[发明专利]一种空心原竹等径竹筒柱体的制备方法

说明书

本发明公开一种空心原竹等径竹筒柱体的制备方法，涉及竹材加工与利用技术领域。包括以下步骤：S1：选材；S2：竹筒制备；S3：竹节和竹隔去除；S4：计算裁切；S5：竹筒软化；S6：规则圆台竹筒柱体整形及干燥；S7：等径竹筒柱体制备。如此可使具有一定尖削度的竹筒整形成为空心等径竹筒的大规模生产成为可能。等径竹筒可用于旋切竹单板，大幅提高旋切法制备竹单板装饰材料的竹筒利用率，亦适用于制造竹家具、竹建筑、竹工艺品、护栏及竹制户外景观，对提升竹材利用率、拓展竹材利用领域具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种空心原竹等径竹筒柱体的制备方法，属于竹材加工领域。

背景技术

竹子的生长速度较快，一般3～5年即可成材，是目前最好的木材替代品，我国长江以南地区的竹材资源丰富，种植面积最广的为毛竹，此外也有直径较大的竹材如巨龙竹、龙竹、云南麻竹、小叶龙竹登，这些竹材的竹秆粗大通直，高30米，直径20～30厘米，节间长17～22厘米，天然适宜制造结构材料，故我国具有成为竹材加工基地的潜力，使用竹材代替天然实木，可有效缓解我国森林资源不足的现状。

此外，竹材的圆筒结构符合材料力学中的等强度设计原理，可作为结构材料使用。但是，竹材的横截面大小不一，且并非标准的圆形，尤其是旋切竹单板工艺要求竹材的椭圆度尽可能小，未经整形的竹材难以实现规模化生产。此外，天然竹材在使用过程中易发生开裂，限制了其使用范围；且易招虫蛀、吸水易腐朽。

天然竹材的含水率不均匀且普遍偏低，塑性差，加工困难。相较于木材，竹材的纤维素含量较高，半纤维素和木质素含较低，半纤维素与木质素在80～100℃之间即可具有较好的加工性，而纤维素则需要更高温度。故将竹筒高温软化后做一定的加工，可用于制造竹家具、竹建筑、竹工艺品、护栏及竹制户外景观，对提升竹材利用率、拓展竹材利用领域具有重要意义。

发明内容

本发明提出一种空心原竹等径竹筒柱体的制备方法，其目的在于通过计算的裁切方式，竹筒的形状和大小进行整饬，随后，在温度为140℃-180℃，优选145℃-165℃的高压蒸汽软化罐中软化5-10min，对竹筒加湿加热，软化竹材中的半纤维素、木质素和纤维素的同时，炭化半纤维素。随后，使用耐水性胶黏剂、等径柱体模具，配合可控弧状压辊，将竹筒的切口完全紧密闭合，再进行干燥、调温调湿至重量恒定后，最后旋切。这种通过计算裁剪、软化和整形处理后得到的等径竹筒柱体，一则弥补了天然竹筒易开裂，提高其防蛀防腐的性能，二则弥补了竹材横截面大小不一、非标准圆形的缺陷，可适于规模化应用。

本发明的技术方案，一种空心原竹等径竹筒柱体的制备方法，包括如下工艺步骤：

S1：选材；

S2：竹筒制备；

S3：竹节和竹隔去除；

S4：计算裁切；

S5：竹筒软化；

S6：规则圆台竹筒柱体整形及干燥：将所述软化后的竹筒使用模具压合整形为规则圆台竹筒柱体，随后干燥；

S7：等径竹筒柱体制备：旋切所述规则圆台竹筒柱体，制备得等径竹筒柱体；

所述步骤S1选取无霉腐缺陷的新鲜竹材；所述步骤S2的竹筒制备，将竹材根据使用长度需要锯切为竹筒；所述步骤的S3竹节与竹隔去除，将竹筒外节、内节及竹隔分别在去外节机、去内节机上去除，使竹筒外节处无凸出，内部中空。

所述步骤S4的计算裁切，具体的裁切要求为，假设目标等径原竹体内径为R(R小于等于竹筒小头内径)，原始竹筒的小头壁厚为H₁，大头壁厚为H₂，沿竹筒纵向切除一部分，使得切除后的小头和大头内圆弧长为2πR，小头外圆弧长为2π(R+H₁)，大头外圆弧长为2π(R+H₂)。沿竹筒纵向切除一部分后会形成具有左切面和右切面的切口，该切口纵向贯穿竹筒。