整竹錐接延長(zhǎng)材料的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種整竹錐接延長(zhǎng)材料，由一組竹段依次連接而成，每個(gè)竹段其中一端的外表面為一向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽(yáng)接頭，另一端的內(nèi)表面為一向端頭漸擴(kuò)的圓錐形內(nèi)表面形成陰接頭，相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的連接端，圓錐形外表面插設(shè)在所述圓錐形內(nèi)表面內(nèi)，所述外表面和內(nèi)表面間設(shè)置膠粘劑層。本實(shí)用新型解決了天然竹材難以接長(zhǎng)、應(yīng)用受限的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)縱向的延長(zhǎng)，保持竹材天然結(jié)構(gòu)，提高竹材的利用率和產(chǎn)品附加值，可根據(jù)不同要求制作任意長(zhǎng)的竹材，實(shí)現(xiàn)拓展竹材應(yīng)用領(lǐng)域的目標(biāo)。
【專利說(shuō)明】整竹錐接延長(zhǎng)材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于材料領(lǐng)域，尤指一種以天然竹材為原料來(lái)制作可提高天然竹材利用率的整竹錐接延長(zhǎng)材料。
【背景技術(shù)】
[0002]竹林被喻為地球第二大森林，中國(guó)具有世界最大的竹林，開(kāi)發(fā)竹資源對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)建設(shè)具有重要意義。竹材具有生長(zhǎng)周期短，是綠色可持續(xù)應(yīng)用的材料。另外，竹材的中空帶節(jié)的結(jié)構(gòu)使得竹材具有高縱向抗拉、抗壓強(qiáng)度，抗彎強(qiáng)度，彈性好等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的工業(yè)生物質(zhì)原材料。目前，竹材作為生物質(zhì)工業(yè)原料得到廣泛應(yīng)用，不僅通過(guò)竹材改性來(lái)竹質(zhì)生產(chǎn)人造板、層積材，而且原態(tài)竹材也得到充分開(kāi)發(fā)利用。但由于竹材天然生長(zhǎng)，導(dǎo)致其某些局部彎曲、形狀異形，限制其廣泛的工業(yè)應(yīng)用。目前，在木材領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域，利用榫接技術(shù)連接兩塊木材應(yīng)用廣泛，在竹材應(yīng)用領(lǐng)域已有部分學(xué)者將榫接技術(shù)應(yīng)用于竹材連接。目前采用的榫接工藝是將相連接件加工成鋸齒形相互膠結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于空心的整竹而言，榫接技術(shù)無(wú)法保證連接竹材的中心同軸度，同時(shí)榫指的接觸面積有限導(dǎo)致榫接強(qiáng)度不高。
[0003]經(jīng)檢索，目前還沒(méi)有任何關(guān)于竹材錐形連接的專利及非專利文獻(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型主要的目的在于提供一種整竹錐接延長(zhǎng)材料，實(shí)現(xiàn)竹材的縱向延長(zhǎng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種整竹錐接延長(zhǎng)材料，它由一組竹段依次連接而成，每個(gè)所述竹段，其中一端的外表面為一向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽(yáng)接頭，另一端的內(nèi)表面為一向端頭漸擴(kuò)的圓錐形內(nèi)表面形成陰接頭，相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的連接端，所述圓錐形外表面插設(shè)在所述圓錐形內(nèi)表面內(nèi)，所述外表面和內(nèi)表面間設(shè)置膠粘劑層。
[0007]通過(guò)膠粘劑連接各所述竹段的接頭，構(gòu)成設(shè)定尺寸的竹材。
[0008]進(jìn)一步地，所述陽(yáng)接頭的圓錐形外表面的最里端與竹段的相鄰部位的柱形外表面之間設(shè)有一凸臺(tái)；和/或，所述陰接頭的圓錐形內(nèi)表面的最里端與竹段相鄰部位的柱形內(nèi)表面之間設(shè)有一凸臺(tái)。
[0009]相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的相互連接的陽(yáng)接頭與陰接頭的連接處外徑對(duì)應(yīng)相等。
[0010]進(jìn)一步地，相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的陽(yáng)接頭的所述外表面和陰接頭的所述內(nèi)表面構(gòu)成間隙配合關(guān)系。
[0011]所述陽(yáng)接頭和與之連接的陰接頭的軸向長(zhǎng)度最好是相等的。
[0012]所述粘接基層的膠粘劑為UF、PF、MDI或其他本領(lǐng)域常用的膠粘劑。
[0013]根據(jù)各所述竹段的彎曲、錐度情況截取各所述竹段的長(zhǎng)度，其中:根據(jù)各所述竹段的表面圓跳動(dòng)確定各所述竹段的彎曲，由各所述竹段的大、小端直徑差和各所述竹段的長(zhǎng)度比值確定所要加工的外表面和內(nèi)表面的錐度，斷口與各所述竹段軸線垂直。
