加组坯。
人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组坯、 预压、热压和饰面步骤，该胶合板为细木工板，在涂胶及组坯步骤，将芯条 侧边双面施胶后，在55 KKTC干燥使含水率降至13 17。/。，将烘干后的芯条 二次施胶拼成完整芯板；芯板双面施胶与中板纵横叠加组坯；
在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置 48h以上。
人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组坯、 预压、热压步骤制成，该胶合板为指接板，在涂胶及组坯步骤，将板条的指 接齿及侧边施胶后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，将烘干后的板 条二次施胶拼接成完整板坯。
人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶、组坯 和冷压步骤，该胶合板为科技木，在涂胶及组坯步骤，将染色的单板双面施 胶，在55 100"干燥使含水率降至13 17%，干胶板经淋水后组坯。
本发明的板基材料为人工速生材，如杨木、桐木、桉木、松木等。所使 用的胶粘剂为完全降解型植物蛋白胶粘剂。在单板预处理步骤，单板含水率为10 15%;涂胶及组坯步骤选用网带式
烘干机进行干燥，单板施胶量为单面100 220g/m2，干胶板上淋水量为单面 40 100 g/m2;冷压工艺参数为压强0. 8 1.0Mpa、时间40 1440min;热 压工艺参数为压强O. 8 1.2Mpa、温度105 125。C、时间90 240s/腿；饰 面热压工艺参数为压强0.8 1.2Mpa、温度110 125。C、时间120 600s。 本发明单板预处理步骤与现有技术相同，首先将原料单板进行分选，然 后采用自然风干或隧道式机械烘干。对烘干后单板的表面缺陷进行人工修补，. 按规格存放。涂胶及组坯步骤与现有技术不同。在热压和饰面步骤之间增加 了养生步骤，即完成热压工序后，板基自然放置不少于48h的过程。然后进 行饰面处理。
本发明中，基材原料采用人工速生材，不会对天然林造成破坏；所使用 的胶粘剂为植物蛋白原料采用化学改性方法生产的产品，具备完全降解特性； 在板材加工过程和使用周期内无醛类、苯类等有害气体释放；废弃板材在自 然环境下降解时不会产生环境污染。
本发明胶合板胶合强度达1. 95MPa (GB / T9846 — 2004中规定的II类板标 准为>0. 70 MPa)，甲醛释放量仅0. lmg/L (GB / T9846 —2004中规定的E()级 标准为《0. 5mg/L)。
本发明中胶粘剂可按下述方法制备 (1)、按下述重量份数取料
谷朊粉 9
水 100
柠檬酸 0.77
磷酸氢二钠 2.21
三氯氧磷 0.5
四氯化碳 2.5
甘油 0.5
山梨酸钾 0.1。
制备过程为将柠檬酸与磷酸氢二钠溶于20-3(TC水中配制成pH6. 0的缓 冲溶液，在100r/min的转速下，.边搅拌边加入谷朊粉，使之分散均匀成为乳状液。将三氯氧磷预先溶解于四氯化碳中配成20% (V/V)的溶液。在搅拌状 态下，将三氯氧磷溶液缓慢滴加于反应体系中，io分钟滴加完毕。保持搅拌
转速不变，保温反应60分钟。反应结束前5分钟，加入甘油和山梨酸钾。反 应完毕后，即为成品。
(2) 、按下述重量份数取料
脱脂大豆粉 10 水 100
乙酸酐 1
聚丙烯酸钠 0. 1
脱氢乙酸 0.25 钠基膨润土 5
制备过程为取称量好的脱脂大豆粉缓慢加入预热至5(TC的水中，进料 时间控制在5 10分钟，在加入过程中采用150转/分的转速搅拌。当搅拌成 为均一乳液后，将乙酸酐分5次加入反应体系中，IO分钟加入完毕。将搅拌 速度降至75r/min，保温反应90分钟。当反应进行至80分钟时，加入聚丙烯 酸钠和脱氢乙酸。反应结束后，降温至20°C 30°C，加入钠基膨润土，继续 搅拌5分钟即为成品。
