CN105856367A - 高温罐内的竹筒展平方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种高温罐内的竹筒展平方法，包括如下工艺步骤：（1）将新鲜竹筒预处理；（2）竹筒堆放；（3）圆竹筒罐内高温自展平；（4）展平竹片的后处理。新鲜圆竹筒在温度为130～160℃的高温饱和蒸汽罐中，利用高温蒸汽的快速加热和湿热处理，使竹筒的温度达到木素、纤维素和半纤维素的软化点，在此情况下，利用竹筒内的圆钢在外挂铁块等重物的自重作用下，将已有锯缝的圆竹筒展平，降低了竹展平的处理温度以及工人操作时的劳动强度和恶劣环境。制造的展平竹的物理力学性能等更佳，且色泽美观，适合制造工艺品、家具和家居装修使用。为竹产业提供更优加工方法。

Description

高温罐内的竹筒展平方法
技术领域
本发明涉及的是一种高温罐内的竹筒展平方法，属木材工业中的竹材加工技术领域。
背景技术
家用地板和户外木质材料主要使用天然实木，如非洲菠萝格、缅甸柚木、南美伊贝和美洲橡木等大径级硬阔叶材，和经防腐剂处理的俄罗斯樟子松、美国南方松等。然而随着社会经济的发展和人口的增加，全球对木材的需求不断增长。由于全球环境压力加大，各国政府和人民的环境意识加强，认识到保护森林的重要性，大直径原木供给越来越短缺，依赖天然林原木作为原料的时代已经过去。
我国的竹子资源集中分布在长江以南的14个省、市、自治区。今天，竹产业已经成为我国竹产区的支柱产业。我国竹林面积和竹材产量已由1950年130万公顷和160万吨，增加到2011年的538.1万公顷和16.44亿根。这些为我国发展竹材加工提供了坚实、可持续的资源基础，圆竹筒无裂缝展平因其原材料来源可持续和利用率高、纹理美观，在今天热带硬木短缺的情况下，会在今后有很大的发展空间，但现有圆竹展平还有需要温度很高的高温蒸汽（如180℃）中进行，需要特制锅炉，需要压力罐的耐压强度也较高(最低需1.8MPa)。这主要是因为其在高温罐中处理，然后再将罐内竹筒拿到车间的冷环境中展平，因其车间的温度只有10～30℃，被加热的竹筒很快就冷却下来，以及高温处理竹筒在后续工序中水分的散失引起的表面硬化，所以只能将其温度加热到180℃以上，降低竹材强度，出罐后竹筒温度保持较高，增加竹筒的塑性，才能满足在冷的车间环境下处理后的竹筒能实现无裂缝展平。为此对现有的竹筒展平生产技术进行改进，在温度为140～160℃的高温罐中，当其达到竹材软化点时。利用插在已开槽的圆竹筒内的从多圆钢的自重以及外加重物的情况下，将其展平。
采用这种工艺可以改进现有圆竹筒展平生产技术，利用竹材在高温高湿的情况下，其软化点温度会降低的特性，在罐内高温高湿的情况下，达到竹材软化点时，在罐内外加重力下自然地将竹筒展平，同时，又可提高圆竹筒的生产效率和品质，这是因为含有木质素、纤维素和半纤维素的材质，在高温180℃的情况下，易发生半纤维素的快速水解，不仅降低板材的力学性能，同时其材质也变为褐色，降低展平竹片的品质和美观要求，同时减轻工人在高温下操作展平的难度，且展平过程中无需在竹黄面进行开槽处理，节约了竹材资源，成品的开裂等缺陷将会大大改善。
发明内容
本发明提出的是一种高温罐内的竹筒展平方法，其目的旨在利用新鲜圆竹筒在温度为130～160℃的高温饱和蒸汽罐中，利用高温蒸汽的快速加热和湿热热处理，使竹筒保水加热，迅速达到木素、纤维素、和半纤维素的软化点，在此情况下，利用竹筒内圆钢在外挂铁块等重物的自重作用下，将已有锯缝的圆竹筒展平，这样使得圆竹筒的展平在不算温度太高的130～160℃时进行展平。同时，在保持竹材的强度的基础上，展平过程中无需在竹黄面进行开槽处理，提高竹材资源利用率，节约能耗以及降低工人操作时的恶劣环境。这样快速展平处理，制造的展平竹的物理力学性能等更佳，且色泽美观，适合制造工艺品、家具和家居装修使用。
本发明的技术解决方案：高温罐内的竹筒展平方法，包括如下工艺步骤：
a、新鲜圆竹按要求截断0.3-3.5m长的竹筒后，通过一装置同时将内节和外节去除。然后在竹筒上开一条纵向贯通直锯缝。
b、竹筒堆放，将竹筒放置在厚度为4mm的垫板上，该垫板上固定3～4根竹筒，该竹筒的锯缝朝上，竹筒下面两端头通过一夹紧装置将其与垫板固定，在每个圆竹筒内放满直径为12～20mm的圆钢，该圆钢的长度为竹筒长度加上30mm，多层垫板的长度两边有一半圆形定位槽，以便于在罐中上下对位，将4～9层竹筒以上层垫板紧压在下层的圆筒上，最上层竹筒的两端多出竹筒的圆钢上有一厚度30mm方钢，该方钢的长度比垫板宽度长100mm，两端上可以悬挂铁块。将小车上装好垫板、竹筒和圆钢，在小车上插上一圆钢以对应垫板的对位槽。检测是否安装好后，将小车推进高压罐中，关好罐门。
