CN114012843A - 一种竹拼板的加工成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹拼板的加工成型方法，该方法利用圆竹作为原料，在切成等长柱筒后进行表面处理，并在软化处理后展开后得到成片竹材；然后将成片竹材浸胶后在横向热压模具内利用直角三角形垫块进行斜置叠放，并使得斜置叠放后的浸胶竹材与水平面之间保持70～75°的夹角，叠放完成后热压，并在定型后获得竹材块料；再将获得的竹材块料顺着竹纤维在进行片料，片出厚度一致的竹片后施胶，并在施胶面上根据实际需求的厚度进行多层错位叠合后热压、拼接，即得到对应厚度的竹拼板。本发明制备的竹板内部密度分布均匀、尺寸稳定性好、且相比于传统的热压竹拼板具有尺寸优势和强度优势。

Description

一种竹拼板的加工成型方法
技术领域
本发明涉及竹材的加工技术领域，具体为一种竹拼板的加工成型方法。
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，此同时我国的速生人工林资源快速增长，使得在此环境下越来越多的替代材料应运而生。与木材相比，竹材具有强度大、韧性好、硬度大、纹理优雅美观等优点，同时竹作为速生材，其生长速度块，成材期限短，是制造工程结构和家装材料的理想原料，在市面上也相继出现了竹地板、竹家具、竹建筑模板、竹工艺品等系列产品。
竹材本身存在直径小、中空、壁薄等缺陷，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。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，使得拼接后的竹材产品出现厚薄不均、宽窄尺寸不一，且同一板体上不同位置强度不一的情况，而为了消除这种缺陷，常见的处理方式是将竹材产品先加工同尺寸的竹片或者竹条后再进行加工，但这种方式会导致竹材全部的竹青、竹黄和部分的竹肉被切削，导致竹材利用率被大幅降低，资源浪费严重。
市面上也有一种竹拼板的加工工艺可以解决上述问题的，这种加工工艺将多块等长的竹材涂胶后首尾交错放置，然后热压合成竹材块料，再将热压合的竹材块料垂直于胶合平面片出厚度一致的竹片后进行拼接，并最终制成竹拼板。但是这种竹拼板在热压合成型竹材块料的过程中通常为正向热压或者横向热压：
采用正向热压时(如图1所示)，由于涂胶后的竹材1通常为长条形，其宽度较窄，因而在模具3内叠放竹材1的过程中叠放的竹材1的层数有限(通常为5～10层)，否则在热压的过程中容易出现竹材1外缘卷边和错位的情况，导致成型后的竹材块料出现空心部，又因为竹材1的单片厚度较薄，导致通过热压压块2正向热压成型的竹材块料在片材后的单片竹材尺寸较小，在进行拼接时容易造成施胶量增加，单板可成型尺寸较小的问题；
而若采用横向热压方式(如图2所示)，竹材1在模具3内横向叠放，并在单侧或者双侧通过热压压块2预压紧后，在顶面通过限位压块4压紧后再利用单侧或者两侧热压压块2进行热压，在此条件下，模具3内叠放竹材1的数量限制被极大的拓宽，但考虑到叠放中间位置竹材1压合的紧密型，需要加大单侧或者两侧热压压块2的热压压力，这使得竹材块料的两侧的竹材1会因为正压力过大导致竹材块料中的竹纤维束发生层间移位，导致竹材块料的内部产生缺陷，使得竹材块料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。
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成型方法，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：
一种竹拼板的加工成型方法，其具体包括以下操作步骤：
S1、选择新鲜圆竹作为原料竹材，将砍伐的原料竹材去头去尾后除黄除青，再将原料竹材切成等长柱筒，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。
S2、将经过步骤S1处理的竹节沿长度方向剖缝，并依次进行碱洗和高温过饱和蒸汽处理，使其软化，将软化后的竹节展平并热压成型，得到成片竹材，并将得到成片竹材的按照宽度进行分类。
