零公害無膠竹質(zhì)和/或木質(zhì)重組材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于重組材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及無膠黏劑、環(huán)保型、資源節(jié)約結(jié)構(gòu)材料，尤其是提供一種零公害無膠竹質(zhì)和/或木質(zhì)重組材料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上竹子資源最為豐富的國家。近年來，隨著世界木材資源的逐漸匱乏，合理有效地利用木材和竹材資源顯得越來越重要。
[0003]竹木材料合理利用的一個(gè)途徑就是材料重組和復(fù)合。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，用于建筑、裝飾等領(lǐng)域的主要重組竹技術(shù)有:
[0005](I)竹篾重組技術(shù):將竹材加工處理成厚竹蔑，單獨(dú)的，或者再加上梳解的木束、適量的單板條，干燥至含水率8?15%用酚醛樹脂膠合而成。
[0006](2)竹纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制造技術(shù):將竹材疏解成通長(zhǎng)的、相互交聯(lián)并保持纖維原有排列方式的疏松網(wǎng)狀纖維束，再經(jīng)干燥、施膠、組坯成型后熱壓而成的板狀材料。
[0007](3)竹方重組竹技術(shù):將空心竹材劈裂成弧形竹坯，再將竹坯加工成一定規(guī)格的竹方條，把竹方條膠合到一起，組成竹板材或竹方材。
[0008](4)小徑竹重組技術(shù):將小徑竹竹材揉磋成竹束，重組膠合到一起，形成竹板材或竹方材。
[0009](5)竹材弧形重組技術(shù):將竹材去青銑削成弧形竹片，熱壓膠合而成。
[0010]由于竹材中空有節(jié)，在竹材重組的時(shí)候只能加工成竹條、竹束、或竹纖維等單元進(jìn)行重組，由于單元小，只能通過膠黏劑來連接，以制造規(guī)格較大的竹質(zhì)材料。目前在市面上流行的竹產(chǎn)品，基本上都是通過竹材和膠黏劑復(fù)合重組而成，消耗膠量較大。
[0011]在現(xiàn)有竹材重組技術(shù)及材料加工過程中，存在以下污染:
[0012](I)膠黏劑中甲醛和酚的釋放
[0013]隨著綠色概念的興起，竹材膠黏劑釋放甲醛、苯等有害物質(zhì)，以及加工過程中有毒廢液和廢氣對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害已被科學(xué)界所證實(shí)。相對(duì)于木材，竹材重組單元更小，加工相同規(guī)格尺寸產(chǎn)品時(shí)，竹材需要膠黏劑更多，造成的污染更大。脲醛樹脂(UF)、苯酚-甲醛樹脂(PF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)、單寧膠黏劑、聚醋酸乙烯乳液等膠黏劑，可以釋放游離酚和游離甲醛，給人體造成危害。
[0014](2)涂料中苯等有毒物質(zhì)揮發(fā)
[0015]涂料中含有大量的有毒物質(zhì)，如甲醛、重金屬、巨毒顏料、苯、甲苯、游離TDI等，在材料和家具的生產(chǎn)、銷售、使用的過程中長(zhǎng)期釋放，危害人體健康。
[0016](3) VOCs總揮發(fā)性有機(jī)化合物的危害
[0017]主要是在噴涂、彩繪、噴膠工藝過程中產(chǎn)生的廢氣，油漆、天那水、膠水等在使用過程中揮發(fā)產(chǎn)生的污染物，其成分主要是VOCs，包括苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、對(duì)(間)二甲苯、苯乙稀、鄰二甲苯、十一燒等。
[0018](4)生產(chǎn)過程的污染
[0019]I)廢水。材料生產(chǎn)中噴漆工藝產(chǎn)生的廢水。漂白劑、化學(xué)蒸煮液、COD、SS等具有毒性，若進(jìn)入河流水體，對(duì)水體造成的污染嚴(yán)重，造成水質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)惡化。
[0020]2)廢氣。材料生產(chǎn)過程中的廢氣主要有噴漆廢氣和粉塵。廢氣主要是在噴涂、彩繪、噴膠工藝過程中產(chǎn)生的廢氣等。
[0021]在重組材料的生產(chǎn)中，使用膠黏劑存在上述如此多的缺點(diǎn)和危害，但現(xiàn)有技術(shù)中并沒有重組材不使用膠黏劑的方案，其原因在于:
[0022](I)隨著天然林保護(hù)工程的實(shí)施，我國木材砍伐量急劇減少，導(dǎo)致木材供應(yīng)量急劇下降，以竹代木是解決木材供需矛盾的迫切需要。由于竹材本身特殊的結(jié)構(gòu)要求，將竹材加工成竹單元進(jìn)行重組，才能制造規(guī)格較大、強(qiáng)度高的重組材料，而用膠黏劑將竹單元進(jìn)行膠合處理是竹材重組簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速的方式。
