CN102398287A - 一种竹木复合板生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑用料复合胶板的生产方法，特别是一种竹木复合板的生产方法。本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种竹木复合板生产方法，它包括以下步骤：（1）芯板及表板的制备；（2）芯板与表板的复合过程。实施本发明制备的竹木复合板具有翘曲变形小，静曲强度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑用料复合胶板的生产方法，特别是一种竹木复合板的生产方法。
背景技术
我国属少林国家，人均拥有森林蓄积量不到9.1m3，木材供需十分紧张。近年来随着室内装饰业的兴起，木质地板需求量急剧增大，而长期以来我国木质地板制造用材却一直依赖于从东南亚、非洲等地进口。然而，随着近年来全球对生态环境的重视，使得各木材出口国纷纷减少和限制了原木出口。造成了木质地板原料短缺以及其价格的上涨，促使消费者在选购地板时优先考虑价格更加合理的非实木类地板，如竹地板。这些原因都将迫使实木类地板市场占有率的持续收缩，在我国庞大的家居装饰消费市场中，非实木类的地板，特别是竹制地板将表现得越来越活跃。
我国是世界上竹类资源最丰富的国家，其中工业化利用价值最高的毛竹超过300hm2，占世界总的毛竹林面积的90%。毛竹生长迅速，4至5年即可砍伐利用，其材质结构强度一般高于木材。此外，一般竹材所共有的极具美感的纹理、典雅的色泽、冬暖夏凉等特性都使其很适合用于地板等的制作。在上世纪80年代初，竹地板开始出现于市场，由于其在结构、纹理、色泽等多方面的优势，产品一经问世便受到消费者的青睐。虽然如此，竹材地板由于生产工艺复杂，劳动生产率低，因而产品成本高，难以大范围普及;此外，竹材还被大量用来制造其它日常生活用品，可利用的资源与木材相比依然较少;同时无论是实木地板，还是竹地板，两者都有一个共同的缺点，即尺寸稳定性较差。这些因素都制约了竹地板市场的进一步扩大。
竹木复合地板正是在这种形势下出现并发展起来的。目前市场上最普遍的此种类型的产品是三层竹木复合地板，它通常由木芯板、位于木芯板两侧的两个竹表板组合而成。竹木复合地板的研发和生产就是利用竹材和木材的复合效应，既保留了竹材的优良特性，又克服了人工速生林木材的缺陷，同时兼具竹地板和木质地板的新颖美观、坚韧耐磨和舒适安全等品质，从而实现了资源的最佳利用，促进了地方经济的发展;更有利于缓解我国木材供应紧张的状况，有助于加快“天然林保护”工程的实施。
然而，现有技术中的竹木复合板存在翘曲变形大及静曲强度低等问题，影响产品的市场发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种竹木复合板生产方法，实施该方法制备的竹木复合板具有翘曲变形小，静曲强度高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种竹木复合板生产方法，它包括以下步骤：
（1）芯板及表板的制备，
①芯板的制备依次包括以下步骤：
a、选料，将选好的木材粉碎，得粒径小于6mm的木颗粒；
b、将制得木颗粒进行干燥，使木颗粒的含水率降为9%至11%；
c、将木颗粒经施胶、热压、冷却制得芯板坯料；
d、将芯板坯料按所需尺寸切成板材得芯板；
②表板的制备依次包括以下步骤：
a、选料，将选好的竹材经削片机削成0.5至1.5mm的竹篾条；
b、对竹篾条进行防蛀防霉处理；
c、将制得的竹篾条进行干燥，使竹篾条的含水率降为7%至9%；
d、将经干燥得的竹篾条经施胶、热压、冷却制得表板坯料；
e、将表板坯料切成与芯板相配的板材，即得表板；
