CN101863065B - 一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,该工艺包括以下步骤:(1)除净表皮蜡质、内壁硬质层;(2)将竹片改性碾压成呈条、丝、纤维形态但裂而不碎的片状竹料;(3)对竹料进行脱脂和染色、烘干处理;(4)竹料进行浸胶、陈化、烘干处理;(5)进行重新排列、铺装组胚,再热压定型制成全竹改性材料的大幅面板材。本发明提供的全竹改性材料的大幅面板材,纹理细腻、结构紧密,适用于制造全竹家具、地板、装潢材料和工程、建筑、军用材料的应用领域,能有效地较大幅度节约原材料、节约能耗、节约人力成本、节约生产和存储场地。同时由于该工艺将竹料进行改性,所以可选用10多种竹子作为加工原料。

Description

一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺
技术领域:
本发明涉及一种大幅面板材的制造方法,特别涉及利用全竹改性材料制造大幅面板材的制造工艺,由于采用改性工艺,其竹原料能选用10余种竹子。
背景技术:
目前市场上主要的家具、地板、装潢材料和工程、建筑、军用领域的用材大部分为实木材料和林化产品及化工材料、金属材料等。
实木材料中可用于制造家具、地板、装潢材料和工程、建筑、军用领域用材的优质高强度、高密度的材种奇缺,又因生长周期长、资源贫匮、价格昂贵、加工复杂、且难以解决大幅面开裂、变形和易燃问题,又存在易诱发虫蛀、霉变等弊端。其不仅选材要求高、材料利用率低,又损害自然生态环境,因此中国和国际社会已趋于全面禁止采伐或限制采伐,已引发优质实木材料大幅度的严重短缺状况。
林化产品主要原料也以木材为载体,且缺乏优质木材的自然属性。
化工材料、金属材料则更不具备木材的自然属性。
我国的竹子产量占据世界总产量的35%,竹子作为我国森林的第二资源,数量大、分布广、潜力无限。而竹子又是世界上生长最快的循环植物,生长的速度是速生桉树的3倍,平均每天最快能生长1米左右。而且竹子的永久成型周期在30~40天左右,采伐周期短;且同面积的竹林可比树林多释放35%的氧气,一棵竹子可固定6立方米的土壤,每公顷竹林可吸收空气中的二氧化碳12吨,可蓄水1000吨。所以竹子的开发和利用,对自然、生态、环保极为有利。但我国的竹产业现仍处于加工粗放型阶段。
中国专利200620042935.7公开了一种竹质强化复合地板及护墙板,其所述面板由长短、厚薄、宽窄相一致并经干燥、平整、光洁处理的竹片顺向紧密胶接而成;所述底板由竹帘经烘干、涂胶交叉叠加而成。该实用新型中面板的竹片是径向或顺向紧密胶接而成。这样面板可以呈现不同的花色和纹路。竹帘由长短、厚薄、均匀的竹片经经纬交叉而成,其作用在于增强顺向和横向的强度,达到平衡和互补。但该项竹质强化复合地板及护墙板,由于设计中的密度和深度加工需要的细腻、紧密度不够,且幅面有限,不能全面应用于中高档家具和装潢材料方面。
中国专利200720069295.3公开了一种高强度、自然花纹竹地板,其技术要点在于:地板中的面板、底板采用的竹片可不分厚薄按斜向、可不分长短按径向、可不分宽窄按弦向的布排方式和面板、底板也可采用的竹片厚薄均匀按斜向、长短一致按径向、宽窄统一按弦向的布排方式或竹丝直接的布排方式。芯板采用竹席或竹帘纵横交叉布防或采用全竹大片板、或全竹高密度纤维板布放。底板可采用竹席或竹帘或全竹高密度纤维板。但该项专利产品主要限于地板或相关的应用领域,设计中的密度和深度加工需要的细腻、紧密度、幅面等同样达不到要求,所以也不能全面应用于中高档家具及其装潢材料的深度加工需要。
发明内容:
本发明为了解决现有主要家具、地板、装潢材料和工程、建筑、军用领域的用材和林化产品及化工材料、金属材料存在的问题,以及现有竹质材料所存在的不足;而提供了一种全竹改性的高强度(竹纤维重新改性、排列、优化了强度)、高密度(密度1.2~1.35kg/cm2)、大幅面(5200mm×1350mm×3~100mm)材料的制造方法,该方法能制造全竹改性材料的大幅面板材,该板材纹理细腻、呈现自然花纹,能够应用于中、高档家具制造,以及地板、装潢领域和工程、建筑、军用领域的用材,实现以竹代木,其大幅面能合理套裁大量节约原料、节约加工时间、节约人力成本、节约能耗、节约场地。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,该工艺包括以下步骤:
(1)将制造板材整体结构所采用的竹片除净表皮蜡质,以及内壁硬质层;
(2)将处理好的竹片进行改性处理,以便实现本工艺能对多品种竹子进行加工,即将竹片整片碾压成呈竹纤维、竹丝、竹条形态,且裂而不碎的改性竹料;
(3)对由步骤(2)处理得到的改性竹料进行脱脂、染色、烘干处理;
(4)对经步骤(3)处理后的改性竹料进行浸渍胶液、陈化、烘干处理;
(5)将陈化后的改性竹料进行重新排列铺装组胚,再经热压机施加高温、以及35~47kg/cm2的高压,定型制成密度为1.2~1.35kg/cm2,规格为5200mm×1350mm×3~100mm的大幅面胚板。
所述步骤(1)开始前需对采用的竹材进行截断,再按杆、梢、粗、细分理,将竹材按所需规格尺寸预留1-2cm余量截断截齐,并按竹材径级、厚薄分理归类加工。
所述竹片由于采用改性工艺处理,竹原料能选用10余种竹子,并分别可按竹材的壁厚采用弦向剖片或径向剖片制作;竹片的宽度不限,厚度为2~10mm。
所述步骤(2)中得到的改性竹料为呈竹条、竹丝、竹纤维混合形态的片状改性竹料;所述竹丝、竹条的直径尺寸为1~3mm,所述竹纤维取其自然纤维状态。
所述步骤(3)具体处理为:先将改性竹料经常压蒸汽、沸水脱脂处理,再进行沥干、烘干,接着对竹料进行染色和烘干、平衡处理。
所述步骤(4)中进行浸渍胶液时,所采用的胶液根据不同用途需求采用不同的布胶方式:若为民用需求,采用植物型胶液浸渍布胶;若为工程需求,采用改性醛类树脂胶液浸渍布胶。
所述步骤(5)中进行热压定型时,热压温度根据布胶方式设定:若采用植物型胶液布胶的,热压温度控制在160~180度,同时按胚板厚度设定加热时间,起始总时间按每1mm设定1分钟的方式设定,胚板定型后厚度超过20mm时,每增厚1mm延长8-10秒;
若采用改性醛类树脂胶液布胶的,热压温度控制在125~145度,同时按胚板厚度设定加热时间,起始总时间按每1mm设定1分钟的方式设定,胚板定型后厚度超过20mm时,每增厚1mm延长5-8秒。
根据上述技术方案得到的全竹改性材料的大幅面板材的制作方法,能够完全利用资源充沛、且可快速循环生长的竹子(可用多个竹品种)的自然属性开发出既能具有优质木材自然属性,又具有竹子属性的高强度、高密度、多功能特性的板材。
同时由本工艺对竹料进行处理时采用改性工艺,所以使得本工艺能够可选用各种竹子进行加工。
本发明提供的方法制得板材不仅具备高强度、高密度、多功能特性如防蛀、防霉、阻燃等,其大幅面板材便于合理套裁,如不再需要烘干、拼接、胶粘等工序,因而出材率高,大幅度节约了原材料,而且其由于纹理细腻、紧密、花纹自然、更能便利精深加工的需要,因此能大量节约人力成本、节约能耗、节约厂房场地。且竹子的辅料又化废为宝开发成不同档位的全竹板材的原料及衍生产品,提高了全竹的利用率达80%;同时由于采用改性工艺,其竹原料能选用10余种竹子,拓宽了以竹子替代优质名贵木材的原料选用领域。解决了全竹改性材料的整体质量稳定,可节约综合生产成本300~400%,提高产量300~400%,做到节能减排、节约人力资源、节约厂房场地;以竹代木优势明显,有利自然生态和谐统一,是利国、利民、利企业的能快速大量制造的全竹高强度、高密度家具、装潢材料的制造方法。
通过本方法制得的板材具有高强度、高密度、阻燃性、防虫蛀、耐磨性、抗腐朽、防霉变、低吸水率、膨胀系数微、隔音保温性能佳、自然花纹、挥发自然竹香等诸多理化、实用指标。
由本发明制得的全竹改性材料的大幅面板材,适宜精深加工,由于整体高强度、高密度,能达到接缝紧密、安装牢固、便于镂、铣、车、刨、雕、刻、镶嵌图案、美观耐用等实用性能。
附图说明:
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明的流程示意图。
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。
本发明为了解决现有主要家具、地板、装潢材料和工程、建筑、军用领域的用材大部分为实木材料和林化产品及化工材料、金属材料存在的问题,以及现有竹质材料所存在的不足;而提供了一种全竹改性材料的制造方法,该方法能制造全竹高强度、高密度、多功能改性材料的大幅面板材。如图1所示:
该方法包括以下步骤:
(1)首先对采用的竹材进行截断,按照杆、梢、粗、细分理,将竹材按所需规格尺寸预留1-2cm余量截断截齐,并按竹材径级、厚、薄分理归类加工。
(2)将截断分理、处理好的竹材制成所制造板材所需的竹片,制作竹片时,可按竹材的壁厚采用弦向剖片或径向剖片制得,同时竹片的宽度不限,厚度为2~10mm。
(3)将对步骤(2)得到的制造板材整体结构所采用的竹片除净表皮蜡质,以及内壁硬质层。
(4)将处理好的竹片整片改性碾压成呈条、丝、纤维混合形态的裂而不碎的片状改性竹料;由于该步骤对竹料进行改性,所以使得本工艺能够可选用各种竹子进行加工;其竹丝、竹条的直径尺寸为1~3mm最佳,同时竹纤维取其自然纤维状态。有强度要求的板材其芯材可采用编织的竹席或编扎的竹帘。
(5)对上述步骤得到的竹料先经常压蒸汽、沸水脱脂处理,再进行烘干平衡,接着对竹料进行染色和烘干。
(6)对染色、烘干后的竹料进行浸渍胶液、陈化、烘干处理;在进行浸胶时,根据不同用途需要采用不同的布胶方式:若为民用需要,采用植物型胶液浸渍布胶;若为工程需要,采用改性醛类树脂胶液布胶。
(7)将陈化、烘干后的改性竹料进行人工或机械重新排列、铺装组胚,再进行热压机热压定型制成胚板;进行热压定型时,施加压力为35-47kg/cm2;热压温度根据布胶方式设定:若采用植物型胶液布胶的,热压温度控制在160~180度,同时按胚板厚度设定加热时间,起始总时间按每1mm设定1分钟的方式设定,胚板定型后厚度超过20mm时,每增厚1mm延长8-10秒;
若采用改性醛类树脂胶液布胶的,热压温度控制在125~145度,同时按胚板厚度设定加热时间,起始总时间按每1mm设定1分钟的方式设定,胚板定型后厚度超过20mm时,每增厚1mm延长5-8秒。
基于上述的工艺原理,进行具体实施如下:
所述的制作工艺流程简述
1、选竹:竹原料可选用多个竹子的品种分别加工采用,其中选用4-6年生成熟竹为主,直径不限,杆、梢分别加工采用。
2、截断分理:对所选好的竹料按所需规格尺寸预留1-2cm余量截断截齐,严格按竹子径级、厚薄分理归类进入后道工序。
3、剖材、展平、刮削、碾压、展平:对截断分理好的竹材分别按品种、径级、竹片的厚薄分理归类进入剖材工序剖材制作竹片,其可按竹材的壁厚采用弦向剖片或径向剖片制得,同时竹片的宽度不限,厚度为2~10mm;将制得的竹片通过竹材联机加工系统由机械辊压展平;然后进入机械刮削外皮内隔,除净竹片表皮蜡质,以及内壁硬质层;接着处理好的竹片采用机械整片改性碾成呈条、丝、纤维形态的裂而不碎的竹料,其竹丝、竹条的直径尺寸为1~3 mm最佳,同时竹纤维取其自然纤维状态。有纵横向强度要求的板材其芯材可采用编织的竹席或编扎的竹帘。
4、蒸煮、脱脂、染色、烘干:将得到的竹丝、竹条、或竹纤维在常温下经蒸汽水池中蒸煮进行脱脂、防腐、抗菌、杀虫处理;然后将处理好的竹丝、竹条、或竹纤维进行烘干、染色、最后再烘干。
5、分理、布施胶液、铺装:将通过上述步骤处理好的竹料,按其形状分理竹条、竹丝、竹纤维或其混合状竹料、竹席、竹帘,然后对其进行布施胶液和铺装。
在进行布胶时,按民用、工程需要采用下面两种方式布胶。
1).民用需要,采用植物型胶液。
2).工程需要用改性醛类树脂胶液。
6、沥干、陈化、烘干:对浸液后的竹材进行沥干、陈化、烘干。
7、组 胚:由机械或人工进行重新排列、铺装组胚。
8、预压成型:组胚后预压,确保竹材、胶液缓慢地紧密粘合得到胚板,使其中的残余水份挥发清楚,可有效缩短后道工艺施压的时间。
9、热压定型:该步骤中压机应选择13-18层,同时使其施压力为35-47公斤/平方厘米;对于热压温度的设定如下:
1)、采用植物型胶液进行布施胶液的,胶热压温度控制在160到180度,同时按胚板厚度设定时间,起始时间设定时按厚度每1mm约1分钟方式进行设定,超过20mm应考虑延长,每增厚1mm约延长8-10秒。
2)、采用改性酚醛类树脂胶进行布施胶液的热压温度控制在125到140度,按胚板厚度设定时间,起始时间设定时按厚度每1mm约1分钟方式进行设定,超过20mm应考虑延长每增厚1mm约5-8秒。
10、卸板、平衡:经过高温、高压定型后,将压机卸压出板,板材干湿度、温差度平衡。
