一种全竹集装箱底板及其制作方法与流程

1.本发明属于竹材加工技术领域，特别是涉及一种全竹集装箱底板及其制作方法。


背景技术：

2.集装箱底板是集装箱运输的主要承重构件。随着全球经济联系日益密切，集装箱底板的需求量飞速增长。目前，世界集装箱底板90％以上由我国生产，而竹木复合集装箱底板因原材料丰富、性能优良、成本低廉而得到广泛应用。竹木复合集装箱底板是以竹帘、竹席等竹质单元和木质单板交错组坯，表面覆以浸渍纸热压而成的胶合板。其中主要单元材料为径向竹篾和弦向竹篾编制而成的竹帘、木质单板作为板材平整材料、竹席和浸渍纸赋予集装箱底板表面平整性和耐磨性能。该集装箱底板用到五种不同形态单元材料，材料加工耗工耗时；且同时依赖木材和竹材两种原料，材料采购效率低，受木材砍伐证、运输证、检疫证等制约因素增加；整个生产过程劳动强度大，生产工序繁琐。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种全竹集装箱底板及其制作方法，以解决上述问题，达到减少原材料种类、提高原材料采购效率、降低生产劳动强度、简化生产工序的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种全竹集装箱底板，包括中心层，所述中心层上下两侧分别设置有加强层，所述加强层远离所述中心层的一侧设置有表面层；
5.所述中心层包括至少一层第一纵向竹条层，设置在所述第一纵向竹条层上下两侧的至少一层第一横向竹条层，所述加强层位于所述第一横向竹条层外侧；
6.所述加强层包括若干第二纵向竹条层、若干第二横向竹条层，所述第二纵向竹条层位于所述第一横向竹条层外侧，所述第二横向竹条层位于所述第二纵向竹条层外侧，所述第二纵向竹条层、第二横向竹条层层数相同；
7.所述表面层包括至少一层竹束层，所述竹束层位于所述第二横向竹条层外侧。
8.优选的，所述第一纵向竹条层的数量为一层，所述第一横向竹条层的数量为一层，所述第二纵向竹条层的数量为一层，所述第二横向竹条层的数量为一层，所述竹束层的数量为一层。
9.优选的，所述第一纵向竹条层的数量为一层，所述第一横向竹条层的数量为一层，所述第二纵向竹条层的数量为一层，所述第二横向竹条层的数量为一层，所述竹束层的数量为两层。
10.一种全竹集装箱底板的制作方法，包括以下步骤：
11.竹材加工，将竹材分别加工成竹束、竹条；
12.一次干燥，将所述竹束和竹条进行一次干燥；
13.浸胶，将一次干燥后的所述竹束和竹条浸入胶液中；
14.二次干燥，将浸胶后的所述竹束和竹条进行二次干燥；
15.组坯，将二次干燥后的所述竹束和竹条进行组坯；
16.热压成型，将组坯后的竹束和竹条进行热压成型并固化，制得所述全竹集装箱底板。
17.优选的，竹材加工中，所述竹束为通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，吸胶率大于60％；所述竹条包括竹青和竹黄，所述竹条的厚度为竹材的竹壁厚度，所述竹条的宽度为0.5
‑
1.5mm。
18.优选的，经过一次干燥处理后的所述竹束和所述竹条的含水率在10％以下。
19.优选的，浸胶中，所述胶液为酚醛树脂，包括苯酚、甲醛和naoh，所述苯酚:甲醛:naoh的摩尔比为1:1.9
‑
2.2:0.1
‑
0.2，所述胶液的分子量分布在200
‑
600之间的占95％
‑
98％，固含量为15％
‑
35％，浸胶的量为所述竹束和所述竹条质量分数的10
‑
20％。
20.优选的，二次干燥的干燥温度为60
‑
85℃，所述竹束和所述竹条二次干燥后的含水率为8
‑
15％。
21.优选的，热压成型后得到的所述全竹集装箱底板厚度为28mm
±
0.8mm，密度为0.78
‑
0.85g/cm3，固化温度为120
‑
150℃。
22.优选的，所述竹材为毛竹、麻竹、巨龙竹、青皮竹、小叶龙竹和慈竹中的一种或几种。
23.本发明具有如下技术效果：