c、圆竹筒罐内展平，将罐内通入温度为130～160℃高温蒸汽，刚通入时，先将罐内的冷空气和冷凝水排出，使罐内温度迅速上升到指定的温度，然后保持10～30分钟，在此段时间内，罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹筒已达到其软化点温度，此时竹筒内的圆钢在两端铁块和垫板等的自重作用下，将竹筒展平。
d、展平竹片的后处理，放出罐内蒸汽降温，将罐内展平竹取出，再经过平板压机的定型和干燥，就得到可以再加工使用的合格展平竹片。
本发明的优点：竹类植物是地球上生长速度最快、繁殖最容易、成熟期最短的木本植物，是人类的环境友好材料，它具有一次造林成功，就可年年择伐、永续利用而不破坏生态环境的特点。全国现有竹林面积673万公顷，主要分布在全国16个省，为展平竹的生产提供了可持续的原材料资源。展平竹还可使毛竹等大径竹材的一次利用率从20％～50％提高至85％以上，同时，在罐内将圆竹筒展平，又可提高圆竹筒的生产效率和品质，这是因为含有木质素、纤维素和半纤维素的材质，在高温180℃的情况下，易发生半纤维素的快速水解，不仅降低板材的力学性能，同时其材质也变为褐色，降低展平竹片的品质和美观要求，同时减轻工人在高温下操作展平的强度，且展平过程中无需在竹黄面进行开槽处理，节约了竹材资源，成品的开裂等缺陷将会大大改善。使展平竹的大规模生产成为可能，也为竹产业的健康发展提供保障。
附图说明
附图1是一种高温罐内的竹筒展平示意图。
附图2是开槽圆竹筒中圆钢的堆放示意图。
图中的1是堆放小车；2是开槽竹筒；3是定位圆钢；4是垫板；5是铁块；6是展平用圆钢；7是方钢；8是竹筒端部夹紧装置。
具体实施方式
实施例1
高温罐内的竹筒展平方法，包括如下步骤：
（1）直径为80mm，新鲜竹筒砍伐10天，按要求截成1200mm长，通过一装有内铣刀和外刨削刀，将旋转竹筒的内节和外节同时去除，然后在竹筒上开一条纵向直锯缝；
（2）竹筒堆放：将处理过的竹筒2放置在厚度为4mm的垫板4上，该垫板上固定4根竹筒，该竹筒2的锯缝朝上，竹筒下面两端头通过一夹紧装置8将其与垫板固定，在每个圆竹筒内放满直径为15mm的圆钢6，该圆钢的长度为竹筒长度加上30mm，多层垫板的长度两边有一半圆形定位槽，以便于在罐中上下对位，将9层竹筒以上层垫板紧压在下层的圆筒上，最上层竹筒的两端多出竹筒的圆钢上有一厚度30mm方钢7，该方钢的长度比垫板宽度长10cm，两端上可以悬挂铁块5。将已装上垫板、竹筒和圆钢的小车，在小车上插上一定位圆钢3以对应垫板的对位槽。检测是否安装好后，将小车推进高压罐中，关好罐门。
（3）圆竹筒罐内高温自展平：圆竹筒罐内展平，将罐内通入温度为160℃高温蒸汽，刚通入时，先将罐内的冷空气和冷凝水排出，使罐内温度迅速上升到指定的温度，然后保持15分钟，在此段时间内，罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹筒2已达到其软化点温度，此时竹筒内圆钢6及两端铁块5和垫板4等的自重作用下，将竹筒展平。
（4）展平竹片的后处理：展平竹片的后处理，放出罐内蒸汽降温，将罐内展平竹取出，再经过平板压机的定型和干燥，就得到合格的展平竹片。
经常规后期加工后，即可得到定型后的厚度为10mm的平整竹片，其物理力学性能如下：
密度： 0.75～0.80g/cm3
含水率：10～15%
MOR∥： ≥ 110 MPa
MOE∥： ≥ 12000 MPa。
实施例2
高温罐内的竹筒展平方法，包括如下步骤：
（1）直径为85mm，新鲜竹筒砍伐8天，按要求截成1000mm长，通过一装有内铣刀和外刨削刀，将旋转竹筒的内节和外节同时去除，然后在竹筒上开一条纵向直锯缝。
（2）竹筒堆放：将处理过的竹筒2放置在厚度为3.5mm的垫板4上，该垫板上固定3根竹筒，该竹筒2的锯缝朝上，竹筒下面两端头通过一夹紧装置8将其与垫板固定，在每个圆竹筒内放满直径为12mm的圆钢6，该圆钢的长度为竹筒长度加上25mm，多层垫板的长度两边有一半圆形定位槽，以便于在罐中上下对位，将4层竹筒以上层垫板紧压在下层的圆筒上，最上层竹筒的两端多出竹筒的圆钢上有一厚度32mm方钢7，该方钢的长度比垫板宽度长11cm，两端上可以悬挂铁块5。将已装上垫板、竹筒和圆钢的小车，在小车上插上一定位圆钢3以对应垫板的对位槽。检测是否安装好后，将小车推进高压罐中，关好罐门。
