CN103148334B - 一种整张化竹束单板及超长竹束单板层积材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整张化竹束单板及超长竹束单板层积材，超长竹束单板层积材是由若干竹束单板层按纹理方向互相平行地相互叠加后加工制成，各竹束单板层又是由一组密度均匀的同厚度的竹束单板拼接在一起，所述的各竹束单板是由若干排平行排列的竹纤维束通过缝合或铺置胶线粘接组坯而成的长度不小于2.44m的整张化竹束单板，所述的竹纤维束是由竹秆经竹材帚化碾压设备分丝制得的均匀规格的竹纤维束。其可由选取竹材全材为原始加工材料，且成品的密度均匀,能够充分利用各种竹材，且加工更方便快捷。

Description

一种整张化竹束单板及超长竹束单板层积材

技术领域

本发明属于竹材人造板制造领域，尤其提供了一种竹束单板及竹束单板层积材。

背景技术

我国竹材资源丰富，竹林面积已达538.1万公顷，竹子具有易于种植、生长速度快、周期短、一次造林可永续利用的特点，被广泛应用于生产人造板。竹材人造板按照组成板材的原料品种、构成单元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手段，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、竹席、竹片、纤维化竹束的层积材等。上述的竹材原材料中，由于竹材竹青面和竹黄面不易胶合，故现有技术中竹帘、竹席、竹片在制取过程中大多是需要去除竹青和竹黄，一般是通过碾压疏解，对原竹进行可控的分离，使复合材料制备达到广谱可设计性，但这样处理的结果势必会造成竹材原材料的大量耗费；另外，纤维化竹束制取过程中，竹束纤维化密度和厚度不均匀，进一步导致纤维化竹束板坯铺装不均匀，使得制作其人造板的工序复杂、效率低下，且容易导致最终产品的密度不均匀，为达到产品的合格率，只能依照产品的最小密度部分检验达标，从而造成更多大密度部分的材料浪费及力学强度过剩，同时还会由于重量相对较重而产生后续的一系列问题（如搬运费力及运输过程中过多消耗电力及燃油），如此来说，不仅浪费原材料，还会在生产及运输环节中极大的浪费能源，而我国是产业大国，可想而知，其导致的浪费是多么的巨大。

目前，我国人造板加工企业的热压设备最大幅面大部分为2.44m×1.22m，因此若加工长度大于2.44m的重组材必须得采用冷压工艺，不仅占用较大生产场地和劳动力，还效率低下。因此，采用间歇热压连续接长工艺，开发长度大于2.44m的竹束单板层积材对我国目前人造板企业的技术升级具有重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可由竹材全材制作且密度均匀的整张化竹束单板，其可以充分利用各种竹材，且使得后续加工成品材更方便快捷。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种整张化竹束单板，其是由若干排平行排列的竹纤维束通过缝合或铺置胶线粘接组坯而成，所述的竹纤维束是由竹秆经分丝制得的均匀规格的束状纤维。

所述整张化竹束单板的竹纤维束经沿竹秆纤维方向强度保持、纤维横向强度降低处理，同时或附加经杂细胞去除处理。

所述整张化竹束单板的缝合或铺置胶线的轨迹为若干排间隔并行的直线；或缝合或铺置胶线的轨迹为至少一条并行的连续Z字形弯折线，Z字形轨迹线与竹束单板中轴线夹角a为30°-150°；亦或缝合或铺置胶线的轨迹为至少一条并行的连续S型曲线。

所述整张化竹束单板的束状纤维是由竹秆经竹材帚化碾压设备分丝制得的。

所述整张化竹束单板中，直径小于或等于3cm的小竹径竹秆，选用全材为帚化碾压设备分丝加工的原材；直径大于3cm的大竹径竹秆，剖分并去除内外竹节后送入帚化碾压设备分丝加工竹纤维束；两者均按顺纹方向送入帚化碾压设备。

