專利名稱：竹重組型材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造型材及其制造方法，尤其是涉及一種竹重組型材 及其制造方法。
背景技術(shù)：
竹重組材通常是將竹材截?cái)?、剖分、制絲或分層制篾、干燥、浸膠、 竹篾或竹絲全縱向組坯、熱壓后而制成的一種密度大、強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)用材， 近年來得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中，存在將竹材加工成竹絲，然后經(jīng)過干燥、浸膠、裝模、 再經(jīng)高壓壓制和固化后制成型材的技術(shù)。然而，這樣的技術(shù)需要將竹材加 工成竹絲，因此加工復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。現(xiàn)有技術(shù)中，也存在將竹篾干燥、浸膠、裝模、再經(jīng)高壓壓制和固化 后制成型材的技術(shù)。然而，由于竹篾厚度和寬度尺寸較大，竹篾剛度高， 組坯時(shí)竹篾不可避免相互搭橋，致使壓合時(shí)竹篾不能充分接觸和軟化，所 以產(chǎn)品密度不均，表面粗糙。無論利用竹絲還是竹篾制成型材的現(xiàn)有技術(shù)，竹材及其制成的型材都 沒有經(jīng)過處理而改性。眾所周知，竹材與木材一樣，屬于多孔生物質(zhì)材料， 自身具有干縮濕脹的特點(diǎn)，當(dāng)溫度和相對(duì)濕度發(fā)生變化時(shí)，竹重組型材的 尺寸也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。尤其是，當(dāng)將竹重組型材用于溫度和濕度劇烈 變化以及紫外線照射的室外環(huán)境下時(shí)，未經(jīng)改性處理的竹重組型材(例如 竹重組材家具和重組材地板)的尺寸穩(wěn)定性很差，在短期內(nèi)就會(huì)發(fā)生開裂、 變形、開膠等缺陷。另一方面，竹材比木材含有更多的營養(yǎng)物質(zhì)，在室外 極易受腐朽菌和霉菌侵蝕，生物耐久性也很差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題之一。為此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種竹重組型材， 該竹重組型材具有吸水率低、尺寸穩(wěn)定性高、生物耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，特別 適用于室外場(chǎng)合。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材由浸膠的竹篾組成，其中竹篾經(jīng)過熱 處理而發(fā)生改性、所述竹篾分別形成有在其厚度方向上貫穿的多條縫隙， 且所述縫隙的長度方向與所述竹篾的纖維長度方向 一致。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材還具有如下附加技術(shù)特征 在竹重組型材的橫截面上所述竹篾無層次且沿纖維長度方向平行地 排列。所述竹篾的改性包括竹篾中的至少一部分半纖維素?zé)峤?。所述竹?組型材中絕干竹篾與膠的干重量比為5~10: 100。所述竹篾的厚度為1. 0毫米_ 4. 5毫米。所述膠為水溶性樹脂。水溶 性樹脂為酚醛樹脂、間苯二酚改性或三聚氰胺改性酚醛樹脂。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種竹重組型材的制造方法，其工序簡 單、能夠制造出吸水率低、尺寸穩(wěn)定性高、生物耐久性好的竹重組型材。根據(jù)本發(fā)明另一方面的竹重組型材的制造方法包括以下步驟將竹材 加工成竹篾；對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理，以便在竹篾上形成在厚度方向上貫穿 的多條縫隙，其中所述縫隙的縱向方向與竹篾的纖維長度方向一致；對(duì)加 縫處理后的竹篾進(jìn)行熱處理以便竹篾發(fā)生改性；對(duì)熱處理后的竹篾進(jìn)行浸 膠和干燥；和將浸膠和干燥后的竹篾裝入模具內(nèi)進(jìn)行冷壓而后烘干至膠固 化或進(jìn)行熱壓固化，從而制成竹重組型材。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法還具有如下附加技術(shù)特征所述竹篾無層次且沿纖維長度方向平行地裝入模具內(nèi)。所述熱壓固化 在120。C-15(TC的溫度范圍內(nèi)和7MPa-9MPa的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。