專利名稱：整竹錐接延長材料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于材料領域，尤指一種以天然竹材為原料來制作可提高天然竹材利用率的整竹錐接延長材料及其制造方法。
背景技術：
竹林被喻為地球第二大森林，中國具有世界最大的竹林，開發(fā)竹資源對我國經濟及生態(tài)建設具有重要意義。竹材具有生長周期短，是綠色可持續(xù)應用的材料。另外，竹材的中空帶節(jié)的結構使得竹材具有高縱向抗拉、抗壓強度，抗彎強度，彈性好等優(yōu)點，是優(yōu)良的工業(yè)生物質原材料。目前，竹材作為生物質工業(yè)原料得到廣泛應用，不僅通過竹材改性來竹質生產人造板、層積材，而且原態(tài)竹材也得到充分開發(fā)利用。但由于竹材天然生長，導致其某些局部彎曲、形狀異形，限制其廣泛的工業(yè)應用。目前，在木材領域應用領域，利用榫接技術連接兩塊木材應用廣泛，在竹材應用領域已有部分學者將榫接技術應用于竹材連接。目前采用的榫接工藝是將相連接件加工成鋸齒形相互膠結來實現。對于空心的整竹而言，榫接技術無法保證連接竹材的中心同軸度，同時榫指的接觸面積有限導致榫接強度不高。經檢索，目前還沒有任何關于竹材錐形連接的專利及非專利文獻。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要的目的在于提供一種整竹錐接延長材料，實現竹材的縱向延長。本發(fā)明的另一個目的在于提供整竹錐接延長材料的制造方法。為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案—種整竹錐接延長材料，它由一組竹段依次連接而成，每個所述竹段，其中一端的外表面為一向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽接頭，另一端的內表面為一向端頭漸擴的圓錐形內表面形成陰接頭，相鄰連接的兩個所述竹段的連接端，所述圓錐形外表面插設在所述圓錐形內表面內，所述外表面和內表面間設置膠粘劑層。通過膠粘劑連接各所述竹段的接頭，構成設定尺寸的竹材。進一步地，所述陽接頭的圓錐形外表面的最里端與竹段的相鄰部位的柱形外表面之間設有一凸臺；和/或，所述陰接頭的圓錐形內表面的最里端與竹段相鄰部位的柱形內表面之間設有一凸臺。相鄰連接的兩個所述竹段的相互連接的陽接頭與陰接頭的連接處外徑對應相等。進一步地，相鄰連接的兩個所述竹段的陽接頭的所述外表面和陰接頭的所述內表面構成間隙配合關系。所述陽接頭和與之連接的陰接頭的軸向長度最好是相等的。所述粘接基層的膠粘劑為UF、PF、MDI或其他本領域常用的膠粘劑。根據各所述竹段的彎曲、錐度情況截取各所述竹段的長度，其中根據各所述竹段的表面圓跳動確定各所述竹段的彎曲，由各所述竹段的大、小端直徑差和各所述竹段的長度比值確定所要加工的外表面和內表面的錐度，斷口與各所述竹段軸線垂直。
一種整竹錐接延長材料制造方法，包括下述制作步驟⑴將天然整竹根據其彎曲、錐度情況截取設定長度的竹段，其中由竹段表面圓跳動確定竹段彎曲，由竹段大、小端直徑差與竹段長度比值確定錐度，鋸斷端面垂直于竹段軸線.
-^4 ，⑵對竹段進行熱處理，以達到防裂及保持尺寸穩(wěn)定功能；⑶在每一個竹段兩端分別加工出向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽接頭和向端頭漸擴的圓錐形內表面形成陰接頭；⑷在加工好的所述陽接頭和陰接頭上涂膠，插接在一起；(5)將插接后的竹段縱向施壓，進行冷或熱固化；(6)對錐接延長整竹的接頭處進行表面處理。步驟(6)中的表面處理例如包括除去擠出的膠粘劑.。在步驟(I)中，作為錐接延長材料中的竹段，其圓跳動度最好為< 10mm，以此限定竹段的彎曲度。竹段的錐度為(大端直徑-小端直徑)/竹段長度)，該錐度優(yōu)選< O. 02為宜。所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的錐度優(yōu)選為O. 06^0. 13。所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的軸向長度優(yōu)選為3(T60mm。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的竹段通過錐形面的陽接頭和陰接頭結合，錐形面接頭相對于現有技術中的指接，它是一個360度圓周面接觸，連接強度遠大于指接。另一方面，錐形面接頭更能保證整竹的同軸度，這是已有的榫接所沒有。通過這樣的錐接，可以解決原態(tài)竹材形狀不規(guī)則、中心軸線彎曲的缺陷，比起現有的榫接連接方式，解決了榫接竹材中心軸線不一致問題，實現竹材連接的軸線一致性，提高材料的連接強度。