本发明涉及集装箱货柜领域中的集装箱垫板技术，具体涉及一种集装箱用竹木复合底板。
背景技术：
集装箱底板是集装箱的三大主要构件之一，主要用于垫装在集装箱的底面上进行货物承载，集装箱底板本身对强度有较高的要求。传统集装箱底板多采用热带地域的硬质木材作为原料加工生产成型，具有工艺简单，使用方便的优点，但是木底板耐磨性差，使用寿命短，且硬木成才时间长，耗用量大，对环境资源消耗较大。
在木材资源的日益紧缺和克隆原木濒临绝种的情况下，越来越多的材料被应用于集装箱地板的生产过程中，如竹质材料、各种纤维材料、树脂材料、金属材料等都在集装箱地板领域中有应用，而其中作为速生材料的竹质材料成为了新一代的替代材料，越来越多的生产者和研究者都把目光投向了这些生长周期短、价格低廉的材料。
而竹木复合集装箱底板以竹代木，有效地降低了木材的需求，而使用速生材不仅节约了成本而且保护了环境。现有技术中利用竹质材料制备集装箱底板多是采用竹帘热压拼接的方式成型，其材料利用率低，成型后的集装箱底板内部密度存在差异，导致成型后的集装箱底板物理性能不稳定，在面层承受压力和冲击力的应力作用时，容易发生变形失效，也有利用竹质材料作为原料与其他材料进行复合得到复合材料板来制备集装箱底板的，但现有技术中的竹复合集装箱底板结构设计不合理，难于保证集装箱底板长期使用条件下的结构稳定性，在使用一段时间后容易在集装箱底板的内部形成裂纹，并持续发展导致底板在内部裂纹产生后不久出现断裂失效的情况。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题在于提供一种集装箱用竹木复合底板，这种竹木复合底板通过将竹木复合底板与其他材料复合并进行合理的结构设计，能在保证集装箱底板的物理强度需求的情况下保证其使用寿命，为集装箱底板行业提供了更为广泛的原料来源，可用以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种集装箱用竹木复合底板，包括上面层、辅助加强层以及基底层；
所述上面层为一层横向铺放的竹帘层，所述基底层为一层竖向压合后平铺成型的热压竹片层，所述上面层与所述基底层之间隔出有夹层空间，所述上面层的下表面以及所述基底层的上表面上成型有加强网面层，而所述辅助加强层填充并成型于所述夹层空间中，并以加强网面层作为界面层与所述上面层以及所述基底层成型为一体；
所述辅助加强层包括一层中密度纤维浆料填充层和一层高密度纤维浆料填充层，并在所述辅助加强层中成型有增强肋组件；
所述中密度纤维浆料填充层的成型密度为500~600kg/m3，成型于上面层一侧；而所述高密度纤维浆料填充层的成型密度为680~750kg/m3，成型于基底层一侧；
所述增强肋组件上下贯穿辅助加强层，并贴合于上面层以及基底层的内表面上；所述增强肋组件沿集装箱用竹木复合底板的长度方向间隔设置，包括顺序连接的多个增强肋单元，每个增强肋单元均包括对称设置的第一加强肋以及第二加强肋，所述第一加强肋和所述第二加强肋均为弹簧钢成型的钢片结构，竖向设置于辅助加强层中，所述第一加强肋的中间段为外凸弧形段，所述外凸弧形段为劣弧，并在该外凸弧形段的两外端分别设置有光滑圆弧段作为连接部与另一第一加强肋的连接部顺序连接；所述第二加强肋包括对称设置的第一直线段以及第二直线段，所述第一直线段与所述第二直线段的外侧固连于外凸弧形段的外侧，而所述第一直线段与所述第二直线段在内侧相连，其连接部圆弧过渡并固定顶靠于所述外凸弧形段的弧顶内侧面上。
作为进一步限定，所述上面层的纤维走向沿集装箱用竹木复合底板的长度方向设置。
作为进一步限定，所述基底层由若干等厚竹片上胶后在厚度方向上叠合并热压成型，所述基底层的竹片板在平铺成型时，竹片板的胶合方向与所述上面层的纤维走向相互垂直。
作为进一步限定，所述加强网面层为尼龙网面。
作为进一步限定，所述辅助加强层中的中密度纤维浆料填充层中填充的增强纤维为尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维中的一种或者组合；所述增强纤维在中密度纤维浆料填充层中的填充质量比为18~21%。
