一种木质托盘及其生产工艺技术领域
本发明涉及运输领域，特别地涉及运输过程中所使用的托盘及其制备工艺。
背景技术
木材作为一种较难回收使用资源，而大量的木材使用量，使得全球的森林覆盖率逐渐下降，因此，全球大部分国家都实施了森林限额采伐管理制度，严格控制森林采伐，保护森林资源。众所周知，我国作为一个森林资源比较匮乏的国家，每年又有数以亿计的工业用托盘在使用后被废弃，又加剧了森林的砍伐，因此，绿色环保的模压托盘的使用是发展的趋势。
模压托盘作为一种新型的托盘，其最大的优势在于绿色、环保，在国际物流输送中，由于其本身经过高温、高压的加工过程，在此过程中，原木中所含的各种细菌以及虫害等物质均已进行杀灭，不必再进行去虫害化处理，所以无论从时间还是成本上都有巨大的优势，所以得到了越来越广泛的应用。
然而，之前的模压托盘绝大部分仅仅用于低成本的随货转用过程中，由于九支脚托盘固有的特性，底面不能形成连续平面，所以无法在辊道输送、链条输送以及皮带输送中进行使用；而其他一些通过模压工艺生产的川字底工业平托盘，其生产工艺是先将木质刨花生产成为木板，然后在通过和原木同样的切割、钉装工艺来制作，其不仅制作成本高昂，而且承载力也较低，并且在实际应用的过程中，同原木的川字底木质托盘一样，使用时间稍长，其下表面的钉子容易脱落，从而造成生产设备的损坏，更有甚者造成其他更为重大的安全隐患。
发明内容
本发明的主要目的就是为了满足市场对可周转循环使用托盘的需要，生产一种成本低、强度高、低危害的平面底平托盘。
本发明的木质托盘，包括一个面板和三个底盘，其中底盘由一体成型的底板和底腿构成，具体工艺步骤如下：
(1)备料：将木质纤维材料打碎，制成刨花；
(2)干燥：在160℃～200℃范围内干燥刨花，至刨花含水率为5％～6％；
(3)混胶：将干燥后刨花送入滚筒搅拌机中，利用喷胶系统施胶，将刨花和胶黏剂混合均匀；
(4)面板铺装及热压：取适量施胶后刨花，铺装到面板压模中，控制热压压力在500吨～1200吨，热压温度在150℃～250℃之间对刨花进行热压，热压成型后经冷却、表面处理、得面板；
(5)底盘铺装及热压：取适量混胶后刨花装入底盘模压模具组件中，其中模压模具组件由固定模具和活动模具组成，启动活动模具下压，所施加压力为：800吨～1200吨，温度为：130℃～220℃，热压成型后经冷却、表面处理，得无需连接件连接并由底腿和底板构成的底盘；
(6)组装：取一个面板和三个底盘固定得到木质托盘。
优选地，木质纤维包括：人造板生产过程中的废旧胶合板、刨花板、碎料板、木屑，以及农作物秸秆。
优选地，所采用胶黏剂为：氰酸脂和脲醛树脂混合而成的树脂、或酚醛树脂与三聚氰胺树脂混合而成的树脂。
优选地，面板所采用的木质纤维材料与底盘所用纤维材料不同。
优选地，采用气钉枪固定面板和底盘。
本发明还涉及一种由上述木质托盘的制备工艺所制备的木质托盘，其中该托盘包括面板和底盘两个部分，且面板上设置有加强筋，在面板上与底腿接合的部分，留有尺寸长为80mm～250mm之间，宽度为80mm～150mm的连接平面；底腿的底腿部分尺寸长度和宽度方向各比连接平面小1mm。
优选地，底腿侧面，压制出深度为3mm～5mm的凹槽，用以粘贴条形码或RFID芯片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
(1)生产过程一次完成，避免了之前托盘生产过程中底板与底腿分别生产造成的时间浪费，大大的提高了生产效率，使得生产成本大幅度降低。
(2)生产一次性完成，避免了现有技术托盘生产过程中的装订过程中的人工成本、钉子成本、以及时间成本，使得托盘的成本进一步降低。
(3)底板与底腿一体化，不是靠钉子的抓力连接，其强度大幅提高，还避免了托盘使用时间长造成的钉子脱落造成的各类安全隐患。
(4)在底腿的侧面，直接压出凹槽，供粘贴条形码或RFID芯片，省去了原托盘生产托盘过程中的刨槽工艺，进一步降低了成本。
