一种新型竹纤维疏解装置及疏解工艺
阅读说明：本技术 一种新型竹纤维疏解装置及疏解工艺 (Novel bamboo fiber fluffing device and fluffing process ) 是由 李新德 于 2020-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种疏解装置,以及应用这种疏解装置疏解竹纤维的疏解工艺。此疏解装置利用曲率不断增大的辊压面,使得疏解可以分区分部位进行,所制得的竹纤维片材长度长,宽幅大,纤维完整度好,网状结构完整,物理力学性能优异。(The invention discloses a defibering device and a defibering process for defibering bamboo fibers by using the defibering device. The defibering device utilizes the rolling surface with the curvature increasing continuously, so that the defibering can be carried out in a partition and partial mode, and the prepared bamboo fiber sheet is long in length, large in width, good in fiber integrity, complete in net structure and excellent in physical and mechanical properties.)
技术领域
本发明涉及竹纤维复合材料的生产工艺，尤其涉及一种新型竹纤维疏解装置及疏解工艺。
背景技术
竹基纤维复合材料是将竹材经过疏解形成纤维化竹单板后，再经过干燥、浸胶、干燥、组坯和胶合等工序加工而成的一种新型建筑和工程结构材。这种材料静曲强度可以达到350MPa以上，拉伸强度达到360MPa以上，压缩强度达到140MPa以上，弹性模量达到27GPa，具有良好的物理力学性能，可直接用于梁、柱、家具和地板等，其俗称为竹钢。
现有技术中，竹纤维都由竹子疏解而得来。现有的疏解工艺主要包括3种：第一种为将竹材分片然后碾压，疏解而得竹纤维；第二种为直接在平面上加压碾压；第三种为以齿轮与配套的沟槽配合碾压而得竹纤维。
这三种方法均有缺陷：第一种方法先分片，工艺复杂效率低，而且最后得到的竹纤维片材小、网状交联度极低；第二种方法由于竹子的曲率，导致在碾压机中曲率大的部位会崩碎，曲率小的部位只受碾压力而缺乏剪切力，导致疏解不均匀；第三种方法则极容易导致竹子的青面受损，纤维断裂率极高。上述3种方法还有共同的缺陷：竹子青面的纤维极易受损，能加工的竹片长度以1-2m为宜，而且一般必须配合多个辊轮组成的“S”型通道以使竹纤维充分疏解。竹子青面的纤维柔韧、坚韧，对提升竹基纤维复合材料的物理力学性能极为关键；而加工的竹片长度直接限制了后续板材的尺寸，简言之，加工的竹片长度越长，获得的竹纤维片材也越长，所能拼合的板材尺寸也越大。
所以，本发明开发了一种新型的疏解装置，以及相配套的疏解工艺。
发明内容
本发明开发了一种新型的疏解装置，以及相配套的疏解工艺。
本发明的第一个技术方案为：
新型的疏解装置由前压区1、后压区2组成，所述前压区1的上表面为曲率不断增大的辊压面3，所述辊压面3上具有多组对称分布的加压辊4进行加压；所述后压区2与所述前压区1形状相同，所述后压区2与所述前压区1呈“十”字形连接，所述后压区2侧面具有一组或一组以上的导行辊5，所述疏解装置固定安装。
优选的，所述加压辊4具有5组或5组以上。
