CN101524864A - 一种大片竹束帘人造板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大片竹束帘人造板，其包括有若干层相互垂直或平行地叠在一起竹束帘，其间设胶层，使之胶合成为人造板，竹束帘上包含竹青、竹肉和竹黄三个部分，在该竹束帘的上下表面分别包括有蜡质层和硅质层脱落的竹青层和竹黄层。本发明还提供所述人造板的制造方法，其包括制作竹束帘、施胶、组坯和加压成型等步骤。本发明使用剖开的竹筒直接疏解制作其上还带有竹青和竹黄的大片竹束帘，通过包括特殊的施胶方法、成型方法制成性能优良的人造板，使得大量现有技术中不能利用的小径竹可得以利用，且使得加工更加简便，生产效率更高。

Description

一种大片竹束帘人造板及其制造方法

技术领域

本发明属于人造板制造领域，提供一种大片竹束帘人造板，还提供该大片竹束帘人造板的制造方法。

背景技术

竹材具有生长快、强度大、韧性好等诸多优点，被广泛地用于生产人造板。竹材人造板按照组成板材的原料品种数，构成单元的几何形态及其板材的结构而分成竹胶合板，竹层积材、竹碎料板、重组竹和竹木复合板等5大类，构成单元是竹材人造板制造的一个重要工段，目前，竹材人造板的主要构成单元为竹篾以及由竹篾编织而成的竹帘和竹席、竹片、网状竹束等。上述的竹材构成单元是将竹材剖分成条状结构单元，采用上述的单元制成人造板时，上述的单元结构制备工程中，由于竹青和竹黄难以胶合，并且与竹肉的物理力学性能相差较大，为了保证竹材人造板的性能，在竹材人造板的构成单元制备时均将竹青和竹黄去除，对于径级和竹壁较厚的毛竹来说，竹青和竹黄约占竹壁厚度的15％-20之间；对于径级较小、竹壁较薄的杂竹来说，竹青、竹黄约占竹壁厚度比例可达50％左右，因此，我国竹材能够大规模工业化利用的只有毛竹，而毛竹的产量仅占竹材产量的20-30％左右，而占竹材产量70-80％的小径级竹材和大径级的绿竹、龙竹等杂竹还尚未大规模工业化利用，而中国专利02120518.3提供了一种针对直径小于80mm的小径竹单元制备方法，即用竹材去青机或喷砂去青机去青，再用剖竹机将竹材剖分成两半，用竹材辗压机将竹材碾压成横向不断裂、纵向松散而交错相连的竹束，采用这种方法，虽然提高了竹材的利用率，但是由于采用去除竹青的工序较为复杂，生产效率低下。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足，提供一种包含竹青和竹黄的大片竹束帘制成的竹材人造板。

本发明的另一个目的在于提供上述大片竹束帘人造板的制造方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的大片竹束帘人造板，其特征是，包括有若干片宽度为50-600mm大片竹束帘，其中相邻层的竹束帘按纹理方向相互平行或交叉地叠在一起，在相邻的所述竹束帘及竹束帘内的竹束之间设置胶层，使之胶合成为人造板，所述的大片竹束帘其为在剖开并除去内节的半圆竹筒的筒壁上纵向沿竹材的纤维方向形成断续的点状和/或线段状裂纹，形成交织的竹束构成的网状结构的竹束帘，该竹束帘上包含竹青、竹肉和竹黄三个部分，在所述竹束帘上的上下表面分别包含有蜡质层和硅质层脱落的竹青层和竹黄层。

所述竹束帘上的所述裂纹的疏密程度使得竹束帘的宽度达到原始剖开半圆竹筒弧长的2-5倍。

相邻的所述裂纹之间形成竹束，该竹束的直径为0.10mm-5mm。

本发明提供的大片竹束帘人造板制造方法，包括如下步骤：

A.大片竹束帘制作：

将竹材锯截成设定长度的竹段，将其沿纵向剖分，形成两个半圆形竹筒，去除内外节，将半圆形竹筒按顺纹方向送入疏解机，在竹材的纵向纤维方向经过疏解，使竹材沿纤维方向出现点状和/或线状间断的裂纹，构成相互之间有连接部分也有分离部分的竹束，形成由竹束交织的网状结构大片竹束帘，该竹束上包含竹青、竹肉和竹黄三个部分在该竹束帘的上下表面分别包括有蜡质层和硅质层脱落的竹青层和竹黄层；