充分利用原態(tài)竹材強度高特點，克服竹材形狀不一致缺陷，使用本材料可實現錐接延長竹材的中心軸線一致，拓展竹材的應用范圍。另外，將傳統的圓柱連接轉變?yōu)殄F形，提高連接強度且方便連接操作。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明，并非對本發(fā)明的限制，凡是依照本發(fā)明公開內容所進行的任何本領域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明一較佳實施例的整竹鋸斷后的竹段示意圖，即鋸斷成竹段工序；圖3是本發(fā)明一較佳實施例的竹段錐形連接示意圖，即熱、冷壓粘接工序；圖4是本發(fā)明一較佳實施例的竹段加工錐形接頭示意圖，即陰陽錐接頭。附圖標號1 :竹段；2 :陽接頭；3 :陰接頭。
具體實施例方式以下僅以實施例說明本發(fā)明可能的實施態(tài)樣，然而并非用以限制本發(fā)明所欲保護的范疇，先予敘明。

下面結合附圖和一較佳實施例對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1所示，是本發(fā)明一較佳實施例的工藝流程圖。一種整竹錐接延長材料制造方法，包括下述步驟(I)選用的原始整竹為毛竹，毛竹根據其彎曲、錐度情況截取竹段I的長度，其中竹段I表面圓跳動< IOmm (測量竹段彎曲)，錐度((大端直徑-小端直徑)/竹段長度)<0.02，斷口與竹段I軸線垂直，得到竹段I (見圖2);(2)據需要，對竹段I進行熱處理，達到防裂及保持尺寸穩(wěn)定功能；熱處理的具體做法例如可以是在竹節(jié)上穿孔；蒸煮處理將竹段浸入濃度O. 8%氯化鈉和1%醋酸混合溶液中，常壓水溫由自然狀態(tài)升到90°C，升溫時間15min，沸騰蒸煮4h。蒸汽熱處理將整竹段整齊置于蒸汽罐中，用O.1SMpa的蒸汽壓，溫度116°C，恒定熱處理90min。干燥將蒸汽熱處理后的竹段放入具有噴蒸功能的干燥窯中進行干燥，分為以下幾個操作階段a.整竹段的干燥堆積在可噴蒸調濕溫度蒸汽干燥窯內，可調控風速達3米/S。整竹段的軸心線與熱空氣流速度方向一致。前后整竹段應在同一軸線上。上下層整竹段應用隔條均勻隔開。b.干燥初始期一高濕預熱階段。整竹段在高濕預熱階段為窯內濕度為90%，溫度60°C，時間 24h。c.干燥期一干燥階段。干燥階段的溫度為55°C，濕度為75%，時間為48h。d.干燥終結期一平衡干燥階段。整竹段平衡干燥階段的溫度為58°C，濕度為85%，時間為24h。干燥后整竹段含水率達12%。進行熱處理干燥的主要目的是可使得竹段防腐，防裂，還可以使得竹段保證尺寸穩(wěn)定性。(3)如圖3，在每竹段I兩端外表面和內表面分別加工出陽接頭2和陰接頭3 ；(4)在加工好錐形接頭的竹段I兩端接頭涂膠；(5)將涂膠后的竹段縱向施壓，進行冷或熱固化的冷或熱加壓粘接，選用膠粘劑為UF, PF, MDI或其他本領域常用的膠粘劑，見圖4 ；(6)對錐接延長整竹接頭處進行表面處理。如圖2所示，圖2是本發(fā)明一較佳實施例的整竹鋸斷后的竹段示意圖，即鋸斷成竹段工序。根據各所述竹段I的彎曲、錐度情況截取各所述竹段I的長度，其中根據各所述竹段I的表面圓跳動確定各所述竹段I的彎曲，由各所述竹段I的大、小端直徑差和各所述竹段I的長度的比值確定錐度，斷口與各所述竹段I軸線垂直。圖3是本發(fā)明一較佳實施例的竹段錐形連接示意圖，即熱、冷壓粘接工序。通過粘接用的膠粘劑如UF、PF、MDI或其他本領域常用的膠粘劑，熱、冷加壓粘接兩相鄰竹段I。圖4是本發(fā)明一較佳實施例的竹段加工錐形接頭示意圖，即陰陽錐接頭。各所述竹段I的兩端接頭為錐形，相鄰連接的兩個所述竹段1，其中一個所述竹段I的一端外表面為一定長度的圓錐形的陽接頭2，另一個所述竹段I的一端內表面為同樣長度圓錐形的陰接頭3，陽接頭2和陰接頭3形狀一致以保證能配合。相鄰連接的兩個所述竹段I的端面分別為間隙配合的陽接頭2和陰接頭3。相鄰連接的兩個所述竹段I的陽接頭2和陰接頭3的連接處直徑一致。所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的錐度為O.1為宜。所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的軸向長度為40mm為宜。本較佳實施例充分利用整竹原始的圓柱形，將其加工成錐形接頭，錐形接頭相對于現有技術的指接，它是一個360度圓周面接觸，連接強度遠大于榫接。另一方面，錐形接頭更能保證整竹的同軸度，這是已有的榫接所沒有的。當然，陽接頭2和陰接頭3也可以是對應處直徑不一致，陽接頭的直徑略大于陰接頭的直徑，而陰接頭的軸向長度等于或大于陽接頭的軸向長度，這樣，在縱向連接時，經過縱向施力，陽接頭和陰接頭可以形成過盈配合。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于通過錐接結構，可以保證竹材連接的軸線一致性，提高材料的連接強度，克服榫接竹材中心軸線不一致問題。
