CN109571670A - 一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法，它包括竹材的采集、横截及竹筒分选、去竹筒内节、开槽、高温高压蒸煮、刨青刨黄展开、压板干燥、对均厚竹片材进行宽度方向剪裁加工，得到矩形截面同宽度的竹规格片、将两片材质和尺寸相同的竹规格片，竹黄面对竹黄面胶合在一起，制成尺寸稳定的竹规格材，组成竹规格片的两片竹规格片应具有对称性等步骤。本发明能制备尺寸规格、性能稳定、变形小的竹规格材以适应大规模生产，具有方法节能省料，产品具有坚固牢靠，韧性好，长久使用不开裂，无曲翘，方便了运输储存的优点。

Description

一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法
技术领域：
本发明属于一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法。
背景技术：
“以竹胜木”是我国竹材加工和利用的主要目标。我国竹人造板行业已成规模，包括竹地板、竹模板、竹装饰材料等多种产品已市场化，创造了大量的社会效益和经济效益。但竹质材料工程化还处于起步阶段。
我国竹质材料工程化标准是以工程化木材标准为同一标准，工程木材是以胶合木和结构复合木材为主的工程化材料，其具有规格化的性能指标，多种规格。美国工程木（胶合木）就有7种规格。工程木材的基本构成单元为木层板，在工程木的设计中，木层板经过分级，不同等级的木层板可组合而成各种规格的胶合木。胶合竹的设计就是参照胶合木的设计，将竹层板经过分级，然后把不同等级的胶合竹层板制成胶合竹。胶合竹相对于胶合木而言，其基本组成单元可以根据胶合竹的要求进行加工，而不是像木层板那样经过拼接拼宽，指节接长。但木和竹的物理性能具有明显差异，导至套用工程化木材标准生产现有的竹材人造板、胶合竹层板在各层及相邻之间牢固性不足，常受冷热、干潮交替影响而开裂。归其主要原因是缺乏竹中间产品的规格化和标准化。
我国目前竹加工产品的规模小，工序繁索复杂，产品质量稳定性差，自动化程度低，其中重要的原因也是缺乏可大批量加工，储存和运输的中间产品。因此，竹中间产品的规格化和标准化是规模生产的基本条件之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法,该方法能制备尺寸规格、性能稳定、变形小的竹规格材以适应大规模生产，具有方法节能省料，产品具有坚固牢靠，韧性好，长久使用不开裂，无曲翘，方便了运输储存的优点。
为此, 本发明的方法包括如下步骤:
（1）竹材的采集：采集竹梢部直径达到10cm以上的新鲜毛竹，外观无霉烂、虫孔、腐朽、开裂，颜色均匀，无明显色变和烂黑，竹龄5年。
（2）横截及竹筒分选：横截长度依据竹材围径及长度的不同共分为六个等级，分别为38cm、53cm、96cm、84cm、76cm、70cm，即竹材小头直径大于13cm截断长度为38cm，竹材小头直径在12.5～13cm之间截断长度为53cm，竹材小头直径在11.5～12.5cm之间截断长度为96cm，竹材小头直径在10～11.5cm之间截断长度为84cm，竹材小头直径在9.5～10cm之间截断长度为76cm，竹材小头直径在8.5～9.5cm之间截断长度为70cm。
横截后，按照壁厚进行分选。
（3）去竹筒内节：采用竹材去内节装置先用冲节刀将竹筒的内部节隔撞破，再用冲节刀轴上的铣刀快速转动将竹筒的内节磨平，得到内壁光滑贯通的竹筒，残留内节高度≤2mm。
（4）开槽：将竹筒放到传送带上，用圆锯机对去内节的竹筒进行纵向开槽，开槽宽度为锯片厚度，小头直径在12.5～13cm的根部竹筒均剖四等瓣，小头直径在10～12.5cm的中部竹筒均剖三等瓣，小头直径在8.5～10cm的稍部竹筒均剖二等瓣，得片竹筒。
（5）高温高压蒸煮：将同厚的片竹筒置入密封的蒸煮罐中，向蒸煮罐中注入饱和蒸汽，压力为1.1mpa，蒸煮罐内蒸汽温度200℃，蒸煮时间7～10min，得蒸煮竹片。
（6）刨青刨黄展开：将从蒸煮罐中取出的蒸煮竹片用刨青展开一体机展开、刨青、刨黄，且为蒸煮竹片打眼和定型，刨青面和刨黄面的刨削量依据竹壁厚度而定，最终的竹片材厚度分别为4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 mm，得展开竹片材。
（7）压板干燥：对展开竹片材的刨青面和刨黄面用压板干燥进行双面刨，并同时进行喷蒸干燥，干燥温度85～95°C，使展开竹片材的含水率降低至10%，得均厚竹片材。
（8）竹规格片：对均厚竹片材进行宽度方向剪裁加工，得到矩形截面同宽度的竹规格片，竹规格片应标分竹青面和竹黄面。