所述新型的疏解装置的正视图为图1，后视图为图2，侧视图为图3，俯视图为图4，俯视视角下加压辊的分布与工作图为图5，侧视视角下导行辊的分布与工作图为图6，工作模式图为图7-图9。
本方案的优点在于：利用曲率不断增大的辊压面3，以及多组对称分布的加压辊4进行加压，使进料竹片曲率大的边缘区优先破裂，然后一直压至竹片顶部，使得竹片的各个部位都收到正向的压迫力和剪切力，使得疏解更均匀；而且由于辊压面3的曲率不断增大，配合竹片的自然曲率变化，使得竹片所受的剪切力不会太大，所以不会导致竹纤维整体网状结构的破坏，竹纤维的结构保持完整；后压区2与导行辊5配合使疏解后的竹纤维前行并继续受到剪切力，特别是竹片顶面疏解更完整，而且后压区2的顶面具有弧度，能使竹纤维受到上下弯折的作用，起到“S”型疏解的作用。
本发明的第二个技术方案为：
在第一个技术方案的基础上，所述辊压面3上开设多组对称分布的蒸汽孔6，所述前压区1的侧边开设有进气孔7，所述蒸汽孔6与所述进气孔7相通；所述辊压面3上具有多组对称分布的加压辊4进行加压，所述加压辊4与所述蒸汽孔6的位置相配合。
优选的，所述蒸汽孔6的开孔位置是从所述辊压面3的边缘逐渐到中央。
优选的，所述加压辊4在与之相配合的蒸汽孔6的后面进行加压工作。
所述新型的疏解装置的正视图为图10，侧视图为图11，俯视图为图12。
本方案相比第一个技术方案的优点在于：利用所述进气孔7可以导入竹纤维炭化工段产生的高温尾气，预热竹片重复利用能量的同时，由于温度提升，竹纤维变柔软，使得疏解过程竹片更加不易破碎；而且在蒸汽孔6后面一点相应的设置配合的加压辊4，能够更充分的利用蒸汽加热的效果。
本发明的第三个技术方案为：
在第一个技术方案或第二个技术方案的基础上，所述辊压面3上开设多组对称分布的疏解棱8，所述疏解棱8为所述辊压面3上的光滑凸起；所述辊压面3上具有多组对称分布的加压辊4进行加压，所述加压辊4与所述疏解棱8的位置相配合。
优选的，所述加压辊4在与之相配合的疏解棱8的侧边进行加压工作。
所述新型的疏解装置的俯视图为图13和图14，疏解楞8的局部放大正视剖面图为图15，疏解楞的局部放大侧视剖面图为图16。
本方案相比第一个技术方案的优点在于：利用所述疏解棱8制造加压辊4加压的不光滑区，增大局部剪切力，使疏解更彻底；同时疏解棱8光滑，对竹纤维网状结构无伤害。
本发明的疏解工艺为：
(1)将竹子原料分剖为2个半圆截面的竹片；
(2)竹片通过上述新型的疏解装置，手工翻面，二次通过上述新型的疏解装置，得到疏解的竹纤维片；或疏解装置由2个上述新型的疏解装置及中间一个自动翻面装置串联而成，竹片一次性通过而青面和黄面都得到充分的疏解；
(3)竹纤维片出料至炭化工段。
本发明的优点：
1、本发明利用利用曲率不断增大的辊压面3，以及多组对称分布的加压辊4进行加压，使进料竹片从边缘疏解至顶部，使得疏解更均匀；而且竹片所受的剪切力不会太大，所以竹片不易崩碎，不会导致竹纤维整体网状结构的破坏，竹纤维的结构保持完整；后压区2与导行辊5配合使疏解更完整，而且后压区2的顶面具有弧度，能使竹纤维受到上下弯折的作用，起到“S”型疏解的作用；
2、辊压面3增设蒸汽孔6后，利用进气孔7可以导入竹纤维炭化工段产生的高温尾气，预热竹片重复利用能量的同时，由于温度提升，竹纤维变柔软，使得疏解过程竹片更加不易破碎；而且在蒸汽孔6后面一点相应的设置配合的加压辊4，能够更充分的利用蒸汽加热的效果；同时竹纤维的含水量下降，温度升高，利于后续的炭化工段节能提效；
3、辊压面3增设疏解棱8后，利用疏解棱8制造加压辊4加压的不光滑区，增大局部剪切力，使疏解更彻底；同时疏解棱8光滑，对竹纤维网状结构无伤害；
4、本发明疏解工艺竹子青面的纤维不易受损，网状结构保持良好，能加工的竹片长度可以达到6m以上，宽幅大，所制得的竹基纤维复合材料物理力学性能优异，尺寸大。
附图说明
图1为本发明第一个技术方案的正视图；
