[发明专利]一种轻质连续长竹增强复合柱材及其制造方法

说明书

本发明涉及一种轻质连续长竹增强复合柱材及其制造方法，其特征是包括：竹材的高温饱和蒸汽处理和加工；无线整张竹青层的制作与干燥；圆竹的刮青与端部处理；复合圆柱的制作；复合圆柱锯断和端头覆贴；复合圆柱表面处理。优点：以竹青面层、圆竹和一种可以作为填充和胶黏发泡材料来制作成中空的连续高强轻质柱体。通过打进可以短时间发泡固化的胶黏材料，将竹青层和竹筒都粘结成一整体，竹筒的中空以及胶黏材料的密度低为轻质高强的圆柱制造提供了可能，再加上竹材中的营养物质破坏，虫和菌不能在其上生存。该新型复合竹增强柱材生产成本低，防虫防霉，抗拉和抗压强度满足使用要求，该加工方法是一种可持续的循环经济。

技术领域

本发明是一种轻质连续长竹增强复合柱材及其制造方法，属于竹材加工技术领域。

背景技术

竹材作为一种生物材料，是植物中作为结构材的最好原料之一，竹材圆筒中空结构是天然形成的奇妙结构，这种结构符合材料力学中的等强度设计原理，它具有强度高、弹性好、密度小的特点。竹表层的竹青片密度大于1.0g/cm³，密度和材质与红木相似，对人体亲和性好、耐磨，使用多年后也会变红和有包浆产生，具有很好的装饰效果和使用效果。

我国由于天然林禁伐，缺乏大径级的优质硬木原木资源，大径级的木质柱材还是缺少，且大径级木质柱材在使用过程中也容易出现开裂等缺陷，如何将圆竹的致密竹青朝外来复合成大径级柱材使用，有硬木的装饰表面和类似硬木的强度和密度，正是竹材加工行业探索研究的方向。

随着社会经济的发展和人口的增加，全球环境压力加大，各国政府和国民的环境意识加强，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。象散生竹竹杆发育成熟只需4～5年时间，丛生竹竹杆成熟时间更短，约为2～3年。竹材具有资源的可持续性，不破坏森林资源，可以将其大量使用，减少难以分解的塑料使用和矿石类的金属资源的开采。

发明内容

本发明提出了一种轻质连续长竹增强复合柱材，其目的旨在利用竹材表层的竹青密度大于1.0g/cm³，密度与红木相似，以及竹材圆筒中空结构是天然形成的中空结构，将经过饱和蒸汽处理过的竹材和发泡的无机或有机胶凝材料，利用这些发泡材料的较高的抗压性能和胶黏作用，将外层竹青层以及中间分布的圆竹和最中间的圆竹都粘合成一个整体，来制作具有抗压和抗拉性能高的柱材，该新型复合竹增强柱材生产成本低，防虫防霉，抗拉和抗压强度满足使用要求，是一种可持续的循环经济。

本发明的技术解决方案：一种轻质连续长竹增强复合柱材，如附图1所示，其结构包括竹青层、发泡层、竹筒层，最外层为竹青层，竹青层内为竹筒层，竹青层和竹筒层内填充有发泡层；所述竹青层为无线整张竹青层、半圆竹环或圆竹环，所述无线整张竹青层由干燥竹片拼紧热压制成，所述半圆竹环为圆竹剖开后去除竹黄后的半圆竹通过钻孔穿线或钢丝连接制成，所述圆竹环为一圈圆竹连接制成；所述竹筒层包括多个圆竹，所述发泡层为粘胶发泡材料，填充于竹青层和竹筒层间，使得竹筒层压实固定于竹青层内。

其制造方法，包括如下步骤：

（1）竹材的高温饱和蒸汽处理和加工；

（2）竹青层的制作与干燥；

（3）圆竹的刮青与端部处理；

（4）复合圆柱的制作；

（5）复合圆柱锯断和端头覆贴；

（6）复合圆柱表面处理：将成型的复合圆柱表面打磨处理，然后缝隙处打上腻子，根据需要选择涂油或油漆。

所述步骤（1）竹材的高温饱和蒸汽处理和加工：将新鲜竹材在压力罐中用高温饱和蒸汽热处理，先升温排出冷凝水，然后在温度150-185℃保持10-90分钟。