專利名稱：一種木質(zhì)型竹材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木質(zhì)型竹材及其制造方法，具體涉及人造板膠合工業(yè)中，利用竹材加工成一種低膠、強(qiáng)化的竹纖維組合成的木質(zhì)型竹材的方法。
背景技術(shù)：
中國地處世界竹子分布中心產(chǎn)區(qū)，竹材資源非常豐富。充分利用天然竹材資源，提高竹材使用價(jià)值，用竹材來代替?zhèn)鹘y(tǒng)用木留下的空缺，解決木材供應(yīng)緊張，做到以竹代木，是人們目前一直正在努力研究的問題。
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。這種成型方法，沒有改變竹纖維的排列方向，制成的竹板材容易彎曲、拱變，嚴(yán)重的導(dǎo)致脫膠開裂。眾所周知，由于毛竹內(nèi)外層的纖維粗細(xì)及疏密差異所致，毛竹在干燥過程中會(huì)舒展變平一點(diǎn)，而在吸濕過程中會(huì)彎弓變曲。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。因此采用這種成型方法，在較大的溫度環(huán)境下存儲(chǔ)或使用時(shí)，就會(huì)不斷地吸濕變形，重者會(huì)脫膠開裂。而且，這種成型方法，制成的型材密度只能接近于原竹的密度。
中國專利99117809.2公開了一種竹材重組強(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)10-100Mpa壓力壓制并固化成型材，竹絲浸膠后的膠含量為6％-15％。這種方法重組了竹纖維，但其將竹材劈成竹絲，工作量大，成本高，實(shí)際生產(chǎn)難以形成規(guī)模；且在浸膠前，沒有使竹材含水率達(dá)到統(tǒng)一，尤其在壓制前不考慮竹原料的統(tǒng)一含水率，往往使熱固化之后的竹型材存在物理性能不穩(wěn)定，容易造成脫膠、開裂、變形等致命缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種竹材纖維非規(guī)則排列成型方法，及由該方法制得的一種低膠、強(qiáng)化竹纖維組合成的木質(zhì)型竹材。根據(jù)需要可用該方法制成各種大、小規(guī)格的竹型材，所制成的竹型材具有硬度高、密度大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
本發(fā)明提供的木質(zhì)型竹材，它的密度為1.0-1.3g/m3，硬度為64-110MPa，靜曲強(qiáng)度為97-180MPa，24小時(shí)吸水厚度膨脹率為0.3-0.45％，沖擊韌性為114-140KJ/m2。
因?yàn)橛媚z量低，且選用甲醛含量低的膠，因此本發(fā)明提供的木質(zhì)型竹材的游離甲醛釋放量僅為4.5-5.7mg/100g。
為制得上述性能優(yōu)異的木質(zhì)型竹材，本發(fā)明提供的制造方法包括(1)將毛竹破成竹薄片粘連條，竹簿片長度可控制在3m以下，寬度為1.5-4.5cm，厚度為0.25cm以下；(2)浸膠，且浸膠前控制水分為8-13％，浸膠后控制膠含量為4-10％；(3)干燥，使竹原料含水率統(tǒng)一控制為15-20％；(4)裝模，經(jīng)80-280MPa高壓壓制，再連模一起熱固化，然后脫模制得型材，其中熱固化溫度為120℃-150℃，熱固化時(shí)間為3-15小時(shí)。
當(dāng)然，上述竹簿片長度可根據(jù)實(shí)際情況選用不同的長度，通?？刂圃?-3m較為理想；竹簿片的寬度也以2-3cm為佳。
竹薄片粘連條在浸膠裝模前按常規(guī)方法進(jìn)行雙氧水或碳化處理。經(jīng)過雙氧水處理后可制得原竹本色的竹材；經(jīng)碳化處理可制得咖啡色的竹材。
膠采用甲醛含量低的熱固性酚醛樹脂，并放入磷酸重鉻作活化劑起催化作用。用膠量在4-5.95％，可很好地膠接成優(yōu)異性能的型材，并且游離甲醛釋放量低。
當(dāng)竹薄片放入模具中時(shí)，采用非規(guī)則疏密均勻分布，竹薄片的內(nèi)外層任意排列，并根據(jù)所需制得的型材規(guī)格大小不同，調(diào)整壓制壓力為80-280MPa；較佳壓力為110-200MPa。
脫模前溫度須控制30℃以下或室溫。
醒料，須放置10天以上方可加工。
本發(fā)明提供了一種將竹材加工成一種高強(qiáng)木質(zhì)型竹材的制造方法，該方法重組了竹材纖維。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)致竹絲在吸濕過程會(huì)彎曲，本發(fā)明提供的成型方法，將毛竹切成竹薄片并軋壓成竹薄片粘連條，竹薄片粘連條放入模具中時(shí)，采用非規(guī)則疏密均勻分布，竹薄片的內(nèi)外層任意排列，制成型材后，各竹薄片在吸濕過程中的彎曲拱變，彼此相互抵消；同時(shí)由于采用較為合理的低膠活化配方和高壓力壓制，并且壓制前竹原料含水率統(tǒng)一控制為15-20％，使產(chǎn)品固化成型后穩(wěn)定性好，克服了材料在使用過程中隨季節(jié)變化而引起的翹曲、變形、開裂、濕漲等現(xiàn)象，制成的型材各種物理性能均特別優(yōu)異，通過測試，它的密度可達(dá)1.3g/m3，游離甲醛釋放量低至4.5mg/100g，24小時(shí)吸水厚度膨脹率僅為0.3-0.45％(遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值)。由于重組了竹材的纖維結(jié)構(gòu)，從而使它的許多指標(biāo)均優(yōu)于木材。
本發(fā)明提供的制造方法，只是將毛竹破成竹薄片粘連條，并沒有破壞竹材的縱向纖維，加入的膠含量又低，所制得的竹材有類似于木材的天然紋理。
本發(fā)明提供的制造方法，是在高壓下將竹片重新組織成型，因而可以方便的將竹材重組成所希望的輪廓的各種型材，加之其所具有的優(yōu)異性能，所制得型材可以廣泛的用于建筑、室內(nèi)外門窗、梯臺(tái)、壁墻、地板等，還可用在家具、廚房設(shè)備、辦公用具、工藝品制作。在航運(yùn)業(yè)、航空業(yè)、鐵路、汽車、工業(yè)上都可以替代木材、替代鋼材。


