专利名称：一种利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的加工方法。
背景技术：
木楼梯在西方经济发达国家的木结构房屋中早已是司空见惯的高档用品，而在我国大 陆，随着近40年以来经济的高速发展和人民群众生活水平的提高，一些先富起来的人们正 在把居住兴趣转向复式和别墅建筑。国内对木楼梯的需求已在悄然增长，一股购买木楼梯 热正在各地逐渐升温。目前国内使用的木楼梯构件多由高档木材制造。这种材料大多由天然林生产，存 在生产周期长、原料来源紧张、成本居高不下的问题。因此，必须开发出一种全新的低成本、 高品质、可回收利用的环保木楼梯材料来替代目前大量使用的进口高档木质材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的加工方 法，利用该方法可生产出一种全新的低成本、高品质、可回收利用的环保木楼梯材料，以替 代目前大量使用的进口高档木质材料。为了实现上述目的，本发明的一种利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料 的加工方法，该方法包括如下步骤
步骤1 采伐3-4年生小径竹，去除竹干上的杂物，将竹干截成1 2. 6米规格长度的 竹段；所述杂物包括枝叶；
步骤2 将小径竹的竹段放入竹材梳理设备进行小径竹的梳理加工； 步骤3 将梳理加工好的小径竹梳理材放入木材蒸煮罐内，通入110 150°C的过热蒸 汽炭化60 180分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色；
步骤4 将炭化加工好的小径竹梳理材放入木材干燥窑干燥，干燥温度为100 110°C， 干燥时间为12 24小时，干燥后材料的含水率控制在8 10% ；
步骤5 将干燥后的小径竹梳理材浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，加重物使其完全 浸没在酚醛树脂胶液中，20 30分钟后取出浙干，堆放备用；
步骤6 将浸过酚醛树脂胶液的小径竹梳理材层叠组坯，在冷压机内加压密实； 步骤7 将加压密实后的小径竹梳理材在干燥窑中干燥固化成为小径竹层积材，干燥 温度为120 170°C，干燥时间为10 24小时；
步骤8 将完全固化后的小径竹层积材取出，放置48 72小时后，加工成规格木楼梯 立拄。所述步骤1中的小径竹为小杂竹；所述小杂竹包括绿竹、麻竹、黄竹、粉单竹、青皮 竹或直径小于6cm的毛竹。步骤2所述的梳理加工采用将小径竹的竹段放入竹材梳理设备，通过碾压辊碾压 的方式进行小径竹的梳理加工。所述步骤5中的酚醛树脂胶液的调制，先按GB/T14074. 5-93的要求测定酚醛树脂 的固含量，再根据测定的树脂固含量加水将酚醛树脂稀释成40%固含量的酚醛树脂胶液；所述酚醛树脂，其固含量为43. 34%，粘度为89cps, PH值为12. 8，密度为1. 199g/cm3。采用 的酚醛树脂购自北京泰尔化工有限公司。所述步骤3中通入120°C的过热蒸汽炭化100-150分钟，使小径竹梳理材呈咖啡 色。优选地，在步骤3中通入120°C的过热蒸汽炭化120分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。采用本发明的制备方法能够生产出炭化重组小径竹层积材，生产出满足木楼梯立 拄性能及使用要求的可回收新材料。小径竹层积材的含水率试验按GB / T17657-1999中 4. 3进行，材料密度按GB / T1933-199K木材密度测定方法)，抗弯强度按GB / T1449-2005 (纤维增强塑料弯曲性能试验方法国家标准测量)的要求加工并检测试件。重组小径竹层积 材成品的抗弯强度> 160MPa，抗弯弹性模量> 12GPa，含水率8-10%，密度1. 05-1. 10g/cm3, 因此，通过本发明制备的小径竹层积材，完全能满足作为木楼梯立拄的使用要求，且外观美 丽自然。另外，由于小径竹资源丰富，价格低廉，因此可大大降低木楼梯立拄的制造成本。此 外，用本发明制作的木楼梯立拄废弃后，可以作为刨花板等的原材料回收利用，不会污染环
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图1为本发明实施例炭化重组小径竹梳理层积材成型矩形槽结构示意图； 图2为本发明实施例炭化重组小径竹层积材组坯示意图。
具体实施例方式本发明的具体实施方式
如下
步骤1 采伐3-4年生小径竹，去除竹干上的杂物，将竹干截成预定规格长度的竹段；再 利用竹材机械梳理设备，通过碾压辊碾压的方式将其梳理成小径竹梳理材；
步骤2 将小径竹梳理材放入的木材蒸煮罐内，通入120°C的过热蒸汽炭化100-150分 钟，使其成为炭化小径竹梳理材，该炭化小径竹梳理材呈深咖啡色；
步骤3 将小径竹梳理材放入木材干燥窑干燥，干燥温度为100-110°C，干燥时间为 12-24小时，使干燥后的小径竹梳理材的含水率为8-10% ；
步骤4 将干燥后的小径竹梳理材浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，加重物使其完全 浸没在40%固含量的酚醛树脂胶液中，20-30分钟后将其取出浙干，堆放备用；所述酚醛树 脂胶液的调制，先按GB/T14074. 5-93的要求测定酚醛浸渍树脂的固含量，再根据实测定的 树脂固含量用加水将酚醛树脂稀释成40%固含量的酚醛树脂胶液；
