CN102114651A - 一种利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，该方法是采伐3-4年生小径竹，并经过相应处理，制成重组竹层积材规格板；采伐3-4年生毛竹并经过相应处理，制成编织竹席；制作浸渍纸；最后按照预定的组坯方式组坯、热压，形成竹胶合模板。通过本发明制备的竹胶合模板，完全能满足作为建筑模板的使用要求。另外，采用全新的竹胶合模板生产工艺，有效的利用资源丰富，价格低廉的小径竹，能够大大降低竹胶合模板的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法。
背景技术
随着我国建筑行业工业化的发展，采用现浇混凝土施工工艺的结构越来越多，对模板的需求也越来越大；我国森林资源十分贫乏，传统的木模板已经无法满足建筑行业生产的需要；竹胶合模板是近几年发展起来的一种新型工程结构材料，将其用于建筑模板，具有强度大、刚性好、吸湿膨胀率低、脱模快、易清洗、耐腐蚀、使用周期长等优点，且原料竹材的资源丰富，自然更新快，故竹胶合模板有逐步取代传统木模板的趋势。
常规加工的竹胶合模板是采用横向破蔑的加工工艺，该工艺去除了含有蜡质层的竹青部分和材质不佳的竹黄部分，适合加工竹胶合模板竹片的出材率很低（大约在25～30%左右），且不能利用直径小于6mm以下的小径竹，严重地影响了竹胶合模板价格和竹材的有效利用。因此，开发出一种全新的低成本、高品质的竹胶合模板，来满足建筑行业生产日益增长的需要，已成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，利用该方法生产的竹胶合模板能够有效的利用资源丰富，价格低廉的小径竹，生产出低成本、高品质的竹胶合模板，可以满足建筑行业生产日益增长的需要。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案包括如下步骤：
步骤1：采伐3-4年生小径竹，去除竹干上的杂物，将竹干截成竹段；
步骤2：将小径竹的竹段放入竹材梳理设备进行小径竹的梳理加工；
步骤3：将梳理加工好的小径竹梳理材放入木材蒸煮罐内，通入110～150℃的过热蒸汽炭化60～180分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色；
步骤4：将炭化加工好的小径竹梳理材放入木材干燥窑干燥，干燥温度为100～110℃，干燥时间为12～24小时，干燥后材料的含水率控制在8～10%；
步骤5：将干燥后的小径竹梳理材浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，加重物使其完全浸没在酚醛树脂胶液中，20～30分钟后取出沥干，堆放备用；
步骤6：将浸过酚醛树脂胶液的小径竹梳理材层叠组坯，在冷压机内加压密实；
步骤7：将加压密实后的小径竹梳理材在干燥窑中干燥固化成为小径竹层积材，干燥温度为120～170℃，干燥时间为10～24小时；
步骤8：将固化后的小径竹层积材取出，放置冷却48～72小时后，将小径竹层积材加工成厚度6mm的竹层积材规格板材，备用；
步骤9：采伐3-4年生毛竹，截成竹段，竹段经剖分后先去除竹青与竹黄，再横向破蔑，加工成厚度1mm的竹蔑片；
步骤10：将竹蔑片编织成竹席，再将编织好的竹席放进干燥窑中干燥，干燥温度为80～120℃，干燥时间为10～30分钟，干燥后竹席的含水率控制在8～10%；
步骤11：将竹席浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，浸渍4～10分钟后移出竹席，沥去多余的胶液，干燥，干燥温度60～80℃，备用；
步骤12：浸渍纸的制备与加工；浸渍纸采用硫酸盐木浆纸为原材料，将硫酸盐木浆纸浸入固含量为20～50%的酚醛树脂胶液中，使硫酸盐木浆纸的最终浸渍树脂含量为50％～90％；取出硫酸盐木浆纸，进行低温干燥，干燥的温度50～80℃，干燥至硫酸盐木浆纸不再粘手为准，得到浸渍纸；
步骤13：将步骤8加工好的6mm厚的竹层积材规格板材送入涂胶机涂胶，胶粘剂采用40%固含量的酚醛树脂胶液，涂胶量220～300g/m2，采用双面涂胶，涂胶完成后将竹层积材规格板材开口陈化，陈化时间为2～6小时；
步骤14：将浸渍纸、步骤11得到的竹席与完成陈化的竹层积材规格板材进行组坯，形成竹胶合模板的板坯，然后热压成型，热压完成后，经过24小时的放置冷却，再经裁边，生产出竹胶合模板。
其中所述步骤1中的小径竹为小杂竹；所述小杂竹包括绿竹、麻竹、黄竹、粉单竹、青皮竹或直径小于6cm的毛竹。
所述步骤2中的梳理加工采用将小径竹的竹段放入竹材梳理设备，通过碾压辊碾压的方式进行小径竹的梳理加工。