11、砂光、定型、修整处理:板材砂光定厚、裁四边和表面光洁、修整处理。
12、检验:逐片人工或仪器、机械检测验收。
13、包装入库:合格品包装入库。
按上述工艺流程制成全竹改性材料的大幅胚板,再按定制规格需要进入板材制材流程。
所述的制材流程简述
1、胚板开料:按所需规格合理套裁、开料、制材。
2、定型:板材定厚、定长、定宽度或定制其他规格。
3、成型加工:分别进入深加工机械或人工工艺程序直接镂、铣、车、刨、雕、刻、镶嵌图案、光洁处理。
4、贴面:按需要复贴高分子面膜或金属面膜等功能由流水线工艺流程完成。
5、涂装:按需要由涂装工艺分别以漆、涂料等功能由流水线工艺流程完成。
6、检验:逐片人工或机械检验。
7、包装入库:合格品包装入库。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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。

Claims (6)

1.一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,其特征在于,所述工艺包括以下步骤:
(1)首先对采用的竹材进行截断,按照杆、梢、粗、细分理,将竹材按所需规格尺寸预留1-2cm余量截断截齐,并按竹材径级、厚、薄分理归类加工;
(2)将截断分理、处理好的竹材制成所制造板材所需的竹片,制作竹片时,可按竹材的壁厚采用弦向剖片或径向剖片制得,同时竹片的宽度不限,厚度为2~10mm;
(3)将制造板材整体结构所采用的竹片除净表皮蜡质,以及内壁硬质层;
(4)将处理好的竹片进行改性处理,以便实现本工艺能对多品种竹子进行加工,即将竹片整片碾压成呈竹纤维、竹丝、竹条形态,且裂而不碎的片状改性竹料;
(5)对由步骤(4)处理得到的改性竹料进行脱脂、染色、烘干处理;
(6)对经步骤(5)处理后的改性竹料进行浸渍胶液、陈化、烘干处理;
(7)将陈化后的改性竹料进行重新排列铺装组胚,组胚后预压,确保竹材、胶液缓慢地紧密粘合得到胚板,使其中的残余水份挥发,再经热压机施加高温、以及35~47kg/cm2的高压,定型制成密度为1.2~1.35kg/cm2,规格为5200mm×1350mm×3~100mm的大幅面胚板。
2.根据权利要求1所述的一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,其特征在于,所述竹片由于采用改性工艺处理,竹原料能选用10余种竹子,并分别可按竹材的壁厚采用弦向剖片或径向剖片制作;竹片的宽度不限,厚度为2~10mm。
3.根据权利要求1所述的一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,其特征在于,所述步骤(4)中得到的竹丝、竹条的直径尺寸为1~3mm,所述竹纤维取其自然纤维状态。
4.根据权利要求1所述的一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,其特征在于,所述步骤(5)具体处理为:先将改性竹料经常压蒸汽、沸水脱脂处理,再进行沥干、烘干,接着对竹料进行染色和烘干、平衡处理。
5.根据权利要求1所述的一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,其特征在于,所述步骤(6)中进行浸渍胶液时,所采用的胶液根据不同用途需求,采用不同的布胶方式:若为民用需求,采用植物型胶液浸渍布胶;若为工程需求,采用改性醛类树脂胶液浸渍布胶。
6.根据权利要求1所述的一种全竹改性材料的大幅面板材的制造工艺,其特征在于,所述步骤(7)中进行热压定型时,热压温度根据布胶方式设定:若采用植物型胶液布胶的,热压温度控制在160~180度,同时按胚板厚度设定加热时间,起始总时间按每1mm设定1分钟的方式设定,胚板定型后厚度超过20mm时,每増厚1mm延长8-10秒;
若采用改性醛类树脂胶液布胶的,热压温度控制在125~145度,同时按胚板厚度设定加热时间,起始总时间按每1mm设定1分钟的方式设定,胚板定型后厚度超过20mm时,每増厚1mm延长5-8秒。
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