CN109129800A - 竹质公路防护栏的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了竹质公路防护栏的生产方法，该方法包括：竹材弦向分片→用线绳编织或缝合成竹帘→含水率控制作业→防水耐候胶浸渍→含水量控制→纵横一边齐铺装或竹帘宽度方向中心对称铺装→在模具上横向渐进式模压定位→加热固化成型→后期加工成公路防护栏。本发明使用低成本的可再生竹材，加工成替代现有公路合金的防撞护栏，实现了竹材的高值化、新领域、大批量生产加工，该方法具有操作简便、手段灵活，产品防碰撞能力强、对车辆和人员二次损伤小的效果，社会和经济效益显著。

Description

竹质公路防护栏的生产方法
技术领域
本发明涉及竹材加工技术领域，尤其涉及竹质公路防护栏的生产方法。
背景技术
竹材加工与利用在过去的几十年中取得了巨大的成功，它为人们提供了各种生活、生产产品和装饰制品。然而，随着木材制品的技术发展，竹材加工产品面临加工成本大、出材率低和竹材自身优越特性没有得到充分利用的问题，限制了它进一步的发展。比如，竹材纵向强度大、韧性好、抗冲击能力强，使其在竹牙签、竹筷子、汽车底板、集装箱板生产上体现了优势，但在另一个重点领域即公路防护栏的生产上没有应用。公开号为CN1958274A的专利申请，公开了一种超高分子量聚乙烯公路护栏材料及其制造方法；公开号为CN104629215 A的专利申请，公开了新型高分子汽车防撞护栏材料；公开号为CN 107176810 A的专利申请，公开了一种环保生态仿石护栏材料及其制备方法，这三个专利申请都没有体现竹材在公路防护栏生产方面的技术。
从其它技术文献，包括论文方面也没有报导有关利用竹材生产公路防护栏的技术资料。虽然现有公路防护栏对车辆行驶安全、减少人员伤亡与车辆损失起到了重要作用，但仍然有大量的防护不到位的事故出现，比如护栏穿透车箱导致国内人员重伤或死亡，防护栏韧性不足产生严重折弯至车辆被卡压导致打不开车门等后续问题。目前缺少具有合理价格且性能优良的公路防护栏生产方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供竹质公路防护栏的生产方法，解决了利用竹材生产公路防护栏的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：竹质公路防护栏的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：将竹材弦向分片：对竹材进行周向旋切，或对竹材径向分条后再弦向剖片，得到近竹青竹片、近竹黄竹片和竹肉竹片，近竹青竹片表面不含竹青，近竹黄竹片表面不含竹黄，上述3种竹片厚度都小于1.35mm，允许出现横向开裂现象但不得使竹片出现纵向断裂痕迹；
步骤二：将步骤一分片后的竹片采用线绳编织或缝合成竹帘：将同一类型的竹片用线绳编织或缝合成竹帘，编织或缝合的线绳间距不宜超过220mm，近竹青的编织线绳间距取小值，近竹黄的取大值，竹肉的取中间值；
步骤三：将步骤二编织或缝合好的竹帘进行含水率控制作业，使其含水率为5.5％－7.3％；
步骤四：防水耐候胶浸渍：采用防水耐候浸渍胶对竹帘进行浸渍，防水耐候浸渍胶的浸渍量(指其固体含量)不少于5％，但不多于20％；
步骤五：含水量控制：将浸胶后的竹帘在防水耐候胶不能固化的温度以下进行含水量控制，其含水量控制在8.2％－13.7％，近竹青竹帘含水量取大值，竹肉竹帘含水量为中间值，近竹黄竹帘含水量为取小值；
步骤六：竹帘纵横一边齐铺装：以长竹帘的长边的一侧面为基准，向另一侧进行铺装，在厚度方向进行纵横中面对称铺装，近竹青竹帘铺装在表层，为纵向铺装，竹肉竹帘铺装在中间层，为横向铺装，近竹黄竹帘铺装在芯层，纵向或横向铺装，但对于高速公路等要求高的防护栏，不宜采用近竹黄竹帘，铺装的总层数至少三层；
或竹帘横向中心对称铺装：以长竹帘的两长边之间的中心线为基准，向两侧面进行铺装，在厚度方向进行纵横中面对称铺装，近竹青竹帘铺装在表层，为纵向铺装，竹肉竹帘铺装在中间层，为横向铺装，近竹黄竹帘铺装在芯层，纵向或横向铺装，但对于高速公路等要求高的防护栏，不宜采用近竹黄层竹帘，铺装的总层数至少三层；
