全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板及其制备方法
阅读说明：本技术 全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板及其制备方法 (Brand-new energy-saving ecological floor for full-bamboo or bamboo-wood composite container and preparation method thereof ) 是由 杨湘云 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种全新节能的全竹或竹木复合集装箱用生态地板的制备方法,采用竹席和竹帘上封闭式刚性针辊,滾筒自动连续辗压,并恒量涂胶渗透,再自动恒温预干,渗透胶不经人手接触的制备方法,能在密闭条件下使胶液顺辊针孔恒量渐进渗透到材质内部,从而大大提高了材质的纵横曲径强度,而又不会造成对环境的污染和对人体的损害。还提供了一种全新节能的全竹或竹木复合集装箱用生态地板,由上述制备方法制备得到,纵横曲径强度高。(The invention provides a brand-new energy-saving preparation method of an ecological floor for a full bamboo or bamboo-wood composite container, which adopts a preparation method that closed rigid needle rollers are arranged on a bamboo mat and a bamboo curtain, a roller automatically and continuously rolls, the roller is coated with glue and permeates the glue at a constant quantity, and then the glue is dried in advance at a constant temperature automatically, and the permeated glue is not contacted by hands, so that glue can permeate into the interior of a material gradually along the constant quantity of needle holes of the roller under a closed condition, thereby greatly improving the longitudinal and transverse curved diameter strength of the material, and avoiding pollution to the environment and damage to a human body. The novel energy-saving ecological floor for the all-bamboo or bamboo-wood composite container is prepared by the preparation method, and has high strength of longitudinal and transverse labyrinth paths.)
技术领域
本发明涉及集装箱用生态底板的制备方法技术领域，具体而言，涉及全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板的制备方法。
背景技术
在现有的集装箱结构中，集装箱底板是主要的承载部件，因此对其强度及良好的外观质量提出了较高的要求，目前多用胶合板作为集装箱底板。由于我国竹类资源丰富，加之竹子生长周期短、材质坚硬的特点，竹材在该胶合板领域已被越来越多地使用。
