JP6767528B2 - 高周波による混合複合材料の製造方法 - Google Patents

高周波による混合複合材料の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、木板加工技術分野に属し、特に高周波による混合複合材料の製造方法に関する。
近年、複合材料に対する研究と応用は、非常に注目されており、複合材料は、さまざまな優れた性能を持ち、二次加工を必要とせず、取り付けやすく、しかしながら、従来の複合材料は、ホルムアルデヒド、キシレンなど人体に有害な有機材料を採用することが多く、人体の健康を危害し、人々のニーズを満たすことができないとともに、多種類の木板で作製した複合材料は、ハギ割れなどの問題があり、不良率が高く、生産コストを増加する。
上記技術的問題を解決するために、本発明は、ホルムアルデヒドとキシレンの含有量が低く、不良率が低く、また生産コストを低減する高周波による混合複合材料の製造方法をさらに提供する。
本発明の具体的な技術的解決手段は以下のとおりである。
本発明に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、密度0.7kg/m以下の少なくとも2枚の木板を高周波加熱でプレス加工することにより作製し、隣接する木板の間に続層を形成することを主な方法とし、具体的には以下のa−fステップを含む。
a. 前処理:木板を含水率8%−18%、厚さ10cm以下に処理し、前処理木板を作製し。
b. 積層処理:2枚または2枚以上の前処理木板を少なくとも1つの荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、荷重方向は、直接荷重方向と間接圧力方向とを含み。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度80−100℃に加熱し、4−6min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率に従って加圧処理を行い。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度180−220℃に高周波加熱し、5−8min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製し。
e.降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を5−15℃/minの速度で板温度70−85℃まで冷却し、水冷技術の水流速は0.9−1.5m/sであり、木板表面温度88−90℃まで冷却すると同時に風冷却を行い、風速は9.2−9.7m/sであり、風の温度が55−60℃であり。
f. 養生処理:降温処理された木板を15−20日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
ここで、前処理木板を積層処理前に錫紙やプラスチックで巻いて、前処理木板の含水率が周囲の環境によって変化する程度を軽減することを目的とし、荷重方向は、圧力方向が木板の積層方向と同じである直接荷重方向と、圧力方向が木板の積層方向に垂直である間接圧力方向に分けられ、降温処理の過程で、木材の大きさと材質によって、30−50℃まで適切に冷却することができ、実際の生産の中で、必要に応じて低い温度まで冷却する場合、コンベアの長さを延長することによって実現される。また、冷却時に木材の上下面に180−220℃の金属板を置く必要があり、好ましくは、金属板と木材の面積比が1.4−1.6:1である。水冷技術は金属板を水で冷却することであり、金属板の表面温度が高いため、金属板に大量の水で注ぎ込む場合、金属板の温度は蒸気で低下し、さらに木材を等速に冷却し、冷却効果を高めることができ、当然ながら、冷却時の金属板と高周波加熱時の金属板は、同一又は異なる金属板であってもよい。本発明において以上の方法で作製した複合材料は、木板の密度、比重、縦紋の圧縮強度と曲げ強度を増大させることができ、そして、強度が高く、防水性に優れ、変形しなく、使用時に直接切削すればよく、塗装を施さなくても塗装面の効果を達成することができる。
さらに改良して、加熱加圧処理と硬化処理の間には、加熱加圧処理された木材を木材温度150−155℃に高周波加熱し、5−10min保温し、高周波数15−17MHz、加熱速度15−20℃/min、そして木材温度100−110℃に水で冷却し、冷却速度3−5℃/min、続いて2回目の圧縮を行う昇温圧縮処理も含まれる。
加熱加圧処理後に木材をさらに昇温圧縮処理し、木材が吸水する構造を再圧縮し、圧縮後の木材の吸水可能性をなくし、安定性を顕著に高め、その吸水性能を低下させることを目的とする。2回目の圧縮率=5−10%。
好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも55−58°である。
さらに改良して、複合材料において隣接する2枚の木板の間に形成した続層は、締り嵌めのほぞ先とほぞ穴である。ステップb積層処理では、2枚または2枚以上の前処理木板を間接圧力方向に重ねて配置し、積層木板を作製する。隣接する第1の前処理木板と第2の前処理木板の密度は、それぞれρaとρa以上のρbであり、第1の前処理木板と第2の前処理木板が隣接するテクスチャ方向の縁部にはほぞ先とほぞ先の隙間を合わせたほぞ穴がそれぞれ設けられ、そのうち、ほぞ先に粗さRaの少なくとも1つの粗面が設けられ、Ra=w/ρa、w>0、wは0より大きい係数であり、粗さRaの単位はμmである。
