專利名稱：人工速生材膠合板及其生產方法
技術領域：
本發明屬于人造板制造技術領域，特別是采用人工速生材和完全降解型 植物蛋白膠粘劑生產的膠合板及其生產方法。
背景技術：
人造板是指對木材及其邊角廢料、木屑或其它植物莖葉等進行機械加工 或化學處理，更新組合而成的板面材料。人造板具有質輕、有一定強度、彈 性和強度比原材均勻，收縮性小，不易開裂和翹曲；可用小料拼接；容易加 工成各種性狀，滿足多種用途等諸多優點。可以說，人造板工業的形成和發 展標志著人類在有效利用森林資源方面取得了長足進步。近年來，我國人造 板工業發展迅速。"十五"期間人造板生產規櫝年均增長22%， 2006年的產 量達到7428. 56萬立方米，成為世界上人造板生產和消費的第一大國。
然而，我國人造板工業在高速發展的同時，也存在著產品結構不合理， 生產水平和產品質量總體偏低等現狀。特別是，我國天然林資源短缺的矛盾 在短時期內無法克服；在人造板生產中長期大量使用化學合成膠粘劑，嚴重 影響了環境質量和人們身體健康。如果這些問題不能得到很好的解決，將嚴 重阻礙我國人造板工業的健康發展。
近年來隨著國家大力發展速生豐產人工用林和開展重點地區天然林保護 工程，全國森林資源持續增長。截至2007年，我國人工林已占世界人工林面 積的近1/3。合理利用人工林資源，將是解決我國木材供需矛盾的主要途徑。
天然大分子物質如植物蛋白中含有大量活性化學基團，可以與木材纖維 表面的親水性基團進行化學反應。利用這一特性，對天然大分子進行化學修 飾或改性，就能夠制造出天然木材膠粘劑。在對植物蛋白進行化學改性方面， 對改性大豆蛋白膠粘劑的研究較多，對于其他植物蛋白的改性研究比較少。
現有膠合板的生產工藝依次包括如下步驟單板預處理、涂膠及組坯、 預壓、熱壓和飾面。單板預處理步驟包括單板的干燥和修補，將原料單板進行分選、烘干，并按規格存放。在涂膠及組坯步驟，將單板雙面涂膠，與未 涂膠的單板進行疊加組坯操作。在預壓步驟，將板坯在冷壓機上一次預壓成 型。在熱壓步驟，將成型后的板坯在熱壓機上熱壓形成板基。飾面步驟包括 板基砂光、施膠、覆面和熱壓等工序。最后經過裁邊等工序成為成品板。
發明內容
本發明的目的在于提供一種以各種人工速生材為原料、采用完全降解型 植物蛋白膠粘劑生產的的膠合板及其生產方法。
為達上述目的，本發明采用如下技術方案人工速生材天然型膠合板， 經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓和飾面步驟制成，該膠合板為普通
膠合板，在涂膠及組坯步驟，將長芯方向的單板進行雙面施膠后，在55 100 'C干燥使含水率降至13 17%，拼接成完整芯板-千膠板；再把短芯方向的單 板橫向拼接成完整芯板，對其雙面施膠后與干膠板縱橫疊加組坯；
在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置 48h以上。
人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓步 驟制成，該膠合板為單板層積材，在涂膠及組坯步驟，將單板進行雙面施膠 后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%;干膠板經過淋水順向疊加組坯。
人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓和 飾面步驟制成，該膠合板為細木工板，在涂膠及組坯步驟，將芯條側邊雙面 施膠后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 179&，將烘干后的芯條二次施膠 拼成完整芯板；芯板雙面施膠與中板縱橫疊加組坯；
在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置 48h以上。
人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓步 驟制成，該膠合板為指接板，在涂膠及組坯步驟，將板條的指接齒及側邊施 膠后，在55 10(rC干燥使含水率降至13 17。/。，將烘干后的板條二次施膠拼 接成完整板坯。
