CN108081421B - 一种碳化成形竹材及制备方法和应用 - Google Patents

一种碳化成形竹材及制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108081421B
CN108081421B CN201611033793.2A CN201611033793A CN108081421B CN 108081421 B CN108081421 B CN 108081421B CN 201611033793 A CN201611033793 A CN 201611033793A CN 108081421 B CN108081421 B CN 108081421B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bamboo
carbonized
heating
carbonization
materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611033793.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108081421A (zh
Inventor
戴武军
梁何兴
陈迅
谭英韬
龙金玉
彭炎武
刘建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuzhou Xiangneng Xinzhucai Industrial Park Development Co ltd
Original Assignee
Zhuzhou Xiangneng Xinzhucai Industrial Park Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuzhou Xiangneng Xinzhucai Industrial Park Development Co ltd filed Critical Zhuzhou Xiangneng Xinzhucai Industrial Park Development Co ltd
Priority to CN201611033793.2A priority Critical patent/CN108081421B/zh
Publication of CN108081421A publication Critical patent/CN108081421A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108081421B publication Critical patent/CN108081421B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M1/00—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/06—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by burning or charring, e.g. cutting with hot wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M1/00—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/08—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by multi-step processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及竹材加工领域，公开了一种碳化成形竹材及制备方法和应用。本发明制备方法采用定形、升温处理、热处理以及加湿处理，整个碳化成形过程中采取不同温度，分阶段完成竹材的碳化成形，制得碳化成形竹材；所述碳化成形竹材可用于建筑材料、家具材料或装饰材料。本发明将竹材碳化工艺和成形工艺结合，在碳化之前将竹材固定在模具中，利用碳化过程中的高温即可用完成成形，而不需要额外的工艺和设备去完成成形，大大提高了生产效率。本发明采用纯物理方法，整个碳化成形过程不添加任何化学试剂，健康环保，也不需要添加压力，对设备、材料要求较低，现有技术中的加热炉体均可使用。

