专利名称：一种木质型竹材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种木质型竹材及其制造方法，具体涉及人造板胶合工业中，利用竹材加工成一种低胶、强化的竹纤维组合成的木质型竹材的方法。
背景技术：
中国地处世界竹子分布中心产区，竹材资源非常丰富。充分利用天然竹材资源，提高竹材使用价值，用竹材来代替传统用木留下的空缺，解决木材供应紧张，做到以竹代木，是人们目前一直正在努力研究的问题。
将竹材加工成型材的一般方法是将毛竹劈片，干燥后，去弧加工成截面为矩形的竹片，然后施胶，迭合，压制胶接成型材。这种成型方法，没有改变竹纤维的排列方向，制成的竹板材容易弯曲、拱变，严重的导致脱胶开裂。众所周知，由于毛竹内外层的纤维粗细及疏密差异所致，毛竹在干燥过程中会舒展变平一点，而在吸湿过程中会弯弓变曲。将毛竹加工成矩形竹片，并未能破坏它本身的内外层差异，当它吸湿时，则会向内不断弯曲。因此采用这种成型方法，在较大的温度环境下存储或使用时，就会不断地吸湿变形，重者会脱胶开裂。而且，这种成型方法，制成的型材密度只能接近于原竹的密度。
中国专利99117809.2公开了一种竹材重组强化成型材的方法，其特征在于将毛竹劈成竹丝，经干燥后浸胶装模，再经10-100Mpa压力压制并固化成型材，竹丝浸胶后的胶含量为6％-15％。这种方法重组了竹纤维，但其将竹材劈成竹丝，工作量大，成本高，实际生产难以形成规模；且在浸胶前，没有使竹材含水率达到统一，尤其在压制前不考虑竹原料的统一含水率，往往使热固化之后的竹型材存在物理性能不稳定，容易造成脱胶、开裂、变形等致命缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种竹材纤维非规则排列成型方法，及由该方法制得的一种低胶、强化竹纤维组合成的木质型竹材。根据需要可用该方法制成各种大、小规格的竹型材，所制成的竹型材具有硬度高、密度大、稳定性好等特点。
本发明提供的木质型竹材，它的密度为1.0-1.3g/m3，硬度为64-110MPa，静曲强度为97-180MPa，24小时吸水厚度膨胀率为0.3-0.45％，冲击韧性为114-140KJ/m2。
因为用胶量低，且选用甲醛含量低的胶，因此本发明提供的木质型竹材的游离甲醛释放量仅为4.5-5.7mg/100g。
为制得上述性能优异的木质型竹材，本发明提供的制造方法包括(1)将毛竹破成竹薄片粘连条，竹簿片长度可控制在3m以下，宽度为1.5-4.5cm，厚度为0.25cm以下；(2)浸胶，且浸胶前控制水分为8-13％，浸胶后控制胶含量为4-10％；(3)干燥，使竹原料含水率统一控制为15-20％；(4)装模，经80-280MPa高压压制，再连模一起热固化，然后脱模制得型材，其中热固化温度为120℃-150℃，热固化时间为3-15小时。
当然，上述竹簿片长度可根据实际情况选用不同的长度，通常控制在2-3m较为理想；竹簿片的宽度也以2-3cm为佳。
竹薄片粘连条在浸胶装模前按常规方法进行双氧水或碳化处理。经过双氧水处理后可制得原竹本色的竹材；经碳化处理可制得咖啡色的竹材。
胶采用甲醛含量低的热固性酚醛树脂，并放入磷酸重铬作活化剂起催化作用。用胶量在4-5.95％，可很好地胶接成优异性能的型材，并且游离甲醛释放量低。
当竹薄片放入模具中时，采用非规则疏密均匀分布，竹薄片的内外层任意排列，并根据所需制得的型材规格大小不同，调整压制压力为80-280MPa；较佳压力为110-200MPa。
脱模前温度须控制30℃以下或室温。
醒料，须放置10天以上方可加工。
本发明提供了一种将竹材加工成一种高强木质型竹材的制造方法，该方法重组了竹材纤维。竹纤维管密的一侧为外层，竹纤维管疏的一侧为内层，由于这种内外层差异，导致竹丝在吸湿过程会弯曲，本发明提供的成型方法，将毛竹切成竹薄片并轧压成竹薄片粘连条，竹薄片粘连条放入模具中时，采用非规则疏密均匀分布，竹薄片的内外层任意排列，制成型材后，各竹薄片在吸湿过程中的弯曲拱变，彼此相互抵消；同时由于采用较为合理的低胶活化配方和高压力压制，并且压制前竹原料含水率统一控制为15-20％，使产品固化成型后稳定性好，克服了材料在使用过程中随季节变化而引起的翘曲、变形、开裂、湿涨等现象，制成的型材各种物理性能均特别优异，通过测试，它的密度可达1.3g/m3，游离甲醛释放量低至4.5mg/100g，24小时吸水厚度膨胀率仅为0.3-0.45％(远远低于标准值)。由于重组了竹材的纤维结构，从而使它的许多指标均优于木材。
本发明提供的制造方法，只是将毛竹破成竹薄片粘连条，并没有破坏竹材的纵向纤维，加入的胶含量又低，所制得的竹材有类似于木材的天然纹理。
