CN103770168A - 一种防腐重组复合竹材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐重组复合竹材及其制造方法，该防腐重组复合竹材是以竹材为主要原料制成，密度介于0.9g/cm3～1.50g/cm3，厚度方向和宽度方向的吸水厚度膨胀率均小于1.5%，达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。制造方法包括将原竹加工成竹片后经碾压处理得到疏解竹束，先后用稀碱溶液和水进行蒸煮处理，干燥后，用纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液进行高压浸注处理，然后进行隔氧干燥处理、高温热处理和调湿处理，再经浸胶、干燥、编帘、组坯、冷压定型、加热固化和冷却平衡处理，得到防腐重组复合竹材。本发明的防腐重组复合竹材具有耐腐、耐候、防虫和尺寸稳定性好等优点，可用于室外装饰。
Description
技术领域
本发明属于竹材工业中的竹材改性和人造板制造技术领域，具体涉及一种防腐重组复合竹材及其制造方法。
背景技术
我国竹林面积、蓄积量和竹业产值均居世界首位，素有“竹子王国”之称。据统计，我国现有竹林面积约720万hm2，其中毛竹约占70%。同时，我国还是世界上最大的竹制品出口国，无论是竹材产品的数量还是质量，均居世界领先水平。竹材具有强度大、韧性好、硬度大等优点，是制造重组复合材料的绝佳原料。但是由于竹材本身比一般木材含有更多的营养物质，因而在温暖潮湿的条件下很容易产生腐朽、霉变和虫蛀，不仅影响了竹产品的美观性，也缩短了竹材的使用寿命，难以满足市场对竹制品美观性和功能性的需求，特别是，更难以用于室外较恶劣的环境。因此，研制出一种防腐重组复合竹材及其制造方法，对拓展竹材及其制品应用领域，合理、高效利用竹材资源，缓解我国木材供需矛盾都具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐腐、耐候、防虫、尺寸稳定性好、可用于室外的防腐重组复合竹材及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种防腐重组复合竹材，所述防腐重组复合竹材是以竹材为主要原料制成，所述防腐重组复合竹材的密度为0.9g/cm3～1.50g/cm3，厚度方向的吸水厚度膨胀率小于1.5%，宽度方向的吸水厚度膨胀率小于1.5%，所述防腐重组复合竹材达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的防腐重组复合竹材的制造方法，包括以下步骤：将原竹加工成竹片后经碾压处理得到疏解竹束，将疏解竹束先后用稀碱溶液和水进行蒸煮处理，然后干燥，将干燥后的竹束先用纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液进行高压浸注处理，随后置于常压过热蒸汽干燥装置中进行隔氧干燥处理、高温热处理和调湿处理，再经浸胶、干燥、编帘、组坯、冷压定型、加热固化和冷却平衡处理，得到防腐重组复合竹材。
上述的制造方法中，优选的，具体包括以下步骤：
（1）将原竹锯切并剖分后得到竹片，去除竹片的竹青和竹黄，然后对竹片进行碾压处理，得到疏解竹束；
（2）将疏解竹束用稀碱溶液进行蒸煮，蒸煮温度为80℃～100℃，蒸煮时间为2h～8h；稀碱蒸煮完成后再用水进行蒸煮，蒸煮温度为80℃～100℃，蒸煮时间为0.5h～1h；
（3）将两次蒸煮后的竹束进行干燥处理，直至竹束的含水率为15%～25%；
（4）将干燥后的竹束进行高压浸注处理，包括如下过程：将干燥后的竹束置于高压浸注罐内进行前真空处理，前真空处理后，将纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液注满高压浸注罐，罐内压力控制在0.3MPa～0.6MPa，保压30min～120min，保压后再进行后真空处理，后真空处理结束后，泄除高压浸注罐内的压力，取出竹束；
