CN101036999A - 一种竹制木纹板材及其制造方法 - Google Patents

一种竹制木纹板材及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种竹制木纹板材及其制造方法，竹制木纹板材包括由竹片排列粘合压制而成的面板，所述竹片与所制板材平面成小于90度的倾斜角度布排，其倾斜角度根据所需板材的纹理调整和设定。本发明技术方案制造的竹板材，由于面板采用了竹子的斜置排列方式压制而成，使面板纹理具有高档实木的纹理；由于芯板和底版采用纵横交错的竹席、竹帘、竹丝和片板的排列方式，使整个板材的顺、横纹静曲强度，顺、横纹弹性模量、剪切强度等诸多指标更加良好。

Description

一种竹制木纹板材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种板材，尤其是一种竹制木纹板材及其制造方法。
背景技术
目前市场上主要的民用地板绝大部分都为木地板、竹地板.及竹木复合地板.纤维复合地板。
实木地板因树木生长周期长、资源贫匮、价格昂贵、加工复杂、利用率低且严重损害自然生态环境，中国和国际社会已全面禁止采伐或限制采伐，趋向于大幅度收缩木质地板的生产。造成了实木地板的严重短缺的趋势。
竹地板因采用传统工艺、选材要求严、竹材利用率低、面板纹路单调、工艺流程复杂、生产成本高，所以市场竞争优势无法显现定位一直摆在中低档位。
竹木复合地板因系两种材料复合成地板，由于两种材料的特性不同，对胶液的吸附、粘合力不同，对耐气候、温度、湿度的不同，容易滋生排异性而产生质量问题；且其基材也为紧缺的木材为基料，选用的竹材应质量要求较高利用率极低，也浪费了大量的竹材资源，加工复杂、生产成本增高等诸多弊端，其替代优势无法凸现。
木材中、高密度复合地板又由于民用地板的特殊要求等功能指标需要而根本无法替代中高档地板等。
专利号为99246063.8的中国实用新型专利公开了一种竹质人造板，该竹质人造板，包括竹质芯板和竹质面板，其特征在于竹质芯板由等宽的竹片依次平行排列而成，竹质面板由等厚的竹片依次平行排列而成，并且覆于竹质芯板的上下两表面。进一步，竹质芯板和竹质面板以及竹质芯板的竹片相互间经挤压后通过高分子树脂粘合。
这种竹质人造板的缺点如下：1)横纹静曲强度、横纹弹性模量等诸多重要强度指标无法达到标准；2)因选用的竹片要求高出材率低，造成大量的竹材资源浪费；3)没有木纹效果。
发明内容
本发明的发明目的是为了提供一种竹制木纹板材，以解决现有竹制地板竹材利用率低、选材要求严、难以形成木纹的问题。
本发明的另一目的是提供上述木纹板材的制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种竹制木纹板材，包括面板，所述的面板由竹片排列粘合压制而成，所述竹片与所制板材平面(即压机平面)成小于90度的倾斜角度布排，其倾斜角度根据所需板材的纹理调整和设定。
排列组成面板的竹片，其长短、厚薄或宽窄可相同也可不相同。
所述的面板可依附于各种基材，基材选自竹席(纵横编织)、竹帘(横向或竖向编织)、片竹和竹丝中的一种或一种以上组合。
所述的竹材可按径向、弦向等形式与板材平面成倾斜角度布排设置于基材上。
所述面板和基材叠加的厚度可按功能需要设定为5mm到50mm。并压制大幅面地板胚料或定制料。
所述面板和基材上涂有功能保护层。
所述的功能保护层为油漆、涂料或者复贴功能面膜。
上述竹制木纹板材的制造方法，包括以下步骤：
a)选择材料：选用4-6年生成熟竹为主、直径不限；按所需规格尺寸预留4-5cm余量截断截齐，按竹子径级分理归类；再用机械剖开，剔除内、外节，严格按毛竹径级、竹片的厚薄分理归类；
