一种胶合竹层钉板的制造方法
【专利说明】一种胶合竹层钉板的制造方法
[0001] 抟术领域: 本发明属于一种胶合竹层钉板的制造方法，属竹人造板与竹质工程材料技术领域。
[0002] 背景抟术: 我国竹材资源丰富，随着近些年对竹材资源的加工利用，竹人造板行业初具规模，竹地 板、竹胶合板、重组竹等多种产品已市场化并创造了大量的社会效益和经济效益。竹质材料 工程化还处在起步阶段，胶合竹就是其中的一种。
[0003] 胶合竹的最初设计是参照美国工程木材的一系列方法进行的。美国的工程木材 (Engineered Wood System)是以胶合木（Glulam)和结构复合木材（Structural composite Wood)为主的工程化木材，其区别于其他工程用木材主要是其规格化的性能指标，性能可设 计、可控制。胶合木构成的基本单元就是分级木层板，木层板之间通过横向拼宽、纵向指接 接长等工艺以满足胶合木的尺寸要求，再通过设计不同等级的竹层板的组合，可得到一定 长度、宽度和规定性能指标的胶合木。若参照胶合木的设计原理，胶合竹也应采用类似的竹 层板为基本材料，通过层板的分级，不同长度和宽度竹层板的压制，设计和制造不同规格和 满足规定性能的竹质工程材料。
[0004] 竹层板是以竹条或竹片为基本单元，经过定间距阶梯错缝，分段或连续压制成长 度、宽度可控制的竹层板。其性能受竹片的基本性能影响较大。
[0005] 但现有的竹层板、胶合竹在各层之间牢固性不足，常受冷热、干潮交替影响而开 裂。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种胶合竹层钉板的制造方法，可制造长度连续，宽度可设 计、性能分级的胶合竹层钉板；该方法扩大了竹材的应用范围，制成胶合竹层钉板符合工 程材料的要求，紧密牢固性强，性能卓越，长久使用不开裂，质量好。
[0007] 为此，本发明的方法包括如下步骤： (1)竹材的采集，竹材的采集需要对竹种、采集地点、采集时间、采集数量、采集人、竹 龄、胸径、长度、稍径有明确记载，采集的竹材称为竹杆，要求： 竹龄4年； 无干枯、霉变、虫蛀，有缩节和破裂的每根竹杆不超过3节，外伤弧长宽度不得超过所 在圆周长的30%，外伤纵向最大处长度不得超过检尺长的10%，外伤深度不得超过3mm ; 整体弯曲小于1%。
[0008] (2)竹杆锯截，竹杆的加工为圆锯截断，竹杆底部的弯曲部分去除，竹杆锯截后， 得到长度、直径和厚度不同的竹筒，竹筒的长度序列模数为0. 3m，长度范围为0. 9?2. 4m。
[0009] (3)竹筒破条，竹筒的加工方法是撞机的机械破条，破成的竹条的宽度在7?30 mm之间，长度在I. 5 m?2. 4m之间，厚度在4?20mm之间，竹条为有圆弧、有尖削度的毛 条。
[0010] (4)竹条的加工，采用定宽和定厚机械将竹条加工成宽度和厚度规则的竹片，竹片 宽度10?24 mm,厚度在4?10mm。
[0011] 竹片宽度系列为18 mm和20 mm,竹片厚度系列为4 mm, 5 mm和6 mm。
[0012] (5)竹片定长加工，为使阶梯错缝有规律的分布在竹层板上，需要对所选用的竹片 进行定长加工，用双端锯将竹条截取成2. 0 m，备用。
[0013] (6)干燥，采用快速的微波干燥箱，将分选出的密度相近的竹片进行干燥，干燥温 度为80 °C，干燥时间根据所用竹片的初始含水率状况，使竹片含水率降低至10%即可。
[0014] (7)竹片浸胶与浙胶，胶粘剂采用水溶性酚醛树脂，其固含量为54%，将胶液注入 浸胶池，竹片放置于浸胶池上可升降的金属筐中，将金属筐放入浸胶池，使竹片完全浸入胶 黏剂中，浸胶时间为2小时；浸胶结束后，将金属筐升起，竹片与胶液分离，让多余的胶液浙 出，回流到浸胶池；浙胶结束，将竹片取出干燥。