（3）圆竹筒罐内高温自展平：圆竹筒罐内展平，将罐内通入温度为130℃高温蒸汽，刚通入时，先将罐内的冷空气和冷凝水排出，使罐内温度迅速上升到指定的温度，然后保持30分钟，在此段时间内，罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹筒2已达到其软化点温度，此时竹筒内圆钢6及两端铁块5和垫板4等的自重作用下，将竹筒展平。
（4）展平竹片的后处理：展平竹片的后处理，放出罐内蒸汽降温，将罐内展平竹取出，再经过平板压机的定型和干燥，就得到合格的展平竹片。
经常规后期加工后，即可得到定型后的厚度为8mm的平整竹片，其物理力学性能如下：
密度： 0.75～0.80g/cm3
含水率：10～15%
MOR∥： ≥ 110 MPa
MOE∥： ≥ 12000 MPa。
实施例3
高温罐内的竹筒展平方法，包括如下步骤：
（1）直径为90mm，新鲜竹筒砍伐6天，按要求截成1300mm长，通过一装有内铣刀和外刨削刀，将旋转竹筒的内节和外节同时去除。然后在竹筒上开一条纵向直锯缝。
（2）竹筒堆放：将处理过的竹筒2放置在厚度为4mm的垫板4上，该垫板上固定5根竹筒，该竹筒2的锯缝朝上，竹筒下面两端头通过一夹紧装置8将其与垫板固定，在每个圆竹筒内放满直径为13mm的圆钢6，该圆钢的长度为竹筒长度加上30mm，多层垫板的长度两边有一半圆形定位槽，以便于在罐中上下对位，将5层竹筒以上层垫板紧压在下层的圆筒上，最上层竹筒的两端多出竹筒的圆钢上有一厚度30mm方钢7，该方钢的长度比垫板宽度长10cm，两端上可以悬挂铁块5。将已装上垫板、竹筒和圆钢的小车，在小车上插上一定位圆钢3以对应垫板的对位槽。检测是否安装好后，将小车推进高压罐中，关好罐门。
（3）圆竹筒罐内高温自展平：圆竹筒罐内展平，将罐内通入温度为140℃高温蒸汽，刚通入时，先将罐内的冷空气和冷凝水排出，使罐内温度迅速上升到指定的温度，然后保持20分钟，在此段时间内，罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹筒2已达到其软化点温度，此时竹筒内圆钢6及两端铁块5和垫板4等的自重作用下，将竹筒展平。
（4）展平竹片的后处理：展平竹片的后处理，放出罐内蒸汽降温，将罐内展平竹取出，再经过平板压机的定型和干燥，就得到合格的展平竹片。
经常规后期加工后，即可得到定型后的厚度为10mm的平整竹片，其物理力学性能如下：
密度： 0.75～0.80g/cm3
含水率：10～15%
MOR∥： ≥ 110 MPa
MOE∥： ≥ 12000 MPa。
实施例4
高温罐内的竹筒展平方法，包括如下步骤：
（1）直径为100mm，新鲜竹筒砍伐10天，按要求截成1300mm长，通过一装有内铣刀和外刨削刀，将旋转竹筒的内节和外节同时去除。然后在竹筒上开一条纵向直锯缝。
（2）竹筒堆放：将处理过的竹筒2放置在厚度为4mm的垫板4上，该垫板上固定2根竹筒，该竹筒2的锯缝朝上，竹筒下面两端头通过一夹紧装置8将其与垫板固定，在每个圆竹筒内放满直径为20mm的圆钢6，该圆钢的长度为竹筒长度加上30mm，多层垫板的长度两边有一半圆形定位槽，以便于在罐中上下对位，将6层竹筒以上层垫板紧压在下层的圆筒上，最上层竹筒的两端多出竹筒的圆钢上有一厚度30mm方钢7，该方钢的长度比垫板宽度长10cm，两端上可以悬挂铁块5。将已装上垫板、竹筒和圆钢的小车，在小车上插上一定位圆钢3以对应垫板的对位槽。检测是否安装好后，将小车推进高压罐中，关好罐门。
（3）圆竹筒罐内高温自展平：圆竹筒罐内展平，将罐内通入温度为150℃高温蒸汽，刚通入时，先将罐内的冷空气和冷凝水排出，使罐内温度迅速上升到指定的温度，然后保持18分钟，在此段时间内，罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹筒2已达到其软化点温度，此时竹筒内圆钢6及两端铁块5和垫板4等的自重作用下，将竹筒展平。
（4）展平竹片的后处理：展平竹片的后处理，放出罐内蒸汽降温，将罐内展平竹取出，再经过平板压机的定型和干燥，就得到合格的展平竹片。
经常规后期加工后，即可得到定型后的厚度为11mm的平整竹片，其物理力学性能如下：
密度： 0.75～0.80g/cm3
含水率：10～15%
MOR∥： ≥ 110 MPa
MOE∥： ≥ 12000 MPa。

