专利名称：弧形竹材原态重组材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种弧形竹材原态重组材料及其制造方法，属于材料领域。
背景技术：
我国是世界第一竹子资源大国。竹子具有生长迅速、轮伐期短等特点，将空心竹材加工成可替代木材的复合材料，可有效缓解我国木材供需矛盾。现有竹材重组技术主要有(1)竹方重组技术将空心竹材劈裂成弧形竹坯，再将竹坯加工成一定规格的竹方条，把竹方条胶合到一起，组成竹板材或竹方材。缺点和不足将弧形竹坯切削成方条，导致大量原料的浪费，一般毛竹利用率不足30％。
(2)碎竹重组技术将整竹压碎后进行重组胶合到一起，形成竹板材或竹方材。缺点和不足1)天然竹材的纹理遭到不同程度破坏；2)竹板材或竹方材内部容易形成微小空隙，影响断面质量。
(3)小径竹重组技术将小径竹竹材揉磋成竹束，重组胶合到一起，形成竹板材或竹方材。缺点和不足破坏了天然竹材的宏观结构，失去了竹材的“原态”，表面质量欠佳，无法替代较高档次实木。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种弧形竹材原态重组材料。
本发明的另一个目的是提供上述弧形竹材原态重组材料的制造方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案弧形竹材原态重组材料，由竹青面和竹黄面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加压粘接而成，弧形竹板的内弧半径与外弧半径相等。
弧形竹材原态重组材料，由竹青面和竹黄面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加压粘接制成板材，再将数层板材表面加工平整后同向叠放，加压粘接形成具有不同厚度的板材或方材，弧形竹板的内弧半径与外弧半径相等。
所述弧形竹板的一端或双端铣削成指形榫，通过指接方式可使竹板延长到所需要的任意长度。
所述加压粘接为热压粘接或者冷压粘接。
弧形竹材原态重组材的制造方法，包括下述步骤(1)将毛竹锯切成长度为500～3000mm的竹段，将竹段劈裂成宽度为20～60mm的弧形竹片毛坯；(2)将弧形竹片毛坯的竹青面和竹黄面铣削去除内外竹节，加工成弧度为内弧半径与外弧半径相等的表面光滑的光毛坯，内、外弧所对应的扇形夹角范围为30～120°；(3)将光毛坯一端或双端铣削成指形榫，指接组坯；(4)将光毛坯竹青面、竹黄面及指榫结合面涂胶，然后以弧形的相同朝向依次叠合组坯；组坯时可将不同指接光毛坯的接缝交错排放；(5)将涂胶后的弧形竹片组坯进行垂直和侧向同时加压固定自然固化(冷压法)，或送入热压机垂直和侧向同时加压固化(热压法)，形成重组竹材；(6)对重组竹材边缘和表面进行处理，锯切成一定规格的板材；(7)可将数层板材表面加工平整后同向叠放，加压粘接形成具有不同厚度的板材或方材。
步骤(6)所述的对重组竹材边缘和表面进行处理，通常是对边缘进行修整、表面进行刨光或砂光处理。
本发明使用的胶粘剂可采用UF(脲醛树脂胶)、PF(酚醛树脂胶)、MDI(异氰酸酯胶)或其他本领域常用的胶粘剂。
本发明的创新点在于最大限度地保持了竹材的原生形态，提高了利用率。自然竹材是管状，可将竹筒内壁和外壁看作同心的2个圆环(注实际自然形成的竹筒并非都是标准圆形，多数近似圆形)，因此竹坯内外弧的半径不等，要想实现多个竹片连续吻合叠放，必须将竹坯加工成内外等弧，这是本发明的关键之一。重组竹材的加工设备与本领域的细木工板材、胶合板材等的加工设备基本相同，并非本发明重点，故不需要冗述。
本发明的优点是本发明针对竹材具有中空、锥形、竹青竹黄竹节物理力学性能差异大等特点，将圆形空心竹材加工成弧形竹坯，保持竹材天然结构，进行原态竹坯重组，研制出高强度的重组竹材料。弧形竹材原态重组材可替代珍贵木材及各种人造板材。提高竹材资源的利用率，节省林木资源。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明，并非对本发明的限制，凡是依照本发明公开内容所进行的任何本领域的等同替换，均属于本发明的保护范围。
图1为本发明的工艺流程图。
图2为将毛竹剖开形成弧形竹片毛坯示意图，即破竹工序。
图3为铣削去除内外竹节后表面光滑的光毛坯示意图，即铣光工序。
图4为把内外弧度不等的自然竹坯加工成内外弧度相等的标准竹坯示意图。
图5为将光毛坯的一端或双端铣切成指形榫，即铣指榫工序。
图6为光毛坯竹青面和竹黄面涂胶，以弧形的相同朝向依次并排组坯示意图。
图7为板坯加压方向示意图。
图8为加压粘接后的重组板材示意图。
图9为将多层板材加压胶结后形成的重组方材示意图。
具体实施例方式
实施例1参照图1-图9所示，根据竹材胸径不同，将竹材劈裂成一定规格的弧形竹坯，经过铣削去除内外竹节，加工成规格一致的表面光滑的“标准弧形”竹片毛坯，一端或双短铣指榫。再进行弧形吻合叠加胶合成板材，或二次重组形成方材。具体步骤如下(1)根据竹材的直径、锥度、壁厚和直度不同，将毛竹锯切成长度为500～3000mm的标准段。利用竹材破竹机将圆竹劈裂成弧形毛坯。