さらに改良して、複合材料において隣接する2枚の木板の間に形成される続層は、2つの凹凸面と2つの凹凸面の間の熱可塑性樹脂薄膜である。ステップb積層ステップでは、2枚または2枚以上の前処理木板を直接荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、隣接する2枚の前処理木板の間に熱可塑性樹脂薄膜が設置される。
さらに改良して、熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.5−0.9mm、粘度15.6−16.4Pa.s、弾性8−9×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は100:1−100:100である。
ここで、PVB膜は、当該技術の効果を実現可能ないずれかのTVB膜を採用してもよい。本発明は熱可塑性樹脂膜をPVB中間膜に具体的に限定することで、複合材料の各性能指標をさらに高めることができる。
さらに改良して、複合材料において隣接する2枚の木板の間に形成される続層は、2つの係合された凹凸面であり、2つの凹凸面の非ピーク部と非ディップ部には熱可塑性樹脂薄膜があり、図1を参照されたい。
さらに改良して、ステップcの予め設定された圧縮率Pは、圧縮後の密度が圧縮前のいずれかの木板密度よりも高くなるように、以下の方法で予め設定する。
C1:圧縮前の木板の平均密度 を計算し、ここで、N枚の木板が重ねて接触した厚さはU1であり、加圧処理後の厚さはU2であると、P=U2/U1*100%とし、各木板の密度をそれぞれρ1、ρ2…ρnとし、各木板の平均密度が とする。
Figure 0006767528
本発明は、圧縮率と密度の関係を限定することで、圧縮率の不足による複合材料の各性能が悪く、又は過圧縮による複合材料の割れが生じるなどの問題を回避することができる。
さらに改良して、ステップd硬化処理は高周波による加熱することであり、高周波の電極配列数をNとし、前処理後の木板を電極配列が横に並べる方向に沿ってN個の部分に均等に分け、各部分の平均含水率Qを測定し、硬化処理過程で高周波加熱する場合の木板の温度をT、加熱時間をtとすると、Q、T、tは以下の条件を満たす。
8%≦Q≦10%の場合、180℃≦T≦185℃、1min≦t<2minとし、
10%<Q≦12%の場合、185℃<T≦190℃、2min≦t<4minとし
12%<Q≦14%の場合、190℃<T≦200℃、4min≦t<5minとし
14%<Q≦18%の場合、200℃<T≦210℃、5min≦t≦6minとし
本発明では、木板を複数の部分に分けて、異なる部分では含水率が異なることにより高温処理過程の温度と加熱時間を設定することで、加熱不均一による複合材料の表面の糊化を回避することができる。
さらに改良して、加熱加圧処理過程では、木板の内部領域と表面領域を高周波でそれぞれ加熱し、内部領域の高周波数比と表面領域の高周波数比は1:0.88−0.94である。硬化処理過程では、加熱圧縮処理された板の内部領域と表面領域を高周波でそれぞれ加熱し、内部領域の高周波数比と表面領域の高周波数比は1:0.93−0.96である。
さらに改良して、ステップc加熱加圧処理された木板の厚さが1cm以下の場合、加熱加圧処理前の木板の上面または下面に電気絶縁布が被覆される。
本発明は、加熱加圧処理後の木板の厚さが1cm以下の場合に、前処理後の木板の上面または下面に電気絶縁布を設置することで、木板の厚さが不十分なため高周波に強いアークが発生し、さらに設備が焼損することを回避することができる。
さらに改良して、木板を作製するための原料は、ポプラ、しなのきとラジアータパインの中の1種または複数種から選択する。
さらに改良して、材料を使用する前に研磨処理が必要になる。
本発明が提供する材料は、空母内部倉庫、軍艦内部倉庫、クルーズ船内部倉庫、床、ドアまたはキャビネットを製造するために用いることができる。本発明が提供する方法で製造した材料は、環境に優しく、安全であり、人体に何の傷害も生じない。
本発明で提供する高周波による混合複合材料は、強度が高く、靭性が高く、ホルムアルデヒドとキシレンの含有量が低いという特徴を有し、それとともに防水と割れ防止の性能を有する。
高周波による混合複合材料による断面図(各前処理木板は間接圧力方向に重ねて積層板を作製する) 高周波による混合複合材料による上面図(各前処理木板は間接圧力方向に重ねて積層板を作製する) 木板とガラス板で作製した高周波による混合材の無接着複合材料の写真(1は第1枚の木板であり、2はPVB中間膜であり、3は第2枚の木板であり、4は第3枚の木板であり、5は第4枚の木板であり、6はほぞ先であり、7はほぞ穴である)
実施例1−8
本発明の実施例1−8に係る8種類の高周波による混合複合材料の製造方法は、密度0.7kg/m以下の少なくとも2枚の木板を高周波加熱により作製し、隣接する木板の間に続層を形成し、以下のステップを含む。
a. 前処理:木板を含水率8%−18%、厚さ10cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:2枚または2枚以上の前処理木板を少なくとも1つの荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、荷重方向は、直接荷重方向と間接圧力方向とを含む。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度80−100℃に加熱し、4−6min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率に従って加圧処理を行う。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度180−220℃に高周波加熱し、5−8min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を5−15℃/minの速度で板温度70−85℃まで冷却し、水冷技術の水流速は0.9−1.5m/sであり、木板表面温度88−90℃まで冷却すると同時に風冷却を行い、風速は9.2−9.7m/sであり、風の温度が55−60℃である。
