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L @ @ ⑥ ① ② ④ L
李德青 , 斑甫建华
(河南省木材工业研究设计院 , 河南 信 阳 4640 0() )
摘 要 :介绍了 .tJ 切薄竹的工艺流程和应用特 .点。 指 出 : elJ 切薄竹装饰效果好 , 饰面竹制品产品档次 高 , 进
一步提高了优质竹材利用率 , 扩大了竹材代木性能 .
关健词 : 创切薄竹 ; 工艺
中图分类号 :昭 6 文献标识码 : A 文章编号 :l 0 1一科62 (20() l ) 10 一 0 2 一 03
1 前官
随着天然林保护工程的实施 , 我国的木材供需
矛盾更加尖锐 . 用具有资源丰富及代木性能良好的
竹材代替木材使用是缓解我国木材供给紧张的有效
途径之一 。 我国以竹代木应用最广泛 、 发展较快的竹
制品是竹胶合板 , 按其所用单板类型可分为三类 :
① 竹片胶合板 , 它是以平压刨刨削出的竹片 (厚度大
于或等于 3 r n r 。 )为单板 , 经涂胶 、 组坯 、 热压而成的厚
竹胶合板 . 其在原料准备及热压过程中 , 保持了竹材
固有的物理力学性能 代木性能良好 , 可替代厚木
板或厚木质人造板使用 . ② 竹编胶合板 , 它是以毛竹
收稿 日期 : 创兀心一 12 一 13
竹肉编织成的竹席为单板 , 经涂胶 、 组坯 、 热压而成
的薄竹胶合板 (通常为二层板 , 厚度小于 10 n 皿n ) . 其
在原料准备及热压过程 中 , 破坏 了竹材的固有物理
力学性能 , 代木性能较差 , 只能在非关键的地方代替
薄木板或薄木质人 造板使用 . ③ 旋切单板竹胶合
板 , 它是利用旋切出的竹单板 , 经涂胶 、 组坯 、 热压而
成的薄竹胶合板 . 其代木性能良好 , 特别适于替代薄
木板或薄木质人造板使用 . 但其对原材料要求太苛
刻 , 如所用的原材料必须是大竹龄 、 大壁厚且三度规
矩的竹筒材 , 而且旋切竹单板胶合板幅面较小 , 出材
率较低 , 单独上旋切竹单板胶合板设备成本较高 ,
可以看出 , 在图 2c() 中 , 最大应力值明显降低 (由
16 2M P a 降为 135 .2 M aP ) , 并且应力分布均匀 了 , 虽
然 B 处和 C 处应力增加了 , 但仍满足 。 。 < 间 .
2 过盈 . 的计算
最后 , 尚需解决的是给予怎样的过盈量才能产
生所需要的装配压强 sP . 根据理论计算 , 过盈量 ZbA
与装配压强 sP 有如下关系 :
定 出组合缸体内各点的初应力 ; 再 与工作应力迭
加 , 便得到组合缸体的最终应力 .
如上 例 的 组 合 缸 体 为 碳 钢 制 成 , 欲 产 生
.P = 4
.
IM aP 的装配压强 , 则过盈量 2曲 可通过计算
得出 :
2△b =
2△b =
40只b ’ ( e , 一 a , )
E (矛一 b Z) (b Z一 a , ) ( l )
4 0aP b
’
( e
, 一 a勺
E (e
Z一 b Z) ( b ’ 一 a Z)
4 0 x 4
.
1 x 12 , ( 1 5
2一 10 2)
Z x l o ` ( 15
, 一 12 , ) ( 12念一
’
1 0乏)
= 0
.
00 5 (c m )
式 中 △b 为 内筒 的外半径 与外 筒 的 内半径 之
通常 , 已知过盈量 , sP 即可 由式 ( l) 求出 , 从而确
作者简介 : 刘靖 ,毕业于西安交通大学机械工程系机制专
业 , 高级工程师 ,主妥从事机械工程的设计与研究 .
2 0 0 1年 第 10 期 馨鳞寒 第 2 9 卷
咖业视耐锄袍把爵—这在一定程度上制约了旋切竹单板胶合板的代木性能 . 为此 , 笔者探讨用刨切方法制造薄竹胶合板的工艺 , 以进一步提高其代木性能 .2 刨切薄竹生产胶合板工艺工艺如下 : 库中继续保压 , 待胶充分固化 , 卸掉保压螺栓 , 即可以水煮软化 . 另外 , 为了得到装饰效果好的刨切薄竹花纹 , 胶合竹方所 用竹条可进行漂 白、 染色 . 组 坯时 , 可采用不同厚度和不 同颜色的竹板材组成胶合竹方 。竹材 , 截断 , 去外节~ 剖开~ 去内节 , 水煮软化 一 , 展开 , 压刨~ 干煤定型 , 竹条铣边~ 侧面涂胶 , 横向拼板 , 板材涂胶一 组坯~ 冷压竹方` 堆放` 水煮软化` 刨切薄竹 ` 涂胶` 组坯` 热
压成竹胶合板 , 裁边一 枪脸人库
基材涂胶 , 组坯 , 热压成薄竹饰面板
.2 1 竹材截断至竹条锐边
竹材截断 、 去外节 、 剖开 、 去内节 、 水煮软化 、 展
开 、 压刨 、 干燥定型 、 竹条铣边等工序与竹片胶合板
中制造竹片的工艺相同 , 这里不再重述 .
