一种竹展平单板的制作方法

本发明涉及竹材加工领域，更具体地，涉及一种竹展平单板的制作方法。

背景技术：

1、我国竹资源丰富，但是竹材自身中空、壁薄、具有尖削度，且内、外周长不一致的结构特性以及硬度大等特点限制了竹材难以应用到铅笔制造产业。目前，竹材制造板材的基本结构单元只有竹集成材、天然竹条、竹展平单板可用于竹铅笔制备。天然竹条一般宽度在2cm，在宽度方向上只能制备2支铅笔，产能较低，而竹集成材单价成本远远高于木质铅笔材料。竹展平单板从规格及其材质较为接近天然木材，具有开发竹铅笔材的潜力。

2、竹展平单板是开槽竹筒或弧形竹片通过高温高湿软化及机械外力的作用使其转变为矩形截面的平整的片状材料，是圆竹高效加工利用的新形式。但是由于竹青密度达0.9g/cm3和竹黄密度达0.33～0.78g/cm3的差异较大，弧形竹片在展平过程中，外弧竹青面产生压缩内应力，内弧竹黄面产生拉伸的内应力，竹展平单板在炭化及吸湿解吸过程中，易发生变形及开裂。常规炭化目的为增加材料尺寸稳定性及其调整材色，但是存在竹展平单板容易变形及炭化过程中易变形开裂，竹材硬度大难以切削等问题。

3、因此，需要发明一种新型天然环保的高温炭化竹展平单板的制造方法解决上述问题

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种竹展平单板的制作方法，为铅笔板制造提供一种表面材色均匀、切削硬度低、表面平整且无裂纹和炭化成品率高的竹展平单板。为开发竹铅笔板用的竹单板材料，通过对竹展平单板用毛竹原料竹龄、离地高度的筛选调控，降低天然竹材自身纤维素含量对竹展平单板硬度的影响，通过高温软化的处理温度及时间提升优化，进一步在不影响展平工艺基础上降低竹材自身强度，由于竹展平单板厚度薄，通过对高温炭化工艺中引入可控性喷蒸和喷雾工艺，促使材料吸湿回弹降低密度、匀化表面材色，减少材料开裂，增加炭化单板的平整度，尤其是不易着火，高温处理安全系数高。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种竹展平单板的制作方法，包括如下步骤：

3、步骤1：将毛竹截断剖分，经粗刨去青后形成竹片；

4、步骤2：对毛竹进行高温软化展平处理形成竹展平单板；

5、步骤3：将竹展平单板堆叠放置于炭化窑中；

6、步骤4：炭化窑阶段式升温至185～200℃后，通入100℃的饱和水蒸汽对材料进行增湿降温处理；

7、步骤5：降温至100℃后打开排湿口，干燥并降温至35-60℃后出窑。

8、优选地，在步骤1中，选取毛竹材离地2.5～6米之间的中部竹段，选取竹壁厚度7.5～8.4mm的竹段经过截断分级后制备成小头弧长为65～68mm的竹片。

9、优选地，在步骤2中，先将竹片采用10～12kgf/cm2公斤高温高压蒸汽处理330～430s，再经一体化展平机、干燥窑及精刨机，去青厚度2～3mm，制成含水率9～13％，长度940～1060mm，宽度58～60mm，厚度5.2～5.5mm的竹展平单板。

10、优选地，在步骤3中，竹展平单板和不锈钢隔条隔层依次交替堆垛，堆垛高度为1.5～2m，将竹展平单板整齐码垛后在其顶部用500～800kg/m2标准负重金属铁块均匀放置。

11、优选地，在步骤4中，炭化窑阶段式升温具体为：采用波段式升温进行炭化，打开窑体排湿口以2～5℃/min升温速度到达30℃，保持2～6h，以1～2℃/min升温速度到达50℃，70℃时，分别保持2～3h；以1～2℃/min升温速度到达90℃，保持4～6h，以1～2℃/min升温速度到达100℃，保持2h并关闭排湿口，以2～3℃/min升温速度到达120℃，140℃，160℃时，分别保持2h，以5～10℃/min升温速度到达185～200℃，保持4～6h。

12、优选地，在步骤4中，进行增湿降温处理具体为：炭化窑停止加热后，通入100℃的饱和水蒸汽对材料进行增湿处理，喷蒸10s停20s，重复3次，温度降低至170～180℃，并保持1～2h；然后喷雾化水增加窑内湿度及缓慢降温至130～140℃，并启动恒温模式保持1～2h，喷雾化水总重量按窑内绝干材料重量的5～8％进行喷施，间隔60s喷施10s雾化水。