[0014]一種整竹錐接延長(zhǎng)材料制造方法，包括下述制作步驟:/竹段長(zhǎng)度),該錐度優(yōu)選? 0.02為宜。
6選為 0.06?0.13。
6度優(yōu)選為30?60臟。
&的竹段通過(guò)錐形面的陽(yáng)接頭和陰接頭結(jié)-個(gè)360度圓周面接觸，連接強(qiáng)度遠(yuǎn)大于指度，這是已有的榫接所沒(méi)有。通過(guò)這樣的錐曲的缺陷，比起現(xiàn)有的榫接連接方式，解決的軸線一致性，提高材料的連接強(qiáng)度。充分I缺陷，使用本材料可實(shí)現(xiàn)錐接延長(zhǎng)竹材的專統(tǒng)的圓柱連接轉(zhuǎn)變?yōu)殄F形，提高連接強(qiáng)度
目新型作進(jìn)一步說(shuō)明，并非對(duì)本實(shí)用新型的6何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本實(shí)用新型[0034]下面結(jié)合附圖和一較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0035]參照?qǐng)D1所示，是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的工藝流程圖。一種整竹錐接延長(zhǎng)材料制造方法，包括下述步驟
[0036](I)選用的原始整竹為毛竹，毛竹根據(jù)其彎曲、錐度情況截取竹段I的長(zhǎng)度，其中:竹段I表面圓跳動(dòng)(IOmm (測(cè)量竹段彎曲)，錐度((大端直徑-小端直徑)/竹段長(zhǎng)度)<0.02，斷口與竹段I軸線垂直，得到竹段I (見(jiàn)圖2);
[0037](2)據(jù)需要，對(duì)竹段I進(jìn)行熱處理，達(dá)到防裂及保持尺寸穩(wěn)定功能；
[0038]熱處理的具體做法例如可以是:
[0039]在竹節(jié)上穿孔；
[0040]蒸煮處理:將竹段浸入濃度0.8%氯化鈉和1%醋酸混合溶液中，常壓水溫由自然狀態(tài)升到90°C，升溫時(shí)間15min，沸騰蒸煮4h。
[0041]蒸汽熱處理:將整竹段整齊置于蒸汽罐中，用0.18 Mpa的蒸汽壓，溫度116°C，恒定熱處理90min。
[0042]干燥:將蒸汽熱處理后的竹段放入具有噴蒸功能的干燥窯中進(jìn)行干燥，分為以下幾個(gè)操作階段:
[0043]a.整竹段的干燥堆積:在可噴蒸調(diào)濕溫度蒸汽干燥窯內(nèi)，可調(diào)控風(fēng)速達(dá)3米/S。整竹段的軸心線與熱空氣流速度方向一致。前后整竹段應(yīng)在同一軸線上。上下層整竹段應(yīng)用隔條均勻隔開(kāi)。
[0044]b.干燥初始期一高濕預(yù)熱階段。整竹段在高濕預(yù)熱階段為:窯內(nèi)濕度為90%，溫度60°C，時(shí)間 24h。
[0045]c.干燥期一干燥階段。干燥階段的溫度為55°C，濕度為75%，時(shí)間為48h。
[0046]d.干燥終結(jié)期一平衡干燥階段。整竹段平衡干燥階段的溫度為58°C，濕度為85%，時(shí)間為24h。干燥后整竹段含水率達(dá)12%。
[0047]進(jìn)行熱處理干燥的主要目的是可使得竹段防腐，防裂，還可以使得竹段保證尺寸穩(wěn)定性。
[0048](3)如圖3和圖3a所示，在每竹段I兩端外表面和內(nèi)表面分別加工出陽(yáng)接頭2和陰接頭3 ；
[0049](4)在加工好錐形接頭的竹段I兩端接頭涂膠；
[0050](5)將涂膠后的竹段縱向施壓，進(jìn)行冷或熱固化的冷或熱加壓粘接，選用膠粘劑為UF, PF, MDI或其他本領(lǐng)域常用的膠粘劑，見(jiàn)圖4 ；
[0051](6)對(duì)錐接延長(zhǎng)整竹接頭處進(jìn)行表面處理。
[0052]如圖2所示，圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的整竹鋸斷后的竹段示意圖，即鋸斷成竹段工序。根據(jù)各所述竹段I的彎曲、錐度情況截取各所述竹段I的長(zhǎng)度，其中:根據(jù)各所述竹段I的表面圓跳動(dòng)確定各所述竹段I的彎曲，由各所述竹段I的大、小端直徑差和各所述竹段I的長(zhǎng)度的比值確定錐度，斷口與各所述竹段I軸線垂直。
[0053]圖3是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的竹段錐形連接示意圖，即熱、冷壓粘接工序。通過(guò)粘接用的膠粘劑如UF、PF、MDI或其他本領(lǐng)域常用的膠粘劑，熱、冷加壓粘接兩相鄰竹段
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[0054]圖4是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的竹段加工錐形接頭示意圖，即陰陽(yáng)錐接頭。各所述竹段I的兩端接頭為錐形，相鄰連接的兩個(gè)所述竹段1，其中一個(gè)所述竹段I的一端外表面為一定長(zhǎng)度的圓錐形的陽(yáng)接頭2，另一個(gè)所述竹段I的一端內(nèi)表面為同樣長(zhǎng)度圓錐形的陰接頭3，陽(yáng)接頭2和陰接頭3形狀一致以保證能配合。相鄰連接的兩個(gè)所述竹段I的端面分別為間隙配合的陽(yáng)接頭2和陰接頭3。相鄰連接的兩個(gè)所述竹段I的陽(yáng)接頭2和陰接頭3的連接處直徑一致。
[0055]所述陽(yáng)接頭和陰接頭的圓錐面的錐度為0.1為宜。所述陽(yáng)接頭和陰接頭的圓錐面的軸向長(zhǎng)度為40mm為宜。