Claims (5)

1.高温罐内的竹筒展平方法，其特征是包括如下工艺步骤：
（1）将新鲜竹筒预处理；
（2）竹筒堆放；
（3）圆竹筒罐内高温自展平；
（4）展平竹片的后处理。
2.根据权利要求1所述的高温罐内的竹筒展平方法，其特征是所述的步骤（1）将新鲜竹筒预处理：砍伐不超过10天圆竹筒按要求截断成0.3-3.5m长的竹筒后，将内节和外节去除，然后在竹筒上开一条纵向贯通直锯缝。
3.根据权利要求1所述的高温罐内的竹筒展平方法，其特征是所述的步骤（2）竹筒堆放：将处理过的竹筒放置在厚度为4mm的垫板上，该垫板上固定3～4根竹筒，该竹筒的锯缝朝上，竹筒下面两端头通过一夹紧装置将其与垫板固定，在每个圆竹筒内放满直径为12～20mm的圆钢，该圆钢的长度为竹筒长度加上30mm，多层垫板的长度两边有一半圆形定位槽，以便于在罐中上下对位，将4～9层竹筒以上层垫板紧压在下层的圆筒上，最上层竹筒的两端多出竹筒的圆钢上有一厚度30mm方钢，该方钢的长度比垫板宽度长10cm，两端上可以悬挂铁块，在已装有垫板、竹筒和圆钢的小车上插上一定位圆钢以对应垫板的对位槽；检测是否安装好后，将小车推进高压罐中，关好罐门。
4.根据权利要求1所述的高温罐内的竹筒展平方法，其特征是所述的步骤（3）圆竹筒罐内高温自展平：圆竹筒罐内展平，将罐内通入温度为130～160℃高温蒸汽，刚通入时，先将罐内的冷空气和冷凝水排出，使罐内温度迅速上升到指定的温度，然后保持10～30分钟，在此段时间内，罐内始终为饱和蒸汽，在此温度和湿度下，竹筒已达到其软化点温度，此时竹筒内圆钢及两端铁块和垫板的自重作用下，将竹筒展平。
5.根据权利要求1所述的高温罐内的竹筒高效展平方法，其特征是所述的步骤（4）展平竹片的后处理：展平竹片的后处理，放出罐内蒸汽降温，将罐内展平竹取出，再经过平板压机的定型和干燥，就得到合格的展平竹片。
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Application publication date: 20160817

Assignee: NINGBO ZHUYUN HOUSEWARE CO., LTD.

Assignor: Nanjing Forestry University

Contract record no.: X2019320000103

Denomination of invention: Flattening method of bamboo tube in high temperature tank

Granted publication date: 20170405

License type: Common License

Record date: 20191012