所述冷壓在45MPa-70MPa的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行且冷壓后烘干固化在 IO(TC - 140。C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。所述熱處理包括將竹篾干燥至絕干；使干燥至絕干的竹篾中的至少 一部分半纖維素?zé)峤?；和冷卻半纖維素?zé)峤夂蟮闹耋Ｋ鰺崽幚磉M(jìn)一步包括利用飽和蒸汽調(diào)節(jié)冷卻后竹篾的含水率。將竹篾干燥至絕干在100°C-13(TC的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，使竹篾中的至少一部分半纖維素?zé)峤庠?50°C -22(TC的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，且將半纖維素 熱解熱后的竹篾冷卻至9(TC以下。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提出一種竹重組型材的制造方法，包括以下 步驟將竹材加工成竹篾；對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理，以便在竹篾上形成在厚 度方向上貫穿的多條縫隙，其中所述縫隙的縱向方向與竹篾的纖維長度方 向一致；對(duì)加縫處理后的竹篾進(jìn)行浸膠和干燥；將浸膠和干燥后的竹篾無 層次且沿纖維長度方向平行地裝入模具內(nèi)進(jìn)行冷壓而后烘干至膠固化或 進(jìn)行熱壓固化，A/v而制成竹重組型材；和對(duì)制成的竹重組型材進(jìn)行熱處理 從而使組成竹重組型材的竹篾改性。所述熱處理包括在100。C-130。C的溫度范圍內(nèi)將竹篾干燥至絕干； 在150°C -22(TC的溫度范圍內(nèi)對(duì)干燥至絕干的竹篾中的至少一部分半纖 維素?zé)峤猓粚肜w維素?zé)峤夂蟮闹耋鋮s到90。C以下并利用飽和蒸汽調(diào)節(jié) 竹篾的含水率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)之一根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材，竹篾形成有在厚度方向上貫穿的縫 隙，例如竹篾可以通過齒輥碾壓而破裂成多個(gè)小的竹片但又連接成一體， 由此增加了竹篾浸膠時(shí)的表面積，增加了浸膠量，降低了竹篾的剛度，避 免了壓合時(shí)竹篾不能充分接觸和軟化以及由此導(dǎo)致的竹重組型材密度不 均、表面粗糙的問題。此外，由于竹篾形成有縫隙，竹篾的厚度范圍可以 非常寬，例如可以為1. 0毫米-4. 5毫米，因此選材廣泛，將竹材加工成 竹篾簡單。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材，竹篾經(jīng)過高溫?zé)崽幚韽亩l(fā)生改 性。具體而言，通過高溫?zé)崽幚恚耋械拇蟛糠只驇缀跞堪肜w維素會(huì) 產(chǎn)生以熱解為主的降解，但纖維素和木素幾乎不熱解，并且還可以調(diào)節(jié)竹 篾的含水率。竹篾經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗?，由于化學(xué)成分的變化導(dǎo)致其物理力 學(xué)性質(zhì)發(fā)生永久性改變，例如，平衡含水率降低30%-50%，明顯改善干縮 濕脹性能；尺寸穩(wěn)定性提高，由于熱處理不產(chǎn)生干燥應(yīng)力，且吸水性顯著 降低，即使竹重組型材應(yīng)用于室外環(huán)境，也不容易產(chǎn)生開裂和變形；生物 耐久性提高，由于熱解了半纖維素，各種腐朽菌失去賴以生存的營養(yǎng)物質(zhì)， 從而達(dá)到防腐的目的；盡管竹重組型材的靜曲強(qiáng)度下降10%-30%，強(qiáng)度仍然很高，密度不小于1. Og/cm3;熱處理過程中沒有添加任何化學(xué)物質(zhì)，室 外使用時(shí)竹重組型材也不會(huì)污染土壤和水質(zhì)，環(huán)保性好。換言之，利用經(jīng)過高溫?zé)崽幚矶男缘闹耋瞥傻闹裰亟M型材，生物 耐久性、耐候性、尺寸穩(wěn)定性及安全性^提高，并且環(huán)保，可廣泛地應(yīng)用于 室外地板，室外家具、室外建筑、公園設(shè)施以及蒸汽浴室內(nèi)部設(shè)施等。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材，在竹重組型材的橫截面上，竹篾無 層次地排列，所謂"無層次"是指竹篾不是一層一層地排列，而是不分層 地排列，因此竹重組型材沒有明顯的層間分界，竹重組型材的質(zhì)地更加均 勻，避免了容易發(fā)生層間處裂開的問題。