所述步骤3中通入120℃的过热蒸汽炭化100-150分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。优选地，在步骤3中通入120℃的过热蒸汽炭化120分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。
酚醛树脂胶液的配制为，先按GB/T14074.5-93的要求测定酚醛树脂的固含量，再根据测定的树脂固含量加水将酚醛树脂稀释成40%固含量的酚醛树脂胶液；所述酚醛树脂，其固含量为43.34%，粘度为89cps，PH值为12.8，密度为1.199g/cm3。
所述步骤9中，采用的毛竹优选端头直径在10厘米以上的外形无缺陷的新鲜毛竹。
步骤11中浸好胶的竹席，低温干燥的时间由竹席的最终含水率而定，竹席的最终含水率要求≤10%。
步骤14中所述热压成型是在热压机中热压成型；在热压成型过程中，选择的热压压力为2～3Mpa, 热压温度135～155℃，热压时间按竹模板板坯的组坯厚度×1.2分钟/mm厚度计算。
本发明的优点在于：采用本发明的加工方法生产的竹胶合模板能够有效的利用资源丰富，价格低廉的小径竹，生产出低成本、高品质的竹胶合模板。竹胶合模板的密度按GB/T 17657-1999中4.2密度测定规定进行；竹胶合模板的含水率试验按GB/T 17657-1999中4.3含水率测定规定进行；竹胶合模板的纵向和横向静曲强度试验按GB/T 17657- 1999中4.9静曲强度测定规定的方法进行；竹胶合模板的抗弯弹性模量试验按GB/T 17657- 1999中4.9的弹性模量测定规定的方法进行；竹胶合模板的胶合性能按GB/T 17657-1999中4.17浸渍剥离性能测定规定的I类薄板的试验方法进行。本发明的竹胶合模板的密度0.85～0.90g/cm3，含水率8～10%，纵向静曲强度﹥80MPa，横向静曲强度﹥40MPa，胶合强度﹥3MPa，抗弯弹性模量﹥11GPa。因此，通过本发明制备的竹胶合模板，完全能满足作为建筑模板的使用要求。另外，采用全新的竹胶合模板生产工艺，有效的利用资源丰富，价格低廉的小径竹，能够大大降低竹胶合模板的制造成本。此外，用本发明制作的竹胶合模板废弃后，在自然条件下可分解，不会污染环境；也可通过回收的方法用于竹刨花板的制造，变废为宝，有利于资源的循环再利用。
附图说明
图1为本发明小径竹梳理层积材成型模具结构示意图；
图2为本发明竹胶合模板组坯示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明的具体工艺步骤如下：
步骤1：采伐3-4年生小径竹，去除竹干上的杂物，将竹干截竹段，截为1.3米规格长度的竹段。这里的杂物包括枝叶等；另外，在步骤1中的小径竹为小杂竹；小杂竹包括绿竹、麻竹、黄竹、粉单竹、青皮竹或直径小于6cm的毛竹。
步骤2：将小径竹的竹段放入竹材梳理设备进行小径竹的梳理加工。在步骤2中的梳理加工是采用将小径竹的竹段放入竹材梳理设备，通过碾压的方式对小径竹进行的加工。
步骤3：将梳理加工好的小径竹梳理材放入木材蒸煮罐内，通入110～150℃的过热蒸汽炭化60～180分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。在步骤3中，优选通入120℃的过热蒸汽炭化120分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。
步骤4：将炭化加工好的小径竹梳理材放入木材干燥窑干燥，干燥温度为100～110℃，干燥时间为12～24小时，干燥后材料的含水率控制在8～10%。
步骤5：将干燥后的小径竹梳理材浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，加重物使其完全浸没在酚醛树脂胶液中，20～30分钟后取出沥干，堆放备用。在步骤5中的酚醛树脂固含量为43.34%, 粘度为89cps，PH值为12.8，密度为1.199g/cm3。
步骤6：将浸过酚醛树脂胶液的小径竹梳理材层叠组坯，在冷压机内加压密实。具体是：将浸好酚醛树脂胶的小径竹梳理材4放入矩型槽1内，如图1所示，再在冷压机内加压密实，冷压机加压压力为1.5MPa。加压完毕后在矩型槽1内放入10mm厚的上盖板2，立即用锁定销3固定，防止压实的小径竹梳理密实材4回弹。
步骤7：将加压密实后的小径竹梳理材在干燥窑中干燥固化成为小径竹层积材，干燥温度为120～170℃，干燥时间为10～24小时。
步骤8：将完全固化后的小径竹层积材取出，放置48～72小时后，利用细木工小带锯将小径竹层积材加工成厚度6mm的竹层积材规格板，备用。