B.干燥：

将上述的竹束帘干燥至绝干含水率为8％～15％；

C.施胶：

对所述的竹束帘进行施胶；

D.组坯：

按照预设的密度称取竹束帘，叠合组坯铺装；

E.固化成型：

将组坯步骤中组坯铺装好的竹束帘置入压机中或烘箱中使之固化胶合成为人造板。

具体的，在施胶工序中：

若使用的胶粘剂为异氰酸酯胶粘剂，采用喷雾施胶方法，施胶量为竹束帘原料绝干重量的5％-20％。将上述的异氰酸酯胶粘剂按照上述的施胶量均匀的喷涂在竹束帘的竹青面和竹黄面上；

若使用的胶粘剂为酚醛树脂胶黏剂，采用浸胶施胶方法，酚醛树脂胶粘剂的固含量为竹束帘原料绝干重量的8-40％，酚醛树脂胶粘剂的固含量为8-30％之间，浸胶时胶液的温度是常温，浸胶时间为5-20min，取出，垂直放置5-20min，使表面的胶黏剂不再滴落；

在组坯工序中：

板坯的铺装：按照预设的密度称取竹束帘，若采用热压固化成型法，将上述施胶后的相邻层的竹束帘按平行或交叉结构组坯，然后进行热压。

若采用冷压烘干固化成型法，将上述施胶后的竹束帘按顺纹方向即各层竹束帘按平行于竹束的纹理方向叠合组坯铺装在模具中；将铺装好的板坯和模具送入压机中，压力为10.0-15.0MPa，压制到预定的位置，插入销钉对模具进行固定。冷压温度为常温。

如所用胶粘剂为异氰酸酯胶粘剂，需要在模具或热压机的热压板上涂抹脱模剂。

在固化成型工序中，可以采用的是热压固化成型或是烘干固化成型；

在上述热压固化成型工艺中，所用的胶黏剂可以为酚醛胶黏剂和异氰酸酯中的一种。如果胶粘剂为酚醛胶黏剂，其固含量为(8-30)％，施胶量为(8～30)％，热压时间为(0.5～2)min/mm，热压温度为(130～180)℃，热压压力为(5～15)MPa。如果胶粘剂为异氰酸酯，其施胶量为(5～20)％，热压时间为(0.5～1.2)min/mm，热压温度为(90～130)℃，热压压力为(5～20)MPa。

在上述烘干固化成型工艺中，所用的胶黏剂可以为酚醛胶黏剂和异氰酸酯中的一种。如果胶粘剂为酚醛胶黏剂，其固含量为(8-30)％，施胶量为(8～30)％，将上述带模具的板材送入(120-180)℃烘箱中，固化时间为(2-4)h。如果胶粘剂为异氰酸酯，其施胶量为(5～20)％，将上述带模具的板坯送入(90-140)℃烘箱中，固化时间为(1.5-3.5)h。

本发明提供的大片竹束帘人造板，使用剖开的竹筒直接疏解成其上还带有竹青和竹黄的大片竹束帘构成，通过包括特殊的施胶方法、成型方法制成性能优良的人造板，使得大量现有技术中不能利用的小径竹可得以利用，且使得加工更加简便，生产效率更高。

