專利名稱：一種改進的高頻加熱的竹/木重組材制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種改進的高頻加熱的竹/木重組材的制造方法，屬于竹材(木材)加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如中國發(fā)明專利公開號CN100999092其發(fā)明名稱為“一種竹篾積成材的制造方法”專利申請?zhí)?00710019222. 8描述了采用高頻電場加熱置于電極之間的一塊含膠竹篾板坯，使內(nèi)外竹篾及其膠粘劑同時均勻加熱固化制造竹篾積成材或竹重組材的方法。具有加熱快、表層芯層同時加熱的優(yōu)點。該制造方法克服了目前通用的竹木材人造板制造中熱壓膠合工序使用蒸汽接觸傳導(dǎo)加熱從表至里、加熱速度慢、不能加工厚度大于50mm的缺點， 同時也克服了中國專利號200610021013.授權(quán)公開號CN100408590所描述的膠合工序， 即先采用單位壓力> 55MPa的超高壓冷壓成型(實際生產(chǎn)壓力為70MPa)，然后在保持壓力條件下使板坯在100 130°C左右的烘房內(nèi)長時間加熱固化。該方法采用的超高壓力是在常溫狀態(tài)下施壓，竹材的細胞腔被壓潰，細胞壁也會受到損傷，導(dǎo)致產(chǎn)品使用中出現(xiàn)龜裂和竹絲剝離的缺陷。高頻加熱制造厚度IOOmm以上的竹木材厚板和方材具有許多優(yōu)勢，但是， 在實施上述中國專利申請?zhí)?00710019222. 8中發(fā)現(xiàn)以下不足①該專利方法采用了負載串聯(lián)于高頻振蕩電路，竹/木材料在高壓電場(8. 0-10. 5kv)中極易放電擊穿，導(dǎo)致無法繼續(xù)加熱；②該專利闡述的方法中一個生產(chǎn)周期只能加熱膠合一塊竹/木重組材，生產(chǎn)率較低；③由于處于下正極板和上負極板之間的被加熱材料直接與上壓頭和下機架接觸，加熱過程中板坯表面通過上壓頭和下機架的散熱量較大，導(dǎo)致被加熱材料上下表面溫度始終低于芯層溫度，膠粘劑固化程度較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的高頻加熱的竹/木重組材制造方法，旨在克服現(xiàn)有高頻加熱膠合存在的上述問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種改進的竹/木重組材的制造方法，其特征是該方法包括如下措施及工藝
一、竹木材負載與高頻發(fā)生器的高頻振蕩電路形成并聯(lián)連接；
二、壓機增設(shè)正極中壓板1 3塊、負極中壓板0 2塊，將正極板和負極板置于中壓板的上下表面，正極中壓板之間交錯布置負極中壓板，且壓機上壓頭和下機架壓板均為負極，極板與壓板之間填充絕熱材料，加工時在中壓板之間以及中壓板與下機、壓機上壓頭之間形成的空間中放置一塊竹重組材或木重組材板坯，這樣高頻壓機一次加熱可膠合2 6 塊及以上的竹重組材、木重組材或竹木復(fù)合重組材；
三、高頻熱壓膠合，其具體工藝步驟分為，
(一)、備單元材料，單元材料為薄竹篾或加縫處理的厚竹篾、或木單板條或染色木質(zhì)單板條；(二)、單元材料干燥，經(jīng)干燥工序?qū)⒑式抵? 10%；
(三)、浸膠及再干燥，膠粘劑為酚醛樹脂，浸漬酚醛樹脂，稀釋至固含量25%，浸膠量 5%-10%，樹脂的絕干重量與竹篾的絕干重量之比，浸膠后竹篾在70°C及以下溫度條件下干燥至含水率8 14% ；
(四)、組坯，將含膠的竹篾或加縫處理過的厚竹篾或木單板條按同一方向、厚度方向不分層次在預(yù)壓打包機上組坯；
(五)、預(yù)壓打包，按照預(yù)先設(shè)定的密度稱重含膠竹篾或木質(zhì)單板條，然后在預(yù)壓機上組坯，啟動液壓系統(tǒng)壓緊后用塑料帶捆緊；