本发明的另一目的是提供一种具有连续长度的超长竹束单板层积材，其可以克服现有技术的不足，在满足国家标准的前提下，能较大幅度的节约原材料。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种用上述整张化竹束单板制作的超长竹束单板层积材，其是由若干竹束单板层按纹理方向互相平行地相互叠加后加工制成，各竹束单板层又是由一组密度均匀的同厚度的竹束单板拼接在一起，所述的各竹束单板是由若干排平行排列的竹纤维束通过缝合或铺置胶线粘接组坯而成的长度不小于2.44m的整张化竹束单板。

所述超长竹束单板层积材的竹束单板层积材是由若干竹束单板层相互叠加组坯后经间歇热压连续接长方法制成。

所述超长竹束单板层积材的间歇热压连续接长方法是：将若干竹束单板层施胶后相互叠加组坯，经辊筒进料台先送入冷压机预压成初始厚度，再继续送入热压机热压后得到最终厚度的超长竹束单板层积材板。

所述超长竹束单板层积材中，在热压机热压时，若使用的胶黏剂为酚醛树脂，热压时间为0.5-2min/mm，热压温度120-180℃，热压压力0.5-9MPa；如果胶黏剂为异氰酸酯，热压时间为0.5-1.2min/mm,热压温度为80-130℃，热压压力为0.5-9MPa。

所述超长竹束单板层积材中，各相邻的竹束单板互对接、搭接或斜接拼接，任何的两个端接距离不小于90mm。

本发明的优点是：

1.由于本发明制作的竹束单板整张化，可得到密度均匀、厚度相同的竹束单板，不仅可以进一步制作本发明所述的竹束单板层积材，还可方便与其它单板（例如木单板等）的再合成加工利用，因而可得到更多样化的产品，满足建筑行业的不同需求。

2.本发明制作的竹束单板层积材由于各层竹束单板层的材料密度及结构强度均一致或接近，使得整体产品的的材料密度及结构强度均一致或接近，因而在可以满足国家标准的前提下，能较大幅度的节约原材料，且会带来运输等一系列的积极连锁效应；

3.可以保留原材料竹材中的竹青和竹黄，避免了现有技术中去除竹青和竹黄所造成的竹材耗费及因此而造成的人力物力的浪费；

4.本发明竹束单板整张化方便进一步的间歇热压、连续接长成型技术的施展，能够制成性能优良的连续长的层积材，使得大量现有技术中不能充分利用的小径竹也得以利用，且使得热压设备简单、加工更加简便、生产效率更高。

附图说明

图1为本发明竹束单板中各竹纤维束排布示意图。

图2为本发明竹束单板一实施例构成的结构示意图。

图3为本发明竹束单板另一实施例构成的结构示意图。

图4为本发明竹束单板又一实施例构成的结构示意图。

图5为本发明竹束单板再一实施例构成的结构示意图。

图6为本发明用于间歇热压连续接长方法制作超长竹束单板层积材的示意图。

图7为本发明两个竹束单板拼接后端接距离W的示意图。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。

具体实施方式

本发明竹束单板层积材的最基础材料是由竹秆经帚化碾压设备分丝制得的均匀规格的竹纤维束。

对于制造该竹纤维束的帚化碾压设备，本申请人已在2012年10月25日向中国国家知识产权局递交了专利申请（专利申请号：201210413865.1；名称为：“一种竹材帚化碾压设备”），在该申请中，公开了该竹材帚化碾压设备的构成及工作原理，故此不再赘述，该设备中包含有帚化机构、碾压机构、捶打机构和可将待加工竹材传递输送而横穿帚化、碾压和捶打作业区域的传输机构，故可以将输入的去节后的竹材秆茎进行帚化、捶打和碾压，可实现横向强度降低、纵向强度保留的竹纤维束的制取，同时对去除了竹节后的竹秆又进一步的去除了杂细胞，能解决竹青和竹黄不易胶合的弊病，可提高终极产品竹材人造板的力学强度和胶合强度。故经该竹材帚化碾压设备制得的竹纤维束可以得到沿竹秆纤维方向强度保持、纤维横向强度降低处理及杂细胞的去除处理。