（2）芯板与表板的复合过程，依次包括以下步骤：
a、将芯板、表板进行含水率的调整，使芯板的含水率为8%至10%，表板的含水率为6%至8%；
b、对芯板、表板进行施胶、热压、冷却得竹林复合板坯料；
c、将竹木复合坯料养生3至7天。
由于人工速生林树种具有加工容易，生产效率高的特点，本发明在木材的选择上以人工速生林树种为主，如杉木、杨木等；将木材进行粉碎处理，为了提高芯板的尺寸稳定性；竹篾条的干燥处理不但进一步防止了蛀虫和霉菌的滋生，且更有利于竹篾条持续的热压步骤。
作为本发明的优选，所述步骤b为：先木颗粒放在天然干燥场地，气干至含水率35%时，送入干燥窑进行强制干燥，控制干燥窑中的湿度为70%至90%，时间为5天至6天，控制第一天的温度为50℃至60℃，并保持每日升温10℃的升温速度，直至温度达到100℃，使含水率降低至9%至11%。
对木颗粒进行不但具有防蛀防霉的作用，有利于后续的热压步骤，且有利于提高芯板的尺寸稳定性及吸水率。
作为本发明的优选，芯板制备过程中所述步骤c之前还包括含水率平衡步骤，即将经步骤b干燥后的木颗粒放入平衡调理间，控制温度为20℃至35℃，湿度为40%至60%，存放3至5天，使各木颗粒之间的含水率均衡。
尽可能地使木颗粒之间的含水率均衡，进一步有利于后续的热压步骤。
作为本发明的优选，芯板制备过程中的步骤c的热压过程中，热压温度为90℃至130℃，热压时间为30 min至40min，压力为3Mpa至5Mpa。
作为本发明的优选，表板制备过程中竹篾条的防蛀防霉处理如下：先将竹篾条放入50℃至70℃的热水中，往热水中倒入25%至35%的过氧化氢，过氧化氢质量为热水质量的3%至5%；再将热水煮热并保持1h至2h；然后取出竹篾条放入炭化箱中，控制炭化箱内的温度为120℃至150℃，湿度为85%至95%，并保持2h至4h。
由于竹村较木材含有更多的营养物质，容易引起霉这和虫蛀，因此，必须对竹篾条进行防蛀防霉处理，本发明采用炭化方法，利用高温、高湿的环境，使竹篾条中的有机物如糖、淀粉、蛋白质等分解，使真菌等虫类失去营养来源，同时又将附着在竹篾条中的虫卵及真菌杀死；且竹篾条经炭化处理后，竹纤维焦化变成古铜色或类似于咖啡色，因而色泽古朴，别具一格，同时为了使炭化效果更佳，本发明在炭化之前先采用过氧化氢对竹篾条进行适度的漂白。
作为本发明的优选，表板制备过程中的步骤d的热压过程中，热压温度为100℃至150℃，先进行侧压，侧压压力为1mpa至3mpa,侧压时间为2min至4min，再进行正压，正压力为2mpa至3mpa，正压时间为6min至10min。
先进行侧压，是为了使竹篾条之间侧向结合紧密无逢隙，接着施加正向压力，直到至胶粘剂固化。
作为本发明的优选，芯板与表板的复合过程中的步骤a如下：将芯板、表板都放入调温调湿房中，控制温度为30℃至45℃，湿度为70%至90%，使芯板的含水率调整为8%至10%，表板的含水率调整为6%至8%。
作为本发明的优选，芯板与表板复合过程中的步骤b的施胶过程采用的粘胶剂为水溶性酚醛树酯，施胶量为200g/m2至300g/m2。
作为本发明的优选，芯板与表板复合过程中的步骤c的热压过程依次包括如下步骤:
①加热预压阶段: 将加热板与物料表面接触,保持压力为1mpa至1.5mpa,温度为90℃至100℃,时间为2min至3min;
②压实阶段:加大压力,使压力为3mpa至5mpa,温度升高至 120℃至140℃,时间为5min至10min;
③定型阶段:降低压力,使压力为1.5mpa至2mpa,温度为80℃至100℃,时间为2min至6min。
作为本发明的优选，该种竹木复合板的生产方法还包括芯板与表板复合过程后的涂漆步骤，即对表板的表面涂覆油漆层。
