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刨切薄竹的研究进展 关
杜春贵` ,2 刘志冲“ 李延军“ 林 勇 3
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3
.
H an g z h o u W cx 记凡 c t o r y , H an g z h o u 3 10 0 0 9 , C】石na )
中图分类号 : S’7 9 ;5 T助53 . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 10 1 一 52 99 (20 05 )02 一 0 052 一 02
随着我国天然木材尤其珍贵木材的 日益匾乏 ,人们一方面
不断研究普通材仿珍贵木材生产人造装饰薄木 ;另一方面利用
丰富的竹材资源 ,不断地研究和开发竹材资源精 、 深加工产品 。
刨切薄竹就是新开发的产品之一 。 由于刨切薄竹保持了竹材
特有的纹理 ,具有清新自然 、真实淡雅的质感 , 它不仅可以部分
代替珍贵薄木用作人造板 、 家具等的贴面装饰材料 , 以弥补珍
贵薄木资源的不足 , 而且也满足了人们回归自然 的愿望 。 因
而 ,刨切薄竹引起了许多从事竹材加工研究与生产的学者和企
业的广泛关注 ,经过几年的研究 , 已经取得了很大的进展 。 其
中浙江林学院在刨切薄竹生产工艺研究方面 ,经过几年的努力
解决了竹方均匀软化 、 提高刨切薄竹得率 、 竹材高含水率胶合
用低成本胶粘剂的研制等关键技术 ,并且申请了发明专利 (公
开号为 : CN 14 6 547 3A ) 。 该项成果于 20() 3 年分别被列为国家
科技成果重点推广项 目 ( 20 3(E刃 001 90 )和国家林业局林业科
技成果推广指南项目。 目前 ,此成果已在国内几家竹材加工企
业推广应用 ,并实现了工业化规模生产。 下面笔者对国内学者
在刨切薄竹生产工艺 、产品的后期处理及应用方面的研究进行
总结 , 以期为竹材加工企业提供一些参考 。
l 刨切薄竹生产工艺研究
1
.
1 竹方制备
刘志坤等选用长 1 950 ~ 的竹片
,经过蒸煮 (含三防 ) 、 干
燥 、精刨后进行挑选 ,剔除带有竹青 、 竹黄及有霉变 、 腐朽 、 缺棱
和色差大的竹片 ;将竹片定厚砂光 、手工双面涂胶 、径向集成组
坯后 ,在热压机中侧压成宽 110 一 320 ~ 的竹块 ;竹块经冷压定型处理后 ,定厚砂光 ;然后采用脉动式压力注人法 , 在竹块中
注人约为竹块质量 40 % 、加有适量渗透剂的软化剂溶液 , 同时
提高了竹块的含水率 ;最后涂布湿材胶 ,在单层压机中将竹块
, 浙江省教育厅资助项 目 ( 2 00 2 097 2 ) , 浙江省科学技术厅资助项 目
(2 0 0 4臼 20 7 1 )
杜春贵 , 南京林业大学博士研究生 , 浙江林学院 , 临安 3 1 13 0
刘志坤 , 李延军 , 通讯地址同第一作者
林 勇 , 杭州木材厂 , 杭州 3 10 009
收稿 日期 : 20 4 一 12 一3 0
冷压湿胶合成厚 30 一 40 ~ 的竹方
。
李延军 、杜春贵等选用长 1 9 50 ~ 的竹片
, 经过蒸煮 (含三
防 ) 、 干燥 、 精刨 、挑选 、 定厚砂光 、 手工双面涂胶 、径向集成组坯
后 ,在热压机中侧压成宽 20 一 350 ~ 的竹块 ;竹块再经砂光
(刨光 ) 、 涂 (刮 )胶 在单层压机中冷 压层积胶合成厚 3 00 一
4 0 ~ 的竹方
。
崔成法等选用长 50 一 1 00 ~ 的竹条
, 干燥 、 精刨后刷涂
T P F
~
64 单宁酚醛树脂胶 ,并将竹条沿长度方向拼接组坯成尺
寸规格为 1 00 ~ x s o ~ x 2 50 ~ 的竹方
,最后在热压机
中热压胶合 。
李德青等采用竹材胶合板生产中竹片的制造方法 , 即竹材
经过截断 、去外节 、 剖开 、去内节 、 水煮软化 、辊压展开 、 压刨 、 干
