专利名称：一种竹木复合楼梯踏板的制作方法
技术领域：
本发明属于一种竹木复合楼梯踏板的制作方法。
背景技术：
竹材属可再生的天然材料，性能优良，夕卜侧竹材的性能良好。但竹材为薄壁、中空、有 削尖度的非规则椭圆锥筒形，竹材径向性能差异极大，竹材外侧和内侧性能差异极大。竹材 可制成不同的加工单元，包括竹筒、竹条、竹片(竹篾)、竹丝、维管束和竹纤维。竹筒难以 直接制作高性能的结构材料。主要的原因一是竹筒的几何形状不规则，连接困难。二是竹筒 外侧维管束分布密集，干縮湿胀率高。竹筒的内侧维管束分布稀疏，干縮湿胀率低。竹筒易 于开裂成为主要的问题。但竹筒的加工量最小，成本低。竹条则是将竹筒破开而成，竹条的 均匀性差，受到削尖度的影响，竹条的长度受到限制。多用于加工成竹地板等装饰材料。竹 片(竹篾)则是将竹条开片而成，竹篾的均匀性较好，可采用分级方法，分成不同的级别。 但竹篾的均匀性差，几何形状不规则，难以制备高性能的复合材料。竹丝是一种连续、截面 尺寸规则的加工单元，可以制成性能较好的竹基复合材料。但竹丝的方向、位置难以做到精 确定位就、竹丝复合材料内部还会出现一定数量的空隙，影响到材料的性能。竹材的力学性 能可高达300MPa，模量则可接近30GPa,硬度高、压縮率小。
木材的性能远低于竹材，多数木结构材料的强度低于100MPa，模量低于18GPa，而且一 些软木材质地柔性好、压縮率高。
用竹材制作的地板以风格独特、硬度高、耐磨、压縮率小、成本低等优点为用户所喜爱。 但用竹材制作的地板难于与室内其它装用具相配，如楼梯踏板等。
目前尚无利用竹木复合材料制作楼梯踏板的技术。已有用木材与低质木质复合材料复合 的楼梯踏板，但芯板需要开槽，端侧的木材需要开榫舌。而且端部的木材、侧面的木材，以 及上下的面板的胶合不是同时进行，这样工序较为复杂。
目前己有的楼梯踏板无隔音功能，使用产生燥音大，使用效果差。
发明内容
本发明的目的是设计一种竹木复合楼梯踏板的制作方法，利用竹木特性，以竹为主要 材料，利用两者性能互补的特点，制成性能优良，隔音，工序简单，价格低，内部无缺陷的优质的竹木复合楼梯踏板。
为此,本发明的方法是(1)竹材的采集,采集竹龄4 7年，选竹材稍径大于45mm,壁 厚7mm以上的杆形直的毛竹为原料；
(2) 竹材的分段,自毛竹根部去除250mm长,各段竹管长度依据楼梯踏板的长度尺寸或 或其长度的倍数加上加工余量而定；
(3) 竹条的加工，将竹管用机械破条，竹条的宽度在5 25 mm，按厚度和宽度归类， 归类后将每一类竹条作四边粗刨，加工成等宽等厚的竹条；
(4) 竹条的碳化，竹条经过170。C 180。C的过热蒸汽，120 180分钟碳化处理，碳化 处理后，干燥至竹条含水率降至10%以下；
(5) 制竹材集成板，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，竹 条叠层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，宽度依据楼梯踏板的 宽度尺寸的倍数而定，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，厚度20 80mm,将组坯板 在压机上热压成型，压力2 3MPa，时间10 40分钟，热压温度80。C 90。C，自然干燥；
(6) 制封边条，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，将竹条叠 层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，拼叠成宽度600 1200mm， 厚度与隔音填充材厚度相同，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，将组坯的封边条在 压机上热压成型，压力2 3MPa，时间15分钟，热压温度80。C 90。C，自然干燥，按填充材高 度尺寸和依据楼梯踏板的长度尺寸，宽度30 45mm，截取，制成封边条；
