用于竹缠绕复合产品的竹篾帘的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，用于缠绕在竹缠绕复合产品的内衬层上并浸润胶黏剂后以作为增强材料，其特征在于，该竹篾帘由多条竹篾片通过编制线连接形成，其中各竹篾片在竹篾片宽度方向上平行等距间隔排列；每条竹篾片宽度为1-30mm，厚度为0.2-2mm，相邻两竹篾片间距为0.1mm-1mm，竹篾片含水率为3％-20％，使得缠绕后竹篾片力学特性以及胶黏剂浸润性能最优，从而可获得结构强度性能良好的增强层。本实用新型还公开了相应的用于竹缠绕复合产品的竹篾帘的编制方法。本实用新型其通过对组成竹篾帘的各竹篾进行尺寸和规格的优化，同时对竹篾的排布间距、方位以及相互之间的编制或连接方式进行改进，从而使得经由其缠绕形成的增强层结构强度好，胶黏剂浸润充分且无明显应力缺陷。
【专利说明】
用于竹缠绕复合产品的竹篾帘
技术领域
[0001]本实用新型属于竹缠绕复合产品制造技术领域，具体涉及一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘。
【背景技术】
[0002]竹缠绕复合产品例如竹缠绕复合管是一种以竹材为增强材料，以热固性树脂为胶粘剂，采用缠绕的工艺方式加工成型的产品，其通常包括内衬层、增强层和外防护层，内衬层是由浸润有树脂的织物缠绕在模具上形成，增强层是通过浸有树脂的竹篾卷/帘缠绕多层在内衬层上固化复合而成，外防护层是涂覆在增强层上的一层防水防腐涂料，主要用于抗老化、防腐蚀、抗日晒。
[0003]由竹材和树脂复合而成的增强层是对竹缠绕复合产品强度、力学性能等方面影响最为重要的一层，因此该层所用到的竹篾卷/帘对产品的力学强度、抗压性能至关重要，其结构形式、排布方式、性能参数以及缠绕方式是影响产品性能的关键。
[0004]专利文献CN101571213A中公开了一种竹纤维缠绕复合管的制备方法，其中增强层的制备也是采用竹纤维缠绕在内衬层上形成，其中，竹纤维采用衬布粘接、或缝合、或编制的方式连接成一条连续的竹纤维带，并卷成卷，然后将成卷的竹纤维带装在缠绕机上退卷，且竹纤维带先通过树脂槽并涂上树脂，然后缠绕在直管模具的内衬层上，缠绕二层以上，经固化后形成增强层。
[0005]上述方案中增强层由一条连续不断的竹纤维带缠绕而成，采用缠绕机进行机械化生产，提高了竹纤维之间的致密性，使得制备的增强层具有较好的结构强度和抗压力学性能。但是，由于其中竹纤维的尺寸规格、各种参数性能以及其编制方式等并没有进行严格的力学分析和计算匹配，实际上使得其所制备的增强层会存在结构强度不够优化、缠绕性能下降，从而影响产品的结构强度以及力学性能，使得产品的整体性能不能达到要求。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，用于缠绕在竹缠绕复合产品的内衬层上形成增强层，其通过对组成竹篾帘的各篾状竹材(竹篾片)进行尺寸和规格的优化，同时对竹篾的排布间距、方位以及相互之间的编制或连接方式进行改进，从而使得经由其缠绕形成的增强层结构强度好，胶黏剂浸润充分且无明显应力缺陷，产品具有优良的性能。
[0007]为实现上述目的，按照本实用新型，提供一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，用于缠绕在竹缠绕复合产品的内衬层上并浸润胶黏剂后以作为增强材料，其特征在于，该竹篾帘由多条竹篾片通过编制线连接形成，其中各竹篾片在竹篾片宽度方向上平行等距间隔排列；