f. 養生処理:降温処理された木板を15−20日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
ステップb積層ステップでは、2枚または2枚以上の前処理木板を直接荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、隣接する2枚の前処理木板の間に熱可塑性樹脂薄膜が設置される。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.5−0.9mm、粘度15.6−16.4Pa.s、弾性8−9×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は100:1−100:100である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
ステップcの予め設定された圧縮率Pは、圧縮後の密度が圧縮前のいずれかの木板密度よりも高くなるように、以下の方法で予め設定する。
C1:圧縮前の木板の平均密度 を計算し、ここで、N枚の木板が重ねて接触した厚さはU1であり、加圧処理後の厚さはU2であると、P=U2/U1*100%とし、各木板の密度をそれぞれρ1、ρ2…ρnとし、各木板の平均密度が とする。
Figure 0006767528
本発明の実施例1−8において、各木板は、加熱加圧前にいずれも上下に重ねて配列する。
ここで、本発明の実施例1−8の具体的なパラメータを表1に示す。
(表1)
Figure 0006767528
Figure 0006767528
ここで、PVAは、ビニルアルコール樹脂であり、PVBは、ビニルアルコールのブチルアルデヒド樹脂であり、PVCは、ポリ塩化ビニル樹脂である。加熱温度1と保温時間1は、加熱加圧処理時の温度と時間であり、加熱加圧周波数比は、加熱加圧処理の過程で、木板の内部領域と表面領域を高周波でそれぞれ加熱して、内部領域の高周波数と表面領域の高周波数の比であり、硬化過程周波数比は、硬化処理過程で、加熱圧縮処理された木板の内部領域と表面領域を高周波でそれぞれ加熱して、内部領域の高周波数と表面領域の高周波数の比であり、加熱温度2と保温時間2は、硬化時の温度と時間であり、含水率は、当該木板の平均含水率であり、当該木板では平均5つの点を測定点とし,それぞれの点において含水率を測定すると,平均含水率は5つの含水率の和を5で割った値である。
実施例9−11
本発明の実施例9−11は、実施例5の各パラメータを基礎とし、それぞれの違いは以下のとおりである。
木板の数は5枚とし、各木板の厚さが同じ8cmであり、ステップd硬化処理は高周波による加熱することであり、高周波の電極配列数をNとし、前処理後の木板を電極配列が横に並べる方向に沿ってN個の部分に均等に分け、各部分の平均含水率Qを測定し、硬化処理過程で高周波加熱する場合の木板の温度をT、加熱時間をtとすると、Q、T、tは以下の条件を満たす。
8%≦Q≦10%の場合、180℃≦T≦185℃、1min≦t<2minとし、
10%<Q≦12%の場合、185℃<T≦190℃、2min≦t<4minとし、
12%<Q≦14%の場合、190℃<T≦200℃、4min≦t<5minとし、
14%<Q≦18%の場合、200℃<T≦210℃、5min≦t≦6minとし、
ステップb積層処理では、5枚の前処理木板を間接圧力方向に重ねて配置し、積層木板を作製する。隣接する第1の前処理木板と第2の前処理木板の密度は、それぞれρaとρa以上のρbであり、第1の前処理木板と第2の前処理木板が隣接するテクスチャ方向の縁部にはほぞ先とほぞ先の隙間を合わせたほぞ穴がそれぞれ設けられ、そのうち、ほぞ先に粗さRaの少なくとも1つの粗面が設けられ、Ra=w/ρa、w>0であり、以下の実施例では、w=5。
本発明の実施例9−11の具体的なパラメータを表2に示す。
表2:実施例9−11の具体的なパラメータ(N=5)
(表2)
Figure 0006767528
含水率は、3枚の木板の同じ部分における平均含水率である。当該3枚の木板の同じ部分で3つの点をそれぞれ測定点とし、各点の含水率を測定すると、平均含水率は9つの含水率の和を9で割った値であり、ρaは5枚の木板の中で密度の最も高い木板の密度であり、Raは当該木板上のほぞ先の粗面である。
実施例12
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
当該木板の密度は0.55kg/mであり、ガラス板の厚さは1.5cmであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:2枚の前処理木板を荷重方向に重ねて配置し、ガラス板を2枚の木板の間に挟み、積層木板を作製する。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、予め設定された圧縮率(予め設定された圧縮率P=35%)に従って加圧処理を行う。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度220℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
