CN101066603A - 竹质定向结构板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种竹质定向结构板的制造方法，含以下工序：(1)将毛竹切段，并按直径大小分别劈裂成3～10等分，形成圆弧梯形竹坯，竹坯弧形弦长为20～60mm；(2)将圆弧梯形竹坯送入竹材刨片机或削片机，刨切或削切方向为竹坯圆弧的径向或基本径向，切削成规格为长50～500mm、宽5～20mm、厚0.5～2.0mm竹片；(3)将竹片干燥至绝对含水率2％～5％后，进行表面施胶；(4)定向铺装，采用纵向层和横向层分层铺装的形式组成板坯；(5)将板坯放入热压机固化成毛板材；(6)加工成规格板材。本发明优点：BOSB的物理力学性能优于OSB。可替代实木板材、OSB等人造板材，节省林木资源。

Description

竹质定向结构板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种人造板的制造方法，特别是一种竹质定向结构板的制造方法。

背景技术

目前国内外现有利用植物纤维生产的复合板材包括刨花板、MDF/HDF(中密度纤维板/高密度纤维板)、木质OSB(定向结构板)及其他碎料板。已有的木质OSB(Oriented Strand Board，定向刨花板)是利用带状木片纵横交错铺装的一种人造板，其物理力学性能超过普通刨花板和MDF(中密度纤维板)，在很多用途上可以替代多层胶合板，但胶合板需要优等的原木为原料。目前，木质OSB在欧美已经很流行，主要用于建筑、装潢及车船制造业等。但是，木质OSB需要优等木材为原料。

但到目前为止，由于竹材具有中空、锥度、竹青、竹节、竹黄等特殊微观构造，国内外还没有利用竹材生产OSB(即BOSB，Bamboo Oriented StrandBoard，又称竹质定向结构板)的先例。

如果能从技术上解决竹材替代木材生产BOSB，并使竹材高效利用，制造BOSB前景是可观的。因为：

(1)木质OSB需要优等木材为原料，而BOSB仅需要一般毛竹为原料，甚至利用竹地板、竹凉席等生产线剩余的次、小、梢竹材。

(2)基于OSB与BOSB对原料的需求不同，利用竹质资源比利用木材资源更有优势。

竹子属于禾本竹亚科植物，主要分布在热带和亚热带，温带和寒带地区分布较少，竹类植物是森林资源的重要组成部分，这些年来全球森林面积急剧减少，而竹类植物以其独特的生物学、生态学特性，兼具良好的经济、生态和社会效益，我国竹林面积以每年3％的速度递增，竹类植物被认为是21世纪最有希望和潜力的植物之一。我国是世界上竹子资源最丰富的国家之一，共有37个属500余种，分布在全国各地，其中：湖南、福建、浙江、江西、安徽等为主产区。

发明目的

本发明的目的是提供一种竹质定向结构板(BOSB)的制造方法，该方法制造工艺合理，充分利用竹材，且产品性能优于木质定向结构板。该竹质定向结构板可替代木板或其他人造板材料。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：这种竹质定向结构板的制造方法包括以下工序：(1)将毛竹切段，将竹段按直径的大小不同劈裂成3～10等分，形成圆弧梯形竹坯，竹坯的自然宽度以弧形弦长计算为20～60mm；(2)将圆弧梯形竹坯送入竹材刨片机或削片机，刨切或削切方向为沿着竹材圆弧的径向或基本径向，切削成规格为长50～500mm、宽5～20mm(或竹材的自然壁厚)、厚0.5～2.0mm竹片；(3)将竹片干燥至绝对含水率2％～5％后，进行表面施胶；(4)定向铺装，采用纵向层和横向层分层铺装的形式组合到一起，组成板坯；(5)将板坯放入热压机，加压加热，使竹纤维达到玻璃态温度软化和胶粘剂固化，板坯形成毛板板材；(6)加工成规格板材。

本发明的优点是：经试验表明，BOSB的物理力学性能优于OSB。可替代实木板材、刨花板、MDF/HDF、木质OSB等人造板材，提高竹材资源的利用率，节省林木资源。

附图说明

图1：本发明的工艺流程框图

图2：毛竹结构及切片方位示意图

图3：图2中切片示意图

图4：铺装示意图

具体实施方式

图1中，5为毛竹原料，6为切段工序，7为破竹工序，8为刨片或削片工序，9为施胶工序，10为铺装工序，11为热压工序，12为锯切成型工序。

图2、图3中，R表示竹材的径向，4表示沿径向刨切的部位，1为竹节、2为竹黄，3为竹青。图4中，13为纵向层，14为横向层，15为竹片，16为粘结剂。

以下为工艺说明：

(1)、备料

备料工段包括切段、破竹2个工序。首先将毛竹切段，段长一般为2000～3000mm。用专用破竹机将竹段按直径的大小不同劈裂成3～8等分，形成规格基本一致的圆弧梯形竹坯，竹坯的自然宽度(以弧形弦长计算)为20～60mm；

(2)刨片机或削片

将圆弧梯形竹坯送入竹材刨片机或削片机，切削成一定规格的竹片。削切方向为沿着竹材圆弧的径向或基本径向。制造BOSB材料的竹片规格为：

长度：50～500mm

宽度：5～20mm(或竹材的自然壁厚)

厚度：0.5～2.0mm

(4)干燥

为了达到快速干燥和尽量减小竹片破损率的效果，一般采用人造板用的滚筒式刨花干燥机，将竹片干燥至绝对含水率为2％～5％；

(5)施胶

为了达到施胶均匀和尽量减小竹片破损率的效果，拌胶机采用滚筒式雾化拌胶机，将胶粘剂通过高压或压缩空气雾化以后，均匀喷涂于竹片表面。

依据胶种和成品板材用途的不同，施胶量为：

胶粘剂固体量∶绝干竹片量(重量比)＝(3～20)∶100。

所用的胶粘剂的品种有：

异氰酸酯胶(MDI)，酚醛树酯胶(PF)，尿醛树酯胶(UF)等。

(6)定向铺装

采用可纵横分层铺装的铺装机进行铺装，该铺装机可自动实现纵横定向铺装。铺装规则如下：

1)板坯铺装层数必须奇数，以防由于竹片干缩以后的内应力不平衡导致板材翘曲；

2)铺装层数一般为3～15层；

3)同一层内的竹片沿着相同的长度方向铺装组坯；(实际制造过程中不可能做到100％相同的长度方向，但同向率应保持70％以上)

4)相邻2层之间的竹片方向为正交即90°夹角。实际制造过程中不可能做到100％的竹片都呈90°夹角，允许角度偏差±15°。

(7)热压成型

将板坯送入热压机进行加热、加压，待完全固化以后，形成BOSB毛板材。

热压机可采用以下3种：

1)连续热压机。随着板坯的连续进入压机，不断连续滚动的上下热压板对板坯加压加热，连续完成热压成型过程；

2)间歇式单层热压机。压机只有1层开档，上下热压板为刚性导热载体，通过装板机将板坯送入热压机，然后压板闭合，在一个热压周期中完成热压成型过程。然后压板开启，通过卸板机将成型毛板取出；

3)间歇式多层热压机。压机有多层开档，一般为3～20层，其热压原理同间歇式单层热压机。只是生产效率提高数倍，但压机、装板机、卸板机成本也相应增高。

依据胶种和成品板材用途的不同，热压工艺及参数可做相应调整。一般如下：

1)热压工艺一般分为升压、保压、卸荷3个阶段。升压阶段是为了快速将板坯压实，提高密度；保压阶段是为了将压板的热量传递给板坯，加速胶粘剂的固化而形成胶钉，同时使竹纤维在玻璃态温度下进一步软化胶合；卸荷阶段是为了缓慢释放板坯中的内应力，避免毛板分层。