作为进一步限定，所述辅助加强层中的高密度纤维浆料填充层中填充的增强纤维为尼龙纤维、杂环族聚酰胺纤维与高强度纤维的比例混合物，所述高强度纤维为高强高模聚乙烯纤维和/或玄武岩纤维，且高强度纤维在增强纤维中的质量比不少于30%；所述增强纤维在中密度纤维浆料填充层中的填充质量比为20~23%。
作为进一步限定，所述中密度纤维浆料填充层以及所述高密度纤维浆料填充层以脲醛树脂或者醛酮树脂作为成型树脂浆料，并通过加压填充方式成型，成型时中密度纤维浆料填充层以及高密度纤维浆料填充层分两次成型。
作为进一步限定，位置相对的两个第一加强肋在连接部位置贴合并铆固为一体，而所述第二加强肋在对应第一加强肋的弧顶位置内侧面与外凸弧形段锚固为一体。
本发明的优点及有益效果在于：
①本发明的竹木复合集装箱底板以速生材竹材对传统的硬质木材进行替换，并利用两层密度不同的纤维树脂浆料进行填充，能在树脂料硬化后有效提高竹木复合集装箱底板的承载性能和抗冲击性能，并成型后的集装箱底板的物理稳定性。
②成型于纤维树脂浆料中的增强肋单元能配合中密度纤维浆料填充层以及高密度纤维浆料填充层有效提高辅助加强层的结构稳定性，防止上面层与中密度纤维浆料填充层之间、中密度纤维浆料填充层与高密度纤维浆料填充层之间以及高密度纤维浆料填充层与基底层之间发生层间剥离。
③增强肋单元设置于中密度纤维浆料填充层以及高密度纤维浆料填充层中能有效弥补中密度纤维浆料填充层与高密度纤维浆料填充层材料本身易开裂的缺陷，能在集装箱底板的内部发生裂纹时阻止和延缓裂纹的外扩生长，延长集装箱底板的使用寿命。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的层结构剥离俯视图。
图2为本发明较佳实施例的剖面细节图。
图3为本发明较佳实施例的增强肋单元结构示意图。
其中：1、上面层；2、第一加强网面层；3、中密度纤维浆料填充层；4、高密度纤维浆料填充层；5、第二加强网面层；6、基底层；7、第一加强肋；8、第二加强肋；71、外凸弧形段；72、连接部；81、第一直线段；82、第二直线段。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1~图3的一种集装箱用竹木复合底板的较佳实施例，该集装箱用竹木复合底板用于垫装在集装箱的底面上来作为承重和支撑结构，其尺寸与集装箱尺寸相匹配，以基底层6的下表面作为集装箱的箱体底面接触面，而上面层1的上表现作为集装箱内货物的承载接触面。
在本实施例中，集装箱用竹木复合底板为整体成型，其基底层6包括多块尺寸一致的竹片单片，这些竹片单片在经过去黄去青、碱煮、软化、切片等操作后进行上胶，并在上胶后竖向叠合并热压成型，成型后双面削平后进行面抛光，然后平铺得到如图中所示的基底层6，该基底层6按照图2方式平放于集装箱底面上，使得基底层6中各竹片单片的胶合方向平行于集装箱的宽度方向；而上面层1为竹帘层，且该竹帘层中竹纤维的走向平行于集装箱的长度方向。另外，在上面层1的下表面上成型有一层尼龙网面作为第一加强网面层2，而基底层6的上表面上则成型有一层尼龙网面作为第二加强网面层5，第一加强网面层2和第二加强网面层5均在施胶后粘连于对应的上面层1以及基底层6上。
而在上面层1与基底层6之间则成型有辅助加强层，该辅助加强层的厚度为基底层6厚度的0.8~1.5倍，辅助加强层包括中密度纤维浆料填充层3以及高密度纤维浆料填充层4，其中，中密度纤维浆料填充层3的成型密度为500~600kg/m3，成型于上面层1的下表面一侧；而高密度纤维浆料填充层4的成型密度为680~750kg/m3，成型于基底层6的上表面一侧；中密度纤维浆料填充层3和高密度纤维浆料填充层4均以脲醛树脂或者改性脲醛树脂作为树脂浆料，并均匀分散加强纤维后硬化成型。其中，中密度纤维浆料填充层3中填充的增强纤维为尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维中的一种或者组合，增强纤维在中密度纤维浆料填充层3中的填充质量比为18~21%；而高密度纤维浆料填充层4中填充的增强纤维为尼龙纤维、杂环族聚酰胺纤维与高强度纤维的比例混合物，该比例混合物纤维中的高强度纤维为高强高模聚乙烯纤维和/或玄武岩纤维，且高强度纤维在增强纤维中的质量比不少于30%，另外，增强纤维在高密度纤维浆料填充层4中的填充质量比为20~23%。