借助该设备，本发明的选材更加宽泛，对于直径小于或等于3cm的小竹径竹秆，可选用全材为帚化碾压设备分丝加工的原材；对于直径大于3cm的大竹径竹秆，可剖分并去除内外竹节后送入帚化碾压设备分丝加工竹纤维束；两者均按顺纹方向送入帚化碾压设备。

竹纤维束具体制取的过程是：将0.50-20m长的竹秆经过冷水浸泡或热水蒸煮预处理工序，按顺纹方向送入帚化碾压设备，若为大径竹材（内径不小于3cm），则经过帚化碾压设备竹节去除单元进行内外竹节的去除；若小径竹材（内径小于或等于3cm）则直接送入帚化碾压设备的帚化单元。将竹材沿竹秆纤维方向经过设备分别的帚化、捶打和碾压等分单元，经过多次周期帚化碾压工序，达到竹纤维束1直径为0.10-2.5mm分布（按相互顺纹方向紧密的排列整齐，纤维化竹束宽度达到原始竹秆弧长的3-7倍），即得到合格的竹纤维束单元10，参见图1所示。

进一步，为方便竹束单板的移动及加工制作，将竹纤维束按顺纹方向（即各层竹纤维束按平行于竹纤维束的纹理方向）采用缝合或铺置胶线的方法进行一定尺寸组坯，以成整张化的竹束单板，具体缝合或铺置胶线的轨迹可以是若干排间隔并行的直线2（如图2所示），各直线2轨迹覆盖所有排平行排列的竹纤维束1，且相邻间隔的两直线轨迹的间隔L不大于1.3m。或缝合或铺置胶线的轨迹为一条以上并行连续的Z字形弯折线3，如图3所示，该实施例中为一条Z字形弯折线，每个Z字单元的轨迹线应覆盖所有排平行排列的竹纤维束；所述的Z字形弯折线与竹束单板中轴线夹角a为30°-150°。缝合或铺置胶线的轨迹为多条并行连续的Z字形弯折线3的实例示意可参见图4；或缝合或铺置胶线的轨迹还可以是一条以上并行的连续S型曲线，且并行的轨迹线应覆盖所有排平行排列的竹纤维束，这些轨迹线应能保证所有排平行排列的竹纤维束都互相粘连或缝连在一起（在不大于1.3m的间隔长度内），参见图5，为两条并行的连续S型曲线。

将上述的竹束单板进一步干燥，使得竹纤维束气干至含水率8-15%。

再对上述的竹纤维束板进行施胶。

若使用的胶黏剂为酚醛树脂，采用浸胶施胶方法，酚醛树脂的固含量为竹纤维束板原料绝干重量的5-30%，酚醛树脂胶黏剂的固含量为5-25%之间，采用常温浸胶，浸胶时间为3-15min，取出悬干至胶黏剂不滴落为止。

若使用的胶黏剂为异氰酸酯，采用喷雾施胶方法，异氰酸酯的固含量为竹纤维束原料绝干重量的3-18%，采用喷涂工艺均匀施胶在竹纤维束板的两面。

可以进行二次干燥：将上述施过胶的竹纤维束板再进行二次干燥，达到表层含水率20-40%。

在若干上述已施胶的竹束单板按平行结构端接连续组坯，逐层铺设，每层可由若干的竹束单板拼接，各相邻的竹束单板互对接、搭接和斜接拼接，任何的两个端接距离不小于90mm，所述的端接距离包含相邻层端接距离₁和非相邻层端接距离，参见图7,a为上层竹束单板的端接点,b为中间层即相邻层竹束单板的端接点，c为下层即非相邻层竹束单板的端接点，W₁为相邻层竹束单板的端接距离，W₂为非相邻层端接距离。再进一步进行室温预压，压力为0.5-15MPa，保持3-15min；将预压成型的竹束单板干燥至含水率8-15%。

