CN111531662A

CN111531662A - 一种竹拼板的加工方法

Info

Publication number: CN111531662A
Application number: CN202010492705.5A
Authority: CN
Inventors: 王海龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2020-08-14

Abstract

本发明公开了一种竹拼板的加工方法，其选择含水率在45～50％的新鲜圆竹作为原料竹材，等长切断后处理成光滑圆筒结构的竹节，然后将竹节沿整个长度纵向剖开一个轴向缝隙，经过两次碱液浸泡和一次温过饱和蒸汽进行软化处理后平压成成片竹材，将成片竹材进行真空浸胶处理后在模具内进行首尾交错叠合，叠合后热压，并在纵向上沿竹纤维进行切片，并将并将切片后的竹材片横、竖交错叠放3层，并在叠放层间涂胶，将涂胶后的竹材送入成型设备中二次热压成型即得成品。本发明制备的竹板为三层叠合结构，提高了竹板成形后的均匀性能，进而提高了其在制成竹制品之后的抗老化性能，延长了竹片制成竹制品后，竹制品的其使用寿命。

Description

一种竹拼板的加工方法

技术领域

本发明涉及板材加工技术领域，具体为一种竹拼板的加工方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对居住、办公的环境和装修的舒适度有了越来越高的要求，其品位也在不断提高，对装修木材的消耗也越来越大，在此环境下越来越多的替代材料应运而生，而在国内的南方区域有着十分丰富的竹资源，竹子具有生长速度块，成材期限短、强度高、韧性好的特点，使得竹材在人们日常生活中应用越来越普遍。

目前，在进行竹制品的制作时，通常需要将竹子进行切割、成片、疏解、浸胶、烘干、成形等一系列工艺程序进行处理并最终成型为竹板，然而，由于竹子本身的生长特点，其竹体上部与下部的厚度和密度都存在明显差异，使得其在展开成型和热压后的厚度差非常明显，为了消除这种厚度差带来的影响，需要进行多层粘接以形成更厚的竹板，这种多层叠合的竹板会在烘干和热压过程中由于竹板胶水流失以及外加的高温高压压力的作用下使竹板层间容易发生位移，导致其内部产生缺陷，进而影响成品竹拼板的强度以及结构稳定性，这种强度和结构稳定性的下降使得竹拼板在进行多层切削剥离时容易发生断裂和形变，影响竹制品的美观程度以及使用寿命。另外，这种上、下叠合的竹板由于其竹单片的厚度和密度存在差异，导致成片拼合在一起后其外表面的平面度也会受到影响，容易出现凹凸不平的情况，需要通过树脂胶层进行找平或者需要在表面进行抛光修复处理，而这种二次表面处理步骤又会额外地增加加工成本。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种竹拼板的加工方法，以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种竹拼板的加工方法，其具体包括以下操作步骤：

1)选择含水率在45～50％的新鲜圆竹作为原料竹材，将砍伐的原料竹材去青去黄后除掉头、尾，然后对去除头、尾的竹筒外表面进行等长切断，将切断后竹筒的竹节部分进行削除、磨平操作，打通内节，并在内表面进行内圆铣削抛光；

2)将经过步骤1)处理后的竹节沿整个长度纵向剖开一个轴向缝隙，然后将剖缝处理后的竹节进行第一次碱液浸泡处理，并在碱液浸泡处理后洗净，加入容器，并在容器中通入高温过饱和蒸汽进行软化处理，并将软化后的竹筒自轴向缝隙位置展开，并将展开后的竹节送入成型装置中进行平面热压，使竹节展开并得到成片竹材；

3)将步骤2)得到的成片竹材经过第二次碱液浸泡处理，并在碱液浸泡后洗净，热风干燥至含水量低于7％，然后进行真空浸胶处理，使得成片竹材表面以及内部浸渍树脂胶，将进行过浸胶处理后的成片竹材在模具内进行叠放，所述模具的截面尺寸与成片竹材宽度一致，而所述成片竹材在模具内叠放时，下层成片竹材的头部一侧对应上层成片主材的尾部，以使得成片竹材在模具内首尾交错叠合；

