CN106272841A - 一种异型竹管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种异型竹管的制造方法，包括如下工艺步骤：（1）圆竹筒高温蒸汽软化处理；（2）圆竹筒的压缩定型；（3）异型竹管的干燥定型。本发明的优点：新鲜或浸泡过水的圆竹筒在温度为160～190℃的饱和蒸汽罐中软化和炭化一段时间，再通过压缩将其定型处理，然后再在夹具中干燥和冷却，就得到了所需的异型竹管。能保持圆竹原来的最佳结构强度，并将其力学性能提高，该异型竹管还具有外形美观、尺寸稳定性好，具备防腐、防蛀和防霉功效，因此，可以作为家装、建筑材料和工艺品用材，是一种可持续的循环经济。

Description

一种异型竹管的制造方法

技术领域

本发明涉及的是一种异型竹管的制造方法，属木材工业中的竹材加工技术领域。

背景技术

竹材的圆筒结构是天然形成的奇妙的结构，这种结构符合材料力学中的等强度设计原理，可以作为结构材来使用，如云南傣族的竹楼，主要使用圆竹建成。竹材的外层致密强度高，是理想的结构材料和装饰材料。将圆形的竹筒在高温软化的情况下加工成方形、长方形和椭圆形等异型截面，作为家装、建筑材料和工艺品用材是圆竹加工利用的新途径。

我国的竹子资源集中分布在长江以南的14个省、市、自治区。我国竹林面积和竹材产量已由1950年130万公顷和160万吨，增加到2011年的538.1万公顷和16.44亿根。我国有面积最广的的毛竹，以及大径级的竹材如巨龙竹、龙竹、云南麻竹、小叶龙竹等，这些竹材的竹杆粗大通直，杆高30米，直径20～30cm，节间长17～22cm，这些竹材都适宜制造结构用竹管。

采用新鲜或浸泡过水的圆竹筒，经高温蒸汽10～30分钟的快速软化，然后通过压缩将其定型处理，然后再在夹具中干燥和冷却，就得到了所需的异型竹管，这是因为经过高温蒸汽处理的竹筒可以让竹筒易于压缩和定型，且在干燥时无裂缝，能保持圆竹原来的最佳结构强度，并将其力学性能提高，外层致密的结构使得虫菌等不能进入；通过快速的高温蒸汽处理后，竹材中的适合虫菌生长的营养物质被分解，且其平衡含水率也较低，这样其尺寸稳定性好，本身就具有防腐、防蛀和防霉功效，可以作为家装、建筑和工艺品材料，是一种可持续的循环经济。

随着社会经济的发展和人口的增加，全球环境压力加大，各国政府和人民的环境意识加强，认识到生态循环的重要性，竹子具有一次造林成功，地下茎即可年年行鞭、出笋、成竹，年年择伐，生生不息，永续利用。竹子生长迅速，生长周期短。从竹笋出土到竹杆形态的形成，仅需50-60天。象毛竹这样的大型散生竹竹杆发育成熟只需4～5年时间，丛生竹（如巨龙竹等）竹杆成熟时间更短，约为2～3年。竹材具有资源利用的可持续性，不破坏森林资源。

发明内容

本发明提出的是一种异型竹管的制造方法，其目的旨在利用竹筒的中空强度高的先天优势，通过先将其在高温蒸汽中软化和炭化，再通过压缩将其定型处理，然后再在夹具中干燥和冷却，就得到了所需的异型竹管。先将新鲜或浸泡过水的圆竹筒在温度为140～180℃的饱和蒸汽罐中，利用高温蒸汽的快速加热和湿热热处理，此时半纤维素在如此高的温度和湿度下迅速水解和热解，达到短时间高效炭化和软化（高于木素和半纤维素的玻璃化温度）的目的。在经过高温热处理后，竹材中的半纤维素和木素的玻璃化转变温度降低，在竹管定型干燥时，在高于此玻璃化温度下干燥，竹管的干燥收缩不会造成开裂，异型竹管可以达到无裂缝干燥。此时的异型竹管已具备尺寸稳定性好和强度高的优点，同时具备防腐、防蛀和防霉功效，因此，此异型竹管发明是一种可持续的循环经济。

本发明的技术解决方案：一种异型竹管的制造方法，包括如下工艺步骤：

（1）圆竹筒高温蒸汽软化处理；

（2）圆竹筒的压缩定型；

（3）异型竹管的干燥定型。

本发明的优点：新鲜或浸泡过水的圆竹筒在温度为140～180℃的饱和蒸汽罐中软化和炭化一段时间，再通过压缩将其定型处理，然后再在夹具中干燥和冷却，就得到了所需的异型竹管。该异型竹管具有外形美观，强度高、尺寸稳定性好，具备防腐、防蛀和防霉功效，因此，可以作为家装、建筑材料和工艺品用材，是一种可持续的循环经济。

