CN101890750A - 一种全竹型材的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全竹型材的制造工艺，该工艺将采用的竹材经改性处理后铺装进模具施以高温、高压制成定制型材。本发明制造全竹型材时一次成型，强度好、加工简便、应用领域广；能节约能耗、节约材料、节约人工成本；节约加工设备、场地。

Description

一种全竹型材的制造工艺

技术领域：

本发明涉及一种家具、装饰材料的制造工艺，特别涉及一种全竹型材的制造工艺。

背景技术：

目前市场上主要的家具、装潢材料、建筑、工程、农业用型材大部分为实木材料、石料、化工合成材料、金属材料或钢筋水泥制作等。

其中实木材料、石料加工中难以解决全部的顺向结构，因而影响理化指标、影响外观美观等问题，易产生浪费材料、浪费能耗，浪费人力资源、浪费时间的情况；有的采用金属材料的需后续保养，而不需保养的价格昂贵。且实木材料、石料、化工合成材料、金属材料皆因自然资源贫匮、价格昂贵、加工复杂、不利生态环保、利用率低等诸多缺陷，而且有的损害自然生态环境，有的材料中国和国际社会已全面禁止采伐或限制采伐，趋向于收缩生产的趋势。因此全竹型材具备的高强度、高密度、多功能的替代优势明显。

我国的竹子产量占据世界达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在30～40天左右，采伐周期短，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。

发明内容：

本发明针对目前主家具、装潢材料、建筑、工程、农业用型材大部分采用实木材料、石料、化工合成材料、金属材料或钢筋水泥制作所存在的问题，而提供一种全竹型材的制造工艺，根据该工艺制得的型材的主要应用领域：家具部件、凳椅部件、沙发架、门及门套板、窗及窗套板、雨(阳)篷、车库材料、棍棒材料、装饰材料、建筑材料结构件、工艺品及其工程用材如高速公路防撞护栏、立柱，农用大棚立柱、桁条等。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种全竹型材的制造工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)将制造型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、竹条束形态，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铺装进模具组胚；

(6)对由模具组胚后的改性竹料进行预压成型，使改性竹料通过胶液缓慢地紧密粘合，并使其中的残余水份挥发干净；

(7)最后对已预压成型的材料，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，并经脱模得到高强度、高密度的型材。

所述步骤(1)前需对采用的竹材进行截断，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3～6mm。

所述步骤(2)的改性竹料为呈条束、丝、纤维形态的混合竹片状；所述竹丝、竹条束中竹条的直径尺寸为1～2.9mm，所述竹纤维取其自然纤维状态。

所述步骤(3)具体处理为：首先将碾压好的改性竹料由机械输送至蒸汽沸水槽进行蒸煮，以达到对改性竹料脱脂的目的；接着对脱脂后的改性竹料进行除湿；再接着将除湿后的改性竹料联机输送至染色槽染色；最后将染色完毕的改性竹料烘干以便进行后道工序。

所述步骤(4)中的浸胶根据不同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浸渍布胶。

所述步骤(5)通过人工或机械将改性竹料按粗、细或长、短相等或不等的形式分别顺向的布排铺装进入模具组胚。

所述模具与型材的形状相对应，其上设有便于脱模的工艺孔位，并且该模具采用组合套制的模式设计。

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170～180度，同时按型材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；

若采用醛类胶液布胶的，热压温度控制在125～140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分钟方式设定，胚板定型后厚度超过20mm时，每増厚1mm延长5-8秒。

上述技术方案得到的全竹型材的制造工艺，能够完全利用资源充沛、可快速循环生长利用的竹子(可用10多个竹品种)自然属性开发出兼备优质木材属性又能优化竹子特性的型材。

本工艺制得的型材不仅具备高强度、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。并且本工艺使得竹子的辅料又化废为宝开发成不同档位的全竹型材的原料，提高了全竹的利用率达80％，并扩大竹子品种原料的选用范围，因此拓宽了以竹子替代优质硬木木材的理想替代材料的应用领域，可节约综合生产成本200～300％，提高产量200～300％，即大幅做到节能减排，又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多品种、多规格的全竹型材的制造工艺。

本发明不仅从前道工序中考虑、设计、解决了全竹型材及其应用领域的深度加工需要的高强度、高密度、材质细腻、紧密，具有顺向强度好，适宜应用于结构件等特性，又便于精深加工如镂、刻、雕、车、铣、刨、激光加工和镶嵌工艺需要等，因此可广泛应用于中高档家具的部件、工艺品、高档礼品盒、建筑装潢、建筑结构用材等。