步骤七：横向渐进式模压：将步骤六铺装好的坯料安放在阴阳固定钢模上，以步骤六的铺装的基准(指对齐面)首先压紧定位，然后使之与阴阳固定钢模配套的阴阳活动钢模从压紧定位处开始逐渐向自由端压合，对于一边齐铺装，从对齐的一边向另一边逐渐压合，对于中心对称铺装，从中心处向两边逐渐压合；
步骤八：加热固化成型：在模具中加热加压，根据采用防水耐候胶粘剂类型的要求，结合护栏坯料厚度来确定具体的成型温度和时间，而平均单位压力为3.8MPa-25MPa；
步骤九：后期加工：根据公路防护栏的要求，对上述模压成型的制品进行后期加工，得到竹质公路防护栏。
进一步的，所述近竹青竹片是指靠近竹青且厚度不超过竹材壁厚1/4的没有不可胶合材料的部分，近竹黄竹片是指靠近竹黄且厚度不超过竹材壁厚1/3的没有不可胶合材料的部分，近竹青与近竹黄之间的为竹肉部分。
进一步的，所述防水耐候浸渍胶采用分子量不大于300，初粘度不大于15S，表面张力小于34×10-3N/m的改性酚醛树脂胶。
进一步的，将竹片按竹片长度分为两类，一类是长竹片，长度超过标准长度20mm，另一类短竹片，长度超过标准所需材料宽度30mm；长竹片的编织宽度要超过防护栏标准宽度弧形长度的50mm，短竹片的编织宽度要超过防护栏长度的40mm，编织成单片层、片间距离小于设定阈值、宽度一致，编织线绳间距不宜超过220mm，同一产品近竹青为编织线绳间距最小，竹肉次之，近竹黄最大。
进一步的，所述步骤四中，浸渍采用浸泡方法，优选先真空后高压浸渍、胶中辊压或碾压浸渍。
进一步的，所述线绳在10N/cm按压后厚度不超过0.13mm。
本发明的有益效果是：本发明使用低成本的可再生竹材，加工成替代现有公路合金的防撞护栏，降低了不可再生资源的消耗，实现成本、性能和生态环保的综合效益；同时实现了竹材的高值化、新领域、大批量生产加工，该方法具有操作简便、手段灵活，产品抗冲击能力强、摩擦系数大、对车辆和人员二次损伤小的效果，社会和经济效益显著。将竹材弦向分片分成近竹青的竹片、近竹黄的竹片和竹肉的竹片，近竹青竹片表面不含竹青，近竹黄竹片表面不含竹黄，上述3种竹片厚度都小于1.35mm，以便于提高竹片后期的防水耐候胶液的浸渍效果，减少横向铺设竹帘模压变形过程产生的缺陷，提高各铺装层的舒展性。防水耐候胶浸渍前进行含水率的控制，以提高后期防水耐候胶浸渍质量和效率。将浸胶后的竹帘进行含水量控制，以减少模压胶合质量和效率，减少成型后防护栏坯料内部应力，提高产品稳定性。竹帘采用纵横一边齐铺装或横向中心对称铺装，使竹帘纵横向在模具压合的过程中能充分地伸展、变形和相互位移的调整，减少加工余量，降低能耗，消除竹帘中竹片的折断、叠加等现象的出现，并为实现纵横竹帘理想的低应力胶合成型创造条件。
附图说明
图1为两波形一边齐铺装模压示意图；
图2为三波形一边齐铺装模压示意图；
图3为两波形中心对称铺装模压示意图；
图4为三波形中心对称铺装模压示意图。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明。
本发明是利用竹材生产公路防护栏的方法，包括以下步骤：
步骤一：将竹材弦向分片：对竹材进行周向旋切，或对竹材径向分条后再弦向剖片，得到近竹青的竹片、近竹黄的竹片和竹肉的竹片，近竹青竹片表面不含竹青，近竹黄竹片表面不含竹黄，上述3种竹片厚度都小于1.35mm，以便于提高竹片后期的防水耐候胶液的浸渍效果，减少横向铺设竹帘模压变形过程产生的缺陷，提高各铺装层的舒展性；允许出现横向开裂现象但不得使竹片出现纵向断裂痕迹，以提高胶合后防护栏的纵向和横向抗冲击能力；所述近竹青竹片是指靠近竹青且厚度不超过竹材壁厚1/4的没有不可胶合材料的部分，近竹黄竹片是指靠近竹黄且厚度不超过竹材壁厚1/3的没有不可胶合材料的部分，近竹青与近竹黄之间的为竹肉部分。对于同一类型的竹片，将竹片按竹片长度分为两类，一类是长竹片，长度超过标准长度(标准长度为4320mm)20mm，另一类短竹片，其长度超过标准所需材料宽度(包括宽度方向各弧长和各角度的平面宽度，总计540mm(两波形)、850mm(三波形))30mm。