（5）将高压浸注处理后的竹束置于常压过热蒸汽干燥装置中，以水蒸汽为干燥介质，先进行隔氧干燥：控制水蒸汽温度为110℃～130℃，保持4h～8h；然后进行高温热处理：将水蒸汽温度升至190℃～220℃，保持1h～4h；再进行调湿处理：将水蒸汽的温度降至80℃～90℃后，向装置内喷入饱和水蒸汽进行调湿，直至竹束的含水率为4%～8%；
（6）将调湿处理后的竹束进行常压浸胶处理，得到浸胶竹束；
（7）将浸胶竹束进行干燥处理，干燥温度控制在50℃～70℃，干燥至浸胶竹束的含水率为8%～12%；
（8）将干燥后的浸胶竹束编织成竹束帘，将竹束帘置于模具中组坯后进行冷压定型，得到竹质重组复合板坯；
（9）将竹质重组复合板坯连同模具一起进行加热固化后陈放至完全冷却，然后将模具与固化后的竹质重组复合板坯分离，再密堆存放，得到防腐重组复合竹材。
上述的制造方法中，优选的，所述疏解竹束为纵向不断裂、横向松散而交错相连的网状竹束，所述疏解竹束中所含竹束单元的最大直径不超过6mm。
上述的制造方法中，优选的，所述稀碱溶液为氢氧化钠溶液，所述稀碱溶液的质量浓度为0.1%～1.5%。
上述的制造方法中，优选的，所述纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液中纳米氧化锌的质量浓度为0.5%～1.5%，竹霉净的质量浓度为0.5%～1.5%。
上述的制造方法中，优选的，所述步骤（4）中，所述前真空处理的真空度控制在0.06MPa～0.08MPa，保持10min～30min；所述后真空处理的真空度控制在0.04MPa～0.06MPa，保持10min～20min。
上述的制造方法中，优选的，所述步骤（6）中，所述常压浸胶处理所用胶液为酚醛树脂胶黏剂，所述胶液的固体含量为20%～30%；浸胶温度为10℃～40℃，浸胶时间为10min～30min。
上述的制造方法中，优选的，所述步骤（8）中，所述编织过程采用热熔型胶线为编织线，相邻热熔型胶线之间的距离为0.5m～0.9m。
上述的制造方法中，优选的，所述步骤（9）中，所述加热固化的条件为：温度120℃～160℃，时间8h～16h，加热介质为导热油；所述陈放的时间为12h～24h；所述密堆存放的时间为10天～30天。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明克服了现有竹材及其制品因易腐朽、霉变、虫蛀、尺寸稳定性差而难以用于室外较恶劣环境的缺陷，本发明制造的防腐重组复合竹材具有耐腐、耐候、防虫和尺寸稳定性好等特点，其厚度方向和宽度方向的吸水厚度膨胀率均小于1.5%，达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级，可广泛应用于高档家具、地板、结构工程材及室外装饰材等的制造，拓展了竹材应用领域，提高了竹材产品附加值。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种本发明的防腐重组复合竹材，该防腐重组复合竹材是以竹材为主要原料制成，其密度为1.2g/cm3，厚度方向的吸水厚度膨胀率为1.2%，宽度方向的吸水厚度膨胀率为0.8%，达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。
一种上述本实施例的防腐重组复合竹材的制造方法，包括以下步骤：
（1）先采用圆锯机将3年生原竹横截成1.9m长的竹筒，用破竹机将竹筒剖分为15等分的竹片；然后采用剖篾机除去竹片表面的竹青，同时除去部分竹黄；采用竹材碾压机对竹片进行碾压处理，将竹片碾压成为纵向不断裂、横向松散而交错相连的网状疏解竹束，疏解竹束中所含竹束单元的最大直径不超过6mm。
（2）将疏解竹束置于质量浓度为0.5%的氢氧化钠溶液中蒸煮，蒸煮温度为90℃，蒸煮4小时；蒸煮完成后用水进行再蒸煮，蒸煮温度为90℃，蒸煮时间为0.6小时。