附图说明

图1为构成本发明提供的大片竹束帘人造板的竹束帘的结构示意图；

图2为若干竹束帘相互垂直叠在一起形成人造板前的结构示意图；

图3为若干相互垂直叠起经压制成型为人造板的结构示意图

图4为若干竹束帘相互平行叠在一起形成人造板前的结构示意图；

图5为若干相互平行叠起经压制成型为人造板的结构示意图；

图6为加工竹束帘的疏解机的结构示意图；

图7a为如图6所述疏解机在的疏解辊上设置的异型齿轮的结构示意图；

图7b为图7a的侧视结构示意图；

图8a为图7a、图7b所述的异型齿轮上的疏解齿的结构示意图；

图8b为图8a的侧视结构示意图；

图8c为图8a的俯视结构示意图；

图8d示出了疏解齿的齿斜角α的结构示意图；

图8e示出了疏解齿的齿尖角β的结构示意图；

图8f示出了疏解齿的齿夹角χ的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

A大片竹束帘的制备：

将大径级的厚壁竹材如毛竹、巨龙竹或绿竹等竹材用来制造人造板。

将竹材锯截成长度为2.5m的竹段，将其对沿纵向剖分，形成两个半圆形竹筒，然后，将半圆形竹筒送入疏解机对竹黄面进行疏解处理。疏解机可以是如图6所示的结构，其包括可转动地平行固定在机架上的驱动辊4和疏解辊5，其间具有一间隙，驱动辊4通过减速传动装置与电机1连接；疏解辊5在其辊筒圆周面上分布若干疏解齿，疏解齿上具有刀刃，其沿疏解辊的周向间断延设，在所述疏解辊的辊筒轴向分布若干列所述刀刃；具体地，电机1通过一主减速装置2及链传动装置3驱动摩擦辊轴系即驱动辊4完成主动旋转。疏解辊5与疏解辊支撑架6相连，并通过调节垫块7调节其高度，以改变驱动辊4及疏解辊5之间的径向距离，当间距确定后疏解辊5即为刚性支撑。进行竹材疏解时，竹材与驱动辊4之间产生的摩擦力，使得竹材进入驱动辊4与疏解辊5之间的间隙，同时竹材又带动疏解辊5转动。疏解辊5的圆周表面上交错均匀分布有周向的异型凸齿形疏解齿8。

如图6、7a、7b、7c、7d及8a到8f所示，疏解辊5为异型叠加齿轮轴系组成，异型齿轮轴系由一根两端带有锁紧螺杆的齿轮轴和若干个用键固定在齿轮轴上的异型叠加齿轮组合而成，异形叠加齿轮在圆周方向均匀地分布疏解齿，相邻异型叠加齿轮之间的键角相差22.5。驱动辊4的辊面上设有可增大摩擦力的滚花成为滚花辊。如图8a到8f所示，疏解齿齿形的长度与空隙之间的比列2倍。疏解辊的直径138mm，动力辊的直径为疏解辊直径的2倍；异型齿轮的厚度为5mm，相邻齿尖角之间的垂直距离为5mm，疏解齿高度H为3mm，齿尖角为90度，齿夹角为60度，齿斜角为45度。驱动辊由印花辊。

竹黄面朝向疏解辊，青面朝向动力辊，经过2次疏解后，竹黄面在纵向切削和径向铺展力的作用下，形成点状或和线段状的裂纹并沿径向铺展，而青面还保持较为完整的片状结构，竹材的弧由竹青面为外弧、竹黄为内弧的结构转化为竹黄面为外弧，竹青面为内弧的结构；此时，将竹青面朝向疏解辊，青面朝向动力辊，送入疏解机对竹青面进行疏解处理，经过2次的疏解后，随着竹青面疏解程度的进一步细化，使竹束帘的弧状结构再次朝向竹黄，如此交替疏解3次后，完成疏解。形成的竹束帘长度为8m，宽度为450-600mm，厚度为9-20mm交织的竹束组成的包含竹青、竹肉和竹黄三个部分的网状结构竹束帘(见图1)。每束竹束的直径为0.1mm-1mm之间。

B.干燥：

将上述的竹束帘干燥至含水率为12％；

C.施胶：

胶粘剂为异氰酸酯胶粘剂，采用喷雾施胶方法，施胶量为竹束帘原料绝干重量的8％。将上述的异氰酸酯胶粘剂按照上述的施胶量均匀的喷涂在竹束帘的竹青面和竹黄面上；

D.组坯：

将脱模剂涂抹在ZL200520003535.0中所提供的模具上模和模腔内壁，按照预设的密度称取竹束帘，将上述施胶后的竹束帘竹束相互平行且均匀地铺装在ZL200520003535.0中所提供的模具中(如图4所示)。