S3、在横向热压模具的底角位置以及热压压块上相对于热压模具底角的位置固定有剖面尺寸相同的直角三角形垫块；横向热压模具上的直角三角形垫块与热压压块上的直角三角形垫块相对设置并保持斜边平行，且所述斜边与水平面之间的夹角为70～75°。
S4、将经过浸胶处理后的浸胶竹材在两块直角三角形垫块之间进行叠放，叠放完成后通过热压压块预紧，并在热压压块预紧过程中通过限位压块从顶面进行限位来完成预紧；预紧完成后，限位压块保持，并通过热压压块完成热压，并在定型后获得竹材块料。
S5、将通过步骤S4获得的竹材块料顺着竹纤维在垂直于竹材叠放的方向上进行片料，片出厚度一致的竹片，在竹片的外缘进行切割和打磨后施胶，并在施胶面上根据实际需求的厚度进行多层错位叠合后热压、拼接，即得到对应厚度的竹拼板。
作为进一步限定，在步骤S2中进行热压成型时，将展平后的竹节送入热压成型机中，在设定温度80～90℃、设定压力250～300N/cm2的条件下热压保持45～90S，取出后自然冷却，并通过重物进行压制，于阴凉、干燥处放置3～5天，得到成片竹材。
作为进一步限定，在步骤S2中进行分类前，将热压得到的成片竹材的长度方向的两侧进行切边，得到沿长度方向等宽的成片竹材；然后再进行分类，分类时对热压得到的成片竹材进行宽度测量，将宽度差异在1.5～2cm的成片竹材归为一类。
作为进一步限定，在步骤S4进行浸胶处理以及步骤S5中进行施胶处理时，采用的胶料为酚醛树脂胶或者脲醛树脂胶。
作为进一步限定，所述横向热压模具的模腔表面以及所述限位压块的下表面上均成型有防滑面。
作为进一步限定，所述直角三角形垫块的斜边尺寸大于等于对应分类的成片竹材宽度；所述直角三角形垫块在长度方向的中间位置设置有槽，并在所述槽位置设置所述限位压块。
作为进一步限定，在步骤S4以及步骤S5中，进行热压处理时设定的热压温度为130～180℃、设定压力350～500N/cm2的条件下热压保持2～5min。
有益效果：本发明的竹拼板的加工成型方法在传统的横向热压工艺上进行改进，在其热压过程中设置斜面，并通过斜面来使得竹材块料在成型时通过斜面卸除一部分的压力，并使得竹材块料中的部分浸胶竹材沿斜面发生滑移，并在滑移过程中对竹材块料内部缺陷位置进行填充并实现压紧，来解决传统横向热压模式下片出的竹片密度分布不均、尺寸稳定性差的缺陷，使得组坯的整张竹片的密度区域一致，以使得纵横叠合后成型得到的竹拼板的板材内空隙发生率大大降低，进而改善板材质量，使其具有较佳的抗冲击强度和尺寸稳定性。
附图说明
图1为现有技术中正向热压的状态示意图。
图2为现有技术中横向热压的状态示意图。
图3为本发明的实施例的热压状态示意图。
其中：1、竹材；2、热压压块；3、模具；4、限位压块；5、第一直角三角形垫块；6、第二直角三角形垫块。
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，下面结合以及图示内容以及具体实施例，进一步阐述本发明。
显而易见地，下面描述中的技术内容仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些技术内容获得其他的衍生技术方案，而这些技术方案也属于本发明的保护范围。在下述实施例中，本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
在本发明的实施例中，首先设置如图3所示的斜向热压装置，该斜向热压装置在如图2所示的横向热压装置的基础上改进获得，其改进方式为安装图3样式在模具3的底角位置设置第一直角三角形垫块5，并在热压压块2上相对于第一直角三角形垫块5的剖面对角位置设置第二直角三角形垫块6。
第一直角三角形垫块5和第二直角三角形垫块6在竖向直角边位置通过沉头孔以及螺纹连接件对应固定于模具3以及热压压块2上。
第一直角三角形垫块5和第二直角三角形垫块6的斜边平行，且斜边与水平面之间的夹角为72°；另外，第一直角三角形垫块5和第二直角三角形垫块6的斜边尺寸大于对应分类的成片竹材宽度；并在第一直角三角形垫块5和第二直角三角形垫块6的上部长度方向的中间位置设置有槽，并使得限位压块4能通过该槽在两侧导向，并下压到斜边之下的位置。
而在另外的实施例中，为了提高定型效果，在对应的竹材施胶量较少的情况下，可以将模具3的模腔表面以及限位压块4的下表面设置为粗糙的防滑面。
在实施例一中，竹拼板在进行加工时，按照以下方式制得：