(7) 隔音填充材，由材质较差的木材通过端面指接和侧面拼接而成，可以直接使用胶 合板、刨花板、纤维板和细木工板或其它木质复合材料的下角料拼接胶粘而成，厚度7 30mm， 隔音填充材上钻隔音孔，隔音孔为贯穿隔音填充材的上层面和下层面，隔音孔孔径2 10mm, 相邻孔距15 30mrn;
(8) 热压胶合制作楼梯踏板，在步骤(5)中得到的竹材集成板切成厚度3 10mm的竹 材单板用于楼梯踏板的面层板和底层板，宽度依据楼梯踏板的宽度尺寸而定，长度依据楼梯 的长度尺寸而定，在底层板的上端面和面层板的下端面涂胶粘剂，在步骤(6)和步骤(7) 中得到的封边条除了外露表面之外的其余3个表面和隔音填充材各面涂胶粘剂，封边条置在 底层板上端面四边，其中位于底层板上端面前端边的封边条的长度与底层板和面层板长度相 同，位于各边封边条的外侧边与底层板和面层板的外侧边齐平，前后封边条的宽度与隔音填 充材的宽度之和应等于楼梯踏板的宽度，将裁好的隔音填充材放置由四个封边条围成的底层板上，再将面层板下端面粘合在隔音填充材和四个封边条上端面，在压机上热压成型，压力 1 2MPa，时间6 10分钟，热压温度80。C 90。C，得楼梯踏板；
(9)制边，刨光和油漆，按设计要求将在步骤(8)中得到的楼梯踏板前端进行制边， 将楼梯踏板的各表面刨光，在各表面在油漆，制成品。上述结构设计达到了本发明的目的。
本发明的优点是利用竹木特性，以竹为主要材料，利用两者性能互补的特点，制成性 能优良，隔音，工序简单，价格低，内部无缺陷的优质的竹木复合楼梯踏板。本发明专利的 面层、侧面和底面均为硬度和强度都高、具有美丽外观的竹材，芯层为外观较差的木质材料 且设隔音孔，面层和侧面的竹材可以起到增强和装饰作用，还能起到增加稳定性的效果。使 得该竹木复合楼梯踏板的装饰性和物理力学性能都很好。利于在市场上推广使用。 具体实施方案
实施例l， 一种竹木复合楼梯踏板的制作方法，步骤如下
(1) 竹材的采集,采集竹龄4 7年，选竹材稍径大于45mm,壁厚7mm以上的杆形直的 毛竹为原料。去除整体弯曲的竹材。
(2) 竹材的分段，自毛竹根部去除250mm长，各段竹管长度依据楼梯踏板的长度尺寸或 或其长度的倍数加上加工余量而定。
(3) 竹条的加工，将竹管用机械破条，竹条的宽度在5 25 mm，按厚度和宽度归类， 归类后将每一类竹条作四边粗刨，加工成等宽等厚的竹条。
(4) 竹条的碳化，竹条经过170°C 180°C的过热蒸汽，120 180分钟碳化处理，碳化 处理后,干燥至竹条含水率降至10%以下。最好使竹条含水率降至低于产品使用地的竹材和木 材的平衡含水率值。
(5) 制竹材集成板，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，竹 条叠层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，宽度依据楼梯踏板的 宽度尺寸的倍数而定，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，厚度20 80mm，将组坯板 在压机上热压成型，压力2 3MPa，时间10 40分钟，热压温度80。C 90。C，自然干燥。
所述的竹材集成板的各层沿竹条长度纵向放置，竹条全部为顺纹组坯，相邻上下层的竹 条错缝放置。
(6) 制封边条，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，将竹条叠 层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，拼叠成宽度600 1200mm， 厚度与隔音填充材厚度相同，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，将组坯的封边条在压机上热压成型，压力2 3MPa，时间15分钟，热压温度80。C 90。C，自然干燥，按填充材高 度尺寸和依据楼梯踏板的长度尺寸，宽度30 45mm，截取，制成封边条。
