CN105965616A - 单板基复合板材的制造方法 - Google Patents

单板基复合板材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了单板基复合板材的制造方法，包括以下步骤：用含水率为10％-100％的木材单板，通过施胶、组坯及有控制的热压工艺制成单板基复合板材，所述有控制的热压工艺包括四个阶段：1)高压传热段，热压压力1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.2-1分钟；2)低压干燥排气段，热压压力0.1-0.5MPa，排气时间每毫米板厚0.5-3分钟；3)高压胶合段，热压压力1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3-1分钟；4)二次排气成板段，热压压力0.1-0.5MPa，排气时间每毫米板厚0.2-3分钟。该方法可以节省单板基复合板材生产中的干燥设备和人员，简化生产工艺，降低生产能耗和制造成本。

Description

单板基复合板材的制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种单板基复合板材的制造方法，尤其涉及一种以含水率较高的木材单板为原料制造胶合板和单板层积材的方法。
【背景技术】
单板基复合板材是指以多层木材单板为原料，通过干燥、施胶、组坯、热压等工艺胶合制成的复合板材。组坯时相邻层木材单板纹理垂直交叉，制得的是胶合板；组坯时相邻层木材单板纹理相互平行，制得的是单板层积材。这两种板材属于单板基复合板材产品中产量最大的板种，我国每年的产量都在1亿立方米以上。在现有技术中，胶合板和单板层积材的生产都存在一个重要的环节——单板的干燥。未经干燥处理、干燥不充分或者干燥不均匀的木材单板在压制胶合板和单板层积材的过程中极易产生废品，以及鼓泡、分层等产品缺陷。因此，一般的胶合板和单板层积材生产工艺都要求将木材单板干燥到含水率10％以下才能进行板材的压制。(注：我国把木材中所含水分的重量与绝干后木材重量的百分比，定义为木材含水率。)木材单板的干燥工段是胶合板和单板层积材生产中设备投资最大、能源及人工消耗最多和最难控制的工段之一。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种单板基复合板材的制造方法，能够利用高含水率木材单板制造胶合板和单板层积材，且成品率高。
本发明的技术方案是：
一种单板基复合板材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：用含水率为10％-100％的木材单板，通过施胶、组坯及有控制的热压工艺制成单板基复合板材。所述含水率具体是指木材中所含水分的重量与绝干后木材重量的百分比。
作为优选，上述木材单板的含水率为10％-60％。
作为优选，上述有控制的热压工艺包括四个阶段:
第一阶段热压压力为1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.2-1分钟，热压温度为130℃-190℃；
第二阶段热压压力为0.1-0.5MPa，排气时间每毫米板厚0.5-3分钟，热压温度为130℃-190℃；
第三阶段热压压力为1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3-1分钟，热压温度为130℃-190℃；
第四阶段热压压力为0.1-0.5MPa，排气时间每毫米板厚0.2-3分钟，热压温度为130℃-190℃。
作为优选，上述木材单板通过胶膜状热塑型粘合剂或液体状热固型粘合剂粘合。
作为优选，上述粘合剂为胶膜状热塑型粘合剂时,所述有控制的热压工艺第一阶段到第四阶段的热压温度均为160℃-190℃。
当使用的胶粘剂为胶膜状热塑型粘合剂时，多层木材单板之间夹有胶膜，一起组坯形成板坯。
作为优选，上述粘合剂为胶膜状热塑型粘合剂时,所述制造方法还包括以下步骤：在经过所述热压工艺的四个阶段后的1分钟之内冷压定型，冷压压力0.8-1.5MPa，冷压时间每毫米板厚0.5-1.5分钟，冷压温度30-50℃。
作为优选，上述粘合剂为液体状热固型粘合剂时,所述有控制的热压工艺第一阶段到第四阶段的热压温度均为130℃-160℃。
当使用的胶粘剂为液体状热固型粘合剂时，多层木材单板涂上粘合剂之后组坯形成板坯，上述板坯在经过所述热压工艺的四个阶段后即得到成品胶合板或层积材，不需要进一步的冷压定型。