步骤二：将步骤一分片后的竹片采用线绳编织或缝合成竹帘，要求线绳10N/cm按压后厚度不超过0.13mm，以减少模压过程中线绳对竹材胶合性能的影响；针对长竹片的编织宽度要超过防护栏标准宽度弧形长度(540mm(两波形)和850mm(三波形))的50mm，短竹片的编织宽度要超过防护栏长度(4320mm)的40mm，编织成单片层、片与片之间的距离越小越好、编织或缝合的宽度尽量一致，要求将同一类型的竹片用线绳编织或缝合成竹帘，编织或缝合的线绳间距不宜超过220mm，同一产品近竹青的编织线绳间距可取最小，竹肉的取中间值，近竹黄的可最大，满足后期铺装和模压过程中各层之间的误差，并减少裁截量，节省原材料。
步骤三：将步骤二编织或缝合好的竹帘进行含水率控制作业，使其含水率为5.5％－7.3％；以提高后期防水耐候胶浸渍质量和效率。
步骤四：防水耐候胶浸渍：采用市场上可采购的防水耐候浸渍胶对竹帘进行浸渍，浸渍采用浸泡方法，优选先真空后高压浸渍、胶中辊压或碾压浸渍，防水耐候浸渍胶的浸渍量(指其固体含量)不少于5％，但不多于20％，要求浸渍均匀，微干后没有明显的流痕；防水耐候浸渍胶可采用改性酚醛树脂胶，则其胶的分子量不大于300，初粘度不大于15S，表面张力小于34×10-3N/m；也可以采用其它防水耐候胶，可根据用户要求先对竹帘进行防水耐候处理，再施胶的方法。
步骤五：含水量控制：将浸胶后的竹帘在防水耐候胶不能固化的温度以下进行含水量控制，其含水量控制在8.2％－13.7％，近竹青的竹帘含水量取大值，竹肉的为中间值，近竹黄的取小值；以提高模压胶合质量和效率，实现“热进热出”的竹材胶合工艺，并减少成型后防护栏坯料内部应力，提高产品的稳定性。
步骤六：竹帘纵横一边齐铺装：以长竹帘的长边的一侧面为基准(指对齐面)，向另一侧进行铺装，在厚度方向进行纵横中面对称铺装，外层(表层)采用近竹青层竹帘铺装，为纵向铺装，中间层采用竹肉层竹帘铺装，为横向铺装，芯层采用近竹黄层的竹帘铺装，纵向或横向铺装，但对于高速公路等要求高的防护栏，不宜采用近竹黄层竹帘，铺装层数视产品要求来定，铺装的总层数至少三层；
或竹帘横向中心对称铺装：以长竹帘的两长边之间的中心线为基准(指对齐面)，向两侧面进行铺装，在厚度方向进行纵横中面对称铺装，近竹青层竹帘铺装在表层，为纵向铺装，竹肉层竹帘铺装在中间层，为横向铺装，近竹黄层竹帘铺装在芯层，纵向或横向铺装，但对于高速公路等要求高的防护栏，不宜采用近竹黄层竹帘，铺装的总层数至少三层；
步骤七：横向渐进式模压：将步骤六铺装好的坯料安放在阴阳固定钢模a上，以步骤六的铺装的基准(指对齐面)首先压紧定位，然后使之与阴阳固定钢模配套的阴阳活动钢模从压紧定位处开始逐渐向自由端压合，对于一边齐铺装，从对齐的一边向另一边逐渐压合，如图1和图2所示，图1为两波形一边齐铺装模压示意图，序号1-9均为阴阳活动钢模，从1-9依次压合；图2为三波形一边齐铺装模压示意图，序号1-13均为阴阳活动钢模，从1-13依次压合；对于中心对称铺装，从中心处向两边逐渐压合，如图3和图4所示，图3为两波形中心对称铺装模压示意图，序号1-5均为阴阳活动钢模，从1-5依次对称压合；图4为三波形中心对称铺装模压示意图，序号1-7均为阴阳活动钢模，从1-7依次对称压合；采用这两种压合方式使竹帘纵横向在模具压合的过程中能充分地伸展、变形和相互位移的调整，消除竹帘中竹片的折断、叠加等现象的出现，并为实现纵横竹帘理想的低应力胶合成型创造条件；
步骤八：加热固化成型：在模具中加热加压，根据采用防水耐候胶粘剂类型的要求和护栏坯料厚度来确定具体的成型温度和时间，但宜采用该胶固化所需的“较低的温度和较长的时间”这种固化方式，也可以结合生产率要求适当提高固化温度；而平均单位压力为3.8MPa-25MPa；高速公路等要求高的防护栏取大值，普通公路或一般防护栏取小值；铺装层数多或坯料厚可取较大值，反之可取较小值。