.2 2 涂胶 、 横向拼板
铣完边的竹条 , 规格一般为宽 20 ~ 30 r n r 。 、 厚
3 ~ 6 n u n
、 长 150 ~ 260 伪刘沮 . 用涂胶机或人工侧面
涂胶 , 然后用横向拼板机拼成宽 60C腼m 、 长 2 60伪刘m
的竹板材 . 竹板材所用竹条厚为 3 一 6 n u n , 较薄 , 单从
这一点讲 , 横向拼板可用热固性胶 , 采用热压可提高
拼板效率 , 但下一步再拼成胶合竹方材 时 , 厚度 、 宽
度都较大 , 此时若用热固性胶 , 热压时热量不易传到
竹方材中心层 , 使胶固化不均匀 , 影响胶合竹方材的
胶合质量 . 因此 , 从全局考虑 , 横向拼板还是冷固性
胶为好 .
.2 3 竹板材涂胶 、 组坯 、 冷压竹方 、 堆放
竹板材上下面若较平可直接涂胶 , 若不平必须
上 砂光机或 平压刨 加工后 才能涂胶 , 然 后组成 厚
30() ~ 50 0 n斌n
、 宽 5 0 0 一 6() 伪刘m 、 长 15 0 0 一 2 6 00 n u n
的竹方毛坯 . 因竹方毛坯很厚 , 若采用热固性胶种 ,
热压时靠近热压板的竹板材面上的胶先固化 , 靠近
竹方毛坯 中心层的竹板材面上的胶滞后 固化 , 使竹
方胶合不均匀 , 同时在内外温差作用下 , 热压后 的胶
合竹方材有内应力 , 易开裂 、 变形 , 因此胶合竹方必
须用冷固性胶 , 采用冷压 . 冷压保压一段时间后 , 用
螺栓固定胶合竹方并从冷压机 中卸出来 , 堆放到仓
.2 4 水煮软化
竹方胶合好后 , 其含水率很低 . 硬度很高 , 因此
不能直接刨切 , 必须蒸煮软化后才能刨切 . 这就要求
所用的胶种既耐水又耐热 , 即要求在较高温度的水
中浸泡 20 ~ 3h0 以上仍有较高的强度 、 不老化 , 以保
证刨切时竹方不开裂 。 同时 , 在蒸煮过程中 , 为了加
快蒸煮速度 , 可在蒸煮池加人适量的 N h 0 H 溶液 , 但
要严格控制其 p H 值 , 使其略显碱性 . 根据所用胶的
耐水和耐热性及胶合竹方的规格 、 材质的不同 , 蒸煮
软化的时间和工艺也不相同 . 例如 , 竹方的规格为厚
40 伽rn m 、 宽 50() n n n 、 长 26仪腼m , 竹方所用竹条为 4 年
竹龄 , 厚 s n n n 、 宽 15 n n n 、 长 26 0() m m , 竹方所用胶 种
为耐热水渗透性较好的改性脉醛胶 . 蒸煮前可在 50 ℃
水中浸泡 8 一 1h0 , 再将水温 以 1 一 L S ℃小速度上
升到 65 ℃ 左右 , 保温 12 ~ 1h4 , 然后 以 1 ℃瓜速 度
升温到 70 ~ 75 ℃ , 保温 h2 , 即可出池刨切 . 在蒸煮
过程 中可加人适量的 Na 0 H 溶液 , 使 p H 值控制在 8
左右 。
.2 5 创切薄竹
与胶合木方相 比 , 胶合竹方硬度高 , 脆性大 , 刨
切时更易 出现超前劈裂和背裂 . 为了提高刨切薄竹
质量 , 除使胶合竹方蒸煮透外 , 还应注意 以下几点 :
① 采取横向刨切 . 纵向刨切时 , 刀刃运动方向与竹纤
维方向平行 , 切削方式是在顺纹和逆纹之 间浮动 , 此
时 , 超前劈裂是难免的 , 因此纵向刨切胶合竹方所得
薄竹表面质量很差 , 即表面凸凹不平 . 采用横向刨切
胶合竹方时 , 刀 刃运动方向与竹纤维方 向垂直 , 出现
超前劈裂的可能性小 , 因此横向刨切胶合竹方有利
于提高刨切薄竹 的表面质量 (图 1是横向刨切胶合
竹方的原理 图 ) . ② 采用斜刃刨切 . 为降低切削阻
力 , 减小吃刀时振动 , 提高薄竹表面质量 , 刀刃 与运
动方向的垂线及竹方纤维方向与刀刃都要有一定的
夹角 . 实践证明 , 刀刃与其运动方向的垂线的夹角可
采取定值 , 而竹方纤维与刀刃 的夹角 中 则与胶合竹
第 2 , 卷 篆撇 2 0 01 年 第 10 期
犷巍瓣蜘i: 套— 蒯鲡 1耐与亦国遏爵方的硬度 、 刨切薄竹的厚度有关 .如采 用 4年竹龄毛竹片压成的厚 4沉肋m 、 宽5 0伽mm 、 长 2 ( 6均n un 的胶合竹方且竹方蒸煮的较透 , 此时 , 若刨 .0 s r n幻比以下的薄竹 , 其夹角 必为 6 ~ 少 ;刨 .0 6一 l r n l n 的薄竹 , 。 为10 ~ 150 ; 刨 1 . 1 ~ 2 . s r n力n 的薄竹 , 巾 为 16 ~ 2 5 0 。③ 刨刀采取适当的研磨角 尹. 胶合竹方较硬 , 为增加刀的强度和刚性 , 刨刀的研磨角可 比刨切胶合木方的大些 , 可取 19 ~ 21 0 . ④ 切削后角 “ . 为避免刨切薄竹厚薄不均 , 后角 “ 可适 当增大 , 但若过大 , 易振
动 、 扎刀 、 打刀刃 , 使薄竹表面产生波纹 、 毛刺 , 从而
降低了薄竹的表面质量 , “ 一般取 o2 左右 . ⑥ 刀刃 硬
度 . 为提高刀的耐用性 , 刀刃可采取较高硬度 的材
料 . 另外 , 为得到另一风格的纹理 , 可使刨刀与胶合
竹方的胶合面成一定的角度刨切 , 如可取 160 .