步骤9：采伐3-4年生毛竹，截成竹段，截为1.3米规格长度的竹段。竹段经剖分后先去除竹青与竹黄，再横向破蔑，加工成厚度1mm的竹蔑片。在步骤9中，为了保证编织竹席的竹蔑质量和出材率，采用的毛竹最好是端头直径在10厘米以上的无缺陷新鲜毛竹。
步骤10：利用篾帘编织机或手工将竹蔑片编织成整幅竹席，再将编织好的竹席放进干燥窑中干燥，干燥温度为80～120℃，干燥时间为10～30分钟，干燥后竹席的含水率控制在8～10%。在步骤10中，利用篾帘编织机或手工将竹蔑片编织成整幅竹席，竹席通常为人字花型编织，即纵、横方向相互垂直的竹篾，通过相互间“挑”和“压”的交织，构成竹席。本发明按“挑一压一”编织，在一张席子编织达到规定的幅面时，对四周长出的两层不同方向排列的竹篾要进行包边处埋。
步骤11：将40%固含量的酚醛树脂溶液，倒入胶池中；将竹席放入胶池内，浸渍4～10分钟后移出胶池，移往沥胶槽上空，沥去多余的胶液；
步骤12：将浸好胶的竹席取出，放入网带干燥机上低温干燥，干燥温度60～80℃，做成编织竹席。在步骤12中，浸好胶的竹席低温干燥时间由竹席的最终含水率而定，竹席的最终含水率要求≤10%。
步骤13：浸渍纸的制备与加工；浸渍纸采用的硫酸盐木浆纸，将硫酸盐木浆纸浸入固含量为20～50%的浸渍酚醛树脂胶液中，所需浸渍时间硫酸盐木浆纸的最终浸渍树脂含量和干燥后挥发份含量这两项指标而定；硫酸盐木浆纸的最终浸渍树脂含量为50％～90％，干燥后挥发份含量为10％～15％；取出浸渍酚醛树脂胶的硫酸盐木浆纸，放在干燥机上低温干燥，干燥的温度50～80℃，干燥时间以浸渍酚醛树脂胶的硫酸盐木浆纸不再粘手为准。
步骤14：将加工好的6mm厚小径竹层积材规格板送入涂胶机涂胶，胶粘剂采用40%固含量的酚醛树脂溶液，涂胶量采用220～300g/m2(双面)，涂胶完成后将6mm厚小径竹层积材规格板材开口陈化，陈化时间为2～6小时。陈化时间一般夏秋2小时，春冬6小时。
步骤15：将浸渍纸、竹席与完成陈化的竹层积材规格板组坯、热压。在本发明实施例中，采用的组坯方式是：依次层叠组坯的第一浸渍纸11、第一编织竹席12、第一经涂胶陈化的竹层积材规格板13、第二编织竹席14、第二经涂胶陈化的竹层积材规格板15、第三编织竹席16、第二浸渍纸17。但组坯方式并不限于此，优选是编织竹席和经涂胶陈化的重组竹层积材规格板依次交错叠置。热压过程完成后，竹胶合模板的板坯需经过24小时的放置，再经裁边、分等、检验工序，生产出满足质量要求的竹胶合模板。在步骤15中，将按图2要求组坯的竹模板板坯送入热压机热压成型；在热压成型过程中，选择的热压压力为2～3Mpa，热压温度135～155℃，热压时间按竹模板板坯的组坯厚度×1.2分钟/mm厚度计算。
本发明的优点在于：采用本发明的加工方法生产的竹胶合模板能够有效的利用资源丰富，价格低廉的小径竹，生产出低成本、高品质的竹胶合模板。竹胶合模板的密度按GB/T 17657-1999中4.2密度测定规定进行；竹胶合模板的含水率试验按GB/T 17657-1999中4.3含水率测定规定进行；竹胶合模板的纵向和横向静曲强度试验按GB/T 17657- 1999中4.9静曲强度测定规定的方法进行；竹胶合模板的抗弯弹性模量试验按GB/T 17657- 1999中4.9的弹性模量测定规定的方法进行；竹胶合模板的胶合性能按GB/T 17657-1999中4.17浸渍剥离性能测定规定的I类薄板的试验方法进行。竹胶合模板的密度0.85～0.90g/cm3，含水率8～10%，纵向静曲强度﹥80MPa，横向静曲强度﹥40MPa，胶合强度﹥3MPa，抗弯弹性模量﹥11GPa。因此，通过本发明制备的竹胶合模板，完全能满足作为建筑模板的使用要求。另外，采用全新的竹胶合模板生产工艺，有效的利用资源丰富，价格低廉的小径竹，能够大大降低竹胶合模板的制造成本。
此外，用本发明制作的竹胶合模板废弃后，在自然条件下可分解，不会污染环境；也可通过回收的方法用于竹刨花板的制造，变废为宝，有利于资源的循环再利用。
综上所述，以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此即限制本发明的保护范围，故凡运用在本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化和材料变化，精神和原则之内所作的任何修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：采伐3-4年生小径竹，去除竹干上的杂物，将竹干截成竹段；
步骤2：将小径竹的竹段放入竹材梳理设备进行小径竹的梳理加工；