13、优选地，在步骤5中，自然温度降低至100℃打开排湿口，在100℃空气循环条件下保持干燥2～4h，通入饱和蒸汽进行回炭8～10h，对炭化后的竹展平单板进行匀色调整，再自然降温至35～60℃后出窑。

14、根据本公开的一个实施例，采用本方法制备的竹展平单板，由于使用高温炭化方法受热均匀，安全系数高，成品率高等优点；

15、在高温炭化阶段采用间歇式喷蒸蒸汽防止形成蒸汽压力对窑体产生破坏，蒸汽喷入可提高材料的着火点，降低着火风险，有利于竹展平单板的吸湿软化和减少炭化收缩引起的内应力产生，促进竹材纤维素在高温高湿水解；

16、采用间歇式喷雾化水增加窑内湿度及缓慢降温，进一步有效降低干缩及密度不均带来的炭化变形应力，提高竹展平单板平整度，同时，促使竹展平单板吸湿回弹，降低材料硬度增加材积；

17、通过100℃蒸汽喷蒸回炭工艺促进竹展平单板表面材色均匀分布。本发明工艺简单、可控性好，其生产出的竹展平单板产品平整度高，可用于竹铅笔板及装饰材料行业，具有广阔的应用前景。

18、通过以下对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种竹展平单板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的竹展平单板的制作方法，其特征在于，在步骤1中，选取毛竹材离地2.5～6米之间的中部竹段，选取竹壁厚度7.5～8.4mm的竹段经过截断分级后制备成小头弧长为65～68mm的竹片。

3.根据权利要求2所述的竹展平单板的制作方法，其特征在于，在步骤2中，先将竹片采用10～12kgf/cm2公斤高温高压蒸汽处理330～430s，再经一体化展平机、干燥窑及精刨机，去青厚度2～3mm，制成含水率9～13％，长度940～1060mm，宽度58～60mm，厚度5.2～5.5mm的竹展平单板。

4.根据权利要求1所述的竹展平单板的制作方法，其特征在于，在步骤3中，竹展平单板和不锈钢隔条隔层依次交替堆垛，堆垛高度为1.5～2m，将竹展平单板整齐码垛后在其顶部用500～800kg/m2标准负重金属铁块均匀放置。

5.根据权利要求1所述的竹展平单板的制作方法，其特征在于，在步骤4中，炭化窑阶段式升温具体为：采用波段式升温进行炭化，打开窑体排湿口以2～5℃/min升温速度到达30℃，保持2～6h，以1～2℃/min升温速度到达50℃，70℃时，分别保持2～3h；以1～2℃/min升温速度到达90℃，保持4～6h，以1～2℃/min升温速度到达100℃，保持2h并关闭排湿口，以2～3℃/min升温速度到达120℃，140℃，160℃时，分别保持2h，以5～10℃/min升温速度到达185～200℃，保持4～6h。

6.根据权利要求5所述的竹展平单板的制作方法，其特征在于，在步骤4中，进行增湿降温处理具体为：炭化窑停止加热后，通入100℃的饱和水蒸汽对材料进行增湿处理，喷蒸10s停20s，重复3次，温度降低至170～180℃，并保持1～2h；然后喷雾化水增加窑内湿度及缓慢降温至130～140℃，并启动恒温模式保持1～2h，喷雾化水总重量按窑内绝干材料重量的5～8％进行喷施，间隔60s喷施10s雾化水。

7.根据权利要求6所述的竹展平单板的制作方法，其特征在于，在步骤5中，自然温度降低至100℃打开排湿口，在100℃空气循环条件下保持干燥2～4h，通入饱和蒸汽进行回炭8～10h，对炭化后的竹展平单板进行匀色调整，再自然降温至35～60℃后出窑。

技术总结本发明公开了一种竹展平单板的制作方法，包括如下步骤：将毛竹截断剖分，经粗刨去青后形成竹片；对毛竹进行高温软化展平处理形成竹展平单板；将竹展平单板堆叠放置于炭化窑中；炭化窑阶段式升温至185～200℃后，通入100℃的饱和水蒸汽对材料进行增湿降温处理；降温至100℃后打开排湿口，干燥并降温至35‑60℃后出窑。采用本方法制备的竹展平单板，由于使用高温炭化方法受热均匀，安全系数高，成品率高，方便切削等优点。技术研发人员：章卫钢,陈国东,叶结旺,李延军,鲍敏振,王宇,赵世超,吴旭俊受保护的技术使用者：浙江农林大学技术研发日：技术公布日：2024/2/21