b)前期处理：将步骤a)中的竹片置于大于或等于80℃的蒸汽沸水中蒸煮大于或等于15分钟，以浸渍清除竹片的营养物质达到杀菌除虫的效果，并且软化竹片；可适量放入双氧水或漂白剂；
c)编织席帘：将步骤b)中的竹片用机械辊压展平，要求将软化的竹片按厚度分别先刨削内外皮后，再分别按厚度予以机械展平(因竹片的厚薄不均匀会直接影响竹片的顺纹裂变以及有效厚度的利用)；按分理后的竹片厚度分别确定合理的厚度剖篾机械剖篾，竹席的篾片厚度在1mm至1.5mm间，竹帘的篾片在1.7mm至2.0mm之间；按分理后的篾片宽度分别铣侧边，确保竹蔑的边沿平直(为合理提高竹片利用率，实际使用的竹蔑宽度是不限的)；按统一的厚度(不限宽度)分别由机械或人工编织(扎)席(径纬交叉)、帘(平行布放)，要求编织(扎)紧密平整；
d)机械干燥：按4-6张竹席或竹帘为一层，搁条按每400mm等距，每层留40-50mm通风道，每单元高度在30-40层之间，由机械或叉车统一送至烘房机械烘干。烘房温度前期3-5小时控制在70℃以下，此后控制在65℃以下，采用机械缓风循环通风定时排湿，干燥时间掌握在36-48小时，含水率目标设定在6％-8％，并确保篾片的应力变化最小，防止篾片顺纹裂变。出烘房的竹席、竹帘存放在库房内定型还原的时间不少于72小时，以保证竹蔑均匀地平衡内外应力、温湿度；
e)涂胶陈化：将竹蔑用高分子树脂胶进行涂胶；竹蔑经均匀浸渍或喷涂工艺后沥干；竹蔑涂胶后沥干的过程即视为陈化初始阶段，一般大于等于15分钟，并可采用封闭保温系统内(温度控制在60℃以下)机械连续滚动输送，确保竹片与胶液的固化和陈化过程的完成；
f)热压成型：由机械或人工铺装组胚；组胚后即进入预压成型机预压，确保竹片、高分子树脂胶液缓慢地紧密粘合，使其中的水份有效地挥发，以前期先消除由快速施压、加热而造成的水份来不及挥发竹大板鼓泡现象，并可有效缩短后道工艺施压的时间；压机应选择13-18层，大于等于1400吨，热压定型后即成为地板的大幅面胚板。
g)制成产品：将上述胚板按所需规格合理套裁开料、光洁处理后进入榫槽机械直接开榫槽，并在地板槽口内侧下端用排钻钻好定位孔，截成所需规格漆上油漆即可。
作为步骤b)的另一种等同方式为放入1.8-3.0百Pa、80-105℃密封罐中进行碳化处理，或在60-100℃沸水中加入所需颜色的色素漂染。步骤e)中所述的高分子树脂胶选自改性酚醛树脂胶液和改性脲醛树脂胶液中的一种。
步骤f)中的高分子树脂胶液作为户外板材黏合剂时选用改性酚醛树脂胶液，温度控制在105到120度，时间掌握在按厚度每1mm约1分钟，超过20mm应考虑延长每1mm约5-8秒。
步骤f)中的高分子树脂胶液作为室内板材黏合剂时选用改性脲醛树脂胶液，温度控制在105到135度，时间掌握在起始按厚度每2mm约1分钟，超过10mm应考虑延长每2mm约3-5秒。
所述的竹制板材还添加有环保型的阻燃剂、除虫剂和防霉剂。
所述的板材在制成地板时，在其侧面设置有一对凹槽和凸槽，其中凹槽和凸槽设置在相对侧。
所述的凹槽的槽口内侧下端设置有若干定位孔。
竹制木纹板材可根据需要定长、定宽、定厚、定功能需要制作。
通过本发明技术方案制造而成的竹板材，由于面板采用了长短、厚薄、或宽窄不需完全一致的竹片按径向、弦向与板材平面(压机平面)成斜角度的布排方式压制而成，使面板纹理具有高档实木的纹理，并可根据通过改变角度去改变竹制木纹板材的纹理；由于基材采用了纵横交错的竹席、竹帘、竹丝和片板的排列方式，使整个板材的顺、横纹静曲强度，顺、横纹弹性模量、剪切强度等诸多指标更加良好。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明的技术特点。