用竹席、竹帘或木质单板制作集装箱用胶合板时，传统的方法是一次成型一次热压的方法，该方法通常是先将单板、竹席、竹帘预处理干燥到一定的水分后，将单板、竹席、竹帘浸入酚醛树脂胶胶液池浸渍数分钟后取出，竖直挂起，让其将表面多余的胶液滴去晾干，然后进行组坯、冷压、热压等工序而制得成品。如国家知识产权局公布的“集装箱底板用胶合板的材料组成及其生产方法”(专利申请号02135051.1)就是采用上述生产工艺。该方法的优点是浸渍后的胶液可完覆盖材料表面，但不能完全渗透到木材或竹材中，经热压后的产品内在径曲强度不高。由于滴去多余的酚醛树脂胶所用的时间较长，会造成生产环境的严重污染，一般不少于2小时，如再进一步将其干燥到一定的含水率，则需更长时间，而酚醛树脂对环境污染较大，也会对人体造成伤害。且传统方法耗胶量很大，按竹材或木材计，一般为210-220kg/m2左右。同时，由于上述工艺流程较长，生产时反复地冷压和热压，造成热能的浪费较多，生产周期较长，从而造成生产成本的上升。
对于用全竹制造的集装箱板，为了成品表面的光滑、平整和耐磨，通常还将热压后的板材表面砂平后，再用浸渍了胶液的牛皮纸、胶膜纸或纺织布覆盖于板材表面进行二次热压，进一步造成成本的上升和材料的浪费。
近年来虽然在胶的施用和压板等工序上采用了一些新措施，例如，不采用浸渍胶液而采用涂布胶液的方法，叠层组板时采用隔层涂胶和不涂胶交替排布竹帘的方法，以消除滴胶过程对环境的污染和对人体的损害，降低酚醛树脂的用胶量。但涂胶的方法只能使胶液布敷于竹材的表面，不能使胶液进入竹材的内部，竹材内在的径曲强度没有得到提高，最后的成品，特别是全竹制品强度不高且易断裂，如为全竹制品，采用隔层涂布胶液的方法，产品质量更是无法得到保证。木质板材虽可不浸胶，但热压时其邻接板材如无液态胶液，则粘合效果不会太好，其强度也不如上过胶液的强度高。也有采用热进热出的热压方法以降低能耗，如中国专利局公布的“竹席竹帘胶合板热进热出生产工艺”(专利申请号：98112652.9)，其在压制表面竹席(一次热压)和组坯后二次热压均采用135-150℃的热压时间，对节约热量有一定效果，然而，该技术仍采用浸胶滴胶的办法，对环境污染和对人体损害没有改进，且该项方法为使产品板材表面平整，仍在竹席表面热压胶膜纸。而胶膜纸也用牛皮纸浸渍的方法，其对环境和人体的损害更进一步加重。同时，还需要消耗牛皮纸。
另外，对于胶黏剂的选择，通常是以脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂为代表的“三醛树脂”作为人造板胶黏剂，这类胶黏剂的工业化生产已有近百年历史，尽管人们通过一代代努力去改良“三醛树脂”，但其产生的甲醛含量超标，仍然污染者室内空气，危害人类健康。如今在环保与健康要求的促使下，需要寻找一种合适的无醛胶黏剂。
因此，需要提供一种全新的集装箱用生态底板制备方法，能够减少生产过程中有毒物质的释放，减少对于环境的污染，同时降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态底板的制备方法，其对环境的污染小，生产成本低。
本发明通过以下技术方案实现：
一种全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态底板的制备方法，包括制材、干燥、渗胶、组坯、泄压、降温的工序；
其中渗胶工序的具体工艺流程为：
当集装箱用生态地板为全竹材料制备时，竹席和竹帘分别先上滾筒可调速的刚性针辊进行自动连续辗压、再上自动恒量针辊进行涂胶渗透后，进入远红外网带输送至自动恒温预干机进行预干，竹席和竹帘使用的胶液浓度均为47％～49％，胶液为生物基与异氰酸酯改性胶黏剂；
当集装箱用生态地板为竹木复合的材料制备时，将木质横芯板双面上四辊式自动恒量涂胶机过胶，木质长单板不过胶，竹帘上滾筒可调速的刚性针辊进行自动连续辗压、再上自动恒量针辊进行涂胶渗透后直接进入组坯工段，使用的胶液浓度均为36％～38％，胶液为生物基与异氰酸酯改性胶黏剂。
本制备方法是利用生物质资源制备生物基与异氰酸酯改性制成木材、竹材无醛胶黏剂，异氰酸酯改性胶黏剂由于本身结构具有很强的极性和活泼型，可以与木材、竹材发生反应，从而在木材、竹材和胶层间形成化学键，并且能够迅速与木材、竹材中的水分发生反应。因此，用生物基与异氰酸酯改性制得的无醛胶黏剂对板材胶接强度高，且耐水性好。在现代人造板工业中，MDI技术是“无甲醛添加”的一种解决方案。除了无甲醛添加外，本制备方法是利用生物质资源制备生物基与异氰酸酯改性制成的木材、竹材无醛胶黏剂，与传统的MDI胶黏剂相比，该改性胶黏剂主要结构为水性高分子——生物基与异氰酸酯改性胶黏剂系四组份粘合剂，使用天然生物原材料，无甲醛释放且可以低温固化，胶黏效果更好，施胶量更少，热压时间更短，这就意味着在同样产量下，比传统的MDI胶黏剂在价格和性能上都具备环保生态的“零醛释放”和具有强大的竞争力。