涂漆步骤是为了进一步控制竹木复合板的吸水率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、原材料的可持续性：竹子虽然生长周期短、成材快，但是相比木材资源而言所占的份额较少，如果过度开发，很可能造成竹材退化，这就要求有计划的利用好有限的竹材资源和木材资源；竹木复合板的三层结构，两个表板采用竹材，芯板采用速生材，这利于实现原材料的可持续发展；
2、结构科学合理：将强度大、硬度高的竹材作为表板材料，用速生材作为芯板材料，有效地增强了系统内应力变化的自身调节能力，在很大程度上克服了单一竹板和实木板尺寸不稳定、易变形等问；
3、美观舒适：芯板使用了软质速生木材，增强了该板的弹性，若用于地板，则具有极好的脚感，同时具有较长的使用寿命；且竹材表面具有质地细腻、纹理清晰、光滑平整和天然美感等特点，炭化竹材表面色泽古朴，别具一格，再加上竹材都是径向纹理，因此，使应用本发明制备的竹木复合板具有独特的外观效果。
静曲强度和翘曲度是竹木复合地板的重要指标。发明人通过大量实验得出竹木复合过程中芯板与表板热压时的温度、压力及热压时间对竹木复合板的静曲强度、翘曲度有着重要的影响，特别是压实阶段的温度、压力、热压时间，同时芯板与表板在热压前的含水率也对竹木复合板的静曲强度、翘曲度有着较大的影响。
本发明提供的竹木复合板生产方法为发明人经大量实验总结而得，具有良好的防曲翘性能及静曲强度。
实木复合地板国家标准（GB/T 18103-2000）规定，实木复合地板的静曲强度不能低于30MPa;长度方向的凸翘曲度≤1.0%;宽度方向的凸翘曲度≤0.20%。发明人的针对芯板与表板复合过程的部分实验数据如下：
芯板的含水率—D1为6%至12%，表板的含水率—D2为5%至9%；
设计热压温度如下：加热预压阶段的温度—A1为90℃至100℃；压实阶段的温度—A2为110℃至150℃；定型阶段的温度—A3为80℃至100℃；
设计热压压力如下：加热预压阶段的压力—B1为1mpa至1.5 mpa; 压实阶段的压力—B2为2mpa至6mpa；定型阶段的压力—B3为1.5mpa至2mpa。
设计热压时间如下：加热预压阶段的时间—C1为2min至3min; 压实阶段的时间—C2为3min至13min；定型阶段的时间—C3分别为2min至6min。
实验结果见表1，如下
表1：
静曲强度的误差在±0.05内，凸翘度的误差在±0.005内，由表11，可知通过本发明制得的竹木复合板具有良好的防曲翘性能及静曲强度。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种竹木复合板生产方法，它包括以下步骤：
（1）芯板及表板的制备，
①芯板的制备依次包括以下步骤：
a、选用气干密度为0.45g/cm3杨木，将选好的木材粉碎，得粒径为2至5mm的木颗粒；
b、将制得木颗粒进行干燥，先木颗粒放在天然干燥场地，气干至含水率35%时，送入干燥窑进行强制干燥，控制干燥窑中的湿度为70%，时间为6天，控制第一天的温度为50℃，并保持每日升温10℃的升温速度，直至温度达到100℃，使含水率降低至9%；为使各木颗粒之间的含水率均衡，还须进行含水率平衡步骤，即将干燥后的木颗粒放入平衡调理间，控制温度为20℃，湿度为40%，存放3天；
c、将木颗粒经施胶、热压、冷却制得芯板坯料；粘胶剂采用水溶性酚醛树酯；热压温度为90℃，热压时间为30 min，压力为3Mpa，热压完成后，取出自然冷却；
d、将芯板坯料切成2440mm*1220mm*15mm（长*宽*厚）的板材得芯板；
②表板的制备依次包括以下步骤：
a、选用4至6年生的楠竹，将选好的竹材经削片机削成0.5至1.5mm的竹篾条；
