一种竹刨花板及其制备方法与流程

本发明涉及竹制品的，具体为一种竹刨花板；本发明同时还涉及用于该种竹刨花板的制备方法。背景技术：1、竹材是我国森林资源的一个重要组成部分，每年的毛竹砍伐量巨大。竹材具有良好的力学性能，且竹子的生长速度极快，因此，合理并高价值地利用竹材能够有效缓解我国木材资源的紧张的局面。利用竹材制作竹刨花板是一种竹材综合利用率相对较高的手段。2、通过将竹材削片得到竹刨花后，经过或不经过施胶，再压制得到竹刨花板。例如中国专利数据库中公开号为cn101066606a，名称为“一种竹大片刨花板的制备方法”的发明专利中记载的技术方案：沿纵向径面将竹秆分解为竹大片刨花，使竹青和竹黄分别位于大片刨花的两侧，即以竹材的壁厚作为刨花的宽度、削片宽度作为刨花的厚度的形式获得竹刨花，再将竹刨花干燥至7~9%，经施胶、铺装后以100~180℃、1.5~5.5mpa的条件压制3~180min。该方法制备得到的竹刨花虽然保留了竹材的原始结构，但由于竹青、竹肉、竹黄的密度不同，使得制备得到的竹刨花板的密度不均匀，反而影响了板材的力学性能；同时，由于竹肉结构主要组成了该技术方案的竹刨花，使得制备得到的竹刨花板容易吸水而存在尺寸稳定性相对较差、防水性差等的问题。3、为了克服竹刨花板密度不均匀的问题，公开号为cn102198685a，名称为“一种均密度竹材刨花板生产方法”的发明专利中记载的技术方案：使用含水率10~15%、粒径小于0.9cm的竹碎屑为原材料制作竹刨花板。该方法通过以细碎材料作为原材料，从而克服了竹刨花板各处密度不均的问题，获得均匀密度的竹刨花板，同时还提高了竹材的利用率、板面的平整度。但是由于细碎材料的细长比低，所以该方法制备得到的竹刨花板的力学性能平平，并引入了胶黏剂耗量大的问题。4、为了进一步改善上述技术方案中力学性能不佳的问题，现有技术对细碎的竹刨花进行预处理或在胶黏剂中添加增强料。例如公开号为cn114311213a，名称为“一种制作平整表面定向结构竹刨花板的工艺及铺装机”的发明专利中记载的技术方案：将竹子在刨切过程中产生的碎料经刨碎机制成竹质细料，干燥至含水率6%，再加入其本身质量0.4倍的增强料，使用的增强料包括：聚乙烯、聚氯乙烯树脂、滑石粉、珍珠岩、氢化蓖麻油和硅烷偶联剂。5、为了改善竹刨花板尺寸稳定性较差、防水性差的问题，现有技术的竹刨花板的制备过程中，大量使用乳化石蜡或熔融石蜡作为防水剂。例如公开号为cn115890843a，名称为“一种enf级高强竹刨花板的制造方法”的发明专利中记载的技术方案：在竹刨花与胶黏剂混合的同时，添加量乳化石蜡、熔融石蜡作为防水剂，并添加防霉剂。又如公开号为cn116277323a，名称为“一种高防潮竹刨花板的制备方法”的发明专利申请中记载的技术方案：将竹刨花在石蜡-氨溶季铵铜混合液中常温常压浸渍1~2h，干燥后再经分级筛选得到粗竹刨花和细竹刨花，最后拌胶、铺装、压制得到竹刨花板。6、然而，无论何种方式，都极大地增加了竹刨花板的制造成本，并使生产工艺更为复杂、控制难度更高。综上，现有技术中缺少一种制造成本相对较低、工艺较为简单易控且得到的竹刨花板产品及其制备方法。技术实现思路1、本发明的技术目的在于克服上述至少一项技术问题，提供一种竹刨花板，通过使用具有较高密度、较低密度偏差、较低吸湿性的竹刨花，从而使竹刨花板具有防腐防霉、力学强度高、密度均匀、稳定性好的优点。本发明同时还提供了用于制作该种竹刨花板的竹刨花的制备方法，该方法通过使用经过竹沥提取剩余竹片制备得到的竹刨花具有高且均匀一致的密度、更低的吸湿性、几乎不含有营养物质的优点，从而能够制备得到防腐防霉、力学强度高、密度均匀、稳定性好的竹刨花板。该方法不使用化学药剂，使生产成本更低，工艺更容易控制。同时该方法还能以更安全可靠、更高得率的方式获取高纯度、无杂质的竹沥。2、为实现上述技术目的，本发明的一个方面提供了一种竹刨花板，至少包括竹刨花，所述竹刨花板的平均密度为0.65~0.85g/cm3，单片所述竹刨花板等厚度上各处的密度差小于10%，同一批次内的所述竹刨花板之间的平均密度差小于5%；所述竹刨花的堆积密度为160~220kg/m3，在20℃/65%rh的条件下，所述竹刨花的平衡含水率小于9%。