本发明使用的针辊自动连续碾压、恒量涂胶的方法，能在密闭条件下使胶液顺辊针孔恒量渐进渗透到材质内部，从而大大提高了材质的纵横曲径强度，而又不会造成对环境的污染和对人体的损害。
本发明在使用针辊碾压涂胶的基础上，选择“零醛释放”的胶黏剂，进一步减少了有害物质的释放，使得生产过程更加环保。
进一步地，组坯步骤的具体操作方法为：
当集装箱用生态地板为全竹材料制备时，将渗胶后的竹席立即以辊压输送方式定时输送一张在自动组坯生产流水作业线上已涂好脱模剂的镜面不锈钢板上，紧接着自动组坯生产流水作业线按照设定的产品工艺要求层数纵横交替的自动放置竹帘，最后自动放置一张双面刚性针辊辗压渗胶的竹席，然后再自动输送放置压盖上一张已涂好脱模剂的镜面不锈钢板夹合；然后直接输送至冷压工段叠组至一定高度依次移送至框架式预压机循环预压坯板将坯板预压初步冷粘合；
当集装箱用生态地板为竹木复合材料生产制备时，将木质长单板以辊压输送方式定时输送一张在自动组坯生产流水作业线上的衬垫板上，紧接自动组坯生产流水作业线按照设定的产品工艺要求层数纵横交替的自动输送放置一张双面过胶木质芯板、纵向叠放双面刚性针辊辗压密封渗胶的长竹帘，以此木质芯板、长竹帘纵横交替自动叠组至所需层数后自动输送放置一张木质单板；然后自动输送放置一张面板，然后直接自动输送至冷压工段叠组至一定高度依次移送至框架式预压机循环预压坯板将坯板预压初步冷粘合。
在制备全竹集装箱胶合板时，由于采用光滑的镜面不锈钢板夹合面板和底板，且其夹合的竹席上双面针辊密闭辗压渗透浓度达47％～49％的高固含量“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂胶液，在高温高压下可使竹席内在和外层表面的胶液迅速形成与不锈钢板面一样光洁的坚固一体的胶膜层。
进一步地，热压步骤的具体操作方法为：
经预压机循环预压好的坯板由自动进板架移送至热压机中，同时周边放置米字形强制定厚规进行热压；
当集装箱用生态地板为全竹材料制备时，热压时的温度为130℃～135℃，单位面积压力初始为18MPa～20MPa，保压16～18分钟，然后降压至9MPa～12MPa，保压3～5分钟后压力回升至19MPa～21MPa，热压定型8～12分钟，然后开始渐进卸压，卸压至0压力的时间为2分钟～3分钟；
当集装箱用生态地板为竹木复合材料制备时，热压时的温度为125℃～130'℃，热压初始单位面积压力为16MPa～18MPa，保压13～15分钟后，然后降压至6MPa～8MPa，保压2～3分钟后压力回升至18MPa～20MPa，热压定型6～8分钟，然后开始渐进卸压，卸压至0压力的时间为2分种～3分钟。
本制备方法均衡供热，热压过程中温度始终保持在一定范围之内，使热压时间、热能的损失大大减少，其单位产品能源等方面消耗比目前现行的竹席、竹帘或木质单板制作集装箱用胶合板生产工艺的能源消耗又可降低30％。
进一步地，制材步骤的具体操作方法为：
将生态速生人工林定尺原木上自动化生产线旋切成木质单板、芯板后自然预干，将生态速生枞生大龙竹上自动化生产线定尺制作，除青，编制成不同规格的竹席和竹帘后自然预干。
进一步地，干燥步骤的具体操作方法为：
将木质单板、木质芯板、竹席、竹帘，上网带下辊筒式干燥机进行自动恒温干燥，使自然预干后木质单板、木质芯板、竹席、竹帘的含水率快速达到10％～12％以下。
进一步地，组坯步骤在自动组坯生产流水作业线上完成，自动组坯生产流水作业线上分别设定有不同组坯方式的集装箱用生态底板的流水线。
本发明设计釆用自动化组坯生产流水作业线上完成组坯至链辊输送预压→链辊输送自动刮腻子修补→链辊输送进自动进板架自动进板热压→自动出板堆码至自然通风沉化6～8小时冷却至常温→自动纵横锯边→自动铣槽倒角→自动打码堆垛包装→轨道输送入库的全自动化生产流水作业线。本制备方法克服了人工台位组坯对组坯质量的不稳定性和人工接触胶液对身体的伤害性及人工刮腻子修补等繁重的体力劳动，可一次在自动化生产流水作业线上分别设定流水线不相同的工段、工艺技术连贯性的产出集装箱用生态地板，达到降低劳动强度、减少人工成本、节约能源消耗、杜绝环境污染的目的。