(3) 按下述重量份数取料 脱脂菜籽粉 10 水 100 碳酸钠 11.5 碳酸氢钠 0.5 十二烷基硫酸钠 0.5 巯基乙醇 0.2 对羟基苯甲酸丁酯 0.2 辛醇 0.2 高岭土 5
制备过程为将碳酸钠和碳酸氢钠分别配制成0. lmol/L浓度的水溶液， 二者以4: 6的比例混合成为缓冲溶液。将缓冲溶液预热至55'C，边搅拌边加入脱脂菜籽粉，搅拌转速100r/min，5分钟内加料完毕。保持搅拌转速不变， 依次加入十二烷基硫酸钠和巯基乙醇，保温反应60分钟。反应过程中加入辛 醇，消除反应产生的泡沫。反应结束前5分钟，加入防腐剂对羟基苯甲酸丁 酯。反应完毕后，边降温边加入高岭土，继续搅拌5分钟，即为成品。 (4)按下述重量份数取料
脱脂花生粉9
水100
硼酸0. 38
氯化钾0. 46
氢氧化钠0. 1
脲9
瓜儿豆胶0. 3
二甘醇1
富马酸二甲酯0. 5
轻质碳酸钙4。
制备过程为将硼酸、氯化钾和氢氧化钾按比例配成pH9.0缓冲溶液。 在20 30。C条件下，向缓冲溶液中缓慢加入脱脂花生'粉，搅拌转速 90r/min，5 10分钟加料完毕。保持搅拌转速不变，加入脲，保温反应60分 钟。反应55分钟时，加入二甘醇、瓜儿豆胶、富马酸二甲酯和轻质碳酸钙， 继续搅拌10分钟，即为成品。
具体实施例方式
人工速生材天然型胶合板，包括一系列采用植物蛋白胶粘剂制造的人工 速生材胶合板类产品普通胶合板、单板层积材、细木工板、指接板、科技 木。以下以最佳工艺条件为例，分别详述各产品的制作方法
l.普通胶合板的制作方法，以7层胶合板为例
(1)单板预处理步骤'将原料单板进行分选，采用网带式烘干机，将单 板干燥至含水率12%左右。对烘干后单板的表面缺陷进行人工修补，并按规格存放。
(2)涂胶及组坯步骤将长芯方向的单板按200g/m2 (单面)的施胶量进行双面涂胶，在温度75。C的热风干燥条件下，将施胶板的含水率降至15%。 把烘干后的施胶板进行斜磨、接长和拼接等操作，制成完整长芯板-干胶板。 再将短芯方向的单板进行横向拼接，形成完整短芯板。在八尺涂胶机上， 按200g/m2(单面)的施胶量对短芯板进行双面涂胶。对于表背两层单面涂胶， 施胶量为220g/m2。然后将未涂胶板与干胶板进行纵横叠加组坯。
(3) 预压步骤采用压强0.8Mpa、时间60min (分钟)的冷压工艺参数， 将板坯一次预压成型。
(4) 热压步骤在热压机上采用压强O. 9Mpa、温度ll(TC、时间180s/mm (秒/毫米)的工艺参数，将成型后的板坯热压成为成品板基。
(5) 养生步骤把从热压机上卸下的成品板基置于凉板架上强制降温。 在冷却后的板基表面打上腻子，以板基间放置隔条的方式码垛堆放。成品板 基自然放置时间不少于48h (小时)。
(6) 饰面步骤经过后期陈放的板基采用双面定厚砂光。对砂光后的板 基进行双面施胶，施胶量为120g/m2 (单面)，随后覆以0.35mm (毫米)厚的 整张单板。在热压机上以压强1.2Mpa、温度125。C、时间300s (秒)的参数 热压。最后再经过砂光、裁边等工序成为成品板。
2.单板层积材的制作方法，以21层产品为例
(1) 单板预处理步骤将原料单板进行分选，采用网带式烘干机，将单 板干燥至含水率12%左右。
(2) 涂胶及组坯步骤将单板按200g/m2 (单面)的施胶量进行双面涂 胶，在温度75i:的热风干燥条件下，将施胶板的含水率降至15%。把烘干后 的施胶板进行斜磨和接长，制成干胶板。
再向干胶板表面淋水，淋水量为50g/m2 (单面)。对于板坯表背两层单面 涂胶，施胶量为220g/m2。然后进行顺向叠加组坯。
(3) 预压步骤采用压强l.OMpa、时间120min的冷压工艺参数，将板 坯一次预压成型。
(4) 热压步骤在热压机上采用压强1. OMpa、温度115。C、时间90s/誦 的工艺参数，将成型后的板坯热压成为成品板基。
(5) 养生步骤把从热压机上卸下的成品板基置于凉板架上强制降温，以板基间放置隔条的方式码垛堆放。成品板基自然放置时间不少于48h。
