CN1799800A - 一种竹或竹木复合类蜂窝材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹或竹木复合类蜂窝材料及其制造方法，其材料的基本构成单元为不等边的八边形空心结构，类蜂窝芯基材为竹篾，类蜂窝芯的相邻竹篾紧靠在一起，竹篾层按同一个方向组坯；在相邻竹篾层之间夹有木单板条或竹片或小木条，其纤维方向与竹篾层纤维方向垂直，相邻木单板条或竹片或小木条的间距为类蜂窝芯同一层竹篾层内相邻胶合处的距离。其制造方法包括以下步骤：(1)剖篾；(2)竹篾棍压；(3)单板条制做及施胶(4)组坯胶合；(5)拉伸。本发明产品资源消耗少，强度高，制造工艺简单，制造成本低。

Description

一种竹或竹木复合类蜂窝材料及其制造方法

                       技术领域

本发明涉及一种竹或竹木复合类蜂窝材料及其制造方法。

                       背景技术

蜂窝材料目前主要有金属蜂窝、塑料蜂窝、纸类蜂窝芯、模压成型的木质纤维蜂窝等。金属蜂窝主要指用金属铝片材经过胶接、焊接、铆接等方法制成的等边六角蜂窝材料，主要应用于航空航天等方面，现在也有用于建材、汽车等民用方面的；塑料蜂窝是指塑料通过注塑成型的正六边形蜂窝，主要应用于农业等方面；纸蜂窝是指用牛皮纸等纸张胶合而成的六边形材料，是近十多年来得到迅速发展的包装材料，主要用于包装，极少量用于家具制造。这就是目前主要的蜂窝材料(附图1)。中国地处世界竹子分布中心产区，竹林面积居世界第一位。竹材产品主要有：①重组竹 是在不打乱竹材纤维排列方向、保留竹材基本特性的前提下，将小径级材、枝丫材等低质材重新组合，制成的一种强度高、规格大、具有天然竹材纹理结构的新型竹材产品，主要用作工程结构材料、装饰材料、家具用材、地板等，经过模压可作各种特殊用途；②竹炭再制品；③竹材人造板 包括竹编胶合板、竹席竹帘胶合板、竹材层压板、竹木复合板等，竹木复合板又分为竹木复合集装箱底板、竹木复合建筑模板、竹木复合地板等产品；④复合型竹笋加工产品。此外还有竹木复合空心板，它是以木材作为空格状的芯层材料，表面覆贴竹席；或者用竹片制作空格状芯层材料，表面覆贴胶合板。

现有竹材人造板产品主要用作建筑模板、车厢地板、集装箱底板、竹地板等，这些材料都充分发挥了竹材强度高、弹性好的优点，但是，其单位产品的原竹需要量大，竹材利用率低，生产成本高。竹类家具除了传统使用方法外，其他方法的竹材利用率低。目前我国家具制造大部分使用刨花板、中密度纤维板等，其家具自身重量较大，难以满足市场需要。蜂窝纸用于家具制造，虽然解决了家具本身的重量问题，但是由于蜂窝纸本身强度低、耐久性和耐水、防潮性差等缺陷，目前仅少量企业试用，并没有得到市场的认可。

                       发明内容

本发明的目的在于提供一种资源消耗少，重量轻，强度高，工艺简单，制造成本低的竹或竹木复合类蜂窝材料及其制造方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明之竹或竹木复合类蜂窝材料的基本构成单元为不等边的八边形空心结构(由于蜂窝材料一般指六边形，本发明的增强材料较薄或蜂窝孔较大时，即其中一对相互平行的边较其它六个边短，因而近似于六边形，故称之为类蜂窝材料)，类蜂窝芯基材宜采用厚度为0.3mm～2.5mm，宽度5mm～40mm的竹篾，类蜂窝芯的相邻竹篾紧靠在一起，但不重叠，竹篾层按同一个方向组坯；同时采用木单板条或者竹片或小木条等作为增强材料(木单板厚度宜为0.5mm～5.0mm，宽度宜为5mm～100mm；竹片厚度宜为0.3mm～4mm，宽度宜为5mm～40mm；小木条厚度宜为5mm～20mm，宽度宜为5mm～40mm)，以增强竹篾宽度方向的抗压强度，增大类蜂窝芯材覆面时的胶合面积，即在相邻竹篾层之间夹以木单板条或竹片或小木条等，其纤维方向与竹篾层纤维方向垂直，相邻木单板条或竹片或小木条的间距为类蜂窝芯同一层竹篾层内相邻胶合处的距离。

