一种竹木复合材料的制作方法

一种竹木复合材料的制作方法
【专利摘要】一种竹木复合材料，包括楠竹，将竹材加工成两端等厚的精标竹片，将精标竹片用细线绳编成竹帘；竹帘经过干燥，含水率小于12%，进行压入式涂胶；将旋切后的木片干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶；将涂胶后的竹帘和滚胶后的木片间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时，添加有特殊的材料。压入式涂胶装置，包括压胶罐，压胶罐中放置竹帘码放架，压胶罐的下部有胶池，胶池有进胶管通过胶泵向压胶罐加压。本发明的竹木复合材料主要用于各类建筑市场，家俱市场，包括取代大芯板可用于各类房屋和家庭装修。包装材料，还可用于运输工具所需要的木质材料等。
【专利说明】一种竹木复合材料

【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料，即一种竹木复合材料及其压入式涂胶装置。

【背景技术】
[0002] 我国是世界上竹类资源最丰富的国家，约40多属400多种，竹材种类及种植面积 和蓄积量均居世界首位，我国竹类资源中利用价值最高的楠竹产量约占世界的90%。前些 年，技术人员研发成功了用竹材经加工成竹片并施以酚醛树脂胶，经热压而成的军用卡车 厢板产品，后来技术人员又开发了竹帘层积竹胶合板模板，因竹胶合板模板具有强度高、韧 性好，弹性模量高等优点，得到了建筑行业的认可，但是自2006年亚洲金融风暴以后竹胶 合模板在建筑模板市场的份额不断萎缩，究其原因有： 一、竹材虽然韧性好、弹性模量高、竹材生长周期短等优点，但也存在着径级大小不均、 竹材厚薄不一、低龄竹出材率低，竹加工难度大且自动化水平低、生产加工粗糙等问题。
[0003] 二、竹胶合板与木质胶合板相比有密度大、比重高、板面平整度差且色差不一、厚 薄公差大、边线不密实、易变形、产品在使用过程中难钉钉子、不易拼接等缺点。且加工过程 中由于竹材粗细不均造成胶量过大成本增高。
[0004] 三、竹材因土质、气候、日照、生长周期不同等原因，其密度、含水量、竹材厚薄、径 级大小、竹龄也不尽相同，其工艺特点是胶前水份控制尚算容易，胶后水份则较难控制；其 胶的涂布一般采用的都是水溶性酚醛树脂浸渍工艺，因竹材疏密不一，上胶量也不一；且浸 胶以后水份较高，水份含量也不一，如用烘干的方式控制水份，一旦温度控制不好则胶粘剂 有提前固化的风险，目前国内尚无理想的设备或工艺来控制竹材的胶后水份，导致纯竹胶 合板的质量难以稳定。
[0005] 四、木材利用率高、便于加工、平整度好、产品在使用过程中易钉、易切割、易拼接， 但韧性差、弹性模量低、遇水膨胀系数大、木材资源紧缺、且生长周期长，而采伐木材对生态 影响大。
[0006] 五、木胶合板与竹胶合板相比有密度小、比重低、板面平整度好且色差小、边线密 实、不易变形、产品在使用过程中易钉钉子、易拼接等优点。但木胶合板存在弹性差，产品循 环使用次数少，对森林资源破坏大，影响生态环境。
[0007] 六、目前国内建材市场大量使用的是：竹胶合模板、木胶合模板、大芯板等，市场需 求量大。以竹代木、竹木复合既可优劣互补，又可减少森林的采伐而大量节约木材，可提高 人类生态环境水平，提高产品质量档次，提高经济效益。竹木复合材料应是未来研究发展的 主攻方向。


【发明内容】

[0008] 为克服竹胶合板和木胶合板各自的缺陷，从节约木材资源，提高生态环境质量出 发，本发明提出了 一种新型的竹木复合材料及其压入式涂胶装置。
[0009] 这种竹木复合材料，包括楠竹，竹筒的外部表皮俗称青皮，靠近青皮的面称为背 面，竹筒的内部表皮俗称黄皮，靠近黄皮的面称为正面，生长的竹子上端为头，下端为尾，其 特征在于，将竹材去掉青皮，黄皮保留部分的面积不超过整片面积的10%，将竹材加工成两 端等厚的精标竹片，将精标竹片用细线绳编成竹帘，竹帘经过干燥，含水率小于12%，进行压 入式涂胶；将旋切后的木片干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶；将涂胶后的竹帘和滚 胶后的木片间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时， 添加有特殊的材料。