规格长度500～3000mm宽度20～60mm厚度竹材自然壁厚(2)将弧形竹片毛坯的竹青面和竹黄面铣削去除内外竹节，加工成内弧半径与外弧半径相等的光毛坯，内、外弧所对应的扇形夹角范围为30～120°。
该步骤参见图4，自然状态下弧形竹片毛坯的外弧半径R1大于内弧半径R2，经过铣削加工后，将内弧半径R1加工成R内，将外弧半径均加工成R外，使新的内弧半径与外弧半径相等，即R内＝R外，削去剖面所示部位，形成标准弧形光毛坯。
(3)将光毛坯的一端或双端铣切成指形榫，可实现无限长度的指接组坯。
(4)将带有指形榫的光毛坯竹青、竹黄面及指榫结合面涂胶，然后依次叠合组坯。组坯时可将不同指接光毛坯的接缝交错排放；可以采用酚醛树脂、密胺树脂、尿素树脂等热固性树脂或者其他用于人造板生产的胶粘剂。
(5)热压或冷压成型将涂胶后的弧形竹片组坯进行垂直和侧向同时加压固定自然固化(冷压法)，或送入热压机垂直和侧向同时加压快速固化(热压法)，形成重组竹材。
1)冷压工艺参数工作温度室温；垂直单位压力1.5～2.0Mpa；侧向单位压力0.5～4.0Mpa；(“侧向加压a”大于“侧向加压b”)加压时间12～36h；实现方式夹具固定。
2)热压工艺参数工作温度140～220℃；垂直单位压力0.5～2.0Mpa；侧向单位压力0.5～4.0Mpa；(“侧向加压a”大于“侧向加压b”)加压时间3～3min；实现方式对于板材，采用实木地板生产线所用平面热压机或专用高频热压机；对于较长(3000mm以上)的方形重组材，采用连续高频热压机，便于内部加热，快速固化。
(6)对成型的重组板材的边缘进行修整、表面进行刨光处理，并根据需要锯切成一定规格的板材或方材。
(7)根据所制造重组材的具体用途不同，还可对板材再次重组，将板材涂胶后叠置加压加热，制造出弧形竹材原态重组方材。
权利要求
1.弧形竹材原态重组材料，由内外表面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加压粘接而成，弧形竹板的内弧半径与外弧半径相等。
2.弧形竹材原态重组材料，由内外表面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加压粘接制成板材，可将数层板材叠放，加压粘接形成具有不同厚度的板材或方材，弧形竹板的内弧半径与外弧半径相等。
3.根据权利要求1或2所述的弧形竹材原态重组材料，其特征在于所述弧形竹板的一端或双端铣削成指形榫。
4.根据权利要求1或2所述的弧形竹材原态重组材料，其特征在于所述加压粘接为热压粘接或冷压粘接。
5.根据权利要求1或2所述的弧形竹材原态重组材料，其特征在于所述粘接用的胶粘剂为UF、PF、MDI或其他本领域常用的胶粘剂。
6.弧形竹材原态重组材料的制造方法，包括下述步骤(1)将毛竹锯切成长度为500～3000mm的竹段，将竹段劈裂成宽度为20～60mm的弧形竹片毛坯；(2)将弧形竹片毛坯的竹青面和竹黄面铣削去除内外竹节，加工成弧度为加工成内弧半径与外弧半径相等的表面光滑的光毛坯，内、外弧所对应的扇形夹角范围为30～120°；(3)将光毛坯一端或双端铣削成指形榫，指接组坯；(4)将光毛坯竹青面、竹黄面及指榫结合面涂胶，然后以弧形的相同朝向依次叠合组坯；(5)将涂胶后的弧形竹片组坯进行垂直和侧向同时加压固定自然固化，或送入热压机垂直和侧向同时加压固化，形成重组竹材；(6)对重组竹材边缘和表面进行处理，锯切成一定规格的板材。
7.根据权利要求6所述的弧形竹材原态重组材料的制造方法，其特征在于还包括下述步骤(7)将数层板材表面加工平整后叠放，加压粘接形成具有不同厚度的板材或方材。
8.根据权利要求7所述的弧形竹材原态重组材料的制造方法，其特征在于所述叠放为同向叠放。
9.根据权利要求6所述的弧形竹材原态重组材料的制造方法，其特征在于所述(6)对重组竹材边缘和表面进行处理是指对边缘进行修整、表面进行刨光或砂光处理。
10.根据权利要求6或7或8所述的弧形竹材原态重组材的制造方法，其特征在于所使用的胶粘剂为UF、PF、MDI或其他本领域常用的胶粘剂。
全文摘要
本发明涉及一种弧形竹材原态重组材料及其制造方法，属于材料领域。弧形竹材原态重组材料，由内外表面光滑的弧形竹板以其弧形的相同朝向并列排放加压粘接而成。本发明的优点是本发明针对竹材具有中空、锥形、竹青竹黄竹节物理力学性能差异大等特点，将圆形空心竹材加工成弧形竹坯，保持竹材天然结构，进行原态竹坯重组，制造出高强度的重组竹材料。弧形竹材原态重组材料可替代珍贵木材及各种人造板材。提高竹材资源的利用率，节省林木资源。
文档编号B27M1/00GK1970254SQ20061011435
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月7日 优先权日2006年11月7日
发明者费本华, 傅万四 申请人:国家林业局北京林业机械研究所