在本实施例中，中密度纤维浆料填充层3中填充的增强纤维为尼龙纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维的质量比1:1:1的比例混合物纤维，该比例混合物纤维在中密度纤维浆料填充层3中的填充质量比为20%，且在中密度纤维浆料填充层3中均匀分散。而高密度纤维浆料填充层4中填充有质量比为21%，而高密度纤维浆料填充层4中的增强纤维包括7wt%的尼龙纤维、40wt%杂环族聚酰胺纤维、43wt%高强高模聚乙烯纤维以及10wt%的玄武岩纤维。
在本实施例中，中密度纤维浆料填充层3与高密度纤维浆料填充层4的厚度之比为2:3，这种厚度比例的结构设置能有效承重，并在承重条件下提供抗冲击缓冲保护，其相比于同厚度的纯硬木质集装箱底板，其极限承重性能基本一致（约为热带硬杂木加工制成的“阿必栋”木底板的0.8~1.35倍），但由于中密度纤维浆料填充层3和高密度纤维浆料填充层4的密度差异设置，使得底板表面承重区域的冲击力能快速被中密度纤维浆料填充层3和高密度纤维浆料填充层4组成的辅助加强层来吸收和释放，并减少集装箱货物对上面层1的表面冲击损伤。
中密度纤维浆料填充层3与高密度纤维浆料填充层4虽然能使得集装箱用竹木复合底板具有较佳的抗冲击性能和耐压性能，但由于中密度纤维浆料填充层3与高密度纤维浆料填充层4本身的纤维填充特性，在受压、震动的条件下内部容易在纤维的交界位置产生裂缝，为了减少裂缝的产生并阻止内部裂缝的扩散，在辅助加强层中成还成型有增强肋组件，该增强肋组件如图1所示在集装箱用竹木复合底板的长度方向间隔设置，上下贯穿由中密度纤维浆料填充层3与高密度纤维浆料填充层4组成的辅助加强层，并贴合于上面层1、基底层6内表面上的第一加强网面层2以及第二加强网面层5上。
在本实施例中，每个增强肋组件由多个增强肋单元串接而成，其每个增强肋单元的结构如图3所示，均包括对称设置的第一加强肋7以及第二加强肋8，其中，第一加强肋7包括作为中间段的外凸弧形段71，该外凸弧形段71为对应90°角的劣弧，而外凸弧形段71的两侧均设置有连接部72，该连接部72与外凸弧形段71的外缘光滑圆弧过渡，相对设置的两个第一加强肋7在连接部72位置贴合并铆接固定，位置相邻的两个增强肋单元在连接部72连接为一体；而第二加强肋包8括对称设置的第一直线段81以及第二直线段82，第一直线段81和第二直线段82长度一致，其外侧与外凸弧形段71的外侧固连，而内侧组成一个夹角，该夹角圆弧过渡顶靠于外凸弧形段71的弧顶内侧面上并与外凸弧形段71在该位置锚固为一体。
在本实施例中，中密度纤维浆料填充层3与高密度纤维浆料填充层4在成型时先将成型后的基底层6平铺，并在其表面粘连成型第二加强网面层5并固定增强肋组件，再通过加压填充方式依次成型高密度纤维浆料填充层4以及中密度纤维浆料填充层3，高密度纤维浆料填充层4干至70~85%程度时中密度纤维浆料填充层3，并在中密度纤维浆料填充层3干至70~85%程度时通过带第一加强网面层2的上面层1进行压合固定，直至板体成型。
而通过增强肋组件的设置，一方面能辅助辅助加强层进行承重，并保持辅助加强层的结构稳定，而从力学分析上来说，集装箱用竹木复合底板的上面层上受压时，上面层1以及上层部分中密度纤维浆料填充层3主要承受压应力的作用，而在下层部分中密度纤维浆料填充层3、高密度纤维浆料填充层4以及基底层6上主要承受拉应力的作用，基底层6主要通过在宽度方向上横置的竹片压合结构来利用竹纤维的韧性承受拉应力的作用并保持结构稳定，而下层部分中密度纤维浆料填充层3、高密度纤维浆料填充层4则通过其本身的结构特点以及弹簧钢的刚度和弹性来承受拉应力的作用并保持辅助加强层的结构稳定；同时，在集装箱用竹木复合底板使用一段时间，辅助加强层中应当产生裂缝时，增强肋组件能有效缓解裂缝发生并能有效防止外扩裂缝生长，以保证集装箱用竹木复合底板的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种集装箱用竹木复合底板，其特征在于，包括上面层、辅助加强层以及基底层；