选择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轴向缝隙。
然后将剖缝处理后的竹节进行碱液浸泡处理，利用质量分数为2.5％的NaOH溶液在80℃的恒温水浴条件下浸泡处理5h后取出，在高压容器中利用过饱和蒸汽进行软化处理，控制蒸汽温度为110℃，蒸汽压力为0.66MPa，处理45min，得到软化后的竹筒，然后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热压成型机中，设定热压成型机的热压温度为80℃，热压压力为270N/cm2，热压处理60S，取出后自然冷却，并在叠放后通过800kg的配重块重压，于阴凉、干燥处放置3天得到成片竹材，将得到的成片竹材根据宽度进行分类，将宽度差异在2cm的成片竹材归为一类(即设定一个基准值，如8cm，将基准值设定为中间值，向两侧各移动1cm，即将宽度为7～9cm的成片竹材归为一组)。
将成片竹材按照竹材浸渍工艺浸渍脲醛树脂，得到浸胶竹材，将浸胶竹材按照图3所示样式，叠放于模具3的模腔中，包括浸胶竹材在宽度方向上贴合第一直角三角形垫块5的斜面，叠放完成后通过热压压块2预紧，并在热压压块2预紧过程中通过限位压块4从顶面进行限位来完成预紧；预紧完成后，限位压块4保持，并通过热压压块2完成热压，热压时控制热压温度为180℃、设定压力400N/cm2热压3min，并在定型后获得竹材块料。
再将得到的竹材块料顺着竹纤维在垂直于竹材叠放的方向上进行片料，片出厚度为3.0～3.5mm的竹片，在竹片的外缘进行切割和打磨后施胶，并在施胶面上根据实际需求的厚度进行六层错位叠合(即当前层竹片的竹片纤维方向沿X轴布置时，则当前层的上层或者下层竹片的竹片纤维方向沿Y轴布置)后控制热压温度为180℃、设定压力400N/cm2热压3min，热压完成后进行边缘错位拼接，即得到厚度为19.0～20.2mm的竹拼板。
在实施例二中，竹拼板在进行加工时，按照以下方式制得：
选择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轴向缝隙。
然后将剖缝处理后的竹节进行碱液浸泡处理，利用质量分数为4.0％的NaOH溶液在75℃的恒温水浴条件下浸泡处理7h后取出，在高压容器中利用过饱和蒸汽进行软化处理，控制蒸汽温度为130℃，蒸汽压力为0.8MPa，处理15min，得到软化后的竹筒，然后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热压成型机中，设定热压成型机的热压温度为90℃，热压压力为300N/cm2，热压处理90S，取出后自然冷却，并在叠放后通过800kg的配重块重压，于阴凉、干燥处放置5天得到成片竹材，将得到的成片竹材根据宽度进行分类，将宽度差异在1.5cm的成片竹材归为一类。
将成片竹材按照竹材浸渍工艺浸渍脲醛树脂，得到浸胶竹材，将浸胶竹材按照图3所示样式，叠放于模具3的模腔中，包括浸胶竹材在宽度方向上贴合第一直角三角形垫块5的斜面，叠放完成后通过热压压块2预紧，并在热压压块2预紧过程中通过限位压块4从顶面进行限位来完成预紧；预紧完成后，限位压块4保持，并通过热压压块2完成热压，热压时控制热压温度为130℃、设定压力350N/cm2热压3min，并在定型后获得竹材块料。
再将得到的竹材块料顺着竹纤维在垂直于竹材叠放的方向上进行片料，片出厚度为2.7～3.0mm的竹片，在竹片的外缘进行切割和打磨后施胶，并在施胶面上根据实际需求的厚度进行六层错位叠合后控制热压温度为130℃、设定压力350N/cm2热压3min，热压完成后进行边缘错位拼接，即得到厚度为18.5～19.2mm的的竹拼板。
在实施例三中，竹拼板在进行加工时，按照以下方式制得：
选择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轴向缝隙。
然后将剖缝处理后的竹节进行碱液浸泡处理，利用质量分数为3.5％的NaOH溶液在70℃的恒温水浴条件下浸泡处理5h后取出，在高压容器中利用过饱和蒸汽进行软化处理，控制蒸汽温度为120℃，蒸汽压力为0.8MPa，处理25min，得到软化后的竹筒，然后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热压成型机中，设定热压成型机的热压温度为85℃，热压压力为280N/cm2，热压处理60S，取出后自然冷却，并在叠放后通过800kg的配重块重压，于阴凉、干燥处放置5天得到成片竹材，将得到的成片竹材根据宽度进行分类，将宽度差异在1.5cm的成片竹材归为一类。