b、对竹篾条进行防蛀防霉处理：先将竹篾条放入50℃的热水中，往热水中倒入25%的过氧化氢，过氧化氢质量为热水质量的3%；再将热水煮热并保持1h；然后取出竹篾条放入炭化箱中，控制炭化箱内的温度为120℃，湿度为85%，并保持2h；
c、将制得的竹篾条送入干燥窑进行干燥，控制干燥窑中的湿度为70%，温度为60℃，时间为4天，使竹篾条的含水率降为7%；
d、将经干燥得的竹篾条经施胶、热压、冷却制得表板坯料；粘胶剂为酚醛树酯；热压过程中，热压温度为100℃，为了使竹篾条之间侧向结合紧密无逢隙，先进行侧压，侧压压力为1mpa,侧压时间为2min，再进行正压，正压力为2mpa，正压时间为6min；
e、将表板坯料切成两块2440mm*1220mm*10mm（长*宽*厚）的板材，即得表板；
（2）芯板与表板的复合过程，依次包括以下步骤：
a、将芯板、表板都放入调温调湿房中，进行含水率的调整，控制温度为30℃，湿度为70%，使芯板的含水率调整为8%，表板的含水率调整为6%；
b、对芯板、表板进行施胶、热压、冷却得竹林复合板坯料；粘胶剂为水溶性酚醛树酯，施胶量为200g/m2；热压过程依次包括如下步骤:
①加热预压阶段: 将加热板与物料表面接触,保持压力为1mpa,温度为90℃,时间为2min;
②压实阶段:加大压力,使压力为3mpa,温度升高至 120℃,时间为5min;
③定型阶段:降低压力,使压力为1.5mpa,温度为80℃,时间为2min；
c、将竹木复合坯料养生3天，养生温度30℃，湿度15%；
d、涂漆步骤，对表板的表面涂覆UV固化漆，进一步降低吸水率。
经检测，本实施例性能如下：
实施例2：一种竹木复合板生产方法，它包括以下步骤：
（1）芯板及表板的制备，
①芯板的制备依次包括以下步骤：
a、选用气干密度为0.55g/cm3杉木，将选好的木材粉碎，得粒径为3至6mm的木颗粒；
b、将制得木颗粒进行干燥，先木颗粒放在天然干燥场地，气干至含水率35%时，送入干燥窑进行强制干燥，控制干燥窑中的湿度为80%，时间为5天，控制第一天的温度为60℃，并保持每日升温10℃的升温速度，直至温度达到100℃，使含水率降低至10%；为使各木颗粒之间的含水率均衡，还须进行含水率平衡步骤，即将干燥后的木颗粒放入平衡调理间，控制温度为30℃，湿度为50%，存放4天；
c、将木颗粒经施胶、热压、冷却制得芯板坯料；粘胶剂采用水溶性酚醛树酯；热压温度为100℃，热压时间为35min，压力为4Mpa，热压完成后，取出自然冷却；
d、将芯板坯料切成2500mm*1250mm*15mm（长*宽*厚）的板材得芯板；
②表板的制备依次包括以下步骤：
a、选用5至6年生的刚竹，将选好的竹材经削片机削成0.5至1.5mm的竹篾条；
b、对竹篾条进行防蛀防霉处理：先将竹篾条放入60℃的热水中，往热水中倒入30%的过氧化氢，过氧化氢质量为热水质量的4%；再将热水煮热并保持1.5h；然后取出竹篾条放入炭化箱中，控制炭化箱内的温度为130℃，湿度为90%，并保持3h；
c、将制得的竹篾条送入干燥窑进行干燥，控制干燥窑中的湿度为65%，温度为50℃，时间为4天，使竹篾条的含水率降为8%；
d、将经干燥得的竹篾条经施胶、热压、冷却制得表板坯料；粘胶剂为酚醛树酯；热压过程中，热压温度为120℃，为了使竹篾条之间侧向结合紧密无逢隙，先进行侧压，侧压压力为2mpa,侧压时间为3min，再进行正压，正压力为2.5mpa，正压时间为8min；
e、将表板坯料切成两块2500mm*1250mm*10mm（长*宽*厚）的板材，即得表板；
（2）芯板与表板的复合过程，依次包括以下步骤：
a、将芯板、表板都放入调温调湿房中，进行含水率的调整，控制温度为40℃，湿度为80%，使芯板的含水率调整为9%，表板的含水率调整为7%；