[0010] 编竹帘，可分为编制长竹帘和编制短竹帘，编制长竹帘，即用2. 44-2. 6米长的精 标竹片编制，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片背面或者正面一致；编制短 竹帘，即用1. 22-1. 36米长的精标竹片，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片 中，相邻两片的背面或者正面相反。
[0011] 压入式涂胶是在密封的胶料容器中，放入适量的竹帘，向胶料容器中加压达到 l-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；木片用滚胶机进行滚胶。压入式涂胶比常用的浸 胶方式减少用胶10-30%，涂胶均匀程度大幅度提高；胶料采用的是小分子、高固含量、低水 份的固含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，涂胶量为复合材料重量的8-30%，阻燃复合板材 使用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。
[0012] 组坯中，复合板材上下表面为木片，中间为木片或竹帘，竹帘的厚度占板材的厚度 为60-80%，每块木片的厚度为0. 8-2. 5mm，与复合板材中心层对称的两个竹帘厚度相等，在 长竹帘组坯中，对称的两个竹帘精标竹片面对面或者背对背；竹帘可以单层使用，也可以组 合成多层竹帘叠加的竹板使用，多层竹帘组合时，一块长竹帘和两块短竹帘相间，上下竹帘 的精标竹片相互垂直；复合板材的规格长1. 8-2. 44米，宽0. 9-1. 22米，厚0. 7-3cm。
[0013] 优选的，在长竹帘组坯中，靠近最外表的对称的两个竹帘的精标竹片是正面对正 面。
[0014] 用预压机进行预压时，压力1. 5-3. 5MPa，时间30-60min。
[0015] 用热压机进行热压成型时，压力3. 5-5. 5MPa，时间20-40mm，温度100-140° C。
[0016] 所述复合板材中，特殊用的阻燃复合板材，为多层结构，中间夹有2层-10层玻纤 布，从上到下依次为木片、玻纤布、竹帘、玻纤布、竹帘……木片，用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。
[0017] 所述复合板材中，特殊用的高强度复合板材，为多层结构，中间夹有2层-10层钢 丝网或高强塑料板，从上到下依次为木片、钢丝网或高强塑料板、竹帘、钢丝网或高强塑料 板、竹帘......木片。
[0018] 上述压入式涂胶装置，包括一个竹帘平台，竹帘平台上有若干个竹帘码放架，竹帘 码放架上平铺的放置有若干个干燥过的等待涂胶的竹帘，竹帘平台旁边是压胶罐，压胶罐 有一个活动的压胶罐上盖，压胶罐中可放置若干个竹帘码放架，压胶罐的下部有胶池，胶池 有进胶管通过胶泵和压胶罐相通，胶池通过排胶管和压胶罐相通，胶池旁边有制胶桶，制胶 桶上有进料斗和进水管，制胶桶上还有搅拌器，制胶桶上的排胶管和胶池相通，压胶罐上安 装有压力表，胶泵的开关电路上安装有时间控制器，压胶罐一侧有风干罐，风干罐有一个风 干罐上盖，风干罐中可放置已经涂胶的竹帘，风干罐一侧有排气管，排气管中安装有排风 机，风干罐底部有胶料收集池，胶料收集池底部有排胶管和胶池相通，竹帘平台、压胶罐和 风干罐上方安装有可行走的吊车，吊车可将竹帘码放架从竹帘平台吊装到压胶罐或风干 罐。
[0019] 工作时，先将待上胶的竹帘放置在竹帘平台上的竹帘码放架中，用吊车将若干个 竹帘码放架吊入压胶罐中，用制胶桶制胶，将胶料放入胶池，通过胶泵注入压胶罐，并保持 一定的压力和时间，通常加压达到2-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；然后打开压胶 罐，用吊车将已涂胶的竹帘码放架吊入风干罐中，开启排风机，将有害气体排出，并将竹帘 风干，准备组坯、预压、热压成型。压入式涂胶，胶料采用的是小分子、高固含量、低水份的固 含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，胶料分子在压力作用下伸入到竹纤维的间隙中，比常用 的浸胶方式减少用胶10-20%，涂胶均匀程度大幅度提高。