[0008]另外，所述竹篾片是由原竹在径向上剖分成竹片、并经去除竹片内表面竹黄和外表面竹青后沿竹片长度方向切削而成;每条竹篾片厚度为0.2-2mm，相邻两竹篾片间距为0.1111111-1111111，每条所述竹篾片含水率为3%-20% ；以此方式优化所述竹篾帘在缠绕后其中的竹篾片的力学特性以及胶黏剂浸润性能，从而在后续胶黏剂固化后可获得结构强度性能良好的增强层。
[0009]本实用新型的上述构思所构成的技术方案，其中将竹篾片的厚度铣削至0.2-2_，一方面可以去除组织过于致密、胶黏剂难以渗入的竹青以及强度较小的竹黄部分，最大程度保证竹材维管束的数量以及完整性，这样使得竹篾片的结构强度能够最优化;另一方面，上述厚度的竹篾片其能够在缠绕时可以充分伸展，使它的轴向拉伸强度发挥至最大化，这样张紧状态的竹篾片形成在产品结构中，为产品提供了高的力学强度，使其能够承受很高的压力。另外，将两竹篾片间距设置在0.1mm-1mm范围内，一方面可以使得胶黏剂能够有效充分和均匀地填塞在空隙中，使得胶黏剂能够均匀稳定渗透进竹篾片中，并在后续固化工序中得以与竹篾片良好结合并保持其强度;另一方面这种间距的设置可以在缠绕时保持竹篾片的良好伸展的同时最大化地防止空隙对对竹篾片强度的影响，使得其力学强度更加优化;另外，控制竹篾片含水率为3%_20%，以保证竹篾片足够干燥，使胶黏剂易于渗入竹篾片中与其充分结合。更进一步地，竹篾片的厚度与相互间距设置匹配设置，两者相互促进和影响，使得缠绕后的竹篾帘的整体力学强度达到最优化，从而可以得到结构强度性能良好的增强层。
[00?0]作为本实用新型的进一步优选，每条竹篾片宽度为l_30mm。本方案中，通过进一步结合竹篾片的宽度，其与竹篾片厚度范围适应和匹配，其使得竹篾片的力学模型能够更加优化，其缠绕中的力学性能以及对胶黏剂渗透均匀性具有更好的影响，从而进一步提高增强层的结构强度。
[0011]作为本实用新型的进一步优选，所述竹篾帘为环向竹篾帘，该环向竹篾帘由多条竹篾片先在竹篾片宽度方向上平行等距间隔排列并通过编制线沿竹篾片宽度方向上连接形成环向单元，再由多个所述环向单元在竹篾片长度方向上相互搭接而成，其中单个竹篾片长度优选为150mm-3500mm，该环向竹篾帘宽度优选为20-300mm。
[0012]作为本实用新型的进一步优选，所述相互搭接由相邻环向单元中各对应的竹篾片彼此搭接实现，且各竹篾片的搭接重合度在长度方向上不超过50mm，在宽度方向上各竹篾片搭接偏差不超过5mm，搭接角度偏差不超过5°。
[0013]作为本实用新型的进一步优选，所述竹篾帘包括轴向竹篾帘，所述轴向向竹篾帘是由多条竹篾片在其宽度方向上等平行等距间隔排列并通过编制线沿竹篾片宽度方向上连接形成，其中单个竹篾片长度优选为20_300mm。
[0014]作为本实用新型的进一步优选，所述竹篾片长度方向为原竹生长方向。
[0015]作为本实用新型的进一步优选，所述切削为在竹片径向上的剖切，以最大程度保证竹维管束不被破坏。
[0016]作为本实用新型的进一步优选，竹黄去除厚度为0.2mm-0.4mm，竹青去除厚度为
0.lmm-0.3mmο
[0017]本实用新型中的竹篾帘，其在长度方向上由多条竹篾片搭接，使得其长度为多个竹篾片搭接后的长度之和，或由更多的竹篾片在竹篾宽度方向上排布，其长度为各竹篾片宽度与各竹篾片间距之和。
[0018]总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0019](I)本实用新型中，通过对组成竹篾卷的各条竹篾片的尺寸、含水率等参数以及其具体加工方式进行具体限定，使得其制备的竹篾卷在缠绕后能够最优化地突出竹篾的力学性能，使得制备的增强层具有良好的结构强度；