Description

一种碳化成形竹材及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及竹材加工领域，更具体地，涉及一种碳化成形竹材及制备方法和应用。
背景技术
碳化竹素有物理“防腐竹”之称，也称为热处理竹。炭化防腐成形竹材，其强度等结构性能比新鲜竹子材还好，其他性能基本一致；通过物理碳化等科技加工，实现竹材的防腐、防虫、防开裂。
目前，竹材的碳化处理主要是纯物理方法、化学与物理方法结合。纯物理方法是指将粗刨好的竹片放入专用的炭化炉内，打开蒸汽阀，使压力达0.3MPa左右，保持70～90min后，排出蒸汽，取出竹片，竹片经过蒸煮或炭化后，含水率一般可达35％～50％左右，然后在干燥窑采用60～70℃左右的温度连续烘干72～84h。这种方法由于温度不高，对竹材碳化不但不彻底，而且生产周期较长，不适应于工业化生产；而化学与物理方法结合是先将竹材浸泡在防腐防虫剂中，然后放入碳化炉中进行加温加压处理，最后添加粘合剂等成形，这种方法制备的竹材存在化学物质，对人体有害，不够环保。
现有技术中，对竹材的碳化和成形往往分开处理，成形则一般仍采取传统的弯曲方法、化学剂粘合或通过模具高压成形，上述成形方法不仅难以保证竹制产品的质量和美观度，不适应现代企业规模生产的要求，而且安全性差，材料浪费严重，高能耗，劳动强度大，工作效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种碳化成形竹材及制备方法和应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
提供一种碳化成形竹材的制备方法，包括以下步骤：
S1.定形：将竹材固定在成形模具中，然后放入加热炉体内；
S2.升温处理：在炉体中以1～2℃/min的升温速率升至100℃，然后以2～4℃/min的升温速率升至120℃；
S3.热处理；完成步骤S2后在炉体中以2～4℃/min的升温速率升至180～390℃，然后保持恒温2～5h；
S4.加湿处理：完成步骤S3后停止加热，采用人工降温或自然冷却，当炉体内温度达到80～90℃对竹材进行加湿，最终得到碳化成形竹材。
本发明将竹材碳化工艺和成形工艺结合，在碳化之前将竹材固定在模具中，利用碳化过程中的高温即可用完成成形，而不需要额外的工艺和设备去完成成形，大大提高了生产效率。
本发明采用纯物理方法，整个碳化成形过程不添加任何化学试剂，也不需要添加压力，对设备要求较低，现有技术中的加热炉体均可使用，例如碳化炉。
本发明整个碳化成形过程中采取不同温度分阶段完成竹材的碳化成形，首先将炉体1～2℃/min加热到100℃，如果加热时间太快会造成竹材开裂，此时水蒸气取代空气充斥整个炉体内，再加热到120℃进一步保证水蒸气的蒸发，将竹材含水率干燥至3～4％，然后根据对竹材不同的炭化等级要求，将炉体加热到120～390℃，并保持恒温2～5h，随后碳化箱内温度下降到80～90℃；经过炭化成形和冷却过程后，进行加湿处理让竹材吸收水蒸气，将含水率提高到4～9％，不仅提高了竹材的材料性能，还能使得竹材成形后不易变形。
进一步地，步骤S1所述竹材为新鲜竹子、圆竹、方竹、竹片、竹钉或竹丝，对竹材原料的选取既可以是新鲜竹子，也可以是经过初步加工以后的圆竹、方竹、竹片、竹钉或竹丝。
优选地，所述竹材的竹龄为3～4年，此时的竹子加工以后材料性能最佳。
优选地，步骤S4所述人工降温是指采用水喷淋加热炉体达到快速冷却。
优选地，步骤S4中加湿是指将竹材的含水率提高到4～9％。
优选地，步骤S4中加湿时间为3～10min。
本发明同时还提供应用所述碳化成形竹材的制备方法，制备得到的碳化成形竹材。
本发明制备得到的所述碳化成形竹材应用于建筑材料、家具材料或装饰材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明将竹材碳化工艺和成形工艺结合，将成形工艺加到碳化工艺中，充分利用了碳化过程中的高温来完成竹材的成形，不仅节约成本，省却了成形的工艺和设备，而且极大的提高了生产效率，适应于现代企业规模化生产。
