專(zhuān)利名稱(chēng)：竹材重組強(qiáng)化成型材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及竹材加工利用的方法。
充分開(kāi)發(fā)竹材資源，提高竹材使用價(jià)值，做到以竹代木，緩解人類(lèi)對(duì)木材的依賴(lài)，達(dá)到保護(hù)生態(tài)平衡，是當(dāng)前人們夢(mèng)寐以求的愿望。
本發(fā)明之前，人們將竹材加工成型材的一般方法是將毛竹劈片，干燥后，去弧加工成截面為矩形的竹片，然后施膠，迭合，壓制膠接成型材。見(jiàn)示意圖一。
當(dāng)需要較厚的型材時(shí)，則將上述一次迭合膠接成的型材，經(jīng)刨平后，再多片迭合膠接至所需厚度的型材。
這種成型方法，工藝復(fù)雜，不能一次加工成較厚的型材，加工的型材品種單一，只能加工成截面為矩形的型材。
這種成型方法，竹材利用率低。由于毛竹是弧形的，將弧形的毛竹片加工成矩形的竹片，其浪費(fèi)可想而知，而且竹稍部、竹壁較薄，無(wú)法取材，直徑較小的毛竹，亦無(wú)法取材。綜合起來(lái)看，這種成型方法，對(duì)毛竹的利用率不到20％。
這種成型方法，制成的竹板材，容易彎曲拱變，嚴(yán)重的導(dǎo)致脫膠開(kāi)裂。眾所周知，毛竹在干燥過(guò)程中會(huì)舒展變平一點(diǎn)，而在吸濕過(guò)程中會(huì)彎弓變曲一點(diǎn)，這是由于毛竹內(nèi)外層的纖維粗細(xì)及疏密差異所致。將毛竹加工成矩形竹片，并未能破壞它本身的內(nèi)外層差異，當(dāng)它吸濕時(shí)，則會(huì)向內(nèi)不斷彎曲，如圖二所示。因此，當(dāng)采用這種成形方法制成的型材，在較大的濕度環(huán)境下存儲(chǔ)或使用時(shí)，就會(huì)不斷地吸濕變形，輕者彎曲拱變，重者脫膠開(kāi)裂。
這種成型方法，制成的型材密度只能接近于原竹的密度。在膠接成型的過(guò)程中，若采用高壓將其壓制成高密度型材，膠接固化成型，脫模后被高壓壓縮的竹材，會(huì)不斷地慢慢膨脹，如采用80MPa(800Kg/cm2)的壓力壓制的型材，儲(chǔ)放后可慢慢膨脹35-50％，具大的膨脹，即使采用高性能的環(huán)氧膠膠接，所制成的型材亦不可避免地開(kāi)裂。因而，這種成型方法，根本無(wú)法制得高性能的型材。
這種成型方法，是由竹片一片一片拼迭膠接起來(lái)的，從外觀看，拼迭處有明顯的膠接縫，影響所成型材的外觀。
本發(fā)明之前的竹材重組成型材的方法，亦有將毛竹碎裂成碎塊或碎末，和膠，模壓固化成型。這種成型方法，其用膠量很高，達(dá)40％以上，近似于竹料加膠的復(fù)合材料，成本很高，同時(shí)所成型材缺乏竹材的天然紋理，內(nèi)部有明顯的膠料層和竹材層。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，完全克服了前述方法的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，是將毛竹截?cái)?，劈成竹絲，經(jīng)干燥后浸膠，裝模，壓制并固化成型材，如圖三所示。
具體地說(shuō)，起用濕的毛竹，截成所需要的長(zhǎng)度，劈成竹片，以拉絲機(jī)拉絲，然后干燥。
取用干燥好的竹絲浸膠。膠水可選用酚醛膠粘接劑，三聚氰胺-甲醛粘接劑，環(huán)氧粘接劑，不飽和樹(shù)脂粘接劑，聚氨酯粘接劑等耐水性好的粘接劑，盡量避免選用尿醛一類(lèi)耐水性能差的粘接劑。
竹絲浸好膠水后涼干溶劑，然后裝填于模具中，以壓機(jī)壓制，壓力為10-100MPa，并加熱讓其充分固化。
固化好后脫模，一塊竹材重組強(qiáng)化成的型材即制成了。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，取用毛竹劈絲時(shí)，由于只去掉少量的竹青竹黃，同時(shí)，無(wú)論粗細(xì)，無(wú)論竹根竹梢，均可利用。故而對(duì)竹材的利用率極高，高達(dá)80％以上。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，其實(shí)質(zhì)在于重組了竹材纖維。竹絲在裝填模具時(shí)，由于是隨意裝填的，竹絲的內(nèi)外層是任意排列的(竹纖維管密的一側(cè)為外層，竹纖維管疏的一側(cè)為內(nèi)層，由于這種內(nèi)外層差異，導(dǎo)致竹絲在吸濕過(guò)程中會(huì)彎曲)，制成型材后，各竹絲在吸濕過(guò)程中的彎曲拱變，彼此相互抵消；同時(shí)，由于竹絲足夠細(xì)，其吸濕產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，而膠接比表面積卻很大，所以此內(nèi)應(yīng)力遠(yuǎn)不足以破壞膠接面。