專利名稱：一種整張化竹束單板和超長竹束單板層積材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于竹材人造板制造領域，尤其提供了一種整張化竹束單板和超長竹束單板層積材的制作方法。
背景技術：
我國竹材資源豐富，竹林面積已達538.1萬公頃，竹子具有易于種植、生長速度快、周期短、一次造林可永續(xù)利用的特點，被廣泛應用于生產(chǎn)人造板。竹材人造板按照組成板材的原料品種、構成單元幾何形態(tài)及其板材的結構而分成竹膠合板、竹層積材、竹碎料板、重組竹和竹木復合板等5大類，構成單元是竹材人造板制造的一個重要手段，目前竹材人造板的主要構成單元為竹篾以及由竹篾編織而成的竹簾、竹席、竹片、纖維化竹束的層積材等。上述的竹材原材料中，由于竹材的竹青面和竹黃面不易膠合，故現(xiàn)有技術中竹簾、竹席、竹片在制取過程中大多是需要去除竹青和竹黃，一般是通過碾壓疏解，對原竹進行可控的分離，使復合材料制備達到廣譜可設計性，但這樣處理的結果勢必會造成竹材原材料的大量耗費；另外，纖維化竹束制取過程中，竹束纖維化密度和厚度不均勻，進一步導致纖維化竹束板坯鋪裝不均勻，使得制作其人造板的工序復雜、效率低下，且容易導致最終產(chǎn)品的密度不均勻，為達到產(chǎn)品的合格率，只能依照產(chǎn)品的最小密度部分檢驗達標，從而造成更多大密度部分的材料浪費及力學強度過剩，同時還會由于重量相對較重而產(chǎn)生后續(xù)的一系列問題(如搬運費力及運輸過程中過多消耗電力及燃油)，如此來說，不僅浪費原材料，還會在生產(chǎn)及運輸環(huán)節(jié)中極大的浪費能源，而我國是產(chǎn)業(yè)大國，可想而知，其導致的浪費是多么的巨大。目前，我國人造板加工企業(yè)的熱壓設備最大幅面大部分為2.44mXl.22m，因此加工長度大于2.44m的重組材必須得采用冷壓工藝，不僅占用較大生產(chǎn)場地和勞動力，還效率低下。因此，開發(fā)長度大于2.44m的竹束單板層積材對我國目前人造板企業(yè)的技術升級
具有重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種整張化竹束單板的制作方法，該方法制作的整張化竹束單板可由竹材全材制作且密度均勻。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設計方案:一種整張化竹束單板的制作方法，其方法步驟如下:I)選取0.50-20m長的竹材，通過冷水、熱水或熱蒸汽處理，使竹材含水率達到30-60% ；2)制取束狀纖維單元:將上述預處理后的竹材按順紋方向送入帚化碾壓設備，該設備對輸入的竹材進行帚化、捶打和碾壓工序處理，經(jīng)若干周期后分絲制得均勻規(guī)格的束狀纖維，且是輸出按順紋方向緊密排列整齊的束狀纖維單元；3)將束狀纖維單元進行縫制或粘接以使同排的束狀纖維連接在一起，制作出竹束單板；4)將一組密度均勻且同厚度的竹束單板通過對接、搭接和斜接拼接在一起，制作出長度不小于2.44m的整張化竹束單板。所述整張化竹束單板的制作方法中，所述步驟I中選取的竹材標準是:直徑小于或等于3cm的小竹徑竹桿，選用全材；直徑大于3cm的大竹徑竹桿，剖分并去除內外竹節(jié)。所述整張化竹束單板的制作方法中，所述步驟2中，制得的均勻規(guī)格的束狀纖維是經(jīng)沿竹桿纖維方向強度保持、纖維橫向強度降低處理，同時或附加經(jīng)雜細胞去除處理。