进一步地，热压机采用电脑数控自动操作，温度的预设、升降调节和压力的调节均由电脑控制一次完成。缩短了传统的组坯热压工艺时间近8％又确保了产品质量，真正达到了降耗增效、节能减排、绿色发展的全竹或竹木复合集装箱用生态地板的制备目标。
一种全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态底板，使用上述制备方法制备而成。
本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板的制备方法，不将单板、竹席和竹帘等制作集装箱板的材料按传统工艺放于酚醛树脂中浸渍，因此也省略了将其滴干的施胶工序，减少了胶液的挥发；此外，本发明的胶液选用的是“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂，使用过程中不会释放甲醛，避免了对环境的污染和对人体的损害；
(2)本发明提供的全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板的制备方法，不采用浸渍方法上胶，而是使用针辊连续碾压、恒量喷胶渗透的方法上胶，胶液消耗降低近15％，可将胶耗降低至120～125kg/m3左右；并且免去了二次贴胶纸面的成本和周期，使单机一次成型生产能力提高近50％，生产成本大大下降。采用本制备方法，同比一次可比配置了自动进出板装置的单台压机成熟多出集装箱用生态成品地板10％以上，大大提高了工作效率；
(3)本发明提供的全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板的制备方法，竹席上双面针辊密闭碾压渗透了浓度高达47％～49％的高固含量“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂胶液，在高温高压下夹合，可使竹席内在和外层表面的胶液迅速形坚固一体的胶膜层，免去二次再贴胶纸膜或二次涂树脂胶预干后再夹上不锈钢板热压覆膜的制造成本和二次热压的生产成本，从而达到节能减排的目的；
(4)本发明提供的全新节能全竹或竹木复合集装箱用生态地板，由于在生产过程中胶液渗透均匀，因此具有较高的径曲强度，竹材不会出现断裂或折断的现象。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
全竹生产4'X8'X28mm厚集装箱用生态地板，采用热压机为1800吨热压机，单台每次热压30张全竹集装箱生态地板，其工艺步骤为：
(1)、制材：将生态速生枞生大龙竹上自动化生产线定尺制作除青编制成不同规格的竹席和竹帘后自然预干；
(2)、干燥：将竹席、竹帘输送至上网带下辊筒式干燥机分层进行自动恒温干燥，使自然预干后的竹席、竹帘的含水率快速达到12％以下；
(3)、渗胶：当集装箱用生态地板为全竹材料制备时，竹席和竹帘分别先上滾筒可调速的刚性针辊进行自动连续辗压、再上自动恒量针辊进行涂胶渗透后，进入远红外网带输送至自动恒温预干机进行预干，竹席和竹帘使用的胶液浓度均为47％～49％，胶液为“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂；当集装箱用生态地板为竹木复合的材料制备时，将木质横芯板双面上四辊式自动恒量涂胶机过胶，木质长单板不过胶，竹帘上滾筒可调速的刚性针辊进行自动连续辗压、再上自动恒量针辊进行涂胶渗透后直接进入组坯工段，使用的胶液浓度均为36％～38％，胶液为“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂胶液；
(4)、组坯：将渗胶后的竹席立即以辊压输送方式定时输送一张在自动组坯生产流水作业线上已涂好脱模剂的镜面不锈钢板上，紧接着自动组坯生产流水作业线按照设定的产品工艺要求层数纵横交替的自动放置竹帘，最后自动放置一张双面刚性针辊辗压渗胶的竹席，然后再自动输送放置压盖上一张已涂好脱模剂的镜面不锈钢板夹合，然后直接输送至冷压(预压)工段叠组至一定高度(40张坯板)依次移送至框架式预压机循环预压坯板将坯板预压初步冷粘合，每组(30张坯板)坯板组坯及预压过程时间7～9分钟/张。
