零公害无胶竹质和/或木质重组材料及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于重组材料技术领域，涉及无胶黏剂、环保型、资源节约结构材料，尤其是提供一种零公害无胶竹质和/或木质重组材料及其制造方法。
【背景技术】
[0002]我国是世界上竹子资源最为丰富的国家。近年来，随着世界木材资源的逐渐匮乏，合理有效地利用木材和竹材资源显得越来越重要。
[0003]竹木材料合理利用的一个途径就是材料重组和复合。
[0004]在现有技术中，用于建筑、装饰等领域的主要重组竹技术有:
[0005](I)竹篾重组技术:将竹材加工处理成厚竹蔑，单独的，或者再加上梳解的木束、适量的单板条，干燥至含水率8?15%用酚醛树脂胶合而成。
[0006](2)竹纤维增强复合材料制造技术:将竹材疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松网状纤维束，再经干燥、施胶、组坯成型后热压而成的板状材料。
[0007](3)竹方重组竹技术:将空心竹材劈裂成弧形竹坯，再将竹坯加工成一定规格的竹方条，把竹方条胶合到一起，组成竹板材或竹方材。
[0008](4)小径竹重组技术:将小径竹竹材揉磋成竹束，重组胶合到一起，形成竹板材或竹方材。
[0009](5)竹材弧形重组技术:将竹材去青铣削成弧形竹片，热压胶合而成。
[0010]由于竹材中空有节，在竹材重组的时候只能加工成竹条、竹束、或竹纤维等单元进行重组，由于单元小，只能通过胶黏剂来连接，以制造规格较大的竹质材料。目前在市面上流行的竹产品，基本上都是通过竹材和胶黏剂复合重组而成，消耗胶量较大。
[0011]在现有竹材重组技术及材料加工过程中，存在以下污染:
[0012](I)胶黏剂中甲醛和酚的释放
[0013]随着绿色概念的兴起，竹材胶黏剂释放甲醛、苯等有害物质，以及加工过程中有毒废液和废气对人体健康造成严重危害已被科学界所证实。相对于木材，竹材重组单元更小，加工相同规格尺寸产品时，竹材需要胶黏剂更多，造成的污染更大。脲醛树脂(UF)、苯酚-甲醛树脂(PF)、三聚氰胺-甲醛树脂(MF)、单宁胶黏剂、聚醋酸乙烯乳液等胶黏剂，可以释放游离酚和游离甲醛，给人体造成危害。
[0014](2)涂料中苯等有毒物质挥发
[0015]涂料中含有大量的有毒物质，如甲醛、重金属、巨毒颜料、苯、甲苯、游离TDI等，在材料和家具的生产、销售、使用的过程中长期释放，危害人体健康。
[0016](3) VOCs总挥发性有机化合物的危害
[0017]主要是在喷涂、彩绘、喷胶工艺过程中产生的废气，油漆、天那水、胶水等在使用过程中挥发产生的污染物，其成分主要是VOCs，包括苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、对(间)二甲苯、苯乙稀、邻二甲苯、十一烧等。
[0018](4)生产过程的污染
[0019]I)废水。材料生产中喷漆工艺产生的废水。漂白剂、化学蒸煮液、COD、SS等具有毒性，若进入河流水体，对水体造成的污染严重，造成水质物理化学性质恶化。
[0020]2)废气。材料生产过程中的废气主要有喷漆废气和粉尘。废气主要是在喷涂、彩绘、喷胶工艺过程中产生的废气等。
[0021]在重组材料的生产中，使用胶黏剂存在上述如此多的缺点和危害，但现有技术中并没有重组材不使用胶黏剂的方案，其原因在于:
[0022](I)随着天然林保护工程的实施，我国木材砍伐量急剧减少，导致木材供应量急剧下降，以竹代木是解决木材供需矛盾的迫切需要。由于竹材本身特殊的结构要求，将竹材加工成竹单元进行重组，才能制造规格较大、强度高的重组材料，而用胶黏剂将竹单元进行胶合处理是竹材重组简单、经济、快速的方式。