(六)、高頻加熱膠合，將板坯置于高頻壓機的上壓頭和下機架負極和各中壓板之間進行加壓和高頻加熱膠合，一個加熱加壓同期膠合成型竹/木重組材或竹木復(fù)合重組材2 6塊。本發(fā)明利用高頻發(fā)生器產(chǎn)生的兩個交變電場分別作用在板坯上，使竹材、木材、膠粘劑中的偶極分子(主要是材料中的水分子)在高頻電場中被極化，相應(yīng)產(chǎn)生介質(zhì)損耗而自身發(fā)熱，使板坯內(nèi)外同時加熱、膠粘劑發(fā)生縮聚反應(yīng)而固化。所述的高頻電流頻率為 3. 0 6. 78Mc。高頻熱壓膠合中的備料工藝步驟(一)中的薄竹篾，其厚度0. 8 1. 7mm、寬度8 25mm、長度1. 9 3. lm，或經(jīng)加縫處理的厚竹篾，厚度1. 8 6. 0 mm、寬度10 25mm、長度 1. 9 3. Im ；木單板條，其厚度1. 7 2. 2 mm、寬度15 20mm、長度1. 26 2. 6m ；染色木質(zhì)單板條，其厚度1. 5 2 mm、寬度15mm、長度1. 26 2. 6m。高頻熱壓膠合工藝步驟(四)和(五)中的組坯時竹篾的稍與根的匹配，即將50% 的竹篾調(diào)頭后組坯，使坯板長度方向質(zhì)量較均勻；按竹篾和木質(zhì)單板條比例2 :1 (重量比) 均勻混合后鋪設(shè)。高頻熱壓膠合工藝步驟(六)中的加壓是采取垂直和水平雙向加壓，垂直方向加壓實行分段加壓，即隨著板坯內(nèi)溫度的上升，壓力逐步加大，使壓力達到設(shè)定的單位壓力彡8. OMPa,并保壓8 20分鐘，再在20 30分鐘內(nèi)分段降壓、排汽、卸壓。高頻熱壓膠合工藝步驟(六)中的高頻加熱膠合的高頻電流頻率為3. 0 6. 78兆赫茲，兩極間的最大間距彡1.0m。高頻熱壓膠合工藝步驟(六)中的高頻加熱膠合是多層壓板，包括上壓頭、下機架負極壓板和數(shù)層中壓板，既有正極也有負極，形成2 6個高頻電場，一個加熱周期可生產(chǎn) 2 6塊竹/木重組材或竹木復(fù)合重組材。本發(fā)明的優(yōu)點1)坯料內(nèi)外同時加熱、所需壓力較低。對被加熱原料來講，其載荷被均布加熱是其他加熱方式(如輻射加熱及常規(guī)的熱傳導(dǎo)加熱方式)無法比擬的。竹材硬度高，不易壓縮，在熱壓過程中，不僅壓力大，且必須靠加熱軟化才能壓縮至設(shè)計的密度。與傳導(dǎo)性加熱相比，高頻加熱可實現(xiàn)板坯里外一致同步升溫加熱軟化，所需壓力較?。?)絕緣要求低。由于與機架相連的上下壓板均為負極，上下壓板直接通過機架接地，對垂直方向基本無絕緣要求，從而避免電場擊穿，材料著火等現(xiàn)象的產(chǎn)生；3)生產(chǎn)效率高。高頻加熱膠合周期短，厚度160mm的竹木重組材，一個熱壓周期約為40 60分鐘，且一個周期可加工2_6 塊竹木重組材，大大提高生產(chǎn)率；4)環(huán)保及安全性好。工業(yè)化生產(chǎn)時工藝先進、環(huán)保(無須鍋爐)、能源利用經(jīng)濟合理；高頻頻率較低，生產(chǎn)過程中對人體無影響。5)采用本項工藝，竹重組材的成型膠合壓力彡8MPa，大大低于冷壓成型法(70MPa)采用的壓力。


附圖1是一次加熱膠合4塊竹重組材或木重組材的高頻熱壓膠合示意圖。圖中1是下機架壓板(鋼)，2是隔熱材料，3是負極板(薄銅皮)，4是正極板(薄銅皮)，5是中壓板(鋼)，6是不銹鋼墊板，7是竹重組材或木重組材板坯，8是側(cè)向加壓模板(環(huán)氧樹脂)，9是上機架(鋼)，10是壓機上壓頭(鋼)。
