一种缠绕式竹吸管加工工艺的制作方法

本发明涉及吸管加工技术领域，尤其涉及一种缠绕式竹吸管加工工艺。

背景技术：

现有的缠绕式竹吸管是利用螺旋竹带多层叠加绕制而成的，每一层的竹带均以相同的旋向螺旋缠绕，采用同向缠绕的吸管成型方法的优势在于：施胶位置固定，且缠绕角度一致，因而工艺更简单、成本更低。但是，采用这种加工方法制作的竹吸管的抗扭、抗折弯能力较弱，吸管管壁容易发生开裂的问题，无法满足长期使用需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高吸管抗扭抗弯折能力的缠绕式竹吸管加工工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种缠绕式竹吸管加工工艺，包括以下步骤：将两条以上竹带由内至外依次螺旋缠绕形成层数为两层以上的圆筒，使相邻两层圆筒的竹带旋向相反，将圆筒切断形成吸管。

本发明的有益效果在于：多条竹带采用螺旋缠绕的方式由内向外构成圆筒的每一层，相邻两层的竹带的缠绕旋向相反，缠绕后的圆筒再通过分切得到吸管产品，这样当竹吸管受到一个方向的扭力时，某一层的竹带于接缝处存在脱胶开裂的风险，但相邻的另一层竹带由于旋向相反，会提供相反的支撑约束力，进而避免这一问题，在多层竹带协同支撑的作用下同时提高了竹吸管的抗弯折能力，整体上降低了吸管管壁开裂的风险。本发明提供的缠绕式竹吸管加工工艺增强了竹吸管的抗扭、抗折弯能力，机械强度高，经实验证明制备得到的吸管产品承受径向施加的破坏力的能力为多层同向缠绕吸管产品的两倍，降低了吸管管壁开裂的风险，可满足用户长期使用需求，并且在同等强度下可节约原材料30％以上，相较于现有的多层同向缠绕吸管产品更有优势。

附图说明

图1为本发明实施例的缠绕式竹吸管的结构示意图；

图2为本发明实施例的缠绕式竹吸管的另一结构示意图；

图3为本发明实施例的缠绕式竹吸管的剖视图；

标号说明：

1、竹带；

2、圆筒；

3、第一竹带；

4、第一竹筒；

5、第一复合材料带；

6、第二复合材料带；

7、第二竹带；

8、第二竹筒；

9、第三复合材料带；

10、第四复合材料带；

11、第三竹带；

12、第三竹筒。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图3，一种缠绕式竹吸管加工工艺，包括以下步骤：将两条以上竹带由内至外依次螺旋缠绕形成层数为两层以上的圆筒，使相邻两层圆筒的竹带旋向相反，将圆筒切断形成吸管。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：多条竹带采用螺旋缠绕的方式由内向外构成圆筒的每一层，相邻两层的竹带的缠绕旋向相反，缠绕后的圆筒再通过分切得到吸管产品，这样当竹吸管受到一个方向的扭力时，某一层的竹带于接缝处存在脱胶开裂的风险，但相邻的另一层竹带由于旋向相反，会提供相反的支撑约束力，进而避免这一问题，在多层竹带协同支撑的作用下同时提高了竹吸管的抗弯折能力，整体上降低了吸管管壁开裂的风险。本发明提供的缠绕式竹吸管加工工艺增强了竹吸管的抗扭、抗折弯能力，机械强度高，经实验证明制备得到的吸管产品承受径向施加的破坏力的能力为多层同向缠绕吸管产品的两倍，降低了吸管管壁开裂的风险，可满足用户长期使用需求，并且在同等强度下可节约原材料30％以上，相较于现有的多层同向缠绕吸管产品更有优势。

进一步的，具体包括步骤：

从竹片的一端沿竹子的纤维方向裁切至另一端得到两条以上竹带，将竹带沿竹子的纤维方向的两端分别设为首端和尾端，相邻两层圆筒的竹带在缠绕时首尾两端的位置相反。

由上述描述可知，沿纤维方向分切可降低裁切难度，提高裁切质量，避免切面存在毛刺，影响后续缠绕、胶粘效果，竹带的缠绕方向与纤维方向同向，保证了缠绕后圆筒的力学性能，降低筒壁开裂的风险，相邻两层的竹带的首尾两端刚好相反，即一层竹带的首端和相邻另一层竹带的尾端位于绕制后圆筒的同一端，一层竹带的尾端和相邻另一层竹带的首端位于绕制后圆筒的同一端，采用这种绕制方法是根据竹片沿裁切方向的纤维分布情况，一层竹带的纤维分布较疏的一端与另一层竹带的纤维分布较密的一端设置在缠绕后圆筒的同一端，两层竹带的疏密变化正好相反，从力学表现看可以达到“互补”的效果，使得圆筒在轴向上的力学性能更均匀，从整体上提升了圆筒筒壁的抗扭、抗弯折能力。