(6)后处理步骤经过后期陈放的板基采用双面定厚砂光、裁边等工序 成为成品板。
3. 细木工板的制作方法
(1) 预处理步骤芯条烘干至含水率12%;整理、加工成相同尺寸。
(2) 涂胶及组坯步骤将芯条侧边按150g/m2 (单面)的施胶量进行涂 胶，在温度75。C的热风干燥条件下，将芯条含水率降至15%。将烘干后的芯
条采用同样的施胶量二次施胶，通过拼版机拼成完整芯板。
中板双面施胶，施胶量180g/m2 (单面)，与芯板纵横叠加组坯。
.(3)预压步骤采用压强0.8Mpa、时间60min的冷压工艺参数，将板坯
一次预压成型。
(4) 热压步骤..在热压机上采用压强0. 9Mpa、温度ll(TC、时间180s/mm 的工艺参数，将成型后的板坯热压成为成品板基。
(5) 养生步骤把从热压机上卸下的成品板基置于凉板架上强制降温。. 在冷却后的板基表面打上腻子，以板基间放置隔条的方式码垛堆放。成品板 基自然放置时间不少于48h。
(6) 饰面步骤经过后期陈放的板基采用双面定厚砂光。对砂光后的板 基进行双面施胶，施胶量为140g/m2 (单面)，随后覆以0. 35mm.厚的整张单板。 在热压机上以压强1. 0Mpa、温度120°C、时间300s的参数热压。最后再经过 砂光、裁边等工序成为成品板。
4. 指接板的制作方法
(1) 预处理步骤原木剖分并干燥至含水率12%，经过平刨、压刨和多 片锯加工成相同规格板条，在板条两端通过机械铣出指接齿。
(2) 涂胶及组坯步骤以手工涂刷形式将完全降解型植物蛋白胶粘剂施
于指接处和板条侧边，施胶量120g/m、在温度75。C的热风干燥条件下，将板 条含水率降至15。/。。将烘干后的板条采用同样的施胶量二次施胶，在工作台上 进行指接和拼接操作。
(3) 预压步骤采用压强1.0Mpa、时间240min的冷压工艺参数，将板
坯一次预压成型。(4) 热压步骤在热压机上采用压强0. 9Mpa、温度110°C、时间180s/腿 的工艺参数，将成型后的板坯热压成为板基。' '
(5) 养生步骤板基经过48h陈放和后期处理制成成品板。
(6) 后期处理步骤经过后期陈放的板基采用双面定厚砂光。再经过裁
边等工序成为成品板。
5.科技木的制作方法
(1) 预处理步骤原木旋切成单板后先采用双氧水进行漂白；水洗后将
单板烘至含水率9%;拣选单板染色、水洗，再次烘干单板含水率至9%。
(2) 涂胶及组坯步骤将单板按200g/m2 (单面)的施胶量进行双面涂 胶，在温度75。C的热风干燥条件下，将施胶板的含水率降至15%。
向烘干后的施胶板表面淋水，淋水量为50g/m2 (单面)。然后按设计纹理 选择组坯方式。
(3) 冷压步骤采用压强l.OMpa、时间24h的冷压工艺参数，将板坯冷 压成型。
(4) 后处理步骤成型板坯用模具固定，进行时效处理5d (天)；随后
经过锯方和刨切工序成为成品。
权利要求
1. 人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压和饰面步骤制成，其特征在于，该胶合板为普通胶合板，在涂胶及组坯步骤，将长芯方向的单板进行双面施胶后，在55～100℃干燥使含水率降至13～17％，拼接成完整芯板-干胶板；再把短芯方向的单板横向拼接成完整芯板，对其双面施胶后与干胶板纵横叠加组坯；在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置48h以上。
2、 人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压 和饰面步骤制成，其特征在于，该胶合板为单板层积材，在涂胶及组坯步骤， 将单板进行双面施胶后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%;干胶板经 过淋水顺向叠加组坯。