圖1為將毛竹制備成竹簿片粘連條的示意圖；圖2為壓機(jī)壓制成型示意圖。
圖中1.竹塊，2.竹簿片，3.竹簿片粘連條，4.壓機(jī)，5.上模，6.T形壓塊，7.成型內(nèi)模，8.成型外模。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)竹原料的制備將毛竹破成竹薄片，選用竹簿片的長為2m，寬為3cm左右，厚為0.15cm，用壓輪軋壓成橫向不斷裂、縱向松散而交錯(cuò)相連的竹薄片粘連條；(2)用常規(guī)方法將上述竹薄片粘連條進(jìn)行碳化處理；(3)干燥將經(jīng)過碳化處理的竹薄片粘連條置于烘道進(jìn)行烘干直至含水率為9％；(4)浸膠將干燥好的竹薄片粘連條在膠液中浸漬，并放入磷酸重鉻作催化，控制竹薄片的含膠量為5.95％，其中，膠是采用熱固性酚醛樹脂膠液；(5)干燥浸膠后的竹薄片粘連條，在烘道進(jìn)行烘干至含水率為16％；(6)壓機(jī)壓制成型將浸膠后的竹薄片粘連條非規(guī)則疏密均勻分布于模具中，壓制成型材，其中，壓制壓力為120MPa；(7)熱固化處理將壓制成的型材連同內(nèi)模一起放入火烘房進(jìn)行熱固化處理，熱固溫度為130℃，時(shí)間為5小時(shí)；(8)脫模、醒料冷卻至室溫后將熱固化處理后的型材從內(nèi)模脫出，再將型材交錯(cuò)堆積放置十天后進(jìn)行加工。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)在對(duì)本發(fā)明所述方法制成的木質(zhì)型竹材進(jìn)行性能測試后得到如下性能數(shù)據(jù)密度為1.08g/m3，硬度為84.4MPa，靜曲強(qiáng)度為122MPa，24小時(shí)吸水厚度膨脹率為0.43％，沖擊韌性為114.7KJ/m2，游離甲醛釋放量為5.5mg/100g。
實(shí)施例2選用長度為2.8m，寬為3.8cm左右，厚為0.23cm竹薄片，軋壓成粘連條，經(jīng)雙氧水處理，干燥至含水率為12％，浸膠，控制含膠量為8％，再干燥至統(tǒng)一含水率為18％，裝模壓制，再連模熱固化，脫模、醒料制得型材；其中壓機(jī)壓力選用250Mpa；熱固化溫度為145℃，固化時(shí)間8個(gè)小時(shí)，其加工步驟與實(shí)施例1相同。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)在對(duì)本發(fā)明制成的木質(zhì)型竹材進(jìn)行性能測試后得到如下性能數(shù)據(jù)密度為1.27g/m3，硬度為101.5MPa，靜曲強(qiáng)度為159MPa，24小時(shí)吸水厚度膨脹率為0.38％，沖擊韌性為136.5KJ/m2，游離甲醛釋放量為4.8mg/100g。
當(dāng)然，在上述竹原料的制備步驟中，將毛竹破成竹薄片后不需要制成竹薄片粘連條，而直接進(jìn)行其余步驟同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種木質(zhì)型竹材，其特征在于所述竹材的密度為1.0-1.3g/m3，硬度為64-110MPa，靜曲強(qiáng)度為97-180MPa，24小時(shí)吸水厚度膨脹率為0.3-0.45％，沖擊韌性為114-140KJ/m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹材，其特征在于游離甲醛釋放量為4.5-5.7mg/100g。
3.一種權(quán)利要求1或2所述木質(zhì)型竹材的制造方法，其特征在于(1)將毛竹破成竹薄片，竹簿片長為3m以下，寬度為1.5-4.5cm，厚度為0.25cm以下；(2)然后浸膠，浸膠前控制水分為8-13％，浸膠后控制膠含量為4-10％；(3)干燥，裝模前竹原料含水率統(tǒng)一控制為15-20％；(4)裝模，經(jīng)80-280MPa高壓壓制，再連模熱固化，脫模制得型材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于將毛竹破成竹薄片后，再將竹簿片軋壓成橫向不斷裂、縱向松散而交錯(cuò)相連的竹薄片粘連條。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于竹簿片長度控制在2-3m。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于竹簿片寬度控制在2-3cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于膠采用甲醛含量低的熱固性酚醛樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于浸膠后控制膠含量為4-5.95％
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于浸膠過程加入磷酸重鉻作活化劑起催化作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于成型壓力為110-200MPa。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于熱固化溫度為120℃-150℃，熱固化時(shí)間3-15小時(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于脫模溫度在30度以下或室溫。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于脫模后進(jìn)行醒料，醒料10天以上再加工成所需的各種規(guī)格。
全文摘要
本發(fā)明公開一種木質(zhì)型竹材及其制造方法。它的密度為1.0－1.3g/m
文檔編號(hào)B27D1/08GK1676292SQ20041001739
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者王雄偉, 王雄輝 申請(qǐng)人:王雄偉, 王雄輝