专利名称：一种整张化竹束单板和超长竹束单板层积材的制作方法
技术领域：
本发明属于竹材人造板制造领域，尤其提供了一种整张化竹束单板和超长竹束单板层积材的制作方法。
背景技术：
我国竹材资源丰富，竹林面积已达538.1万公顷，竹子具有易于种植、生长速度快、周期短、一次造林可永续利用的特点，被广泛应用于生产人造板。竹材人造板按照组成板材的原料品种、构成单元几何形态及其板材的结构而分成竹胶合板、竹层积材、竹碎料板、重组竹和竹木复合板等5大类，构成单元是竹材人造板制造的一个重要手段，目前竹材人造板的主要构成单元为竹篾以及由竹篾编织而成的竹帘、竹席、竹片、纤维化竹束的层积材等。上述的竹材原材料中，由于竹材的竹青面和竹黄面不易胶合，故现有技术中竹帘、竹席、竹片在制取过程中大多是需要去除竹青和竹黄，一般是通过碾压疏解，对原竹进行可控的分离，使复合材料制备达到广谱可设计性，但这样处理的结果势必会造成竹材原材料的大量耗费；另外，纤维化竹束制取过程中，竹束纤维化密度和厚度不均匀，进一步导致纤维化竹束板坯铺装不均匀，使得制作其人造板的工序复杂、效率低下，且容易导致最终产品的密度不均匀，为达到产品的合格率，只能依照产品的最小密度部分检验达标，从而造成更多大密度部分的材料浪费及力学强度过剩，同时还会由于重量相对较重而产生后续的一系列问题(如搬运费力及运输过程中过多消耗电力及燃油)，如此来说，不仅浪费原材料，还会在生产及运输环节中极大的浪费能源，而我国是产业大国，可想而知，其导致的浪费是多么的巨大。目前，我国人造板加工企业的热压设备最大幅面大部分为2.44mXl.22m，因此加工长度大于2.44m的重组材必须得采用冷压工艺，不仅占用较大生产场地和劳动力，还效率低下。因此，开发长度大于2.44m的竹束单板层积材对我国目前人造板企业的技术升级
具有重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种整张化竹束单板的制作方法，该方法制作的整张化竹束单板可由竹材全材制作且密度均匀。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案:一种整张化竹束单板的制作方法，其方法步骤如下:I)选取0.50-20m长的竹材，通过冷水、热水或热蒸汽处理，使竹材含水率达到30-60% ；2)制取束状纤维单元:将上述预处理后的竹材按顺纹方向送入帚化碾压设备，该设备对输入的竹材进行帚化、捶打和碾压工序处理，经若干周期后分丝制得均匀规格的束状纤维，且是输出按顺纹方向紧密排列整齐的束状纤维单元；3)将束状纤维单元进行缝制或粘接以使同排的束状纤维连接在一起，制作出竹束单板；4)将一组密度均匀且同厚度的竹束单板通过对接、搭接和斜接拼接在一起，制作出长度不小于2.44m的整张化竹束单板。所述整张化竹束单板的制作方法中，所述步骤I中选取的竹材标准是:直径小于或等于3cm的小竹径竹杆，选用全材；直径大于3cm的大竹径竹杆，剖分并去除内外竹节。所述整张化竹束单板的制作方法中，所述步骤2中，制得的均匀规格的束状纤维是经沿竹杆纤维方向强度保持、纤维横向强度降低处理，同时或附加经杂细胞去除处理。所述整张化竹束单板的制作方法中，所述步骤3中是在束状纤维单元上缝制线或铺置胶线；该缝制线或铺置胶线的轨迹为若干排间隔并行的直线；或为一条以上并行的连续Z字形弯折线，Z字形轨迹线与束状纤维单元中轴线夹角a为30° -150° ;亦或为一条以上并行的连续S型曲线。所述整张化竹束单板的制作方法中，所述步骤4中，相邻层端接处距离不小于90mmo本发明的另一目的是提供一种超长竹束单板层积材的制作方法，其可以克服现有技术的不足，实现人造板技术的进一步升级。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案:一种超长竹束单板层积材的制作方法，其方法步骤如下:I)将一组由上述制得的整张化竹束单板叠加组坯；2)组坯后经由辊筒进料台送入冷压机中预压成初始厚度；3)再继续送入热压机间歇热压，得到最终厚度的超长竹束单板层积材板。