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1、- 28 - http:/www.ivypub.org/afr/ Advance in Forestry Research May 2013, Volume 1, Issue 2, PP.28-33 Study on the Producing Technology of the Original Structure Bamboo Composite Board Wooden Door Chuan He #, Jiyuan Wang, Yu Liu Beijing Forestry University, School of Materials Science and Technology,
2、Beijing 100083, China #Email: Abstract The paper has explored the production process of the original bamboo structure composite board wooden door made of Bambusa rigida Keng with diameter of 26 cm based on its production principle through the structural design of the wooden door, which contributes
3、to the production and application of wooden doors theoretically. The results showed that the adoption of bamboo segments in staggered arrangement, polyvinyl acetate as adhesive, and the cold pressing method are involved in the production of the composite board wooden door with original bamboo struct
4、ure, in which the selected pressure, required time and glue-spread are 0.5 MPa, 12 hours and 190 g/m2, respectively. It can be concluded after the test that the door holds merit in quality, but meanwhile sharing the drawback of significant thickness deviation, resulting from the curvature of bamboo
5、segment curvature as well as the uneven glue-spread. Keywords: Original Bamboo Structure; Wooden Door; Bambusa Rigida Keng; Production Process 原竹结构复合板木质门生产工艺初探 何川，王霁媛，刘渝 北京林业大学，北京 100083 摘 要：本试验是以直径为 26cm 的小径竹硬头黄竹为原料，通过木质门结构设计，按照原竹结构复合板生产原理，探索原竹结构复合板木质门的生产工艺流程，为原竹结构复合板在木质门的生产应用提供理论基础。结果表明：原竹结构复合板木质门
6、的生产采用竹段交错组坯，聚醋酸乙烯酯为胶黏剂，以冷压方法压制。其中，压力为 0.5MPa，时间为 12h，温度为室内常温，涂胶量为 190g/m2。经检测，木质门具有较好的质量，但木质门厚度偏差较大，与竹段弯曲度和施胶量不均匀有关。 关键词：原竹结构；木质门；硬头黄竹；生产工艺 1 试验材料及仪器 试验材料：松木、硬头黄竹(Bambusa rigida Keng)、中密度纤维板、聚醋酸乙烯酯、醇酸清漆、醇酸稀料。 试验仪器：劈刀、手锯、ST-85 数字式测湿仪、平刨床、双面刨、圆锯机、推台锯、BY21 型热压机、滚涂刷、油漆刷、毛刷、钢卷尺、游标卡尺、塞尺、钢尺、细线、磅秤、水砂纸（240 号
7、、360 号）。 2 试验方法 木质门结构设计：参考家具行业标准室内木质门6，选定木质门的尺寸。参考现用木门的制造方法7-8，并结合硬头黄竹的结构特点2和物理力学性能3，以木框作为木质门的整体框架，锁孔处设计为一木块作为衬板，其余空间用硬头黄竹填充，木质门结构尺寸见图 1。 - 29 - http:/www.ivypub.org/afr/ 图 1 木质门结构设计图 原竹结构复合板木质门生产工艺流程见图 2。 图 2 原竹结构复合板木质门生产工艺流程图 竹材干燥：采用自然干燥法，将硬头黄竹置于露天空旷环境中进行自然干燥。采用自然干燥较之于人工干燥设备投入少，无需专门热源，并减少了干燥控制过程中造
8、成的能量损耗。在北京地区硬头黄竹干燥 2个月左右可至平衡含水率。 覆面材料和木框、木块制备：覆面材料采用中密度纤维板，厚度为 3mm；木框和木块选用松木。用圆锯机分别将纤维板和松木锯切为门板尺寸，具体尺寸见表 1。用铆钉枪将覆面材料和木框、木块连接在一起，组成门框和衬板。 表 1 原料尺寸表 项目 长度(mm) 宽度 (mm) 厚度 (mm) 数量 松木 2030 30 26 2 松木 840 30 26 2 松木 175 150 26 1 中纤板 2030 900 3 4 硬头黄竹 235 26 5 硬头黄竹 360 26 5 硬头黄竹 570 26 19 硬头黄竹 600 26 10 硬头