竹规格片的长度序列为0.3，0.45，0.6，0.75，0.9，1.05，1.2，1.5m；
竹规格片厚度序列为：4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 mm；
竹规格片宽度序列为：60，70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，170，180，210mm。
（9）竹规格材：将两片材质和尺寸相同的竹规格片，竹黄面对竹黄面胶合在一起，制成尺寸稳定的竹规格材，组成竹规格片的两片竹规格片应具有对称性。
竹规格材的长度序列为0.3，0.45，0.6，0.75，0.9，1.05，1.2，1.5m。
竹规格材的宽度序列为： 60，70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，170，180，210 mm。
竹规格材厚度序列为：8，10，12，14，16，18，20，22，24，26，28，30 mm；
竹规格材通过层积用来制备竹集成材。
所述的竹规格片的长度、宽度和厚度可根据实际要求定制。
所述的组成竹规格片的两片竹规格片的对称性包括：有弦向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得弦面瓦弯对称性抵消的竹规格材；有纵向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得纵面瓦弯对称性抵消的竹规格材；纵、弦向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得纵、弦面瓦弯对称性抵消的竹规格材。
所述的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起是先在两竹规格片的竹黄面涂胶粘剂，再将两竹黄面粘合在放置在热压机上，通过加正向压，正向压压力1MPa，固化温度140°C，时间10分钟，升温使胶粘剂固化，得到竹规格材。
所述竹集成材包括竹桁条、胶合竹层板。
本发明能制备尺寸规格、性能稳定、变形小的竹规格材以适应大规模生产，具有方法节能省料，产品具有坚固牢靠，韧性好，长久使用不开裂，无曲翘，方便了运输储存的优点。
本发明对展平竹在长度、宽度、厚度上进行规格化，展平后为了防止本身的应力带来的变形，将2片竹规格片相对粘接成竹规格材，相互抵消弯曲变形，从而使竹规格材平整稳定，竹规格材更适应大规模生产，竹规格材的加工生产步骤较传统竹片材生产步骤减少60%，节约用人量90%，成本降低60%，竹材利用率提高20%。以规格材为单元制备新型的竹集成材，由于其尺寸大，更适应大规模生产，且胶粘剂用量少。竹规格材通过层积用来制备竹集成材，与传统的竹集成材的制备单元：规格竹条（长×宽×厚=2100m×25mm×5mm）相比，竹规格材的尺寸宽度（60mm，90mm，120mm）和厚度（5mm，6mm，7mm，8mm——12mm）都远大于规格竹条，有较好的经济效益。
附图说明：
图1：本发明的有弦向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合前的结构示意图。
图2：本发明的有纵向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合前的结构示意图。
图3：本发明的竹规格材的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示,一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法，包括如下步骤:
（1）竹材的采集：采集竹梢部直径达到10cm以上的新鲜毛竹，外观无霉烂、虫孔、腐朽、开裂，颜色均匀，无明显色变和烂黑，竹龄5年。在市场上提供竹材的基本方式是竹秆（Bamboo Culm）。竹秆分为三个部分：一是根部，长度约0.6米，围径大，尖削度大，壁厚；二是主干，长度为0.9米处至第一枝下高度。竹秆主干是加工利用的主要用材，其围径，壁厚均匀。
（2）横截及竹筒分选：横截长度依据竹材围径及长度的不同共分为六个等级，分别为38cm、53cm、96cm、84cm、76cm、70cm。即竹材小头直径大于13cm截断长度为38cm，竹材小头直径在12.5～13cm之间截断长度为53cm，竹材小头直径在11.5～12.5cm之间截断长度为96cm，竹材小头直径在10～11.5cm之间截断长度为84cm，竹材小头直径在9.5～10cm之间截断长度为76cm，竹材小头直径在8.5～9.5cm之间截断长度为70cm。
