竹材疏解專利技術(shù)綜述

穆謙

摘 要 竹材疏解是竹材加工的重要部分，本文對(duì)竹材疏解相關(guān)專利進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并從疏解方法、功能結(jié)構(gòu)角度對(duì)疏解裝置的發(fā)展歷程進(jìn)行了總結(jié)，深入分析了壓輥類型、組合形式、壓輥的結(jié)構(gòu)特征以及疏解與其他竹材處理工藝的結(jié)合形式，以及技術(shù)發(fā)展與研究重點(diǎn)的變化，并據(jù)此預(yù)測(cè)了其未來(lái)的主流發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 竹；疏解；輥壓；輥齒

中圖分類號(hào) C18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）164-0158-01

1 竹材疏解技術(shù)概述

近年來(lái)由于天然林保護(hù)工程的實(shí)施，木材資源日趨緊缺，竹類資源的開(kāi)發(fā)日益受到重視。竹子作為我國(guó)的第二森林資源，資源豐富且集中，易于收集與貯運(yùn)，竹材與木材相比，具有強(qiáng)度高、韌性好、剛度大的特點(diǎn)，竹材作為工程結(jié)構(gòu)用料具有廣闊的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。

疏解是竹材加工的常見(jiàn)工藝，竹材在疏解的過(guò)程中，破壞了竹材的基本組織，但保持了維管束不斷裂，這樣一方面保證了竹材本身的高強(qiáng)度不受到破壞，另一方面使得膠黏劑能夠通過(guò)在疏解過(guò)程形成裂紋均勻滲透到基本組織中，從而使基本組織強(qiáng)度增加[1]。隨著竹材人造板的發(fā)展，竹材的疏解工藝及設(shè)備也一直被國(guó)內(nèi)外研究人員不斷研究和改進(jìn)。

縱觀國(guó)內(nèi)外竹材疏解技術(shù)的發(fā)展，竹材疏解方式一直圍繞“效率、質(zhì)量和利用率”3方面開(kāi)展工作，從勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率較低的手工疏解，到類似重組木的手工錘擊和效果較好的輥壓疏解[2]，到經(jīng)前處理后再輥壓疏解竹材的方式，而生產(chǎn)者們逐漸不滿足疏解設(shè)備單一的功能形式，開(kāi)發(fā)出疏解設(shè)備與竹材其他處理工藝等相結(jié)合的綜合型多功能、多工序的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)竹材的一體化、連續(xù)化生產(chǎn)。

2 竹材疏解專利技術(shù)分析

2.1 主要疏解方式——輥壓

輥壓是采用輥對(duì)竹材進(jìn)行碾壓，從而達(dá)到疏解作用的技術(shù)手段。輥壓疏解是最常用的疏解方式，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，輥的類型和形式形成了多樣化的特點(diǎn)。

2.1.1 平輥

平輥即表面平整的輥，通過(guò)對(duì)竹材施加壓力，達(dá)到疏解竹材的目的。

CN202283743U提供了一種具有上下兩排碾壓輥的竹材碾絲機(jī)。CN101905474A設(shè)置了一字排開(kāi)、數(shù)量一致的上方壓輥和下方壓輥，竹材經(jīng)過(guò)連續(xù)碾壓，最后再經(jīng)后上主輥與后下主輥的碾壓后輸出，在一個(gè)工作行程內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次壓制，減少了人力損耗。

CN202208052U提供了通過(guò)增大壓力來(lái)提升疏解效果的方法和裝置，將已切條的竹片經(jīng)由壓輪機(jī)的大壓輪的強(qiáng)大壓力壓制后，細(xì)小的條狀竹條內(nèi)部被逐步壓散成完整的纖維竹絲束。

CN203818271U在初步碾壓截?cái)嘣O(shè)置了類似的形狀互補(bǔ)的壓輥，優(yōu)化了壓力在竹筒表面的分布。

2.1.2 齒輥

齒輥是在原先平輥的基礎(chǔ)上，在平輥的表面設(shè)置凸齒，使得竹材在受到壓力的同時(shí)，表面被撕裂或割裂，加速竹材的疏解。

CN101607411A直接把除去內(nèi)節(jié)的半圓竹筒，分別以其內(nèi)弧表面和外弧表面對(duì)著疏解機(jī)的疏解輥進(jìn)行若干次反復(fù)疏解，經(jīng)過(guò)疏解齒對(duì)其內(nèi)、外弧表面的擠壓。CN102922579A提供了一種多齒輥的用于制備竹束的竹材疏解機(jī)及竹束制備方法，通過(guò)采用多組疏解齒輥壓制竹片，從而一次性獲得竹束纖維。