[0023](2)竹材工業(yè)加工技術(shù)比較薄弱，屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。業(yè)界都在利用竹材制造更多產(chǎn)品，爭(zhēng)取更多的經(jīng)濟(jì)效益，忽視了綠色環(huán)保。
[0024](3)沒有開發(fā)相應(yīng)的無膠重組連接的生產(chǎn)工藝。
[0025]另外，現(xiàn)有膠合的竹質(zhì)材料還存在容易開裂的缺點(diǎn)，在使用過程中，現(xiàn)有的竹質(zhì)材料需要環(huán)境具有一定濕度，如果空氣太干燥，則材料易發(fā)生干裂，影響使用。因此，現(xiàn)有膠合的竹質(zhì)材料一般適合在濕度較高的南方使用，北方空氣干燥，一定程度限制了竹質(zhì)材料的使用。
[0026]現(xiàn)有技術(shù)中的木質(zhì)重組材料同樣存在膠黏劑等的污染公害，用小木塊拼接重組成大塊重組木材也要使用大量膠黏劑，產(chǎn)品和生產(chǎn)過程對(duì)于環(huán)境也會(huì)造成污染。隨著木材的減少，拼接木材的使用量增大，拼接的重組木材的污染問題也是亟待解決的。
[0027]另外，實(shí)際生產(chǎn)中，由金屬或除了竹木以外的非金屬等多種材料制產(chǎn)品的生產(chǎn)中會(huì)有邊角碎料產(chǎn)生，如果能夠?qū)⑵渲亟M起來，可以增加重組材料的品種，利于使用，減少浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]本發(fā)明的目的是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種重組不用膠黏劑的零公害、無膠重組材料。
[0029]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述零公害無膠竹質(zhì)和/或木質(zhì)重組材料的制造方法，使得在制造過程中無化學(xué)污染產(chǎn)生。
[0030]一種零公害無膠竹質(zhì)和/或木質(zhì)重組材料，其包括若干設(shè)定長(zhǎng)度的單元體，各個(gè)該單元體通過連接結(jié)構(gòu)連接成一體成為本重組材料。
[0031]所述連接結(jié)構(gòu)包括至少一外圍約束件，該外圍約束件具有一環(huán)狀體，若干所述單元體設(shè)置在該外圍約束件中，被該外圍約束件緊固連為一體成為本重組材料。
[0032]各個(gè)該單元體通過連接結(jié)構(gòu)連接成一體構(gòu)成重組單元，至少兩個(gè)所述重組單元單獨(dú)或再與所述單元體一起設(shè)置在一外圍約束件的環(huán)狀體中緊固連為一體成為本重組材料；和/或，通過一外圍約束件緊固連為一體的重組材料構(gòu)成包圍重組單元，若干所述包圍重組單元通過連接結(jié)構(gòu)固連為一體形成本發(fā)明提供的重組材料。
[0033]具有一環(huán)狀體的該外圍約束件可以是金屬材質(zhì)，也可以是非金屬材質(zhì)。
[0034]所述外圍約束件可為對(duì)所述單元體、重組單元、包圍重組單元等進(jìn)行捆綁的繩線，還可以是帶材等，也可以是有機(jī)高分子材料外圍約束層，有機(jī)高分子材料例如為樹脂等材料。
[0035]所述樹脂材料例如可以是玻璃鋼材料。
[0036]本零公害無膠重組材料還可以包括連接件，該連接件固設(shè)在所述重組單元或包圍重組單元上，通過連接結(jié)構(gòu)連接各個(gè)所述連接件使得若干重組單元和/或包圍重組單元在橫向或縱向擴(kuò)展連接而固連為一體構(gòu)成更大規(guī)格的本重組材料。
[0037]所述連接結(jié)構(gòu)是:螺栓連接結(jié)構(gòu)、銷釘連接結(jié)構(gòu)、鉚釘連接結(jié)構(gòu)、冷碾鉚接結(jié)構(gòu)，焊接連接結(jié)構(gòu)，縫制連接結(jié)構(gòu)，榫接連接中一種以上。
[0038]所述單元體是設(shè)定長(zhǎng)度和截面形狀的金屬單元體和/或非金屬單元體。
[0039]所述非金屬單元體可以為如下單元體中至少一種:
[0040]若干由設(shè)定長(zhǎng)度的原竹段沿縱向方向加工成的竹單元；
[0041]若干由木材制成設(shè)定長(zhǎng)度和設(shè)定截面形狀和大小的木段構(gòu)成的木單元；
[0042]設(shè)定長(zhǎng)度和截面形狀的塑膠單元體。
[0043]所述竹單元可以為設(shè)定長(zhǎng)度的矩形竹片、弧形竹片、竹束、竹絲、或竹篾；或者，所述木單元為矩形截面木片、或是木棍或木方。