3、 人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压 和饰面步骤制成，其特征在于，该胶合板为细木工板，在涂胶及组坯步骤， 将芯条侧边双面施胶后，在55 100°0干燥使含水率降至13 17%，将烘干后 的芯条二次施胶拼成完整芯板；芯板双面施胶与中板纵横叠加组坯；在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置 48h以上。
4、 人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压 步骤制成，其特征在于，该胶合板为指接板，在涂胶及组坯步骤，将板条的 指接齿及侧边施胶后，在55 100°(:干燥使含水率降至13 17%，将烘干后的 板条二次施胶拼接成完整板坯。
5、 人工速生材天然型胶合板，经单板预处理、涂胶、组坯和冷压步骤制 成，其特征在于，该胶合板为科技木，在涂胶及组坯步骤，将染色的单板双 面施胶，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，干胶板经淋水后组坯。
6、 人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组坯、预压、热压和饰面步骤，其特征在于，该胶合板为普通胶合板，在涂胶及组坯步骤，将长芯方向的单板进行双面施胶后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，拼接成完整芯板-干胶板；再把短芯方向的单板横向拼接成完 整芯板，对其双面施胶后与干胶板纵横叠加组坯；在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置48h以上。
7、 人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组 坯、预压、热压和饰面步骤，其特征在于，该胶合板为单板层积材，在涂胶 及组坯步骤，将单板进行双面施胶后，在55 10CTC干燥使含水率降至13 17%;干胶板经过淋水顺向叠加组坯。
8、 人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组 坯、预压、热压和饰面步骤，其特征在于，该胶合板为细木工板，在涂胶及 组坯步骤，将芯条侧边双面施胶后，在55 100。C干燥使含水率降至13 17°/0， 将烘干后的芯条二次施胶拼成完整芯板；芯板双面施胶与中板纵横叠加组坯；在热压和饰面步骤之间增加养生步骤，在板基间放置隔条码垛堆放静置 48h以上。
9、 人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶及组 坯、预压和热压步骤，其特征在于，该胶合板为指接板，在涂胶及组坯步骤， 将板条的指接齿及侧边施胶后，在55 100°(:干燥使含水率降至13 17%，将 烘干后的板条二次施胶拼接成完整板坯。
10、人工速生材天然型胶合板生产方法，依次包括单板预处理、涂胶、. 组坯和冷压步骤，其特征在于，该胶合板为科技木，在涂胶及组坯步骤，将 染色的单板双面施胶，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，干胶板经淋 水后组坯。
全文摘要
人工速生材天然型胶合板，包括普通胶合板、单板层积材、细木工板、指接板和科技木。本发明使用由植物蛋白原料经化学改性得到的胶粘剂，在板材加工过程中的涂胶及组坯步骤涂胶后进行干燥脱水。所得胶合板胶合强度高，在板材加工过程和使用周期内无醛类、苯类等有害气体释放，废弃板材在自然环境下降解时不会产生环境污染。本发明从根本上杜绝了胶合板类产品由于选材和胶粘剂方面的原因对环境和人类健康产生的危害，真正实现了环境友好型人造板的生产，使人造板产品在生产和使用过程中具有与原木制品相同的自然属性。
文档编号B27D1/00GK101279452SQ20081004987
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者杨立新, 陈锡建 申请人:河南新鼎科技发展有限公司