人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠、組坯和冷壓步驟制成，該膠合板為科技木，在涂膠及組坯步驟，將染色的單板雙面施膠，在55 100 i:干燥使含水率降至13 17%，干膠板經淋水后組坯。
人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組坯、 預壓、熱壓和飾面步驟，該膠合板為普通膠合板，在涂膠及組坯步驟，將長 芯方向的單板進行雙面施膠后，在55 100。C干燥使含水率降至13 17%，拼
接成完整芯板-干膠板；再把短芯方向的單板橫向拼接成完整^板，對其雙面 施膠后與干膠板縱橫疊加組坯；
在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置 48h以上。
人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組坯.、 預壓、熱壓步驟，該膠合板為單板層基材，在涂膠及組坯步驟，將單板進行 雙面施膠后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%;干膠板經過淋水順向
疊加組坯。
人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組坯、 預壓、熱壓和飾面步驟，該膠合板為細木工板，在涂膠及組坯步驟，將芯條 側邊雙面施膠后，在55 KKTC干燥使含水率降至13 17。/。，將烘干后的芯條 二次施膠拼成完整芯板；芯板雙面施膠與中板縱橫疊加組坯；
在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置 48h以上。
人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組坯、 預壓、熱壓步驟制成，該膠合板為指接板，在涂膠及組坯步驟，將板條的指 接齒及側邊施膠后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，將烘干后的板 條二次施膠拼接成完整板坯。
人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠、組坯 和冷壓步驟，該膠合板為科技木，在涂膠及組坯步驟，將染色的單板雙面施 膠，在55 100"干燥使含水率降至13 17%，干膠板經淋水后組坯。
本發明的板基材料為人工速生材，如楊木、桐木、桉木、松木等。所使 用的膠粘劑為完全降解型植物蛋白膠粘劑。在單板預處理步驟，單板含水率為10 15%;涂膠及組坯步驟選用網帶式
烘干機進行干燥，單板施膠量為單面100 220g/m2，干膠板上淋水量為單面 40 100 g/m2;冷壓工藝參數為壓強0. 8 1.0Mpa、時間40 1440min;熱 壓工藝參數為壓強O. 8 1.2Mpa、溫度105 125。C、時間90 240s/腿；飾 面熱壓工藝參數為壓強0.8 1.2Mpa、溫度110 125。C、時間120 600s。 本發明單板預處理步驟與現有技術相同，首先將原料單板進行分選，然 后采用自然風干或隧道式機械烘干。對烘干后單板的表面缺陷進行人工修補，. 按規格存放。涂膠及組坯步驟與現有技術不同。在熱壓和飾面步驟之間增加 了養生步驟，即完成熱壓工序后，板基自然放置不少于48h的過程。然后進 行飾面處理。
本發明中，基材原料采用人工速生材，不會對天然林造成破壞；所使用 的膠粘劑為植物蛋白原料采用化學改性方法生產的產品，具備完全降解特性； 在板材加工過程和使用周期內無醛類、苯類等有害氣體釋放；廢棄板材在自 然環境下降解時不會產生環境污染。
本發明膠合板膠合強度達1. 95MPa (GB / T9846 — 2004中規定的II類板標 準為>0. 70 MPa)，甲醛釋放量僅0. lmg/L (GB / T9846 —2004中規定的E()級 標準為《0. 5mg/L)。
本發明中膠粘劑可按下述方法制備 (1)、按下述重量份數取料
谷朊粉 9
水 100
檸檬酸 0.77
磷酸氫二鈉 2.21
三氯氧磷 0.5
四氯化碳 2.5
甘油 0.5
山梨酸鉀 0.1。
