专利名称：高强度竹质结构材的制造方法
技术领域：
本发明涉及的是一种高强度竹质结构材的制造方法。属于竹木加工工 艺技术和制造领域。
背景技术：
作为承重结构使用的竹质结构材和竹木复合结构材，其强度是重要的力 学性能指标。而人们在制造强度高、硬度大的竹质结构材和竹木复合结构材 时，往往同样需要其单元本体材料有着很高的强度。但是由于竹和木质材料 的某些生长特性，往往很难达到设计和使用要求。树种的不同，木材的强度 就不一样，有些强度值最大和最小的要相差很多倍。因此，使得制作出的产 品强度相差很大。比如，目前使用量大，承重要求很高的集装箱地板，就需 要用强度很高的木材来制造。目前市场上选用的是生长在热带雨林的硬阔叶 材阿必东和科隆木材，他们有着很高的强度，完全可以满足使用要求。但是， 热带雨林破坏的加剧和面积的减少，已使得各国在逐步限伐和禁伐，使得集 装箱地板的原材料日趋紧张，纷纷寻找新的强度高硬度大的替代材料。其他 木质结构材料领域都面临了同样的问题。选用其他强度不高的树种又达不到 高强度的使用要求。因此，科学利用结构材料复合技术和竹片强化技术，可 解决这一矛盾，制造高强度的竹质结构材和竹木复合结构材。
发明内容
本发明的目的是提高竹质结构材和竹木复合结构材的强度。根据结构材
受力状态下的应力分布特性，设置和调节材料各层的强度、密度和硬度，从 而提高结构材的整体强度。采用竹片弦向加压强化和竹片单元整张化技术， 来控制竹片单元强度和整张化强度。提供一种高强度竹质结构材和竹木复合 结构材的制作方法。
本发明的技术解决方案
高强度竹质结构材的制造方法，该方法的工艺步骤分为， (O竹片平面加工将竹片坯条加工成平面竹片；
(2) 竹片分类强化加工将具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定厚
弦向压机中，厚度方向上下热板温度在160 200°C，弦向加压板向竹片弦向 施压，压力0.1 0.35Mpa，保持5 10分钟，使得竹片在定厚、加热和弦向加 压状态下竹片的厚度不变，弦向压縮，提高整体密度，增加强度和硬度，根 据竹片层位于不同层数位置，通过改变弦向压力来分类调节和改变竹片的强 度值和密度值，达到强化竹片的目的，位于面层的竹片层强度、密度最大， 中间层最小；
(3) 干燥处理将竹片干燥到8~12%;
(4)竹片分类整张化处理依强度按面层、次面层和中间层把竹片分 类，将相同密度和强度的单元竹片，通过侧面涂胶胶合成整张竹片层，形成 不同密度和强度的面层、次面层和中间层的整张化竹片层；
(5) 涂胶组坯将奇数层的整张竹片层表面涂上粘合剂，涂胶量为 150-250克/平方米，按照面层、次面层和中间层，用整张竹片层组合成坯板， 面层选用强度、密度和硬度最高值层，以获得高强度材的整体性能；
(6) 热压将涂胶组坯完毕的坯板送入到热压机中，温度100 15(TC，
压力0.1 0.25Mpa，时间0.8 1.1分钟/毫米；
(7)后期处理热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力； (8)成品。
高强度竹木复合结构材制造方法，其工艺步骤分 (l)竹片平面加工将竹片坯条加工成平面竹片；
(2) 竹片分类强化加工将具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定厚 弦向压机中，厚度方向上下热板温度在160 200°C，弦向加压板向竹片弦向 施压，压力0.1 0.35Mpa，保持5 10分钟，使得竹片在定厚、加热和弦向加 压状态下竹片的厚度不变，弦向压縮，提高整体密度，增加强度和硬度，根 据竹片层位于不同层数位置，通过改变弦向压力来分类调节和改变竹片的强 度值和密度值，达到强化竹片的目的，位于面层的竹片层强度、密度最大， 中间层最小；
(3) 干燥处理将竹片干燥到8~12%;
(4)竹片分类整张化处理依强度按面层、次面层和中间层把竹片分
类，将相同密度和强度的单元竹片，通过侧面涂胶胶合成整张竹片层，形成
不同密度和强度的面层、次面层和中间层的整张化竹片层；
(5) 将木单板干燥到含水率8 12%。
(6) 涂胶组坯将奇数层的整张竹片层和奇数层木单板表面涂上粘合剂， 涂胶量一般为150-250克/平方米。按照各层强度分类的组坯原则，用整张 竹片层和木单板层组合成坯板。面层选用强度、密度和硬度最高值层，以获 得高强度材的整体性能。
(7) 将涂胶组坯完毕的坯板送入到可以加热和加压的热压机中，温度
100~150°C，压力0.1 0.25Mpa，时间0.8 1.1分钟/毫米。
(8) 热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力。
(9) 成品。
本发明的优点