所述的封边条的各层沿竹条长度纵向放置，竹条全部为顺纹组坯，相邻上下层的竹条错 缝放置。
(7) 隔音填充材，由材质较差的木材通过端面指接和侧面拼接而成，可以直接使用胶 合板、刨花板、纤维板和细木工板或其它木质复合材料的下角料拼接胶粘而成，厚度7 30mm， 隔音填充材上钻隔音孔，隔音孔为贯穿隔音填充材的上层面和下层面，隔音孔孔径5 10mm， 相邻孔距15 30mni;当然，若不要求楼梯踏板隔音，则可不设隔音孔。
(8) 热压胶合制作楼梯踏板，在步骤(5)中得到的竹材集成板切成厚度3 10mm的竹 材单板用于楼梯踏板的面层板和底层板，宽度依据楼梯踏板的宽度尺寸而定，长度依据楼梯 的长度尺寸而定，在底层板的上端面和面层板的下端面涂胶粘剂，在步骤(6)和步骤(7) 中得到的封边条除了外露表面之外的其余3个表面和隔音填充材各面涂胶粘剂，封边条置在 底层板上端面四边，其中位于底层板上端面前端边的封边条的长度与底层板和面层板长度相 同，位于各边封边条的外侧边与底层板和面层板的外侧边齐平，前后封边条的宽度与隔音填 充材的宽度之和应等于楼梯踏板的宽度，将裁好的隔音填充材放置由四个封边条围成的底层 板上，再将面层板下端面粘合在隔音填充材和四个封边条上端面，在压机上热压成型，压力 1 2MPa，时间6 10分钟，热压温度80。C 90。C，得楼梯踏板。
(9) 制边，刨光和油漆，按设计要求将在步骤(8)中得到的楼梯踏板前端进行制边， 将楼梯踏板的各表面用砂磨机刨光，在各表面在油漆，制成品。
实施例2，设计要求楼梯踏板隔音，每块楼梯踏板宽300nim，长900mm。实施例2中的步 骤(1)至步骤(5)同实施例l，故不再累述。
(6)制封边条，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，将竹条 叠层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，拼叠成宽度600 1200mm，
厚度与隔音填充材厚度相同，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，将组坯的封边条在 压机上热压成型，压力2MPa，时间15分钟，热压温度90。C，自然干燥。宽度40mm，前后封 边条的长度为900mm,左右封边条的长度为220mm，制成封边条。
(7)隔音填充材，由材质较差的木材通过端面指接和侧面拼接而成，可以直接使用胶 合板、刨花板、纤维板和细木工板或其它木质复合材料的下角料拼接胶粘而成，而后切成每 块厚度20mm，宽220mm,长820ram。隔音填充材上钻隔音孔，隔音孔为贯穿隔音填充材的上层面和下层面，隔音孔孔径8mm，相邻孔距25mm。
(8) 热压胶合制作楼梯踏板，在步骤(5)中得到的竹材集成板切成每块厚度4mm的竹 材单板用于楼梯踏板的面层板和底层板，宽度300mm，长度900mm。在底层板的上端面和面 层板的下端面涂胶粘剂，在步骤(6)和步骤(7)中得到的封边条除了外露表面之外的其余 3个表面和隔音填充材各面涂胶粘剂，封边条置在底层板上端面四边，其中位于底层板上端 面前后端边的封边条的长度与底层板和面层板长度相同，位于各边封边条的外侧边与底层板 和面层板的外侧边齐平，前后封边条的宽度与隔音填充材的宽度之和应等于300mm，将裁好 的隔音填充材放置由四个封边条围成的底层板上，再将面层板下端面粘合在隔音填充材和四 个封边条上端面，在压机上热压成型，压力1.5MPa，时间8分钟，热压温度90。C，得一块楼 梯踏板。
(9) 制边，刨光和油漆，按设计要求将在步骤(8)中得到的楼梯踏板前端进行制边， 将楼梯踏板的各表面用砂磨机刨光，在各表面在油漆，制成品。
总之,本发明利用竹木特性，以竹为主要材料，利用两者性能互补的特点，制成性能优良， 隔音，工序简单，价格低，内部无缺陷的优质的竹木复合楼梯踏板，利于在市场上推广使用。
权利要求