燥定型 、 铣边等工序制得长 1 50 一 2 600~ 的竹条 ;竹条经侧面涂胶后 , 用横向拼板机拼成宽 60 0~
、 长 2 60 ~ 竹板材 ;竹板材经涂胶 、冷压胶合一定时间后 ,用螺栓固定竹方并从冷
压机中卸出 ,堆放于仓库中继续保压 ,待胶充分固化后卸掉保
压螺栓制成竹方 。
程瑞香等将长 270 ~ 的 5 片竹片和长 1 10 ~ 的 50 片竹片涂胶后 ,分别侧向热压胶合成竹层积板 ;在实验室中将竹
层积板放人水温为 60 ℃的压力雄中加压软化 ,然后吹干表面并
涂胶 ,最后冷压胶合集成竹方 。
l
·
2 竹方软化
竹方的软化工序是刨切薄竹生产中一个很重要的环节 ,软
化质量的好坏 、 软化的均匀程度等对刨切薄竹的质量 、 得率有
很大的影响 ,而软化的工艺与竹方制备时所用胶粘剂的类型存
在着相互影响和制约的关系 ,为此国内学者采用了以下几种不
同的软化工艺。
刘志坤等事先在竹材内注人一定数量的软化剂 ,采取加热
升温方式增强软化剂反应活性 。 试验中采用竹方水浴法 ,水浴
温度控制在 40 一 70 ℃ ,升温速度控制在 2℃击 ,升温时间一般
为 12 一 36 h ,处理温度及时间根据软化剂注人量而定 ,软化目标
温度 50 ℃ ,软化处理时间 24 h ,竹方心部得到较好软化后进行
刨切加工 。
李延军 、杜春贵等将竹方放人常温水池中 ,然后进行升温 ,
林产工业 2 005 年第犯 卷第 2 期
夕 资讯专栏 林 产 工 业 SE PC I月 JN I I,O RM AT】ON C O I J IJM叫 C ll lN A F0 RE S’r P RO DUC T S D心UST RY
升温速度控制在 1 . 5一 2℃八 ,软化时水温度控制在 40 一 60 ℃ ,
软化时间为 24 一 48 h 。 为了加快软化速度 , 有时也加人适量的
氢氧化钠溶液或工业用水玻璃 , 并使溶液呈弱碱性 。
崔成法等采用 50 一 70 ℃ 的热水进行竹方的软化 ,软化时
州值控制在 9一 n 之间 , 同时加人了工业水玻璃作为软化剂 ,
软化时间为 24一 4 8h 。
李德青等采用水煮软化的方法 。 当用改性脉醛树脂胶时 ,
竹方先放在 50 ℃ 的水中浸泡 8一 IOh ,再将水温以 1一 1 . 5℃八
的速度升到 65 ℃左右 , 保温 12 一 14 h 后以 1℃击 的速度升到
70 一 75℃ ,保温 Z h 后出池。 蒸煮时可加人适量的氢氧化钠溶
液 ,州值控制在 8 左右。
程瑞香等在实验室中将竹层积板放人水温为 60 ℃ 的压力
罐中加压软化 , 之后冷压胶合集成竹方并进行刨切 ,竹方不再
进行软化。
庄启程等采用高频加热软化的方法 。 含水率为 35 % 一
40 %
、高度在 600~ 以内的竹方加热软化时间不超过 90 im no
l
·
3 竹方刨切
刨切薄竹的质量好坏除与前述的工序密切相关外 ,还与竹
方刨切时的温度、 刨切的方向 、 刨切的角度 、刨切设备的精度及
工艺参数相关 。
刘志坤 、李延军等用意大利进 口卧式刨切机 (劫 g e l Cr e -
~
& lF gl io T M 800 型 ) 、 山东威海产刨切机和四川青城有限
公司生产的卧式刨切机 (B l l 3 1A 型 )分别进行了刨切试验 。
刨切前将竹方各边挤 出的多余胶团铲平 ,并刨出基准面 , 以此
为基准进行刨切。 刨切刃 口要求平直无缺 口 ,竹方软化充分 ,
否则刀刃微小缺陷都会在薄竹面上留下刨削痕迹 ,影响美观及
平整 。 当刨切后角为 1一 2o 、楔角为 ( 18 士 1) ’ 、 刃倾角为 5o 时 ,
刨得的薄竹质量较好。
崔成法等用信阳木工机械有限公司生产的 B 1227 液压卡
紧刨切机进行了刨切试验。 试验结果表明 ,横向刨切的效果好
于纵向 ,竹方软化处理后必须趁热进行刨切 (要求竹方的温度
保持在 40 ℃ 以上 ) 。
李德青等采用横向、斜刃刨切的方式 。 斜刃刨切时竹纤维
与刀刃的夹角视刨切时竹方的硬度 和薄竹的厚度而定 : 刨
0
.