24.本发明提供了一种全竹集装箱底板及其制作方法，采用竹束和竹条两种单元形态，减少了现有技术中木单板、竹席等单元材料的加工，减少了加工原材料的种类，降低了采购原材料的价格，通过改变单元形态、优化组坯结构，简化了集装箱底板生产工序，提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例一的组坯顺序图；
27.图2为本发明实施例二的组坯顺序图。
28.其中，1、竹束层；2、第一横向竹条层；3、第一纵向竹条层；4、第二横向竹条层；5、第二纵向竹条层。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.实施例一：
32.参照图1所示，本实施例提供一种全竹集装箱底板，包括中心层，中心层上下两侧分别设置有加强层，加强层远离中心层的一侧设置有表面层；
33.中心层包括至少一层第一纵向竹条层3，设置在第一纵向竹条层3上下两侧的至少一层第一横向竹条层2，加强层位于第一横向竹条层2外侧；
34.加强层包括若干第二纵向竹条层5、若干第二横向竹条层4，第二纵向竹条层5位于第一横向竹条层2外侧，第二横向竹条层4位于第二纵向竹条层5外侧，第二纵向竹条层5、第二横向竹条层4层数相同；
35.表面层包括至少一层竹束层1，竹束层1位于第二横向竹条层4外侧，第一纵向竹条层3两侧的结构对称，保证了制作出的成品集装箱底板性能一致。
36.进一步优化方案，第一纵向竹条层3的数量为一层，第一横向竹条层2的数量为一层，第二纵向竹条层5的数量为一层，第二横向竹条层4的数量为一层，竹束层1的数量为一层。
37.一种全竹集装箱底板的制作方法，包括以下步骤：
38.竹材加工，将竹材分别加工成竹束、竹条；
39.一次干燥，将竹束和竹条进行一次干燥；
40.浸胶，将一次干燥后的竹束和竹条浸入胶液中；
41.二次干燥，将浸胶后的竹束和竹条进行二次干燥；
42.组坯，将二次干燥后的竹束和竹条进行组坯；
43.热压成型，将组坯后的竹束和竹条进行热压成型并固化，制得全竹集装箱底板，通过以上步骤依次对原材料竹材进行处理，可以将原材料竹材加工制作成集装箱底板。
44.进一步优化方案，竹材加工中，竹束为通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，吸胶率大于60％；竹条包括竹青和竹黄，竹条的厚度为竹材的竹壁厚度，竹条的宽度为0.5
‑
1.5mm，提高了原材料竹材的利用率。
45.进一步优化方案，经过一次干燥处理后的竹束和竹条的含水率在10％以下，减少水含量，降低水分对胶的影响。
46.进一步优化方案，浸胶中，胶液为酚醛树脂，包括苯酚、甲醛和naoh，苯酚:甲醛:naoh的摩尔比为1:1.9
‑
2.2:0.1
‑
0.2，胶液的分子量分布在200
‑
600之间的占95％
‑
98％，固含量为15％
‑
35％，浸胶的量为竹束和竹条质量分数的10
‑
20％，限定浸胶量，既能保证竹束和竹条粘合牢固，又能避免浸胶量过多而对热压成型工序产生影响。
47.进一步优化方案，二次干燥的干燥温度为60
‑
85℃，竹束和竹条二次干燥后的含水率为8
‑
15％，设定干燥温度的阈值，保证后续的热压成型能够达到最佳效果。
48.进一步优化方案，热压成型后得到的全竹集装箱底板厚度为28mm
±
0.8mm，密度为0.78
‑
0.85g/cm3，固化温度为120
‑
150℃，设定固化温度阈值保证热压成型效果的同时不会因为温度过高而影响竹材本身的性能。
49.进一步优化方案，竹材为毛竹、麻竹、巨龙竹、青皮竹、小叶龙竹和慈竹中的一种或几种。
50.本实施例的具体制作过程如下：
51.情况一：
52.选取毛竹竹片，一部分竹片采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有