所述上面层为一层横向铺放的竹帘层，所述基底层为一层竖向压合后平铺成型的热压竹片层，所述上面层与所述基底层之间隔出有夹层空间，所述上面层的下表面以及所述基底层的上表面上成型有加强网面层，而所述辅助加强层填充并成型于所述夹层空间中，并以加强网面层作为界面层与所述上面层以及所述基底层成型为一体；
所述辅助加强层包括一层中密度纤维浆料填充层和一层高密度纤维浆料填充层，并在所述辅助加强层中成型有增强肋组件；
所述中密度纤维浆料填充层的成型密度为500~600kg/m3，成型于上面层一侧；而所述高密度纤维浆料填充层的成型密度为680~750kg/m3，成型于基底层一侧；
所述增强肋组件上下贯穿辅助加强层，并贴合于上面层以及基底层的内表面上；所述增强肋组件沿集装箱用竹木复合底板的长度方向间隔设置，包括顺序连接的多个增强肋单元，每个增强肋单元均包括对称设置的第一加强肋以及第二加强肋，所述第一加强肋和所述第二加强肋均为弹簧钢成型的钢片结构，竖向设置于辅助加强层中，所述第一加强肋的中间段为外凸弧形段，所述外凸弧形段为劣弧，并在该外凸弧形段的两外端分别设置有光滑圆弧段作为连接部与另一第一加强肋的连接部顺序连接；所述第二加强肋包括对称设置的第一直线段以及第二直线段，所述第一直线段与所述第二直线段的外侧固连于外凸弧形段的外侧，而所述第一直线段与所述第二直线段在内侧相连，其连接部圆弧过渡并固定顶靠于所述外凸弧形段的弧顶内侧面上。
2.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述上面层的纤维走向沿集装箱用竹木复合底板的长度方向设置。
3.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述基底层由若干等厚竹片上胶后在厚度方向上叠合并热压成型，所述基底层的竹片板在平铺成型时，竹片板的胶合方向与所述上面层的纤维走向相互垂直。
4.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述加强网面层为尼龙网面。
5.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述辅助加强层中的中密度纤维浆料填充层中填充的增强纤维为尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维中的一种或者组合。
6.根据权利要求5所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述增强纤维在所述中密度纤维浆料填充层中的填充质量比为18~21%。
7.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述辅助加强层中的高密度纤维浆料填充层中填充的增强纤维为尼龙纤维、杂环族聚酰胺纤维与高强度纤维的比例混合物，所述高强度纤维为高强高模聚乙烯纤维与玄武岩纤维的任意比例混合物，且高强度纤维在增强纤维中的质量比不少于30%。
8.根据权利要求7所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述增强纤维在中密度纤维浆料填充层中的填充质量比为20~23%。
9.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，所述中密度纤维浆料填充层以及所述高密度纤维浆料填充层以脲醛树脂或者醛酮树脂作为成型树脂浆料，并通过加压填充方式成型，成型时中密度纤维浆料填充层以及高密度纤维浆料填充层分两次成型。
10.根据权利要求1所述的集装箱用竹木复合底板，其特征在于，位置相对的两个第一加强肋在连接部位置贴合并铆固为一体，而所述第二加强肋在对应第一加强肋的弧顶位置内侧面与外凸弧形段锚固为一体。
技术总结