3、借由上述产品特征：（1）通过使用具有较高的堆积密度的竹刨花，从而能够得到较高密度的竹刨花板；（2）本案使用的竹刨花具有相对较低的平衡含水率，所以由它制成的竹刨花板具有较好的稳定性，并由于竹刨花板的吸湿性能的减弱，使其具有一定的防腐、防霉的性能。4、为提高竹材的综合利用率，优选地，所述竹刨花包括竹青、竹肉、竹黄，且竹青部分的密度与竹肉部分的密度偏差小于10%。换言之，一个料堆的所述竹刨花中既包括仅有竹青、竹肉以及竹黄的竹刨花，也有由竹青与竹肉组成的竹刨花，由竹肉与竹黄组成的竹刨花，以及由竹青、竹肉与竹黄组成的竹刨花。5、原始状态下，竹片的竹青部分密度最大、竹黄部分次之，竹肉部分最小，所以由自然状态下的竹材削切得到的竹刨花上各处具有较大的差异。现有技术中去青、去黄的手段降低了竹材的利用率，浪费了材料。而将竹材打成极小粒径的碎屑后压制竹刨花板的手段不仅使竹刨花板的吸水性提高、稳定性较变差，同时增加了施胶量，更为重要的是，碎屑状的竹刨花，即具有较小的长细比、宽细比的竹刨花，无法在铺装、压制时编织形成有效的空间网络，所以采用碎屑状的竹刨花压制得到的竹刨花板的力学性能往往较弱。6、而在本产品的技术方案中，由于使竹青、竹肉、竹黄三部分的密度趋于一致，所以可以在竹刨花中同时保留三者。这在第一个方面保证了竹材的综合利用率；在第二个方面，使得竹刨花具有相对较大的长细比、宽细比，优选地，所述竹刨花的长细比为100~200、宽细比大于10，既降低了施胶量，又能够通过竹刨花形成的空间网络获得更高的力学强度；在第三个方面，竹青、竹黄的存在可以降低竹刨花的吸水性、提高竹刨花板的强度，从而制备得到稳定性和力学强度均较高的竹刨花板。7、作为一种优选的实施方式，所述竹刨花中木质素的相对含量较素材增加50~60%。木质素的相对含量的增加意味着半纤维素降解，糖分、淀粉的相对含量降低，这使得竹刨花具有更低的平衡含水率、更低的吸湿性，制得的竹刨花板具有更好的尺寸稳定性、更为细腻的材质和更高的机械强度，同时还具有一定的防虫、耐腐的性能。8、本案的另一个方面提供了一种竹刨花板的制备方法，包括竹刨花的制备工序，在所述竹刨花的制备工序中，首先，获得竹筒，所述竹筒包括两段竹壁、以及连接两段竹壁的竹节，剖分所述竹筒以得到竹片；随后，将所述竹片置于一对压力面之间，一对所述压力面均具有120~200℃的温度，一对所述压力面同时自所述竹片的竹青面一侧和竹黄面一侧向所述竹片施加2~4mpa的压力，压力保持直至所述竹片的含水率降至3~10%，以得到单板条；最后，削切所述单板条得到所述竹刨花。9、在上述方法的技术方案中，通过使用相对较低的温度与压力处理竹片，使竹片的含水率降低、糖分等营养物质被排出、形态被展平。借由此，在一个方面，得到的单板条具有更小密度偏差、更高的密度和强度；在另一个方面，得到的单板条可以直接用于制备竹刨花板而不需要再次设置干燥的工序，也不需要另外进行防霉、防腐的预处理。该方法不使用化学药剂，使生产成本更低，工艺更容易控制。10、具体来说，由于竹材内往往存在大量的水分，形成了热阻，导致在常压下竹材内部的温度难以高于100℃，所以现有技术惯常使用蒸汽处理竹片以软化竹片并提高竹材内部的温度，而非使用热接触的方式。请参考现有技术文献，公开号为cn106881755a，名称为“热压结合蒸汽喷蒸法密实化木材/竹材的方法及密实化木材/竹材”的中国发明专利申请；公开号为cn116619503a，名称为“一种竹材展平工艺”的中国发明专利申请等。然而，一旦经过蒸汽处理的竹片，内部含有大量的水分而难以被压缩仅能够发生展平。并且竹片内部各处的含水率、水蒸气压力、温度基本相同，所以竹片内部的糖分、淀粉等营养物质难以排出。反观本案的技术手段，使用保留了竹节的竹片能够在竹片受热后在竹节处形成较高的温度、含水率、水蒸气压力区域，竹片的两端处形成较低的温度、水蒸气压力区域，从而在竹片的轴向形成自竹节朝向两端的温度梯度和水蒸气压力梯度。