进一步的，具体包括步骤：

相邻两层竹带沿相反的射线螺旋缠绕。

由上述描述可知，靠内侧的竹带沿第一射线方向以第一旋向先进行缠绕，然后在其外侧从远离内侧竹带的缠绕起始端的一端沿相反的第二射线方向以相反的第二旋向缠绕另一条竹带，这样在缠绕外侧的另一条竹带时，外侧竹带与内侧竹带之间的摩擦力能够对内侧竹带起到压紧聚拢的效果，增强内侧竹带于螺旋接缝处的结合强度，避免使用时发生脱胶断裂的问题，改善了圆筒的力学性能。

进一步的，具体包括步骤：

将一条竹带沿第一螺旋方向紧密缠绕形成单层的竹筒，在竹筒的表面沿竹带缠绕接缝螺旋粘覆一条复合材料带。

由上述描述可知，竹带均采用紧密缠绕的方式，即竹带的边缘在缠绕时紧密接触，可提高竹筒的密封性和轴向、径向抗变形能力，沿竹带接缝处粘覆螺旋形的复合材料带，复合材料带一方面增强了单层竹筒在螺旋接缝位置的结合强度，另一方面提高了一层竹筒在螺旋接缝处与相邻另一层竹筒的连接强度，从而提高多层竹筒连接后整体的抗扭、抗弯折性能。

进一步的，具体包括步骤：

在竹筒的表面沿与第一螺旋方向旋向相反的第二螺旋方向粘覆另一条复合材料带。

由上述描述可知，沿第二螺旋方向粘覆另一条复合材料带的作用是在另一旋向上增加对竹筒的支撑和约束，第二条复合材料带与第一条复合材料带的旋向相反，相互提供相反的支撑约束力，在吸管受到扭矩或径向作用力时，二者协配合，增强竹筒的强度，提高了吸管产品的抗扭、抗弯折能力，降低了竹筒开裂的风险。

进一步的，具体包括步骤：

将另一条竹带沿第二螺旋方向紧密缠绕在竹筒的表面形成单层的另一个竹筒，使另一条复合材料带沿另一个竹筒的竹带缠绕接缝粘覆。

由上述描述可知，另一条竹带反向缠绕在内侧竹筒的外壁，使其接缝内侧与另一条复合材料带粘合，提高了外侧竹筒于接缝处的结合强度和与之粘接的内侧竹筒的连接强度。

进一步的，具体包括步骤：

每间隔一层竹筒的两个竹筒的竹带缠绕接缝设置为沿缠绕轴线呈错位布置。

由上述描述可知，当竹筒的层数大于或等于三层时，中间间隔有一层竹筒的另外两个竹筒的接缝呈错位布置，这样一方面提高了圆筒筒壁的密封性，另一方面将竹带接缝位置错开布置，具有更好的抗扭、抗弯折性，这是因为如果间隔层的竹带接缝完全一致，那么在吸管受到扭矩或径向作用力时很容易集体开裂，而采用本申请的缠绕方式即使处于外层的竹筒发生开裂，也不致内层的竹筒同样发生开裂，在一定程度上提升了竹吸管的可靠性。

进一步的，具体包括步骤：

竹带在缠绕前依次经过软化和施胶，每缠绕一层竹筒后进行一次烘干。

由上述描述可知，竹带在缠绕前通过加热软化使得竹带具有更好的韧性，不易脆裂，并且利于胶层的结合，提升竹带的结合强度，当缠绕完一层竹筒后需要对其进行烘干，一方面保证内层竹筒结构强度，另一方面为内层竹筒与相邻外层竹筒的胶接而准备。

