一种竹集成板材的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及竹集成板材制造领域的一种竹集成板材，由至少两条竹材单元条弦向面涂胶拼合成竹材小条，多个竹材小条通过纵横向拼接胶合而成，竹材小条和竹材单元条的长度相同，宽度也相同；制造时先将湿竹材单元条进行碳化和干燥，在竹材小条端部开榫，并在开榫处及竹材小条径向面涂胶进行拼接，竹材小条在纵向的拼接面与其相邻的另一条竹材小条纵向的拼接面不在同一直线上，竹集成板材采用竹材小条的弦向面作为面和底；竹材小条也可以由至少两条竹材单元条弦向面涂胶拼合成宽板后再经多片锯锯切而成；本实用新型工艺简单、竹材利用率高、成本低、表面和底面强度均匀、耐用、在纵横向上不易裂开，可以应用到集装箱地板、卡车地板、家装、建筑等各行各业。
【专利说明】
一种竹集成板材
技术领域
[0001]本发明涉及竹集成板材制造领域，尤其涉及使用竹材弦向面做面底的竹集成集装箱地板的一种竹集成板材。【背景技术】
[0002]木材作为可再生资源，相比其他类材料，具有不可以替代的天然特性。备受人类喜爱，应用在各个方面。但随着人类发展对木材需求量的不断增加，单靠木材已经不能满足市场需求。于是竹材的开发利用应运而生，发展迅速。从小的生活用品到建筑运输等工业应用方面正在全方位替代木材。但竹材因其天生肉质薄中间空心且有弧度和锥度，在生产加工和制造产品上存在诸多困难。竹材在制造产品过程中绝大多数存在竹材单元条的集成工艺。最常见的就是竹材单元条的弦向侧拼和径向平拼，然后再进行二次集成。但因为去掉竹材弧形面上的竹青和竹黄必须进行刨削，为提高竹肉质利用率，所以竹材单元条不易过长， 基本在2米以内。目前市场上的竹集成材产品多数长度尺寸只停留在竹材单元条长度内。在长度上进行集成的产品极少见到。尤其在使用上有高强度要求的工业领域内，比如集装箱地板及火车、卡车地板等方面。
[0003]集装箱底板一直对强度有较高的要求。即便内陆使用的45英尺和53英尺特种集装箱地板也使用柞木、桦木、红橡木、白橡木为原料拼接做成地板。但由于上述木材的生长周期长、资源紧缺等因素，导致地板的市场价格过高。竹材作为资源广、生长快、强度高的可再生资源，是木材的理想替代材料。在集装箱底板方面的专利也有，比如申请号为 200910051602.9的专利:一种竹集成材地板的制造方法，授权公告号:CN 101891047 B，该发明将竹材应用于集装箱，减少对木材资源的消耗，采用了间歇式连续生产的制造方法，可以生产各种规格的内陆集装箱底板，满足内陆集装箱对底板强度和抗疲劳性的要求。该发明使用竹材径向面作为竹集成材的面和底，制作更大厚度竹集成材时必须在厚度上先行集成为更大厚度的板材，然后再锯开再拼接，工序复杂，面板色差大，成品美观度控制难度大。 且因为使用竹材径向面做面底，对竹材单元条的边部加工精度要求高，对提高竹材利用率和降低人工成本不利。使用竹材径向面作为竹集成材的面底，其强度和耐磨性也不高，使用寿命短。
【发明内容】
[0004]为了解决现有工艺技术存在的上述问题，本发明公开了强度高、耐磨、加工容易的一种竹集成板材。
[0005]本发明使用的技术方案:
[0006]—种竹集成板材，其由多个竹材小条，通过纵向和横向拼接胶合而成；
[0007]所述竹材小条由至少两条竹材单元条弦向面涂胶拼合而成，所述竹材单元条由原竹截断成的竹筒剖分成竹片后加工而成；所述竹材小条和竹材单元条的长度同为30cm-140cm，宽度同为13mm-36mm;
[0008]所述竹材小条在纵向的拼接面与其相邻的另一条竹材小条纵向的拼接面不在同一直线上，相邻两个拼接面距离大于或等于50mm;所述竹集成板材采用竹材小条的弦向面作为面和底；
[0009]所述竹材小条也可以由至少两条竹材单元条弦向面涂胶拼合成宽板后再经多片锯锯切而成，所述竹材小条中的竹材单元条可以带有一定的竹青或竹黄；
[0010]所述竹集成板材的表面涂饰有防虫、防腐、防霉等作用的保护剂的一种或多种，所述竹集成板材和竹材小条胶合使用的胶水为三聚氰胺改性胶粉、聚氨酯、酚醛树脂、白乳胶、异氰酸酯、间苯二酚胶等胶粘剂中的任意一种或者两种；
[0011]所述竹集成板材和竹材小条胶合固化使用的为高频热压、蒸汽热压和冷压方式中的任意一种；
[0012]所述竹材小条的纵向拼接为指接、勾接、对接、斜接或榫接，所述竹集成板材的密度为 0 ? 45-1 ? 3g/cm3 〇
[0013]作为可供选择的另一方案，所述竹材小条中还包括木质单板，至少两层竹材单元条和木质单板施胶后按相同纤维方向胶合而成；
[0014]所述竹材小条的面层和底层为竹材单元条，芯层为全木质单板或者竹材单元条与木质单板混合，所述竹材单元条和所述木质单板施胶后按相同纤维方向胶合而成；
[0015]所述竹材小条的面层和底层为木质单板，芯层为全竹材单元条或者竹材单元条与木质单板混合，所述竹材单元条和所述木质单板施胶后按相同纤维方向胶合而成。
[0016]—种竹集成板材的制造方法，其包括以下步骤:[〇〇17]步骤1:将原竹截断成竹筒，再将所述竹筒剖分成竹片，竹片粗铣成湿竹材单元条；
[0018]步骤2:将湿竹材单元条进行碳化干燥处理后得到干竹材单元条，并对干竹材单元条进行精刨处理得到精刨的竹材单元条；
[0019]步骤3:由竹材单元条进行胶合而成竹材小条。或者将竹材单元条经过布胶组坯后胶合成宽的竹板，然后再将宽竹板经多片锯锯切成竹材小条；
[0020]步骤4:在所述竹材小条的端部开榫，并在开榫处及竹材小条径向面涂胶，将所述竹材小条在工作台上进行纵向和横向拼接;所述竹材小条在长度上接长的拼接面与其相邻的另一条竹材小条长度上接长的拼接面不在同一直线上，相邻所述两个拼接面距离大于或等于50_。所述竹材小条之间的横向拼接面是所述竹材小条的径向面。[0021 ]作为优化方案，一种竹集成板材的制造方法，其包括以下步骤:[〇〇22]步骤a:将原竹根据所设定的竹材小条长度截断成竹筒，所述竹筒纵向剖分成竹片；
[0023]步骤b:将所述竹片经过粗刨机进行去除部分竹青竹黄处理得到湿的竹材单元条； [0〇24]步骤c:将所述湿竹材单元条放进蒸汽碳化罐中碳化，碳化压力为0.17MPa-0.19MPa，碳化温度为95°C_130°C，碳化时间为60min-110min;碳化后的所述竹材单元条放入干燥窑中干燥，干燥温度为60°C-80°C，干燥后含水率控制在9%以下；
[0025]步骤d:将干竹材单元条经过精刨机刨削，去除一定竹青竹黄，刨削后的所述竹材单元条的厚度为4-11mm;
[0026]步骤e:将干竹材单元条经过布胶组坯后胶合而成所设计尺寸的竹材小条，或者将竹材单元条经过布胶组坯后胶合成宽的竹板，然后再将宽竹板经多片锯锯切成竹材小条；
[0027]步骤f:将所述竹材小条的端部开榫，并在开榫处及竹材小条径向面涂胶，将所述竹材小条在工作台上进行纵向和横向拼接，所述竹材小条在长度上接长的拼接面与其相邻的另一竹材小条长度上接长的拼接面不在同一直线上，相邻所述两个拼接面距离大于或等于50_。所述竹材小条之间的横向拼接面是所述竹材小条的径向面。[〇〇28]本发明的研发思路和过程及目的:
[0029]1、竹材具有生长周期短、产量高、质量轻，弹性好、强度高、价格低等优点，具有很好的力学性能和抗震功能，竹材的抗折强度大约为木材的2倍左右，而竹材的抗压强度大约是木材是1.5倍，近年我国推行封山育林，保护环境，木材产量在逐年减少，故在集成板材方面，以竹代木，大势所趋；
[0030]2、现有技术的竹集成板材以【背景技术】中介绍的200910051602.9专利为代表，其使用竹材径向面作为竹集成板材的面和底，制作更大厚度的竹集成材时必须在厚度上先行集成为更大厚度的板材，再锯开再拼接，工序复杂，强度和耐磨性低。竹材的径向面即竹材的表面往轴中心这个面，其一边是强度高的竹材表面，另一边是强度低的竹材内面，所以使用径向面作为竹集成板材的面和底，其表面和底面的强度不均匀，货物放置于竹集成板材上面，受力容易集中于线形的、强度高的靠近竹材弦向面这边，竹材内面这边强度低，不受力， 整个竹集成板材表面容易损坏；
[0031]3、本发明创造性地使用竹材弦向面作为竹集成板材的面和底，简化了制作工艺，强度和耐磨性提高。据实际测定:使用弦向面作为竹集成板材的面和底，比传统径向面作为竹集成板材的面和底，竹集成板材抗折强度提高20%—50%，抗压强度提高30%—50%，耐磨性提高30%—50%，使用寿命提高一至二倍。集装箱在装货和卸货时，货物有可能会在集装箱地面上，即竹集成板材上进行短距离拖动，以使货物摆放整齐，传统的径向面制造的竹地板不耐磨，容易损坏。本发明面和底强度高且耐磨，使用寿命比传统的竹地板提高一至二倍； [〇〇32]4、本发明使用强度高的竹材弦向面作为竹集成板材的面和底，强度低的竹肉处于竹集成板材的内部，使本发明竹集成板材整体弹性提高，提高幅度为20%—50%，尤其适合用于集装箱竹集成板材，因为集装箱无论陆路运输还是水路运输，其振动相当大，本发明高弹性的竹集成板材可以吸收缓冲部分振动，确保所运输的货物安全不损坏。[〇〇33]本发明的有益效果:[〇〇34]1、使用若干竹材单元条弦向面涂胶拼合，制成竹材小条，再用若干竹材小条，制成竹集成板材，可以根据竹集成板材的尺寸要求，选择合适的竹材单元条和竹材小条，制作工艺简单，竹材利用率高，生产成本低，节约竹材资源；
[0035]2、竹集成板材采用竹材小条的弦向面作为面和底，与采用竹材的径向面作为面和底相比，表面强度高且均匀、耐磨性高，因为弦向面即为竹材的表面，竹材的特性是表面致密、强度和耐磨性好，越往竹材的中心，其密度越低，强度也低;且相对采用径向面做面底的技术相比，竹集成材表面的色差控制更容易，更易制造出表面美观的成品；
[0036]3、使用竹材作为集成集装箱地板，替代昂贵的珍稀木材，虽然二者都是可再生资源，但珍稀木材的生长速度确实是太慢了，几十甚至上百年以上才能成材，相当于不可再生资源，而竹材是一两年可成材的资源，除了成本降低以外，重要的是提供更多的低价材料供选择，适应社会高速发展的需要；
[0037]4、竹材小条在纵向上，即长度方向上的拼接使用指接即W形接面，或者说是锯齿状拼接面，且拼接面与相邻的另一竹材小条在长度上的拼接面不在同一直线上，使竹集成板材在纵横向上不易裂开。【附图说明】
[0038]图1为原竹截断为竹筒、竹片、竹材单元条的示意图。
[0039]图2为竹材单元条横向拼接成竹材小条的示意图。
[0040]图3为竹材单元条横向拼接成宽侧压竹板的示意图。[0041 ]图4为竹材小条进行端部开榫的示意图。
[0042]图5为使用竹材小条进行纵向和横向拼接的示意图。[〇〇43]图6为本发明竹集成板材成品的示意图。
[0044]图中1一竹集成板材，11一原竹截断为竹筒，12 —竹片，13 —竹材单元条，14 一宽侧压竹板，15—竹材小条，16—端部开榫的竹材小条，17 —进行纵向和横向拼接的各种竹材小条，31 —竹材单元条弦向面，32 —竹材单元条径向面。【具体实施方式】
[0045]实施例1:
[0046]在实施例1中，将结合附图对本发明生产31mm厚的竹集成集装箱地板用的竹集成板材进行详细描述。然而，对于本领域技术人员来说非常清楚的是，本发明实施方式是可以通过非以下一个或多个细节来实施的。并且在实施中对于本领域公知的一些技术特征未进行赘述。
[0047]实施例1为生产31_厚的竹集成集装箱地板用的竹集成板材，图1 一6,通过原竹截断成的竹筒11经过剖分后得到竹片12,竹片12经过粗刨碳化干燥精刨后得到竹材单元条 13,竹材单元条13弦向面涂胶后胶合成竹材小条15,但作为竹材小条15的表面和底面的两根竹单元条只单面涂胶。竹材小条15经过端头梳齿后得到预拼的端部开榫的竹材小条16， 竹材小条16经过两个径向面布胶后在工作台上纵向和横向拼接的各种竹材小条17,经过加压胶水固化后加工成为集装箱地板成品的竹集成板材，图6。[〇〇48]实施例1具体制作方法步骤如下:
[0049] 1、原竹锯截成110cm长的竹筒11，然后竹筒11剖分成竹片12。因本发明可选的所述竹材单元条的长度为30cm-140cm。在实施中优选的为110cm，这样可以减少因为刨削竹青竹黄引起竹肉的浪费；
[0050]2、将竹片12经粗刨去竹青竹黄后定宽定厚，然后在蒸汽碳化罐中碳化。碳化压力为0.17MPa-0.19MPa，碳化温度为95°C-130°C，碳化时间为60min-l lOmin。碳化后的所述竹材单元条放入干燥窑中干燥，干燥温度为60°C-80°C，干燥后含水率控制在9%以下，然后对干燥后的竹材单元条进行精刨得到竹材单元条13。竹片12粗刨定宽必须考虑后续碳化干燥及精刨的加工余量，一般余量为比设计竹材单元条宽度增加4mm。竹片12定厚标准为留有部分竹青竹黄即可。本发明考虑竹材的利用率，可选的竹材单元条宽度为13mm-36mm。在实施例1中优选竹材单元条13宽度为24mm;
[0051]3、竹材单元条13经弦向面双面布胶后拼合成竹材小条15,采用酚醛树脂正向侧向加压加热胶合。所谓侧向加压即在竹材小条15的弦向面上加压，也就是侧拼。正向加压即在竹材小条15的径向面加压；[〇〇52] 实施例1热压温度为115°C_140°C，侧压压强为1.6 MPa/cm2,正压压强为0.5 MPa/ cm2。竹材单元条13布胶后组坯热压成竹材小条15时，组坯厚度需要考虑竹材压缩率和后期加工余量。而且竹材小条15的面和底竹材单元条只需单面布胶即可。这样就可以保证多条组坯好的竹材小条并在一起热压时不会粘在一起，这样相对直接拼成宽侧压竹板14,然后锯切成竹材小条15又节省了胶水。实施例1中，组坯厚度为31mm的成品厚加上1mm加工余量再加上3%左右的热压压缩率，应该为33mm。并且在实施例1中为提高竹材利用率，竹材小条15的面和底采用带有凹陷竹黄的竹单元条，组坯时将带竹黄的面朝外；[〇〇53]4、竹材小条15经四面刨后端头开榫得到带榫竹材小条16。竹材小条经四面刨主要目的是定厚和对粘结面径向面进行处理。实施例1中，经四面刨后得到的带榫竹材小条16厚度为32mm，宽度为23mm。在本发明中可选带榫竹材小条16端头的榫，采用指接，其榫长为 8mm。在竹材小条进行纵横向拼接开始时，在竹集成板材1的端头部分竹材小条只要一端开榫即可；[〇〇54]5、在工作台上将带胶开榫的竹材小条16按成品设计尺寸进行纵横拼接。所述竹材小条在纵向上，即长度方向上的拼接面与相邻的另一竹材小条在长度上的拼接面不在同一直线上，所述相邻拼接面距离大于或等于50mm。所以为错开相邻竹材小条长度方向相邻拼接面的距离，在实施例1中，拼接开头部分的竹材小条16长度在30mm-l 100mm，而中间部分的竹材小条16长度以1100mm为主；
[0055]本发明中，竹材小条16纵横拼接使用的胶水为三聚氰胺改性尿醛树脂胶粉高频分段加热固化方式。实施例1中，高频拼板机的具体设定参数为，单位正压力约3.5kg/cm2,单位侧压力约18 kg/ cm2，加热时间5 -9m i n;
[0056]6、竹材小条16、各种竹材小条17纵横向拼接后得到设计要求尺寸的竹集成板材图 6。实施例1的成品密度为0.75 g/cm3。图6经过面底砂光和边部开槽后即得到竹集成板材成品。实施例1中面底的砂光量共计1mm，砂光后的成品必须进行防虫防腐防霉处理，实施例1 采用的是具有防虫防腐防霉综合作用的水性涂料。[〇〇57] 实施例2:[〇〇58]在实施例2中，将结合附图对本发明生产28mm厚的用于竹集成集装箱地板的竹集成板材进行详细描述。然而，对于本领域技术人员来说非常清楚的是，本发明实施方式是可以通过非以下一个或多个细节来实施的。并且在实施中对于本领域公知的一些技术特征未进行赘述。
[0059]实施例2为生产28_厚的竹集成板材图6。通过原竹截断成的竹筒11经过剖分后得到竹片12。竹片12经过粗刨碳化干燥精刨后得到竹材单元条13。竹材单元条13弦向面涂胶后胶合成宽侧压竹板14。宽侧压竹板14经过多片锯锯切后得到竹材小条15,竹材小条15经过端头梳齿后得到预拼竹材小条16。竹材小条16经过两个径向面布胶后在工作台上纵横向拼接的各种竹材小条17,经过加压胶水固化后加工成为竹集成板材成品图6。
[0060]实施例2具体方法步骤如下:[〇〇61]1、原竹锯截成110cm长的竹筒11，然后竹筒11剖分成竹片12。因本发明可选的所述竹材单元条的长度为30cm-140cm。在实施中优选的为110cm，这样可以减少因为刨削竹青竹黄引起竹肉的浪费；
[0062]2、将竹片12经粗刨去竹青竹黄定后定宽定厚，然后在蒸汽碳化罐中碳化。碳化压力为0.17MPa-0.19MPa，碳化温度为95°C_130°C，碳化时间为60min-110min。碳化后的所述竹材单元条放入干燥窑中干燥，干燥温度为60 °C-80°C，干燥后含水率控制在9%以下。然后对干燥后的竹材单元条进行精刨得到竹材单元条13。竹片12粗刨定宽必须考虑后续碳化干燥及精刨的加工余量，一般余量为比设计竹材单元条宽度增加4_。竹片12定厚标准为留有部分竹青竹黄即可。本发明考虑竹材的利用率，可选的竹材单元条宽度为13mm-36mm。在实施例2中优选竹材单元条13宽度为24mm;
[0063]3、竹材单元条13经弦向面双面布胶后拼合成竹材宽侧压竹板14。宽侧压竹板14经过多片锯锯切后得到竹材小条15。采用酚醛树脂正向侧向加压加热胶合。所谓侧向加压即在宽侧压竹板14的弦向面上加压，也就是侧拼。正向加压即在宽侧压竹板14的径向面加压。 实施例2热压温度为115°C_140°C，侧压压强为1.6 MPa/cm2,正压压强为0.5 MPa/cm2。
[0064]竹材单元条13布胶后组坯热压成宽侧压竹板14时，组坯厚度需要考虑竹材压缩率和后期加工余量。而且宽侧压竹板14的左右两个侧边竹材单元条只需单面布胶即可。实施例2中，宽侧压竹板14经多片锯锯切后的竹材小条15厚度为28mm的成品厚加上1mm加工余量应该为29mm。并且在实施例2中为提高竹材利用率，宽侧压竹板14的侧拼用竹材单元条可带有稍许的竹黄和竹青；
[0065]4、竹材小条15经四面刨后端头开榫得到带榫竹材小条16。竹材小条经四面刨主要目的是定厚和对粘结面径向面进行处理。实施例2中，经四面刨后得到的竹材小条16厚度为 29mm，宽度为23mm。在本发明中可选择，竹材小条16端头的榫可以是指接、勾接、对接、斜接或榫接。实施例2中采用指接，其榫长为8mm。在竹材小条进行纵横向拼接开头时，在竹集成板材的端头部分竹材小条只要一端开榫即可；
[0066]5、在工作台上将带胶开榫的竹材小条16按成品设计尺寸进行纵横拼接。所述竹材小条在长度方向上的拼接面与相邻的另一竹材小条在长度上的拼接面不在同一直线上，所述相邻拼接面距离大于或等于50mm。所以为错开相邻竹材小条长度方向相邻拼接面的距离，在实施例2中，拼接开头部分的竹材小条16长度在30mm-1100mm，而中间部分的竹材小条 16以1100mm为主。本发明中，竹材小条16纵横拼接使用的胶水为三聚氰胺改性尿醛树脂胶粉高频分段加热固化方式。实施例2中，高频拼板机的具体设定参数为，单位正压力约 3 ? 5kg/cm2，单位侧压力约18kg/cm2，加热时间5-9min;
[0067]6、如图5的各种竹材小条17纵横向拼接后得到设计要求尺寸的竹集成板材图6。本发明的成品密度为0.75 g/cm3。图6经过面底砂光和边部开槽后即得到竹集成板材成品。实施例2中面底的砂光量共计1mm。砂光后的成品必须进行防虫防腐防霉处理，实施例2采用的是具有防虫防腐防霉综合作用的水性涂料。
[0068]本发明竹集成板材的长度和宽度可以根据需要拼接，厚度可以根据成品要求通过调整竹材小条15的厚度来满足。本竹集成板材适用于20英尺、40英尺、45英尺、53英尺等不同规格的集装箱底板和各种车辆地板。
[0069]本发明提高了竹材的利用率，可以生产出各种需要尺寸的竹集成板材，应用到集装箱地板、卡车地板、家装、建筑等各个行业。充分发挥竹材绿色环保材料的特性，为节省木材起到积极作用。
[0070] 本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。
【主权项】
1.一种竹集成板材，其由多个竹材小条，通过纵向和横向拼接胶合而成，其特征在于:所述竹材小条由至少两条竹材单元条弦向面涂胶拼合而成，所述竹材单元条由原竹截断成的竹筒剖分成竹片后加工而成;所述竹材小条和竹材单元条的长度同为30cm-140cm， 宽度同为13mm-36mm;所述竹材小条在纵向的拼接面与其相邻的另一条竹材小条纵向的拼接面不在同一直 线上，相邻两个拼接面距离大于或等于50mm;所述竹集成板材采用竹材小条的弦向面作为 面和底；所述竹材小条也可以由至少两条竹材单元条弦向面涂胶拼合成宽板后再经多片锯锯 切而成，所述竹材小条中的竹材单元条可以带有一定的竹青或竹黄；所述竹集成板材和竹材小条胶合固化使用的为高频热压、蒸汽热压和冷压方式中的任 意一种；所述竹材小条的纵向拼接为指接、勾接、对接、斜接或榫接，所述竹集成板材的密度为 0?45-1?3g/cm3。2.根据权利要求1所述的一种竹集成板材，其特征在于:所述竹材小条中还包括木质单 板，至少两层竹材单元条和木质单板施胶后按相同纤维方向胶合而成；所述竹材小条的面层和底层为竹材单元条，芯层为全木质单板或者竹材单元条与木质 单板混合，所述竹材单元条和所述木质单板施胶后按相同纤维方向胶合而成；所述竹材小条的面层和底层为木质单板，芯层为全竹材单元条或者竹材单元条与木质 单板混合，所述竹材单元条和所述木质单板施胶后按相同纤维方向胶合而成。
【文档编号】B27D1/04GK205588421SQ201620322335
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】黄岭, 黄娴
【申请人】黄岭, 黄娴