(5)、热压：经预压机循环预压好的坯板由自动进板架移送至热压机中，同时周边放置米字形强制定厚规进行热压；热压时的温度为130℃～135℃，单位而积压力初始为18mpa～20mpa，保压16～18分钟，然后降压至9mpa～12mpa，保压3～5分钟后压力回升至19mpa～21mpa热压定型8～12分钟，然后开始渐进卸压，卸压至0压力的时间为2分钟～3分钟；
(6)、卸压、降温：卸压后单台压机即可一次卸出30张集装箱用生态地板，由自动出板架输送摆平在平整且有间隔条的托盘上间隔码齐，自然通风沉化冷却至常温。
实施例2
竹木复合生产4'X8'X28mm厚集装箱用生态地板，热压机压力可调至1600吨公称压力进行热压，每次单机热压30张集装箱用生态地板，其工艺步骤为：
(1)、制材：将生态速生人工林定尺原木上自动化生产线旋切成木质单板、芯板后自然预干，将生态速生枞生大龙竹上自动化生产线定尺制作除青编制成不同规格的竹席和竹帘后自然预干；
(2)、干燥：将木质单板、木质芯板、竹席、竹帘输送至上网带下辊筒式干燥机进行自动恒温干燥，使自然预干后木质单板、木质芯板、竹席、竹帘的含水率快速达到12％以下；
(3)、渗胶：将木质芯板双面上四辊式自动恒量涂胶机过胶，木质单板不过胶，竹帘上刚性针辊自动连续辗压密封循序渐进恒量喷胶渗透自动恒温预干，胶液浓度为36％～38％，胶液为不脱水酚醛树脂胶；
(3)、渗胶：将木质芯板双面上四辊式自动恒量涂胶机过胶，木质单板不过胶，竹帘上刚性针辊自动连续辗压密封循序渐进恒量喷胶渗透自动恒温预干，胶液浓度统一为47％～49％，胶液为“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂；当集装箱用生态地板为竹木复合的材料制备时，将木质横芯板双面上四辊式自动恒量涂胶机过胶，木质长单板不过胶，竹帘上刚性针辊滾筒可调速自动连续辗压、自动恒量针辊涂胶渗透后直接进入组坯工段，胶液浓度为36％～38％，胶液为“零醛释放”的生物基与异氰酸酯改性胶黏剂；
(4)、组坯：将上面的单板以辊压输送方式定时输送一张在自动组坯生产流水作业线上的衬垫板上，紧接自动组坯生产流水作业线按照设定的产品工艺要求层数纵横交替的自动输送放置一张双面过胶木质芯板、纵向叠放双面刚性针辊辗压密封渗胶的长竹帘，以此木质芯板、长竹帘纵横交替自动叠组至所需层数后自动输送放置一张木质芯板；然后自动输送放置一张面板后直接自动输送至框架式预压机冷压(预压)工段叠组至一定高度(每组30张坯板)坯板进行预压，预压过程时间23～27分钟/组后将坯板预压初步冷粘合；
(5)、热压：经预压机循环预压好的坯板由自动进板架移送至热压机中，共放入30张组坯板，同时周边放置米字形强制定厚规进行热压；热压时的温度为125℃～130℃，热压初始单位面积压力为16mpa～18mpa，保压(释放出板内水蒸汽)13～15分钟后，然后降压至6mpat～8mpa，保压2～3分钟后压力回升至18mpa～20mpa，热压定型6～10分钟，然后开始渐进(间断性)卸压，卸压至0压力的时间为2分种～3分钟；
(6)、卸压、降温：卸压后的30张集装箱用生态地板由自动出板架输送摆平在平整且有间隔条的托盘上间隔码齐，自然通风沉化6～8小时冷却至常温。
对比例1
制材、干燥、组坯、热压、卸压、降温过程均与实施例1相同，区别点在于渗胶过程直接将材料浸泡在胶液中8分钟，竖直挂起，使其表面多余的胶液滴干，胶液为生物基和异氰酸酯改性胶黏剂。
实验例1
对实施例1～2和对比例1制备得到的地板进行纵横静曲强度测试，按GB/T17657-1999中的4.9进行。
测试结果如下表所示：
表1静曲强度测试表
横向静曲强度Mpa
纵向静曲强度Mpa
实施例1
115
42.3
实施例2
126
42.5
对比例1
87
38.6
根据表1结果可知：
实施例1和实施例2的横向静曲强度和纵向静曲强度均高于对比例1的静曲强度，说明实施例1和实施例2不仅在制备过程中相比于对比例1少释放了有害物质，而且制备得到的生态地板比对比例1制备的地板渗胶效果更好，整体强度更高。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种吸声板材及其加工方法