所述整張化竹束單板的制作方法中，所述步驟3中是在束狀纖維單元上縫制線或鋪置膠線；該縫制線或鋪置膠線的軌跡為若干排間隔并行的直線；或為一條以上并行的連續(xù)Z字形彎折線，Z字形軌跡線與束狀纖維單元中軸線夾角a為30° -150° ;亦或為一條以上并行的連續(xù)S型曲線。所述整張化竹束單板的制作方法中，所述步驟4中，相鄰層端接處距離不小于90mmo本發(fā)明的另一目的是提供一種超長竹束單板層積材的制作方法，其可以克服現(xiàn)有技術的不足，實現(xiàn)人造板技術的進一步升級。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設計方案:一種超長竹束單板層積材的制作方法，其方法步驟如下:I)將一組由上述制得的整張化竹束單板疊加組坯；2)組坯后經(jīng)由輥筒進料臺送入冷壓機中預壓成初始厚度；3)再繼續(xù)送入熱壓機間歇熱壓，得到最終厚度的超長竹束單板層積材板?；?一種超長竹束單板層積材的制作方法，其方法步驟如下:I)分別將若干由上述所制得的整張化竹束單板疊加組成一個單元坯，再將一組單元坯連續(xù)組坯；2)組坯后經(jīng)由輥筒進料臺送入冷壓機中預壓成初始厚度；3)再繼續(xù)送入熱壓機間歇熱壓，得到最終厚度的超長竹束單板層積材板。所述超長竹束單板層積材的制作方法中，將繼前序方法完成后得到的超長竹束單板層積材再經(jīng)裁切工序至規(guī)范長度。所述超長竹束單板層積材的制作方法中，在熱壓機熱壓時，若使用的膠黏劑為酚醛樹脂，熱壓時間為0.5-2min/mm，熱壓溫度為120-180°C，熱壓壓力為0.5-9MPa ;如果膠黏劑為異氰酸酯，熱壓時間為0.5-1.2min/mm,熱壓溫度為8O-13OO，熱壓壓力為 0.5-9MPa0本發(fā)明方法制作的竹束單板層積材，使用竹桿(大徑竹剖分，小徑竹直接利用)直接帚化碾壓制作其上還有竹青和竹黃的竹纖維束，通過包括特殊的竹束單板整張化、間歇熱壓、連續(xù)接長成型技術制成性能優(yōu)良的連續(xù)長得層積材，使得大量現(xiàn)有技術中不能充分利用的小徑竹得以利用，且使得熱壓設備簡單、加工更加簡便、生產(chǎn)效率更高，制得的層積材密度更低、強度更高、長度連續(xù)。本發(fā)明的優(yōu)點是:1.用本發(fā)明方法制作的整張化竹束單板密度均勻、厚度相同，不僅可以進一步制作竹束單板層積材，還可方便與其它單板(例如木單板等)的再合成加工利用，因而可得到更多樣化的產(chǎn)品，滿足建筑行業(yè)的不同需求。2.本發(fā)明方法制作的整張化竹束單板方便進一步的間歇熱壓、連續(xù)接長成型技術的施展，能夠制成性能優(yōu)良的連續(xù)長的層積材，使得大量現(xiàn)有技術中不能充分利用的小徑竹也得以利用，且使得熱壓設備簡單、加工更加簡便、生產(chǎn)效率更高。3.用本發(fā)明方法制作的超長竹束單板層積材，由于各層竹束單板層的材料密度及結構強度均一致或接近，使得整體產(chǎn)品的的材料密度及結構強度均一致或接近，因而在可以滿足國家標準的前提下，能較大幅度的節(jié)約原材料，且會帶來運輸?shù)纫幌盗械姆e極連鎖效應；4.本發(fā)明方法中，可以保留原材料竹材中的竹青和竹黃，避免了現(xiàn)有技術中去除竹青和竹黃所造成的竹材耗費及因此而造成的人力物力的浪費；即可充分利用各種竹材，且使得后續(xù)加工成品材更方便快捷。


圖1為本發(fā)明方法制取的束狀纖維單元的結構示意圖。圖2為本發(fā)明對束狀纖維單元縫制或粘接的一實施例示意圖。圖3為本發(fā)明對束狀纖維單元縫制或粘接的另一實施例示意圖。圖4為本發(fā)明對束狀纖維單元縫制或粘接又一實施例示意圖。圖5為本發(fā)明對束狀纖維單元縫制或粘接再一實施例示意圖。圖6為本發(fā)明制作超長竹束單板層積材的示意圖。圖7為本發(fā)明方法中兩個竹束單板拼接后端接距離W的示意圖。下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
具體實施例方式本發(fā)明制作整張化竹束單板的具體步驟是:1)原材料選取及預處理；2)制取束狀纖維單元；3)竹束單板的制作；4)完成整張化竹束單板的制作。本發(fā)明制作超長竹束單板層積材的具體方法步驟是:I)將一組整張化竹束單板疊加組坯；2)冷壓；3)熱壓?；蚴?1)將若干整張化竹束單板疊加連續(xù)疊加組成一個單元坯，再將一組單元坯連續(xù)組坯；2)冷壓；3)熱壓。熱壓后得到的超長竹束單板層積材可進一步裁切至預先設定的所需要的長度所述原材料選取及預處理:是選取0.50-20m長的竹材，經(jīng)過冷水、熱水或熱蒸汽處理，使竹材含水率達到30-60%。所述制取束狀纖維單元:是將上述預處理后的竹材按順紋方向送入帚化碾壓設備，該設備對輸入的竹材進行帚化、捶打和碾壓工序處理，經(jīng)若干周期后分絲制得均勻規(guī)格的束狀纖維，且是輸出按順紋方向緊密排列整齊的束狀纖維單元。在該步驟中，使用的帚化碾壓設備(參見圖1、圖2)，本申請人已在2012年10月25日向中國國家知識產(chǎn)權局遞交了專利申請(專利申請?zhí)?201210413865.1 ;名稱為:“一種竹材帚化碾壓設備”)，在該申請中，公開了該竹材帚化碾壓設備的構成及工作原理，故此不再詳細介紹，該設備中包含有帚化機構、碾壓機構、捶打機構和可將待加工竹材傳遞輸送而橫穿帚化、碾壓和捶打作業(yè)區(qū)域的傳輸機構，故可以將輸入的去節(jié)后的竹材桿莖進行帚化、捶打和碾壓，可實現(xiàn)橫向強度降低、縱向強度保留的竹纖維束的制取，同時對去除了竹節(jié)后的竹桿又進一步的去除了雜細胞，能解決竹青和竹黃不易膠合的弊病，可提高終極產(chǎn)品竹材人造板的力學強度和膠合強度。故經(jīng)該竹材帚化碾壓設備制得的竹纖維束可以得到沿竹桿纖維方向強度保持、纖維橫向強度降低處理及雜細胞的去除處理。借助該設備，使本發(fā)明的選材更加寬泛，對于直徑小于或等于3cm的小竹徑竹桿，可選用全材為帚化碾壓設備分絲加工的原材，直接送入帚化碾壓設備的帚化單元。對于直徑大于3cm的大竹徑竹桿，可剖分并去除內外竹節(jié)后送入帚化碾壓設備分絲加工竹纖維束；兩者均按順紋方向送入帚化碾壓設備。送入設備的竹材沿竹桿纖維方向分別的帚化、捶打和碾壓等分單元，經(jīng)過多次周期帚化碾壓工序，達到竹纖維束I直徑為0.10-2.5_分布(按相互順紋方向緊密的排列整齊，纖維化竹束寬度達到原始竹桿弧長的3-7倍)，即得到合格的竹纖維束單元10，參見圖1所示。所述竹束單板的制作:進一步，將竹纖維束按順紋方向(即各層竹纖維束按平行于竹纖維束的紋理方向)采用縫合或鋪置膠線的方法組拼，以成整張化的竹束單板，具體縫合或鋪置膠線的軌跡可以是若干排間隔并行的直線2 (如圖2所示)，各直線2軌跡覆蓋所有排平行排列的竹纖維束1，且相鄰間隔的兩直線軌跡的間隔L不大于1.3m?；蚩p合或鋪置膠線的軌跡為一條以上并行連續(xù)的Z字形彎折線3，如圖3所示，該實施例中為一條Z字形彎折線，每個Z字單元的軌跡線應覆蓋所有排平行排列的竹纖維束；所述的Z字形彎折線與竹束單板中軸線夾角a為30° -150°?？p合或鋪置膠線的軌跡為多條并行連續(xù)的Z字形彎折線3的實例示意可參見圖4 ;或縫合或鋪置膠線的軌跡還可以是一條以上并行的連續(xù)S型曲線，且并行的軌跡線應覆蓋所有排平行排列的竹纖維束，這些軌跡線應能保證所有排平行排列的竹纖維束都互相粘連或縫連在一起(在不大于1.3m的間隔長度內)，參見圖5，為兩條并行的連續(xù)S型曲線。通過上述的縫制和粘接完成了竹束單板的制作。將上述的竹束單板進一步干燥，使得竹纖維束氣干至含水率8_15%。再對上述的竹纖維束板進行施膠:若使用的膠黏劑為酚醛樹脂，采用浸膠施膠方法，酚醛樹脂的固含量為竹纖維束板原料絕干重量的5-30%，酚醛樹脂膠黏劑的固含量為5-25%之間，采用常溫浸膠，浸膠時間為3-15min，取出懸干至膠黏劑不滴落為止。若使用的膠黏劑為異氰酸酯，采用噴霧施膠方法，異氰酸酯的固含量為竹纖維束原料絕干重量的3-18%，采用噴涂工藝均勻施膠在竹纖維束板的兩面?？梢赃M行二次干燥:將上述施過膠的竹纖維束板再進行二次干燥，達到表層含水率 20-40%。在若干上述已施膠的竹束單板端接拼接，各相鄰的竹束單板互對接、搭接和斜接拼接，相接端接觸距離應不小于90mm (任何的兩個端接距離W不小于90mm ;端接包含相鄰層端接距離和非相鄰層端接距離；參見圖7，a為上層竹束單板的端接點，b為中間層即相鄰層竹束單板的端接點，c為下層即非相鄰層竹束單板的端接點);進一步進行室溫預壓，壓力為0.5-15MPa，保持3_15min ;將預壓成型的竹束單板干燥至含水率8_15%。完成了整張化竹束單板的制作。本發(fā)明超長竹束單板層積材采用間歇熱壓連續(xù)接長技術方法加工；為實現(xiàn)該方法，本發(fā)明設計了不同于現(xiàn)有技術的生產(chǎn)加工線，參見圖6所示，將冷壓機300與熱壓機400前后接續(xù)布置，在冷壓機300前且是緊隨竹束單板的組坯臺100后設有一個輥筒進料臺200，在熱壓機400后設輥筒運輸臺500。該間歇熱壓連續(xù)接長方法過程是:將一組竹束單板層相互疊加組坯后經(jīng)輥筒進料臺200先送入冷壓機300內預壓成初始厚度，再繼續(xù)送入熱壓機400內熱壓后得到最終厚度的超長竹束單板層積材板；或是將若干整張化竹束單板疊加連續(xù)疊加組成一個單元坯，再將一組單元坯連續(xù)組坯后經(jīng)輥筒進料臺200先送入冷壓機300內預壓成初始厚度，再繼續(xù)送入熱壓機400內熱壓后得到最終厚度的超長竹束單板層積材板；由熱壓機400送出的成品后超長竹束單板層積材板經(jīng)輥筒運輸臺500傳輸后，再經(jīng)裁切工序(目的:將連續(xù)的超長竹束單板層積材裁切至一定長度)，到達落入點，堆積為超長竹束單板層積材板垛600。其中，在熱壓機400內熱壓時采用熱進熱出、熱壓固化成型。如果使用的膠黏劑為酚醛樹脂，熱壓時間為0.5-2min/mm，熱壓溫度120_180°C，熱壓壓力0.5_9MPa ;如果膠黏劑為異氰酸酯，熱壓時間為0.5-1.2min/mm,熱壓溫度為80_130°C，熱壓壓力為0.5_9MPa。10-500mm長度單位重疊進料。上述各實施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含應視為例示性，而非用以限制本發(fā)明申請專利的保護范圍。
權利要求
1.一種整張化竹束單板的制作方法，其特征在于方法步驟如下: 1)選取0.50-20m長的竹材，通過冷水、熱水或熱蒸汽處理，使竹材含水率達到30-60% ； 2)制取束狀纖維單元:將上述預處理后的竹材按順紋方向送入帚化碾壓設備，該設備對輸入的竹材進行帚化、捶打和碾壓工序處理，經(jīng)若干周期后分絲制得均勻規(guī)格的束狀纖維，且是輸出按順紋方向緊密排列整齊的束狀纖維單元； 3)將束狀纖維單元進行縫制或粘接以使同排的束狀纖維連接在一起，制作出竹束單板； 4)將一組密度均勻且同厚度的竹束單板通過對接、搭接和斜接拼接在一起，制作出長度不小于2.44m的整張化竹束單板。
2.根據(jù)權利要求1所述的整張化竹束單板的制作方法，其特征在于:所述步驟I中選取的竹材標準是:直徑小于或等于3cm的小竹徑竹桿，選用全材；直徑大于3cm的大竹徑竹桿，剖分并去除內外竹節(jié)。
3.根據(jù)權利要求1所述的整張化竹束單板的制作方法，其特征在于:所述步驟2中，制得的均勻規(guī)格的束狀纖維是經(jīng)沿竹桿纖維方向強度保持、纖維橫向強度降低處理，同時或附加經(jīng)雜細胞去除處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的整張化竹束單板的制作方法，其特征在于:所述步驟3中是在束狀纖維單元上縫制線或鋪置膠線；該縫制線或鋪置膠線的軌跡為若干排間隔并行的直線；或為一條以上并行的連續(xù)Z字形彎折線，Z字形軌跡線與束狀纖維單元中軸線夾角a為30° -150° ;亦或為一條以上并行的連續(xù)S型曲線。
5.根據(jù)權利要求1所述的整張化竹束單板的制作方法，其特征在于:所述步驟4中，相鄰層端接處距離不小于90mm。
6.一種超長竹束單板層積材的制作方法，其特征在于方法步驟如下: 1)將一組由權利要求1所制得的整張化竹束單板疊加組坯； 2)組坯后經(jīng)由輥筒進料臺送入冷壓機中預壓成初始厚度； 3)再繼續(xù)送入熱壓機間歇熱壓，得到最終厚度的超長竹束單板層積材板。
7.一種超長竹束單板層積材的制作方法，其特征在于方法步驟如下: 1)分別將若干由權利要求1所制得的整張化竹束單板疊加組成一個單元坯，再將一組單元坯連續(xù)組坯； 2)組坯后經(jīng)由輥筒進料臺送入冷壓機中預壓成初始厚度； 3)再繼續(xù)送入熱壓機間歇熱壓，得到最終厚度的超長竹束單板層積材板。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的超長竹束單板層積材的制作方法，其特征在于:再經(jīng)裁切工序至規(guī)范的長度。
9.根據(jù)權利要求6或7所述的超長竹束單板層積材的制作方法，其特征在于:在熱壓機熱壓時，若使用的膠黏劑為酚醛樹脂，熱壓時間為0.5-2min/mm，熱壓溫度為120-180°C，熱壓壓力為0.5-9MPa ;如果膠黏劑為異氰酸酯，熱壓時間為0.5-1.2min/mm,熱壓溫度為8O-13OO，熱壓壓力為 0.5-9MPa0
全文摘要
一種整張化竹束單板和超長竹束單板層積材的制作方法，具體是原材料選取及預處理；將竹材按順紋方向送入帚化碾壓設備，該設備對輸入的竹材進行帚化、捶打和碾壓工序處理，經(jīng)若干周期后分絲制得均勻規(guī)格的束狀纖維，且是輸出按順紋方向緊密排列整齊的束狀纖維單元；將束狀纖維單元進行縫制或粘接以使同排的束狀纖維連接在一起，制作出竹束單板；完成整張化竹束單板的制作；將若干整張化竹束單板疊加組坯；冷壓及熱壓處理制成最終產(chǎn)品。用其制作的整張化竹束單板和超長竹束單板層積材密度均勻，在滿足國家標準的前提下能較大幅度的節(jié)約原材料，可保留原竹材中的竹青和竹黃，避免了現(xiàn)有技術中去除竹青和竹黃所造成的竹材耗費及人力物力的浪費。
文檔編號B27D1/10GK103144153SQ20131008050
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權日2013年3月13日
發(fā)明者程海濤, 王戈, 江澤慧, 林利民 申請人:國際竹藤中心