本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的热压工艺包括四个阶段，每个阶段都有不同的作用：第一阶段——高压传热段，其热压压力为1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.2-1分钟(根据板坯含水率和板厚确定热压时间，含水率越高高压时间越短，板厚越小高压时间越短)，板坯在高压下快速密实化，加速升温，并使热量从表层向芯层传导；第二阶段——低压干燥排气段，其热压压力为0.1-0.5MPa，热压排气时间每毫米板厚0.5-3分钟(根据板坯含水率和板厚确定排气时间，含水率越高排气时间越长，板厚越大排气时间越长)，板坯中的水蒸汽在低压下排出,板坯中的水分减少,有利于单板之间的胶合；第三阶段——高压胶合段，其热压压力为1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3-1分钟，板坯在高压下单板与单板之间形成紧密接触,在高温下产生良好的胶合；第四阶段——二次排气成板段，其热压压力为0.1-0.5MPa，热压排气时间每毫米板厚0.2-3分钟，板坯在低压下进一步排出水蒸汽,可以提高胶合强度,并防止压机打开时鼓泡的发生。
经过以上有控制的热压工艺过程，本发明可以利用未经过干燥或只作过初步干燥(如室外晾晒干燥)的较高含水率木材单板(含水率10％以上)制成合格的胶合板或层积材等单板基复合板材。该工艺不但可以省去胶合板和单板层积材生产中的干燥设备和人员，同时也可以大大降低胶合板和单板层积材的生产能耗和制造成本。
经过以上有控制的热压工艺过程，本发明即使采用未经过干燥或只作过初步干燥(如室外晾晒干燥)的较高含水率木材单板(含水率10％以上)为原料，使用胶膜状热塑型粘合剂(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等)或者液体状热固型粘合剂(如酚醛、脲醛、异氰酸酯等)，也可以实现胶合板或单板层积材对胶合强度以及板材品质的要求，不会有鼓泡、分层等现象的出现。
【具体实施方式】
以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
实施例一
将经过室外晾晒干燥后的2毫米厚杨木木材单板(平均含水率10％)通过涂胶机涂布脲醛树脂粘合剂；涂胶量每平方米150-200克。涂胶后的板坯不经过干燥直接组坯,将组坯9层后的板坯送入热压机热压制成15毫米厚的胶合板或层积材。胶合板组坯时相邻层木材纹理垂直交叉,层积材组坯时相邻层木材纹理相互平行；该热压实行四段热压工艺曲线：第一段“高压传热段”的热压压力为1MPa，热压时间为每毫米板厚1分钟(根据板坯含水率，含水率越高高压时间越短)，15毫米厚的胶合板或层积材第一段热压时间为15分钟；第二段“低压干燥排气段”的热压压力为0.2MPa，热压排气时间为每毫米板厚0.5分钟(根据板坯含水率，含水率越高排气时间越长)，15毫米厚的胶合板或层积材第二段排气时间为3分钟；第三段“高压胶合段”的热压压力为1MPa，热压时间为每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第三段热压时间为4.5分钟；第四段“二次排气成板段”的热压压力为0.5MPa，热压排气时间每毫米板厚0.2分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第四段排气时间为3分钟。整个热压工艺四个阶段的热压温度均为145℃。
所得板材外观平整，无明显鼓泡、分层，含水率为8％，静曲强度为35MPa，表面胶合强度为1.2MPa，产品合格率为98％。
实施例二
将经过室外晾晒干燥后的2毫米厚杨木木材单板(平均含水率25％)通过涂胶机涂布酚醛树脂粘合剂,涂胶量每平方米200克。涂胶后的板坯不经过干燥直接组坯,将组坯9层后的板坯送入热压机热压制成15毫米厚的胶合板或层积材。胶合板组坯时相邻层木材纹理垂直交叉,层积材组坯时相邻层木材纹理相互平行；该热压实行四段热压工艺曲线：第一段“高压传热段”的热压压力为2MPa，热压时间为每毫米板厚0.5分钟(根据板坯含水率，含水率越高高压时间越短)，15毫米厚的胶合板或层积材第一段热压时间为7.5分钟；第二段“低压干燥排气段”的热压压力为0.3MPa，热压排气时间为每毫米板厚0.6分钟(根据板坯含水率，含水率越高排气时间越长)，15毫米厚的胶合板或层积材第二段排气时间为9分钟；第三段“高压胶合段”的热压压力为2MPa，热压时间为每毫米板厚0.5分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第三段热压时间为7.5分钟；第四段“二次排气成板段”的热压压力为0.3MPa，热压排气时间每毫米板厚0.2分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第四段排气时间为3分钟。整个热压工艺四个阶段的热压温度均为160℃。