实施例1
a)选择材料：选用4-6年生成熟竹为主、直径不限；按2.5米预留4-5cm余量截断截齐，按竹子径级分理归类；再用机械剖开，剔除内、外节，严格按毛竹径级、竹片的厚薄分理归类；
b)前期处理：将步骤a)中的竹片置于80℃的蒸汽沸水中蒸煮15分钟，以浸渍清除竹片的营养物质达到杀菌除虫的效果，并且软化竹片；
c)编织席帘：将步骤b)中的竹片用机械辊压展平，按分理后的竹片厚度分别机械剖篾，竹席的篾片厚度在1mm至1.5mm间；按分理后的篾片宽度分别铣侧边；按1.2mm的厚度(不限宽度)分别由机械编织(扎)席(径纬交叉)；
d)机械干燥：按6张竹席为一层，搁条按每400mm等距，每层留40mm通风道，每单元高度在40层；送至烘房机械烘干，其中烘房温度前期3小时控制在65℃，此后控制在60℃，采用机械缓风循环通风定时排湿，干燥45小时，含水率目标设定在6％，出烘房的竹席存放在库房内定型还原的时间为72小时；
e)涂胶陈化：竹蔑采用改性酚醛树脂胶液；将胶液均匀浸渍或喷涂工艺后沥干；沥干时间为15分钟；
f)热压成型：由机械铺装组胚；组胚后即进入预压成型机预压；压机应选择18层，1400吨，改性酚醛树脂胶液温度控制在120℃，时间为厚度每1mm约1分钟，超过20mm应考虑延长每1mm约8秒；热压定型后即成为大幅面板材。
实施例2
a)选择材料：选用4-6年生成熟竹为主、直径不限；按2.4米预留4-5cm余量截断截齐，按竹子径级分理归类；再用机械剖开，剔除内、外节，严格按毛竹径级、竹片的厚薄分理归类；
b)前期处理：将步骤a)中的竹片置于80℃的蒸汽沸水中蒸煮20分钟，以浸渍清除竹片的营养物质达到杀菌除虫的效果，并且软化竹片；
c)编织席帘：将步骤b)中的竹片用机械辊压展平，按分理后的竹片厚度分别机械剖篾，竹席的篾片厚度在1mm至1.5mm间；按分理后的篾片宽度分别铣侧边；按1.3mm的厚度(不限宽度)分别由机械编织席；
d)机械干燥：按4张竹席或竹帘为一层，搁条按每400mm等距，每层留45mm通风道，每单元高度在35层之间；送至烘房机械烘干，其中烘房温度前期5小时控制在60℃，此后控制在55℃，采用机械缓风循环通风定时排湿，干燥40小时，含水率目标设定在7％，出烘房的竹席、竹帘存放在库房内定型还原的时间72小时；
e)涂胶陈化：竹蔑采用改性脲醛树脂胶液；将胶液均匀浸渍或喷涂工艺后沥干；沥干时间为25分钟；
f)热压成型：由机械铺装组胚；组胚后即进入预压成型机预压；压机应选择16层，1600吨，温度控制在105℃，时间掌握在起始按厚度每2mm约1分钟，超过10mm应考虑延长每2mm约3-5秒；热压定型后即成为大幅面板材。
实施例3
a)选择材料：选用4-6年生成熟竹为主、直径不限；按2.5米预留4-5cm余量截断截齐，按竹子径级分理归类；再用机械剖开，剔除内、外节，严格按毛竹径级、竹片的厚薄分理归类；
b)前期处理：将步骤a)中的竹片置于100℃的蒸汽沸水中蒸煮15分钟，以浸渍清除竹片的营养物质达到杀菌除虫的效果，并且软化竹片；
c)编织席帘：将步骤b)中的竹片用机械辊压展平，按分理后的竹片厚度分别机械剖篾，竹帘的篾片在1.7mm至2.0mm之间；按分理后的篾片宽度分别铣侧边；按1.7(不限宽度)分别由机械编织帘；
d)机械干燥：按4张竹席或竹帘为一层，搁条按每400mm等距，每层留40mm通风道，每单元高度在30层；送至烘房机械烘干，其中烘房温度前期3小时控制在70℃，此后控制在65℃，采用机械缓风循环通风定时排湿，干燥36小时，含水率目标设定在6％，出烘房的竹席、竹帘存放在库房内定型还原的时间72小时；
e)涂胶陈化：竹蔑采用改性脲醛树脂胶液；将胶液均匀浸渍或喷涂工艺后沥干；沥干时间为15分钟；