4)叠放完成后的竹材送入成型设备中热压成型，将热压成型后的竹材在模具内顺着竹纤维在垂直于竹材叠放的方向上进行切片；

5)对切片完成的竹材片进行边缘切割和打磨，然后将切片后的竹材片横、竖交错叠放3层，并在叠放层间涂胶，将涂胶后的竹材送入成型设备中二次热压成型即得成品。

作为进一步限定，所述步骤2)中第一次碱液浸泡处理时，用于浸泡的碱液为质量分数0.5～1％的NaOH溶液，其碱液浸泡处理的温度为30～45℃，浸泡处理时间为24～72h。

作为进一步限定，所述步骤2)中通入高温过饱和蒸汽进行软化处理时，控制高温过饱和蒸汽的温度为140～170℃，蒸汽压力为0.8～1.0MPa，处理15～20min。

作为进一步限定，所述步骤3)中第二次碱液浸泡处理时，用于浸泡的碱液为质量分数1～4％的NaOH溶液，其碱液浸泡处理的温度为75～80℃，浸泡处理时间为5～6h。

作为进一步限定，所述步骤2)中平面热压的温度为120～150℃，热压压力为0.8～1.2MPa，热压时间为3～5min。

作为进一步限定，所述浸胶处理时采用的浸渍胶料为酚醛树脂胶。

作为进一步限定，所述步骤3)中，成片竹材在模具内的叠放厚度不超过2m，且优选为0.8～1.6m。

作为进一步限定，所述步骤4)中热压成型和所述步骤5)中二次热压成型的温度均为220～280℃，热压压力均为1.0～1.5MPa，且步骤4)中热压成型的热压时间为10～15min，而步骤5)中二次热压成型的热压时间为3～5min。

作为进一步限定，所述步骤4)中进行切片时的切片厚度为3～8mm，而叠合后热压成型的成品竹拼板的厚度为4～25mm。

本发明作为一种新的竹材制板成型方式，其通过将竹材进行预处理后制成内外表面光滑的圆筒结构，并通过将竹材软化处理并在长度方向上展开，并将展开后的竹材首尾叠合，这种叠合方式能有效弥补竹体上部与下部的厚度和密度差异对成型后的型材板的整体强度影响，将厚度差的问题用层叠后纵切的方式来解决，并将纵切后的薄板单元进行横、竖交错叠放成型，利用竹纤维和树脂层形成空间交联结构，稳定性和强度也要明显由于传统的拼接竹材板。

而在此过程中通过将竹材进行两次碱泡来提高上述成型过程中的可操作性，并保证成型板体品质。这是因为竹材本身中含有较多量的淀粉以及水分，一方面在制成竹材板后容易发霉，而NaOH碱液浸渍处理能够能极大地促进支链淀粉糊化，并能在高温环境下可以部分溶解竹材中的部分直链淀粉，降低竹材中的淀粉含量，减少霉菌生长所需要的营养物质，从而能配合烘干步骤的水分降低抑制霉菌出现时间，因而通过碱液浸泡处理过程中能有效将降低竹材横切面、径切面、竹黄面霉变率，同时，碱液浸泡还能用于改善竹材料液体渗透性，通过碱液处理可以去除竹材料内部的部分半纤维素和木质素，使纤维素结晶区产生润胀，这种纤维素结晶区的润胀本身能起到一个软化竹材料的作用，同时，还能提高竹材内部孔隙率，使得高温过饱和蒸汽能够更多地进入竹材内，从而相比于未经过碱液浸渍处理的高饱和高温蒸汽的竹木，这种碱液浸渍预处理获得的具有较佳内部孔隙率的竹材，在通入高饱和高温蒸汽并保持一定的压力的情况下，其软化效果要更佳。

