專利名稱：一種利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的加工方法。
背景技術：
木樓梯在西方經濟發達國家的木結構房屋中早已是司空見慣的高檔用品，而在我國大 陸，隨著近40年以來經濟的高速發展和人民群眾生活水平的提高，一些先富起來的人們正 在把居住興趣轉向復式和別墅建筑。國內對木樓梯的需求已在悄然增長，一股購買木樓梯 熱正在各地逐漸升溫。目前國內使用的木樓梯構件多由高檔木材制造。這種材料大多由天然林生產，存 在生產周期長、原料來源緊張、成本居高不下的問題。因此，必須開發出一種全新的低成本、 高品質、可回收利用的環保木樓梯材料來替代目前大量使用的進口高檔木質材料。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的加工方 法，利用該方法可生產出一種全新的低成本、高品質、可回收利用的環保木樓梯材料，以替 代目前大量使用的進口高檔木質材料。為了實現上述目的，本發明的一種利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料 的加工方法，該方法包括如下步驟
步驟1 采伐3-4年生小徑竹，去除竹干上的雜物，將竹干截成1 2. 6米規格長度的 竹段；所述雜物包括枝葉；
步驟2 將小徑竹的竹段放入竹材梳理設備進行小徑竹的梳理加工； 步驟3 將梳理加工好的小徑竹梳理材放入木材蒸煮罐內，通入110 150°C的過熱蒸 汽炭化60 180分鐘，使小徑竹梳理材呈咖啡色；
步驟4 將炭化加工好的小徑竹梳理材放入木材干燥窯干燥，干燥溫度為100 110°C， 干燥時間為12 24小時，干燥后材料的含水率控制在8 10% ；
步驟5 將干燥后的小徑竹梳理材浸入40%固含量的酚醛樹脂膠液中，加重物使其完全 浸沒在酚醛樹脂膠液中，20 30分鐘后取出浙干，堆放備用；
步驟6 將浸過酚醛樹脂膠液的小徑竹梳理材層疊組坯，在冷壓機內加壓密實； 步驟7 將加壓密實后的小徑竹梳理材在干燥窯中干燥固化成為小徑竹層積材，干燥 溫度為120 170°C，干燥時間為10 24小時；
步驟8 將完全固化后的小徑竹層積材取出，放置48 72小時后，加工成規格木樓梯 立拄。所述步驟1中的小徑竹為小雜竹；所述小雜竹包括綠竹、麻竹、黃竹、粉單竹、青皮 竹或直徑小于6cm的毛竹。步驟2所述的梳理加工采用將小徑竹的竹段放入竹材梳理設備，通過碾壓輥碾壓 的方式進行小徑竹的梳理加工。所述步驟5中的酚醛樹脂膠液的調制，先按GB/T14074. 5-93的要求測定酚醛樹脂 的固含量，再根據測定的樹脂固含量加水將酚醛樹脂稀釋成40%固含量的酚醛樹脂膠液；所述酚醛樹脂，其固含量為43. 34%，粘度為89cps, PH值為12. 8，密度為1. 199g/cm3。采用 的酚醛樹脂購自北京泰爾化工有限公司。所述步驟3中通入120°C的過熱蒸汽炭化100-150分鐘，使小徑竹梳理材呈咖啡 色。優選地，在步驟3中通入120°C的過熱蒸汽炭化120分鐘，使小徑竹梳理材呈咖啡色。采用本發明的制備方法能夠生產出炭化重組小徑竹層積材，生產出滿足木樓梯立 拄性能及使用要求的可回收新材料。小徑竹層積材的含水率試驗按GB / T17657-1999中 4. 3進行，材料密度按GB / T1933-199K木材密度測定方法)，抗彎強度按GB / T1449-2005 (纖維增強塑料彎曲性能試驗方法國家標準測量)的要求加工并檢測試件。重組小徑竹層積 材成品的抗彎強度> 160MPa，抗彎彈性模量> 12GPa，含水率8-10%，密度1. 05-1. 10g/cm3, 因此，通過本發明制備的小徑竹層積材，完全能滿足作為木樓梯立拄的使用要求，且外觀美 麗自然。另外，由于小徑竹資源豐富，價格低廉，因此可大大降低木樓梯立拄的制造成本。此 外，用本發明制作的木樓梯立拄廢棄后，可以作為刨花板等的原材料回收利用，不會污染環