E.固化成型：

采用冷压烘干固化成型工艺，冷压压力为12MPa，将上模压制到销钉孔的位置，插上销钉将冷压后的板材和模具送入140℃烘箱中，固化时间为3h。

最后脱模构成如图5所示的重组竹。

将上述的重组竹参照GB/T17657-1999人造板及饰面人造板理化性能试验方法标准进行测试，结果如表1。

对照例：

采用传统的重组竹制造方法，将新鲜的毛竹截锯成长度为2.0m的竹段；将毛竹剖分成若干片竹片，去除竹青和竹黄后，用压丝机将其疏解形成网状结构的竹束。

其它的工艺如实施例1。

表1  慈竹、雷竹和孝顺竹重组竹的主要物理力学性能指标

项目	施胶量/％	密度g/cm3	弹性模量/MPa	静曲强度/MPa	内结合强度/MPa
						对照例	11.0％	1.15	17698	186.54	2.45
毛竹	11.0％	1.15	17873	184.67	2.35
						巨龙竹	8.0％	1.05	13117	129.59	2.45
绿竹	14.0％	0.95	11435	95.51	0.87

从表1中可以看出，在不去竹青和竹黄的条件下，采用本发明提供提供的方法制备重组竹，其性能与采用传统去竹青和竹黄的竹束制备的重组竹相当。本发明减少了竹材去除竹青和竹黄的工序，提高了竹材的生产效率和利用率。

实施例2

A大片竹束帘的制备和B大片竹束帘的干燥同实施例1。

C施胶：

使用的胶粘剂为酚醛胶黏剂，固含量为20％，采用浸胶施胶方法酚醛树脂胶粘剂的固含量为竹束帘原料绝干重量的12％，浸胶时胶液的温度是常温，浸胶时间为6min，取出，垂直放置6min，使表面的胶黏剂不再滴落；将上述的竹束帘在40℃烘箱中干燥至含水率在12％之间。

D.组坯：

按照预发的密度称取竹束帘，将上述施胶后的竹束帘按竹黄层朝内，竹青层朝外，相互垂直铺装(见图2)得到板坯。

E.热压：

在上述热压工艺中，热压时间为1.0min/mm，热压温度为150℃，热压压力为5MPa。

将上述的重组竹胶合板按GB/T19536-2004集装箱底板用胶合板标准测试，结果如表2。

表2  毛竹、巨龙竹和绿竹胶合板的主要物理力学性能指标

从表2可以看出，在不去竹青和竹黄的条件下，采用本发明提供提供的方法制备集装箱底板的各项物理力学性能指标均达到或超过集装箱底板用胶合板要求。

实施例3：

A.大片竹束帘制作：

慈竹、雷竹和孝顺竹等小径级竹材，将其对沿纵向剖分，形成两个板圆形竹筒，将半圆形竹筒竹黄面朝向疏解辊，青面朝向动力辊，送入疏解机对竹黄面进行疏解处理，经过3次疏解后，竹黄面在纵向切削和径向铺展力的作用下，形成点状或和线段状的裂纹并沿径向铺展，而青面还保持较为完整的片状结构，竹材的弧由竹青面为外弧、竹黄为内弧的结构转化为竹黄面为外弧，竹青面为内弧的结构；此时，将竹青面朝向疏解辊，青面朝向动力辊，送入疏解机对竹青面进行疏解处理，经过2次的疏解后，随着竹青面疏解程度的进一步细化，使竹束帘的弧状结构再次朝向竹黄，如此交替疏解2次后，完成疏解。

形成的竹束帘长度为2.5m，宽度为250-400mm，厚度为2-5mm交织的竹束组成的包含竹青、竹肉和竹黄三个部分的网状结构竹束帘。每束竹束的直径为0.1mm-1mm之间。