所得板材外观平整，无明显鼓泡、分层，含水率为12.5％，静曲强度为45MPa，木破率为98％，表面胶合强度为1.2MPa，产品合格率为99％。
实施例三
将经过室外晾晒干燥后的2毫米厚杨木木材单板(平均含水率30％)通过涂胶机涂布酚醛树脂粘合剂,涂胶量每平方米250克。涂胶后的板坯不经过干燥直接组坯,将组坯9层后的板坯送入热压机热压制成15毫米厚的胶合板或层积材。胶合板组坯时相邻层木材纹理垂直交叉,层积材组坯时相邻层木材纹理相互平行；该热压实行四段热压工艺曲线：第一段“高压传热段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.8分钟(根据板坯含水率，含水率越高高压时间越短)，15毫米厚的胶合板或层积材第一段热压时间为12分钟；第二段“低压干燥排气段”的热压压力为0.1MPa，热压排气时间为每毫米板厚1分钟(根据板坯含水率，含水率越高排气时间越长)，15毫米厚的胶合板或层积材第二段排气时间为15分钟；第三段“高压胶合段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第三段热压时间为4.5分钟；第四段“二次排气成板段”的热压压力为0.1MPa，热压排气时间每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第四段排气时间为4.5分钟。整个热压工艺四个阶段的热压温度均为160℃。
所得板材外观平整，无明显鼓泡、分层，含水率为13％，静曲强度为43MPa，木破率为98％，表面胶合强度为1.1MPa，产品合格率为99％。
实施例四
将只经过室外晾晒的2毫米厚干燥桉木木材单板(平均含水率25％)通过一层单板一层聚乙烯胶膜的交替组坯方式组坯9层,制成15毫米厚的胶合板或层积材。胶合板组坯时相邻层木材纹理垂直交叉,层积材组坯时相邻层木材纹理相互平行；将组坯后板坯送入热压机按四段热压工艺曲线压制：第一段“高压传热段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.5分钟(根据板坯含水率，含水率越高高压时间越短)，15毫米厚的胶合板或层积材第一段热压时间为7.5分钟；第二段“低压干燥排气段”的热压压力为0.5MPa，热压排气时间为每毫米板厚0.3分钟(根据板坯含水率，含水率越高排气时间越长)，15毫米厚的胶合板或层积材第二段排气时间为4.5分钟；第三段“高压胶合段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第三段热压时间为4.5分钟；第四段“二次排气成板段”的热压压力为0.1MPa，热压排气时间每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第四段排气时间为4.5分钟。热压温度为170℃。将经过上述四段热压工艺后的板材在1分钟之内送入冷压机中冷压定型制成热塑性胶合板或层积材。冷压压力1MPa，冷压时间每毫米板厚1分钟，15毫米厚的胶合板或层积材的冷压时间为15分钟，冷压温度为40℃。
所得板材外观平整，无明显鼓泡、分层，含水率为12％，静曲强度为50MPa，浸渍剥离功效为II类，表面胶合强度为1.0MPa，产品合格率为100％。
实施例五
将未经干燥处理的2毫米厚桉木湿单板(平均含水率30％)通过一层单板一层聚丙烯胶膜的交替组坯方式组坯9层,制成15毫米厚的胶合板或层积材。胶合板组坯时相邻层木材纹理垂直交叉,层积材组坯时相邻层木材纹理相互平行；将组坯后板坯送入热压机按四段热压工艺曲线压制：第一段“高压传热段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.6分钟(根据板坯含水率，含水率越高高压时间越短)，15毫米厚的胶合板或层积材第一段热压时间为9分钟；第二段“低压干燥排气段”的热压压力为0.5MPa，热压排气时间为每毫米板厚0.5分钟(根据板坯含水率，含水率越高排气时间越长)，15毫米厚的胶合板或层积材第二段排气时间为7.5分钟；第三段“高压胶合段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第三段热压时间为4.5分钟；第四段“二次排气成板段”的热压压力为0.1MPa，热压排气时间每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第四段排气时间为4.5分钟。热压温度为190℃。将经过上述四段热压工艺后的板材在1分钟之内送入冷压机中冷压定型制成热塑性胶合板或层积材。冷压压力1.5MPa，冷压时间每毫米板厚0.5分钟，15毫米厚的胶合板或层积材的冷压时间为7.5分钟，冷压温度为30℃。