横截后，按照壁厚进行分选。可由人工根据肉眼和经验按照壁厚进行分选。最佳依同厚同长归类。
（3）去竹筒内节：采用竹材去内节装置先用冲节刀将竹筒的内部节隔撞破，再用冲节刀轴上的铣刀快速转动将竹筒的内节磨平，得到内壁光滑贯通的竹筒，残留内节高度≤2mm。
（4）开槽：将竹筒放到传送带上，用圆锯机对去内节的竹筒进行纵向开槽，开槽宽度为锯片厚度，约为3mm左右。小头直径在12.5～13cm的根部竹筒均剖四等瓣，小头直径在10～12.5cm的中部竹筒均剖三等瓣，小头直径在8.5～10cm的稍部竹筒均剖二等瓣，得片竹筒。
（5）高温高压蒸煮：将同厚的片竹筒置入密封的蒸煮罐中，一个蒸煮罐一次可放150片竹筒，向蒸煮罐中注入饱和蒸汽，压力为1.1mpa，蒸煮罐内蒸汽温度200℃，蒸煮时间7～10min，得蒸煮竹片。
（6）刨青刨黄展开：将从蒸煮罐中取出的蒸煮竹片用刨青展开一体机展开压平、并同时将展开的蒸煮竹片的竹青面和竹黄面的带色层刨除，为释放展开压平时蒸煮竹片的内应力，应在展开压平时对蒸煮竹片的竹黄面打眼和定型，眼密度1～4个∕cm²，眼深2mm。刨青面和刨黄面的刨削量依据竹壁厚度而定，刨削量：竹青面0.5～1.5mm，竹黄面：0.8～1mm。
最终的竹片材厚度分别为4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 mm，得展开竹片材。
（7）压板干燥：对展开竹片材的刨青面和刨黄面用压板干燥进行双面刨，并同时进行喷蒸干燥，干燥温度85～95°C，干燥时间根据展开竹片材的初始含水率状况而定，使竹片含水率降低至10%即可，得均厚竹片材。
（8）竹规格片：对均厚竹片材进行宽度方向剪裁加工，得到矩形截面同宽度的竹规格片，竹规格片应标分竹青面和竹黄面。
竹规格片的长度序列为0.3，0.45，0.6，0.75，0.9，1.05，1.2，1.5m；
竹规格片厚度序列为：4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 mm；
竹规格片宽度序列为：60，70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，170，180，210mm。
（9）竹规格材：将两片材质和尺寸相同的竹规格片，竹黄面对竹黄面胶合在一起，制成尺寸稳定的竹规格材，组成竹规格片的两片竹规格片应具有对称性。
所述的组成竹规格片的两片竹规格片的对称性包括：
如图1和图3所示，有弦向曲翘的两竹规格片1、2的竹黄面3对竹黄面胶合在一起，得弦面瓦弯对称性抵消的竹规格材4。胶粘剂采用水溶性酚醛树脂，其固含量为54%。
如图2和图3所示，有纵向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得纵面瓦弯对称性抵消的竹规格材4。
纵、弦向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得纵、弦面瓦弯对称性抵消的竹规格材。
所述的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起是先在两竹规格片的竹黄面涂胶粘剂，胶粘剂采用水溶性酚醛树脂，其固含量为54%。再将两竹黄面粘合在放置在热压机上，通过加正向压，正向压压力1MPa，固化温度140°C，时间10分钟，升温使胶粘剂固化，得到竹规格材。
竹规格材的长度序列为0.3，0.45，0.6，0.75，0.9，1.05，1.2，1.5m。
竹规格材的宽度序列为： 60，70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，170，180，210 mm。
竹规格材厚度序列为：8，10，12，14，16，18，20，22，24，26，28，30 mm；
竹规格材通过层积用来制备竹集成材。
所述的竹规格片的长度、宽度和厚度可根据实际要求定制。
所述竹集成材包括竹桁条、胶合竹层板。
如：将不同的长度的且同厚度的竹规格材错缝并连且首尾相接且彼此相互胶合成一体，组成一定面积的竹面板，将同面积的三层竹面板依三合板原理胶合成一体，得胶合竹层板。故不再累述。
总之，本发明能制备尺寸规格、性能稳定、变形小的竹规格材以适应大规模生产，具有方法节能省料，产品具有坚固牢靠，韧性好，长久使用不开裂，无曲翘，方便了运输储存的优点。

Claims (5)

1.一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法,其特征在于：包括如下步骤,
（1）竹材的采集：采集竹梢部直径达到10cm以上的新鲜毛竹，外观无霉烂、虫孔、腐朽、开裂，颜色均匀，无明显色变和烂黑，竹龄5年；