具體實施例方式實施例1 竹木材負載并聯(lián)于高頻發(fā)生器的高頻振蕩電路中；壓機增設(shè)正極中壓板1 3塊、負極中壓板0 2塊，將正極板4和負極板3置于中壓板5的上下表面，正極中壓板之間交錯布置負極中壓板，且壓機上壓頭10和下機架壓板1均為負極，極板與壓板之間填充絕熱材料，加工時在中壓板5之間以及中壓板5與下機架壓板1、壓機上壓頭10之間形成的空間中放置一塊竹重組材或木重組材板坯7，這樣高頻壓機一次加熱可膠合2 6塊及以上的竹重組材、木重組材或竹木復(fù)合重組材；在壓機的上下負極板(銅皮)與機架、 各極板(銅皮)與中壓板之間增加隔熱材料，防止熱能傳至中壓板及機架；高頻熱壓膠合，將厚度4mm、寬度20mm、長度3. Im的厚竹篾(可稱為竹片)在加縫機上進行加縫處理，使厚竹篾具有數(shù)條不在同一直線上的穿透縫隙，目的是減少厚竹篾的剛性，并增加后續(xù)浸膠工序時的浸膠量。將厚竹篾干燥至含水率8 10%左右，浸漬酚醛樹脂(稀釋至固含量25%)，浸膠量6%(樹脂的絕干重量與竹篾的絕干重量之比)。浸膠后竹篾低溫(60°C)干燥至含水率8 14%，再按照密度1. lg/cm3進行竹篾重量計算、稱重，竹篾按同一方向(厚度方向不分層次)在預(yù)壓打包機上組坯、啟動液壓系統(tǒng)，壓板壓縮竹篾后用塑料打包帶捆緊，吊4包竹篾進入上下4層的進料機，用機械方式同時輸送入高頻加熱壓機內(nèi)；啟動液壓站，先啟動側(cè)壓，使側(cè)壓板間距固定在設(shè)定的位置(如800mm)，再啟動正壓，上壓板和各中壓板先后下降，達到設(shè)定的單位壓力3. 5MPa ；接通高頻電源，形成4個高頻電場加熱竹篾；IOmin時將壓力增加至8. OMPa,同時繼續(xù)高頻加熱，當(dāng)板坯內(nèi)溫度達到140 150°C，繼續(xù)保壓5min， 然后在20 30min內(nèi)分段降壓、排汽、卸壓；加熱時間25min左右，熱壓周期約為50min左右；高頻電流頻率為3. 0 3. 5兆赫茲。高頻功率前期55 60kW，后期40 50kW.
竹重組材的物理力學(xué)性能如下 尺寸3. OmX800mmX 150mm 密度0. 95 1. 2g/cm3 MOR Il 彡 IlOMPa MOE Il 彡 IOOOOMPa
實施例2 高頻熱壓膠合，將厚1. 2mm、寬15mm、長3. Im的薄竹篾干燥至含水率8 10%, 5浸漬酚醛樹脂(稀釋至固含量25%)，浸膠量7% (樹脂的絕干重量與竹篾的絕干重量之比)，其它同實施例1。薄竹篾重組材物理力學(xué)性能如下 尺寸3. OmX 800mmX 150mm
密度0. 95 1. lg/cm3MOR Il 彡 120MPa MOE Il 彡 IlOOOMPa
實施例3 高頻熱壓膠合，將上述竹篾按實施例1所述方法進行處理；木質(zhì)單板條寬度15mm左右、厚度1. 5 2mm、長度2. 6m,干燥至含水率8%，浸膠、低溫干燥至含水率8 14%，再按照密度1. Og/cm3計算、稱重，按竹篾和木質(zhì)單板條比例2 1 (重量比)稱重并混合均勻，在預(yù)壓打包機上按同一方向均勻鋪設(shè)，鋪設(shè)完畢后啟動預(yù)壓打包機的液壓系統(tǒng)，壓板壓至規(guī)定壓力，壓縮后用塑料打包帶扎緊。熱壓時同時吊裝4包進入進料機，用機械方式同時輸送入高頻加熱壓機內(nèi)；啟動液壓站，先開啟側(cè)壓，使側(cè)壓板間距固定在設(shè)定的位置(如 800mm)，再啟動正壓，上壓板和各中壓板先后下降，達到設(shè)定的單位壓力3. OMPa ；接通高頻電源，形成4個高頻電場同時加熱；IOmin時將壓力增加至7. OMPa,同時繼續(xù)高頻加熱，當(dāng)竹篾達到135 145°C，繼續(xù)保壓5min，再于20 30min內(nèi)分段降壓、排汽、卸壓；加熱時間 25min左右，熱壓周期約為50min ；高頻電流頻率為3. O 3. 5兆赫茲。高頻功率前期55 60kW，后期 40 50kW.