[0023](2)竹材工业加工技术比较薄弱，属于劳动密集型产业。业界都在利用竹材制造更多产品，争取更多的经济效益，忽视了绿色环保。
[0024](3)没有开发相应的无胶重组连接的生产工艺。
[0025]另外，现有胶合的竹质材料还存在容易开裂的缺点，在使用过程中，现有的竹质材料需要环境具有一定湿度，如果空气太干燥，则材料易发生干裂，影响使用。因此，现有胶合的竹质材料一般适合在湿度较高的南方使用，北方空气干燥，一定程度限制了竹质材料的使用。
[0026]现有技术中的木质重组材料同样存在胶黏剂等的污染公害，用小木块拼接重组成大块重组木材也要使用大量胶黏剂，产品和生产过程对于环境也会造成污染。随着木材的减少，拼接木材的使用量增大，拼接的重组木材的污染问题也是亟待解决的。
[0027]另外，实际生产中，由金属或除了竹木以外的非金属等多种材料制产品的生产中会有边角碎料产生，如果能够将其重组起来，可以增加重组材料的品种，利于使用，减少浪费。
【发明内容】
[0028]本发明的目的是改进现有技术的不足，提供一种重组不用胶黏剂的零公害、无胶重组材料。
[0029]本发明的另一个目的是提供上述零公害无胶竹质和/或木质重组材料的制造方法，使得在制造过程中无化学污染产生。
[0030]一种零公害无胶竹质和/或木质重组材料，其包括若干设定长度的单元体，各个该单元体通过连接结构连接成一体成为本重组材料。
[0031]所述连接结构包括至少一外围约束件，该外围约束件具有一环状体，若干所述单元体设置在该外围约束件中，被该外围约束件紧固连为一体成为本重组材料。
[0032]各个该单元体通过连接结构连接成一体构成重组单元，至少两个所述重组单元单独或再与所述单元体一起设置在一外围约束件的环状体中紧固连为一体成为本重组材料；和/或，通过一外围约束件紧固连为一体的重组材料构成包围重组单元，若干所述包围重组单元通过连接结构固连为一体形成本发明提供的重组材料。
[0033]具有一环状体的该外围约束件可以是金属材质，也可以是非金属材质。
[0034]所述外围约束件可为对所述单元体、重组单元、包围重组单元等进行捆绑的绳线，还可以是带材等，也可以是有机高分子材料外围约束层，有机高分子材料例如为树脂等材料。
[0035]所述树脂材料例如可以是玻璃钢材料。
[0036]本零公害无胶重组材料还可以包括连接件，该连接件固设在所述重组单元或包围重组单元上，通过连接结构连接各个所述连接件使得若干重组单元和/或包围重组单元在横向或纵向扩展连接而固连为一体构成更大规格的本重组材料。
[0037]所述连接结构是:螺栓连接结构、销钉连接结构、铆钉连接结构、冷碾铆接结构，焊接连接结构，缝制连接结构，榫接连接中一种以上。
[0038]所述单元体是设定长度和截面形状的金属单元体和/或非金属单元体。
[0039]所述非金属单元体可以为如下单元体中至少一种:
[0040]若干由设定长度的原竹段沿纵向方向加工成的竹单元；
[0041]若干由木材制成设定长度和设定截面形状和大小的木段构成的木单元；
[0042]设定长度和截面形状的塑胶单元体。
[0043]所述竹单元可以为设定长度的矩形竹片、弧形竹片、竹束、竹丝、或竹篾；或者，所述木单元为矩形截面木片、或是木棍或木方。
[0044]所述榫接连接为:在若干单元体、重组单元、包围重组单元至少一种上开榫槽和/或榫眼，所述单元体、重组单元、包围重组单元至少一种中的若干合拢，使得其上的榫槽和/或榫眼构成榫槽沟和/或榫通孔，在该榫槽沟和/或榫通孔中嵌设榫结构件，使得所述单元体固为一体。