（3）采用常规蒸汽干燥窑对两次蒸煮后的竹束进行干燥处理，将其含水率干燥至20%。
（4）将干燥后的竹束进行高压浸注处理，包括如下过程：将干燥后的竹束送入高压浸注罐内，关闭高压浸注罐封闭门，进行前真空处理，使高压浸注罐内的真空度达到0.07MPa，并保持15min；前真空结束后，用纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液注满高压浸注罐，所用纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液中纳米氧化锌的质量浓度为1.0%，竹霉净的质量浓度为1.0%（二者比例为1:1），并使高压浸注罐内的压力达到0.4MPa，保压60min；保压结束后，进行后真空处理，使高压浸注罐内的真空度达到0.05MPa，并保持15min；后真空处理结束后，泄除高压浸注罐内的压力，打开高压浸注罐封闭门，取出竹束。
（5）将高压浸注处理后的竹束置于常压过热蒸汽干燥装置中，以水蒸汽为干燥介质，先进行隔氧干燥：将装置内的水蒸汽温度控制在120℃，保持5小时，干燥装置内全部为水蒸汽所充满；然后进行高温热处理：将水蒸汽升温到210℃，保持3h；再进行调湿处理：降低装置内的温度，当干燥介质水蒸汽的温度降低到85℃时，向装置内喷入饱和水蒸汽进行调湿处理，处理时间控制在3小时，将竹束的含水率控制在6%。
（6）将调湿处理后的竹束置于浸胶池中进行常压浸胶处理，胶液为酚醛树脂胶黏剂，胶液的固体含量为25%，浸胶处理温度为常温（通常在10℃～40℃），浸胶时间为20min，得浸胶竹束。
（7）采用常规窑干方法对浸胶竹束进行干燥处理，干燥温度控制在65℃，将浸胶竹束含水率干燥至10%。
（8）采用热熔型胶线将干燥后的浸胶竹束编织成竹束帘，相邻热熔型胶线之间的距离为0.5m。称取199.5kg竹束帘，将其沿同一方向放入带有锁紧装置的模具中组坯，然后用冷压模压机进行冷压定型，得竹质重组复合板坯，其中竹质重组复合板坯目标密度控制在1.2g/cm3，板坯长度等于竹束长度，板坯宽度为250mm，板坯厚度为350mm。压缩到设定目标密度后，用钢板和销钉锁紧模具，防止板坯反弹回复。
（9）将竹质重组复合板坯连同模具一同送入隧道式加热固化设备，加热固化的温度控制在140℃，加热固化的处理时间为10h，加热固化的介质为导热油。加热固化完成后，将竹质重组复合板坯连同模具置于室内陈放20h，待板坯完全冷却后，采用拆模机将模具与竹质重组复合板坯分离，再将竹质重组复合板坯密堆存放14天，得防腐重组复合竹材。
本实施例制造的防腐重组复合竹材的长度为1.9m，宽度为250mm，厚度为350mm，密度为1.2g/cm3，厚度方向的吸水厚度膨胀率为1.2%，宽度方向的吸水厚度膨胀率为0.8%，达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。
本实施例制造的防腐重组复合竹材具有耐腐、耐候、防虫和尺寸稳定性好等特点，能广泛应用于高档家具、地板、结构工程材及室外装饰材等的制造。
实施例2
一种本发明的防腐重组复合竹材，该防腐重组复合竹材是以竹材为主要原料制成，其密度为1.1g/cm3，厚度方向的吸水厚度膨胀率为1.0%，宽度方向的吸水厚度膨胀率为0.7%，达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。
一种上述本实施例的防腐重组复合竹材的制造方法，包括以下步骤：
（1）先采用圆锯机将3年生原竹横截成1.9m长的竹筒，用破竹机将竹筒剖分为18等分的竹片；然后采用剖篾机除去竹片表面的竹青，同时除去部分竹黄；采用竹材碾压机对竹片进行碾压处理，将竹片碾压成为纵向不断裂、横向松散而交错相连的网状疏解竹束，疏解竹束中所含竹束单元的最大直径不超过6mm。