竹木復(fù)合重組材物理力學(xué)性能如下 尺寸2. 5mX800mmX 150mm 密度:0. 85 1. lg/cm3 MOR Il 彡 90MPa MOE Il 彡 IOOOOMpa
實施例4高頻熱壓膠合，染色木單板條分為淺黑色和棕色二種顏色，寬15 20mm左右、厚1. 7 2. 2mm、2. 6m,干燥至含水率8%左右，浸膠、低溫干燥至含水率8 14%，再按照密度0. 8g/cm3進行計算、稱重，將所需帶膠兩種顏色木質(zhì)單板條分成若干小捆，每小捆分別成另一種顏色的小捆單板條混合，然后按同一方向(厚度方向不分層次)在預(yù)壓打包機上組坯；啟動預(yù)壓打包機的液壓系統(tǒng)，壓板壓至規(guī)定壓力后用塑料打包帶扎緊，熱壓時同時吊裝4包進入進料機，用機械方式輸同時送入高頻加熱壓機內(nèi)；啟動液壓站，先開啟側(cè)壓， 使側(cè)壓板間距固定在設(shè)定的位置如800mm，再啟動正壓，上壓板和各中間壓板先后下降，達到設(shè)定的單位壓力2. OMPa ；接通高頻電源，形成正負板相間的4個高頻電場進行介質(zhì)加熱； IOmin時后將壓力增加至6. OMPa,同時繼續(xù)高頻加熱，當(dāng)木材內(nèi)部達到135 145°C，繼續(xù)保壓5min，再于20 30min內(nèi)分段降壓、排汽、卸壓；熱壓周期約為50min ；高頻電流頻率 3. O 7. 68兆赫茲。 染色木單板重組材物理力學(xué)性能如下 尺寸2. 5mX 800mmX 150mm, 密度:0. 65 0. 9g/cm3， MOR // 彡 90MPa, MOE // 彡 lOOOOMpa。
權(quán)利要求
1.一種改進的竹/木重組材的制造方法，其特征是該方法包括如下措施及工藝一、竹木材負載與高頻發(fā)生器的高頻振蕩電路形成并聯(lián)連接；二、壓機增設(shè)正極中壓板1 3塊、負極中壓板0 2塊，將正極板和負極板置于中壓板的上下表面，正極中壓板之間交錯布置負極中壓板，且壓機上壓頭和下機架壓板均為負極，極板與壓板之間填充絕熱材料，加工時在中壓板之間以及中壓板與下機架、壓機上壓頭之間形成的空間中放置一塊竹重組材或木重組材板坯，這樣高頻壓機一次加熱可膠合2 6塊及以上的竹重組材、木重組材或竹木復(fù)合重組材；三、高頻熱壓膠合，其具體工藝步驟分為，(一)、備單元材料，單元材料為薄竹篾或加縫處理的厚竹篾、或木單板條或染色木質(zhì)單板條；(二)、單元材料干燥，經(jīng)干燥工序?qū)⒑式抵? 10%；(三)、浸膠及再干燥，膠粘劑為酚醛樹脂，浸漬酚醛樹脂，稀釋至固含量25%，浸膠量 5%-10%，樹脂的絕干重量與竹篾的絕干重量之比，浸膠后竹篾在70°C及以下溫度條件下干燥至含水率8 14% ；(四)、組坯，將含膠的竹篾或加縫處理過的厚竹篾或木單板條按同一方向、厚度方向不分層次在預(yù)壓打包機上組坯；(五)、預(yù)壓打包，按照預(yù)先設(shè)定的密度稱重含膠竹篾或木質(zhì)單板條，然后在預(yù)壓機上組坯，啟動液壓系統(tǒng)壓緊后用塑料帶捆緊；(六)、高頻加熱膠合，將板坯置于高頻壓機的上壓頭和下機架負極和各中壓板之間進行加壓和高頻加熱膠合，一個加熱加壓同期膠合成型竹/木重組材或竹木復(fù)合重組材2 6塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹/木重組材的制造方法，其特征是高頻熱壓膠合中的備料工藝步驟(一)中的薄竹篾，其厚度0. 