[0020] 竹木复合材料的优势特征： 一、合理利用竹木资源。我国人均木材蓄积量仅为9. 48立方米，属于木资源较贫乏国 家之一。我国每年仍需要进口大量的木材，随着全球对生态环境的重视和森林认证制度的 推行，长期依赖进口木材将受到国际市场的制约。因此，必须立足国内解决木材供需矛盾。 竹材是我国的特色资源，国内竹林面积达500万公顷，年竹材总产达800多万吨，竹子造林 可一次完成，年年择伐，永续利用而不破坏生态环境，怎样合理利用好竹木资源是弥补木材 资源短缺的最佳选择。
[0021] 二、有利于生态环保。竹木复合材料是一种具有特色的以竹代木的先进产品。竹 子生长周期短，成材率高，易繁殖、易栽种、易加工利用；投入小、产出大；用途广，市场容量 大，投资风险小。竹子是生态、经济和社会效益兼容；而木材生长周期长，木材的成材至少 需要十年，森林具有大量的吸碳、吸费气的功能，同时还可以释放大量的氧气，而无限的采 伐木材将会严重的破坏生态平衡，影响人类的生存。如果大力推行竹木复合材料，将会保护 大面积的森林资源不被破坏，极大提高人类生态环境质量。
[0022] 三、竹木复合材料的产品优势。所谓的复合材料是由两种或两种以上物理或化学 性能不同的物质组合起来而得到一种多相固体材料，竹木复合材料的性能主要由其组合的 材料的特性及它们之间的界面状态决定，同时与产品的结构及成型工艺等因素密切相关。 竹木复合材料就是发挥竹材的韧性好、弹性模量高的优点，弥补木材相应的缺点，发挥木材 的比重低，钉钉子容易，易加工等优点来弥补竹材的相应的缺点。所以在生产工艺中要遵循 对称原则，以避免板材翘曲变形，作为一种复合材料具有普通大芯板的漂亮外观和更高的 强度，但比大芯板耗胶少，投资省，并且给人以实木感，满足消费者对实木家具的渴求。竹片 的主要作用是为复合材料提供一定的厚度和强度，木片可以缓冲竹片的某些缺点，使之尺 寸稳定，不易变形，竹木复合材料有效地克服了竹木材料各自的缺陷，强度高，韧性大，平整 度好，色差一致，伸缩度小，防水防霉防变形，易于生产加工，在产品使用过程中，便于切割、 拼接、钉钉。
[0023] 四、竹木复合材料市场前景极为广阔。主要用于各类建筑市场，包括各种房屋建 筑、市政工程等使用的模板，各类桥梁、隧道、电站等工程用的模板；家俱市场，包括取代大 芯板可用于各类房屋和家庭装修，各类家俱生产、门窗制作、办公用俱、学校课桌椅等；包装 材料，包括集装箱、各类木质包装，还可用于车箱底板、火车箱板和其他运输工具所需要的 木质材料等。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 图1是精标竹片图 图2是竹帘图 图3是竹板图 图4是三层的竹木复合板结构图 图5是五层的竹木复合板结构图 图6是阻燃复合板材的结构示意图 图7是高强度复合板材的结构示意图 图8是压入式涂胶装置的结构示意图 图1-7中：1、青皮，2、背面，3、黄皮，4、正面，5、头，6、尾，7、精标竹片，8、竹帘，9、木片， 10、竹板，11、长竹帘，12、短竹帘，13、玻纤布，14、钢丝网或高强塑料板，15、细线绳； 图8中：1、竹帘平台，2、竹帘码放架，3、竹帘，4、压胶罐，5、压胶罐上盖，6、胶池，7、进胶 管，8、胶泵，9、排胶管，10、制胶桶，11、进料斗，12、进水管，13、搅拌器，14、压力表，15、时间 控制器，16、风干罐，17、风干罐上盖，18、排气管，19、排风机，20、胶料收集池，21、吊车。

【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图通过几个实施例对本发明详细说明如下： 在图1中：这种竹木复合材料，包括楠竹，竹筒的外部表皮俗称青皮1，靠近青皮1的面 称为背面2,竹筒的内部表皮俗称黄皮3,靠近黄皮3的面称为正面4,生长的竹子上端为头 5,下端为尾6,是将竹材去掉青皮1，黄皮3保留部分的面积不超过整片面积的10%，将竹材 加工成两端等厚的精标竹片7,将精标竹片7用细线绳15编成竹帘8,竹帘8经过干燥，含 水率小于12%，进行压入式涂胶，将旋切后的木片9干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶， 将涂胶后的竹帘8和滚胶后的木片9间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊 用途的复合板材组坯时，添加有特殊的材料。