2.1.3 平輥和齒輥結(jié)合

平輥和齒輥相結(jié)合設(shè)置的方式，體現(xiàn)了本領(lǐng)域技術(shù)人員在面對(duì)竹材的不同組成部分以及在不同的疏解階段采用不同的疏解方式，以獲得更好疏解效果的構(gòu)思

JP2008114484A提供了一種平輥與齒輥相對(duì)設(shè)置，將竹筒碾壓疏解成竹片的技術(shù)方案。

CN101618564A采用了疏解輥和驅(qū)動(dòng)平輥交替排列的形式，內(nèi)、外表面的竹青層和竹黃層在疏解齒切割、劈裂和擠壓以及驅(qū)動(dòng)棍的摩擦聯(lián)合作用下，呈部分脫落、裂紋、碎片或碎粒，而破壞了竹青層和竹黃層原有的難以潤(rùn)濕、膠合的性能，最終使竹材達(dá)到全竹利用。

2.1.4 輥齒形式

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，輥齒形式逐漸呈現(xiàn)出多樣化、針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，出現(xiàn)了從分布方式、齒形等各不相同的各種類型的輥齒。表1列舉了9中竹材疏解裝置中常用的輥齒形式。

CN2496622Y提供了一種采用釘輥多次疏解的裝置，釘輥高速旋轉(zhuǎn)，釘齒對(duì)竹絲高速打擊并強(qiáng)力分切，制出竹纖維。

CN2714271Y提出根據(jù)不同的軋制過(guò)程，軋制部的齒形可以為不同形狀。該專利創(chuàng)新地提出了可更換輥齒的技術(shù)方案，其輥齒是可拆卸地固定到輥筒上。

CN101298157A展示了具有螺紋齒、環(huán)形齒、點(diǎn)狀齒的壓輥形式。

CN202369846U采用了槽輥制成了一種實(shí)驗(yàn)用疏解機(jī)，由于槽的存在，使得壓輥對(duì)竹材的接觸面的不同部分產(chǎn)生了不同的壓力從而促進(jìn)疏解。這種壓輥形式的特點(diǎn)在于便于控制疏解程度，但效率較低，因此在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用不多。

2.2 疏解設(shè)備的輔助結(jié)構(gòu)

1）壓輥間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。疏解設(shè)備通常還設(shè)有調(diào)節(jié)間隙的結(jié)構(gòu)，以針對(duì)不同厚度的竹片，起到更好的疏解功能。CN2496622Y通過(guò)壓力調(diào)節(jié)彈簧隨時(shí)根據(jù)進(jìn)料的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)成對(duì)輥的間距，并可通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)其兩端壓力；CN2496620Y、CN202162870U則采用彈簧結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)螺釘共同調(diào)節(jié)壓輥間隙。

2）調(diào)壓裝置。除了采用彈簧產(chǎn)生的回復(fù)力提供一定的壓力，CN203293328U采用一種液壓機(jī)構(gòu)通過(guò)電磁閥在線調(diào)壓，實(shí)現(xiàn)實(shí)了時(shí)調(diào)壓的技術(shù)效果。

3）剃齒。CN2846074Y其中各對(duì)有齒輾壓輥上部或下部均裝有剃齒裝置，剃除殘留在輾壓輥齒槽內(nèi)的竹廢料。

4）振動(dòng)機(jī)構(gòu)。JP2008307832？A將經(jīng)過(guò)初步疏解的竹片的纖維側(cè)朝上使其通過(guò)運(yùn)送臺(tái)，使用纖維分離輥的重量從竹片的竹纖維側(cè)向竹片傳遞振動(dòng)，而弱化竹纖維和竹肉的結(jié)合。

3 結(jié)論

本文針對(duì)竹材疏解這一領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了梳理，闡述了這一方面的專利申請(qǐng)的全球發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)從不同的疏解方式和裝置結(jié)構(gòu)的角度對(duì)各種疏解設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)分類和總結(jié)。分析表明，竹材疏解裝置由單一的結(jié)構(gòu)形式，逐漸走向機(jī)械化、連續(xù)化，而其功能也日漸多元化，從而實(shí)現(xiàn)竹材一體化生產(chǎn)。雖然疏解只是竹材加工整個(gè)過(guò)程的一個(gè)環(huán)節(jié)，但卻是關(guān)乎竹材利用率、竹制品物理性能的重要一環(huán)。隨著全球?qū)χ裰破诽貏e是竹材人造板的需求的增加，相信竹材疏解相關(guān)的研究會(huì)向著更深層次發(fā)展，專利的年申請(qǐng)量也會(huì)保持在較高的水平，促進(jìn)全球范圍的技術(shù)交流和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]于雪斐，于文吉.疏解纖維化慈竹單板的性能[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41（2）：74-76.

[2]徐有明，等.重組竹碾壓疏解竹絲高效組合設(shè)備的創(chuàng)新研究[J].木材加工機(jī)械，2014，25（6）：4-8，14.