1、一种竹木复合楼梯踏板的制作方法，其特征在于(1)竹材的采集，采集竹龄4～7年，选竹材稍径大于45mm，壁厚7mm以上的杆形直的毛竹为原料；(2)竹材的分段，自毛竹根部去除250mm长，各段竹管长度依据楼梯踏板的长度尺寸或或其长度的倍数加上加工余量而定；(3)竹条的加工，将竹管用机械破条，竹条的宽度在5～25mm，按厚度和宽度归类，归类后将每一类竹条作四边粗刨，加工成等宽等厚的竹条；(4)竹条的碳化，竹条经过170℃～180℃的过热蒸汽，120～180分钟碳化处理，碳化处理后，干燥至竹条含水率降至10％以下；(5)制竹材集成板，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，竹条叠层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，宽度依据楼梯踏板的宽度尺寸的倍数而定，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，厚度20～80mm，将组坯板在压机上热压成型，压力2～3MPa，时间10～40分钟，热压温度80℃～90℃，自然干燥；(6)制封边条，将碳化干燥后的竹条浸胶，胶粘剂为环氧树脂或为异氰酸酯，将竹条叠层组坯，各层沿竹条长度纵向放置，相邻上下层的竹条错缝放置，拼叠成宽度600～1200mm，厚度与隔音填充材厚度相同，长度依据楼梯踏板的长度尺寸的倍数而定，将组坯的封边条在压机上热压成型，压力2～3MPa，时间15分钟，热压温度80℃～90℃，自然干燥，按填充材高度尺寸和依据楼梯踏板的长度尺寸，宽度30～45mm，截取，制成封边条；(7)隔音填充材，由材质较差的木材通过端面指接和侧面拼接而成，可以直接使用胶合板、刨花板、纤维板和细木工板或其它木质复合材料的下角料拼接胶粘而成，厚度7～30mm，隔音填充材上钻隔音孔，隔音孔为贯穿隔音填充材的上层面和下层面，隔音孔孔径2～10mm，相邻孔距15～30mm；(8)热压胶合制作楼梯踏板，在步骤(5)中得到的竹材集成板切成厚度3～10mm的竹材单板用于楼梯踏板的面层板和底层板，宽度依据楼梯踏板的宽度尺寸而定，长度依据楼梯的长度尺寸而定，在底层板的上端面和面层板的下端面涂胶粘剂，在步骤(6)和步骤(7)中得到的封边条除了外露表面之外的其余3个表面和隔音填充材各面涂胶粘剂，封边条置在底层板上端面四边，其中位于底层板上端面前端边的封边条的长度与底层板和面层板长度相同，位于各边封边条的外侧边与底层板和面层板的外侧边齐平，前后封边条的宽度与隔音填充材的宽度之和应等于楼梯踏板的宽度，将裁好的隔音填充材放置由四个封边条围成的底层板上，再将面层板下端面粘合在隔音填充材和四个封边条上端面，在压机上热压成型，压力1～2MPa，时间6～10分钟，热压温度80℃～90℃，得楼梯踏板；(9)制边，刨光和油漆，按设计要求将在步骤(8)中得到的楼梯踏板前端进行制边，将楼梯踏板的各表面刨光，在各表面在油漆，制成品。
2、 按权利要求1所述的一种竹木复合楼梯踏板的制作方法,其特征在于所述的竹材集成板的各层沿竹条长度纵向放置，竹条全部为顺纹组坯，相邻上下层的竹条错缝放置。
3、 按权利要求1所述的一种竹木复合楼梯踏板的制作方法,其特征在于所述的封边条的各层沿竹条长度纵向放置，竹条全部为顺纹组坯，相邻上下层的竹条错缝放置。
全文摘要
本发明属于一种竹木复合楼梯踏板的制作方法，该方法包括竹材的采集，竹材的分段，竹条的加工，竹条的碳化，制竹材集成板，制封边条，热压胶合制作楼梯踏板，制边，刨光和油漆等步骤。本发明的方法利用竹木特性，以竹为主要材料，利用两者性能互补的特点，制成性能优良，隔音，工序简单，价格低，内部无缺陷的优质的竹木复合楼梯踏板，利于在市场上推广使用。
文档编号B27M3/12GK101596733SQ20091008927
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者任海青, 周海宾, 张训亚, 虞华强, 东 袁, 费本华, 赵荣军 申请人:中国林业科学研究院木材工业研究所