前処理木板とガラス板との間に熱可塑性樹脂薄膜が設置される。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
ガラス板に加熱線が内蔵される。
実施例13
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
当該木板の密度は0.55kg/mであり、セラミック板の厚さは1.5cmであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:2枚の前処理木板を少なくとも1つの荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、荷重方向は、直接荷重方向と間接圧力方向とを含む。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率(P=35%)に従って加圧処理を行う。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度200℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
前処理木板とセラミック板との間に熱可塑性樹脂薄膜が設置される。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
実施例14
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
当該木板の密度は0.55kg/mであり、鉄板の厚さは1.5cmであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:2枚の前処理木板を荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製する。
c. 前加熱処理:積層木板を110℃に高周波で前加熱し、前加熱された木板を作製する。
d. 加熱加圧処理:2枚の前加熱処理された木板の間に鉄板を入れ、鉄板と前加熱木板との間に熱可塑性樹脂薄膜を入れ、5min保持し、さらに予め設定された圧縮率(予め設定された圧縮率P=30%)に従って加圧処理を行う。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
ここで、鉄板を別の金属板に置き換えてもよい。
実施例15
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
当該木板の密度は0.55kg/mであり、鉄板の厚さは1.5cmであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:1枚の前処理木板に砂絵を設置し、当該砂絵の上に熱可塑性樹脂薄膜を覆い、さらに熱可塑性樹脂薄膜の上にガラス板を重ねて配置し、積層木板を作製する。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率(P=35%)に従って加圧処理を行う。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度200℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
実施例16
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
当該木板の密度は0.55kg/m3であり、鉄板の厚さは1.5cmであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:1枚の前処理木板に写真を設置し、当該写真の上に熱可塑性樹脂薄膜を覆い、さらに熱可塑性樹脂薄膜の上にガラス板を重ねて配置し、積層木板を作製する。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率(P=35%)に従って加圧処理を行う
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度200℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は88m/sであり、木板表面温度85−90℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
実施例17
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
当該木板の密度は0.55kg/mであり、鉄板の厚さは1.5cmであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:1枚の前処理木板に4Dプリンターを設置し、当該木板の上に熱可塑性樹脂薄膜を覆い、さらに熱可塑性樹脂薄膜の上にガラス板を重ねて配置し、積層木板を作製する。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率(P=35%)に従って加圧処理を行う
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度200℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
実施例18
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