[0056]本較佳實(shí)施例充分利用整竹原始的圓柱形，將其加工成錐形接頭，錐形接頭相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的指接，它是一個(gè)360度圓周面接觸，連接強(qiáng)度遠(yuǎn)大于榫接。另一方面，錐形接頭更能保證整竹的同軸度，這是已有的榫接所沒(méi)有的。
[0057]當(dāng)然，陽(yáng)接頭2和陰接頭3也可以是對(duì)應(yīng)處直徑不一致，陽(yáng)接頭的直徑略大于陰接頭的直徑，而陰接頭的軸向長(zhǎng)度等于或大于陽(yáng)接頭的軸向長(zhǎng)度，這樣，在縱向連接時(shí)，經(jīng)過(guò)縱向施力，陽(yáng)接頭和陰接頭可以形成過(guò)盈配合。
[0058]本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于通過(guò)錐接結(jié)構(gòu)，可以保證竹材連接的軸線一致性，提高材料的連接強(qiáng)度，克服榫接竹材中心軸線不一致問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.一種整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:它由一組竹段依次連接而成，每個(gè)所述竹段，其中一端的外表面為一向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽(yáng)接頭，另一端的內(nèi)表面為一向端頭漸擴(kuò)的圓錐形內(nèi)表面形成陰接頭，相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的連接端，所述圓錐形外表面插設(shè)在所述圓錐形內(nèi)表面內(nèi)，所述外表面和內(nèi)表面間設(shè)置膠粘劑層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:作為錐接延長(zhǎng)材料中的竹段，其圓跳動(dòng)度為< 10_，以此限定竹段的彎曲度；和/或， 竹段的錐度為:(大端直徑-小端直徑)/竹段長(zhǎng)度，該錐度< 0.02 ;或者， 相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的相互連接的陽(yáng)接頭與陰接頭的連接處外徑對(duì)應(yīng)相等；或者， 所述陽(yáng)接頭和與之連接的陰接頭的軸向長(zhǎng)度是相等的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的陽(yáng)接頭的所述外表面和陰接頭的所述內(nèi)表面構(gòu)成間隙配合關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:所述陽(yáng)接頭和陰接頭的圓錐面的錐度為0.06?0.13 ;和/或， 所述陽(yáng)接頭和陰接頭的圓錐面的軸向長(zhǎng)度為3(T60mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:所述陽(yáng)接頭的圓錐形外表面的最里端與竹段的相鄰部位的柱形外表面之間設(shè)有一凸臺(tái)；和/或，所述陰接頭的圓錐形內(nèi)表面的最里端與竹段相鄰部位的柱形內(nèi)表面之間設(shè)有一凸臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:所述陽(yáng)接頭的圓錐形外表面的最里端與竹段的相鄰部位的柱形外表面之間設(shè)有一凸臺(tái)；和/或，所述陰接頭的圓錐形內(nèi)表面的最里端與竹段相鄰部位的柱形內(nèi)表面之間設(shè)有一凸臺(tái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的相互連接的錐形陽(yáng)接頭一與陰錐形接頭二的連接處外徑對(duì)應(yīng)相等一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的相互連接的錐形陽(yáng)接頭一與陰錐形接頭二的連接處外徑對(duì)應(yīng)相等一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:相鄰連接的兩個(gè)所述竹段的相互連接的錐形陽(yáng)接頭一與陰錐形接頭二的連接處外徑對(duì)應(yīng)相等一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:斷口與各所述竹段軸線垂直。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:斷口與各所述竹段軸線垂直。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:斷口與各所述竹段軸線垂直。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:斷口與各所述竹段軸線垂直。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的整竹錐接延長(zhǎng)材料，其特征在于:斷口與各所述竹段軸線垂直。
【文檔編號(hào)】B27F1/16GK203622582SQ201320008587
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月8日
【發(fā)明者】傅萬(wàn)四, 趙章榮, 劉星雨, 周建波, 韓望 申請(qǐng)人:國(guó)家林業(yè)局北京林業(yè)機(jī)械研究所