[0044]所述榫接連接為:在若干單元體、重組單元、包圍重組單元至少一種上開榫槽和/或榫眼，所述單元體、重組單元、包圍重組單元至少一種中的若干合攏，使得其上的榫槽和/或榫眼構(gòu)成榫槽溝和/或榫通孔，在該榫槽溝和/或榫通孔中嵌設(shè)榫結(jié)構(gòu)件，使得所述單元體固為一體。
[0045]在一個(gè)由若干所述單元體和/或由若干所述單元體構(gòu)成的若干重組單元和/或若干所述重組單元構(gòu)成的若干包圍重組單元連接而成的重組材料中，榫槽連接結(jié)構(gòu)中的所述榫槽溝和/或榫通孔可以是直形，也可以是斜形、或曲折的形狀，或者是斷開相錯(cuò)的形狀中的一種以上。尤其是在一個(gè)重組材料或重組單元或包圍重組單元中，所述榫槽溝和/或榫通孔的形狀可以是所述幾種形狀中一種以上的形狀。
[0046]所述榫結(jié)構(gòu)件可以是截面與所述榫槽溝或榫通孔截面匹配的柱狀件、錐狀件、菱形或異形截面的柱狀件，可以是斜角榫，也可以是板狀件，
[0047]該竹片可以為去竹青或不去竹青的竹片。
[0048]具體地，若干所述單元體的橫向重組的連接結(jié)構(gòu)可為螺栓連接、銷釘連接、鉚釘連接、或榫接連接中的一種以上的連接結(jié)構(gòu)。
[0049]所述單元體的縱向重組連接結(jié)構(gòu)可以為單元體的指接連接；和/或，
[0050]所述單元體或重組單元或包圍重組單元縱向和/或橫向連接為:在所述單元體或重組單元或包圍重組單元上連接連接件，相鄰的所述連接件通過連接結(jié)構(gòu)固為一體成為本重組材料。
[0051]各個(gè)該單元體通過所述連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成的重組單元，該重組單元的橫向重組可以通過外圍約束件固為一體成為本重組材料。
[0052]通過外圍約束件緊固連為一體的包圍重組單元之間的橫向和/或縱向重組連接結(jié)構(gòu)是焊接、縫合連接、螺栓連接、冷碾鉚接、榫接連接的連接結(jié)構(gòu)中一種以上的混合連接。
[0053]本發(fā)明提供的上述零公害無膠竹質(zhì)和/或木質(zhì)重組材料的制造方法，其包括有如下步驟:
[0054]步驟1:單元體的制備，加工出設(shè)定長(zhǎng)度的單元體，其為竹單元和/或木單元；
[0055]其后包括:
[0056]成型組坯:將所述單元體組合在一起成為成型組坯；
[0057]制作成型材料:在成型組坯之前或之后，在該單元體上設(shè)置適應(yīng)于用所述連接結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)，通過所述連接結(jié)構(gòu)將成型組坯固為一體成為成型材料；
[0058]制作重組材料:對(duì)于所述成型材料做表面處理成為重組材料。
[0059]所述步驟I為:竹單元和/或木單元的制備:將設(shè)定長(zhǎng)度的原竹段沿縱向方向加工成竹束、竹絲、竹篾或切割成竹片形式的竹單元，或者將木材制成設(shè)定長(zhǎng)度和設(shè)定截面形狀和大小的木段構(gòu)成的木單元；
[0060]步驟2:將上述竹單元和/或木單元進(jìn)行干燥；
[0061]步驟3:將干燥后的竹單元和/或木單元組合為成型組坯，在成型組坯之前或之后，在該竹單元和/或木單元上設(shè)置適應(yīng)于用所述連接結(jié)構(gòu)連接的結(jié)構(gòu)；
[0062]步驟4:將成型組坯通過所述連接結(jié)構(gòu)固為一體成為成型材料；
[0063]步驟5:對(duì)步驟4的固為一體的成型材料做養(yǎng)護(hù)；
[0064]步驟6:對(duì)養(yǎng)護(hù)的成型材料做表面處理，由此成為本發(fā)明提供的零公害無膠竹質(zhì)和/或木質(zhì)重組材料。
[0065]其中，步驟2對(duì)竹單元和/或木單元進(jìn)行含水率控制工序，是將所述竹單元和/或木單元在50?100°C下進(jìn)行干燥，含水率控制在15?40% ;和/或，
[0066]步驟3成型組坯，是將干燥后的竹單元和/或木單元根據(jù)需要組合成矩形、弧形、圓形、異形截面的單元體的成型組坯；和/或，
[0067]步驟5的成型材料的養(yǎng)護(hù)，是將固為一體的成型材料放置于空氣中或40?60°C干燥窯中干燥或微波干燥，將成型材料的含水率控制20%以下，對(duì)成型材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；和/或，
[0068]步驟6表面處理，是將養(yǎng)護(hù)好的成型材料進(jìn)行表面砂光，用桐油、亞麻油或食用油等生態(tài)漆料涂飾。
[0069]進(jìn)一步地，上述方法還最好包括如下步驟:
[0070]在該步驟I和步驟2之間，最好是增加一個(gè)軟化處理步驟，使得所述竹單元和/或木單元軟化。
[0071]另外，在該步驟4中間增加一個(gè)密實(shí)化處理步