[0015] (8)浸胶竹片干燥，将浸胶竹片在室温条件下进行自然干燥，去除胶粘剂中的溶剂 水，干燥时间为3-5天。
[0016] (9)错缝组述，选用长度2. 0 m，宽度18?20 mm，厚度4?6 mm的竹片进行错缝 组坯，设计错缝间距为286 mm。取7根竹片为一组，每竹片端头间距为286 mm。
[0017] 采用预捆扎方法组成错缝竹片组。
[0018] 将多组竹片组头尾相接，用线或胶带纸预捆扎，组成长度连续的预组单元。
[0019] (10)预组单元宽度的拼接，多组预组单元在宽度方向上可拼接。选用6组宽度为 35 mm的预组单元拼接成宽度为210 mm的预组板坯。
[0020] (11)热压成型，将预组板坯单元放入有侧压装置的热压机，热压机先预热至 135?145 °C，再把预组竹层板放置于压板之间，施加正压和侧压，高温固化。正压压力1 MPa，侧压压力0. 5 MPa，固化温度140 °C，时间20分钟。固化后将竹层板向前推进，压制后 面的预组竹层板，可将其压制成连续长度，得胶合竹层板。
[0021] (12)刨切砂光修直，先用压刨机将胶合竹层板表面进行预处理，再通过砂光机将 胶合竹层板上下表面进行砂光，修直机将两侧修直； (13) 胶合竹层板的应力分级，采用三点弯曲方法检测竹层板的弯曲模量，得到其应力 分级。方法是将胶合竹层板放置在跨距为1500 mm宽度的支点上，第一次加载2.5公斤，记 录挠度，第二次加载5公斤，记录挠度， 采用三点弯曲模量计算公式如下：
【主权项】
1. 一种胶合竹层钉板的制造方法，其特征在于：包括如下步骤， (1) 竹材的采集，竹材的采集需要对竹种、采集地点、采集时间、采集数量、采集人、竹 龄、胸径、长度、稍径有明确记载，采集的竹材称为竹杆，要求： 竹龄4年； 无干枯、霉变、虫蛀，有缩节和破裂的每根竹杆不超过3节，外伤弧长宽度不得超过所 在圆周长的30%，外伤纵向最大处长度不得超过检尺长的10%，外伤深度不得超过3mm; 整体弯曲小于1% ; (2) 竹杆锯截，竹杆的加工为圆锯截断，竹杆底部的弯曲部分去除，竹杆锯截后，得到 长度、直径和厚度不同的竹筒，竹筒的长度序列模数为〇. 3m，长度范围为0. 9?2. 4m; (3) 竹筒破条，竹筒的加工方法是撞机的机械破条，破成的竹条的宽度在7?30mm 之间，长度在1.5m?2. 4m之间，厚度在4?20mm之间，竹条为有圆弧、有尖削度的毛条； (4) 竹条的加工，采用定宽和定厚机械将竹条加工成宽度和厚度规则的竹片，竹片宽度 10?24mm，厚度在4?10mm， 竹片宽度系列为18mm和20mm，竹片厚度系列为4mm，5mm和6mm; (5) 竹片定长加工，为使阶梯错缝有规律的分布在竹层板上，需要对所选用的竹片进行 定长加工，用双端锯将竹条截取成2.0m，备用； (6) 干燥，采用快速的微波干燥箱，将分选出的密度相近的竹片进行干燥，干燥温度为 80°C，干燥时间根据所用竹片的初始含水率状况，使竹片含水率降低至10%即可； (7) 竹片浸胶与浙胶，胶粘剂采用水溶性酚醛树脂，其固含量为54%，将胶液注入浸胶 池，竹片放置于浸胶池上可升降的金属筐中，将金属筐放入浸胶池，使竹片完全浸入胶黏剂 中，浸胶时间为2小时；浸胶结束后，将金属筐升起，竹片与胶液分离，让多余的胶液浙出， 回流到浸胶池；浙胶结束，将竹片取出干燥； (8) 浸胶竹片干燥，将浸胶竹片在室温条件下进行自然干燥，去除胶粘剂中的溶剂水， 干燥时间为3-5天； (9) 错缝组坯，选用长度2. 