或:一种超长竹束单板层积材的制作方法，其方法步骤如下:I)分别将若干由上述所制得的整张化竹束单板叠加组成一个单元坯，再将一组单元坯连续组坯；2)组坯后经由辊筒进料台送入冷压机中预压成初始厚度；3)再继续送入热压机间歇热压，得到最终厚度的超长竹束单板层积材板。所述超长竹束单板层积材的制作方法中，将继前序方法完成后得到的超长竹束单板层积材再经裁切工序至规范长度。所述超长竹束单板层积材的制作方法中，在热压机热压时，若使用的胶黏剂为酚醛树脂，热压时间为0.5-2min/mm，热压温度为120-180°C，热压压力为0.5-9MPa ;如果胶黏剂为异氰酸酯，热压时间为0.5-1.2min/mm,热压温度为8O-13OO，热压压力为 0.5-9MPa0本发明方法制作的竹束单板层积材，使用竹杆(大径竹剖分，小径竹直接利用)直接帚化碾压制作其上还有竹青和竹黄的竹纤维束，通过包括特殊的竹束单板整张化、间歇热压、连续接长成型技术制成性能优良的连续长得层积材，使得大量现有技术中不能充分利用的小径竹得以利用，且使得热压设备简单、加工更加简便、生产效率更高，制得的层积材密度更低、强度更高、长度连续。本发明的优点是:1.用本发明方法制作的整张化竹束单板密度均匀、厚度相同，不仅可以进一步制作竹束单板层积材，还可方便与其它单板(例如木单板等)的再合成加工利用，因而可得到更多样化的产品，满足建筑行业的不同需求。2.本发明方法制作的整张化竹束单板方便进一步的间歇热压、连续接长成型技术的施展，能够制成性能优良的连续长的层积材，使得大量现有技术中不能充分利用的小径竹也得以利用，且使得热压设备简单、加工更加简便、生产效率更高。3.用本发明方法制作的超长竹束单板层积材，由于各层竹束单板层的材料密度及结构强度均一致或接近，使得整体产品的的材料密度及结构强度均一致或接近，因而在可以满足国家标准的前提下，能较大幅度的节约原材料，且会带来运输等一系列的积极连锁效应；4.本发明方法中，可以保留原材料竹材中的竹青和竹黄，避免了现有技术中去除竹青和竹黄所造成的竹材耗费及因此而造成的人力物力的浪费；即可充分利用各种竹材，且使得后续加工成品材更方便快捷。
图1为本发明方法制取的束状纤维单元的结构示意图。图2为本发明对束状纤维单元缝制或粘接的一实施例示意图。图3为本发明对束状纤维单元缝制或粘接的另一实施例示意图。图4为本发明对束状纤维单元缝制或粘接又一实施例示意图。图5为本发明对束状纤维单元缝制或粘接再一实施例示意图。图6为本发明制作超长竹束单板层积材的示意图。图7为本发明方法中两个竹束单板拼接后端接距离W的示意图。下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。
具体实施例方式本发明制作整张化竹束单板的具体步骤是:1)原材料选取及预处理；2)制取束状纤维单元；3)竹束单板的制作；4)完成整张化竹束单板的制作。本发明制作超长竹束单板层积材的具体方法步骤是:I)将一组整张化竹束单板叠加组坯；2)冷压；3)热压。或是:1)将若干整张化竹束单板叠加连续叠加组成一个单元坯，再将一组单元坯连续组坯；2)冷压；3)热压。热压后得到的超长竹束单板层积材可进一步裁切至预先设定的所需要的长度所述原材料选取及预处理:是选取0.50-20m长的竹材，经过冷水、热水或热蒸汽处理，使竹材含水率达到30-60%。所述制取束状纤维单元:是将上述预处理后的竹材按顺纹方向送入帚化碾压设备，该设备对输入的竹材进行帚化、捶打和碾压工序处理，经若干周期后分丝制得均匀规格的束状纤维，且是输出按顺纹方向紧密排列整齐的束状纤维单元。在该步骤中，使用的帚化碾压设备(参见图1、图2)，本申请人已在2012年10月25日向中国国家知识产权局递交了专利申请(专利申请号:201210413865.1 ;名称为:“一种竹材帚化碾压设备”)，在该申请中，公开了该竹材帚化碾压设备的构成及工作原理，故此不再详细介绍，该设备中包含有帚化机构、碾压机构、捶打机构和可将待加工竹材传递输送而横穿帚化、碾压和捶打作业区域的传输机构，故可以将输入的去节后的竹材杆茎进行帚化、捶打和碾压，可实现横向强度降低、纵向强度保留的竹纤维束的制取，同时对去除了竹节后的竹杆又进一步的去除了杂细胞，能解决竹青和竹黄不易胶合的弊病，可提高终极产品竹材人造板的力学强度和胶合强度。