（2）将疏解竹束置于质量浓度为0.8%的氢氧化钠溶液中蒸煮，蒸煮温度为85℃，蒸煮6小时；蒸煮完成后用水进行再蒸煮，蒸煮温度为90℃，蒸煮时间为0.8小时。
（3）采用网带式干燥机对两次蒸煮后的竹束进行干燥处理，将其含水率干燥至23%。
（4）将干燥后的竹束进行高压浸注处理，包括如下过程：将干燥后的竹束送入高压浸注处理罐内，关闭高压浸注罐封闭门，进行前真空处理，使高压浸注罐内的真空度达到0.065MPa，并保持20min；前真空结束后，用纳米氧化锌和竹霉净混合水溶液注满高压浸注罐，所用纳米氧化锌和竹霉净混合水溶液中纳米氧化锌的质量浓度为1.2%，竹霉净的质量浓度为1.2%（二者比例为1:1），并使高压浸注罐内的压力达到0.5MPa，保压80min；保压结束后，进行后真空处理，使高压浸注罐内的真空度达到0.05MPa，并保持18min；后真空处理结束后，泄除高压浸注罐内的压力，打开高压浸注罐封闭门，取出竹束。
（5）将高压浸注处理后的竹束置于常压过热蒸汽干燥装置中，以水蒸汽为干燥介质，先进行隔氧干燥：将装置内的水蒸汽温度控制在125℃，保持5小时，干燥装置内全部为水蒸汽所充满；然后进行高温热处理：将水蒸汽升温到200℃，保持4h；再进行调湿处理：降低装置内的温度，当干燥介质水蒸汽的温度降低到90℃，向装置内喷入饱和水蒸汽进行调湿处理，处理时间控制在4小时，将竹束的含水率控制在7%。
（6）将调湿处理后的竹束置于浸胶池中进行常压浸胶处理，胶液为酚醛树脂胶黏剂，胶液的固体含量为28%，浸胶处理温度为常温（通常在10℃～40℃），浸胶时间为22min，得浸胶竹束。
（7）采用网带式干燥机对浸胶竹束进行干燥处理，干燥温度控制在68℃，将浸胶竹束含水率干燥至12%。
（8）采用热熔型胶线将干燥后的浸胶竹束编织成竹束帘，相邻热熔型胶线之间的距离为0.6m。称取182.9kg竹束帘，将其沿同一方向放入带有锁紧装置的模具中组坯，然后用冷压模压机进行冷压定型，得竹质重组复合板坯，其中竹质重组复合板坯的目标密度控制在1.1g/cm3，板坯长度等于竹束长度，板坯宽度为250mm，板坯厚度为350mm。压缩到设定目标密度后，用钢板和销钉锁紧模具，防止板坯反弹回复。
（9）将竹质重组复合板坯连同模具一同送入隧道式加热固化设备，加热固化的温度控制在130℃，加热固化的处理时间为13h，其中加热固化的介质为导热油。加热固化完成后，将竹质重组复合板坯连同模具置室内于陈放24h，待板坯完全冷却后，采用拆模机将模具与竹质重组复合板坯分离，再将竹质重组复合板坯密堆存放14天，得防腐重组复合竹材。
本实施例制造的防腐重组复合竹材的长度为1.9m，宽度为250mm，厚度为350mm，密度为1.1g/cm3，厚度方向的吸水厚度膨胀率为1.0%，宽度方向的吸水厚度膨胀率为0.7%，达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。
本实施例制造的防腐重组复合竹材具有耐腐、耐候、防虫和尺寸稳定性好等特点，能广泛应用于高档家具、地板、结构工程材及室外装饰材等的制造。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防腐重组复合竹材，其特征在于，所述防腐重组复合竹材是以竹材为主要原料制成，所述防腐重组复合竹材的密度为0.9g/cm3～1.50g/cm3，厚度方向的吸水厚度膨胀率小于1.5%，宽度方向的吸水厚度膨胀率小于1.5%，所述防腐重组复合竹材达到强耐腐等级，细菌被害值达到0级。
2.一种如权利要求1所述的防腐重组复合竹材的制造方法，包括以下步骤：将原竹加工成竹片后经碾压处理得到疏解竹束，将疏解竹束先后用稀碱溶液和水进行蒸煮处理，然后干燥，将干燥后的竹束先用纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液进行高压浸注处理，随后置于常压过热蒸汽干燥装置中进行隔氧干燥处理、高温热处理和调湿处理，再经浸胶、干燥、编帘、组坯、冷压定型、加热固化和冷却平衡处理，得到防腐重组复合竹材。