f)热压成型：由机械铺装组胚；组胚后即进入预压成型机预压；压机应选择14层，1800吨，改性脲醛树脂胶液，温度控制在135℃，时间掌握在起始按厚度每2mm约1分钟，超过10mm应考虑延长每2mm约3-5秒；热压定型后即成为的大幅面板材。
实施例4
a)选择材料：选用4-6年生成熟竹为主、直径不限；按2.5米预留4-5cm余量截断截齐，按竹子径级分理归类；再用机械剖开，剔除内、外节，严格按毛竹径级、竹片的厚薄分理归类；
b)前期处理：将步骤a)中的竹片置于90℃的蒸汽中蒸煮30分钟以浸渍清除竹片的营养物质达到杀菌除虫的效果，并且软化竹片；
c)编织席帘：将步骤b)中的竹片用机械辊压展平，按分理后的竹片厚度分别机械剖篾，竹帘的篾片在1.7mm至2.0mm之间；按分理后的篾片宽度分别铣侧边；按2.0分别由机械编织帘(平行布放)；
d)机械干燥：按6张竹帘为一层，搁条按每400mm等距，每层留50mm通风道，每单元高度在35层之间；送至烘房机械烘干，其中烘房温度前期4.5小时控制在65℃，此后控制在60℃，采用机械缓风循环通风定时排湿，干燥45小时，含水率目标设定在7％，出烘房的竹席、竹帘存放在库房内定型还原的时间80小时；
e)涂胶陈化：竹蔑采用改性脲醛树脂胶液；将胶液均匀浸渍或喷涂工艺后沥干；沥干时间为25分钟；
f)热压成型：由机械铺装组胚；组胚后即进入预压成型机预压；压机应选择18层，2000吨，温度控制在115℃，时间掌握在起始按厚度每2mm约1分钟，超过10mm应考虑延长每2mm约3-5秒；热压定型后即成为地板的大幅面板材。
上述工艺制得板材的各项目的测试数值与GBT19536-2004执行标准的标准值的比较如下表。
密度：克/立方厘米；
含水率：90℃水中浸泡30分钟膨胀系数1毫米。
  测试项目   标准值   实施例1  实施例2  实施例3  实施例4
  密度   ≥0.90   0.95  0.92  0.98  0.96
  含水率   ≤11(％)   8％  9％  8.5％  10％
  顺纹静曲强度   ≥85mpa  95mpa  98mpa  99mpa  94mpa
  横纹静曲强度   ≥35mpa  45mpa  48mpa  52mpa  50mpa
  顺纹弹性模量   ≥10000mpa  11500mpa  11200mpa  11500mpa  11600mpa
  横纹弹性模量   ≥3500mpa  ≥4000mpa  ≥4200mpa  ≥4300mpa  ≥4100mpa
  胶合强度   ≥1.7mpa  1.9mpa  1.8mpa  1.95mpa  1.75mpa
  剥离合格率   83.3(％)  95.3％  97.3％  98.％  96.％
从上表数据可以看出，通过本发明的方法和结构制得的竹板材，具有优良的静曲强度和弹性模量，竹子的辅料可以开发作为不同档位的地板芯板，极大地提高了全竹的利用率，并不再受竹子品种的限制，因此拓宽了以竹子替代木材的理想替代材料的应用领域及其实用功能，是化废为宝、替代木材的理想替代材料。

Claims (10)

1、一种竹制木纹板材，包括由竹片排列粘合压制而成的面板，其特征在于：所述竹片与所制得的板材平面成小于90度的倾斜角度布排，其倾斜角度的大小根据所需板材的纹理调整和设定。
2、根据权利要求1所述的一种竹制木纹板材，其特征在于：排列组成面板的竹片，其长短、厚薄或宽窄可相同也可不相同。
3、根据权利要求1所述的一种竹制木纹板材，其特征在于：所述的面板可依附于各种基材，基材选自竹席、竹帘、片竹和竹丝中的一种或一种以上组合。