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材，竹篾與膠的干重量(不包括水份的 干重量)比可以達(dá)到5~10: 100,從而竹篾的結(jié)合性好，竹重組型材的密 度更加均勻。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法，由于增加了對(duì)竹篾進(jìn)行 加縫處理，因此竹篾浸膠時(shí)的表面積增大，增加了浸膠量，降低了竹篾的 剛度，更加容易壓合，所需壓力降低，制成的竹重組型材的密度更加均勻， 表面質(zhì)量好。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法，由于對(duì)竹篾進(jìn)行了高溫 熱處理，例如將竹篾干燥至絕干，使干燥至絕干的竹篾溫和熱解(即，竹 篾中的大部分或幾乎全部半纖維素?zé)峤?，而纖維素和木素幾乎不熱解)， 冷卻半纖維素?zé)峤夂蟮闹耋⑶艺{(diào)節(jié)竹篾的含水率。因此，制成的竹重組型材生物耐久性、耐候性、尺寸穩(wěn)定性及安全提高，并且環(huán)保，適用范圍 廣，特別適于室外場(chǎng)合。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法，在壓合之前也可以不對(duì) 竹篾進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，而是在將竹篾壓合成竹重組型材之后，對(duì)制成的竹 重組型材進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，同樣能夠使得竹重組型材生物耐久性、耐候性、 尺寸穩(wěn)定性提高，由此特別適用于室外場(chǎng)合。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面 的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖l是用于制造竹重組型材的竹篾的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的矩形竹重組型材的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的T形竹重組型材的橫截面視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圓形竹重組型材的橫截面視圖；圖5是將竹篾無層次地放置到模具內(nèi)進(jìn)行壓合的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例的采用熱壓固化的竹重組型材的制造方法的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明另 一 示例的采用熱壓固化的竹重組型材的制造方法 的流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明示例的采用冷壓然后烘干至膠固化的竹重組型材的 制造方法的流程圖；和圖10是根據(jù)本發(fā)明示例的其中對(duì)制成的竹重組型材進(jìn)行熱處理的竹 重組型材的制造方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其 中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似 功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本 發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。下面參考圖1-5描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材1。竹重組型材 1由圖1所示的竹篾(也可以稱為竹片)IO組成。如圖1所示，竹篾10 由竹材，例如毛竹，加工而成，竹篾10形成有在其厚度方向上貫穿的多 條縫隙10a,縫隙10a沿竹篾10的縱向方向(即竹篾的纖維長度方向)可 以連續(xù)，也可以不連續(xù)。通過形成縫隙10a，能夠增加竹篾10的表面積和 浸膠時(shí)的浸膠量，降低竹篾10的剛度，避免了壓合時(shí)竹篾10不能充分接 觸和軟化以及由此導(dǎo)致的產(chǎn)品密度不均、表面粗糙的缺陷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于在竹篾10上形成有縫隙10a,因此使用的竹篾10的厚度可以在很寬的范圍內(nèi)，例如1. 