本发明采用纯物理方法，整个碳化成形过程不添加任何化学试剂，环保健康，对联结件、金属件无任何毒副和腐蚀作用，而且也不需要添加压力，对设备要求较低，现有技术中的加热炉体均可使用。
本发明采取不同温度分阶段完成竹材的碳化成形，相比现有技术使用低温、低压蒸煮和连续烘干，采取高温分阶段进行脱水碳化成形，一方面使得竹材表面形成了可吸附有害物质和有害气体的特殊坚硬微孔微粒层，具备了有益健康的功效；而且竹子本身也更加坚硬，能达到杀螨、除菌除虫的效果；另一方面，工艺时间更短，效率更高，适应于企业化大规模生产。
本发明制备得到的碳化成形竹材，里外颜色基本一致，略有差别，竹材表面有浅黄、青橙、咖啡或黑胡桃色，具备美观效果，并有竹质清新芳香，可以应用于装饰、家具材料。
本发明制备得到的碳化成形竹材，含水率低、不易吸水，材质稳定、碳化成形后不变形，完全脱脂不溢脂，隔热防寒性能特别好，可以应用于建筑材料。
本发明制备得到的碳化成形竹材，耐潮湿，加工性能好，克服了原材材表面易起毛的弊病，经完全脱脂处理，纹理清晰，手感舒适。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。除非特别说明，本发明实施例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
本实施例提供一种碳化成形竹材的制备方法，包括以下步骤：
S1.定形：选取竹龄3年的新鲜竹子，将新鲜竹子固定在成形模具中，然后放入加热炉体内；
S2.升温处理：在炉体中以1℃/min的升温速率升至100℃，然后以2℃/min的升温速率升至120℃；
S3.热处理；完成步骤S2后在炉体中以2℃/min的升温速率升至180℃，然后保持恒温2h；
S4.加湿处理：完成步骤S3后停止加热，采用水喷淋炉体，当炉体内温度达到80℃对竹材进行加湿，将竹材含水率提高到4％，加湿时间为3min，最终得到碳化成形竹材。
本实施例制备得到的碳化成形竹材颜色呈浅黄色，无味，制备过程中平均100根新鲜竹子有开裂的为2根，每平方厘米为2个端头纤维。
实施例2
本实施例提供一种碳化成形竹材的制备方法，包括以下步骤：
S1.定形：选取竹龄4年的新鲜竹子加工成圆竹，将圆竹固定在成形模具中，然后放入加热炉体内；
S2.升温处理：在炉体中以2℃/min的升温速率升至100℃，然后以4℃/min的升温速率升至120℃；
S3.热处理；完成步骤S2后在炉体中以4℃/min的升温速率升至390℃，然后保持恒温5h；
S4.加湿处理：完成步骤S3后停止加热，自然冷却，当炉体内温度达到90℃对竹材进行加湿，将竹材含水率提高到9％，加湿时间为10min，最终得到碳化成形竹材。
本实施例制备得到的碳化成形竹材颜色呈黑胡桃色，带有轻微竹子的清新焦香味，制备过程中平均100根圆竹有开裂的为2根，每平方厘米为1个端头纤维。
实施例3
本实施例提供一种碳化成形竹材的制备方法，包括以下步骤：
S1.定形：将竹龄4年的新鲜竹子加工成竹片，将竹片固定在成形模具中，然后放入加热炉体内；
S2.升温处理：在炉体中以2℃/min的升温速率升至100℃，然后以3℃/min的升温速率升至120℃；
S3.热处理；完成步骤S2后在炉体中以3℃/min的升温速率升至290℃，然后保持恒温4h；
S4.加湿处理：完成步骤S3后停止加热，采用水喷淋炉体，当炉体内温度达到90℃对竹材进行加湿，将竹材含水率提高到7％，加湿时间为7min，最终得到碳化成形竹材。
本实施例制备得到的碳化成形竹材颜色呈青橙色，带有轻微竹子的清新焦香味，制备过程中平均100根竹片有开裂的为1根，每平方厘米为1个端头纤维。
性能测试结果及表征
实施例1～实施例3制备得到的碳化成形竹材性能结果如表1所示。
表1碳化成形竹材性能
实施例 密度(g/cm<sup>3</sup>) 含水率(％) 脱脂率(％) 干缩率(％)
1 0.22 4 80 3
2 0.21 9 90 5
3 0.23 7 85 4
本发明制备得到的碳化成形竹材密度比原来未加工的竹材略微高出10％，原因在于竹材表面形成了可吸附有害物质和有害气体的特殊坚硬微孔微粒层；含水率低于9％，防水耐潮湿；脱脂率达到80％以上，大部分有机物已经溢出，防虫抗腐蚀效果好；干缩率低于5％，竹材易干不容易变形。