本发明提供的制造方法，是在高压下将竹片重新组织成型，因而可以方便的将竹材重组成所希望的轮廓的各种型材，加之其所具有的优异性能，所制得型材可以广泛的用于建筑、室内外门窗、梯台、壁墙、地板等，还可用在家具、厨房设备、办公用具、工艺品制作。在航运业、航空业、铁路、汽车、工业上都可以替代木材、替代钢材。
图1为将毛竹制备成竹簿片粘连条的示意图；图2为压机压制成型示意图。
图中1.竹块，2.竹簿片，3.竹簿片粘连条，4.压机，5.上模，6.T形压块，7.成型内模，8.成型外模。
具体实施例方式
实施例1(1)竹原料的制备将毛竹破成竹薄片，选用竹簿片的长为2m，宽为3cm左右，厚为0.15cm，用压轮轧压成横向不断裂、纵向松散而交错相连的竹薄片粘连条；(2)用常规方法将上述竹薄片粘连条进行碳化处理；(3)干燥将经过碳化处理的竹薄片粘连条置于烘道进行烘干直至含水率为9％；(4)浸胶将干燥好的竹薄片粘连条在胶液中浸渍，并放入磷酸重铬作催化，控制竹薄片的含胶量为5.95％，其中，胶是采用热固性酚醛树脂胶液；(5)干燥浸胶后的竹薄片粘连条，在烘道进行烘干至含水率为16％；(6)压机压制成型将浸胶后的竹薄片粘连条非规则疏密均匀分布于模具中，压制成型材，其中，压制压力为120MPa；(7)热固化处理将压制成的型材连同内模一起放入火烘房进行热固化处理，热固温度为130℃，时间为5小时；(8)脱模、醒料冷却至室温后将热固化处理后的型材从内模脱出，再将型材交错堆积放置十天后进行加工。
试验数据在对本发明所述方法制成的木质型竹材进行性能测试后得到如下性能数据密度为1.08g/m3，硬度为84.4MPa，静曲强度为122MPa，24小时吸水厚度膨胀率为0.43％，冲击韧性为114.7KJ/m2，游离甲醛释放量为5.5mg/100g。
实施例2选用长度为2.8m，宽为3.8cm左右，厚为0.23cm竹薄片，轧压成粘连条，经双氧水处理，干燥至含水率为12％，浸胶，控制含胶量为8％，再干燥至统一含水率为18％，装模压制，再连模热固化，脱模、醒料制得型材；其中压机压力选用250Mpa；热固化温度为145℃，固化时间8个小时，其加工步骤与实施例1相同。
试验数据在对本发明制成的木质型竹材进行性能测试后得到如下性能数据密度为1.27g/m3，硬度为101.5MPa，静曲强度为159MPa，24小时吸水厚度膨胀率为0.38％，冲击韧性为136.5KJ/m2，游离甲醛释放量为4.8mg/100g。
当然，在上述竹原料的制备步骤中，将毛竹破成竹薄片后不需要制成竹薄片粘连条，而直接进行其余步骤同样能实现本发明的目的。
权利要求
1.一种木质型竹材，其特征在于所述竹材的密度为1.0-1.3g/m3，硬度为64-110MPa，静曲强度为97-180MPa，24小时吸水厚度膨胀率为0.3-0.45％，冲击韧性为114-140KJ/m2。
2.根据权利要求1所述的竹材，其特征在于游离甲醛释放量为4.5-5.7mg/100g。
3.一种权利要求1或2所述木质型竹材的制造方法，其特征在于(1)将毛竹破成竹薄片，竹簿片长为3m以下，宽度为1.5-4.5cm，厚度为0.25cm以下；(2)然后浸胶，浸胶前控制水分为8-13％，浸胶后控制胶含量为4-10％；(3)干燥，装模前竹原料含水率统一控制为15-20％；(4)装模，经80-280MPa高压压制，再连模热固化，脱模制得型材。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于将毛竹破成竹薄片后，再将竹簿片轧压成横向不断裂、纵向松散而交错相连的竹薄片粘连条。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于竹簿片长度控制在2-3m。
6.根据权利要求3所述方法，其特征在于竹簿片宽度控制在2-3cm。
7.根据权利要求3所述方法，其特征在于胶采用甲醛含量低的热固性酚醛树脂。
8.根据权利要求3所述方法，其特征在于浸胶后控制胶含量为4-5.95％
9.根据权利要求3所述方法，其特征在于浸胶过程加入磷酸重铬作活化剂起催化作用。
10.根据权利要求3所述方法，其特征在于成型压力为110-200MPa。
11.根据权利要求3所述方法，其特征在于热固化温度为120℃-150℃，热固化时间3-15小时。
12.根据权利要求3所述方法，其特征在于脱模温度在30度以下或室温。
13.根据权利要求3所述方法，其特征在于脱模后进行醒料，醒料10天以上再加工成所需的各种规格。
全文摘要
本发明公开一种木质型竹材及其制造方法。它的密度为1.0－1.3g/m
文档编号B27D1/08GK1676292SQ20041001739
公开日2005年10月5日 申请日期2004年4月1日 优先权日2004年4月1日
发明者王雄伟, 王雄辉 申请人:王雄伟, 王雄辉