之所以要采用两次碱液浸渍是因为第一次浸渍时不需要将竹材内部孔隙全部打开，因为竹材在经过饱和蒸汽软化处理后在纤维素结晶区的纤维饱和点之上会产生收缩，这种收缩会对竹材静曲强度和弹性模量均有显著影响，如果在第一次碱液浸渍过于彻底会导致软化并展平后的竹材片脆性增加，容易在后续干燥加工过程中脆裂；而在将竹节展开并平压成型后再进行的第二次碱液浸渍由于是高温浸渍，因而会将竹材内部的孔隙进一步打开，一方面这种打开的孔隙能为展开后的竹材片提供一定的形变空间，使其不易发生脆裂，同时，这种孔隙还会提高后续处理过程中真空浸胶处理的效果，提高其中的树脂料在竹材内部浸渍比例，因而提高热压后竹材片之间的层间交联关系，使得其在层叠热压后具有更佳的结构稳定性，并能在切片过程中防止发生层件断裂和剥离，并在成型后具有更佳的物理强度。

有益效果：本发明具有静曲强度大，抗冲击强度高，吸水膨胀率小，尺寸稳定性好的优点，同时，其表面具有较好的平面度，其内部结构的平整性，增强了竹板的刚度及其耐变形的能力，从而提高了其密度、抗霉变性能、抗老化性能以及使用寿命。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的模压状态示意图。

图2为本发明的成品板的结构示意图。

其中：1、模具压头；2、模具；3、叠层的成片竹材；4、第一竹材片；5、第二竹材片；6、第三竹材片。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

在实施例一中，竹板在进行加工时，按照以下方式制得：

选择含水率在45～50％的新鲜圆竹作为原料竹材，将砍伐的原料竹材去青去黄后除掉头、尾得到竹竿杆体部分，将该竹竿杆体部分进行等长切断得到柱筒，将切断后竹筒的竹节部分在外表面进行削除、磨平抛光，同时，打通内节，并在内表面进行内圆铣削抛光，得到外表面和外表面均光滑的竹筒筒体。然后将上述竹筒筒体沿整个长度纵向剖开一个轴向缝隙，然后将剖缝处理后的竹节进行第一次碱液浸泡处理，进行第一次碱液浸泡处理时将竹节用0.5％的NaOH溶液在30℃的条件下浸泡处理72h，碱液浸泡完成后加入密闭容器中，向密闭容器中通入140℃的高温过饱和蒸汽，保持蒸汽压力为0.8MPa，处理20min，得到软化后的竹筒。

将软化后的竹筒在轴向缝隙位置展开，并将展开后的竹节送入平压机，在平压机上设定平压温度为120℃、热压压力0.8MPa，热压5min，以使软化后的竹筒完全张开成平面并保持稳定。将上述软化并展开后的成片竹材经过第二次碱液浸泡处理，第二次碱液浸泡处理时用质量分数1％的NaOH溶液在80℃的恒温水浴条件下浸泡处理5h后用流水洗净，再在50℃的热风条件下干燥至含水量6.9％后进行真空酚醛树脂的浸胶处理，使得成片竹材表面以及内部浸渍树脂胶。

将上述浸渍了酚醛树脂胶的成片竹材按照图1所示方式在模具2中叠放，叠放时，下层成片竹材的头部一侧对应上层成片主材的尾部，以使得成片竹材在模具内首尾交错叠合成叠层的成片竹材3的形态，且该叠层的成片竹材3的叠层总厚度为0.8m。再启动模具压头1按照图示方向下压，下压时控制模具压头1的温度为220℃，热压压力为1.0MPa，模压15min，模压完成后退出模具压头1，并在模内按照模具压头1的方向对压好后的叠层的成片竹材3进行层切，其层切方向与平行于竹纤维，并与模具压头1的下压方向依次，以将叠层的成片竹材3在竖向上层切成单片厚度为3mm的竹材片薄片，即为未处理的第一竹材片4、第二竹材片5和第三竹材片6的原材料，将上述竹材片进行尺寸裁切、边缘切割和打磨后，双面上胶并按照图2所示的方式横、竖交错叠放3层，其中，中间的第二竹材片5可以通过拼接而成，将叠合后的第一竹材片4、第二竹材片5和第三竹材片6送入成型设备中进行二次热压成型，控制下压时热压温度为220℃，热压压力为1.0MPa，热压处理5min即得实施例一中的竹拼板成品。