[0045]在一个由若干所述单元体和/或由若干所述单元体构成的若干重组单元和/或若干所述重组单元构成的若干包围重组单元连接而成的重组材料中，榫槽连接结构中的所述榫槽沟和/或榫通孔可以是直形，也可以是斜形、或曲折的形状，或者是断开相错的形状中的一种以上。尤其是在一个重组材料或重组单元或包围重组单元中，所述榫槽沟和/或榫通孔的形状可以是所述几种形状中一种以上的形状。
[0046]所述榫结构件可以是截面与所述榫槽沟或榫通孔截面匹配的柱状件、锥状件、菱形或异形截面的柱状件，可以是斜角榫，也可以是板状件，
[0047]该竹片可以为去竹青或不去竹青的竹片。
[0048]具体地，若干所述单元体的横向重组的连接结构可为螺栓连接、销钉连接、铆钉连接、或榫接连接中的一种以上的连接结构。
[0049]所述单元体的纵向重组连接结构可以为单元体的指接连接；和/或，
[0050]所述单元体或重组单元或包围重组单元纵向和/或横向连接为:在所述单元体或重组单元或包围重组单元上连接连接件，相邻的所述连接件通过连接结构固为一体成为本重组材料。
[0051]各个该单元体通过所述连接结构构成的重组单元，该重组单元的横向重组可以通过外围约束件固为一体成为本重组材料。
[0052]通过外围约束件紧固连为一体的包围重组单元之间的横向和/或纵向重组连接结构是焊接、缝合连接、螺栓连接、冷碾铆接、榫接连接的连接结构中一种以上的混合连接。
[0053]本发明提供的上述零公害无胶竹质和/或木质重组材料的制造方法，其包括有如下步骤:
[0054]步骤1:单元体的制备，加工出设定长度的单元体，其为竹单元和/或木单元；
[0055]其后包括:
[0056]成型组坯:将所述单元体组合在一起成为成型组坯；
[0057]制作成型材料:在成型组坯之前或之后，在该单元体上设置适应于用所述连接结构连接的结构，通过所述连接结构将成型组坯固为一体成为成型材料；
[0058]制作重组材料:对于所述成型材料做表面处理成为重组材料。
[0059]所述步骤I为:竹单元和/或木单元的制备:将设定长度的原竹段沿纵向方向加工成竹束、竹丝、竹篾或切割成竹片形式的竹单元，或者将木材制成设定长度和设定截面形状和大小的木段构成的木单元；
[0060]步骤2:将上述竹单元和/或木单元进行干燥；
[0061]步骤3:将干燥后的竹单元和/或木单元组合为成型组坯，在成型组坯之前或之后，在该竹单元和/或木单元上设置适应于用所述连接结构连接的结构；
[0062]步骤4:将成型组坯通过所述连接结构固为一体成为成型材料；
[0063]步骤5:对步骤4的固为一体的成型材料做养护；
[0064]步骤6:对养护的成型材料做表面处理，由此成为本发明提供的零公害无胶竹质和/或木质重组材料。
[0065]其中，步骤2对竹单元和/或木单元进行含水率控制工序，是将所述竹单元和/或木单元在50?100°C下进行干燥，含水率控制在15?40% ;和/或，
[0066]步骤3成型组坯，是将干燥后的竹单元和/或木单元根据需要组合成矩形、弧形、圆形、异形截面的单元体的成型组坯；和/或，
[0067]步骤5的成型材料的养护，是将固为一体的成型材料放置于空气中或40?60°C干燥窑中干燥或微波干燥，将成型材料的含水率控制20%以下，对成型材料进行养护；和/或，
[0068]步骤6表面处理，是将养护好的成型材料进行表面砂光，用桐油、亚麻油或食用油等生态漆料涂饰。
[0069]进一步地，上述方法还最好包括如下步骤:
[0070]在该步骤I和步骤2之间，最好是增加一个软化处理步骤，使得所述竹单元和/或木单元软化。
[0071]另外，在该步骤4中间增加一个密实化处理步