故经该竹材帚化碾压设备制得的竹纤维束可以得到沿竹杆纤维方向强度保持、纤维横向强度降低处理及杂细胞的去除处理。借助该设备，使本发明的选材更加宽泛，对于直径小于或等于3cm的小竹径竹杆，可选用全材为帚化碾压设备分丝加工的原材，直接送入帚化碾压设备的帚化单元。对于直径大于3cm的大竹径竹杆，可剖分并去除内外竹节后送入帚化碾压设备分丝加工竹纤维束；两者均按顺纹方向送入帚化碾压设备。送入设备的竹材沿竹杆纤维方向分别的帚化、捶打和碾压等分单元，经过多次周期帚化碾压工序，达到竹纤维束I直径为0.10-2.5_分布(按相互顺纹方向紧密的排列整齐，纤维化竹束宽度达到原始竹杆弧长的3-7倍)，即得到合格的竹纤维束单元10，参见图1所示。所述竹束单板的制作:进一步，将竹纤维束按顺纹方向(即各层竹纤维束按平行于竹纤维束的纹理方向)采用缝合或铺置胶线的方法组拼，以成整张化的竹束单板，具体缝合或铺置胶线的轨迹可以是若干排间隔并行的直线2 (如图2所示)，各直线2轨迹覆盖所有排平行排列的竹纤维束1，且相邻间隔的两直线轨迹的间隔L不大于1.3m。或缝合或铺置胶线的轨迹为一条以上并行连续的Z字形弯折线3，如图3所示，该实施例中为一条Z字形弯折线，每个Z字单元的轨迹线应覆盖所有排平行排列的竹纤维束；所述的Z字形弯折线与竹束单板中轴线夹角a为30° -150°。缝合或铺置胶线的轨迹为多条并行连续的Z字形弯折线3的实例示意可参见图4 ;或缝合或铺置胶线的轨迹还可以是一条以上并行的连续S型曲线，且并行的轨迹线应覆盖所有排平行排列的竹纤维束，这些轨迹线应能保证所有排平行排列的竹纤维束都互相粘连或缝连在一起(在不大于1.3m的间隔长度内)，参见图5，为两条并行的连续S型曲线。通过上述的缝制和粘接完成了竹束单板的制作。将上述的竹束单板进一步干燥，使得竹纤维束气干至含水率8_15%。再对上述的竹纤维束板进行施胶:若使用的胶黏剂为酚醛树脂，采用浸胶施胶方法，酚醛树脂的固含量为竹纤维束板原料绝干重量的5-30%，酚醛树脂胶黏剂的固含量为5-25%之间，采用常温浸胶，浸胶时间为3-15min，取出悬干至胶黏剂不滴落为止。若使用的胶黏剂为异氰酸酯，采用喷雾施胶方法，异氰酸酯的固含量为竹纤维束原料绝干重量的3-18%，采用喷涂工艺均匀施胶在竹纤维束板的两面。可以进行二次干燥:将上述施过胶的竹纤维束板再进行二次干燥，达到表层含水率 20-40%。在若干上述已施胶的竹束单板端接拼接，各相邻的竹束单板互对接、搭接和斜接拼接，相接端接触距离应不小于90mm (任何的两个端接距离W不小于90mm ;端接包含相邻层端接距离和非相邻层端接距离；参见图7，a为上层竹束单板的端接点，b为中间层即相邻层竹束单板的端接点，c为下层即非相邻层竹束单板的端接点);进一步进行室温预压，压力为0.5-15MPa，保持3_15min ;将预压成型的竹束单板干燥至含水率8_15%。完成了整张化竹束单板的制作。本发明超长竹束单板层积材采用间歇热压连续接长技术方法加工；为实现该方法，本发明设计了不同于现有技术的生产加工线，参见图6所示，将冷压机300与热压机400前后接续布置，在冷压机300前且是紧随竹束单板的组坯台100后设有一个辊筒进料台200，在热压机400后设辊筒运输台500。该间歇热压连续接长方法过程是:将一组竹束单板层相互叠加组坯后经辊筒进料台200先送入冷压机300内预压成初始厚度，再继续送入热压机400内热压后得到最终厚度的超长竹束单板层积材板；或是将若干整张化竹束单板叠加连续叠加组成一个单元坯，再将一组单元坯连续组坯后经辊筒进料台200先送入冷压机300内预压成初始厚度，再继续送入热压机400内热压后得到最终厚度的超长竹束单板层积材板；由热压机400送出的成品后超长竹束单板层积材板经辊筒运输台500传输后，再经裁切工序(目的:将连续的超长竹束单板层积材裁切至一定长度)，到达落入点，堆积为超长竹束单板层积材板垛600。其中，在热压机400内热压时采用热进热出、热压固化成型。如果使用的胶黏剂为酚醛树脂，热压时间为0.5-2min/mm，热压温度120_180°C，热压压力0.5_9MPa ;如果胶黏剂为异氰酸酯，热压时间为0.5-1.2min/mm,热压温度为80_130°C，热压压力为0.5_9MPa。10-500mm长度单位重叠进料。上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