进一步的，具体包括步骤：

相邻两层竹带以大小相同的螺旋角进行缠绕。

由上述描述可知，竹带以大小相同的螺旋角进行缠绕时，相邻两层竹筒结合后的力学性能更为均匀，保证了吸管管壁各处强度的一致性，从而使竹吸管整体的抗扭、抗弯折能力更强。

进一步的，具体包括步骤：

相邻两层竹带以大小不同的螺旋角进行缠绕。

由上述描述可知，当相邻层两条竹带的带宽不等时，两条竹带分别以大小不同的螺旋角进行缠绕，可在保证竹吸管产品强度的前提下极大的节省原材料，使得竹吸管产品更具优势。

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：一种缠绕式竹吸管加工工艺，包括以下步骤：将两条以上竹带1由内至外依次螺旋缠绕形成层数为两层以上的圆筒2，使相邻两层圆筒2的竹带1旋向相反，将圆筒2切断形成吸管。

请参照图1至图3，本发明的实施例二为：

首先，从竹片的一端沿竹子的纤维方向裁切至另一端得到两条以上竹带1，将竹带1沿竹子的纤维方向的两端分别设为首端和尾端；

其次，对第一竹带3依次进行软化和施胶，将第一竹带3沿第一螺旋方向紧密缠绕形成单层的第一竹筒4，在第一竹筒4的表面沿竹带1缠绕接缝螺旋粘覆第一复合材料带5，并进行烘干；

接着，在第一竹筒4的表面沿与第一螺旋方向旋向相反的第二螺旋方向粘覆第二复合材料带6，并进行烘干；

再次，对第二竹带7依次进行软化和施胶，将第二竹带7沿第二螺旋方向紧密缠绕在第一竹筒4的表面形成单层的第二竹筒8，使第二复合材料带6沿第二竹筒8的竹带1缠绕接缝粘覆，绕制时，第一竹带3和第二竹带7沿相反的射线螺旋缠绕，且第一竹带3和第二竹带7在缠绕时首尾两端的位置相反；

最后，按预设间距切断具有第一竹筒4和第二竹筒8双层结构的圆筒2，形成两根以上吸管。

请参照图1至图3，本发明的实施例三与实施例二的区别在于：

还包括步骤：在第二竹筒8的表面相对于第二复合材料带6的另一侧沿竹带1缠绕接缝粘覆第三复合材料带9，在第二竹筒8的表面沿与第二螺旋方向旋向相反的第三螺旋方向粘覆第四复合材料带10，并进行烘干；对第三竹带11依次进行软化和施胶，将第三竹带11沿第三螺旋方向紧密缠绕在第二竹筒8的表面形成单层的第三竹筒12，使第四复合材料带10沿第三竹筒12的竹带1缠绕接缝粘覆，绕制时，第二竹带7和第三竹带11沿相反的射线螺旋缠绕，且第二竹带7和第三竹带11在缠绕时首尾两端的位置相反；按预设间距切断具有第一竹筒4、第二竹筒8和第三竹筒12三层结构的圆筒2，形成两根以上吸管。

请参照图1至图3，本发明的实施例四与实施例三的区别在于：第一竹筒4和第三竹筒12的竹带1缠绕接缝沿缠绕轴线呈错位布置。

请参照图1至图3，本发明的实施例五与实施例三的区别在于：第一竹筒4、第二竹筒8和第三竹筒12的竹带1均以大小相同的螺旋角进行缠绕。

请参照图1至图3，本发明的实施例六与实施例三的区别在于：第一竹筒4、第二竹筒8和第三竹筒12的竹带1分别以大小不同的螺旋角进行缠绕。

请参照图1至图3，本发明的实施例七与实施例三的区别在于：所述第一复合材料带5、第二复合材料带6、第三复合材料带9和第四复合材料带10的材质均为无纺布，可提高复合材料带与竹带1的胶合强度，提升竹筒筒壁的强度、韧性、抗弯折能力，降低竹吸管折断或开裂的风险。