2枚の木板の密度は0.55kg/mであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:2枚の前処理木板を荷重方向に重ねて配置し、熱可塑性樹脂薄膜を2枚の板の間に挟み、熱可塑性樹脂薄膜の表裏両面にいずれもシトロン油を噴射し、噴射密度を0.5ml/cmにし、積層木板を作製する。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率(P=35%)に従って加圧処理を行う。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度200℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
ここで、シトロン油を別の香水に置き換えてもよく、本発明は具体的に限定されるものではない。
実施例19
本実施例に係る高周波による混合複合材料の製造方法は、具体的には以下のステップを含む。
2枚の木板の密度は0.55kg/mであり、複合材料は主に以下のステップで製造される。
a. 前処理:木板を含水率10%、厚さ8cm以下に処理し、前処理木板を作製する。
b. 積層処理:2枚の前処理木板を荷重方向に重ねて配置し、40本の砕けた木条を2枚の前処理木板の間に均一に配置し、前処理木板と砕けた木条との間に熱可塑性樹脂薄膜を配置し、積層木板を作製する。
c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度90℃に加熱し、5min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率(p=35%)に従って加圧処理を行う。
d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度200℃に高周波加熱し、6min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製する。
e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を10℃/minの速度で木板温度80℃まで冷却し、水冷技術の水流速は1m/sであり、木板表面温度88℃まで冷却する時、風冷却を行い、風速が9.5m/sであり、風の温度が58℃であり、好ましくは、風向と木板の上下面とのなす角度がいずれも56°である。
f. 養生処理:降温処理された木板を18日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る。
熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.7mm、粘度16Pa.s、弾性8.5×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は2:1である。
本発明のPVB膜は、上海美邦塑膠有限公司から購入したものである。
砕けた木条の厚さは0.8cmであり、40枚の砕けた木条を貼り付けて並べて配列し、配列後の辺の長さは前処理木板の辺の長さと同じである。
プレス加工することにより製造した適切な材料が切れると、虎の皮の紋が出てくる。
比較対照例1−23
本発明の対照例1−23に係る23種類の高周波による混合複合材料は、パラメータにおいて実施例8とそれぞれ違い,具体的なパラメータを表3、4、5に示す。

(表3)
Figure 0006767528
Figure 0006767528

(表4)
Figure 0006767528
Figure 0006767528
(表5)
Figure 0006767528

Figure 0006767528
比較対照例24−26
本発明の対照例24−26に係る3種類の高周波による混合複合材料の製造方法は、パラメータにおいて実施例10とそれぞれ違い,具体的なパラメータを表6に示す。
表6:対照例24−26の具体的なパラメータ(N=5)
(表6)
Figure 0006767528
ここで、実施例1における2枚の木板は、ポプラとしなのきをそれぞれ採用して製造され、実施例1以外のすべての試験例及び対照例の3枚の木板は、ポプラ、しなのきとラジアータパインをそれぞれ採用して製造される。
(試験例1)
各組の複合材料の性能指標の考察は以下のとおりである。
実施例1−8と対照例1−23の方法をそれぞれ用いて複合材料を製造し、各種類の複合材料の比重、縦紋耐圧、縦紋引張、曲げ強度、縦紋せん断、横紋せん断と14日間の変形回復率を測定し、各種類の複合材料をそれぞれ5つの平行なサンプルを作成し、その結果を平均値として評価し、考察結果を表7に示す。
表7:高温高圧処理の各パラメータの考察
(表7)
Figure 0006767528
表7からわかるように、本発明で提供される方法により得られた複合材料の各性能指標は、いずれも良好な効果を達成しており、これらのいずれかのパラメータを変更すると、一部の性能指標が低下することになる。
(試験例2)
実施例9−11と対照例24−26の方法をそれぞれ用いて複合材料を製造し、各種類の複合材料上に5つの点(例えば4角と中心点)を測定点として均一に選び、それぞれの点の含水率を測定し、含水率の標準偏差を計算し、各種類の複合材料をそれぞれ5つの平行なサンプルを作成し、その結果を平均値として評価し、考察結果を表8に示す。
表8:含水率均一度試験の結果
(表8)
Figure 0006767528
表8からわかるように、本発明で提供される異なる点の含水量に応じて加熱温度と加熱時間を設定することで,各部分の含水率をより均一にし,各部分の性能をより均一にすることができる。

Claims (10)

  1. 密度0.7kg/m以下の少なくとも2枚の木板を高周波加熱でプレス加工することにより作製し、隣接する木板の間に続層を形成するステップを含み、
    a. 前処理:木板を含水率8%−18%、厚さ10cm以下に処理し、前処理木板を作製し、