9、黄竹 700 26 38 竹材单元制备：原竹长度为 2m，经过干燥后，用圆锯机锯切长度分别为 235mm、360mm、570mm、竹材分级 竹材干燥 截断 初加工 定厚加工 组坯 施胶 纤维板 松木框 齐边 冷压 - 30 - http:/www.ivypub.org/afr/ 600mm、700mm 的竹段。先用劈刀人工劈出两个对称平面，加工时应选择与竹段的最大弯曲方向的垂直方向的两对称平面劈切，再用平刨床加工竹段的一个对称面作为基准，另一对称面用圆锯机定厚加工，见图 3。具体尺寸见表 1。 图 3 竹段加工 含水率测定：用 ST-85 数字式测湿仪测量竹材和木材含水率。竹材含水率测量时，随
10、机选取 5 根竹段，每根竹段选取 5 个测量点，其中一个测量点选在竹节处。木材含水率测量时，随机选取松木上 5 个测量点，两个测量点选在松木端头。 组坯和施胶：组坯时先将一块纤维板置于水平面上，将木框和衬板固定于纤维板上。 用滚刷在纤维板、木框和衬板涂饰胶黏剂，然后在木框内交错排列组坯硬头黄竹段。由于竹段的上下两面经过定厚加工为平整表面，经过合理的组坯，各竹段之间便能紧密地排列。组坯完成后，用滚刷涂饰胶黏剂于竹材表面。施胶结束后，用另一块纤维板盖在竹段上，见图 4。整个施胶过程的涂胶量为 190g/m2。 图 4 组坯施胶图 - 31 - http:/www.ivypub.org/afr/ 冷
11、压和齐边：使用 BY21 型热压机对组坯进行冷压压制，施加压力 0.5MPa，施压时间为 12h，施压温度常温条件14-5。门板四周的木框和竹段间紧密的组坯，保证了冷压过程中各竹段之间不会产生间隔。冷压完成后，用推台锯对复合板进行齐边，见图 5。 图 5 原竹结构复合板木质门 木质门性能测量：原竹结构复合板木质门性能检测按照行业标准 LY/T1923-2010室内木质门进行。测量参数包括：门扇厚度、宽度、高度；密度、表面平整度、翘曲度。 木质门涂饰工艺：原竹结构复合板木质门涂饰选用醇酸清漆，醇酸清漆在使用前用 1015%醇酸稀料进行稀释，采用人工涂刷方式上漆，共涂刷 3 遍，涂刷量为 6m2/
12、L。 木质门涂饰工艺流程见图 5。 图 6 木质门涂饰工艺流程图 用 240 号水砂纸打磨复合门板表面，去除油渍、污点，然后用干毛刷扫净磨屑。选用醇酸清漆与醇酸稀料按 10：1 调稀，进行第一次涂饰，纵向涂刷二遍清漆，然后自然晾干 24h。晾干后进行第二次涂饰，方法同第一次。待第二次涂饰干燥后，用 360 号水砂纸轻轻打磨油漆表面至光滑，除净磨屑。最后进行第三次涂饰，方法同前 2 次，涂刷要均匀，干燥后不进行砂磨。 3 结果与讨论 竹材和木材含水率测量结果见表 2、3。硬头黄竹自然干燥后最高含水率为 14.7%，最低含水率为 11.7%，平均含水率为 13.3%，松木的平均含水率为 8.8%，
13、符合北京地区对木材含水率的要求。 表 2 松木含水率(%) 端头 中部 中部 中部 端头 平均 8.5 8.6 8.8 8.7 9.4 8.8 表 3 竹材含水率(%) 端头 端头 竹节处 中部 中部 1 12.4 12.9 11.7 12.0 11.8 2 13.2 13.8 12.1 13.8 13.0 3 14.2 14.7 13.6 14.1 14.2 4 14.1 13.8 13.0 14.2 13.5 5 13.5 13.7 14.2 12.8 13.1 木质门表面清洁 水砂纸磨光 第一遍清漆 第二遍清漆 水砂纸磨光 第三遍清漆 效果评价 - 32 - http:/www.ivyp
14、ub.org/afr/ 木质门的尺寸测量值见表 4、5。木质门厚度差最大为 1.48mm，最小为 0.08mm，标准差为 1.14mm。厚度偏差较大，最大偏差 1.48mm 远大于标准中小于 0.5mm 的要求。可能与竹段的厚度和松木厚度存在差异有关系。同时，人工施胶的施胶量误差较大，造成胶层厚度不一致，也对木质门厚度有一定的影响。在木质门组坯过程中竹段的通直度不同，竹段节隔错乱，导致木质门内存在空心部分，对木质门的厚度和质量都有影响。 表 4 木质门尺寸表(mm) 项目 测点 1 测点 2 平均 高度 2029.7 2029.6 2029.65 宽度 900.9 900.1 900.5 对角
15、线 2217.8 2221.2 22195 弦高 0.35 0.4 0.375 表 5 木质门厚度表(mm) 测点 1 测点 2 测点 3 测点 4 测点 5 测点 6 测点 7 测点 8 平均 35.52 36.10 36.01 37.00 36.32 35.90 35.98 36.36 36.15 木质门的密度、平整度和翘曲度测量结果见表 6。平整度的测量方法是将 500mm 长的钢尺完全侧立在门扇上，用塞尺测量钢板尺与门扇之间的最大缝隙。而翘曲度的测量是计算最大弦高与对角线的比值。经过测算，木质门的翘曲度为 0.016%和 0.018%，远远小于标准 0.15%的要求。表面平整度为 0.
16、5mm/500mm，小于标准要求的 1.0mm/500mm。 表 6 木质门其他参数表 项目 测量值 备注 密度 0.48 g/cm3 平整度 0.5mm 翘曲度 0.018% 最大弦高/对角线长 在木质门进行第一次涂饰时出现了漆膜厚度不均现象，尤其是木框和纤维板的结合部分。这是由于清漆在松木和竹材的渗透量不均匀造成的，导致清漆的干燥所需时间不同，影响涂刷效率。 4 结论 （1）利用硬头黄竹竹材与中密度纤维板复合压制木质门，方法简便易行，生产成本低，产品质量较高，且充分利用了原竹竹材的结构特点，能耗低。 （2）原竹结构复合板木质门的生产采用竹段交错组坯，聚醋酸乙烯酯为胶黏剂，以冷压方法压制。其中，压力为 0.5MPa，时间为 12h，温度为室内常温，涂胶量为 190g/m2。 （3）木质门厚度差最大为 1.48mm，最小为 0.08mm。木质门厚度偏差较大，可能与竹段弯曲度不同和施胶量不均匀有关。 （4）原竹结构复合板木质门的生产工艺流程