图2为本发明第一个技术方案的后视图；
图3为本发明第一个技术方案的侧视图；
图4为本发明第一个技术方案的俯视图；
图5为本发明第一个技术方案的俯视视角下加压辊的分布与工作图；
图6为本发明第一个技术方案的侧视视角下导行辊的分布与工作图；
图7-图9为本发明第一个技术方案的工作模式图；
图10为本发明第二个技术方案的正视图；
图11为本发明第二个技术方案的侧视图；
图12为本发明第二个技术方案的俯视图；
图13为本发明第三个技术方案的俯视图；
图14为本发明第三个技术方案的俯视图；
图15为本发明第三个技术方案的疏解楞8的局部放大正视剖面图；
图16为本发明第三个技术方案的疏解楞8的局部放大侧视剖面图；
图中，0-竹片进料，1-前压区，2-后压区，3-辊压面，4-加压辊，5-导行辊，6-蒸汽孔，7-进气孔，8-疏解棱
具体实施方式
下述实施例与对比例所用的竹子为同产地同批次毛竹原料。
实施例1
一种新型竹纤维疏解工艺，其具体工艺如下：所用设备如图1所示，工作模式如图7-图9所示，将毛竹截断为8m长度，分剖为两半得到竹片，竹片由粗端开始进料，竹片覆盖到前压区1，接触到曲率不断增大的辊压面3，辊压面3上最边缘的第一组加压辊4开始工作，将竹片边缘区破裂疏解为纤维状；竹片前行的同时，靠近中央的后面几组加压辊4开始工作，将竹片从边缘到中央分区疏解；经前压区1疏解后，竹纤维由导行辊5牵引在后压区2上做弧形弯曲，达到全面疏解的作用；
出料后，翻面，重新进料，重复上述步骤。
经上述工艺制得的竹纤维片材表面毛刺少，水含量29％，结构松散，竹纤维片材中纤维呈完整的网状结构。
实施例2
一种新型竹纤维疏解工艺，其具体工艺如下：所用设备如图10所示，工作模式如图7-图9所示，将毛竹截断为8m长度，分剖为两半得到竹片，竹片由粗端开始进料，竹片覆盖到前压区1，接触到曲率不断增大的辊压面3，进气孔7开始接通炭化工段产生的高温尾气，辊压面3上最边缘的第一组加压辊4开始工作；竹片前行的同时，靠近中央的后面几组加压辊4开始工作，将竹片从边缘到中央分区疏解；经前压区1疏解后，竹纤维由导行辊5牵引在后压区2上做弧形弯曲，达到全面疏解的作用；竹纤维片材出料至自动翻面装置，接着进入串联的疏解装置，重复1次。
经上述工艺制得的竹纤维片材表面毛刺极少，水含量19％，炭化工段可节能20％以上，工效提高30％以上；结构松散，竹纤维片材中纤维呈完整的网状结构。
实施例3
一种新型竹纤维疏解工艺，其具体工艺如下：所用设备如图13所示，工作模式如图7-图9所示，将毛竹截断为8m长度，分剖为两半得到竹片，竹片由粗端开始进料，竹片覆盖到前压区1，接触到曲率不断增大的辊压面3，进气孔7开始接通炭化工段产生的高温尾气，辊压面3上最边缘的第一组加压辊4在疏解楞8侧边开始工作；竹片前行的同时，靠近中央的后面几组加压辊4开始工作，将竹片从边缘到中央分区疏解；经前压区1疏解后，竹纤维由导行辊5牵引在后压区2上做弧形弯曲，达到全面疏解的作用；竹纤维片材出料至自动翻面装置，接着进入串联的疏解装置，重复1次。
经上述工艺制得的竹纤维片材表面毛刺极少，水含量18％，炭化工段可节能20％以上，工效提高30％以上；结构松散，竹纤维片材中纤维呈完整的网状结构。
对比例1
按照现有技术中第三种方法，以齿轮与配套的沟槽配合碾压而得竹纤维，此方法需要将竹子截断为2m，并分剖为8-16片。手动翻面疏解2次，使竹子的青黄两面充分疏解。
此方法制得的竹纤维片材青面纤维断裂极多，表面毛刺多，水含量29％，网状结构破损严重。
以上述各实施例和对比例制得的竹纤维片材，经同样的工艺经过炭化、烘干、浸胶、固化、强化工艺制成竹基纤维复合板，其物理力学性能对比如下：
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种纯三层实木复合地板制造方法