本发明提供的制造工艺予以优化竹子的特性，且能具备优质木材的属性，生产中即能节能减排，还能提高材料的利用率，节约材料、节约加工时间、节约人力资源、节约能耗、节约厂房场地。因此本发明生产的全竹型材压制快捷、加工便利、优势明显、应用领域广泛。而且竹子为循环资源，能实现大工业生产，又能能完整形成工厂生产和自然生态的和谐统一。

本发明提供的型材生产工艺能使用异性模具，快速制造型材；同时得到的产品结构顺向合理，优化强度；本发明简化加工工艺，节约加工成本，节约材料。

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为本发明流程图。

图2为本发明中模具的结构示意图。

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。

本发明为了解决目前主家具、装潢材料、建筑、工程、农业用型材大部分采用实木材料、石料、化工合成材料、金属材料或钢筋水泥制作所存在的问题，而提供一种全竹型材的制造工艺，根据该工艺制得的型材的主要应用领域：家具部件、凳椅部件、沙发架、门及门套板、窗及窗套板、雨(阳)篷、车库材料、棍棒材料、装饰材料、建筑材料结构件、工艺品及其工程用材如高速公路防撞护栏、立柱，农用大棚立柱、桁条等。

为了达到上述目的，本发明的具体实施步骤如图1所示：

步骤1，首先对采用的竹材进行截断，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。

步骤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3～6mm。

步骤3，将用于制造型材整体结构的竹片通过机械将竹片的表皮除净，以达到除去竹片上蜡质的目的，同时将竹片的内壁硬质层除净，以便后续的处理；

步骤4，将经步骤三处理好的竹片通过碾压机整片改性碾压成呈条、丝、纤维形态的裂而不碎的竹片状；其竹丝、竹条束中竹条的直径尺寸为1～2.9mm最佳，同时竹纤维取其自然纤维状态。

步骤5，将碾压成条状、丝状、或纤维状的改性竹料由机械输送至蒸汽沸水槽进行蒸煮，以达到对改性竹料脱脂的目的；接着对脱脂后的改性竹料进行除湿；再接着将除湿后的改性竹料联机输送至染色槽染色；最后将染色完毕的改性竹料烘干以便进行后道工序。

步骤6，将处理好的改性竹料进行浸胶、陈化、烘干处理；根据不同的应用需求，采用不同的布胶方式：民用需要采用植物型胶液布胶，工程需要采用醛类胶、阻燃剂、除虫剂、防腐剂布胶。

步骤7，将陈化、烘干后的改性竹料通过人工或机械铺装入模具组胚；进行铺装时，可按改性竹料粗、细或长、短相等或不等分别顺向的布排方式铺装进入模具组胚，其顺向纤维完整流畅、结构合理、保持理化指标较好状态。

这里使用的模具为金属材质，其形状与所制造型材的形状相对应，其上设有便于脱模的工艺孔位，并且该模具采用组合套制的模式设计。如图2所示，其由上范模201、下范模202相配合组成，同时上面设有分布合理便于快速脱模的工艺孔203，该图上显示的为在上范模201、下范模202的四个角的方位，各设置有一个工艺孔203.这样的设计结构能够增加压制全竹型材的数量，确保能批量生产。

步骤8，对由模具组胚后的改性竹料进行预压成型，使改性竹料通过胶液缓慢地紧密粘合，并使其中的残余水份挥发干净，可有效缩短后道工艺施压的时间。

步骤9，最后对已预压成型的材料进行热压定型，并经脱模得到高强度、高密度的型材，其型材的密度为1.2～1.35kg/cm²，其规格为5200mm×1350mm×3～100mm。该步骤中进行热压定型时，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170～180度，同时按型材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；

若采用醛类胶液布胶的，热压温度控制在125～140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分钟方式设定，胚板定型后厚度超过20mm时，每増厚1mm延长5-8秒。

本工艺中，整体结构迭加的厚度可按功能、等级需要设定板胚料或定制型材胚料。其选用的竹材、结构、胶种、胶量、厚度、密度、温度、压力等决定全竹型材的理化指标和实用形状需要。

基于上述的工艺原理，进行具体实施如下：

1、选竹：竹原料可选用10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：对所选好的竹原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：对截断分理好的竹料按竹料径级、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3～6mm；将制得的竹片通过机械辊压展平；然后进入机械刮削外皮内隔，以达到除去竹片上蜡质的目的，同时将竹片的内壁硬质层除净，以便后续的处理；接着处理好的竹片采用机械整片改性碾成呈条束、丝、纤维形态的裂而不碎的改性竹料，并使得竹丝、竹条束中竹条的直径尺寸为1～2.9mm最佳，同时竹纤维取其自然纤维状态。有的芯材编织竹席，编扎竹帘。