本发明超长竹束单板层积材的竹束单板层积材是由若干竹束单板层相互叠加后经间歇热压连续接长技术制成；为获得本发明的超长竹束单板层积材，设计了不同于现有技术的生产加工线，参见图6所示，将冷压机300与热压机400前后接续布置，在冷压机300前且是紧随竹束单板的组坯台100后设有一个辊筒进料台200，在热压机400后设辊筒运输台500。该间歇热压连续接长方法过程是：将若干竹束单板层相互叠加组坯后经辊筒进料台200先送入冷压机300内预压成初始厚度，再继续送入热压机400内热压后得到最终厚度的超长竹束单板层积材板，由热压机400送出的成品后超长竹束单板层积材板经辊筒运输台500传输后到达落入点，堆积为超长竹束单板层积材板垛600。

其中，在热压机400内热压时采用热进热出、热压固化成型。如果使用的胶黏剂为酚醛树脂，热压时间为0.5-2min/mm，热压温度120-180℃，热压压力0.5-9MPa；如果胶黏剂为异氰酸酯，热压时间为0.5-1.2min/mm,热压温度为80-130℃，热压压力为0.5-9MPa。10-500mm重叠进料。

本发明提供的竹束单板层积材，使用竹秆（大径竹剖分，小径竹直接利用）直接帚化碾压制作其上还有竹青和竹黄的竹纤维束，通过包括特殊的竹束单板整张化、间歇热压、连续接长成型技术制成性能优良的连续长得层积材，使得大量现有技术中不能充分利用的小径竹得以利用，且使得热压设备简单、加工更加简便、生产效率更高，制得的层积材密度更低、强度更高、长度连续。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种整张化竹束单板，其特征在于：其是由若干排平行排列的竹纤维束通过缝合或铺置胶线粘接组坯而成，所述的竹纤维束是由竹秆通过帚化、捶打和碾压经分丝制得的均匀规格的束状纤维，该竹纤维束经沿竹秆纤维方向强度保持、纤维横向强度降低处理；

其中，所述的缝合或铺置胶线的轨迹为若干排间隔并行的直线；或,该缝合或铺置胶线的轨迹为至少一条并行的连续Z字形弯折线，Z字形弯折线与竹束单板中轴线夹角a为30°-150°；亦或,该缝合或铺置胶线的轨迹为至少一条并行的连续S型曲线。

2.根据权利要求1所述的整张化竹束单板，其特征在于：同时或附加经杂细胞去除处理。

3.根据权利要求1或2所述的整张化竹束单板，其特征在于：所述的束状纤维是由竹秆经竹材帚化碾压设备分丝制得的。

4.根据权利要求1所述的整张化竹束单板，其特征在于：直径小于或等于3cm的小竹径竹秆，选用全材为帚化碾压设备分丝加工的原材；直径大于3cm的大竹径竹秆，剖分并去除内外竹节后送入帚化碾压设备分丝加工竹纤维束；两者均按顺纹方向送入帚化碾压设备。

5.一种用权利要求1所述的整张化竹束单板制作的超长竹束单板层积材，其特征在于：其是由若干竹束单板层按纹理方向互相平行地相互叠加后加工制成，各竹束单板层又是由一组密度均匀的同厚度的竹束单板拼接在一起，所述的竹束单板是由若干排平行排列的竹纤维束通过缝合或铺置胶线粘接组坯而成的长度不小于2.44m的整张化竹束单板。

6.根据权利要求5所述的超长竹束单板层积材，其特征在于：所述的竹束单板层积材是由若干竹束单板层相互叠加组坯后经间歇热压连续接长方法制成。

7.根据权利要求6所述的超长竹束单板层积材，其特征在于：所述的间歇热压连续接长方法是：将若干竹束单板层施胶后相互叠加组坯，经辊筒进料台先送入冷压机预压成初始厚度，再继续送入热压机热压后得到最终厚度的超长竹束单板层积材板。

8.根据权利要求7所述的超长竹束单板层积材，其特征在于：在热压机热压时，若使用的胶黏剂为酚醛树脂，热压时间为0.5-2min/mm，热压温度120-180℃，热压压力0.5-9MPa；如果胶黏剂为异氰酸酯，热压时间为0.5-1.2min/mm,热压温度为80-130℃，热压压力为0.5-9MPa。

9.根据权利要求5所述的超长竹束单板层积材，其特征在于：各相邻的竹束单板互对接、搭接或斜接拼接，任何的两个端接距离不小于90mm。