b、对芯板、表板进行施胶、热压、冷却得竹林复合板坯料；粘胶剂为水溶性酚醛树酯，施胶量为250g/m2；热压过程依次包括如下步骤:
①加热预压阶段: 将加热板与物料表面接触,保持压力为1.2mpa,温度为95℃,时间为2.5min;
②压实阶段:加大压力,使压力为4mpa,温度升高至 130℃,时间为7min;
③定型阶段:降低压力,使压力为1.8mpa,温度为90℃,时间为4min；
c、将竹木复合坯料养生5天，养生温度35℃，湿度20%；
d、涂漆步骤，对表板的表面涂覆UV固化漆，进一步降低吸水率。
经检测，本实施例性能如下：
实施例3：一种竹木复合板生产方法，它包括以下步骤：
（1）芯板及表板的制备，
①芯板的制备依次包括以下步骤：
a、选用气干密度为0.65g/cm3松木，将选好的木材粉碎，得粒径为1至5mm的木颗粒；
b、将制得木颗粒进行干燥，先木颗粒放在天然干燥场地，气干至含水率35%时，送入干燥窑进行强制干燥，控制干燥窑中的湿度为90%，时间为5天，控制第一天的温度为60℃，并保持每日升温10℃的升温速度，直至温度达到100℃，使含水率降低至11%；为使各木颗粒之间的含水率均衡，还须进行含水率平衡步骤，即将干燥后的木颗粒放入平衡调理间，控制温度为35℃，湿度为60%，存放5天；
c、将木颗粒经施胶、热压、冷却制得芯板坯料；粘胶剂采用水溶性酚醛树酯；热压温度为130℃，热压时间为40min，压力为5Mpa，热压完成后，取出自然冷却；
d、将芯板坯料切成2500mm*1250mm*15mm（长*宽*厚）的板材得芯板；
②表板的制备依次包括以下步骤：
a、选用5年生的毛竹，将选好的竹材经削片机削成0.5至1.5mm的竹篾条；
b、对竹篾条进行防蛀防霉处理：先将竹篾条放入70℃的热水中，往热水中倒入35%的过氧化氢，过氧化氢质量为热水质量的5%；再将热水煮热并保持2h；然后取出竹篾条放入炭化箱中，控制炭化箱内的温度为150℃，湿度为95%，并保持4h；
c、将制得的竹篾条送入干燥窑进行干燥，控制干燥窑中的湿度为70%，温度为50℃，时间为3天，使竹篾条的含水率降为9%；
d、将经干燥得的竹篾条经施胶、热压、冷却制得表板坯料；粘胶剂为酚醛树酯；热压过程中，热压温度为150℃，为了使竹篾条之间侧向结合紧密无逢隙，先进行侧压，侧压压力为3mpa,侧压时间为4min，再进行正压，正压力为3mpa，正压时间为10min；
e、将表板坯料切成两块2500mm*1250mm*10mm（长*宽*厚）的板材，即得表板；
（2）芯板与表板的复合过程，依次包括以下步骤：
a、将芯板、表板都放入调温调湿房中，进行含水率的调整，控制温度为45℃，湿度为90%，使芯板的含水率调整为10%，表板的含水率调整为8%；
b、对芯板、表板进行施胶、热压、冷却得竹林复合板坯料；粘胶剂为水溶性酚醛树酯，施胶量为300g/m2；热压过程依次包括如下步骤:
①加热预压阶段: 将加热板与物料表面接触,保持压力为1.5mpa,温度为100℃,时间为3min;
②压实阶段:加大压力,使压力为5mpa,温度升高至 140℃,时间为10min;
③定型阶段:降低压力,使压力为2mpa,温度为100℃,时间为6min；
c、将竹木复合坯料养生5天，养生温度35℃，湿度15%；
d、涂漆步骤，对表板的表面涂覆UV固化漆，进一步降低吸水率。
经检测，本实施例性能如下：
Claims (10)
1.一种竹木复合板生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）芯板及表板的制备，
①芯板的制备依次包括以下步骤：
a、选料，将选好的木材粉碎，得粒径小于6mm的木颗粒；
b、将制得木颗粒进行干燥，使木颗粒的含水率降为9%至11%；