5
~ 厚以下的薄竹时
,夹角为 6一 9o ;刨 0 . 6一 1~ 厚的薄竹时 ,为 10 一 150 ;刨 1 . 1一 2 . 5~ 厚的薄竹时
,为 16 一 2 50 。 刨刀
的研磨角为 19 一 21 ’ ,切削后角为 2o 。
45 9 / n产。
程瑞香将刨切下来的微薄竹自然干燥到含水率 30 % 左右 ,
再湿贴在无纺布上 。 微薄竹背面粘贴无纺布时 ,采用脉醛树脂
胶 (固体含量 60 % 左右 )和聚醋酸乙烯醋乳液 ( 1 : l) 的混合胶 ,
无纺布的单面涂胶量控制在 50 一 8摊乃1 12 。 粘贴的工艺为 : 温
度 85 ℃ , 时间 25 m in( 一次压 10 张 ) , 中间压机开挡排汽三次 ,
单位压力 0 . SM P a 。
此外 ,在进行刨切微薄竹的纵向接长时 , 通常用国外引进
的设备进行齿形接长 ,并用无纺布强化 ,制成成卷刨切微薄竹 。
但在纵向接长时 , 为防止指接处高低不平而影响指接处的质
量 ,刨切微薄竹的厚度公差应保证在 士 0 . 05 ~ 左右
, 同时也要
注意指接处的色泽应基本相近 。
2
.
2 刨切薄竹的软化
刨切薄竹用作家具的封边材料时要求具有相当高的柔韧
性 ,但由于竹材本身的材质较硬 , 很难满足其要求 ,因此要采取
一定的方式进行薄竹的软化 。
程瑞香采用将刨切薄竹浸泡于沸水 、酒精 、动物胶和甘油
的混合溶液中 ,对刨切薄竹进行软化 ; 浙江林学院的杜春贵等
也正在进行刨切薄竹的其他软化工艺的研究 。
2
.
3 刨切薄竹的漂白 、染色与阻燃处理
刨切微薄竹在制造过程中 , 不可避免地会受到污染 , 因此
有时要求对刨切薄竹进行漂白处理 ;同时也可对刨切薄竹进行
各种染色处理 , 以进一步美化其表面 ,增加产品的附加值 ;另
外 ,还可对刨切薄竹进行阻燃处理 , 以扩大其使用范围 。 目前 ,
浙江林学院已得到浙江省科技厅的资助 , 正在进行此方面的深
人细致研究并已取得初步成效 。
2 刨切薄竹的后期处理
2
.
1 刨切薄竹的大幅面化
为了提高竹材的利用率和制造高质量的刨切薄竹 , 通常刨
切薄竹的幅面较小 , 因此国内学者通过横向拼宽或纵向接长的
方式研究了刨切薄竹的大幅面化制备工艺。
杜春贵等将干燥后尺寸较小的刨切微薄竹与无纺布粘贴 ,
横向拼宽制成大幅面刨切微薄竹 。 研究结果表明 : 刨切微薄竹
大幅面化后 ,不但可克服微薄竹脆性大 、 易开裂 、 幅面小等缺
点 , 而且可实现微薄竹贴面的机械化 、 连续化生产 ;施胶微薄竹
与带胶 和不带胶无纺布粘合的较佳工艺参数为 : 热压温度
10 ℃ 、热压时间 905 、 热压压力 1 . ON任、 ,上胶量分别为 30 91/ 1尹、
3 包明切薄竹的应用
刨切微薄竹完全可以代替樱桃和胡桃等珍贵木材 ,广泛用
作人造板的表面贴面材料。
较薄的刨切薄竹 ,如刨切微薄竹常制成卷 ,使用时可方便
地直接贴在各种家具 、 门等的表面 ,起到较好的装饰效果 。
刨切薄竹还可用作复合地板的表层材料。 程瑞香把经无
纺布强化的刨切微薄竹粘贴在高密度纤维板上 ,背面采用单板
作为平衡层 ,制成复合地板 。
此外 ,刨切薄竹还可用于制作竹木复合线条 , 可以直接用
作墙壁的装饰材料等 。 杭州大庄地板有限公司将刨切薄竹经
阻燃处理后再次胶合制成多层胶合板 ,用于建造西班牙首都马
德里机场的天花板 。
4 结语
刨切薄竹是竹材资源精 、 深加工的新产品 , 是一种新型的
贴面装饰材料。 经过几年的研究 , 虽然取得了一定成果 ,但需
要深人研究的问题还很多 ,在降低生产成本 ,尤其是胶粘剂的
生产成本 ,拓宽刨切薄竹的使用范围 ,竹方的制备和软化 ,刨切
薄竹的柔韧化 、大幅面化 、染色 、阻燃等方面都有待于广大科技
工作者和生产企业进行深入细致地研究 , 以进一步提高竹质产
品的附加值 ,促进竹材加工进一步向精 、 深加工方向发展 。
(责任编辑 张国萍 E 一ma il : gz p@ c印i . cn )
刨切薄竹的研究进展— 杜春贵 刘志坤 李延军 林 勇