制備過程為將檸檬酸與磷酸氫二鈉溶于20-3(TC水中配制成pH6. 0的緩 沖溶液，在100r/min的轉速下，.邊攪拌邊加入谷朊粉，使之分散均勻成為乳狀液。將三氯氧磷預先溶解于四氯化碳中配成20% (V/V)的溶液。在攪拌狀 態下，將三氯氧磷溶液緩慢滴加于反應體系中，io分鐘滴加完畢。保持攪拌
轉速不變，保溫反應60分鐘。反應結束前5分鐘，加入甘油和山梨酸鉀。反 應完畢后，即為成品。
(2) 、按下述重量份數取料
脫脂大豆粉 10 水 100
乙酸酐 1
聚丙烯酸鈉 0. 1
脫氫乙酸 0.25 鈉基膨潤土 5
制備過程為取稱量好的脫脂大豆粉緩慢加入預熱至5(TC的水中，進料 時間控制在5 10分鐘，在加入過程中采用150轉/分的轉速攪拌。當攪拌成 為均一乳液后，將乙酸酐分5次加入反應體系中，IO分鐘加入完畢。將攪拌 速度降至75r/min，保溫反應90分鐘。當反應進行至80分鐘時，加入聚丙烯 酸鈉和脫氫乙酸。反應結束后，降溫至20°C 30°C，加入鈉基膨潤土，繼續 攪拌5分鐘即為成品。
(3) 按下述重量份數取料 脫脂菜籽粉 10 水 100 碳酸鈉 11.5 碳酸氫鈉 0.5 十二烷基硫酸鈉 0.5 巰基乙醇 0.2 對羥基苯甲酸丁酯 0.2 辛醇 0.2 高嶺土 5
制備過程為將碳酸鈉和碳酸氫鈉分別配制成0. lmol/L濃度的水溶液， 二者以4: 6的比例混合成為緩沖溶液。將緩沖溶液預熱至55'C，邊攪拌邊加入脫脂菜籽粉，攪拌轉速100r/min，5分鐘內加料完畢。保持攪拌轉速不變， 依次加入十二烷基硫酸鈉和巰基乙醇，保溫反應60分鐘。反應過程中加入辛 醇，消除反應產生的泡沫。反應結束前5分鐘，加入防腐劑對羥基苯甲酸丁 酯。反應完畢后，邊降溫邊加入高嶺土，繼續攪拌5分鐘，即為成品。 (4)按下述重量份數取料
脫脂花生粉9
水100
硼酸0. 38
氯化鉀0. 46
氫氧化鈉0. 1
脲9
瓜兒豆膠0. 3
二甘醇1
富馬酸二甲酯0. 5
輕質碳酸鈣4。
制備過程為將硼酸、氯化鉀和氫氧化鉀按比例配成pH9.0緩沖溶液。 在20 30。C條件下，向緩沖溶液中緩慢加入脫脂花生'粉，攪拌轉速 90r/min，5 10分鐘加料完畢。保持攪拌轉速不變，加入脲，保溫反應60分 鐘。反應55分鐘時，加入二甘醇、瓜兒豆膠、富馬酸二甲酯和輕質碳酸鈣， 繼續攪拌10分鐘，即為成品。
具體實施例方式
人工速生材天然型膠合板，包括一系列采用植物蛋白膠粘劑制造的人工 速生材膠合板類產品普通膠合板、單板層積材、細木工板、指接板、科技 木。以下以最佳工藝條件為例，分別詳述各產品的制作方法
l.普通膠合板的制作方法，以7層膠合板為例
(1)單板預處理步驟'將原料單板進行分選，采用網帶式烘干機，將單 板干燥至含水率12%左右。對烘干后單板的表面缺陷進行人工修補，并按規格存放。
(2)涂膠及組坯步驟將長芯方向的單板按200g/m2 (單面)的施膠量進行雙面涂膠，在溫度75。C的熱風干燥條件下，將施膠板的含水率降至15%。 把烘干后的施膠板進行斜磨、接長和拼接等操作，制成完整長芯板-干膠板。 再將短芯方向的單板進行橫向拼接，形成完整短芯板。在八尺涂膠機上， 按200g/m2(單面)的施膠量對短芯板進行雙面涂膠。對于表背兩層單面涂膠， 施膠量為220g/m2。然后將未涂膠板與干膠板進行縱橫疊加組坯。
(3) 預壓步驟采用壓強0.8Mpa、時間60min (分鐘)的冷壓工藝參數， 將板坯一次預壓成型。
(4) 熱壓步驟在熱壓機上采用壓強O. 9Mpa、溫度ll(TC、時間180s/mm (秒/毫米)的工藝參數，將成型后的板坯熱壓成為成品板基。
(5) 養生步驟把從熱壓機上卸下的成品板基置于涼板架上強制降溫。 在冷卻后的板基表面打上膩子，以板基間放置隔條的方式碼垛堆放。成品板 基自然放置時間不少于48h (小時)。
(6) 飾面步驟經過后期陳放的板基采用雙面定厚砂光。對砂光后的板 基進行雙面施膠，施膠量為120g/m2 (單面)，隨后覆以0.35mm (毫米)厚的 整張單板。在熱壓機上以壓強1.2Mpa、溫度125。C、時間300s (秒)的參數 熱壓。最后再經過砂光、裁邊等工序成為成品板。
2.單板層積材的制作方法，以21層產品為例
(1) 單板預處理步驟將原料單板進行分選，采用網帶式烘干機，將單 板干燥至含水率12%左右。
(2) 涂膠及組坯步驟將單板按200g/m2 (單面)的施膠量進行雙面涂 膠，在溫度75i:的熱風干燥條件下，將施膠板的含水率降至15%。把烘干后 的施膠板進行斜磨和接長，制成干膠板。