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圖1為本發明實施例炭化重組小徑竹梳理層積材成型矩形槽結構示意圖； 圖2為本發明實施例炭化重組小徑竹層積材組坯示意圖。
具體實施例方式本發明的具體實施方式
如下
步驟1 采伐3-4年生小徑竹，去除竹干上的雜物，將竹干截成預定規格長度的竹段；再 利用竹材機械梳理設備，通過碾壓輥碾壓的方式將其梳理成小徑竹梳理材；
步驟2 將小徑竹梳理材放入的木材蒸煮罐內，通入120°C的過熱蒸汽炭化100-150分 鐘，使其成為炭化小徑竹梳理材，該炭化小徑竹梳理材呈深咖啡色；
步驟3 將小徑竹梳理材放入木材干燥窯干燥，干燥溫度為100-110°C，干燥時間為 12-24小時，使干燥后的小徑竹梳理材的含水率為8-10% ；
步驟4 將干燥后的小徑竹梳理材浸入40%固含量的酚醛樹脂膠液中，加重物使其完全 浸沒在40%固含量的酚醛樹脂膠液中，20-30分鐘后將其取出浙干，堆放備用；所述酚醛樹 脂膠液的調制，先按GB/T14074. 5-93的要求測定酚醛浸漬樹脂的固含量，再根據實測定的 樹脂固含量用加水將酚醛樹脂稀釋成40%固含量的酚醛樹脂膠液；
步驟5 采用組坯方式，將浸過酚醛樹脂膠液的小徑竹梳理材放入矩形槽1內，按照圖 2所示的組坯方式層疊組坯，并在冷壓機內加壓密實，冷壓機加壓壓力為1. 5MPa ；加壓密實 完畢后在成型矩形槽內的小徑竹上方蓋上IOmm厚的上蓋板2，立即用鎖定銷3固定，防止壓 實的小徑竹梳理材4回彈。步驟6 將裝有已冷壓密實的小徑竹層積材的矩形槽放至木材干燥窯干燥固化， 木材干燥窯中的干燥溫度為150°C，干燥時間為24小時；待酚醛樹脂完全固化后，從矩型槽 1內取出炭化重組的小徑竹層積材，放置48-72小時后，如圖2所示，該重組的小徑竹層積材 具有依次順紋層疊并被膠合在一起的小徑竹炭化材5。再在細木工小帶鋸上加工成可用于 木樓梯立拄材料的規格方材；再在精密車床上車削加工成木樓梯立拄。
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優選地，在步驟2中通入120°C的過熱蒸汽炭化120分鐘，使小徑竹梳理材呈咖啡色。優選地，在所述步驟4中的酚醛樹脂固含量為43. 34%,粘度為89cps，PH值為 12. 8，密度為 1. 199g/cm3。優選地，在所述步驟5中，所述IOmm厚的鋼板為了小徑竹層積材完全固化后能方 便的取出，鋼板的寬度應小于成型矩形槽內槽寬度3-5mm ；
采用本發明的制備方法能夠生產出炭化重組小徑竹層積材，生產出滿足木樓梯立拄性 能及使用要求的可回收新材料。小徑竹層積材的含水率試驗按GB / 117657-1999中4.3進 行，材料密度按GB / T1933-1991 (木材密度測定方法)，抗彎強度按GB / T1449-2005 (纖 維增強塑料彎曲性能試驗方法國家標準測量)的要求加工并檢測試件。重組小徑竹層積材 成品的抗彎強度> 160MPa，抗彎彈性模量> 12GPa，含水率8_10%，密度1. 05-1. 10g/cm3,因 此，通過本發明制備的小徑竹層積材，完全能滿足作為木樓梯立拄的使用要求。另外，由于 小徑竹資源豐富，價格低廉，因此可大大降低木樓梯立拄的制造成本。此外，用本發明制作 的木樓梯立拄廢棄后，可以作為刨花板等的原材料回收利用，不會污染環境。