（2）横截及竹筒分选：横截长度依据竹材围径及长度的不同共分为六个等级，分别为38cm、53cm、96cm、84cm、76cm、70cm，即竹材小头直径大于13cm截断长度为38cm，竹材小头直径在12.5～13cm之间截断长度为53cm，竹材小头直径在11.5～12.5cm之间截断长度为96cm，竹材小头直径在10～11.5cm之间截断长度为84cm，竹材小头直径在9.5～10cm之间截断长度为76cm，竹材小头直径在8.5～9.5cm之间截断长度为70cm；
横截后，按照壁厚进行分选；
（3）去竹筒内节：采用竹材去内节装置先用冲节刀将竹筒的内部节隔撞破，再用冲节刀轴上的铣刀快速转动将竹筒的内节磨平，得到内壁光滑贯通的竹筒，残留内节高度≤2mm；
（4）开槽：将竹筒放到传送带上，用圆锯机对去内节的竹筒进行纵向开槽，开槽宽度为锯片厚度，小头直径在12.5～13cm的根部竹筒均剖四等瓣，小头直径在10～12.5cm的中部竹筒均剖三等瓣，小头直径在8.5～10cm的稍部竹筒均剖二等瓣，得片竹筒；
（5）高温高压蒸煮：将同厚的片竹筒置入密封的蒸煮罐中，向蒸煮罐中注入饱和蒸汽，压力为1.1mpa，蒸煮罐内蒸汽温度200℃，蒸煮时间7～10min，得蒸煮竹片；
（6）刨青刨黄展开：将从蒸煮罐中取出的蒸煮竹片用刨青展开一体机展开、刨青、刨黄，且为蒸煮竹片打眼和定型，刨青面和刨黄面的刨削量依据竹壁厚度而定，最终的竹片材厚度分别为4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 mm，得展开竹片材；
（7）压板干燥：对展开竹片材的刨青面和刨黄面用压板干燥进行双面刨，并同时进行喷蒸干燥，干燥温度85～95°C，使展开竹片材的含水率降低至10%，得均厚竹片材；
（8）竹规格片：对均厚竹片材进行宽度方向剪裁加工，得到矩形截面同宽度的竹规格片，竹规格片应标分竹青面和竹黄面；
竹规格片的长度序列为0.3，0.45，0.6，0.75，0.9，1.05，1.2，1.5m；
竹规格片厚度序列为：4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15 mm；
竹规格片宽度序列为：60，70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，170，180，210mm；
（9）竹规格材：将两片材质和尺寸相同的竹规格片，竹黄面对竹黄面胶合在一起，制成尺寸稳定的竹规格材，组成竹规格片的两片竹规格片应具有对称性；
竹规格材的长度序列为0.3，0.45，0.6，0.75，0.9，1.05，1.2，1.5m；
竹规格材的宽度序列为： 60，70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，170，180，210mm；
竹规格材厚度序列为：8，10，12，14，16，18，20，22，24，26，28，30 mm；
竹规格材通过层积用来制备竹集成材。
2.按权利要求1所述的一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法,其特征在于：所述的竹规格片的长度、宽度和厚度可根据实际要求定制。
3.按权利要求1所述的一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法,其特征在于：所述的组成竹规格片的两片竹规格片的对称性包括：有弦向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得弦面瓦弯对称性抵消的竹规格材；有纵向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得纵面瓦弯对称性抵消的竹规格材；纵、弦向曲翘的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起，得纵、弦面瓦弯对称性抵消的竹规格材。
4.按权利要求1所述的一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法,其特征在于：所述的两竹规格片的竹黄面对竹黄面胶合在一起是先在两竹规格片的竹黄面涂胶粘剂，再将两竹黄面粘合在放置在热压机上，通过加正向压，正向压压力1MPa，固化温度140°C，时间10分钟，升温使胶粘剂固化，得到竹规格材。
5.按权利要求1所述的一种适应大规模生产的竹规格材的制备方法,其特征在于：所述竹集成材包括竹桁条、胶合竹层板。
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