3.根据权利要求2所述的制造方法，包括以下步骤：
（1）将原竹锯切并剖分后得到竹片，去除竹片的竹青和竹黄，然后对竹片进行碾压处理，得到疏解竹束；
（2）将疏解竹束用稀碱溶液进行蒸煮，蒸煮温度为80℃～100℃，蒸煮时间为2h～8h；稀碱蒸煮完成后再用水进行蒸煮，蒸煮温度为80℃～100℃，蒸煮时间为0.5h～1h；
（3）将两次蒸煮后的竹束进行干燥处理，直至竹束的含水率为15%～25%；
（4）将干燥后的竹束进行高压浸注处理，包括如下过程：将干燥后的竹束置于高压浸注罐内进行前真空处理，前真空处理后，将纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液注满高压浸注罐，罐内压力控制在0.3MPa～0.6MPa，保压30min～120min，保压后再进行后真空处理，后真空处理结束后，泄除高压浸注罐内的压力，取出竹束；
（5）将高压浸注处理后的竹束置于常压过热蒸汽干燥装置中，以水蒸汽为干燥介质，先进行隔氧干燥：控制水蒸汽温度为110℃～130℃，保持4h～8h；然后进行高温热处理：将水蒸汽温度升至190℃～220℃，保持1h～4h；再进行调湿处理：将水蒸汽的温度降至80℃～90℃后，向装置内喷入饱和水蒸汽进行调湿，直至竹束的含水率为4%～8%；
（6）将调湿处理后的竹束进行常压浸胶处理，得到浸胶竹束；
（7）将浸胶竹束进行干燥处理，干燥温度控制在50℃～70℃，干燥至浸胶竹束的含水率为8%～12%；
（8）将干燥后的浸胶竹束编织成竹束帘，将竹束帘置于模具中组坯后进行冷压定型，得到竹质重组复合板坯；
（9）将竹质重组复合板坯连同模具一起进行加热固化后陈放至完全冷却，然后将模具与固化后的竹质重组复合板坯分离，再密堆存放，得到防腐重组复合竹材。
4.根据权利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述疏解竹束为纵向不断裂、横向松散而交错相连的网状竹束，所述疏解竹束中所含竹束单元的最大直径不超过6mm。
5.根据权利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述稀碱溶液为氢氧化钠溶液，所述稀碱溶液的质量浓度为0.1%～1.5%。
6.根据权利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述纳米氧化锌和竹霉净的混合水溶液中纳米氧化锌的质量浓度为0.5%～1.5%，竹霉净的质量浓度为0.5%～1.5%。
7.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述前真空处理的真空度控制在0.06MPa～0.08MPa，保持10min～30min；所述后真空处理的真空度控制在0.04MPa～0.06MPa，保持10min～20min。
8.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述步骤（6）中，所述常压浸胶处理所用胶液为酚醛树脂胶黏剂，所述胶液的固体含量为20%～30%；浸胶温度为10℃～40℃，浸胶时间为10min～30min。
9.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述步骤（8）中，所述编织过程采用热熔型胶线为编织线，相邻热熔型胶线之间的距离为0.5m～0.9m。
10.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述步骤（9）中，所述加热固化的条件为：温度120℃～160℃，时间8h～16h，加热介质为导热油；所述陈放的时间为12h～24h；所述密堆存放的时间为10天～30天。
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