步骤九：后期加工：根据公路防护栏的要求，对上述模压成型的制品b进行后期加工，包括对模压成型的竹质防护栏坯样进行精确尺寸加工、表面粗糙度加工、涂层加工、连接孔加工、加强条安装等，最终得到竹质公路防护栏。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.竹质公路防护栏的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将竹材弦向分片：对竹材进行周向旋切，或对竹材径向分条后再弦向剖片，得到近竹青竹片、近竹黄竹片和竹肉竹片，近竹青竹片表面不含竹青，近竹黄竹片表面不含竹黄，上述3种竹片厚度都小于1.35mm，允许出现横向开裂现象但不得使竹片出现纵向断裂痕迹；
步骤二：将步骤一分片后的竹片采用线绳编织或缝合成竹帘：将同一类型的竹片用线绳编织或缝合成竹帘，编织或缝合的线绳间距不宜超过220mm，近竹青的编织线绳间距取小值，近竹黄的取大值，竹肉的取中间值；
步骤三：将步骤二编织或缝合好的竹帘进行含水率控制作业，使其含水率为5.5％－7.3％；
步骤四：防水耐候胶浸渍：采用防水耐候浸渍胶对竹帘进行浸渍，防水耐候浸渍胶的浸渍量(指其固体含量)不少于5％，但不多于20％；
步骤五：含水量控制：将浸胶后的竹帘在防水耐候胶不能固化的温度以下进行含水量控制，其含水量控制在8.2％－13.7％，近竹青竹帘含水量取大值，竹肉竹帘含水量为中间值，近竹黄竹帘含水量为取小值；
步骤六：竹帘纵横一边齐铺装：以长竹帘的长边的一侧面为基准，向另一侧进行铺装，在厚度方向进行纵横中面对称铺装，近竹青竹帘铺装在表层，为纵向铺装，竹肉竹帘铺装在中间层，为横向铺装，近竹黄竹帘铺装在芯层，纵向或横向铺装，但对于高速公路的防护栏，不宜采用近竹黄竹帘，铺装的总层数至少三层；
或竹帘横向中心对称铺装：以长竹帘的两长边之间的中心线为基准，向两侧面进行铺装，在厚度方向进行纵横中面对称铺装，近竹青竹帘铺装在表层，为纵向铺装，竹肉竹帘铺装在中间层，为横向铺装，近竹黄竹帘铺装在芯层，纵向或横向铺装，但对于高速公路的防护栏，不宜采用近竹黄层竹帘，铺装的总层数至少三层；
步骤七：横向渐进式模压：将步骤六铺装好的坯料安放在阴阳固定钢模上，以步骤六的铺装的基准首先压紧定位，然后使之与阴阳固定钢模配套的阴阳活动钢模从压紧定位处开始逐渐向自由端压合，对于一边齐铺装，从对齐的一边向另一边逐渐压合，对于中心对称铺装，从中心处向两边逐渐压合；
步骤八：加热固化成型：在模具中加热加压，根据采用防水耐候胶粘剂类型的要求，结合护栏坯料厚度来确定具体的成型温度和时间，而平均单位压力为3.8MPa-25MPa；
步骤九：后期加工：根据公路防护栏的要求，对上述模压成型的制品进行后期加工，得到竹质公路防护栏。
2.根据权利要求1所述的竹质公路防护栏的生产方法，其特征在于，所述近竹青竹片是指靠近竹青且厚度不超过竹材壁厚1/4的没有不可胶合材料的部分，近竹黄竹片是指靠近竹黄且厚度不超过竹材壁厚1/3的没有不可胶合材料的部分，近竹青与近竹黄之间的为竹肉部分。
3.根据权利要求1所述的竹质公路防护栏的生产方法，其特征在于，所述防水耐候浸渍胶采用分子量不大于300，初粘度不大于15S，表面张力小于34×10-3N/m的改性酚醛树脂胶。
4.根据权利要求1所述的竹质公路防护栏的生产方法，其特征在于，将竹片按竹片长度分为两类，一类是长竹片，长度超过标准长度20mm，另一类短竹片，长度超过标准所需材料宽度30mm；长竹片的编织宽度要超过防护栏标准宽度弧形长度的50mm，短竹片的编织宽度要超过防护栏长度的40mm，编织成单片层、片间距离小于设定阈值、宽度一致，编织线绳间距不宜超过220mm，同一产品近竹青为编织线绳间距最小，竹肉次之，近竹黄最大。
5.根据权利要求1所述的竹质公路防护栏的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，浸渍采用浸泡方法，优选先真空后高压浸渍、胶中辊压或碾压浸渍。
6.根据权利要求1所述的竹质公路防护栏的生产方法，其特征在于，所述线绳在10N/cm按压后厚度不超过0.13mm。
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