专利名称：一种竹篾胶合板及层积材的快速压制方法
技术领域：
本发明属于 人造板领域的制备技术，尤其涉及一种竹篾胶合板和层积板的制造方法。
背景技术：
当前，我国竹质人造板生产压制工艺主要采用“冷上-热压-冷下”工艺，存在板材压制时间长、生产效率低的缺点，如15mm厚度竹胶板,热压周期约40min 60min,而同等厚度木质胶合板，热压周期一般在15min 18min。并且热压机压板长期经受冷热交变，易于变形损坏，同时冷水降温耗费了大量能源，造成生产成本居高不下，因此急需进行工艺改进。省去压机的冷却步骤，采用“热上-热下”的压制工艺可大幅度减少热压时间，提高生产效率，同时压机变形损毁和能源消耗都将大幅度降低。但是，目前竹人造板工艺制备的板材质量控制比较困难，而且板材翘曲变形的程度和板面平整光洁度高于“冷上-热压-冷下”工艺，尤其在压制厚板时容易造成鼓泡等缺陷，严重影响板材质量。国内很多专家对“热上-热下”工艺进行了研究，专利(200410045045. 7)提出一种“两步法”热压胶合工艺，同时配以中温固化酚醛树脂或其他合适的树脂，先在热压机中采用“热上-热下”工艺胶合，再把板材立即送到另外的冷压机加压冷却定型。“两步法”工艺需要对设备进行调整和重新配置，节能效果比传统“冷上-热压-冷下”工艺明显，工作效率提高，但需要购置冷压机增加投资，而且要对工艺流程和设备均有较高的要求，在工厂中推广仍存在一定的难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速制备竹篾胶合板及层积材的方法，能够提高生产效率，节约能源，降低产品成本。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案
一种竹篾胶合板及层积材的快速制备方法，其方法是将施胶后的竹篾以正交向铺装成竹篾胶合板或顺向铺装成竹篾层积板，放入热压机中，采用高温、高压实现板材中胶粘剂的固化，进而高压成型形成板材产品；继后，在不降低热压机内热压温度的条件下，实施三段以上的卸压过程，使热压机内板面压力从高压降到零；控制板内蒸汽有序释放；最终取出成品。所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，优选实施三段的卸压过程第一段，将板面压力从最高压在5 60s内降到2MPa，并保持一段时间，从降压开始到保压结束，时间范围控制在O. 05 O. 5min/mm ;第二段将板面压力从2Mpa在5 60s内降到IMpa并保持一段时间，时间控制在O. 05 O. 5min/mm范围；第三段板面压力以O. I I. 5min/mm的速度从IMpa减压到OMpa,直至压机张开；总体降压时间不小于O. 25min/mm。其中代表每单位的厚度所施加高压的时间。
所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，在热压机中板面压力高压为4 6Mpa时；可以选择实施三段以上的卸压过程从第一段至倒数第二段每段的卸压是将板面压力从前一段的高压在5 60s内降低O. 5 I. 5Mpa，并保持一段时间，每段的卸压过程中，从降压开始到保压结束，时间范围控制在O. 05 O. 5min/mm ;在完成倒数第二段的卸压后板面压力降至为2Mpa ;最后一段板面压力以O. I I. 5min/mm的速度从IMpa减压到OMpa，直至压机张开；总体降压时间不小于O. 25min/mm，其中，从第一段至倒数第二段每段的卸压值相同或不同，每次保持的时间相同或不同。所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，所述的热压机是采用常规“冷上-热压-冷下”工艺生产线的热压机，在该热压机中加入实现可控分段降压的程序模块。
所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，所述竹篾厚度为O. 8 3. 0mm，在铺装之前先编织成竹帘或竹席，含水率控制在6 20%。所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，竹篾采用浸胶方式施加胶粘剂，施胶量控制在5 10%，施胶后竹篾含水率干燥至8 20%。所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，用厚度规控制成品厚度，板材产品厚度范围6 40mm ;竹篾坯压制的板材密度范围O. 65 I. lg/cm3。所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，所述热压温度范围120 160°C，板面热压高压压力为3 6MPa，高压成型时间不小于O. 5min/mm。所述竹篾胶合板及层积材的快速压制方法中，所述的胶粘剂为热固型胶粘剂。该热固型胶粘剂可以是酚醛、间苯二酚改性酚醛、脲醛或三聚氰胺改性脲醛。高压成型时，按照预定产品形状选择模具并使用该模具进行压制。本发明的优点是
(1)采用现有的“冷上-热压-冷下”工艺，热压周期一般要30分钟以上，而采用本发明的方法只需前述工艺的1/3 2/3周期，大幅度减少了热压的时间，提高了生产效率；
(2)热压机不再受冷热循环影响，变形损毁降低，使用寿命增长；
(3)不需频繁降温升温，大幅度降低了能源消耗。
图I为本发明制造竹篾胶合板或层积板的工艺流程图。图2为本发明的程序降压曲线示意图。图3为本发明实施例产品的结构示意图。下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施例方式由于竹篾层积材的产品厚度较厚，其板坯含水率高，篾片表面及表层均浸溃了树脂胶，且容重大，使热压过程排汽困难，故在现有技术中多用冷进冷出工艺(“冷上-热压-冷下”工艺)；本发明竹篾胶合板及层积材的快速压制工艺是相对于现有“冷上-热压-冷下”工艺方法上的一个实质性的改进，使用设备即可是能够实现本方法的专用新热压机，亦可是对现有“冷上-热压-冷下”工艺生产线的热压机进一步的改进(经过较小改造)而成如加装一个程序降压部件，亦可是在该热压机中加入实现可控分段降压的程序模块，以实现压力的有效控制，这些技术均可由现有的自控技术实现，此处不赘述。本发明的重要创新点在于在完成了如图I所示的前序步骤后(即已高压成型形成板材产品)，在不降低热压机内热压温度的条件下，实施三段以上的卸压过程，通过程序降压，使热压机可以通过有序的降压过程将板材内集聚的高压蒸汽平缓有序的释放，进而防止因板内蒸汽的快速释放导致质量问题的产生。以下是本发明的方法步骤的全过程
I)竹原料的处理对原竹加工最好去除竹青竹黄，竹篾厚度以0. 8 3. Omm范围制备为宜，宽度f 3cm，为保证板材铺装密度均匀，把竹篾编织成竹帘或竹席等比较规则的形状，在铺装时可保证板内密度分布均匀。对竹席或竹帘进行气干或者加热干燥，直至含水率
6-20%o2)施胶为了保证施胶均匀，竹篾采用浸胶方式施加胶粘剂，将竹篾浸入胶粘剂液 体中，浸泡3 30分钟后捞出，浙干，施胶量控制在5 10%。施胶后的竹篾在80°C以下干燥至含水率为8 20%。采用热固型胶粘剂，如酚醛胶粘剂或间苯二酚改性酚醛胶，若对耐水和强度要求较低，也可采用脲醛或三聚氰胺改性脲醛胶粘剂。3)组坯由于竹材本体密度就高，板材的设计密度在0. 65 I. lg/cm3，厚度受压机形状影响最好在6 40mm范围，可采用称重法或者计算压缩比确定铺装方案，采用厚度规控制厚度。当竹篾按照相邻层垂直组坯，产品为竹篾胶合板(如图3所示，相邻层的横向竹帘I与顺向竹帘2垂直组坯，最外的表层是竹席3);当所有竹篾帘都按同方向组坯，产品为竹篾层积板。若压制简单的波纹异形或者产品需要的矩形等形状，可采用金属或者陶瓷模具进行模压压制，减少后继加工程序。4)热压机的改造对热压机加压设备进行改造，增加一个程序降压部件或加入实现可控分段降压的程序模块，以能实现压力的有效控制。5)本发明快速压制工艺把铺装好的板坯放入热压机中，根据胶粘剂固化差异，选择热压温度120 160°C。参见图2，以4min内能达到厚度规位置调试高压压力，根据密度不同在3-6MPa基本可满足厚度要求,高压时间不小于0. 5min/mm (O^1)0在不降低热压温度的条件下，通过三段有序降压方式降压，控制板内蒸汽有序释放，参照图2。第一段将板面压力从最高压快速降到2MPa，并保持一段时间，从降压开始到保压结束，时间控制在0. 05 0. 5min/mm (trt2);第二段将板面压力从2MPa快速降到IMPa并保持一段时间，时间控制在0. 05 0. 5min/mm (t2_t3);第三段从现有压力以0. I I. 5min/mm的速度减压到OMPa,直至压机张开(t3-t4)。总体降压时间不小于0. 25min/mm (Hft4X将板材取出裁边、陈化后入库。本发明在不同的组坯方式以及热压温度、时间和压力控制下，可制备出不同性能的竹篾板材，满足不同需要。下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明。实施例I :
选择竹篾宽度2 3cm，厚度I. 2 2. Omm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶粘剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率15%。设计板材密度0. 9g/cm3,厚度6mm，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，参见图3 ;放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力3MPa保持3min ；30s内卸压至2MPa，保持2min ;再在30s内匀速卸压至IMPa保持4min，Imin内卸压至0打开压机，取出板材，裁边后陈放(如图3)。测得弹性模量>12000MPa，静曲强度>130MPa，2h水煮内结合强度>0. 8MPa。实施例2
选择竹篾宽度2 3cm，厚度I. 2 2. Omm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率15%。设计板材密度0. 9g/cm3，厚度12mm，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，参见图3 ;放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力4MPa保持8min ；40s内卸压至2MPa，保持2min ;再在40s内匀速卸压至IMPa保持4min ；3min内卸压至0打开压机，取出板材，裁边后陈放(如图3)。测得弹性模量>10000MPa，静曲强度>100MPa，2h水煮内结合强度>0. 5MPa。实施例3
选择竹篾宽度2 3cm，厚度I. 2 I. 8mm的竹篾帘，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量27%的酚醛胶黏剂中Smin捞出，浙干，并进一步干燥至含水率12%。设计板材密度I. Og/cm3,厚度25mm，计算后进行称重，将竹帘全部顺向铺装在成型框中，放入热压机，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力5MPa，保持15min，卸压至2MPa保持3min，再卸压IMPa保持2min，最后在5min内降压到0，打开压机，取出板材陈放。实施例4
选择竹篾宽度I 3cm，厚度I. 2 2. Omm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率15%。设计板材密度0. 9g/cm3,厚度18mm，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力6MPa保持IOmin ；60s内卸压至2MPa，保持5min ;再在40s内匀速卸压至IMPa保持5min ；3min内卸压至0打开压机，取出板材，裁边后陈放(如图3)。实施例5
选择竹篾宽度2 3cm，厚度0. 8 I. 5mm的竹篾帘，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量30%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率10%。设计板材密度I. lg/cm3，厚度30mm，计算后进行称重，将竹帘全部顺向铺装，放入热压机，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力6MPa保持20min，40s内卸压至2MPa保持3min，再卸压至IMPa保持5min，最后在5min内降压到0，打开压机，取出板材陈放。实施例6
选择竹篾宽度2 3cm，厚度I. 2 I. 8mm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率10%。设计板材密度0. 9g/cm3，厚度12mm，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力4MPa保持6min ；30s内卸压至2. 5MPa，保持Imin ;再在30s内匀速卸压至IMPa保持Imin ；2min内卸压至0 ;打开压机，取出板材，裁边后陈放。
实施例7
选择竹篾宽度I 3cm，厚度I. 2 2. Omm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率12%。设计板材密度0. 8g/cm3，厚度15mm，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，参见图3 ;放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力4MPa保持6min ;继而四次卸压先IOs内匀速卸压至3MPa，保持Imin ;再在IOs内匀速卸压至2MPa，保持2min ;再在40s内匀速卸压至IMPa，保持4min ;最后2min内卸压至0,打开压机,取出板材,裁边后陈放(如图3)。实施例8
选择竹篾宽度I 2. 5cm，厚度I. 2 2. Omm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率18%。设 计板材密度0. 65g/cm3,厚度28mm，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，参见图3 ;放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力5MPa保持15min ;继而四次卸压先40s内卸压至3. 5MPa，保持2min ;再在40s内卸压至2MPa，保持3min ;再在30s内卸压至IMPa，保持3min ;最后5min内卸压至0,打开压机,取出板材,裁边后陈放(如图3)。实施例9
选择竹篾宽度2 3cm，厚度I. 2 I. 8mm的竹篾帘，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量27%的酚醛胶黏剂中Smin捞出，浙干，并进一步干燥至含水率12%。设计板材密度I. Og/cm3,厚度20mm，计算后进行称重，将竹帘全部顺向铺装在成型框中，放入热压机，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力5MPa保持12min ;继而五次卸压头四次的卸压均为从上一段的高压在IOs内降低IMPa (即第一次从5MPa降至4MPa ;第二次从4MPa降至3MPa ;第三次从3MPa降至2MPa ;第四次从2MPa降至IMPa)，每次均保持2min ;最后一次在IOmin内降压到0,打开压机,取出板材陈放。实施例10
选择竹篾宽度I 3cm，厚度0. 8 I. 5mm的竹篾帘，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量30%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率12%。设计板材密度
I.lg/cm3，厚度30mm，计算后进行称重，将竹帘全部顺向铺装，放入热压机，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力6MPa保持15min，继而六次卸压头五次的卸压均为从上一段的高压在IOs内降低IMPa(即第一次从6MPa降至5MPa ;第二次从5MPa降至4MPa ;第三次从5MPa降至3MPa ;第四次从3MPa降至2MPa ;第五次从2MPa降至IMPa),每次均保持2min ;最后一次在5min内降压到0,打开压机,取出板材陈放。实施例11
选择竹篾宽度2 3cm，厚度I. 2 2. Omm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率15%。设计板材密度0. 9g/cm3,厚度40m，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150 0C，高压压力6MPa保持20min ;继而五次卸压第一次从6MPa降至4. 5MPa，保持2min ；第二次从4. 5MPa降至3MPa，保持2min ;第三次和第四次均降低IMPa，保持3min ;最后一次在5min内由IMPa降压到O，打开压机，取出板材陈放。实施例12