B.干燥：

将上述的竹束帘干燥至含水率为8％～15％；

C.施胶：

使用的胶粘剂为酚醛胶黏剂，固含量为25％，采用浸胶施胶方法酚醛树脂胶粘剂的固含量为竹束帘原料绝干重量的14％，浸胶时胶液的温度是常温，浸胶时间为10min，取出，垂直放置10min，使表面的胶黏剂不再滴落；将上述的竹束帘在50℃烘箱中干燥至含水率在15％之间。

D.组坯：

按照预设的密度称取竹束帘，将上述施胶后的竹束帘按顺纹方向即各层竹束帘按平行于竹束的纹理方向叠合组坯均匀地铺装在ZL200520003535.0中所提供的模具中。

E.固化成型：

采用冷压烘干固化成型法，冷压压力为13MPa，将上模压制到销钉孔的位置，插上销钉，将上述的板坯和模具送入160℃烘箱中，固化时间为4h。取出后脱模。

将上述的重组竹参照GB/T17657-1999人造板及饰面人造板理化性能试验方法标准进行测试，结果如表3。

表3  慈竹、雷竹和孝顺竹重组竹的主要物理力学性能指标

项目	施胶量/％	密度g/cm3	弹性模量/MPa	静曲强度/MPa	内结合强度/MPa
						慈竹	6.0％	1.16	17378	184.67	4.38
雷竹	8.0％	1.17	17311	179.59	4.58
						孝顺竹	10.0％	0.90	14357	125.51	3.56

从表3可以看出，利用慈竹、雷竹和孝顺小径级竹竹材制造的重组竹，其性能与表1对照例中毛竹去除竹青和竹黄的竹束制备的重组竹的物理力学性能相当。拓展了竹材人造板的原料来源，使原来尚未得到充分利用的小径级竹材可以充分的利用。

实施例4：

将毛竹竹束帘按实施例1和慈竹按实施例3方法制备竹束帘

B.干燥：

将上述的竹束帘干燥至含水率为8％～15％；

C.施胶：

使用的胶粘剂为异氰酸酯剂，采用喷雾施胶方法，施胶量为竹束帘原料绝干重量的12％。将上述的异氰酸酯胶粘剂按照上述的施胶量均匀的喷涂在竹束帘的竹青面和竹黄面上；

D.组坯：

按设定的质量称取竹束帘，每张毛竹竹束帘为一层，两张慈竹竹束帘作为一层(由于竹壁较薄，为了减小层内密度的偏差，固将两张竹束帘作为一层)，各层竹束帘采用交叉结构组坯。

E.热压：

将脱模剂涂抹在热压机的热压板上，将上述的板坯送入热压机中，热压工艺如下：热压时间为0.9min/mm，热压温度为110℃，热压压力为5MPa。

将上述的慈竹胶合板按GB/T19536-2004集装箱底板用胶合板标准测试，结果如表3。从表3可以看出利用毛竹和慈竹竹束帘制备的混泥土模板材的各项物理力学性能指标均达到或超过集装箱底板用胶合板要求。

表3  慈竹胶合板测试结果对比表

将上述的毛竹胶合板按LY/T1574-2000混泥土模板用竹材胶合板标准进行测试，结果如表4。从表4可以看出利用毛竹和慈竹竹束帘制备的混泥土模板材的各项物理力学性能指标均达到或超过标准的最高要求70型。

表4  毛竹胶合板主要力学能指标

Claims (10)

1.一种大片竹束帘人造板，其特征在于，包括有若干层宽度为50-600mm大片竹束帘，其中相邻层的竹束帘按纹理方向相互平行或交叉地叠在一起，在相邻的所述竹束帘及竹束帘内的竹束之间设置胶层，使之固结成为人造板，所述的大片竹束帘，其为在剖开并除去内节的半圆竹筒的筒壁上纵向沿竹材的纤维方向形成断续的点状和/或线段状裂纹，构成网状结构的竹束帘，该竹束上包含竹青、竹肉和竹黄三个部分，在该竹束帘的上下表面分别包括有蜡质层和硅质层脱落的竹青层和竹黄层。