可以根据结构材的使用特点和材料的受力状态下的应力分布特性，科学 设计板材结构，并通过设置各整张竹片层的强度和密度合理组坯，来提高板 材的整体强度；采用了竹片定厚弦向加压，可以保证竹片的厚度不变，提高 竹片的密度和强度；竹片分类强化加工保证了竹片的设计密度和强度特性； 整张竹片层既保证了各层同一的强度特性，又可以提高板材的整体强度。便 于产品的工业化生产；板材的后期处理可使得产品具有尺寸稳定性好等优 点。
附图1是高强度竹质结构材制造工艺流程图。
附图2是高强度竹木复合结构材制造工艺流程图。
附图3是高强度竹质结构材和竹木复合结构材组坯结构图。
具体实施例方式
实施例l制作高强度竹质结构材
对照附图1，先将经加工的，具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定
厚弦向压机(SY-1型)中，厚度方向上下热板温度在16(TC。弦向加压板向 竹片弦向施压。压力O. 1Mpa，保持3分钟。使得竹片在定厚、加热和弦向加 压的共同作用下，竹片的厚度不变，弦向压縮，整体密度提高，强度和硬度 增加。然后，将经强化的竹片干燥到含水率8%。通过竹片侧面涂胶胶合，将
单元竹片胶合成整张竹片层。将奇数层整张竹片层表面涂上粘合剂(NLU07)， 涂胶量一般为150克/平方米。并按照各层强度分类的组坯原则，将数层整 张竹片层组合成坯板。将涂胶组坯完毕的坯板送入到热压机(SRY-1 )中加 压，温度10(TC，压力O. 1Mpa，时间0.8分钟/毫米。热压后的板材经过热 堆放，逐步消除应力。成品。 实施例2 制作高强度竹木复合结构材
对照附图2，先将经加工的，具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于 定厚弦向压机(SY-l型)中，厚度方向上下热板温度在16(TC。弦向加压板 向竹片弦向施压。压力O.lMpa，保持5分钟。使得竹片在定厚、加热和弦 向加压的共同作用下，竹片的厚度不变，弦向压縮，整体密度提高，强度和 硬度增加。然后，将经强化的竹片干燥到含水率8%。通过竹片侧面涂胶胶合， 将单元竹片胶合成整张竹片层。
将木单板干燥到含水率8%。然后，将奇数层整张竹片层和奇数层木单板 表面涂上粘合剂(NLU07),涂胶量一般为150克/平方米。按照各层强度分 类的组坯原则，将数层整张竹片层和数层木单板组合成坯板。组坯完毕的坯
板送入到热压机(SRY-1 )中加压，温度10(TC，压力O. 1Mpa，时间 0.8分钟/毫米。热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力。成品 实施例3 制作高强度竹质结构材
对照附图l，先将经加工的，具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定 厚弦向压机(SY-1型)中，厚度方向上下热板温度在20(TC。弦向加压板向 竹片弦向施压。压力0.35Mpa，保持10分钟。使得竹片在定厚、加热和弦向 加压的共同作用下，竹片的厚度不变，弦向压縮，整体密度提高，强度和硬
度增加。然后，将经强化的竹片干燥到含水率12%。通过竹片侧面涂胶胶合， 将单元竹片胶合成整张竹片层。将奇数层整张竹片层表面涂上粘合剂
(NLU07)，涂胶量一般为250克/平方米。并按照按照各层强度分类的组坯
原则，将数层整张竹片层组合成坯板。将涂胶组坯完毕的坯板送入到热压机
(SRY-1 )中加压，温度150。C，压力0.25Mpa，时间1.1分钟/毫米。热压 后的板材经过热堆放，逐步消除应力。成品。 实施例4制作高强度竹木复合结构材
对照附图2，先将经加工的，具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定 厚弦向压机(SY-l型)中，厚度方向上下热板温度在20(TC。弦向加压板向 竹片弦向施压。压力0.35Mpa，保持10分钟。使得竹片在定厚、加热和弦向 加压的共同作用下，竹片的厚度不变，弦向压縮，整体密度提高，强度和硬 度增加。然后，将经强化的竹片干燥到含水率12%。通过竹片侧面涂胶胶合， 将单元竹片胶合成整张竹片层。
将木单板干燥到含水率12%。然后，将奇数层整张竹片层和奇数层木单 板表面涂上粘合剂(NLU07)，涂胶量一般为250克/平方米。按照各层强度 分类的组坯原则，将数层整张竹片层和数层木单板组合成坯板。组坯完毕的 坯板送入到热压机中(SRY-1 )加压，温度150。C，压力O. 25Mpa，时间1. 1 分钟/毫米。热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力。成品 实施例5制作高强度竹质结构材