4、蒸煮、脱脂、染色、烘干：将得到的竹丝、竹条束、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、竹条束、或竹纤维进行烘干，在送入到染色池中染色，最后将染好色的竹丝、竹条束、或竹纤维烘干。

5、分理、布施胶液、铺装：将通过上述步骤处理好的竹丝、竹条束、或竹纤维，按其形状分理竹条束、竹丝、竹纤维或其混合状改性竹料，然后对其进行布施胶液和铺装成型材胚板。在进行布施胶液时，根据不同的应用需求，采用不同的布胶方式：

1)民用需要的，采用用植物型胶液布胶。

2)工程需要的，采用用改性酚醛树脂胶液布胶。

6、沥干、陈化、烘干：将浸胶好的型材胚板进行沥干、陈化、以及烘干的处理。

7、组胚：由机械或人工将型材胚板铺装入模具组胚；进行铺装时，可按竹料粗、细或长、短相等或不等分别顺向的布排方式铺装进入模具组胚，其顺向纤维完整流畅、结构合理、保持理化指标较好状态。此处使用的模具如图2所示为金属材质，其形状与所制造型材的形状相对应，其上设有便于脱模的工艺孔位，并且该模具采用组合套制的模式设计。

8、预压成型：组胚后进行预压成型，确保改性竹料通过胶液缓慢地紧密粘合，使其中的残余水份挥发完全，这样可有效缩短后道工艺施压的时间。

9、热压定型：通过高温、高压形成高强度、高密度的型材(其密度为为1.2～1.35kg/cm²，其规格为5200mm×1350mm×3～100mm)。该步骤中压机应选择13-18层，同时使其施压力为35-47kg/cm²；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170到180度，同时按型材胚板厚度设定时间，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，每増厚1mm约延长8-10秒。

2)采用改性酚醛树脂胶进行布施胶液的热压温度控制在125到140度，按型材胚板厚度设定时间，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应考虑延长每増厚1mm约5-8秒。

10、脱模：通过热压定型形成型材后，再由模具上的工艺孔进行脱模。

11、平衡：对脱模后的型材进行干湿度、温差度平衡处理。

12、光洁、修整处理：此步骤完成型材表面光洁、修整处理。

13、检验：最后逐片人工或机械检验。

该工艺流程制得的型材，其整体结构迭加的厚度可按功能、等级需要设定板胚料或定制型材胚料。其选用的竹材、结构、胶种、胶量、厚度、密度、温度、压力等决定全竹型材的理化指标和实用形状需要。

按上述工艺流程制成全竹型材，再按定制规格需要进入精深加工流程。

所述的全竹型材的精深加工工艺流程如下：

1)胚板开料：按所需规格合理套裁开料制材。

2)砂光：开料后的规格板料砂光定厚和表面光洁、修整处理。

3)定型：型材定制规格。

4)成型加工：按所加工要求进入深加工机械、激光或人工直接镂、铣、车、刨、雕、刻、镶嵌图案。

5)涂装：按涂装工艺分别以漆、涂料或复贴高分子面膜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 (9)

1.一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

(1)将制造型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、竹条束形态，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铺装进模具组胚；

(6)对由模具组胚后的改性竹料进行预压成型，使改性竹料通过胶液缓慢地紧密粘合，并使其中的残余水份挥发干净；

(7)最后对已预压成型的材料，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，并经脱模得到高强度、高密度的型材。

2.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述步骤(1)前需对采用的竹材进行截断，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。

3.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述竹片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3～6mm。

4.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述步骤(2)的改性竹料为呈条、丝、纤维形态的混合竹片状；所述竹丝、竹条束中竹条的直径尺寸为1～2.9mm，所述竹纤维取其自然纤维状态。

5.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述步骤(3)具体处理为：首先将碾压好的改性竹料由机械输送至蒸汽沸水槽进行蒸煮，以达到对改性竹料脱脂的目的；接着对脱脂后的改性竹料进行除湿；再接着将除湿后的改性竹料联机输送至染色槽染色；最后将染色完毕的改性竹料烘干以便进行后道工序。

6.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的浸胶根据不同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浸渍布胶。

7.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述步骤(5)通过人工或机械将改性竹料按粗、细或长、短相等或不等的形式分别顺向的布排铺装进入模具组胚。

8.根据权利要求1或7所述的一种全竹型材的制造工艺，其特征在于，所述模具与型材的形状相对应，其上设有便于脱模的工艺孔位，并且该模具采用组合套制的模式设计。

9.根据权利要求1所述的一种全竹型材的制造工艺，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170～180度，同时按型材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；

若采用醛类胶液布胶的，热压温度控制在125～140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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