2)保压阶段压机单位压力为1.5～8Mpa。

3)升压、保压、卸荷3个阶段的时间依据生产条件而变，其中保压时间随板坯厚度的增加而增加。对于制造8～40mm的BOSB板材，一般保压时间为20～90s/(mm板厚)。

4)热压板温度一般为140～220℃。

(8)锯切

将压好后的毛板锯掉毛边，形成四周整齐的板材。依据用途不同，必要时可以分割成多块。

实施例1

本实施例为试验室试验结果真实情况。

(1)竹材

采用湖南产2度(即4年生长)楠竹。

(2)技术手段

采用人工切段、破竹制成竹坯；通过人工木工刨片、铡刀定长切段形成竹片；手动施胶；试验压机热压成型。

(3)竹片规格

长度：110～120mm

宽度：径向自然宽(9～15mm)

厚度：0.8mm

(4)胶粘剂

胶种：酚醛树酯(PF)胶

固体含量：40％

黏度：14s(涂4杯，20℃)

(5)热压参数

热压温度：140～180℃

热压压力：2.0～2.8Mpa

热压时间：50～90s/mm厚

(6)样板幅面

450×450×12mm

(7)性能对比

	静曲强度(Mpa)		弹性模量(Mpa)		内结合强度(Mpa)	甲醛释放量Mg/100g板
							平行	垂直	平行	垂直
	样品参数	30	18	3900							1500	0.42	5.4
国标参数					22-30	10-15	3500	1400	0.32	8

Claims (9)

1.一种竹质定向结构板即BOSB的制造方法，其特征在于：

(1)将毛竹切段，将竹段按直径的大小不同劈裂成3～8等分，形成圆弧梯形竹坯，竹坯的自然宽度以弧形弦长计算为20～60mm；

(2)将圆弧梯形竹坯送入竹材刨片机或削片机，刨切或削切方向为沿着竹材圆弧的径向或基本径向，切削成一定规格的竹片；

(3)将竹片干燥至绝对含水率2％～5％后，进行表面施胶；

(4)定向铺装，采用纵向层和横向层分层铺装的形式组合到一起，组成板坯；

(5)将板坯放入热压机，加压加热，使竹纤维达到玻璃态温度软化和胶粘剂固化，板坯形成毛板板材；

(6)加工成规格板材。

2.根据权利要求1所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于：所述的竹片规格是：

(1)长度：50～500mm

(2)宽度：5～20mm或竹材的自然壁厚

(3)厚度：0.5～2.0mm。

3.根据权利要求1所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于：所述的定向铺装是：

(1)板坯铺装层数为奇数；

(2)铺装层数一般为3～15层；

(3)同一层内的竹片沿着相同的长度方向铺装组坯；

(4)相邻2层之间的竹片方向为正交，即呈90°夹角。

4.根据权利要求1或3所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于：其热压工艺条件为：

(1)热压机采用连续热压机或间歇式单层热压机或间歇式多层热压机；

(2)热压工艺分为升压、保压、卸荷3个阶段。

5.根据权利要求1或3所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于其热压参数为：

(1)保压阶段压机单位压力为1.5～8Mpa；

(2)保压时间随板坯厚度的增加而增加；

(3)热压板温度一般为140～220℃。

6、根据权利要求4所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于其热压参数为：

(1)保压阶段压机单位压力为1.5～8Mpa；

(2)保压时间随板坯厚度的增加而增加。

(3)热压板温度一般为140～220℃。

7、根据权利要求5所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于：对于制造8～40mm的竹质定向结构板板材，一般保压时间为20～90s/(mm板厚)。

8、根据权利要求6所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于：对于制造8～40mm的板材竹质定向结构板，一般保压时间为20～90s/(mm板厚)。

9.根据权利要求1所述的竹质定向结构板制造方法，其特征在于其胶粘剂为：

(1)胶粘剂的品种为异氰酸酯胶或酚醛树酯胶或脲醛树脂胶或人造板行业的其他胶粘剂等。

(2)施胶量为胶粘剂固体重量∶绝干竹片重量＝(3～20)∶100。

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