在实施例二中，竹板在进行加工时，按照以下方式制得：

选择含水率在45～50％的新鲜圆竹作为原料竹材，将砍伐的原料竹材去青去黄后除掉头、尾得到竹竿杆体部分，将该竹竿杆体部分进行等长切断得到柱筒，将切断后竹筒的竹节部分在外表面进行削除、磨平抛光，同时，打通内节，并在内表面进行内圆铣削抛光，得到外表面和外表面均光滑的竹筒筒体。然后将上述竹筒筒体沿整个长度纵向剖开一个轴向缝隙，然后将剖缝处理后的竹节进行第一次碱液浸泡处理，进行第一次碱液浸泡处理时将竹节用1％的NaOH溶液在42℃的条件下浸泡处理32h，碱液浸泡完成后加入密闭容器中，向密闭容器中通入170℃的高温过饱和蒸汽，保持蒸汽压力为1MPa，处理15min，得到软化后的竹筒。

将软化后的竹筒在轴向缝隙位置展开，并将展开后的竹节送入平压机，在平压机上设定平压温度为150℃、热压压力1.2MPa，热压3min，以使软化后的竹筒完全张开成平面并保持稳定。将上述软化并展开后的成片竹材经过第二次碱液浸泡处理，第二次碱液浸泡处理时用质量分数4％的NaOH溶液在75℃的恒温水浴条件下浸泡处理6h后用流水洗净，再在60℃的热风条件下干燥至含水量6.8％后进行真空酚醛树脂的浸胶处理，使得成片竹材表面以及内部浸渍树脂胶。

将上述浸渍了酚醛树脂胶的成片竹材按照图1所示方式在模具2中叠放，叠放时，下层成片竹材的头部一侧对应上层成片主材的尾部，以使得成片竹材在模具内首尾交错叠合成叠层的成片竹材3的形态，且该叠层的成片竹材3的叠层总厚度为1.2m。再启动模具压头1按照图示方向下压，下压时控制模具压头1的温度为280℃，热压压力为1.5MPa，模压10min，模压完成后退出模具压头1，并在模内按照模具压头1的方向对压好后的叠层的成片竹材3进行层切，其层切方向与平行于竹纤维，并与模具压头1的下压方向依次，以将叠层的成片竹材3在竖向上层切成单片厚度为7mm的竹材片薄片，即为未处理的第一竹材片4、第二竹材片5和第三竹材片6的原材料，将上述竹材片进行尺寸裁切、边缘切割和打磨后，双面上胶并按照图2所示的方式横、竖交错叠放3层，其中，中间的第二竹材片5可以通过拼接而成，将叠合后的第一竹材片4、第二竹材片5和第三竹材片6送入成型设备中进行二次热压成型，控制下压时热压温度为280℃，热压压力为1.5MPa，热压处理3min即得实施例一中的竹拼板成品。

在实施例三中，竹板在进行加工时，按照以下方式制得：

选择含水率在45～50％的新鲜圆竹作为原料竹材，将砍伐的原料竹材去青去黄后除掉头、尾得到竹竿杆体部分，将该竹竿杆体部分进行等长切断得到柱筒，将切断后竹筒的竹节部分在外表面进行削除、磨平抛光，同时，打通内节，并在内表面进行内圆铣削抛光，得到外表面和外表面均光滑的竹筒筒体。然后将上述竹筒筒体沿整个长度纵向剖开一个轴向缝隙，然后将剖缝处理后的竹节进行第一次碱液浸泡处理，进行第一次碱液浸泡处理时将竹节用1％的NaOH溶液在40℃的条件下浸泡处理60h，碱液浸泡完成后加入密闭容器中，向密闭容器中通入170℃的高温过饱和蒸汽，保持蒸汽压力为0.9MPa，处理16min，得到软化后的竹筒。