对照附图1，先将经加工的，具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定 厚弦向压机(SY-l型)中，厚度方向上下热板温度在18(TC。弦向加压板向 竹片弦向施压。压力0.25Mpa,保持7分钟。使得竹片在定厚、加热和弦向加压的共同作用下，竹片的厚度不变，弦向压縮，整体密度提高，强度和硬 度增加。然后，将经强化的竹片干燥到含水率10%。通过竹片侧面涂胶胶合， 将单元竹片胶合成整张竹片层。将奇数层整张竹片层表面涂上粘合剂
(NLU07)，涂胶量一般为200克/平方米。并按照按照各层强度分类的组坯 原则，将数层整张竹片层组合成坯板。将涂胶组坯完毕的坯板送入到热压机 (SRY-1 )中加压，温度125'C，压力O. 2Mpa，时间0. 9分钟/毫米。热压 后的板材经过热堆放，逐步消除应力。成品。 实施例6制作高强度竹木复合结构材
对照附图2，先将经加工的，具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定 厚弦向压机(SY-l型)中，厚度方向上下热板温度在180'C。弦向加压板向 竹片弦向施压。压力0.25Mpa，保持8分钟。使得竹片在定厚、加热和弦向 加压的共同作用下，竹片的厚度不变，弦向压縮，整体密度提高，强度和硬 度增加。然后，将经强化的竹片干燥到含水率9%。通过竹片侧面涂胶胶合， 将单元竹片胶合成整张竹片层。
将木单板干燥到含水率10%。然后，将奇数层整张竹片层和奇数层木单 板表面涂上粘合剂(NLU07)，涂胶量一般为200克/平方米。按照各层强度 分类的组坯原则，将数层整张竹片层和数层木单板组合成坯板。组坯完毕的 坯板送入到热压机(SRY-1 )中加压，温度125。C，压力0.2Mpa，时间0.9 分钟/毫米。热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力。成品
对照附图3，从强度而言，高强度竹质结构材和竹木复合结构材组坯结构 是面层a强度大于次面层b，次面层b强度大于中间层n。
竹片平面加工用现有技术(CN1966223， 200610097854.1)。
权利要求
1、高强度竹质结构材的制造方法，其特征是该方法的工艺步骤分为，(1)竹片平面加工将竹片坯条加工成平面竹片；(2)竹片分类强化加工将具有一定厚度和宽度的平面竹片，置于定厚弦向压机中，厚度方向上下热板温度在160-200℃，弦向加压板向竹片弦向施压，压力0.1-0.35Mpa，保持-10分钟，使得竹片在定厚、加热和弦向加压状态下竹片的厚度不变，弦向压缩，提高整体密度，增加强度和硬度，根据竹片层位于不同层数位置，通过改变弦向压力来分类调节和改变竹片的强度值和密度值，达到强化竹片的目的，位于面层的竹片层强度、密度最大，中间层最小；(3)干燥处理将竹片干燥到8-12％；(4)竹片分类整张化处理依强度按面层、次面层和中间层把竹片分类，将相同密度和强度的单元竹片，通过侧面涂胶胶合成整张竹片层，形成不同密度和强度的面层、次面层和中间层的整张化竹片层；(5)涂胶组坯将奇数层的整张竹片层表面涂上粘合剂，涂胶量为150-250克/平方米，按照面层、次面层和中间层，用整张竹片层组合成坯板，面层选用强度、密度和硬度最高值层，以获得高强度材的整体性能；(6)热压将涂胶组坯完毕的坯板送入到热压机中，温度100-150℃，压力0.1-0.25Mpa，时间0.8-1.1分钟/毫米；(7)后期处理热压后的板材经过热堆放，逐步消除应力；(8)成品。
2、 根据权利要求1所述的高强度竹质结构材，其特征是工艺步骤(6) 涂胶组坯将奇数层的整张竹片层和奇数层木单板表面涂上粘合剂，涂胶量 为150-250克/平方米，按照面层、次面层和中间层，用整张竹片层和木单 板层组合成坯板，面层选用强度、密度和硬度最高值层，以获得高强度竹木 复合结构材。
3、 根据权利要求2所述的高强度竹质结构材，其特征是木单板干燥到含 水率8-12%。
4、根据权利要求l、 2所述的高强度竹质结构材，其特征是高强度竹质 结构材和竹木复合结构材组坯结构是面层a强度大于次面层b，次面层b强 度大于中间层n。
全文摘要
本发明是高强度竹质结构材的制造方法，其工艺步骤竹片平面加工竹片分类强化加工干燥处理竹片分类整张化处理涂胶组坯热压后期处理。本发明优点可以根据结构材的使用特点和材料的受力状态下的应力分布特性，科学设计板材结构，并通过设置各整张竹片层的强度和密度合理组坯，来提高板材的整体强度；采用了竹片定厚弦向加压，可以保证竹片的厚度不变，提高竹片的密度和强度；竹片分类强化加工保证了竹片的设计密度和强度特性；整张竹片层既保证了各层同一的强度特性，又可以提高板材的整体强度。便于产品的工业化生产；板材的后期处理可使得产品具有尺寸稳定性好等优点。
文档编号B27N3/18GK101100084SQ20071002545
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月31日 优先权日2007年7月31日
发明者孙丰文, 明 赵, 黄河浪 申请人:南京林业大学