    b. 積層処理:2枚または2枚以上の前処理木板を少なくとも1つの荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、荷重方向は、木板の積層方向に平行な直接荷重方向と、直接荷重方向に垂直な間接圧力方向とを含み、
    c. 加熱加圧処理:積層木板の続層を木板温度80−100℃に加熱し、4−6min保温し、受力方向に応じて予め設定された圧縮率に従って加圧処理を行い、
    d. 硬化処理:加熱加圧処理された木板を木板温度180−220℃に高周波加熱し、5−8min保温し、硬化処理を行い、硬化木板を作製し、
    e. 降温処理:水冷技術で硬化処理された木板表面を5−15℃/minの速度で板温度70−85℃まで冷却し、水冷技術の水流速は0.9−1.5m/sであり、木板表面温度88−90℃まで冷却すると同時に風冷却を行い、風速は9.2−9.7m/sであり、風の温度が55−60℃であり、
    f. 養生処理:降温処理された木板を15−20日間常温で放置し、高周波による混合複合材料を得る
    というa−fステップを含み、
    加熱加圧処理と硬化処理の間には、加熱加圧処理された木材を木材温度150−155℃に高周波で加熱し、5−10min保温し、高周波数15−17MHz、加熱速度15−20℃/min、そして木材温度100−110℃に水で冷却し、冷却速度3−5℃/min、続いて2回目の圧縮を行う昇温圧縮処理を行う
    ことを特徴とする高周波による混合複合材料の製造方法。
  2. 請求項1に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  3. 複合材料において隣接する2枚の木板の間に形成した続層は、締り嵌めのほぞ先とほぞ穴であり、ステップb積層処理では、2枚または2枚以上の前処理木板を間接圧力方向に重ねて配置し、積層木板を作製し隣接する第1の前処理木板と第2の前処理木板の密度は、それぞれρaとρa以上のρbであり、第1の前処理木板と第2の前処理木板が隣接する木目方向の縁部にはほぞ先とほぞ先の隙間を合わせたほぞ穴がそれぞれ設けられ、そのうち、ほぞ先に粗さRaの少なくとも1つの粗面が設けられ、Ra=w/ρa、w>0である
    請求項1に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  4. 複合材料において隣接する2枚の木板の間に形成される続層は、2つの凹凸面と2つの凹凸面の間の熱可塑性樹脂薄膜であり、ステップb積層ステップでは、2枚または2枚以上の前処理木板を直接荷重方向に重ねて配置し、積層木板を作製し、隣接する2枚の前処理木板の間に熱可塑性樹脂薄膜が設置される
    請求項1に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  5. 熱可塑性樹脂薄膜は、厚さ0.5−0.9mm、粘度15.6−16.4Pa.s、弾性8−9×10Pa・sのPVB中間膜であり、木板とPVB中間膜の接触面の面積比は100:1−100:100である
    請求項4に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  6. 複合材料において隣接する2枚の木板の間に形成される続層は、2つの係合された凹凸面であり、2つの凹凸面の非ピーク部と非ディップ部には熱可塑性樹脂薄膜がある
    請求項4に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  7. ステップcの予め設定された圧縮率Pは、圧縮後の密度が圧縮前のいずれかの木板密度よりも高くなるように、
    Figure 0006767528


    を満たす
    請求項1に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  8. ステップd硬化処理は高周波による加熱することであり、高周波の電極配列数をNとし、前処理後の木板を電極配列が横に並べる方向に沿ってN個の部分に均等に分け、各部分の平均含水率Qを測定し、硬化処理過程で高周波加熱する場合の木板の温度をT、加熱時間をtとすると、Q、T、tは、
    8%≦Q≦10%の場合、180℃≦T≦185℃、1min≦t<2minとし、
    10%<Q≦12%の場合、185℃<T≦190℃、2min≦t<4minとし、
    12%<Q≦14%の場合、190℃<T≦200℃、4min≦t<5minとし、
    14%<Q≦18%の場合、200℃<T≦210℃、5min≦t≦6minとする
    請求項3に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  9. 加熱加圧処理過程では、木板の内部領域と表面領域を高周波でそれぞれ加熱し、内部領域の高周波数比と表面領域の高周波数比は1:0.88−0.94であり、硬化処理過程では、加熱圧縮処理された板の内部領域と表面領域を高周波でそれぞれ加熱し、内部領域の高周波数比と表面領域の高周波数比は1:0.93−0.96である
    請求項1に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
  10. ステップc加熱加圧処理された木板の厚さが1cm以下の場合、加熱加圧処理前の木板の上面または下面に電気絶縁布を被覆する
    請求項1または2に記載の高周波による混合複合材料の製造方法。
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