綜上所述，以上僅為本發明的較佳可行實施例，并非因此即限制本發明的保護范 圍，故凡運用在本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變化和材料變化，精神和原則之 內所作的任何修改等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1采伐3 4年生小徑竹，去除竹干上的雜物，將竹干截成1～2.6米規格長度的竹段；步驟2將小徑竹的竹段放入竹材梳理設備進行小徑竹的梳理加工；步驟3將梳理加工好的小徑竹梳理材放入木材蒸煮罐內，通入110～150℃的過熱蒸汽炭化60～180分鐘，使小徑竹梳理材呈咖啡色；步驟4將炭化加工好的小徑竹梳理材放入木材干燥窯干燥，干燥溫度為100～110℃，干燥時間為12～24小時，干燥后材料的含水率控制在8～10%；步驟5將干燥后的小徑竹梳理材浸入40%固含量的酚醛樹脂膠液中，加重物使其完全浸沒在酚醛樹脂膠液中，20～30分鐘后取出瀝干，堆放備用；步驟6將浸過酚醛樹脂膠液的小徑竹梳理材層疊組坯，在冷壓機內加壓密實；步驟7將加壓密實后的小徑竹梳理材在干燥窯中干燥固化成為小徑竹層積材，干燥溫度為120～170℃，干燥時間為10～24小時；步驟8將完全固化后的小徑竹層積材取出，放置48～72小時后，加工成規格木樓梯立拄。
2.根據權力要求1所述的利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法，其特 征在于，所述步驟1中的小徑竹為小雜竹；所述小雜竹包括綠竹、麻竹、黃竹、粉單竹、青皮 竹或直徑小于6cm的毛竹。
3.根據權力要求1所述的利用40%固含量的酚醛樹脂浸漬小徑竹梳理材的方法，其特 征在于，所述步驟5中的酚醛樹脂膠液的調制，先按GB/T14074. 5-93的要求測定酚醛樹脂 的固含量，再根據測定的樹脂固含量加水將酚醛樹脂稀釋成40%固含量的酚醛樹脂膠液。
4.根據權力要求3所述的利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法，其特 征在于，所述酚醛樹脂，其固含量為43. 34%，粘度為89cps，PH值為12. 8，密度為1. 199g/3cm ο
5.根據權力要求1所述的利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法，其特 征在于，步驟3中通入120°C的過熱蒸汽炭化100-150分鐘，使小徑竹梳理材呈咖啡色。
6.根據權力要求1所述的利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法，其特 征在于，步驟2所述的梳理加工采用將小徑竹的竹段放入竹材梳理設備，通過碾壓輥碾壓 的方式進行小徑竹的梳理加工。
全文摘要
本發明公開了一種利用小徑竹炭化重組工藝制造木樓梯立拄材料的方法，該方法包括如下步驟步驟1采伐3-4年生小徑竹，去除雜物，截成竹段；步驟2小徑竹的梳理加工；步驟3將過熱蒸汽炭化；步驟4干燥；步驟5將干燥后的小徑竹梳理段材浸入酚醛樹脂中；步驟6層疊組坯，在冷壓機內加壓密實。通過本發明制備的小徑竹重組材完全能滿足作為木樓梯立拄的使用要求，且外觀美麗自然。另外，由于小徑竹資源豐富，價格低廉，因此可大大降低木樓梯立拄的制造成本。此外，用本發明制作的木樓梯立拄廢棄后，可以作為刨花板等的原材料回收利用，不會污染環境。
文檔編號B27M3/12GK101941226SQ20101028237
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者黃曉東 申請人:福建農林大學