选择竹篾宽度2 3cm，厚度0. 8 I. 8mm的毛竹竹篾帘和竹席，干燥至含水率8%。将材料浸泡至固含量25%的酚醛胶黏剂中5min捞出，浙干，并进一步干燥至含水率10%。设计板材密度0. 95g/cm3,厚度40m，计算后进行称重，将竹席铺装在最外层，竹帘按照对称原则正交向进行铺装，放入热压机中，厚度由厚度规控制。按如下工艺参数进行控制热压温度150°C，高压压力6MPa保持20min ;继而七次卸压第一次至第三次每次降压0. 5MPa，保持3min ;第四次至第五次每次降压I. OMPa，保持3min ;第六次降压I. 5MPa，保持3min ;最后一次在5min内由IMPa降压到0 ;打开压机，取出板材陈放。上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应 视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
权利要求
1.一种竹篾胶合板及层积材的快速制备方法，其方法是将施胶后的竹篾以正交向铺装成竹篾胶合板或顺向铺装成竹篾层积板，放入热压机中，采用高温、高压实现板材中胶粘剂的固化，进而高压成型形成板材产品，所述热压温度范围120 160°C，板面热压高压压力为3 6MPa,高压成型时间不小于O. 5min/mm ;继后，在不降低热压机内热压温度的条件下，实施三段以上的卸压过程，使热压机内板面压力从高压降到零，控制板内蒸汽有序释放；最终取出成品。
2.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于实施三段的卸压过程第一段，将板面压力从最高压在5 60s内降到2MPa，并保持一段时间，从降压开始到保压结束，时间范围控制在O. 05 O. 5min/mm ;第二段将板面压力从2MPa在5 60s内降到IMPa，并保持一段时间，时间控制在O. 05 O. 5min/mm范围；第三段板面压力以O. I I. 5min/mm的速度从IMPa减压到OMPa,直至压机张开；总体降压时间不小于O. 25mi n/mnin
3.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于热压机中板面压力高压为4 6MPa时，实施三段以上的卸压过程从第一段至倒数第二段每段的卸压是将板面压力从前一段的高压在5 60s内降低O. 5 I. 5MPa,并保持一段时间，每段的卸压过程中，从降压开始到保压结束，时间范围控制在O. 05 O. 5min/mm ;在完成倒数第二段的卸压后板面压力降至为2MPa ;最后一段板面压力以O. I I. 5min/mm的速度从IMPa减压到OMPa,直至压机张开；总体降压时间不小于O. 25min/mm,其中，从第一段至倒数第二段每段的卸压值相同或不同，每次保持的时间相同或不同。
4.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于所述的热压机是采用常规“冷上-热压-冷下”工艺生产线的热压机，在该热压机中加装一个程序降压部件或加入实现可控分段降压的程序模块。
5.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于所述竹篾厚度为O. 8 3. 0mm，在铺装之前先编织成竹帘或竹席，含水率控制在6 20%。
6.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于竹篾采用浸胶方式施加胶粘剂，施胶量控制在5 10%，施胶后竹篾干燥至含水率为8 20%。
7.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于用厚度规控制高压成型后的板材产品厚度，板材产品厚度范围为6 40mm ;该板材产品密度范围O. 65 I. lg/cm3。
8.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于所述的胶粘剂为热固型胶粘剂。
9.根据权利要求8所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于所述的热固型胶粘剂为酚醛、间苯二酚改性酚醛、脲醛或三聚氰胺改性脲醛。
10.根据权利要求I所述的竹篾胶合板及层积材的快速压制方法，其特征在于高压成型时，按照预定产品形状选择模具并使用该模具进行压制。
全文摘要
本发明公开了一种竹篾胶合板及层积材的快速制备方法，其以现有竹篾胶合板和层积材生产的“冷上-热压-冷下”工艺生产线为基础，在仅对现有生产线的热压机进行较小改造(在现有压机中安装一个程序降压部件)的条件下实现竹篾胶合板和竹篾层积材的快速压制将施胶后的竹篾以正交向铺装成竹篾胶合板或顺向铺装成竹篾层积板，放入热压机中，采用高温、高压实现板材中胶粘剂的固化，进而高压成型形成板材产品；继后，在不降低热压机内热压温度的条件下，实施三段以上的卸压过程，控制板内蒸汽有序释放；取出成品。其与现有“冷上-热压-冷下”的板材压制方式相比，按本发明方法制备竹篾胶合板和竹篾层积材可节约能源60%以上，提高生产效率1倍以上。
文档编号B27G11/00GK102773888SQ20121027077
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者任一萍, 王正, 高黎 申请人:中国林业科学研究院木材工业研究所