0毫米-4. 5毫米。另外，制成竹重組型材1的竹篾10經(jīng)過高溫?zé)崽幚韽亩l(fā)生改性。 具體而言，竹篾1Q首先在例如大約1Q(TC-13(TC溫度條件干燥至絕干(術(shù) 語絕干，并非是指竹篾中絕對(duì)不含水份，而是含水量非常小，從而不影響 后續(xù)的半纖維素?zé)峤?，然后在例如大約15(TC-22(TC溫度條件下竹篾中 的大部分或幾乎全部半纖維素?zé)峤?，最后冷卻半纖維素?zé)峤夂蟮闹耋?0， 在冷卻到90。C以后可以利用飽和蒸汽調(diào)節(jié)竹篾10的含水率。經(jīng)過高溫?zé)崽幚恚耋?0中的大部分半纖維素產(chǎn)生以熱解為主的降 解，而纖維素和木素幾乎不熱解，竹篾10的化學(xué)成分的變化導(dǎo)致其物理 力學(xué)性質(zhì)發(fā)生永久性改變，因此竹篾10制成的竹重組型材1具有吸水率 低、尺寸穩(wěn)定性高、生物耐久性高等優(yōu)點(diǎn)?？p隙10a的長度方向與竹篾10的纖維長度方向(即，竹重組型材1 的縱向方向) 一致，換言之，縫隙是沿著竹篾10的縱向方向貫穿其厚度 方向形成。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例，如圖5所示，竹篾10無層次且沿縱向 方向平行地放入模具2 (下模2a和上模2b )內(nèi)，由此在制成的竹重組型 材1的橫截面內(nèi)，竹篾10不分層次地排列，即，竹篾10不是一層一層地 排列，而是不分層地排列，但是纖維長度方向一致(即在縱向方向上，竹 篾10相互平行，但本發(fā)明并不限于此)，由此在閉合模具時(shí)，竹篾10之 間更容易接觸，從而竹重組型材1的質(zhì)地更加均勻，降低了開裂的可能性。竹重組型材1的竹篾10是通過浸膠后壓合在一起的，膠可以為水溶 性樹脂，例如酚醛樹脂、間苯二酚改性或三聚氰胺改性酚醛樹脂。在制成 的竹重組型材1中，竹篾10與膠的干重量比可以在5 ~ 10: 100的范圍內(nèi)。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材1，其中的竹篾10形成有縫隙， 增加了浸膠量，竹篾10又經(jīng)過熱處理而改性，因此竹重組型材密度更加 均勻，表面更加光滑，并且尺寸穩(wěn)定性好，不易開裂、變形和開膠，而且 不容易受腐朽菌和霉菌侵蝕，生物耐久性提高，環(huán)保性好，特別適用于溫 度和濕度劇烈變化以及紫外線照射(在竹重組型材的表面涂有防紫外線涂 層)的室外環(huán)境。例如，可廣泛地應(yīng)用于室外地板，室外家具(桌、椅、 凳等)、室外建筑、公園設(shè)施以及蒸汽浴室內(nèi)部設(shè)施等。下面參考圖6描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法。如圖6所示，此實(shí)施例的竹重組型材的制造方法包括以下步驟 步驟101:將毛竹加工成厚度1. 0-4. 5毫米的竹篾。 步驟102:對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理。具體地，使竹篾通過加縫機(jī)，利用 加縫機(jī)上的齒輥碾壓竹篾，從而沿竹篾的縱向(纖維長度方向)形成多條 沿厚度方向貫穿的縫隙，縫隙沿竹篾的縱向可以是連續(xù)的，也可以是不連 續(xù)的，從而增加了浸膠時(shí)的表面積和浸膠量，又可降低竹篾的剛度，便于 壓合。加縫機(jī)可以使用任何現(xiàn)有合適的加縫機(jī)。步驟103:對(duì)加縫處理后的竹篾在無氧條件下進(jìn)行高溫?zé)崽幚硪员闶?竹篾改性。具體地，將竹篾(氣干篾或濕篾)堆垛后送入密封及保溫性能好 的高溫?zé)崽幚砀G或具有加熱裝置的壓力高溫?zé)崽幚砉迌?nèi)，處理窯或罐內(nèi)充 滿作為保護(hù)氣體的蒸汽或氮?dú)?，加熱竹篾和保護(hù)氣體的熱源可以是由熱油 爐提供的熱油，也可以是高溫爐氣體或電加熱管。根據(jù)耐久性和顏色要求。 壓力高溫?zé)崽幚砀G或罐內(nèi)的壓力為大約0. 1-0. 6MPa。更具體而言，竹篾在高溫?zé)崽幚砀G或罐內(nèi)經(jīng)歷以下幾個(gè)處理階段將 竹篾干燥至絕干(溫度控制為大約IO(TC-13CTC )、使竹篾中的大部分或幾 乎全部半纖維素?zé)峤?溫度控制為大約150。C-22(TC )、冷卻半纖維素?zé)峤?后的竹篾(9(TC以下)且在冷卻后利用飽和蒸汽調(diào)節(jié)竹篾的含水率。需要說明的是，在本發(fā)明中，對(duì)竹篾的高溫?zé)崽幚碇饕康氖鞘怪耋鞯慕到猓w維素和木素幾乎不熱解，從而改善竹重組型材的干縮濕脹 性能，尺寸穩(wěn)定性提高，吸水性顯著降低，生物耐久性提高，并且防腐。