CN114407153A

CN114407153A - 一种竹展平板的处理方法及所得竹展平板和应用

Info

Publication number: CN114407153A
Application number: CN202210147271.4A
Authority: CN
Inventors: 方长华; 李召召; 栾玉; 费本华; 刘焕荣; 马欣欣; 张秀标; 马一凡; 孙丰波
Original assignee: International Center for Bamboo and Rattan
Current assignee: International Center for Bamboo and Rattan
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2042-02-17
Also published as: CN114407153B

Abstract

本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种竹展平板的处理方法及所得竹展平板和应用。所述处理方法包括以下步骤：1)取一片以上的竹展平板；2)将每片所述竹展平板依次设置于两层压板之间，并在任一所述压板与相邻竹展平板之间、相邻两片竹展平板之间均设置透气板；所述透气板可以使得外部蒸汽接触竹展平板表面；3)对所述压板施加预设压力值，并通过锁紧组件锁紧；4)对步骤3)完成后的叠层板材进行蒸汽处理。本发明提出的处理方法大大提高竹展平板的尺寸稳定性，降低吸湿性能，同时操作简单，是一种可行性高的竹展平板处理方法。

Description

一种竹展平板的处理方法及所得竹展平板和应用

技术领域

本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种竹展平板的处理方法及所得竹展平板和应用。

背景技术

近十多年竹展平板技术与应用得到快速发展，特别是近几年无刻痕竹展平板工业化应用越来越普遍，它是把圆竹通过锯解、分级、软化、展平等一系列工序，将弧形竹片展平，其产品具有单元材面幅大、利用率高、能保留竹材天然纹理等优点，而且相较于竹集成材和竹重组材其后续加工的用胶量更低，相关产品被应用于竹砧板、竹地板、刨切竹单板、竹家具、竹日用品等领域。

然而，竹展平板在使用过程中存在严重翘曲变形问题。竹展平板的严重翘曲变形现象主要是由于展平过程造成的残存应力和竹材材质的不均一性，当发生湿度变化时，残余应力会释放，且竹青侧和竹黄侧由于维管束的不均匀分布，两侧的弦向湿涨干缩有很大差异，这些诸多因素共同作用造成了竹展平板的严重翘曲变形现象。具体表现为：在失水干燥后，竹展平板在宽度方向(竹壁弦向)上向竹青侧明显弯曲，在长度方向(竹壁纵向)上向竹黄侧明显弯曲；在吸入一定水分发生湿涨后，竹展平板在宽度方向(竹壁弦向)上向竹黄侧明显弯曲。

竹展平板尺寸稳定性差直接影响后期竹展平板的胶合性能，造成开胶、开裂等问题，也直接严重影响竹展平板的产品质量与使用范围。因此提高竹展平板的尺寸稳定性十分必要，具有广泛的应用范围。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种竹展平板的处理方法，所得竹展平板尺寸稳定性强、吸湿性低。