类蜂窝芯材外的面板可为胶合板或刨花板或纤维板或塑料贴面板或牛皮纸等。

本发明之竹木复合类蜂窝芯材制造方法包括以下步骤：(1)剖篾 将原竹按照产品尺寸规格要求截成一定长度，并干燥到含水率为5％～20％；竹篾可以整张化以便于组坯，也可以不整张化；(2)竹篾辊压 竹篾剖好后，宜用棍压机进行棍压，辊压既可以在干燥后进行，也可以在干燥前进行，辊压的目的是为了便于类蜂窝材料在胶合后拉伸成更规则的网孔(此步骤也可省略)；(3)单板条制做施胶 将原木旋切成单板，单板经过干燥后截成单板条，或者切割成单板条后再干燥，干燥后含水率控制在3％～20％范围内；干燥后施胶(胶种为脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等适合木材、竹材胶合的冷固化或热固化胶粘剂)；(4)组坯胶合 将竹篾和施胶单板条或竹片或小木条进行组坯胶合，胶合方法可以采用热压或者冷压的方法进行，热压可以采用热压机进行热压，也可以采用高频热压机等，或者将板坯在专门装置加压后一起放到一个烘房内加热等方法；(5)拉伸 将胶合后的板坯拉伸，即成蜂窝状的空心材料。

经胶合后的蜂窝材料一般较厚(厚度一般为5mm～1500mm)，可沿单板条纵向进行截断成规格产品。

本发明之竹或竹木复合类蜂窝材料资源消耗少，竹材利用率强度高，工艺简单，制造成本低。

                       附图说明

图1为现有蜂窝材料的六边形构型示意图；

图2为本发明竹木复合类类蜂窝芯材料一实施例结构示意图；

图3为本发明类蜂窝材料一种组坯方法示意图；

图4为本发明类蜂窝材料另一种组坯方法示意图；

图5为本发明类蜂窝材料一实施例的原材料消耗计算示意图。

                       具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参照附图2，本实施例竹木复合类类蜂窝芯材料之基本构成单元为不等边的八边形空心结构，结构基材由竹篾1构成，其中相邻竹篾层之间夹有施胶木单板条或竹片2。

制造方法如下：(1)剖篾 将原竹剖成厚0.5mm，宽20mm，长2000mm的竹篾，并干燥到含水率为10％；竹篾整张化；(2)将竹篾棍压；(3)将原木旋切成单板，经过干燥后截成单板条，干燥到含水率为10％；单板条尺寸长2000mm，厚4.0mm，宽80mm；干燥后施胶，单板条涂脲醛树脂；(4)组坯胶合 将施胶竹篾和施胶单板条按照图3或图4所示方法进行组坯胶合。组坯方法1(参照图3)：首先同一方向平铺第一层竹篾1，竹篾紧靠但不重叠；类蜂窝孔的长边长为20mm，确定木单板条2的间距为60mm(间隙为类蜂窝孔竹篾边边长的3倍)，其纤维方向与竹篾垂直，依次在竹篾上面铺一层木单板条2(第2层)；再按竹篾铺放要求铺上另一层竹篾，方向与第一层竹篾相同(第3层)；在第3层上面，再铺放一层木单板条，要求与第2层要求相同，并且第4层的木单板条在垂直方向上必须处于第2层的相邻木单板条的中间位置；按照上述要求依次铺放各层，每层竹篾的铺放方向相同，并且同一层的相邻竹篾紧靠，但不重叠，木单板条层的木单板方向与竹篾方向垂直，同一层木单板条的间距为类蜂窝孔竹篾边边长的3倍，并且相邻层的木单板条上下互相交错，即上一层的木单板条的位置处于下一层的相邻木单板条的中间位置。板坯厚度为50mm～1500mm，甚至更高。组坯方法2(参照图4)：其竹篾、木单板等的铺放方法与方法1相同。不同之处就是在相邻层施胶木单板条2垂直对应位置的空缺处垫放一块与施胶木单板条2厚度相同但未施胶的木单板条3，以便板坯在加压时造成竹篾的滑动，待胶粘剂加压固化后，这些未施胶的木单板条3可以从板坯中抽出来。方法2较方法1工艺复杂，但成型时竹篾不会产生滑动。胶合方法采用热压或者冷压的方法进行。(5)拉伸 将胶合后的板坯拉伸，即成蜂窝状的空心材料。