步驟104:對(duì)高溫?zé)崽幚砗蟮闹耋M(jìn)行浸膠和干燥，例如將竹篾浸入 膠液內(nèi)，保持5-20分鐘，然后吊出膠池，滴去多余的膠液，置于空氣中 陳化或送入干燥窯低溫(例如溫度不高于80°C )干燥至含水率不大于20%。 膠例如為酚醛樹脂、間苯二酚改性酚醛樹脂或其它性能相似的水溶性樹脂 的膠粘劑，膠粘劑稀釋至固含量15%-30%。步驟105:將浸膠和千燥后的竹篾根據(jù)所需密度稱重后沿縱向平行地 放入下模2a內(nèi)，竹篾無層次且平行地放入下才莫2a內(nèi)，當(dāng)然，竹篾也可以 分層放入下模2a內(nèi)，將下模2a送入固定有上模2b的壓機(jī)，然后利用熱壓或冷壓壓合模具2內(nèi)的竹篾，如果采用熱壓，溫度控制為大約120-150 °C,壓力F控制為大約7-9MPa;如果采用冷壓，壓力控制為大約45-70MPa, 當(dāng)竹篾被壓至規(guī)定的尺寸后，保持壓力并且連同模具2 —起卸出壓機(jī)后送 入烘房，在溫度大約100-140。C條件下烘干至膠粘劑固化，由此制成竹重 組型材。為了釋放竹重組型材的內(nèi)應(yīng)力，可以熱堆放或常溫堆放制成的竹重組 型材，例如將熱壓固化的竹重組型材排列整齊，上面覆以重物，堆放48 小時(shí)以上再進(jìn)行后續(xù)加工。冷壓后烘房固化的竹重組型材在常溫下堆放10 天以上。當(dāng)然，還可以對(duì)制成的竹重組型材進(jìn)行其他處理，例如在表面涂 上防紫外線涂層。根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例，加縫處理后的竹篾可以進(jìn)行浸膠和干燥， 而不進(jìn)行熱處理，然后將浸膠和干燥后的竹篾通過熱壓固化或冷壓膠合成 竹重組型材，最后對(duì)制成的竹重組型材進(jìn)行熱處理，從而使組成竹重組型 材的竹篾發(fā)生改性，根據(jù)此實(shí)施例的方法與參考圖6描述的方法具有同樣 的效果。下面參考圖7-10描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的竹重組型材的制造方法的 示例。示例1圖7是根據(jù)本發(fā)明示例的采用熱壓固化的竹重組型材的制造方法的流 程圖。圖7所示的竹重組型材的制造方法包括以下步驟 步驟201:將毛竹制成竹篾。步驟202:對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理。具體地，使厚度3. 5毫米、寬度25毫米的氣干或濕竹篾通過加縫機(jī)，利用加縫機(jī)上下嚙合的齒輥對(duì)竹篾進(jìn)行 穿刺、碾壓，使竹篾沿縱向方向形成多條沿厚度方向貫穿連續(xù)和/或不連 續(xù)的縫隙，從而實(shí)現(xiàn)竹篾變軟、增加浸膠時(shí)含膠量的目的。步驟203:對(duì)竹篾進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，具體地，將竹篾扎成小捆，分層 堆垛，送入以熱油為加熱介質(zhì)、蒸汽為保護(hù)介質(zhì)的高溫?zé)崽幚砀G；然后關(guān) 閉窯門，快速升溫并向窯內(nèi)通入蒸汽；當(dāng)溫度達(dá)到大約IO(TC以后放慢升 溫速度，使竹篾干燥至絕干(步驟203a);然后升溫至大約18(TC并且保 溫3小時(shí)，從而竹篾發(fā)生改性，例如竹篾的大部分或幾乎全部半纖維素發(fā)生熱解，且纖維素和木素幾乎不熱解，而后開始降溫，降溫前期保持高溫 熱處理窯的進(jìn)汽體口和排汽口關(guān)閉，降溫后期開啟進(jìn)汽體口和排汽口加快降溫速度(步驟203b)。需要說明的是，當(dāng)高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)的溫度在大約15(TC-180。C的范圍 內(nèi)時(shí)，竹篾的半纖維素都能發(fā)生熱解，但熱解速度不同，在此示例中，溫 度快速升到18(TC并保持3小時(shí)，然后降溫，因此竹篾的半纖維素主要在 大約18(TC熱解。當(dāng)高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)的溫度降至9 (TC以下時(shí)關(guān)閉進(jìn)汽體口和排汽口 ，接 著向高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)通入飽和蒸汽并保持3小時(shí)以便調(diào)節(jié)竹篾含水率(步 驟203c);最后開啟進(jìn)汽體口和排汽口及窯門，當(dāng)高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)的溫度 溫降至5(TC以下時(shí)取出竹篾。