[0020](2)本实用新型中，通过对各竹篾片的排列和布置方式进行具体限定，使得其能够在缠绕后胶黏剂能够充分均匀地浸润在其中，从而使得制备的增强层具有优良的结构强度；
[0021 ] (3)本方案中，通过对竹篾片含水率的控制，一方面强化了竹篾片的结构强度，低于或超出上述范围的竹篾片因为其对维管束的影响，其力学性能会显著下降，而且带来腐蚀等方面的影响，另一方面上述含水率下的竹篾片其在缠绕时可以更加亲和地与胶黏剂渗透结合，有利于胶黏剂的稳定和均匀性填充，而且在后续固化工序中其能够更好地胶黏剂同步固化，进一步提高增强层的结构强度。
[0022](4)本实用新型中通过组成竹篾卷的竹篾片的制作、尺寸等各种参数的具体选择并结合各竹篾片的排布、间距等相关技术手段的具体设置，从而可以使得竹篾卷在缠绕后竹篾片的力学性能、结构强度最优，且无明显应力缺陷，制备的增强层具有良好的结构性能，使得相应的产品具有优异的性能能够适应各种应用领域。
【附图说明】
[0023]图1为按照本实用新型实施例所构建的环向竹篾帘的结构示意图；
[0024]图2为按照本实用新型实施例所构建的轴向竹篾帘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0026]如图1所示，按照本实用新型实施例所构建的一种用于竹复合产品的竹篾帘，用于缠绕在竹复合压力产品的内衬层上以作为增强层材料，通过在其上再淋浇胶黏剂，使得胶黏剂能够均匀浸润在竹篾帘层上，经固化后即可得到增强层。例如竹复合压力产品可以为压力管，其包括内衬层、增强层以及外防护层，其中增强层即通过缠绕竹篾帘，一种优选的缠绕方式是沿管道轴向呈螺旋方式缠绕在内衬层上，各缠绕层优选具有一定搭接宽度，之后浇淋胶黏剂浸润后固化而成，外防护层涂覆在增强层上。
[0027]竹篾帘由多条竹篾片在宽度方向上依次间隔等距平行排列，并通过编制线连接，从而形成具有一定长度和宽度的竹篾帘。在一个实施例中，优选可以将平行排列的竹篾片通过胶黏剂粘接在网格布上，使竹篾片在缠绕时保持间隔不变，进而保证缠绕出的增强层力学强度分布均勾。
[0028]其中，竹篾片由原竹开成竹片，例如一定长度的原竹竹筒在径向上剖开，形成多个竹片，将竹片经去除内表面竹黄和外表面竹青后沿竹片长度方向切削而成，具体地，在处理时先将原竹开成一定长度的竹片，长度方向为原竹生长方向(即原竹高度方向)，并将外表面的竹青和内表面的竹黄削去，留下的竹片作为制备竹篾片的材料。
[0029]在一个实施例中，竹片厚度为4mm左右，宽度在1mm左右。制备竹篾片时将其通过并排间隔一定距离设置的多个刀具在竹片宽度方向上进行并列铣削，从而将其同时径剖成多条竹篾片，本实施例中例如10条。其中，刀具之间的间距即为竹篾片的厚度，本实施例中为Imm左右，竹片厚度为竹篾片的宽度，本实施例中为4mm，竹片的长度为竹篾片的长度，例如200mm。
[0030]通过这种切削方式，一方面可以使得同时实现多条竹篾片的机械加工，其宽度和厚度均匀，另一方面，最为重要的是，其通过上述方式，可以最大限度地保留竹维管束的完整和不被破坏，从而使得竹纤维保持其相应的强度和力学性能，使得竹篾片的整体强度最优化。
[0031]一个实施例中，切削形成的竹篾片的长度为200mm，宽度为4mm，厚度为1mm，当然本实用新型中竹篾片的尺寸规格并不限于此，实际上其可以根据具体需要进行确定，例如竹篾片的尺寸规格可以是，竹篾片的长度范围为20-300mm，优选是180-200mm，更优选200mm;宽度范围为l-30mm，优选是4-5mm;而厚度范围为0.2_2mm，更优选是0.8_lmm。上述数值范围内，可以使得竹篾片以及相应的竹篾帘在缠绕时其力学性能处于最优的状态，且能够保证消除其中存在的应力缺陷。