所得板材外观平整，无明显鼓泡、分层，含水率为12％，静曲强度为60MPa，浸渍剥离功效为II类，表面胶合强度为1.2MPa，产品合格率为100％。
实施例六
将未经干燥处理的2毫米厚桉木湿单板(平均含水率60％)通过一层单板一层聚乙烯胶膜的交替组坯方式组坯9层,制成15毫米厚的胶合板或层积材。胶合板组坯时相邻层木材纹理垂直交叉,层积材组坯时相邻层木材纹理相互平行；将组坯后板坯送入热压机按四段热压工艺曲线压制：第一段“高压传热段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.8分钟(根据板坯含水率，含水率越高高压时间越短)，15毫米厚的胶合板或层积材第一段热压时间为12分钟；第二段“低压干燥排气段”的热压压力为0.5MPa，热压排气时间为每毫米板厚1分钟(根据板坯含水率，含水率越高排气时间越长)，15毫米厚的胶合板或层积材第二段排气时间为15分钟；第三段“高压胶合段”的热压压力为3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第三段热压时间为4.5分钟；第四段“二次排气成板段”的热压压力为0.1MPa，热压排气时间每毫米板厚0.6分钟，15毫米厚的胶合板或层积材第四段排气时间为9分钟。热压温度为160℃。将经过上述四段热压工艺后的板材在1分钟之内送入冷压机中冷压定型制成热塑性胶合板或层积材。冷压压力0.8MPa，冷压时间每毫米板厚1.5分钟，15毫米厚的胶合板或层积材的冷压时间为22.5分钟，冷压温度为50℃。
所得板材外观平整，无明显鼓泡、分层，含水率为13％，静曲强度为56MPa，浸渍剥离功效为II类，表面胶合强度为1.3MPa，产品合格率为100％。

Claims (7)

1.一种单板基复合板材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：用含水率为10％-100％的木材单板，通过施胶、组坯及有控制的热压工艺制成单板基复合板材。
2.根据权利要求1所述的单板基复合板材的制造方法，其特征在于，所述木材单板的含水率通常为10％-60％。
3.根据权利要求1所述的单板基复合板材的制造方法，其特征在于，所述有控制的热压工艺包括四个阶段:
第一阶段热压压力为1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.2-1分钟，热压温度为130℃-190℃；
第二阶段热压压力为0.1-0.5MPa，排气时间每毫米板厚0.5-3分钟，热压温度为130℃-190℃；
第三阶段热压压力为1-3MPa，热压时间为每毫米板厚0.3-1分钟，热压温度为130℃-190℃；
第四阶段热压压力为0.1-0.5MPa，排气时间每毫米板厚0.2-3分钟，热压温度为130℃-190℃。
4.根据权利要求3所述的单板基复合板材的制造方法，其特征在于，所述木材单板通过胶膜状热塑型粘合剂或液体状热固型粘合剂粘合。
5.根据权利要求4所述的单板基复合板材的制造方法，其特征在于，所述粘合剂为胶膜状热塑型粘合剂时,所述有控制的热压工艺第一阶段到第四阶段的热压温度均为160℃-190℃。
6.根据权利要求5所述的单板基复合板材的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括以下步骤：在经过所述热压工艺的四个阶段后的1分钟之内冷压定型，冷压压力0.8-1.5MPa，冷压时间每毫米板厚0.5-1.5分钟，冷压温度30℃-50℃。
7.根据权利要求4所述的单板基复合板材的制造方法，其特征在于，所述粘合剂为液体状热固型粘合剂时,所述有控制的热压工艺第一阶段到第四阶段的热压温度均为130℃-160℃。
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Pledgee: China Construction Bank Corporation Ninghai sub branch

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