综上所述，本发明的多条竹带采用螺旋缠绕的方式由内向外构成圆筒的每一层，相邻两层的竹带的缠绕旋向相反，缠绕后的圆筒再通过分切得到吸管产品，这样当竹吸管受到一个方向的扭力时，某一层的竹带于接缝处存在脱胶开裂的风险，但相邻的另一层竹带由于旋向相反，会提供相反的支撑约束力，进而避免这一问题，在多层竹带协同支撑的作用下同时提高了竹吸管的抗弯折能力，整体上降低了吸管管壁开裂的风险。本发明提供的缠绕式竹吸管加工工艺增强了竹吸管的抗扭、抗折弯能力，机械强度高，经实验证明制备得到的吸管产品承受径向施加的破坏力的能力为多层同向缠绕吸管产品的两倍，降低了吸管管壁开裂的风险，可满足用户长期使用需求，并且在同等强度下可节约原材料30％以上，相较于现有的多层同向缠绕吸管产品更有优势。沿纤维方向分切可降低裁切难度，提高裁切质量，避免切面存在毛刺，影响后续缠绕、胶粘效果，竹带的缠绕方向与纤维方向同向，保证了缠绕后圆筒的力学性能，降低筒壁开裂的风险，相邻两层的竹带的首尾两端刚好相反，即一层竹带的首端和相邻另一层竹带的尾端位于绕制后圆筒的同一端，一层竹带的尾端和相邻另一层竹带的首端位于绕制后圆筒的同一端，采用这种绕制方法是根据竹片沿裁切方向的纤维分布情况，一层竹带的纤维分布较疏的一端与另一层竹带的纤维分布较密的一端设置在缠绕后圆筒的同一端，两层竹带的疏密变化正好相反，从力学表现看可以达到“互补”的效果，使得圆筒在轴向上的力学性能更均匀，从整体上提升了圆筒筒壁的抗扭、抗弯折能力。靠内侧的竹带沿第一射线方向以第一旋向先进行缠绕，然后在其外侧从远离内侧竹带的缠绕起始端的一端沿相反的第二射线方向以相反的第二旋向缠绕另一条竹带，这样在缠绕外侧的另一条竹带时，外侧竹带与内侧竹带之间的摩擦力能够对内侧竹带起到压紧聚拢的效果，增强内侧竹带于螺旋接缝处的结合强度，避免使用时发生脱胶断裂的问题，改善了圆筒的力学性能。竹带均采用紧密缠绕的方式，即竹带的边缘在缠绕时紧密接触，可提高竹筒的密封性和轴向、径向抗变形能力，沿竹带接缝处粘覆螺旋形的复合材料带，复合材料带一方面增强了单层竹筒在螺旋接缝位置的结合强度，另一方面提高了一层竹筒在螺旋接缝处与相邻另一层竹筒的连接强度，从而提高多层竹筒连接后整体的抗扭、抗弯折性能。沿第二螺旋方向粘覆另一条复合材料带的作用是在另一旋向上增加对竹筒的支撑和约束，第二条复合材料带与第一条复合材料带的旋向相反，相互提供相反的支撑约束力，在吸管受到扭矩或径向作用力时，二者协配合，增强竹筒的强度，提高了吸管产品的抗扭、抗弯折能力，降低了竹筒开裂的风险。另一条竹带反向缠绕在内侧竹筒的外壁，使其接缝内侧与另一条复合材料带粘合，提高了外侧竹筒于接缝处的结合强度和与之粘接的内侧竹筒的连接强度。当竹筒的层数大于或等于三层时，中间间隔有一层竹筒的另外两个竹筒的接缝呈错位布置，这样一方面提高了圆筒筒壁的密封性，另一方面将竹带接缝位置错开布置，具有更好的抗扭、抗弯折性，这是因为如果间隔层的竹带接缝完全一致，那么在吸管受到扭矩或径向作用力时很容易集体开裂，而采用本申请的缠绕方式即使处于外层的竹筒发生开裂，也不致内层的竹筒同样发生开裂，在一定程度上提升了竹吸管的可靠性。竹带在缠绕前通过加热软化使得竹带具有更好的韧性，不易脆裂，并且利于胶层的结合，提升竹带的结合强度，当缠绕完一层竹筒后需要对其进行烘干，一方面保证内层竹筒结构强度，另一方面为内层竹筒与相邻外层竹筒的胶接而准备。竹带以大小相同的螺旋角进行缠绕时，相邻两层竹筒结合后的力学性能更为均匀，保证了吸管管壁各处强度的一致性，从而使竹吸管整体的抗扭、抗弯折能力更强。当相邻层两条竹带的带宽不等时，两条竹带分别以大小不同的螺旋角进行缠绕，可在保证竹吸管产品强度的前提下极大的节省原材料，使得竹吸管产品更具优势。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。