步骤5 采用组坯方式，将浸过酚醛树脂胶液的小径竹梳理材放入矩形槽1内，按照图 2所示的组坯方式层叠组坯，并在冷压机内加压密实，冷压机加压压力为1. 5MPa ；加压密实 完毕后在成型矩形槽内的小径竹上方盖上IOmm厚的上盖板2，立即用锁定销3固定，防止压 实的小径竹梳理材4回弹。步骤6 将装有已冷压密实的小径竹层积材的矩形槽放至木材干燥窑干燥固化， 木材干燥窑中的干燥温度为150°C，干燥时间为24小时；待酚醛树脂完全固化后，从矩型槽 1内取出炭化重组的小径竹层积材，放置48-72小时后，如图2所示，该重组的小径竹层积材 具有依次顺纹层叠并被胶合在一起的小径竹炭化材5。再在细木工小带锯上加工成可用于 木楼梯立拄材料的规格方材；再在精密车床上车削加工成木楼梯立拄。
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优选地，在步骤2中通入120°C的过热蒸汽炭化120分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。优选地，在所述步骤4中的酚醛树脂固含量为43. 34%,粘度为89cps，PH值为 12. 8，密度为 1. 199g/cm3。优选地，在所述步骤5中，所述IOmm厚的钢板为了小径竹层积材完全固化后能方 便的取出，钢板的宽度应小于成型矩形槽内槽宽度3-5mm ；
采用本发明的制备方法能够生产出炭化重组小径竹层积材，生产出满足木楼梯立拄性 能及使用要求的可回收新材料。小径竹层积材的含水率试验按GB / 117657-1999中4.3进 行，材料密度按GB / T1933-1991 (木材密度测定方法)，抗弯强度按GB / T1449-2005 (纤 维增强塑料弯曲性能试验方法国家标准测量)的要求加工并检测试件。重组小径竹层积材 成品的抗弯强度> 160MPa，抗弯弹性模量> 12GPa，含水率8_10%，密度1. 05-1. 10g/cm3,因 此，通过本发明制备的小径竹层积材，完全能满足作为木楼梯立拄的使用要求。另外，由于 小径竹资源丰富，价格低廉，因此可大大降低木楼梯立拄的制造成本。此外，用本发明制作 的木楼梯立拄废弃后，可以作为刨花板等的原材料回收利用，不会污染环境。综上所述，以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此即限制本发明的保护范 围，故凡运用在本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化和材料变化，精神和原则之 内所作的任何修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1采伐3 4年生小径竹，去除竹干上的杂物，将竹干截成1～2.6米规格长度的竹段；步骤2将小径竹的竹段放入竹材梳理设备进行小径竹的梳理加工；步骤3将梳理加工好的小径竹梳理材放入木材蒸煮罐内，通入110～150℃的过热蒸汽炭化60～180分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色；步骤4将炭化加工好的小径竹梳理材放入木材干燥窑干燥，干燥温度为100～110℃，干燥时间为12～24小时，干燥后材料的含水率控制在8～10%；步骤5将干燥后的小径竹梳理材浸入40%固含量的酚醛树脂胶液中，加重物使其完全浸没在酚醛树脂胶液中，20～30分钟后取出沥干，堆放备用；步骤6将浸过酚醛树脂胶液的小径竹梳理材层叠组坯，在冷压机内加压密实；步骤7将加压密实后的小径竹梳理材在干燥窑中干燥固化成为小径竹层积材，干燥温度为120～170℃，干燥时间为10～24小时；步骤8将完全固化后的小径竹层积材取出，放置48～72小时后，加工成规格木楼梯立拄。
2.根据权力要求1所述的利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法，其特 征在于，所述步骤1中的小径竹为小杂竹；所述小杂竹包括绿竹、麻竹、黄竹、粉单竹、青皮 竹或直径小于6cm的毛竹。
3.根据权力要求1所述的利用40%固含量的酚醛树脂浸渍小径竹梳理材的方法，其特 征在于，所述步骤5中的酚醛树脂胶液的调制，先按GB/T14074. 5-93的要求测定酚醛树脂 的固含量，再根据测定的树脂固含量加水将酚醛树脂稀释成40%固含量的酚醛树脂胶液。
4.根据权力要求3所述的利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法，其特 征在于，所述酚醛树脂，其固含量为43. 34%，粘度为89cps，PH值为12. 8，密度为1. 199g/3cm ο
5.根据权力要求1所述的利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法，其特 征在于，步骤3中通入120°C的过热蒸汽炭化100-150分钟，使小径竹梳理材呈咖啡色。
6.根据权力要求1所述的利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法，其特 征在于，步骤2所述的梳理加工采用将小径竹的竹段放入竹材梳理设备，通过碾压辊碾压 的方式进行小径竹的梳理加工。
全文摘要
本发明公开了一种利用小径竹炭化重组工艺制造木楼梯立拄材料的方法，该方法包括如下步骤步骤1采伐3-4年生小径竹，去除杂物，截成竹段；步骤2小径竹的梳理加工；步骤3将过热蒸汽炭化；步骤4干燥；步骤5将干燥后的小径竹梳理段材浸入酚醛树脂中；步骤6层叠组坯，在冷压机内加压密实。通过本发明制备的小径竹重组材完全能满足作为木楼梯立拄的使用要求，且外观美丽自然。另外，由于小径竹资源丰富，价格低廉，因此可大大降低木楼梯立拄的制造成本。此外，用本发明制作的木楼梯立拄废弃后，可以作为刨花板等的原材料回收利用，不会污染环境。
文档编号B27M3/12GK101941226SQ20101028237
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者黄晓东 申请人:福建农林大学