附图说明

附图1是异型竹筒的截面示意图。

图中A是正方形截面；B长方形截面；C是椭圆形截面。

具体实施方式

一种异型竹管的制造方法，包括如下工艺步骤：

（1）圆竹筒高温蒸汽软化处理；直径为30～300mm的新鲜或浸泡过水的圆竹筒，按要求截成30～3000mm长竹筒，节隔从两端将其打穿,将罐内通入温度为140～180℃高温蒸汽，升温后保温15～40分钟，圆竹筒已软化和炭化，此时停止通蒸汽，将排气阀门微开，使罐内的蒸汽缓缓排出，直至罐内蒸汽全部排出；

（2）圆竹筒的压缩定型；将软化处理过的竹筒取出，立即在其高温下通过多级变截面即通过逐步压缩的压缩设备，所述多级变截面是由多个两两组合的旋转压辊组成,该压辊上的凹面正好与压制的截面形状相配合，竹筒在纵向通过旋转压辊时就将其定型为异型截面的竹管，然后用配套的带弹簧的夹具固定；

（3）异型竹管的干燥定型，将带夹具的竹管，经过85～120℃温度干燥，将其含水率干燥到10%以下，干燥时保持竹管无裂缝，带弹簧的夹具确保始终将干缩的竹管夹紧；竹青层保留或用圆形刀将其竹青层刮去，或在去青的同时，采用留青的方法将其表层雕刻成画，增加其美观,最后用砂子将其表层打磨，去掉其毛刺，并将其边部倒角;得到要求的等截面的长方形竹管。

所述的步骤（3）异型竹管的干燥定型处理竹筒直径为40～300mm，高度为30～3000mm。

异型竹管的截面形状为正方形、长方形或椭圆形状。

实施例，一种异型竹管的制造方法如下：

（1）圆竹筒高温蒸汽软化处理，直径为100mm的新鲜圆竹筒，按要求截成1000mm长竹筒，节隔从两端将其打穿。将罐内通入温度为170℃高温蒸汽，升温后保温20分钟，圆竹筒已软化和炭化，此时停止通蒸汽，将排气阀门微开，使罐内的蒸汽缓缓排出，直至罐内蒸汽全部排出；

（2）圆竹筒的压缩定型，将软化处理过的竹筒取出，立即在其高温下通过多级变截面（逐步压缩）的压缩设备，该多级变截面是由多个两两组合的旋转压辊组成，竹筒在纵向通过旋转压辊时就将其定型长方形截面的竹管，然后用配套的带弹簧的夹具固定；

（3）异型竹管的干燥定型，将带夹具的竹管，经过95℃温度烘干，将其含水率干燥到10%以下，干燥时保持竹管无裂缝，带弹簧的夹具确保始终将干缩的竹管夹紧；竹青层（主要包括外表皮、内表皮和内皮层三种不同形状的细胞构成）可以保留，也可以用圆形刀将其竹青层刮去，还可在去青的同时，采用留青的方法将其表层雕刻成画，增加其美观。最后用砂子将其表层打磨，去掉其毛刺，并将其边部倒角。就得到要求的等截面的长方形竹管。

Claims (6)

1.一种异型竹管的制造方法，其特征是包括如下工艺步骤：

（1）圆竹筒高温蒸汽软化处理；

（2）圆竹筒的压缩定型；

（3）异型竹管的干燥定型。

2.根据权利要求1所述一种异型竹管的制造方法，其特征是所述的步骤（1）圆竹筒高温蒸汽软化处理，直径为30～300mm的新鲜或浸泡过水的圆竹筒，按要求截成30～3000mm长竹筒，节隔从两端将其打穿,将罐内通入温度为140～180℃高温蒸汽，升温后保温15～40分钟，圆竹筒已软化和炭化，此时停止通蒸汽，将排气阀门微开，使罐内的蒸汽缓缓排出，直至罐内蒸汽全部排出。

3.根据权利要求1所述的一种异型竹管的制造方法，其特征是所述的步骤（2）圆竹筒的压缩定型，将软化处理过的竹筒取出，立即在其高温下通过多级变截面即通过逐步压缩的压缩设备，所述多级变截面是由多个两两组合的旋转压辊组成,该压辊上的凹面正好与压制的截面形状相配合，竹筒在纵向通过旋转压辊时就将其定型为异型截面的竹管，然后用配套的带弹簧的夹具固定。

4.根据权利要求1所述的一种异型竹管的制造方法，其特征是所述的步骤（3）异型竹管的干燥定型，将带夹具的竹管，经过85～120℃温度干燥，将其含水率干燥到10%以下，干燥时保持竹管无裂缝，带弹簧的夹具确保始终将干缩的竹管夹紧；竹青层保留或用圆形刀将其竹青层刮去，或在去青的同时，采用留青的方法将其表层雕刻成画，增加其美观,最后用砂子将其表层打磨，去掉其毛刺，并将其边部倒角;得到要求的等截面的长方形竹管。

5.根据权利要求1所述的一种异型竹管的制造方法，其特征是处理竹筒直径为40～300mm，高度为30～3000mm。

6.根据权利要求1所述的一种异型竹管的制造方法，其特征是异型竹管的截面形状为正方形、长方形或椭圆形状。