将成片竹材按照竹材浸渍工艺浸渍脲醛树脂，得到浸胶竹材，将浸胶竹材按照图3所示样式，叠放于模具3的模腔中，包括浸胶竹材在宽度方向上贴合第一直角三角形垫块5的斜面，叠放完成后通过热压压块2预紧，并在热压压块2预紧过程中通过限位压块4从顶面进行限位来完成预紧；预紧完成后，限位压块4保持，并通过热压压块2完成热压，热压处理时控制热压温度为150℃、设定压力350N/cm2热压3min，并在定型后获得竹材块料。
再将得到的竹材块料顺着竹纤维在垂直于竹材叠放的方向上进行片料，片出厚度为2.7～3.0mm的竹片，在竹片的外缘进行切割和打磨后施胶，并在施胶面上根据实际需求的厚度进行六层错位叠合后控制热压温度为180℃、设定压力500N/cm2热压4min，热压完成后进行边缘错位拼接，即得到厚度为18.3～18.9mm的的竹拼板。
将通过实施例一、实施例二、实施例三的方法制得的竹拼板具有优于传统横向热压方式制得的竹拼板的物理强度，且相比于传统正向热压方式制得的竹拼板具有更优的加工性能，且在长时间使用情况下不易出现层间断裂的情况，稳定性更好。
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 (7)

1.一种竹拼板的加工成型方法，其特征在于，具体包括以下操作步骤：
S1、选择新鲜圆竹作为原料竹材，将砍伐的原料竹材去头去尾后除黄除青，再将原料竹材切成等长柱筒，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；
S2、将经过步骤S1处理的竹节沿长度方向剖缝，并依次进行碱洗和高温过饱和蒸汽处理，使其软化，将软化后的竹节展平并热压成型，得到成片竹材，并将得到成片竹材的按照宽度进行分类；
S3、在横向热压模具的底角位置以及热压压块上相对于热压模具底角的位置固定有剖面尺寸相同的直角三角形垫块；横向热压模具上的直角三角形垫块与热压压块上的直角三角形垫块相对设置并保持斜边平行，且所述斜边与水平面之间的夹角为70～75°；
S4、将经过浸胶处理后的浸胶竹材在两块直角三角形垫块之间进行叠放，叠放完成后通过热压压块预紧，并在热压压块预紧过程中通过限位压块从顶面进行限位来完成预紧；预紧完成后，限位压块保持，并通过热压压块完成热压，并在定型后获得竹材块料；
S5、将通过步骤S4获得的竹材块料顺着竹纤维在垂直于竹材叠放的方向上进行片料，片出厚度一致的竹片，在竹片的外缘进行切割和打磨后施胶，并在施胶面上根据实际需求的厚度进行多层错位叠合后热压、拼接，即得到对应厚度的竹拼板。
2.根据权利要求1所述的竹拼板的加工成型方法，其特征在于，在步骤S2中进行热压成型时，将展平后的竹节送入热压成型机中，在设定温度80～90℃、设定压力250～300N/cm2的条件下热压保持45～90S，取出后自然冷却，并通过重物进行压制，于阴凉、干燥处放置3～5天，得到成片竹材。
3.根据权利要求1所述的竹拼板的加工成型方法，其特征在于，在步骤S2中进行分类前，将热压得到的成片竹材的长度方向的两侧进行切边，得到沿长度方向等宽的成片竹材；然后再进行分类，分类时对热压得到的成片竹材进行宽度测量，将宽度差异在1.5～2cm的成片竹材归为一类。
4.根据权利要求1所述的竹拼板的加工成型方法，其特征在于，在步骤S4进行浸胶处理以及步骤S5中进行施胶处理时，采用的胶料为酚醛树脂胶或者脲醛树脂胶。
5.根据权利要求1所述的竹拼板的加工成型方法，其特征在于，所述横向热压模具的模腔表面以及所述限位压块的下表面上均成型有防滑面。
6.根据权利要求1所述的竹拼板的加工成型方法，其特征在于，所述直角三角形垫块的斜边尺寸大于等于对应分类的成片竹材宽度；所述直角三角形垫块在长度方向的中间位置设置有槽，并在所述槽位置设置所述限位压块。
7.根据权利要求1所述的竹拼板的加工成型方法，其特征在于，在步骤S4以及步骤S5中，进行热压处理时设定的热压温度为130～180℃、设定压力350～500N/cm2的条件下热压保持2～5min。
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