权利要求
1.一种整张化竹束单板的制作方法，其特征在于方法步骤如下: 1)选取0.50-20m长的竹材，通过冷水、热水或热蒸汽处理，使竹材含水率达到30-60% ； 2)制取束状纤维单元:将上述预处理后的竹材按顺纹方向送入帚化碾压设备，该设备对输入的竹材进行帚化、捶打和碾压工序处理，经若干周期后分丝制得均匀规格的束状纤维，且是输出按顺纹方向紧密排列整齐的束状纤维单元； 3)将束状纤维单元进行缝制或粘接以使同排的束状纤维连接在一起，制作出竹束单板； 4)将一组密度均匀且同厚度的竹束单板通过对接、搭接和斜接拼接在一起，制作出长度不小于2.44m的整张化竹束单板。
2.根据权利要求1所述的整张化竹束单板的制作方法，其特征在于:所述步骤I中选取的竹材标准是:直径小于或等于3cm的小竹径竹杆，选用全材；直径大于3cm的大竹径竹杆，剖分并去除内外竹节。
3.根据权利要求1所述的整张化竹束单板的制作方法，其特征在于:所述步骤2中，制得的均匀规格的束状纤维是经沿竹杆纤维方向强度保持、纤维横向强度降低处理，同时或附加经杂细胞去除处理。
4.根据权利要求1所述的整张化竹束单板的制作方法，其特征在于:所述步骤3中是在束状纤维单元上缝制线或铺置胶线；该缝制线或铺置胶线的轨迹为若干排间隔并行的直线；或为一条以上并行的连续Z字形弯折线，Z字形轨迹线与束状纤维单元中轴线夹角a为30° -150° ;亦或为一条以上并行的连续S型曲线。
5.根据权利要求1所述的整张化竹束单板的制作方法，其特征在于:所述步骤4中，相邻层端接处距离不小于90mm。
6.一种超长竹束单板层积材的制作方法，其特征在于方法步骤如下: 1)将一组由权利要求1所制得的整张化竹束单板叠加组坯； 2)组坯后经由辊筒进料台送入冷压机中预压成初始厚度； 3)再继续送入热压机间歇热压，得到最终厚度的超长竹束单板层积材板。
7.一种超长竹束单板层积材的制作方法，其特征在于方法步骤如下: 1)分别将若干由权利要求1所制得的整张化竹束单板叠加组成一个单元坯，再将一组单元坯连续组坯； 2)组坯后经由辊筒进料台送入冷压机中预压成初始厚度； 3)再继续送入热压机间歇热压，得到最终厚度的超长竹束单板层积材板。
8.根据权利要求6或7所述的超长竹束单板层积材的制作方法，其特征在于:再经裁切工序至规范的长度。
9.根据权利要求6或7所述的超长竹束单板层积材的制作方法，其特征在于:在热压机热压时，若使用的胶黏剂为酚醛树脂，热压时间为0.5-2min/mm，热压温度为120-180°C，热压压力为0.5-9MPa ;如果胶黏剂为异氰酸酯，热压时间为0.5-1.2min/mm,热压温度为8O-13OO，热压压力为 0.5-9MPa0
全文摘要
一种整张化竹束单板和超长竹束单板层积材的制作方法，具体是原材料选取及预处理；将竹材按顺纹方向送入帚化碾压设备，该设备对输入的竹材进行帚化、捶打和碾压工序处理，经若干周期后分丝制得均匀规格的束状纤维，且是输出按顺纹方向紧密排列整齐的束状纤维单元；将束状纤维单元进行缝制或粘接以使同排的束状纤维连接在一起，制作出竹束单板；完成整张化竹束单板的制作；将若干整张化竹束单板叠加组坯；冷压及热压处理制成最终产品。用其制作的整张化竹束单板和超长竹束单板层积材密度均匀，在满足国家标准的前提下能较大幅度的节约原材料，可保留原竹材中的竹青和竹黄，避免了现有技术中去除竹青和竹黄所造成的竹材耗费及人力物力的浪费。
文档编号B27D1/10GK103144153SQ20131008050
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者程海涛, 王戈, 江泽慧, 林利民 申请人:国际竹藤中心