0m，宽度18?20mm，厚度4?6mm的竹片进行错缝组坯， 设计错缝间距为286mm，取7根竹片为一组，每竹片端头间距为286mm; 采用预捆扎方法组成错缝竹片组； 将多组竹片组头尾相接，用线或胶带纸预捆扎，组成长度连续的预组单元； (10) 预组单元宽度的拼接，多组预组单元在宽度方向上可拼接，选用6组宽度为35mm 的预组单元拼接成宽度为210mm的预组板坯； (11) 热压成型，将预组板坯单元放入有侧压装置的热压机，热压机先预热至135?145 °C，再把预组竹层板放置于压板之间，施加正压和侧压，高温固化，正压压力1MPa，侧压压 力0.5MPa，固化温度140 °C，时间20分钟，固化后将竹层板向前推进，压制后面的预组竹 层板，可将其压制成连续长度，得胶合竹层板； (12) 刨切砂光修直，先用压刨机将胶合竹层板表面进行预处理，再通过砂光机将胶合 竹层板上下表面进行砂光，修直机将两侧修直； (13) 胶合竹层板的应力分级，采用三点弯曲方法检测竹层板的弯曲模量，得到其应力 分级，方法是将胶合竹层板放置在跨距为1500mm宽度的支点上，第一次加载2. 5公斤，记 录挠度，第二次加载5公斤，记录挠度， 采用三点弯曲模量计算公式如下：
式中E为弯曲模量（MPa)，p为载荷（N)，1为跨距（m)，b为竹层板宽度（m)，d为竹层板 厚度（m)，V为挠度（m); (14) 等离子处理，将表面处理过的胶合竹层板上下两表面均进行等离子处理； (15) 涂胶，将等离子处理过得胶合竹层板进行涂胶，使胶黏剂能够均匀的分布在竹层 板表面，施胶量为150g/m2,通过涂胶使胶黏剂均匀的分布于竹层板上下表面，而不至产生 缺胶现象； (16) 层钉，竹层板的宽度为210mm，厚度为18mm;钉子长度为36mm;奇数排的边距 为20mm,间距为42mm,每排为5个钉子；偶数排的边距为42mm,间距为42mm,钉数为4 个，保证钉子穿透下面一层，得层钉胶合竹层板； (17) 后期固化，将层钉胶合竹层板在保温罩下维持30°C的温度环境中陈放固化处理； (18) 表面加工，对层钉胶合竹层板大构件，采用手提电动刨床进行表面刨光，再用手提 式砂光机进行表面砂光处理；对于层钉胶合竹层板小构件，采用在平刨或砂光机上进行表 面加工处理； (19) 标记和包装，根据检测结果，在层钉胶合竹层板上标出材料、弯曲模量、强度、密度 和含水率等相关信息。
2. 按权利要求1所述的一种胶合竹层钉板的制造方法，其特征在于：所述的竹片错缝 组述中该单元宽度为35mm,厚度为18mm。
3. 按权利要求1所述的一种胶合竹层钉板的制造方法，其特征在于：将多组预组单元 制成的竹层板经过双面等离子处理，并进行涂胶处理。
4. 按权利要求1所述的一种胶合竹层钉板的制造方法，其特征在于：所述的第（16)步 骤中将长32mm，直径2. 2mm的钉子应用于胶合竹的制造当中，并且气枪钉在胶合竹上的钉 入是有规律的，每层层板钉一次，5个钉子与4个钉子按照指定的要求奇偶交错排列，钉子 边距为20臟，间距为42臟。
5. 按权利要求1和4所述的一种胶合竹层钉板的制造方法，其特征在于：所述的钉子 为用钢制成的钢钉。
【专利摘要】本发明属于一种胶合竹层钉板的制造方法,该方法包括竹材的采集、竹秆锯截、竹筒破条、竹条的加工、竹片定长加工、干燥、竹片浸胶与沥胶、浸胶竹片干燥、错缝组坯、预组单元宽度的拼接、热压成型、等离子处理、层钉等步骤。本发明可制造长度连续，宽度可设计、性能分级的胶合竹层钉板；该方法扩大了竹材的应用范围,制成胶合竹层钉板符合工程材料的要求，紧密牢固性强，性能卓越，长久使用不开裂，质量好。
【IPC分类】B27D1-08, B27D1-00, B27D5-00
【公开号】CN104608210
【申请号】CN201510068735
【发明人】孙正军, 江泽慧, 张秀标, 刘焕荣, 倪林, 宋光喃
【申请人】国际竹藤中心
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月10日