步驟204:對(duì)熱處理后的竹篾進(jìn)行浸膠及干燥，具體地，將酚醛樹脂 膠稀釋至固含量24%，將竹篾浸入膠液內(nèi)并保持10分鐘，浸膠量為7%(樹 脂絕干重量與竹篾絕干重量之比)，浸膠后竹篾在低溫條件下(例如低于 7(TC的溫度)干燥至含水率15%。步驟205:將浸膠和干燥后的竹篾裝入模具2并熱壓，具體而言，按 照密度1. Og/cmH十算竹篾量、稱重，將竹篾沿縱向排列，厚度方向不分層 次，置于矩形模具的下模2a內(nèi)，然后送入具有上模2b的熱壓機(jī)，將模具 2 (上模2b和下模2a)閉合，壓力升至大約4. OMPa時(shí)，停止加壓，接通 高頻發(fā)生器電源，高頻電磁波加熱模具2內(nèi)的竹篾，當(dāng)溫度升至大約130 。C后，再次加壓，直至壓力升至大約8. OMPa,保壓15分鐘后分階段降壓、 排出模具內(nèi)的蒸汽，取出制成的矩形竹重組型材。竹重組型材的尺寸及物理力學(xué)性能如下長x寬x厚2500 x 600 x 200毫米密度1. 0-1. lg/cm3吸水厚度膨脹率< 1. 5%(置于25匸水中浸泡24小時(shí)后測(cè)量的結(jié)果)， 《2. 5%(置于25。C水中浸泡48小時(shí)后測(cè)量的結(jié)果) 靜曲強(qiáng)度(MOR)》10謹(jǐn)Pa 抗彎彈性模量(MOE) > 10000MPa。當(dāng)然，如上所述，為了消除竹重組型材的內(nèi)應(yīng)力，制成的竹重組型材可以進(jìn)4于如上所述的熱堆方欠。示例2圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例的采用熱壓固化的竹重組型材的制造 方法的流程圖。圖8所示竹重組型材的制造方法包括以下步驟步驟301和302分別與示例1中的步驟201和202相同，它們的詳細(xì) 描述省略。步驟303:對(duì)加縫處理后的竹篾進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，具體地，將氣干竹 篾扎成小捆，分層堆垛，推入具有電加熱裝置的壓力罐，關(guān)閉罐門，通入 飽和蒸汽，同時(shí)接通壓力罐內(nèi)電加熱管，罐內(nèi)壓力保持為0. 4MPa，溫度從 IO(TC緩慢升至13(TC,以便將竹篾烘干至絕干(步驟303a);然后快速升 溫至200。C并保溫3小時(shí)(步驟303b)，以便竹篾中的大部分或幾乎全部 半纖維素主要在20(TC熱解，且纖維素和木素幾乎不熱解，接著排除罐內(nèi) 壓力和蒸汽，通入飽和蒸汽，達(dá)到快速降溫的目的。然后自然降溫至90 。C并保持3小時(shí)以便調(diào)節(jié)竹篾含水率(步驟303c)，然后打開罐門，完成 竹篾高溫?zé)崽幚?。步驟304和305與示例1中的步驟204和205相同，它們的詳細(xì)描述 省略。示例3根據(jù)本發(fā)明示例3所述的竹重組型材的制造方法與根據(jù)示例1所述的 竹重組型材的制造方法區(qū)別在于模具的橫截面形狀為T形，其他步驟與示 例l所述的步驟相同，且竹重組型材的物理力學(xué)性能也與示例相同，這里 不再詳細(xì)贅述。示例4根據(jù)本發(fā)明示例4所述的竹重組型材的制造方法與根據(jù)示例1所述的 竹重組型材的制造方法區(qū)別在于模具2的橫截面形狀為圓形，以及在裝模 和熱壓步驟中，按照密度1. 05g/cmH十算竹篾量、稱重，竹篾沿同一方向 排列，厚度方向不分層次，置于半圓形的下模2a內(nèi)，送入具有半圓形的上模2b的熱壓機(jī)，在溫度為大約60-70。C時(shí)閉合模具2，最高壓力為7. 5MPa 同時(shí)向熱壓機(jī)通入蒸汽升溫，當(dāng)溫度升至13(TC時(shí)開始計(jì)時(shí)，如設(shè)計(jì)型材 的直徑為50毫米，最高壓力保持10分鐘后開始減低壓力至4. 5MPa，保持 15分鐘，然后通入冷水降溫，當(dāng)管道上溫度表顯示為5(TC時(shí)完全卸壓、 卸出型材。示例4的其他步驟與示例1的步驟相同，竹重組型材的物理力學(xué)性能 也與示例1中的竹重組型材相同，這里不再詳細(xì)贅述。示例5圖9是根據(jù)本發(fā)明示例的采用冷壓膠合然后烘干的竹重組型材的制造 方法的流程圖。圖9所示竹重組型材的制造方法包括以下步驟步驟401和402分別與示例1中的步驟201和202相同，它們的詳細(xì) 描述省略。步驟403:對(duì)加縫處理后的竹篾進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚渲胁襟E403a與示 例1中的步驟203a相同，在步驟403b,溫度加熱到160。C并保持3小時(shí)， 然后降溫；步驟403c與示例1中的步驟203c相同。步驟404:與示例1中的步驟2 04相同。步驟405:將浸膠和干燥后的竹篾裝入矩形模具2內(nèi)冷壓，具體地， 按照密度1. 