[0032]制备好的竹篾片优选可以先经过预处理，然后再缠绕，例如可以先干燥;或者先浸入质量浓度为1-10%的NaOH溶液中，在20-80°C下浸泡5-48小时进行脱脂，然后清洗并干燥。
[0033]另外，竹篾片的含水率优选保持在3%-20%,优选是6 %-15%,更优选为7 % -13%，这样可以使得竹篾片中水份尽量少，孔隙率低，使胶黏剂便于渗透进入竹篾片中，填满孔隙，增大竹篾片与胶黏剂的复合性能，有利于胶黏剂的稳定和均匀性填充，而且在后续固化工序中其能够更好地胶黏剂同步固化，进一步提高增强层的结构强度，从而保证竹篾片的力学性能优良。低于或超出上述范围的竹篾片因为其对维管束的影响，其力学性能会显著下降，而且带来腐蚀等方面的影响。
[0034]在编制竹篾帘时，一个优选方案是将多个竹篾片在竹篾片的宽度方向上依次间隔一定距离排布，然后将各竹篾片利用编制线在宽度方向上连接，形成竹篾帘。该方案中的竹篾帘的宽度为各竹篾片的宽度与各竹篾片之间间距的总和，长度可以为单个竹篾片的长度。
[0035]竹篾帘中相邻两竹篾片间距对后续缠绕以及喷淋胶黏剂工艺有较为重要的影响，从而影响到竹篾片的力学性能。本实施例中，竹篾帘中相邻两竹篾片间距设置为0.1mm-lmm，更优选设置为0.5-0.7mm。上述范围内的间距设置，一方面可以使得胶黏剂能够有效、充分和均匀地填塞在空隙中，使得胶黏剂能够均匀稳定渗透进竹篾片中，并在后续固化工序中得以与竹篾片良好结合并保持其强度，过大或过小的间距都会妨碍胶黏剂在竹篾中的渗透以及与竹篾的结合;另一方面该范围内间距的设置可以在缠绕时保持竹篾片的良好伸展，特别是对于螺旋缠绕方式的缠绕，其可以使得所有竹篾片均保持良好的强度性能，同时最大化地防止空隙对竹篾片强度的影响，使得其力学强度更加优化。
[0036]如图1所示，在一个实施例中，为使得竹篾帘的长度更长，以便于后续缠绕工艺效率，实际成型的竹篾帘为由上述竹篾帘相互搭接而形成的更长的竹篾帘，具体来说，即一个竹篾帘的每条竹篾对应与一条竹篾搭接，顺次可以搭接多条，从而可以形成更长的竹篾帘，称为环向竹篾帘。这种竹篾帘可以在长度方向上进行卷绕，形成竹篾卷，便于后续运算或缠绕施工。
[0037]优选方案中，竹篾片的长度为200mm，宽度为4mm，厚度为0.9mm，相邻竹篾片间距为
0.5mm，竹篾片含水率为7%。在另一实施例中，环向竹篾片的长度为190mm，宽度为5mm，厚度为1.0mm，相邻竹篾片间距为0.7mm，竹篾片含水率为13 %。
[0038]两竹篾片在长度方向上的搭接重合尺寸为:各竹篾片的搭接重合度在长度方向上不超过50mm，在宽度方向上各竹篾片搭接偏差不超过5mm，搭接角度偏差不超过5°。
[0039]如图2所示，在另一个实施例中，为使得竹篾帘的长度更长，以便于后续缠绕工艺效率，实际成型的竹篾帘为由更多的竹篾片相互间隔布置而形成的更长的竹篾帘，具体来说，即一个竹篾帘在竹篾片的宽度方向上布置更多的竹篾片，并通过编制线在沿布置方向上进行连接而成，称为轴向竹篾帘。这种竹篾帘其长度上为多个竹篾片的宽度与各间隔距离之总和，而宽度为单个竹篾片的长度。
[0040]优选方案中，竹篾片的长度为250mm，宽度为3mm，厚度为0.5mm，相邻竹篾片间距为
0.8mm，竹篾片含水率为6%。在另一实施例中，环向竹篾片的长度为1800mm，宽度为20mm，厚度为2.0mm，相邻竹篾片间距为1mm，竹篾片含水率为20%。
[0041]在一个实施例中，可以将竹篾帘卷绕形成竹篾卷，便于后续运输以及缠绕。在另一个实施例中，优选竹篾卷长度不小于150m，优选竹篾卷宽度为20-300mm。