将软化后的竹筒在轴向缝隙位置展开，并将展开后的竹节送入平压机，在平压机上设定平压温度为140℃、热压压力1MPa，热压4min，以使软化后的竹筒完全张开成平面并保持稳定。将上述软化并展开后的成片竹材经过第二次碱液浸泡处理，第二次碱液浸泡处理时用质量分数3％的NaOH溶液在78℃的恒温水浴条件下浸泡处理5h后用流水洗净，再在45℃的热风条件下干燥至含水量6.9％后进行真空酚醛树脂的浸胶处理，使得成片竹材表面以及内部浸渍树脂胶。

将上述浸渍了酚醛树脂胶的成片竹材按照图1所示方式在模具2中叠放，叠放时，下层成片竹材的头部一侧对应上层成片主材的尾部，以使得成片竹材在模具内首尾交错叠合成叠层的成片竹材3的形态，且该叠层的成片竹材3的叠层总厚度为1.4m。再启动模具压头1按照图示方向下压，下压时控制模具压头1的温度为260℃，热压压力为1.2MPa，模压12min，模压完成后退出模具压头1，并在模内按照模具压头1的方向对压好后的叠层的成片竹材3进行层切，其层切方向与平行于竹纤维，并与模具压头1的下压方向依次，以将叠层的成片竹材3在竖向上层切成单片厚度为5mm的竹材片薄片，即为未处理的第一竹材片4、第二竹材片5和第三竹材片6的原材料，将上述竹材片进行尺寸裁切、边缘切割和打磨后，双面上胶并按照图2所示的方式横、竖交错叠放3层，其中，中间的第二竹材片5可以通过拼接而成，将叠合后的第一竹材片4、第二竹材片5和第三竹材片6送入成型设备中进行二次热压成型，控制下压时热压温度为260℃，热压压力为1.2MPa，热压处理4min即得实施例一中的竹拼板成品。

将上述实施例的制备条件下制得的三组实施例条件制板，性能测试结果如下表所示

本发明的实施例中，本实施例的竹拼板具有优于传统竹拼板的静曲强度和表面性能，物理强度性能和使用稳定性上都有所改善，同时成型更加稳定。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种竹拼板的加工方法，其特征在于，具体包括以下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤2)中第一次碱液浸泡处理时，用于浸泡的碱液为质量分数0.5～1％的NaOH溶液，其碱液浸泡处理的温度为30～45℃，浸泡处理时间为24～72h。

3.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤2)中通入高温过饱和蒸汽进行软化处理时，控制高温过饱和蒸汽的温度为140～170℃，蒸汽压力为0.8～1.0MPa，处理15～20min。

4.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤3)中第二次碱液浸泡处理时，用于浸泡的碱液为质量分数1～4％的NaOH溶液，其碱液浸泡处理的温度为75～80℃，浸泡处理时间为5～6h。

5.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤2)中平面热压的温度为120～150℃，热压压力为0.8～1.2MPa，热压时间为3～5min。

6.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述浸胶处理时采用的浸渍胶料为酚醛树脂胶。

7.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤3)中，成片竹材在模具内的叠放厚度为0.8～1.6m。

8.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤4)中热压成型和所述步骤5)中二次热压成型的温度均为220～280℃，热压压力均为1.0～1.5MPa，且步骤4)中热压成型的热压时间为10～15min，而步骤5)中二次热压成型的热压时间为3～5min。

9.根据权利要求1所述的竹拼板的加工方法，其特征在于，所述步骤4)中进行切片时的切片厚度为3～8mm，而叠合后热压成型的成品竹拼板的厚度为4～25mm。