在温度梯度和水蒸气压力梯度的驱动下，含竹沥的水分自竹节处向两端迁移、排出，竹片的含水率随之降低、热阻减弱、竹片细胞中与细胞间形成无液态水的空间，进而能够在竹片内部达到120℃以上的温度，即竹材的软化温度，从而随着压力和温度的保持，竹片能够被压缩、并展平。11、竹片的竹沥排出过程是通过温度与压力的作用使竹材中的糖分、淀粉等营养物质随水分的迁移而向竹材两端排出的过程，并在该过程中，糖分、淀粉、半纤维素在温度的作用下产生化学反应而生成竹沥的功效成分。因此，竹片在经过排出竹沥的处理后，其中的营养成分随竹沥的提取而被彻底排除，所以竹片具有一定的防腐、防霉性能，由此制得的竹刨花以及竹刨花板也相应具有一定的防腐、防霉性能。有竹沥的产生与排出使得本案的技术方案区别与现有技术的竹片热压或者热处理的技术。现有技术的竹片热压或者热处理的明显特征是木质素含量的降低，而在本案中，由于大量半纤维素参与反应形成竹沥而使得木质素的相对含量上升。12、竹片因提取竹沥受到挤压而发生展平，竹片的密度提高，竹片厚度方向各处密度较为均匀，展平后的竹片更容易削切刨花，和圆弧型的竹片相比，经由展平竹片削切得到的刨花之间具有更高的结合力，从而得到强度更大的竹刨花板。另一个方面由展平、高密度且厚度方向各处密度均匀的竹片获得形态更为完整、密度差异较小、长细比和宽细比更大的竹刨花，并由此可以制备得到密度较高、密度均匀、内结合强度较高、力学强度较高的竹刨花板。13、上述技术方案能够克服现有技术中因竹刨花板各处密度不均引起的力学性能较弱的问题，从而获得具有相对较高的密度、力学强度的竹刨花板。上述产品的技术方案中，未使用化学药剂，所以能够降低产品的生产成本、工艺的控制难度。14、一般来说，当竹片受到压力而被压缩时，首先被压缩的是密度最低的竹肉部分，随后被压缩的是密度居中的竹黄部分，竹青部分最后被压缩，甚至不发生压缩，通过这样的压缩顺序均匀竹片各部分的密度。然而，申请人创造性地发现，竹片并非一定要发生实际的压缩才能获得均匀的密度。事实上，通过一段时间的热接触，也能够使竹片各个部分的密度趋于平均。这可能是由于竹材具有较高的含水率，从而在热接触的过程中软化并重新塑形。15、由于竹片各处的密度形成均一的趋势，所以竹片厚度方向上的密度差缩小，同时由竹片经削片获得的竹刨花各处的密度差也会随之缩小。例如，现有技术包含竹青、竹黄、竹肉的竹刨花，或者包含竹青、竹肉的竹刨花，各处的密度差值为30~50%；包含竹青、竹黄的竹刨花，或者包含竹黄、竹肉的竹刨花，各处的密度差值为25~35%。在本案中，借由缩小竹片的厚度方向密度差，能够使竹刨花的密度差缩小至10%以下。16、与此同时，压平后的竹片更好削刨花，和圆弧型的竹片相比，展平竹片削的刨花之间结合力更好，得到的刨花板强度更大。17、作为一种优选的实施方式，所述竹片的两端伸出于所述压力面之外。这样能够提高竹片压缩的速度。具体的，所述竹片的伸出长度为4.5~5.5cm。18、作为一种优选的实施方式，所述竹片的宽度小于3~5cm。19、作为一种优选的实施方式，一对所述压力面均具有170~180℃的温度，施加的压力为2~4mpa，压力保持直至所述竹片的含水率降至3~6%。20、作为一种优选的实施方式，所述竹片的自然含水率为60~120%。21、最后，上述方法的技术方案制备得到的竹刨花可以通过铺装并压制得到上述产品的技术方案中的竹刨花板。其制作方法包括但不限于无胶压制、施胶压制的方法。22、综上所述，本发明申请公开的一种竹刨花板及其制备方法至少具有以下优点：23、1、本发明的一种竹刨花板使用经过排出竹沥的竹刨花能够克服竹刨花板不耐水、不防腐、不防霉的问题，并得到密度均匀的竹刨花，从而能够制备得到密度分布均匀的竹刨花板，进而克服因密度不均引起的力学强度差的问题。24、2、本发明的一种竹刨花的制备方法通过使用相对较低的温度与压力处理竹片以获得较为耐水、防腐防霉并且密度均匀的竹刨花，从而制备得到耐水、防腐防霉、密度均匀、力学强度较好的竹刨花板。该方法不使用化学药剂，使生产成本更低，工艺更容易控制，同时该方法还能以更安全可靠、更高得率的方式获取高纯度、无杂质的竹沥。