[0042]在一个实施例中，竹篾帘是以网格布和胶粘剂粘接相应布置的竹篾片而形成的。
[0043]在缠绕施工时，可以将上述两种不同类型的竹篾帘或竹篾卷进行交替缠绕，更有利于增强层的力学强度和应力缺陷的消除，以及胶黏剂的浸润。环向竹篾帘经过螺旋和环向缠绕，保证缠绕出的产品环向的强度，轴向竹篾帘经过环向缠绕，可以增大缠绕出的产品轴向强度，两者共同保证产品整体力学性能。
[0044]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，用于缠绕在竹缠绕复合产品的内衬层上并浸润胶黏剂后以作为增强材料，其特征在于， 该竹篾帘由多条竹篾片通过编制线连接形成； 各竹篾片在竹篾片宽度方向上呈平行等距间隔排列，所述竹篾片是由原竹在径向上剖分成竹片、并经去除竹片内表面竹黄和外表面竹青后沿竹片长度方向切削而成； 每条所述竹篾片厚度为0.2-2mm，竹篾帘中相邻两竹篾片间距为0.1mm-1mm，所述竹篾片含水率为3%-20%; 以此方式优化所述竹篾帘在缠绕后其中的竹篾片的力学性能及胶黏剂浸润性能，从而在后续胶黏剂固化后可获得结构强度性能良好的增强层。2.根据权利要求1所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述竹篾片宽度为1-30mmο3.根据权利要求1所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述竹篾帘长度不小于150m ο4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述竹篾帘为环向竹篾帘，该环向竹篾帘由多条竹篾片先在竹篾片宽度方向上平行等距间隔排列并通过编制线沿竹篾片宽度方向上连接形成环向单元，再由多个所述环向单元在竹篾片长度方向上相互搭接而成，其中单个竹篾片长度为150mm-3500mm，该环向竹篾帘宽度为20-300mmο5.根据权利要求4所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述相互搭接由相邻环向单元中各对应的竹篾片彼此搭接实现，且各竹篾片的搭接重合度在长度方向上不超过50mm，在宽度方向上各竹篾片搭接偏差不超过5mm，搭接角度偏差不超过5°。6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述竹篾帘为轴向竹篾帘，所述轴向向竹篾帘是由多条竹篾片在其宽度方向上平行等距间隔排列并通过编制线沿竹篾片宽度方向上连接形成，其中单个竹篾片长度为20-300mm。7.根据权利要求1-3和5中任一项所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述竹篾片长度方向为原竹生长方向。8.根据权利要求1-3和5中任一项所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，所述多条竹篾片沿宽度方向等间距排列并通过胶黏剂粘接在网格布上，粘接成长度不小于150m的竹篾帘。9.根据权利要求1-3和5中任一项所述的一种用于竹缠绕复合产品的竹篾帘，其中，竹黄去除厚度为0.2mm_0.4mm，竹青去除厚度为0.1mm-0.3mm。
【文档编号】B27J1/00GK205438805SQ201620116314
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】叶柃, 朱鑫, 牛琳
【申请人】浙江鑫宙竹基复合材料科技有限公司, 叶柃