步骤3：将梳理加工好的小径竹梳理材放入木材蒸煮罐内，通入110～150℃的过热蒸汽炭化60～180分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色；
步骤4：将炭化加工好的小径竹梳理材放入木材干燥窑干燥，干燥温度为100～110℃，干燥时间为12～24小时，干燥后材料的含水率控制在8～10%；
步骤5：将干燥后的小径竹梳理材浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，加重物使其完全浸没在酚醛树脂胶液中，20～30分钟后取出沥干，堆放备用；
步骤6：将浸过酚醛树脂胶液的小径竹梳理材层叠组坯，在冷压机内加压密实；
步骤7：将加压密实后的小径竹梳理材在干燥窑中干燥固化成为小径竹层积材，干燥温度为120～170℃，干燥时间为10～24小时；
步骤8：将固化后的小径竹层积材取出，放置冷却48～72小时后，将小径竹层积材加工成厚度6mm的竹层积材规格板材，备用；
步骤9：采伐3-4年生毛竹，截成竹段，竹段经剖分后先去除竹青与竹黄，再横向破蔑，加工成厚度1mm的竹蔑片；
步骤10：将竹蔑片编织成竹席，再将编织好的竹席放进干燥窑中干燥，干燥温度为80～120℃，干燥时间为10～30分钟，干燥后竹席的含水率控制在8～10%；
步骤11：将竹席浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，浸渍4～10分钟后移出竹席，沥去多余的胶液，干燥，干燥温度60～80℃，备用；
步骤12：浸渍纸的制备与加工；浸渍纸采用硫酸盐木浆纸为原材料，将硫酸盐木浆纸浸入固含量为20～50%的酚醛树脂胶液中，使硫酸盐木浆纸的最终浸渍树脂含量为50％～90％；取出硫酸盐木浆纸，进行低温干燥，干燥的温度50～80℃，干燥至硫酸盐木浆纸不再粘手为准，得到浸渍纸；
步骤13：将步骤8加工好的6mm厚的竹层积材规格板材送入涂胶机涂胶，胶粘剂采用40%固含量的酚醛树脂胶液，涂胶量220～300g/m2，采用双面涂胶，涂胶完成后将竹层积材规格板材开口陈化，陈化时间为2～6小时；
步骤14：将浸渍纸、步骤11得到的竹席与完成陈化的竹层积材规格板材进行组坯，形成竹胶合模板的板坯，然后热压成型，热压完成后，经过24小时的放置冷却，再经裁边，生产出竹胶合模板。
2.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，所述步骤1中的小径竹为小杂竹；所述小杂竹包括绿竹、麻竹、黄竹、粉单竹、青皮竹或直径小于6cm的毛竹。
3.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，所述步骤2中的梳理加工采用将小径竹的竹段放入竹材梳理设备，通过碾压辊碾压的方式进行小径竹的梳理加工。
4.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，所述步骤3中通入120℃的过热蒸汽炭化100-150分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。
5.如权利要求4所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，在步骤3中通入120℃的过热蒸汽炭化120分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。
6.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，酚醛树脂胶液的配制为，先按GB/T14074.5-93的要求测定酚醛树脂的固含量，再根据测定的树脂固含量加水将酚醛树脂稀释成40%固含量的酚醛树脂胶液；所述酚醛树脂，其固含量为43.34%，粘度为89cps，PH值为12.8，密度为1.199g/cm3。
7.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，所述步骤9中，采用的毛竹优选端头直径在10厘米以上的外形无缺陷的新鲜毛竹。
8.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，步骤11中浸好胶的竹席，低温干燥的时间由竹席的最终含水率而定，竹席的最终含水率要求≤10%。
9.如权利要求1所述的利用小径竹生产竹胶合模板的加工方法，其特征在于，步骤14中所述热压成型是在热压机中热压成型；在热压成型过程中，选择的热压压力为2～3Mpa, 热压温度135～155℃，热压时间按竹模板板坯的组坯厚度×1.2分钟/mm厚度计算。
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