05g/cn^計(jì)算竹篾量，稱重后沿縱向排列，厚度方向不分層次 且平行地裝入矩形下模2a內(nèi)，然后送入具有上模2b的冷壓機(jī)，分段加壓 閉合上模2b和下模2a，直至施加的壓力上升至大約68PMa，然后卸壓， 將推出模具2。步驟406:將模具2連同壓實(shí)的竹篾一起送入烘房進(jìn)行膠固化或紅外 線固化生產(chǎn)線，在大約100-13(TC溫度的條件保持至膠粘劑完全固化。 竹重組型材的尺寸及物理力學(xué)性能如下 長x寬x厚1900 x 104 x 160毫米 密度1. 0-1. lg/cm3吸水厚度膨脹率《1. 5%(置于25'C水中浸泡24小時(shí)后測(cè)量的結(jié)果)， 《2. 5%(置于25。C水中浸泡48小時(shí)后測(cè)量的結(jié)果) 靜曲強(qiáng)度(MOR)》10畫Pa抗彎彈性模量(M0E)》1000謹(jǐn)Pa。 示例6圖10是根據(jù)本示例的采用對(duì)制成的竹重組型材進(jìn)行熱處理的竹重組 型材制造方法的流程圖。圖IO所示竹重組型材的制造方法包括以下步驟步驟5Q1:將毛竹加工成竹篾步驟502:對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理。步驟504:對(duì)加縫處理后的竹篾進(jìn)行浸膠和干燥。步驟505:將經(jīng)過浸膠和干燥的未經(jīng)熱處理的竹篾裝入模具內(nèi)在溫度 大約130°C、壓力為8MPa的條件下通過熱壓固化生產(chǎn)出矩形竹重組型材。步驟503:對(duì)生產(chǎn)出的竹重組型材進(jìn)行高溫?zé)崽幚?。具體地，將竹重 組型材堆垛，送入以熱油為加熱介質(zhì)、蒸汽為保護(hù)介質(zhì)的高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)； 關(guān)閉窯門，快速升溫并向窯內(nèi)通入飽和蒸汽；溫度達(dá)到IOO'C以后放慢升 溫速度，使竹篾干燥至幾乎絕干(步驟503a);然后升溫至16(TC并保溫4 小時(shí)以便竹篾中的大部竹重組型材及其制造方法(修改2 )分或幾乎全部半 纖維素主要在200。C熱解，然后開始降溫(步驟503b)，降溫前期保持高 溫?zé)崽幚砀G的進(jìn)汽口和排汽口關(guān)閉，后期開啟進(jìn)汽口和排汽口加快降溫速 度；當(dāng)高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)的溫降至低于90'C時(shí)關(guān)閉進(jìn)汽口和排汽口，通入飽 和蒸汽并保持3小時(shí)以便調(diào)節(jié)竹篾含水率(步驟503c );最后開啟進(jìn)汽口 和排汽口和窯門，當(dāng)高溫?zé)崽幚砀G內(nèi)的溫度溫降至低于50。C后從高溫?zé)崽?理窯內(nèi)取出竹重組型材。根據(jù)示例6的竹重組型材制造方法，在制成竹重組型材之前，竹篾不 進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，而是?duì)制成的竹重組型材進(jìn)行熱處理，示例6所示的方 法與示例1-5所示的方法具有同樣的效果。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例 進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等 同限定。
權(quán)利要求
1、一種竹重組型材，其特征在于，所述竹重組型材由浸膠的竹篾組成，其中所述竹篾經(jīng)過熱處理而發(fā)生改性、所述竹篾分別形成有在其厚度方向上貫穿的多條縫隙，且縫隙的長度方向與竹篾的纖維長度方向一致。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹重組型材，其特征在于，在竹重組型材 的橫截面上所述竹篾無層次且沿纖維長度方向平行地排列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹重組型材，其特征在于，所述竹篾的改 性包括竹篾中的至少 一部分半纖維素?zé)峤狻?br> 4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹重組型材，其特征在于，所述竹重組型 材中竹篾與膠的干重量比為5~10: 100。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹重組型材，其特征在于，所述竹篾的厚 度為1. 0毫米-4. 5毫米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹重組型材，其特征在于，所述膠為水溶 性樹脂。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹重組型材，其特征在于，所述水溶性樹 脂為酚醛樹脂、間苯二酚改性或三聚氰胺改性酚醛樹脂。