排列方式的疏松束状单元，竹束吸胶率为75％；一部分竹片采用破篾机制成宽度为1.2mm的竹条。将两种单元材料干燥至含水率为8％，然后将其浸入酚醛树脂中，酚醛树脂中苯酚:甲醛:naoh的摩尔比为1:2.0:0.12；酚醛树脂的分子量分布在200
‑
300之间的占98％，竹束和竹条的浸胶量均为14％；浸胶后的竹束和竹条干燥至含水率为15％，干燥温度为70℃；最后按图1组坯，其中竹束层1的层数为1层。将坯料送入压机进行热压，制成密度为0.83g/cm3的集装箱底板，固化温度为140℃。制备得到集装箱底板厚度为28.3mm，含水率5.38％，纵向静曲强度为96.22mpa，弹性模量为12883.42mpa；横向静曲强度为52.42mpa，横向弹性模量为4018.04mpa；浸渍剥离为0，纵向短跨距剪切力8653.82n，集中载荷6994.58n。
53.情况二：
54.选取巨龙竹竹片，一部分竹片采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，竹束吸胶率为93％；一部分竹片采用破篾机制成宽度为1.5mm的竹条。将两种单元材料干燥至含水率为6％，然后将其浸入酚醛树脂中，酚醛树脂中苯酚:甲醛:naoh的摩尔比为1:2.2:0.15；酚醛树脂的分子量分布在300
‑
400之间的占96％，竹束和竹条的浸胶量均为10％；浸胶后的竹束和竹条干燥至含水率为15％，干燥温度为80℃；最后按图1组坯，其中竹束层1的层数为1层。将坯料送入压机进行热压，制成密度为0.78g/cm3的集装箱底板，固化温度为120℃。制备得到集装箱底板厚度为28.5mm，含水率8.33％，纵向静曲强度为86.73mpa，弹性模量为11044.50mpa；横向静曲强度为48.19mpa，横向弹性模量为3964.28mpa；浸渍剥离最长为整个胶层长度1/5，纵向短跨距剪切力7836.58n，集中载荷58340.1n。
55.实施例二：
56.参照图2所示，本实施例的集装箱底板与实施例一的区别仅在于：第一纵向竹条层3的数量为一层，第一横向竹条层2的数量为一层，第二纵向竹条层5的数量为一层，第二横向竹条层4的数量为一层，竹束层1的数量为两层。
57.情况一：
58.选取青竹竹片，一部分竹片采用疏解机疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松束状单元，竹束吸胶率为86％；一部分竹片采用破篾机制成宽度为0.8mm的竹条。将两种单元材料干燥至含水率为10％，然后将其浸入酚醛树脂中，酚醛树脂中苯酚:甲醛:naoh的摩尔比为1:1.9:0.10；酚醛树脂的分子量分布在300
‑
400之间的占95％，竹束和竹条的浸胶量均为20％；浸胶后的竹束和竹条干燥至含水率为8％，干燥温度为70℃；最后按图2组坯，其中竹束层1的层数为2层。将坯料送入压机进行热压，制成密度为0.85g/cm3的集装箱底板，固化温度为130℃。制备得到集装箱底板厚度为27.9mm，含水率4.28％，纵向静曲强度为103.59mpa，弹性模量为16803.56mpa；横向静曲强度为48.19mpa，横向弹性模量为4666.98mpa；浸渍剥离为0，纵向短跨距剪切力9481.70n，集中载荷76679.9n。
59.对比例：
60.从市场购买的浸渍胶膜纸覆面木竹复合集装箱底板，采用的原料为毛竹和桉树单板，层数为19层。板材性能为：纵向静曲强度为86.50mpa，弹性模量为10084.29mpa；横向静曲强度为36.28mpa，横向弹性模量为3626.81mpa；浸渍剥离最长为整个胶层长度1/3，纵向短跨距剪切力6805.17n，集中载荷51317.80n。
61.本技术实施例与对比例各项数据对比如下表：
[0062][0063]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0064]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。