c、将木颗粒经施胶、热压、冷却制得芯板坯料；
d、将芯板坯料按所需尺寸切成板材得芯板；
②表板的制备依次包括以下步骤：
a、选料，将选好的竹材经削片机削成0.5至1.5mm的竹篾条；
b、对竹篾条进行防蛀防霉处理；
c、将制得的竹篾条进行干燥，使竹篾条的含水率降为7%至9%；
d、将经干燥得的竹篾条经施胶、热压、冷却制得表板坯料；
e、将表板坯料切成与芯板相配的板材，即得表板；
（2）芯板与表板的复合过程，依次包括以下步骤：
a、将芯板、表板进行含水率的调整，使芯板的含水率为8%至10%，表板的含水率为6%至8%；
b、对芯板、表板进行施胶、热压、冷却得竹林复合板坯料；
c、将竹木复合坯料养生3至7天。
2.根据权利要求1所述的一种竹木复合板生产方法，其特征在于，所述步骤b为：先木颗粒放在天然干燥场地，气干至含水率35%时，送入干燥窑进行强制干燥，控制干燥窑中的湿度为70%至90%，时间为5天至6天，控制第一天的温度为50℃至60℃，并保持每日升温10℃的升温速度，直至温度达到100℃，使含水率降低至9%至11%。
3.根据权利要求2所述的一种竹木复合板生产方法，其特征在于，芯板制备过程中所述步骤c之前还包括含水率平衡步骤，即将经步骤b干燥后的木颗粒放入平衡调理间，控制温度为20℃至35℃，湿度为40%至60%，存放3至5天，使各木颗粒之间的含水率均衡。
4.根据权利要求1所述的一种竹木复合板生产方法，其特征在于，芯板制备过程中的步骤c的热压过程中，热压温度为90℃至130℃，热压时间为30 min至40min，压力为3Mpa至5Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种竹木复合板生产方法，其特征在于，表板制备过程中竹篾条的防蛀防霉处理如下：先将竹篾条放入50℃至70℃的热水中，往热水中倒入25%至35%的过氧化氢，过氧化氢质量为热水质量的3%至5%；再将热水煮热并保持1h至2h；然后取出竹篾条放入炭化箱中，控制炭化箱内的温度为120℃至150℃，湿度为85%至95%，并保持2h至4h。
6.根据权利要求1所述的一种竹木复合板生产方法，其特征在于，表板制备过程中的步骤d的热压过程中，热压温度为100℃至150℃，先进行侧压，侧压压力为1mpa至3mpa,侧压时间为2min至4min，再进行正压，正压力为2mpa至3mpa，正压时间为6min至10min。
7.根据权利要求1所述的一种竹木复合板生产方法，其特征在于，芯板与表板的复合过程中的步骤a如下：将芯板、表板都放入调温调湿房中，控制温度为30℃至45℃，湿度为70%至90%，使芯板的含水率调整为8%至10%，表板的含水率调整为6%至8%。
8.根据权利要求1所述的一种竹木复合板的生产方法，其特征在于，芯板与表板复合过程中的步骤b的施胶过程采用的粘胶剂为水溶性酚醛树酯，施胶量为200g/m2至300g/m2。
9.根据权利要求1所述的一种竹木复合板的生产方法，其特征在于，芯板与表板复合过程中的步骤c的热压过程依次包括如下步骤:
①加热预压阶段: 将加热板与物料表面接触,保持压力为1mpa至1.5mpa,温度为90℃至100℃,时间为2min至3min;
②压实阶段:加大压力,使压力为3mpa至5mpa,温度升高至 120℃至140℃,时间为5min至10min;
③定型阶段:降低压力,使压力为1.5mpa至2mpa,温度为80℃至100℃,时间为2min至6min。
10.根据权利要求1所述的一种竹木复合板的生产方法，其特征在于，该种竹木复合板的生产方法还包括芯板与表板复合过程后的涂漆步骤，即对表板的表面涂覆油漆层。
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