具体来说，本发明提供了如下技术方案：

一种竹展平板的处理方法，包括以下步骤：

1)取一片以上的竹展平板；

2)将每片所述竹展平板依次设置于两层压板之间，并在任一所述压板与相邻竹展平板之间、相邻两片竹展平板之间均设置透气板；所述透气板可以使得外部蒸汽接触竹展平板表面；

3)对所述压板施加预设压力值，并通过锁紧组件锁紧；

4)对步骤3)完成后的叠层板材进行蒸汽处理。

本发明发现，将竹展平板用表面平整光滑且分布有微米级孔隙的透气金属板用一定预设压力上下夹紧后，送入饱和蒸汽处理罐或带有加热装置过热蒸汽处理室进行蒸汽处理，可以使竹展平板中的半纤维素、木质素以及纤维素非晶区发生润胀，失去固有的联结作用，使竹材展平时残留的内部应力得到释放；高温蒸汽还将半纤维素等吸湿性细胞壁组份降解，降低竹材的吸湿性能，且木质素和纤维素分子间产生新的胶联结构，从而提高材料尺寸稳定性；进一步的，高温蒸汽处理不仅能降解为微生物提供营养来源的半纤维素，还能降解竹材中含有的大量淀粉，从而可大大提高竹展平板的防腐防霉防虫性能，提升其使用寿命。同时，本发明发现，在蒸汽处理过程中竹展平板会吸湿膨胀和变形，当竹展平板从饱和蒸汽处理罐或带有加热装置过热蒸汽处理室中取出后，竹展平板会快速失水，且金属夹具的余热会加速竹展平板失水，从而导致竹展平板收缩、变形，甚至开裂，通过透气金属板在特定压力下的夹紧作用，可以防止上述膨胀、收缩变形和开裂。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，所述蒸汽处理为将叠层板材置于压力为0.45～1.25MPa的饱和蒸汽中。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，所述饱和蒸汽的压力为0.75～0.85MPa，蒸汽处理的时间为14～16min。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，所述饱和蒸汽的压力为1.10～1.20MPa，蒸汽处理的时间为9～11min。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，所述蒸汽处理为将叠层板材置于压力为0.10～0.20MPa、温度为155～199℃的过热蒸汽中，所述蒸汽处理的时间为30～90min。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，所述透气板的板面上设有透气孔，所述透气孔的孔径为100～200微米，所述透气孔的孔密度为400～1500个/cm²。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，步骤3)中的所述预设压力值为0.15～0.25MPa；在预设压力值高于或低于此范围下进行蒸汽处理，所得竹展平板仍然会存在一定的膨胀、收缩变形或开裂现象。

和/或，步骤3)中的所述通过锁紧组件锁紧具体包括在对所述压板施加预设压力值后，通过定位螺杆和锁紧螺母锁紧两层压板。

优选的，上述的竹展平板的处理方法中，还包括以下步骤：

在步骤4)中的蒸汽处理后，进行冷却，然后通过干燥和/或养生至含水率为3～10％。

本发明还提供一种根据上述的处理方法制得的竹展平板。

本发明还提供上述的竹展平板在家具、门窗、建筑、装饰或面板领域中的应用。

本发明的处理方法同样适用于经过四面刨切过的规整竹条。

本发明所取得的有益效果：

本发明提出的处理方法大大提高竹展平板的尺寸稳定性，降低吸湿性能，提高防腐防霉防虫性能，同时操作简单，是一种可行性高的竹展平板处理方法。

附图说明

图1为本发明实施例中竹展平板处理时的固定示意图。

图中：1-金属压板；2-耐腐蚀耐高压的烧结过滤透气金属板；3-竹展平板。

图2为本发明实施例中透气板的结构示意图。

图中：4-保护层；5-控制层；6-分流层；7-加强层。

图3为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板在不同相对湿度环境下吸湿性能的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图4为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板绝干翘曲度的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图5为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板在30％相对湿度环境下翘曲度的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图6为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板在65％相对湿度环境下翘曲度的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图7为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板在85％相对湿度环境下翘曲度的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图8为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板径向(厚度方向)干缩率的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图9为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板径向(厚度方向)湿涨率的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图10为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板竹青侧表面接触角的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图11为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板竹黄侧表面接触角的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图12为本发明实施例中不同饱和蒸汽处理工艺对竹展平板密度的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

图13为本发明实施例中不同过热蒸汽处理工艺对竹展平板绝干翘曲度的影响，并和未处理的对照组竹展平板对比。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。以下实施例中所用的实验原料和相关设备等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

以下实施例中所使用的透气板为耐腐蚀耐高压的烧结过滤透气金属板，该金属板表面平整光滑且均匀分布有微米级孔隙。下面结合图2描述本发明实施例所用透气板，材质优选为不锈钢316L，其中间层为加强层7，厚度1.30mm，由大孔径网格组成，便于蒸汽进入并起到强度支撑作用。所述加强层7的上下表面各设置一分流层6，厚度为0.15mm，分布有孔径为100目的透气孔，所述加强层7中的蒸汽通过分流层6进行扩散。所述分流层6的外层设置控制层5，厚度为0.10mm，分布有孔径为150目的透气孔，控制蒸汽进一步均匀向外层扩散。所述控制层5的外层设置保护层4，厚度为0.15mm，分布有孔径为100～200微米的透气孔，所述保护层4的表面上透气孔的孔密度为400～1500个/cm²，蒸汽通过所述保护层4均匀作用于竹展平板各部位。