(5)底腿的上下均留有空洞，可以在保证托盘强度不变的情况下，进一步降低托盘整体重量，从而使得使用过程中更加方便、省力，并且在底面也设有加强筋，提高了强度。
附图说明
图1为底盘模压时的组坯示意图；
图2为面板俯视图；
图3为底盘3D图；
图4为托盘组装后的成品3D图。
具体实施方式
根据本发明的木质托盘，包括一个面板和三个底盘，其中底盘由一体成型的底板和角腿构成，具体制备工艺如下：
(1)备料：将木质纤维材料打碎，制成刨花；优选地，刨花为棒状或针状刨花几何尺寸为长10～30mm，宽2～6mm，厚0.5～1.0mm；
(2)干燥：在160℃-200℃范围内干燥刨花，至刨花含水率为5％-6％；
(3)混胶：将干燥后刨花送入搅拌机中，为防止刨花破碎，不宜用高速拌胶机，一般用滚筒拌胶机，利用喷雾系统喷入胶黏剂，可设两个喷雾系统，以便施加不宣混合在一起的两个胶种。在施胶过程中，胶黏剂可以分三次以20％，50％，30％的比例加入，从而保证搅拌的均匀性以及刨花对胶的吸收程度，也可以一次性加入，视所选用木质纤维的渗透程度而定；
(4)面板铺装及热压：取适量施胶后刨花，铺装到面板压模中，控制热压压力在500吨～1200吨范围中，热压温度在150℃～250℃之间对刨花进行热压，热压成型后经冷却、表面处理、得面板；优选地，面板刨花厚度的压缩比为7∶1；热压时间视材料和胶的种类而定，一般在5～20分钟之间；
(5)底盘铺装及热压：取适量混胶后刨花装入底盘模压模具组件中，其中如图1所示，模压模具组件由固定模具4和活动模具1组成，启动活动模具下压，所施加压力为：800吨～1200吨，固定模具和活动模具的加热温度为：130℃～220℃，热压成型后经冷却、表面处理，得底盘；优选地，底盘刨花厚度的压缩比为8∶1；由于底盘需要有良好的承压性能，因此为了保证获得一定强度的底盘，压制时间为8～25分钟；
(6)组装：取一个面板和三个底盘面板固定后得到木质托盘(如图4所示)。
其中，根据本发明的木质托盘，其可以选用的木质纤维包括：人造板生产过程中的废旧胶合板、刨花板、碎料板、木屑、秸秆等材料，其中秸秆可以选用如玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、葵花秸秆等。在制造过程中，上述材料可以先制成刨花，任意两种或以上进行混合后，再送入喷胶步骤。基本上面板和底盘所取用刨花的质量比在1∶1～2.5之间。
所采用的胶黏剂可以采用单种胶及混合胶。其中单种胶可以采用脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺胶、异氰酸酯胶。而其中混合胶一般是异氰酸脂和脲醛树脂混合、或酚醛树脂与三聚氰胺树脂混合，施胶量为2％～15％，优选4％～10％。其他胶水用量需另行调整。经计量后的刨花与定量的脲醛树脂同时送入拌胶机，混合均匀后的原料含水率，应控制在8～10％的范围内。
所述的表面处理包括砂光、涂覆防腐剂、阴干。通过这样的处理，大大提高了托盘的耐候性，提高寿命，减少开支。所选用的防腐剂可根据使用地区的湿度、气候选择。
面板上还可以加设圆弧型和/或直线型的加强筋(如图2、4所示)，这样可以大幅提高普通平面托盘的承载强度，并且在加强筋的交汇处与底盘接合的部分留有平行间隔的连接平面或者浅凹口，以在底盘连接时方便定位以及连接，该平面尺寸长为80mm～250mm之间，宽度为80mm～150mm之间，如果设置的是凹口，则凹口还需要具有3～5mm的深度，以确保连接的稳定性；并且为了进一步提高承载强度，还可以在生产面板的过程中，加入铁丝、钢筋以及竹片等材料。为了获得具有上述技术特征的面板，所采用模具上设置有对应上述加强筋和凹口或者平面的相应凸起。