4、根据权利要求3所述的一种竹制木纹板材，其特征在于：所述面板和基材叠加的厚度可按功能需要设定为5mm到50mm。
5、根据权利要求3所述的一种竹制木纹板材，其特征在于：所述面板和基材上涂有功能保护层；所述的功能保护层选自油漆、涂料或者复贴功能面膜中的一种或一种以上共同使用。
6、权利要求1所述的竹制木纹板材的制造方法，包括以下步骤：
a)选择材料：选用4-6年生成熟竹为主、直径不限；按所需规格尺寸预留4-5cm余量截断截齐，按竹子径级分理归类；再用机械剖开，剔除内、外节，严格按毛竹径级、竹片的厚薄分理归类；
b)前期处理：将步骤a)中的竹片置于大于或等于80℃的蒸汽或热水中蒸煮大于或等于15分钟，以浸渍清除竹片的营养物质达到杀菌除虫的效果，并且软化竹片；可适量放入双氧水或漂白剂；
c)编织席帘：将步骤b)中的竹片用机械辊压展平，要求将软化的竹片按厚度分别先刨削内外皮后，再分别按厚度予以机械展平；按分理后的竹片厚度分别确定合理的厚度剖篾机械剖篾，竹席的篾片厚度在1mm至1.5mm间，竹帘的篾片在1.7mm至2.0mm之间；按分理后的篾片宽度分别铣侧边，确保竹蔑的边沿平直；按统一的厚度分别由机械或人工编织席、帘，要求编织紧密平整；
d)机械干燥：按4-6张竹席或竹帘为一层，搁条按每400mm等距，每层留40-50mm通风道，每单元高度在30-40层之间，由机械或叉车统一送至烘房机械烘干。烘房温度前期3-5小时控制在70℃以下，此后控制在65℃以下，采用机械缓风循环通风定时排湿，干燥时间掌握在36-48小时，含水率目标设定在6％-8％，并确保篾片的应力变化最小，防止篾片顺纹裂变。出烘房的竹席、竹帘存放在库房内定型还原的时间不少于72小时，以保证竹蔑均匀地平衡内外应力、温湿度；
e)涂胶陈化：将竹蔑用高分子树脂胶进行涂胶；竹蔑经均匀浸渍或喷涂工艺后沥干；竹蔑涂胶后沥干的过程即视为陈化初始阶段，一般大于等于15分钟，并可采用封闭保温系统内，温度控制在60℃以下；机械连续滚动输送，确保竹片与胶液的固化和陈化过程的完成；
f)热压成型：由机械或人工铺装组胚；组胚后即进入预压成型机预压，确保竹片、高分子树脂胶液缓慢地紧密粘合，使其中的水份有效地挥发，以前期先消除由快速施压、加热而造成的水份来不及挥发竹大板鼓泡现象，并可有效缩短后道工艺施压的时间；压机应选择13-18层，大于等于1400吨，热压定型后即成为地板的大幅面胚板；
g)制成产品：将上述胚板按所需规格合理套裁开料、光洁处理后进入榫槽机械直接开榫槽，并在地板槽口内侧下端用排钻钻好定位孔，截成所需规格漆上油漆即可。
7、根据权利要求6所述的竹制木纹板材的制造方法，其特征在于：步骤b)的另一种等同方法是将步骤a)的竹片放入1.8-3.0百Pa，80-105℃的密封罐中进行碳化处理，或在60-100℃沸水中加入所需颜色的色素漂染。
8、根据权利要求6所述的竹制木纹板材的制造方法，其特征在于：步骤e)中所述的高分子树脂胶选自改性酚醛树脂胶液和改性脲醛树脂胶液中的一种。
9、根据权利要求6所述的竹制木纹板材的制造方法，其特征在于：步骤f)中的高分子树脂胶液作为户外板材黏合剂时选用改性酚醛树脂胶液，温度控制在105-120℃，时间掌握在按厚度每1mm约1分钟，超过20mm应考虑延长每1mm约5-8秒；作为室内板材黏合剂时选用改性脲醛树脂胶液，温度控制在105-135℃，时间掌握在起始按厚度每2mm约1分钟，超过10mm应考虑延长每2mm约3-5秒。
10、根据权利要求6所述的竹制木纹板材的制造方法，其特征在于：所述的竹制木纹板材还添加有环保型的阻燃剂、除虫剂和防霉剂。
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