再向干膠板表面淋水，淋水量為50g/m2 (單面)。對于板坯表背兩層單面 涂膠，施膠量為220g/m2。然后進行順向疊加組坯。
(3) 預壓步驟采用壓強l.OMpa、時間120min的冷壓工藝參數，將板 坯一次預壓成型。
(4) 熱壓步驟在熱壓機上采用壓強1. OMpa、溫度115。C、時間90s/誦 的工藝參數，將成型后的板坯熱壓成為成品板基。
(5) 養生步驟把從熱壓機上卸下的成品板基置于涼板架上強制降溫，以板基間放置隔條的方式碼垛堆放。成品板基自然放置時間不少于48h。
(6)后處理步驟經過后期陳放的板基采用雙面定厚砂光、裁邊等工序 成為成品板。
3. 細木工板的制作方法
(1) 預處理步驟芯條烘干至含水率12%;整理、加工成相同尺寸。
(2) 涂膠及組坯步驟將芯條側邊按150g/m2 (單面)的施膠量進行涂 膠，在溫度75。C的熱風干燥條件下，將芯條含水率降至15%。將烘干后的芯
條采用同樣的施膠量二次施膠，通過拼版機拼成完整芯板。
中板雙面施膠，施膠量180g/m2 (單面)，與芯板縱橫疊加組坯。
.(3)預壓步驟采用壓強0.8Mpa、時間60min的冷壓工藝參數，將板坯
一次預壓成型。
(4) 熱壓步驟..在熱壓機上采用壓強0. 9Mpa、溫度ll(TC、時間180s/mm 的工藝參數，將成型后的板坯熱壓成為成品板基。
(5) 養生步驟把從熱壓機上卸下的成品板基置于涼板架上強制降溫。. 在冷卻后的板基表面打上膩子，以板基間放置隔條的方式碼垛堆放。成品板 基自然放置時間不少于48h。
(6) 飾面步驟經過后期陳放的板基采用雙面定厚砂光。對砂光后的板 基進行雙面施膠，施膠量為140g/m2 (單面)，隨后覆以0. 35mm.厚的整張單板。 在熱壓機上以壓強1. 0Mpa、溫度120°C、時間300s的參數熱壓。最后再經過 砂光、裁邊等工序成為成品板。
4. 指接板的制作方法
(1) 預處理步驟原木剖分并干燥至含水率12%，經過平刨、壓刨和多 片鋸加工成相同規格板條，在板條兩端通過機械銑出指接齒。
(2) 涂膠及組坯步驟以手工涂刷形式將完全降解型植物蛋白膠粘劑施
于指接處和板條側邊，施膠量120g/m、在溫度75。C的熱風干燥條件下，將板 條含水率降至15。/。。將烘干后的板條采用同樣的施膠量二次施膠，在工作臺上 進行指接和拼接操作。
(3) 預壓步驟采用壓強1.0Mpa、時間240min的冷壓工藝參數，將板
坯一次預壓成型。(4) 熱壓步驟在熱壓機上采用壓強0. 9Mpa、溫度110°C、時間180s/腿 的工藝參數，將成型后的板坯熱壓成為板基。' '
(5) 養生步驟板基經過48h陳放和后期處理制成成品板。
(6) 后期處理步驟經過后期陳放的板基采用雙面定厚砂光。再經過裁
邊等工序成為成品板。
5.科技木的制作方法
(1) 預處理步驟原木旋切成單板后先采用雙氧水進行漂白；水洗后將
單板烘至含水率9%;揀選單板染色、水洗，再次烘干單板含水率至9%。
(2) 涂膠及組坯步驟將單板按200g/m2 (單面)的施膠量進行雙面涂 膠，在溫度75。C的熱風干燥條件下，將施膠板的含水率降至15%。
向烘干后的施膠板表面淋水，淋水量為50g/m2 (單面)。然后按設計紋理 選擇組坯方式。
(3) 冷壓步驟采用壓強l.OMpa、時間24h的冷壓工藝參數，將板坯冷 壓成型。
(4) 后處理步驟成型板坯用模具固定，進行時效處理5d (天)；隨后
經過鋸方和刨切工序成為成品。
權利要求
1. 人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓和飾面步驟制成，其特征在于，該膠合板為普通膠合板，在涂膠及組坯步驟，將長芯方向的單板進行雙面施膠后，在55～100℃干燥使含水率降至13～17％，拼接成完整芯板-干膠板；再把短芯方向的單板橫向拼接成完整芯板，對其雙面施膠后與干膠板縱橫疊加組坯；在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置48h以上。
2、 人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓 和飾面步驟制成，其特征在于，該膠合板為單板層積材，在涂膠及組坯步驟， 將單板進行雙面施膠后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%;干膠板經 過淋水順向疊加組坯。