8 1. 7mm、寬度8 25mm、長度1. 9 3. lm，或經(jīng)加縫處理的厚竹篾，厚度1. 8 6. 0 mm、寬度10 25mm、長度1. 9 3. Im ；木單板條，其厚度1. 7 2. 2 mm、寬度15 20mm、長度1. 26 2. 6m ；染色木質(zhì)單板條，其厚度1. 5 2 讓、寬度15mm、長度1. 26 2. 6m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹木重組材的制造方法，其特征是高頻熱壓膠合工藝步驟(四)和(五)中的組坯時竹篾的稍與根的匹配，即將50%的竹篾調(diào)頭后組坯，使坯板長度方向質(zhì)量較均勻；按竹篾和木質(zhì)單板條比例2 1 (重量比)均勻混合后鋪設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹/木重組材的制造方法，其特征是高頻熱壓膠合工藝步驟(六)中的加壓是采取垂直和水平雙向加壓，垂直方向加壓實行分段加壓，即隨著板坯內(nèi)溫度的上升，壓力逐步加大，使壓力達到設(shè)定的單位壓力彡8. OMPa,并保壓8 20分鐘， 再在20 30分鐘內(nèi)分段降壓、排汽、卸壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹/木重組材的制造方法，其特征是高頻熱壓膠合工藝步驟(六)中的高頻加熱膠合的高頻電流頻率為3. 0 6. 78兆赫茲，兩極間的最大間距 (1. Om0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種竹/木重組材的制造方法，其特征是高頻熱壓膠合工藝步驟(六)中的高頻加熱膠合是多層壓板，包括上壓頭、下機架負極壓板和數(shù)層中壓板，既有正極也有負極，形成2 6個高頻電場，一個加熱周期可生產(chǎn)2 6塊竹/木重組材或竹木復(fù)合重組材。
全文摘要
本發(fā)明是一種改進的竹/木重組材的制造方法，包括如下工藝一、竹木材負載與高頻發(fā)生器的高頻振蕩電路形成并聯(lián)連接；二、加工時在中壓板5之間以及中壓板與下機架1、壓頭10之間形成的空間中放置一塊竹重組材或木重組材板坯7；三、高頻熱壓膠合，其具體工藝步驟分為，(一)備單元材料；(二)單元材料干燥；(三)浸膠及再干燥；(四)組坯；(五)預(yù)壓打包；(六)高頻加熱膠合。優(yōu)點避免表層膠粘劑過度固化而發(fā)脆或芯層膠粘劑未固化而造成膠合不良的現(xiàn)象；使用較低的壓力而達到良好的膠合質(zhì)量，竹/木重組材的成型膠合壓力≤8MPa。熱壓膠合的周期短。
文檔編號B32B21/13GK102320068SQ2011102816
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者周建華, 張齊生, 曾樟清, 朱其孟, 林海, 熊曉洪, 穆國君, 蔣身學(xué), 陳永興 申請人:南京林業(yè)大學(xué)