2.根据权利要求1所述的大片竹束帘人造板，其特征在于：所述竹束帘上的所述裂纹的疏密程度使得竹束帘的宽度达到原始剖开半圆竹筒弧长的2-5倍。

3.根据权利要求1或2所述的大片竹束帘人造板，其特征在于：相邻的所述裂纹之间形成竹束，该竹束的直径为0.10mm-mm。

4.一种大片竹束帘人造板制造方法，包括如下步骤：

A.大片竹束帘制作：

将竹材锯截成设定长度的竹段，将其沿纵向剖分，形成两个半圆形竹筒，去除内外节，将半圆形竹筒按顺纹方向送入疏解机，在竹材的纵向纤维方向经过疏解，使竹材沿纤维方向出现点状和/或线状间断的裂纹，构成相互之间有连接部分也有分离部分的竹束，形成由竹束交织的网状结构大片竹束帘，该竹束上包含竹青、竹肉和竹黄三个部分，在该竹束帘的上下表面分别包括有蜡质层和硅质层脱落的竹青层和竹黄层；

B.干燥：

将上述的竹束帘干燥至含水率为8％～15％；

C.施胶：

对所述的竹束帘进行施胶；

D.组坯：

按照预设的密度称取竹束帘，叠合组坯铺装；

E.加压成型：

将组坯步骤中组坯铺装好的竹束帘置入压机中挤压成型为人造板。

5.根据权利要求4所述的大片竹束帘人造板制造方法，其特征在于：所述施胶工序中，所使用的胶黏剂为异氰酸酯，施胶量为竹束帘原料绝干重量的5％-20％，采用喷雾施胶方法，将上述的异氰酸酯胶粘剂按照竹束量的质量均匀的喷涂在竹束帘的竹青面和竹黄面上。

6.根据权利要求5所述的大片竹束帘人造板制造方法，其特征在于：在所述固化成型工序中，使用热压固化成型工艺，在之前的组坯工序中，将施胶后的相邻层的竹束帘按平行或交叉结构组坯，然后进行热压，热压时间为(0.5～1.2)min/mm，热压温度为(90～130)℃，热压压力为(5～20)Mpa；或者，使用冷压烘干固化成型工艺，在之前的组坯工序中，将施胶后的竹束帘按顺纹方向即各层竹束帘按平行于竹束的纹理方向叠合组坯铺装在模具中，采用冷压压力(5～15)Mpa，冷压即常温压力，将板坯，压制到预定的位置，插入销钉对模具进行固定，将上述带模具的板坯送入(90-140)℃烘箱中，固化时间为1.5-3.5h。

7.根据权利要求4所述的大片竹束帘人造板制造方法，其特征在于：所述施胶工序中，所使用的胶黏剂为酚醛树脂胶黏剂，其施胶量为酚醛树脂胶粘剂的固含量为竹束帘原料绝干重量的8-40％。

8.根据权利要求7所述的大片竹束帘人造板制造方法，其特征在于：采用浸胶施胶方法为：酚醛树脂胶粘剂的固含量为8-30％之间，浸胶时胶液的温度是常温，浸胶时间为5-20min，取出，垂直放置5-20min，使表面的胶黏剂不再滴落；

9.根据权利要求7或8所述的大片竹束帘人造板制造方法，其特征在于：在所述固化成型工序中，使用热压固化成型工艺，在之前的组坯工序中，将施胶后的相邻层的竹束帘按平行或交叉结构组坯，然后进行热压，热压时间为(0.5～2)min/mm，热压温度为(130～-180)℃，热压压力为(5～15)Mpa；或者，使用冷压烘干固化成型工艺，在之前的组坯工序中，将施胶后的竹束帘按顺纹方向即各层竹束帘按平行于竹束的纹理方向叠合组坯铺装在模具中，将铺装好的板坯和模具送入压机中，压力为10.0-15.0MPa，压制到预定的位置，插入销钉对模具进行固定。冷压温度为常温将冷压后的带有模具的板坯送入(120-180)℃烘箱中，固化时间为2-4h。

10.根据权利要求5或6所述的大片竹束帘人造板制造方法，其特征在于：胶粘剂为异氰酸酯胶粘剂，需要将脱模剂涂抹在模具或热压机热压板上。

Images