這樣，從根本上消除了所成型材在吸濕過(guò)程中彎曲拱變的缺點(diǎn)。當(dāng)選用耐水性能好的膠粘劑，如酚醛膠，依本發(fā)明之方法制成的型材，其在沸水中煮1小時(shí)，亦無(wú)明顯變形，無(wú)任何開(kāi)裂。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，由于竹絲在高壓下可以很順利地重新組織成型，因而可以方便地將竹材重組成橫截面為所希望的輪廓的柱狀型材，同樣道理，可以方便地將竹材一次重組成橫截面既寬又大的型材。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，壓制成型的壓力在10-100MPa(100-1000Kg/cm2)，所成型材的密度在0.9-1.3g/cm3。由于本發(fā)明之方法，采用將毛竹劈成竹絲進(jìn)行重組成型材，這樣膠接比表面積很大，盡管采用了高達(dá)100MPa的高壓壓制膠接成型，其產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力還是不足于破壞膠接力，在室溫下儲(chǔ)存了一年之久，還保持很好的尺寸穩(wěn)定性，僅最初的一個(gè)月里產(chǎn)生了0.5％的膨脹。由于所成型材既保持了竹纖維的優(yōu)異性能，又具有高密度，所以具有極高的物理性能。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，由于采用了高壓力壓制，竹絲之間非常緊密，因而即使膠含量很低(低達(dá)6％)，也能保證膠接成優(yōu)異性能的型材。但以8％以上為佳。當(dāng)膠含量超過(guò)15％以上，對(duì)膠接性能無(wú)明顯提高。
采用本發(fā)明時(shí)，壓制壓力不能太小，至少10MPa以上，最好在50MPa以上，制成的型材性能特別優(yōu)異。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的方法，由于在制型材的過(guò)程中，是將竹絲沿一個(gè)方向排列重組強(qiáng)化成型材，加入的膠含量又低，因而完全保留了竹材的天然紋理。
本發(fā)明的竹材重組強(qiáng)化成型材的實(shí)質(zhì)在于，將竹材劈成絲，再浸膠壓制固化成型材。因此，其它能夠劈成絲的材料，均可采用本發(fā)明方法，如其它類(lèi)型的竹材等。
權(quán)利要求
1 一種毛竹重組強(qiáng)化成型材的方法，其特征在于將毛竹劈成竹絲，經(jīng)干燥后浸膠裝模，再經(jīng)高壓(10-100MPa)壓制并固化成型材；所成型材，其特出的優(yōu)點(diǎn)是比重高(0.9-1.3)，機(jī)械性能優(yōu)異，尺寸穩(wěn)定性好，且具有竹材的天然紋理；
2 根據(jù)權(quán)力要求1所述的方法，其中壓制時(shí)壓力要求在10MPa以上，最好在50MPa以上；
3 根據(jù)權(quán)力要求1所述的方法，其中所用的膠最好為耐水性能好的膠水，如酚醛膠，環(huán)氧膠，不飽和樹(shù)脂膠，三聚氰胺-甲醛膠和聚氨酯膠等；
4 根據(jù)權(quán)力要求1所述的方法，其中竹絲浸膠后膠含量即使低至6％，也能保證膠接成優(yōu)異性能的型材，但膠含量以8％-15％為佳；
5 根據(jù)權(quán)力要求1 2 3 4所述的方法，亦適用于其它能夠劈成絲的材料重組強(qiáng)化成型材，如其它種類(lèi)的竹材；
6 根據(jù)權(quán)力要求1 2 3 4 5所述的重組成的型材，可以是板材，也可以是柱狀型材。柱狀型材的截面的外形輪廓，可依要求，通過(guò)所述模具的設(shè)計(jì)而輕易實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于將竹材重新組織并加以強(qiáng)化成型材的生產(chǎn)方法。概括地說(shuō),是取用毛竹破成竹絲,經(jīng)干燥后浸膠裝模,再經(jīng)高壓(10－100Mpa)壓制固化成型材。該方法竹材利用率高,工藝簡(jiǎn)單,制成的型材具有比重大,強(qiáng)度高,尺寸穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。該型材保留了竹材的天然紋理。該方法亦適用于其它能夠破成絲的材料重組強(qiáng)化成型材,如其它種類(lèi)的竹材。
文檔編號(hào)B27N3/00GK1284424SQ99117809
公開(kāi)日2001年2月21日 申請(qǐng)日期1999年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月15日
發(fā)明者葉靚觀, 劉居煌 申請(qǐng)人:葉靚觀, 劉居煌