[0026] 在图2中：编竹帘，可分为编制长竹帘11和编制短竹帘12,编制长竹帘11，即用 2. 44-2. 6米长的精标竹片7编制，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片7背面 或者正面一致；编制短竹帘12,即用1. 22-1. 36米长的精标竹片，相邻两片平行、紧贴、头尾 搭配，同一面的精标竹片7中，相邻两片的背面或者正面相反。
[0027] 压入式涂胶是在密封的胶料容器中，放入适量的竹帘，向胶料容器中加压达到 l-5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加压；木片用滚胶机进行滚胶。压入式涂胶比常用的浸 胶方式减少用胶10-30%，涂胶均匀程度大幅度提高；胶料采用的是小分子、高固含量、低水 份的固含量为35-50%的酚醛树脂胶粘剂，涂胶量为复合材料重量的8-30%，阻燃复合板材 使用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。
[0028] 组坯中，复合板材上下表面为木片，中间为木片或竹帘，竹帘的厚度占板材的厚度 为60-80%，每块木片的厚度为0. 8-2. 5mm，与复合板材中心层对称的两个竹帘厚度相等， 在长竹帘组坯中，对称的两个竹帘精标竹片面对面或者背对背；竹帘可以单层使用，在图 3中：也可以组合成多层竹帘叠加的竹板使用，多层竹帘组合时，一块长竹帘和两块短竹帘 相间，上下竹帘的精标竹片相互垂直；复合板材的规格长1. 8-2. 44米，宽0. 9-1. 22米，厚 0. 7-3cm〇
[0029] 优选的，在长竹帘组坯中，靠近最外表的对称的两个竹帘的精标竹片是正面对正 面。
[0030] 图4是三层的竹木复合板结构图 图5是五层的竹木复合板结构图 在图6中，所述复合板材中，特殊用的阻燃复合板材，为多层、对称结构，中间夹有3层 玻纤布，从上到下依次为木片9、玻纤布13、竹帘8、玻纤布13、竹帘8、玻纤布13、木片9,用 阻燃的硼酚醛树脂胶粘。
[0031] 在图7中，所述复合板材中，特殊用的高强度复合板材，为多层、对称结构，中间夹 有3钢丝网或高强塑料板，从上到下依次为木片9、钢丝网或高强塑料板14、竹帘8、钢丝网 或高强塑料板14、竹帘8、钢丝网或高强塑料板14、木片9。
[0032] 在图8中，这种竹材压入式涂胶装置，包括一个竹帘平台1，竹帘平台1上有一个竹 帘码放架2,竹帘码放架2上平铺的放置有若干个干燥过的等待涂胶的竹帘3,竹帘平台1 旁边是压胶罐4,压胶罐4有一个活动的压胶罐上盖5,压胶罐4中可放置若干个竹帘码放 架2,压胶罐4的下部有胶池6,胶池6有进胶管7通过胶泵8和压胶罐4相通，胶池6通过 排胶管9和压胶罐4相通，胶池6旁边有制胶桶10,制胶桶10上有进料斗11和进水管12， 制胶桶10上还有搅拌器13,制胶桶10上的排胶管和胶池6相通，压胶罐4上安装有压力表 14,胶泵8的开关电路上安装有时间控制器15,压胶罐4 一侧有风干罐16,风干罐16有一 个风干罐上盖17,风干罐16中可放置已经涂胶的竹帘，风干罐16-侧有排气管18,排气管 18中安装有排风机19,风干罐16底部有胶料收集池20,胶料收集池20底部有排胶管和胶 池6相通，竹帘平台1、压胶罐4和风干罐16上方安装有可行走的吊车21，吊车21可将竹 帘码放架2从竹帘平台1吊装到压胶罐4或风干罐16。
【权利要求】
1. 一种竹木复合材料，包括楠竹，竹筒的外部表皮俗称青皮，靠近青皮的面称为背面， 竹筒的内部表皮俗称黄皮，靠近黄皮的面称为正面，生长的竹子上端为头，下端为尾，其特 征在于，将竹材去掉青皮，黄皮保留部分的面积不超过整片面积的10%，将竹材加工成两端 等厚的精标竹片，将精标竹片用细线绳编成竹帘；竹帘经过干燥，含水率小于12%，进行压 入式涂胶；将旋切后的木片干燥，使之含水率小于12%，并进行滚胶；将涂胶后的竹帘和滚 胶后的木片间隔组坯，预压、热压成型，形成复合板材，在制作特殊用途的复合板材组坯时， 添加有特殊的材料。
2. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，编竹帘，分为编制长竹帘 和编制短竹帘，编制长竹帘，即用2. 44-2. 6米长的精标竹片编制，相邻两片平行、紧贴、头 尾搭配，同一面的精标竹片背面或者正面一致；编制短竹帘，即用1. 22-1. 36米长的精标竹 片，相邻两片平行、紧贴、头尾搭配，同一面的精标竹片中，相邻两片的背面或者正面相反。
3. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，压入式涂胶是在密封的胶 料容器中，放入适量的竹帘，向胶料容器中加压达到l_5kg/每平方厘米，经过3-10分钟加 压；木片用滚胶机进行滚胶；胶料采用的是小分子、高固含量、低水份的固含量为35-50%的 酚醛树脂胶粘剂，涂胶量为复合材料重量的8-30%。
4. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，组坯中，复合板材上下 表面为木片，中间为木片或竹帘，竹帘的厚度占板材的厚度为60-80%，每块木片的厚度为 0. 8-2. 5mm，与复合板材中心层对称的两个竹帘厚度相等，在长竹帘组坯中，对称的两个竹 帘精标竹片面对面或者背对背；竹帘可以单层使用，也可以组合成多层竹帘叠加的竹板使 用；多层竹帘组合时，一块长竹帘和两块短竹帘相间，上下竹帘的精标竹片相互垂直；复合 板材的规格长1. 8-2. 44米，宽0. 9-1. 22米，厚0. 7-3cm。
5. 根据权利要求2所述的一种竹木复合材料，其特征在于，在长竹帘组坯中，靠近最外 表的对称的两个竹帘的精标竹片是正面对正面。
6. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，用预压机进行预压时，压力 1. 5-3. 5MPa，时间 30-60min。
7. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，用热压机进行热压成型时， 压力 3. 5-5. 5MPa，时间 20-40mm,温度 100-140° C。
8. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，特殊用的阻燃复合板材，为 多层、对称结构，中间夹有2层-10层玻纤布，从上到下依次为木片、玻纤布、竹帘、玻纤布、 竹帘……木片，用阻燃的硼酚醛树脂胶粘。
9. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，特殊用的高强度复合板材， 为多层、对称结构，中间夹有2层-10层钢丝网或高强塑料板，从上到下依次为木片、钢丝网 或高强塑料板、竹帘、钢丝网或高强塑料板、竹帘……木片。
10. 根据权利要求1所述的一种竹木复合材料，其特征在于，压入式涂胶装置，包括一 个竹帘平台，竹帘平台上有若干个竹帘码放架，竹帘码放架上平铺的放置有若干个干燥过 的等待涂胶的竹帘，竹帘平台旁边是压胶罐，压胶罐有一个活动的压胶罐上盖，压胶罐中可 放置若干个竹帘码放架，压胶罐的下部有胶池，胶池有进胶管通过胶泵和压胶罐相通，胶池 通过排胶管和压胶罐相通，胶池旁边有制胶桶，制胶桶上有进料斗和进水管，制胶桶上还有 搅拌器，制胶桶上的排胶管和胶池相通，压胶罐上安装有压力表，胶泵的开关电路上安装有 时间控制器，压胶罐一侧有风干罐，风干罐有一个风干罐上盖，风干罐中可放置已经涂胶的 竹帘，风干罐一侧有排气管，排气管中安装有排风机，风干罐底部有胶料收集池，胶料收集 池底部有排胶管和胶池相通，竹帘平台、压胶罐和风干罐上方安装有可行走的吊车，吊车可 将竹帘码放架从竹帘平台吊装到压胶罐或风干罐。
【文档编号】B27D1/08GK104084995SQ201410323408
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】伍朝阳, 孙立华, 于交安 申请人:湖南长笛龙吟竹业有限公司