Claims (6)

1.一种碳化成形竹材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.定形：将竹材固定在成形模具中，然后放入加热炉内，密封，所述竹材为经新鲜竹子加工而成的圆竹、方竹或竹片；
S2.升温处理：在炉体中以1～2℃/min的升温速率升至100℃，然后以2～4℃/min的升温速率升至120℃；
S3.热处理；完成步骤S2后在炉体中以4℃/min的升温速率升至390℃，然后保持恒温5h；
S4.加湿处理：完成步骤S3后停止加热，用水喷淋加热炉体达到快速冷却，当炉体内温度达到80～90℃对竹材进行加湿，将竹材的含水率提高到7～9％，最终得到碳化成形竹材；所述碳化成形竹材颜色为黑胡桃色或青橙色。
2.根据权利要求1所述碳化成形竹材的制备方法，其特征在于，步骤S1所述竹材为新鲜竹子。
3.根据权利要求1所述碳化成形竹材的制备方法，其特征在于，步骤S1所述竹材的竹龄为3～4年。
4.根据权利要求1所述碳化成形竹材的制备方法，其特征在于，步骤S4所述加湿时间为3～10min。
5.根据权利要求1～4任意一项所述碳化成形竹材的制备方法制备得到的碳化成形竹材。
6.一种根据权利要求5所述碳化成形竹材的应用，其特征在于，用于建筑材料、装饰材料或家具材料。
CN201611033793.2A 2016-11-22 2016-11-22 一种碳化成形竹材及制备方法和应用 Active CN108081421B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611033793.2A CN108081421B (zh) 2016-11-22 2016-11-22 一种碳化成形竹材及制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611033793.2A CN108081421B (zh) 2016-11-22 2016-11-22 一种碳化成形竹材及制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108081421A CN108081421A (zh) 2018-05-29
CN108081421B true CN108081421B (zh) 2022-10-21

Family

ID=62168592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611033793.2A Active CN108081421B (zh) 2016-11-22 2016-11-22 一种碳化成形竹材及制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108081421B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111015879A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 深圳市山峰智动科技有限公司 一种单层竹木制餐具半碳化方法及设备
CN111501720A (zh) * 2020-04-03 2020-08-07 戴武军 一种碳化复合竹编新型土工材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921604B (zh) * 2010-08-30 2012-08-22 浙江建中竹业科技有限公司 一种竹子干馏炭化的方法
CN102275200B (zh) * 2011-06-22 2015-07-29 浙江永裕竹业股份有限公司 一种竹材纤维复合型材的制造方法
CN103507131A (zh) * 2013-10-25 2014-01-15 安吉恒丰竹木产品有限公司 一种重组竹方刨切前的高效软化方法
CN105881685A (zh) * 2015-01-26 2016-08-24 王建仁 一种竹子软/碳化改性工艺
CN104708697A (zh) * 2015-03-23 2015-06-17 覃健林 竹木均湿碳化的加工方法
CN104962295B (zh) * 2015-06-23 2016-12-14 湖南长笛龙吟竹业有限公司 一种竹材碳化、烘干的一体装置及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108081421A (zh) 2018-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102794801B (zh) 阻燃防腐纤维竹制基材及其制备工艺
CN103496024B (zh) 重组竹板材生产工艺
CN100418715C (zh) 炭化木地板生产方法
CN100500401C (zh) 木材的高温水热处理方法
CN102626940B (zh) 一种实木型材改良方法及其型材
CN105252620A (zh) 一种竹材油热浸渍处理工艺
CN106938486B (zh) 一种红木木材的处理方法
CN104960062A (zh) 重组竹地板制作方法
CN105196395B (zh) 一种户外重竹地板制造工艺
CN104441155A (zh) 一种藤条处理方法
CN105365019A (zh) 一种碳化防腐竹筒生产工艺
CN108081421B (zh) 一种碳化成形竹材及制备方法和应用
CN107471345A (zh) 一种抗菌防霉原竹工艺品的制备方法
CN111376364A (zh) 一种防虫实木门的加工方法
CN107379162A (zh) 一种重组竹板材生产工艺
CN109176811A (zh) 一种表面炭化杨木实木地板的加工方法
CN108818863A (zh) 一种实木地板的干燥防腐工艺
CN105382901A (zh) 一种炭化木的制备方法
CN104859000A (zh) 一种高性能环保增强阻燃防腐木材的生产方法
CN112856939A (zh) 一种地板木材中温热处理的方法
CN108995006B (zh) 一种绝缘竹球的生产方法
CN104493935A (zh) 柳杉木材同质炭化木的生产加工方法
CN110434964A (zh) 一种木板防霉处理工艺
KR20150017392A (ko) 죽근 도장의 제조 방법과 그 방법에 의하여 얻어진 도장
CN108724386A (zh) 一种提升藤编制品美观度和寿命的处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant