專(zhuān)利名稱(chēng)：弧形竹材原態(tài)重組材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種弧形竹材原態(tài)重組材料及其制造方法，屬于材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界第一竹子資源大國(guó)。竹子具有生長(zhǎng)迅速、輪伐期短等特點(diǎn)，將空心竹材加工成可替代木材的復(fù)合材料，可有效緩解我國(guó)木材供需矛盾?，F(xiàn)有竹材重組技術(shù)主要有(1)竹方重組技術(shù)將空心竹材劈裂成弧形竹坯，再將竹坯加工成一定規(guī)格的竹方條，把竹方條膠合到一起，組成竹板材或竹方材。缺點(diǎn)和不足將弧形竹坯切削成方條，導(dǎo)致大量原料的浪費(fèi)，一般毛竹利用率不足30％。
(2)碎竹重組技術(shù)將整竹壓碎后進(jìn)行重組膠合到一起，形成竹板材或竹方材。缺點(diǎn)和不足1)天然竹材的紋理遭到不同程度破壞；2)竹板材或竹方材內(nèi)部容易形成微小空隙，影響斷面質(zhì)量。
(3)小徑竹重組技術(shù)將小徑竹竹材揉磋成竹束，重組膠合到一起，形成竹板材或竹方材。缺點(diǎn)和不足破壞了天然竹材的宏觀結(jié)構(gòu)，失去了竹材的“原態(tài)”，表面質(zhì)量欠佳，無(wú)法替代較高檔次實(shí)木。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種弧形竹材原態(tài)重組材料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述弧形竹材原態(tài)重組材料的制造方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案弧形竹材原態(tài)重組材料，由竹青面和竹黃面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加壓粘接而成，弧形竹板的內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等。
弧形竹材原態(tài)重組材料，由竹青面和竹黃面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加壓粘接制成板材，再將數(shù)層板材表面加工平整后同向疊放，加壓粘接形成具有不同厚度的板材或方材，弧形竹板的內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等。
所述弧形竹板的一端或雙端銑削成指形榫，通過(guò)指接方式可使竹板延長(zhǎng)到所需要的任意長(zhǎng)度。
所述加壓粘接為熱壓粘接或者冷壓粘接。
弧形竹材原態(tài)重組材的制造方法，包括下述步驟(1)將毛竹鋸切成長(zhǎng)度為500～3000mm的竹段，將竹段劈裂成寬度為20～60mm的弧形竹片毛坯；(2)將弧形竹片毛坯的竹青面和竹黃面銑削去除內(nèi)外竹節(jié)，加工成弧度為內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等的表面光滑的光毛坯，內(nèi)、外弧所對(duì)應(yīng)的扇形夾角范圍為30～120°；(3)將光毛坯一端或雙端銑削成指形榫，指接組坯；(4)將光毛坯竹青面、竹黃面及指榫結(jié)合面涂膠，然后以弧形的相同朝向依次疊合組坯；組坯時(shí)可將不同指接光毛坯的接縫交錯(cuò)排放；(5)將涂膠后的弧形竹片組坯進(jìn)行垂直和側(cè)向同時(shí)加壓固定自然固化(冷壓法)，或送入熱壓機(jī)垂直和側(cè)向同時(shí)加壓固化(熱壓法)，形成重組竹材；(6)對(duì)重組竹材邊緣和表面進(jìn)行處理，鋸切成一定規(guī)格的板材；(7)可將數(shù)層板材表面加工平整后同向疊放，加壓粘接形成具有不同厚度的板材或方材。
步驟(6)所述的對(duì)重組竹材邊緣和表面進(jìn)行處理，通常是對(duì)邊緣進(jìn)行修整、表面進(jìn)行刨光或砂光處理。
本發(fā)明使用的膠粘劑可采用UF(脲醛樹(shù)脂膠)、PF(酚醛樹(shù)脂膠)、MDI(異氰酸酯膠)或其他本領(lǐng)域常用的膠粘劑。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于最大限度地保持了竹材的原生形態(tài)，提高了利用率。自然竹材是管狀，可將竹筒內(nèi)壁和外壁看作同心的2個(gè)圓環(huán)(注實(shí)際自然形成的竹筒并非都是標(biāo)準(zhǔn)圓形，多數(shù)近似圓形)，因此竹坯內(nèi)外弧的半徑不等，要想實(shí)現(xiàn)多個(gè)竹片連續(xù)吻合疊放，必須將竹坯加工成內(nèi)外等弧，這是本發(fā)明的關(guān)鍵之一。重組竹材的加工設(shè)備與本領(lǐng)域的細(xì)木工板材、膠合板材等的加工設(shè)備基本相同，并非本發(fā)明重點(diǎn)，故不需要冗述。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明針對(duì)竹材具有中空、錐形、竹青竹黃竹節(jié)物理力學(xué)性能差異大等特點(diǎn)，將圓形空心竹材加工成弧形竹坯，保持竹材天然結(jié)構(gòu)，進(jìn)行原態(tài)竹坯重組，研制出高強(qiáng)度的重組竹材料?；⌒沃癫脑瓚B(tài)重組材可替代珍貴木材及各種人造板材。提高竹材資源的利用率，節(jié)省林木資源。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，并非對(duì)本發(fā)明的限制，凡是依照本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容所進(jìn)行的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖2為將毛竹剖開(kāi)形成弧形竹片毛坯示意圖，即破竹工序。
圖3為銑削去除內(nèi)外竹節(jié)后表面光滑的光毛坯示意圖，即銑光工序。
圖4為把內(nèi)外弧度不等的自然竹坯加工成內(nèi)外弧度相等的標(biāo)準(zhǔn)竹坯示意圖。
圖5為將光毛坯的一端或雙端銑切成指形榫，即銑指榫工序。
圖6為光毛坯竹青面和竹黃面涂膠，以弧形的相同朝向依次并排組坯示意圖。
圖7為板坯加壓方向示意圖。
圖8為加壓粘接后的重組板材示意圖。
圖9為將多層板材加壓膠結(jié)后形成的重組方材示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參照?qǐng)D1-圖9所示，根據(jù)竹材胸徑不同，將竹材劈裂成一定規(guī)格的弧形竹坯，經(jīng)過(guò)銑削去除內(nèi)外竹節(jié)，加工成規(guī)格一致的表面光滑的“標(biāo)準(zhǔn)弧形”竹片毛坯，一端或雙短銑指榫。再進(jìn)行弧形吻合疊加膠合成板材，或二次重組形成方材。具體步驟如下(1)根據(jù)竹材的直徑、錐度、壁厚和直度不同，將毛竹鋸切成長(zhǎng)度為500～3000mm的標(biāo)準(zhǔn)段。利用竹材破竹機(jī)將圓竹劈裂成弧形毛坯。
規(guī)格長(zhǎng)度500～3000mm寬度20～60mm厚度竹材自然壁厚(2)將弧形竹片毛坯的竹青面和竹黃面銑削去除內(nèi)外竹節(jié)，加工成內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等的光毛坯，內(nèi)、外弧所對(duì)應(yīng)的扇形夾角范圍為30～120°。
該步驟參見(jiàn)圖4，自然狀態(tài)下弧形竹片毛坯的外弧半徑R1大于內(nèi)弧半徑R2，經(jīng)過(guò)銑削加工后，將內(nèi)弧半徑R1加工成R內(nèi)，將外弧半徑均加工成R外，使新的內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等，即R內(nèi)＝R外，削去剖面所示部位，形成標(biāo)準(zhǔn)弧形光毛坯。
(3)將光毛坯的一端或雙端銑切成指形榫，可實(shí)現(xiàn)無(wú)限長(zhǎng)度的指接組坯。
(4)將帶有指形榫的光毛坯竹青、竹黃面及指榫結(jié)合面涂膠，然后依次疊合組坯。組坯時(shí)可將不同指接光毛坯的接縫交錯(cuò)排放；可以采用酚醛樹(shù)脂、密胺樹(shù)脂、尿素樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂或者其他用于人造板生產(chǎn)的膠粘劑。
(5)熱壓或冷壓成型將涂膠后的弧形竹片組坯進(jìn)行垂直和側(cè)向同時(shí)加壓固定自然固化(冷壓法)，或送入熱壓機(jī)垂直和側(cè)向同時(shí)加壓快速固化(熱壓法)，形成重組竹材。
1)冷壓工藝參數(shù)工作溫度室溫；垂直單位壓力1.5～2.0Mpa；側(cè)向單位壓力0.5～4.0Mpa；(“側(cè)向加壓a”大于“側(cè)向加壓b”)加壓時(shí)間12～36h；實(shí)現(xiàn)方式夾具固定。
2)熱壓工藝參數(shù)工作溫度140～220℃；垂直單位壓力0.5～2.0Mpa；側(cè)向單位壓力0.5～4.0Mpa；(“側(cè)向加壓a”大于“側(cè)向加壓b”)加壓時(shí)間3～3min；實(shí)現(xiàn)方式對(duì)于板材，采用實(shí)木地板生產(chǎn)線所用平面熱壓機(jī)或?qū)Ｓ酶哳l熱壓機(jī)；對(duì)于較長(zhǎng)(3000mm以上)的方形重組材，采用連續(xù)高頻熱壓機(jī)，便于內(nèi)部加熱，快速固化。
(6)對(duì)成型的重組板材的邊緣進(jìn)行修整、表面進(jìn)行刨光處理，并根據(jù)需要鋸切成一定規(guī)格的板材或方材。
(7)根據(jù)所制造重組材的具體用途不同，還可對(duì)板材再次重組，將板材涂膠后疊置加壓加熱，制造出弧形竹材原態(tài)重組方材。
權(quán)利要求
1.弧形竹材原態(tài)重組材料，由內(nèi)外表面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加壓粘接而成，弧形竹板的內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等。
2.弧形竹材原態(tài)重組材料，由內(nèi)外表面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加壓粘接制成板材，可將數(shù)層板材疊放，加壓粘接形成具有不同厚度的板材或方材，弧形竹板的內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的弧形竹材原態(tài)重組材料，其特征在于所述弧形竹板的一端或雙端銑削成指形榫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的弧形竹材原態(tài)重組材料，其特征在于所述加壓粘接為熱壓粘接或冷壓粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的弧形竹材原態(tài)重組材料，其特征在于所述粘接用的膠粘劑為UF、PF、MDI或其他本領(lǐng)域常用的膠粘劑。
6.弧形竹材原態(tài)重組材料的制造方法，包括下述步驟(1)將毛竹鋸切成長(zhǎng)度為500～3000mm的竹段，將竹段劈裂成寬度為20～60mm的弧形竹片毛坯；(2)將弧形竹片毛坯的竹青面和竹黃面銑削去除內(nèi)外竹節(jié)，加工成弧度為加工成內(nèi)弧半徑與外弧半徑相等的表面光滑的光毛坯，內(nèi)、外弧所對(duì)應(yīng)的扇形夾角范圍為30～120°；(3)將光毛坯一端或雙端銑削成指形榫，指接組坯；(4)將光毛坯竹青面、竹黃面及指榫結(jié)合面涂膠，然后以弧形的相同朝向依次疊合組坯；(5)將涂膠后的弧形竹片組坯進(jìn)行垂直和側(cè)向同時(shí)加壓固定自然固化，或送入熱壓機(jī)垂直和側(cè)向同時(shí)加壓固化，形成重組竹材；(6)對(duì)重組竹材邊緣和表面進(jìn)行處理，鋸切成一定規(guī)格的板材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弧形竹材原態(tài)重組材料的制造方法，其特征在于還包括下述步驟(7)將數(shù)層板材表面加工平整后疊放，加壓粘接形成具有不同厚度的板材或方材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的弧形竹材原態(tài)重組材料的制造方法，其特征在于所述疊放為同向疊放。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弧形竹材原態(tài)重組材料的制造方法，其特征在于所述(6)對(duì)重組竹材邊緣和表面進(jìn)行處理是指對(duì)邊緣進(jìn)行修整、表面進(jìn)行刨光或砂光處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的弧形竹材原態(tài)重組材的制造方法，其特征在于所使用的膠粘劑為UF、PF、MDI或其他本領(lǐng)域常用的膠粘劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種弧形竹材原態(tài)重組材料及其制造方法，屬于材料領(lǐng)域?；⌒沃癫脑瓚B(tài)重組材料，由內(nèi)外表面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加壓粘接而成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明針對(duì)竹材具有中空、錐形、竹青竹黃竹節(jié)物理力學(xué)性能差異大等特點(diǎn)，將圓形空心竹材加工成弧形竹坯，保持竹材天然結(jié)構(gòu)，進(jìn)行原態(tài)竹坯重組，制造出高強(qiáng)度的重組竹材料?；⌒沃癫脑瓚B(tài)重組材料可替代珍貴木材及各種人造板材。提高竹材資源的利用率，節(jié)省林木資源。
文檔編號(hào)B27M1/00GK1970254SQ20061011435
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月7日
發(fā)明者費(fèi)本華, 傅萬(wàn)四 申請(qǐng)人:國(guó)家林業(yè)局北京林業(yè)機(jī)械研究所