3、 人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓 和飾面步驟制成，其特征在于，該膠合板為細木工板，在涂膠及組坯步驟， 將芯條側邊雙面施膠后，在55 100°0干燥使含水率降至13 17%，將烘干后 的芯條二次施膠拼成完整芯板；芯板雙面施膠與中板縱橫疊加組坯；在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置 48h以上。
4、 人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓 步驟制成，其特征在于，該膠合板為指接板，在涂膠及組坯步驟，將板條的 指接齒及側邊施膠后，在55 100°(:干燥使含水率降至13 17%，將烘干后的 板條二次施膠拼接成完整板坯。
5、 人工速生材天然型膠合板，經單板預處理、涂膠、組坯和冷壓步驟制 成，其特征在于，該膠合板為科技木，在涂膠及組坯步驟，將染色的單板雙 面施膠，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，干膠板經淋水后組坯。
6、 人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組坯、預壓、熱壓和飾面步驟，其特征在于，該膠合板為普通膠合板，在涂膠及組坯步驟，將長芯方向的單板進行雙面施膠后，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，拼接成完整芯板-干膠板；再把短芯方向的單板橫向拼接成完 整芯板，對其雙面施膠后與干膠板縱橫疊加組坯；在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置48h以上。
7、 人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組 坯、預壓、熱壓和飾面步驟，其特征在于，該膠合板為單板層積材，在涂膠 及組坯步驟，將單板進行雙面施膠后，在55 10CTC干燥使含水率降至13 17%;干膠板經過淋水順向疊加組坯。
8、 人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組 坯、預壓、熱壓和飾面步驟，其特征在于，該膠合板為細木工板，在涂膠及 組坯步驟，將芯條側邊雙面施膠后，在55 100。C干燥使含水率降至13 17°/0， 將烘干后的芯條二次施膠拼成完整芯板；芯板雙面施膠與中板縱橫疊加組坯；在熱壓和飾面步驟之間增加養生步驟，在板基間放置隔條碼垛堆放靜置 48h以上。
9、 人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠及組 坯、預壓和熱壓步驟，其特征在于，該膠合板為指接板，在涂膠及組坯步驟， 將板條的指接齒及側邊施膠后，在55 100°(:干燥使含水率降至13 17%，將 烘干后的板條二次施膠拼接成完整板坯。
10、人工速生材天然型膠合板生產方法，依次包括單板預處理、涂膠、. 組坯和冷壓步驟，其特征在于，該膠合板為科技木，在涂膠及組坯步驟，將 染色的單板雙面施膠，在55 10(TC干燥使含水率降至13 17%，干膠板經淋 水后組坯。
全文摘要
人工速生材天然型膠合板，包括普通膠合板、單板層積材、細木工板、指接板和科技木。本發明使用由植物蛋白原料經化學改性得到的膠粘劑，在板材加工過程中的涂膠及組坯步驟涂膠后進行干燥脫水。所得膠合板膠合強度高，在板材加工過程和使用周期內無醛類、苯類等有害氣體釋放，廢棄板材在自然環境下降解時不會產生環境污染。本發明從根本上杜絕了膠合板類產品由于選材和膠粘劑方面的原因對環境和人類健康產生的危害，真正實現了環境友好型人造板的生產，使人造板產品在生產和使用過程中具有與原木制品相同的自然屬性。
文檔編號B27D1/00GK101279452SQ20081004987
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月27日 優先權日2008年5月27日
發明者楊立新, 陳錫建 申請人:河南新鼎科技發展有限公司