權利要求
1.一種整竹錐接延長材料，其特征在于它由一組竹段依次連接而成，每個所述竹段，其中一端的外表面為一向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽接頭，另一端的內表面為一向端頭漸擴的圓錐形內表面形成陰接頭，相鄰連接的兩個所述竹段的連接端，所述圓錐形外表面插設在所述圓錐形內表面內，所述外表面和內表面間設置膠粘劑層。
2.根據權利要求1所述的整竹錐接延長材料，其特征在于作為錐接延長材料中的竹段，其圓跳動度為< 10_，以此限定竹段的彎曲度；和/或，竹段的錐度為(大端直徑-小端直徑)/竹段長度，該錐度< O. 02 ;或者，相鄰連接的兩個所述竹段的相互連接的陽接頭與陰接頭的連接處外徑對應相等；或者，相鄰連接的兩個所述竹段的陽接頭的所述外表面和陰接頭的所述內表面構成間隙配合關系；或者，所述陽接頭和與之連接的陰接頭的軸向長度是相等的。
3.根據權利要求1或2所述的整竹錐接延長材料，其特征在于所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的錐度為O. 06、. 13 ;和/或，所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的軸向長度為3(T60mm。
4.根據權利要求1至3之一所述的整竹錐接延長材料，其特征在于所述陽接頭的圓錐形外表面的最里端與竹段的相鄰部位的柱形外表面之間設有一凸臺；和/或，所述陰接頭的圓錐形內表面的最里端與竹段相鄰部位的柱形內表面之間設有一凸臺。
5.根據權利要求1至4之一所述的整竹錐接延長材料，其特征在于相鄰連接的兩個所述竹段的相互連接的錐形陽接頭一與陰錐形接頭二的連接處外徑對應相等一致。
6.根據權利要求5所述的整竹錐接延長材料，其特征在于相鄰連接的兩個所述竹段的陽接頭的所述外表面和陰接頭的所述內表面構成間隙配合關系。
7.根據權利要求1至6之一所述的整竹錐接延長材料，其特征在于斷口與各所述竹段軸線垂直。
8.—種整竹錐接延長材料的制作方法，其特征在于包括下述制作步驟⑴將天然整竹根據其彎曲、錐度情況截取設定長度的竹段，其中由竹段表面圓跳動確定竹段彎曲，由竹段大、小端直徑差與竹段長度比值確定錐度，鋸斷端面垂直于竹段軸線；⑵對竹段進行熱處理，以達到防裂及保持尺寸穩(wěn)定功能；⑶在每一個竹段兩端分別加工出向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽接頭和向端頭漸擴的圓錐形內表面形成陰接頭；⑷在加工好的所述陽接頭和陰接頭上涂膠，插接在一起；(5)將插接后的竹段縱向施壓，進行冷或熱固化；(6)對錐接延長整竹的接頭處進行表面處理。
9.根據權利要求8所述的整竹錐接延長材料的制作方法，其特征在于在步驟(I)中，作為錐接延長材料中的竹段，其圓跳動度之差為< 10mm，以此限定竹段的彎曲度；和/或，竹段的錐度為(大端直徑-小端直徑)/竹段長度)，該錐度< O. 02為宜。
10.根據權利要求8或9所述的整竹錐接延長材料的制作方法，其特征在于所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的錐度為O. 06、. 13 ;和/或，所述陽接頭和陰接頭的圓錐面的軸向長度為3(T60mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整竹錐接延長材料，由一組竹段依次連接而成，每個竹段其中一端的外表面為一向端頭漸縮的圓錐形外表面形成陽接頭，另一端的內表面為一向端頭漸擴的圓錐形內表面形成陰接頭，相鄰連接的兩個所述竹段的連接端，圓錐形外表面插設在所述圓錐形內表面內，所述外表面和內表面間設置膠粘劑層。本發(fā)明解決了天然竹材難以接長、應用受限的問題，實現縱向的延長，保持竹材天然結構，提高竹材的利用率和產品附加值，可根據不同要求制作任意長的竹材，實現拓展竹材應用領域的目標。本發(fā)明還提供該整竹錐接長材料的制造方法。
文檔編號B27D1/10GK103056934SQ20131000726
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權日2013年1月8日
發(fā)明者傅萬四, 趙章榮, 劉星雨, 周建波, 韓望 申請人:國家林業(yè)局北京林業(yè)機械研究所