从附图2可以看出，类蜂窝材料是由无限个类蜂窝孔(见附图5)组成。本实施例采用厚度为0.5mm的竹篾和4mm厚单板，且类蜂窝孔的长边长为20mm，进行组坯生产类蜂窝材料，1m³类蜂窝材料所需各种原材料计算如下：

根据附图5计算单元孔及增强材料的面积(竹篾厚度不计)为1279.2mm²，那么1m²类蜂窝材料则由781.74个网孔单元组成。从附图3可以看出，组成一个网孔单元需要厚度为0.5mm竹篾80mm长度，4mm厚度的木单板条20mm宽。因此，1m²网孔需要厚度0.5mm的竹篾为0.0312696m²(781.74×80×0.5＝31269.6mm²)，厚度4mm的木单板条0.0625392m²(781.74×20×4＝62539.2mm²)。通过以上计算，可以看出生产1m³类蜂窝材料需要竹篾为0.0312396m³，木单板0.0625392m³。以这种材料作为芯层材料，与其他板材复合，不但可以节省材料，而且可以大大降低制品重量。

如果以这种类蜂窝材料作为芯层，两表面覆贴3mm厚度的中密度纤维板生产40mm厚的竹木复合板时，1m²(0.04m³)复合板需要中密度纤维板2m²(1×0.003×2＝0.006m³)，类蜂窝材料1m²(1×0.034＝0.034m³)。那么类蜂窝材料耗材为：

竹篾0.0010621464m³(0.034×0.0312396)，木单板0.0021263328(0.034×0.0625392)。

$\frac{0.006+0.001062+0.002123}{0.04}\×100\%=22.96\%$

由上述计算结果可知，这种复合板和实心板相比，可以节省材料约78％，重量只有原来材料的五分之一。

Claims (5)

1、一种竹或竹木复合类蜂窝材料，其特征在于，它的基本构成单元为不等边的八边形空心结构，类蜂窝芯基材为竹篾，类蜂窝芯的相邻竹篾紧靠在一起，竹篾层按同一个方向组坯；在相邻竹篾层之间夹有木单板条或竹片或小木条，其纤维方向与竹篾层纤维方向垂直，相邻木单板条或竹片或小木条的间距为类蜂窝芯同一层竹篾层内相邻胶合处的距离。

2、根据权利要求1所述的竹或竹木复合类蜂窝材料，其特征在于，所述类蜂窝芯基材竹篾厚度为0.3mm～2.5mm，宽度5mm～40mm。

3、根据权利要求1或2所述的竹或竹木复合类蜂窝材料，其特征在于，所述木单板厚度为0.5mm～5.0mm，宽度为5mm～100mm；所述竹片厚度为0.3mm～4mm，宽度为5mm～40mm；所述小木条厚度为5mm～20mm，宽度为5mm～40mm。

4、根据权利要求1或2或3所述的竹或竹木复合类蜂窝材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)剖篾将原竹按照产品尺寸规格要求截成相应长度后再剖分成相应厚度的竹篾，并干燥到含水率为5％～20％；(2)单板条制做施胶将原木旋切成单板，单板经过干燥后截成单板条，或者切割成单板条后再干燥，干燥后含水率控制在3％～20％范围内；干燥后施胶粘剂；(3)组坯胶合将施胶竹篾和施胶单板条或竹片或小木条进行组坯胶合；(4)拉伸。

5、根据权利要求6所述的竹或竹木复合类蜂窝材料的制造方法，其特征在于，在竹篾剖好后，先将竹篾用棍压机进行棍压，然后再将施胶竹篾与施胶单板条或竹片或小木条进行组坯胶合。

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