水分蒸发较慢 , 一般要用专门的干燥设备 , 增加 了成
本 . 但是和旋切薄竹相 比 , 其幅面大 , 纹理装饰效果
好 , 因此也较常用 . 它主要用作竹胶合板 、 竹木复合
板的面板 , 与已涂完胶的竹单板或木板组坯 , 热压成
竹胶合板或竹木复合板 .
喇
圈 1 刨切薄竹原理圈
1
. 卡竹横梁 ; 2. 卡爪 ; 3. 胶合竹方 ; .4 刨刀 ; 5. 压尺
3 刨切薄竹的特点
① 刨切薄竹填补了薄竹胶合板所用大幅面竹单
板及饰面所用薄竹或微薄竹的空 白 , 提高了优质竹
材的利用率 , 增加了薄竹装饰效果 , 提高了饰面产品
档次 , 扩大了薄竹胶合板的代木性能 .
② 它适用于中等竹径以上 、 较规格的竹筒材 , 对
原料要求比旋切竹单板低 , 降低了原料成本 .
③ 刨切胶合竹方采用的是横向刨切 , 所得到的
薄竹都是 收缩率很小且美观大方的径 向纹理薄竹 ,
因此很受人们的喜爱 .
④ 刨切薄竹胶合板对原料的要求与竹片胶合板
相近 , 只是多 了胶合竹方 、 竹方蒸煮 、 竹方刨切等工
序 , 成本增加 . 但刨切薄竹胶合板及刨切薄竹饰面板
花样 、 品种丰富 , 幅面大 , 装饰效果好 , 售价高 , 所 以
从经济性来说 , 刨切薄竹是很有发展前途的 .
⑤ 刨切薄竹胶合板工艺 流程长 , 制造胶合竹
方 、 蒸煮竹方及刨切竹方等工序技术含量高 , 对操作
者技术要求较高 , 必须 严格按 照工艺要求进行操
作 , 才能控制产品质量 .
.2 6 刨切薄竹 、 涂胶 、 组坯 、 热压成竹制品
胶合竹方材质较好 , 幅面大且刨出的薄竹是纯
径 向纹理 . 因此 , 薄竹装饰效果好 , 饰面产品档 次
高 . 刨切薄竹按其厚度分主要有两大类 : ① 厚度小于
.0 4n n n 的薄竹 . 由于厚度薄 , 柔性大 , 刨切时不易出
现背裂 , 其表面质量好 . 另一方面 , 幅面大的薄竹水
分易排出 , 一般不需专门的干燥设备 , 可采用晾晒方
法 , 使其含水率达到 12 % 一 14 % 左右进行干贴 , 或
把含水率控制在 30 % ~ 50 % , 湿贴于 已涂完胶的人
造板或木地板条等基材上 , 然后热压而成薄竹饰面
板 . 这种薄竹表面质量好 , 提高 了优质竹 材的利 用
率 , 因不 用专门的干燥设备 , 成本较低 , 因而最常
用 . ② 厚度在 .0 5 ~ .2 s r n r 。 的薄竹 . 由于厚度较大 ,
刨切性能 、 刨切出的薄竹质量都不如第一类好 , 而且
4 结论
刨切薄竹生产胶合板工艺流程 长 , 成本较高 , 但
其幅面大 、 装饰效果好 、 饰面产品档次高 , 而且刨切
厚度可达 .0 2 n u n 以下 , 向微薄竹发展 。 它的出现进一
步提高了优质竹材利用率和饰 面竹制品档次 , 扩大
了薄竹胶合板的代木性能 .
欢翅仃阅 2斑应牟蜘刊辘晶
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20 01 年 第 10 期 第 2 ,卷