8、 一種竹重組型材的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 將竹材加工成竹篾；對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理，以便在竹篾上形成在厚度方向上貫穿的多條縫 隙，其中所述縫隙的縱向方向與竹篾的纖維長度方向 一 致； 對(duì)加縫處理后的竹篾進(jìn)行熱處理以便竹篾發(fā)生改性； 對(duì)熱處理后的竹篾進(jìn)行浸膠和干燥；和將浸膠和干燥后的竹篾裝入模具內(nèi)進(jìn)行冷壓而后烘干至膠固化或進(jìn) 行熱壓固化，從而制成竹重組型材。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于，所 述竹篾無層次且沿纖維長度方向平行地裝入模具內(nèi)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于，所 述熱壓固化在120°C-150。C的溫度范圍內(nèi)和7MPa-9MPa的壓力范圍內(nèi)進(jìn) 行。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于，所述冷壓在45MPa-70MPa的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行且冷壓后烘干固化在IO(TC-14(TC的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于，所 述熱處理包括將竹篾干燥至絕干；使干燥至絕干的竹篾中的至少一部分半纖維素?zé)峤猓缓?冷卻半纖維素?zé)峤夂蟮闹耋?br> 13、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于， 所述熱處理進(jìn)一步包括利用飽和蒸汽調(diào)節(jié)冷卻后的竹篾的含水率。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于， 將竹篾干燥至絕干在IO(TC-13(TC的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，使竹篾中的至少一 部分半纖維素?zé)峤庠?50°C - 22(TC的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，且將半纖維素?zé)峤?后的竹篾冷卻至90。C以下。
15、 一種竹重組型材的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 將竹材加工成竹篾；對(duì)竹篾進(jìn)行加縫處理，以便在竹篾上形成在厚度方向上貫穿的多條縫 隙，其中所述縫隙的縱向方向與竹篾的纖維長度方向 一 致； 對(duì)加縫處理后的竹篾進(jìn)行浸膠和干燥；將浸膠和干燥后的竹篾無層次且沿纖維長度方向平行地裝入模具內(nèi) 進(jìn)行冷壓而后烘干至膠固化或進(jìn)行熱壓固化，從而制成竹重組型材；和對(duì)制成的竹重組型材進(jìn)行熱處理從而使組成竹重組型材的竹篾改性。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的竹重組型材的制造方法，其特征在于， 所述熱處理包括在100。C-13(TC的溫度范圍內(nèi)將竹篾干燥至絕干； 在150°C -22(TC的溫度范圍內(nèi)對(duì)干燥至絕干的竹篾中的至少一部分 半纖維素?zé)峤猓粚肜w維素?zé)峤夂蟮闹耋鋮s到90。C以下并利用飽和蒸汽調(diào)節(jié)竹篾 的含水率。
全文摘要
本發(fā)明公開一種竹重組型材及其制造方法，所述竹重組型材由浸膠的竹篾組成，其中所述竹篾經(jīng)過熱處理而發(fā)生改性、所述竹篾分別形成有在其厚度方向上貫穿的多條縫隙，且所述縫隙的長度方向與所述竹篾的纖維長度方向一致。根據(jù)本發(fā)明的竹重組型材具有吸水率低、尺寸穩(wěn)定性高、生物耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于室外場(chǎng)合。
文檔編號(hào)B27N3/04GK101259631SQ20081009376
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者文 何, 劉紅征, 張齊生, 徐旭峰, 海 林, 蔣身學(xué), 斌 許 申請(qǐng)人:杭州大莊地板有限公司