如图1所示，底盘模具的主要结构包括活动模具部分1，给压制过程提供缓冲和对底盘进行保护的填充材料2，以及固定模具部分4组成，而固定模具由两个部分组成，即外框部以及凸起部构成。现有技术中的底盘利用上下活动模具相向加压而制成进行压制，需要根据材料压缩比计算上下模具的活动范围根据计算压缩比，并对上下模具进行控制，这样的工艺繁琐，容易出现问题。在组坯的时候，现在固定模具中填充一定的填充材料2，再将混胶后的适当刨花铺设到固定模具4中，待一定质量施胶后刨花铺设好后，在其上表面再铺设一层填充材料2，再启动活动模具下压。根据本发明的底盘将底板和底腿融合成一体，并且使用固定和活动模具来压制，减少了上下活动压制中计算压缩比的繁琐，生产中仅需要计算好活动模具1的压制即可生产出一体化的底盘。且为了保护压制过程中底盘表面的平整程度以及控制底盘的尺寸，设置了弹性系数在一定范围内的填充材料，在底盘上下表面上进行保护，同时填充材料为树脂材料，耐高温高压，与木质纤维材料之间不会发生粘连，有助于脱模。
为了便于底盘与面板的接合，底盘的底腿部分尺寸长度和宽度方向各小于面板连接平面1mm，以保证接触面的牢固性又方便与安装。同时，固定模具4上设置有一定的凸起，使得在底腿的侧面，直接压制得到深度为3mm～5mm的凹槽(未具体示出)，供条形码或RFTD芯片的粘贴或者固定，省去了原托盘生产托盘过程中的刨槽工艺，同时可以保证物流运输过程中，对于所运输货物的追踪。底腿的中空结构，可以在保证托盘强度不变的情况下，进一步降低托盘整体重量，从而使得使用过程中更加方便、省力。
在托盘堆叠的过程中，由于底板平面与面板平面的设计结构不同，避免了纯平面接触，提高了防滑性，使得托盘在搬运过程中不容易倾倒。
在组装时，将三个底盘均匀平行间隔放置在面板上预留出的连接平面或者浅凹口上，再通过气枪钉、铁钉等方式将两者固定起来，由此得到本发明的托盘。
另外，考虑到面板和底盘需要承受的压力不同，面板和底盘可以选择相同或者不同的材料制成，如果面板和底盘选择不同的材料制成，则制备工艺需要调整如下：
A.面板制备：
(1)备料：将木质纤维材料打碎，制成刨花；由于面板只是起到承载物品的作用，支承强度需求较弱，因此面板可以选用秸秆、杨木一类的密度较低的材料制造；优选地，面板采用针状刨花，长10～20mm，宽2～4mm，厚0.5～0.8mm；
(2)干燥：在150℃～160℃范围内干燥刨花，至刨花含水率为5％～6％；
(3)混胶：将干燥后刨花送入在滚筒搅拌机中，加入胶黏剂，将刨花和胶黏剂混合均匀，其中胶黏剂可以分三次以20％，50％，30％的比例加入，从而保证搅拌的均匀性，也可以一次性加入，视所选用材料的渗透程度而定；
(4)铺装及热压：将混合后均匀刨花铺装到热压机中，控制热压压力在500吨～1000吨范围中，热压温度在150℃～250℃之间对刨花进行热压，热压成型后经冷却、表面处理、得面板；
B.底盘制备：
(1)备料：将木质纤维材料打碎，制成刨花；由于底盘起到了主要的承重作用，因此选用强度、硬度较大的硬阔叶材进行生产，比如柞木等；优选地，底盘采用棒状刨花，长15～30mm，宽4～6mm，厚0.8～1.0mm；
(2)干燥：根据材料的强度和渗透性，适当地将干燥温度调整为150℃～190℃，至刨花含水率为5％～6％；
(3)混胶：将干燥后刨花送入在滚筒搅拌机中，加入胶黏剂，将刨花和胶黏剂混合均匀；
(4)底盘铺装及热压：取适量混胶后刨花装入底盘模压模具组件中，启动活动模具下压，所施加压力为：800吨～1200吨，温度为：130℃～220℃之间，热压成型后经冷却、表面处理，得底腿；
C.组装：
取一个面板及三个底盘条经气枪固定后得到木质托盘。
根据试验测试结果可知，根据本发明的托盘，在制造工序上得以简化、压制时间和组装时间可减少至少15％，适应于当今生产需求。同时，本发明利用废弃材料和秸秆制造，提高了材料的利用率，并且根据本发明的方法所制备的木质托盘，其强度、结构和耐用性都得到了较大的加强，使用寿命较一般木质托盘相比，提高了20％。总体来说，本发明的优势在于工艺的简化，且所采用的混合胶环保可靠，对环境有良好的保护作用。
以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。