实施例1

实施例1提供一种竹展平板的处理方法，包括以下步骤：

S1、将竹展平板置于两层金属压板之间，并在每片竹展平板之间以及竹展平板与金属压板之间加装透气板；

S2、对上下金属压板施加0.15MPa的预设压力值，并通过锁紧组件锁紧，如图1所示；

S3、将S2完成后的叠层板材送入饱和蒸汽处理罐进行饱和蒸汽处理；

S4、饱和蒸汽处理后，排出蒸汽泄压，将叠层板材取出并自然冷却，将竹展平板从金属压板夹具中取出，再经常规干燥窑干燥至含水率7％以下即可。

实施例1分别采用0.55MPa饱和蒸汽处理5分钟、10分钟和15分钟，0.80MPa饱和蒸汽分别处理5分钟、10分钟、15分钟和20分钟，1.15MPa饱和蒸汽分别处理5分钟、10分钟和15分钟，共10组不同处理条件。

对处理后的竹展平板分别测量了绝干翘曲度、30％相对湿度环境下的翘曲度和吸湿含水率、65％相对湿度环境下的翘曲度和吸湿含水率、85％相对湿度环境下的翘曲度和吸湿含水率、径向(厚度方向)干缩率和湿涨率、竹青侧表面接触角、竹黄侧表面接触角、绝干密度，并和未处理的对照组竹展平板进行了比较。其中，1.15MPa饱和蒸汽处理15分钟和0.80MPa饱和蒸汽处理20分钟所得竹展平板出现开裂且颜色深黑。其余结果如图3、4、5、6、7、8、9、10、11、12，可以看出，竹展平板的尺寸稳定性得到明显改善，吸湿性能明显降低。经测试，处理后的竹展平板中吸湿性最强的半纤维素含量明显降低，且处理后的竹展平板的结晶度比未处理的高。

实施例2

实施例2提供一种竹展平板的处理方法，包括以下步骤：

S3、将S2完成后的叠层板材送入过热蒸汽处理箱进行过热蒸汽处理；所述过热蒸汽处理具体为将过热蒸汽处理箱加热至155℃至185℃并持续注入蒸汽30-90分钟；

S4、过热蒸汽处理后，停止注入蒸汽，将叠层板材取出并自然冷却，将竹展平板从金属压板夹具中取出，再经常规干燥窑干燥至含水率7％以下即可。

实施例2分别采用155℃过热蒸汽处理30分钟、60分钟和90分钟，170℃过热蒸汽分别处理30分钟、60分钟和90分钟，185℃过热蒸汽分别处理30分钟、60分钟和90分钟，共9组不同处理条件。测量了处理后的竹展平板的绝干翘曲度，并和未处理的对照组竹展平板进行了比较，结果如图13，可以看出，处理后的竹展平板的翘曲度显著下降。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种竹展平板的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取一片以上的竹展平板；

3)对所述压板施加预设压力值，并通过锁紧组件锁紧；

4)对步骤3)完成后的叠层板材进行蒸汽处理。

2.根据权利要求1所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，所述蒸汽处理为将叠层板材置于压力为0.45～1.25MPa的饱和蒸汽中。

3.根据权利要求2所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，所述饱和蒸汽的压力为0.75～0.85MPa，蒸汽处理的时间为14～16min。

4.根据权利要求2所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，所述饱和蒸汽的压力为1.10～1.20MPa，蒸汽处理的时间为9～11min。

5.根据权利要求1所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，所述蒸汽处理为将叠层板材置于压力为0.10～0.20MPa、温度为155～199℃的过热蒸汽中，所述蒸汽处理的时间为30～90min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，所述透气板的板面上设有透气孔，所述透气孔的孔径为100～200微米，优选的，所述透气孔的孔密度为400～1500个/cm²。

7.根据权利要求1-6任一项所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，步骤3)中的所述预设压力值为0.15～0.25MPa；

8.根据权利要求1-7任一项所述的竹展平板的处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的处理方法制得的竹展平板。

10.权利要求9所述的竹展平板在家具、门窗、建筑、装饰或面板领域中的应用。