竹簾
膠合板作為
建筑模板,有素板與覆膜板之分,自1991年通過湖南省科委技術鑒定后,10年多來發展很快。根據中國模板協會資料,生產廠家有200多個,建立生產線300多條,年生產能力達7000萬m2。它不僅是竹材人造板的一個重要品種,也是具有中國特色的建筑模板品種。但目前存在許多問題,諸如產品價格滑坡,質量下降;工藝技術停滯,科技創新乏力等等。面對劇烈的市場競爭,企業的經營者往往采用降價銷售的策略,大打價格戰。例如覆塑竹簾膠合板在1994年前后平均銷價為5500元/m3左右,目前僅3000元/m3左右,降價幅度為45%。由于銷價大降,為了保本多數廠家以犧牲質量為代價來經營,嚴重影響了市場信譽和市場份額,反過來又使價格滑坡,形成了一種惡性循環??萍紕撔鲁晒m然不少,但由于缺少轉化資金,推廣應用力度不夠。我們認為作為生產廠家要在市場競爭中立于不敗之地,必須樹立質量**、品牌**、信用**的思想。將目前市場上的價格戰轉變為品牌戰略。作為高等院校和科研院所要不斷進行科技創新,并大力推廣應用科技創新成果,使之轉化為生產力,使性能/價格比大大提高,從而提高竹簾膠合板本身的科技含量,增強它在建筑模板的諸多品種中的競爭力。
竹簾膠合板是一種資源利用型產品,它的科技創新包括竹材資源的高效利用、產品結構的改進、工藝與設備的創新、能源消耗與產品成本的降低、產品使用特性的改善等?,F根據11年來的科學研究成果與生產實踐經驗,提出竹簾膠合板科技創新的構想與全面系統的實施方案,以期通過它的實施使竹簾膠合板的生產躍上一個新臺階,更有成效地繼續向前發展。
1 竹樹資源全方位利用與竹材高效加工利用我國
竹材的加工利用雖然處于****地位,竹材的工業化利用比重也逐年增加,但主要是指徑級較大的毛竹,中小直徑的雜竹,除少量作為造紙和竹碎料板原料外,基本上未進行工業化利用,并且即使是毛竹其加工利用率也不高。在我國木材資源長期短缺的情況下,全方位、高效率加工利用竹材資源,以彌補木材資源之不足,具有很重要意義。所謂全方位加工利用竹材資源,是要求對具有經濟利用價值的各個竹種,不論其徑級大小都進行有效的工業化利用;而竹材的高效加工利用是要求尋求一種出材率高、加工效率高和產品性能高的工業化利用方法。我院在1999年采用徑向剖蔑、徑向膠合方法研制的徑向竹蔑簾復合板系列產品,是對竹材資源全方位、高效加工利用進行探索的一個具體實例。當然方法還很多,但需要進行長期的科技創新,才能達到此目標。
徑向竹蔑簾復合板系列產品的竹蔑加工,是采用對竹材進行徑向剖蔑來取代傳統的弦向剖蔑。由于徑向竹蔑無須剔除竹青、竹黃而能有效地進行徑向膠合,它克服了目前國內外竹質膠合板普遍采用弦向膠合,必須剔除竹材弦向面內外兩側難以膠合的竹青、竹黃,導致竹材利用率降低的缺點。徑向剖蔑的竹材利用率可由弦向剖蔑的65%左右提高到90%左右,而且可以利用裝備有錐形刀輪的徑向剖蔑機,實現機械化剖蔑,使剖蔑效率大大提高。更重要的是徑向剖蔑可以適應不同竹種和不同徑級的竹材加工,這不但增加了工業化利用的竹材資源數量,而且可以實現竹材資源的全方位利用。
2 產品結構的改進
長期以來竹簾膠合板的結構是以弦向竹蔑簾為主體材料作芯層,竹席為表層的板材。這種結構存在兩個方面的缺點,一是弦向竹蔑簾的竹材利用率低,使產品的竹材成本居高不下;二是表層竹席加工難度大,而且不利于產品質量,如:表層竹席的弦向竹蔑厚度僅0.5mm,剖蔑工作量大;竹席編織只能采用手工、效率低;竹席施膠無論采用輥涂、淋涂或浸膠方式都難以達到均勻;竹席的經緯交叉結構使其表面在熱壓后仍然存在凹凸不平現象,嚴重影響板材的外觀,即使用浸漬紙,進行一次熱壓的復塑竹簾膠合板,也存在板面不平和顏色深淺不一的缺陷。針對竹簾膠合板存在的上述缺點,經分析認為可以對其產品結構進行如下兩個方面的改進:一是用徑向竹蔑簾替代弦向竹蔑簾作板材的主體材料,以提高竹材利用率;二是用木
單板替代表層竹席。木單板可以是材質較軟的人工速生材單板,由于材質較軟,熱壓成板時可以填補竹蔑簾所造成的溝槽痕跡,使板面平整光滑,也有利于對板面進行等厚砂光,從而提高板面質量和減少厚度偏差。此外,木單板的紋理方向與芯層竹簾垂直,即木單板的長度為板材的寬度,使木單板的生產與供應更易得到解決。采用這種產品結構,與現有結構相比其優勢是顯而易見的。
3 降低板材密度,改善綜合性能
竹簾膠合板的密度多為0.95—1.05g/cm3,它不僅遠高于木材人造板的密度,也高于竹材膠合板、
竹地板的密度。板材密度高雖然有力學強度高的優點,但存在許多負面效應,若在保證一定力學強度的前提下,降低其密度,將給產品帶來如下好處。
3.1減少單位產品的原材料消耗量
當竹簾膠合板的密度由1.0g/cm3降低到0.8g/cm3時,則單位產品的竹簾用量可以節約20%,據概略計算每m3成品可相應降低竹材成本約400元。
3.2改善產品物理性能
密度高的竹簾膠合板,由于板坯厚度偏差造成板內各處的密度差異較大,在儲存和使用過程中吸濕或吸水后,必然造成厚度膨脹率的差異較大,密度大的部位厚度膨脹率大,反之則小,因而極易造成板材的翹曲變形和表面不平。這對于鋼框竹簾膠合板模板來說,將嚴重影響其加工性能而無法使用。若降低產品密度并進行等厚砂光,可以較好的改善板材的尺寸穩定性和形狀穩定性,這無疑將有利于板材的應用。
3.3提高產品的使用性能
密度高的板材在使用時存在兩個問題:一是過于笨重增加工人勞動強度;二是難以在施工現場進行鋸、刨等切削加工和釘接合,增加了使用時的操作難度。高密度的竹簾膠合板甚至要用鋼釘或預先鉆孔的方法,才能進行釘接合。當密度降低到0.8g/cm3或以下時,板材的難鋸、難刨、難釘釘、難搬運與裝卸的“四難”問題將得以解決。由于板材的使用能性大大提高,必將受到施工單位與施工操作者的歡迎。
4 工藝創新,提高經濟效益
4.1調整工藝流程
竹簾膠合板現行的工藝流程是干竹簾浸膠后再干燥,然后組坯,再熱壓成板。這種工藝流程的缺點:一是各個工序之間不能連續;二是濕竹簾干燥浸膠后又回頭進入同一臺
干燥機進行第二次干燥,不但造成半成品回頭運輸,影響車間物流暢通,更重要的是使干燥機負荷過大;三是噴氣式干燥機的投資大,能耗高,使竹簾的干燥成本居高不下。為了克服上述弊端,調整后的工藝流程如下:干竹簾浸膠堆碼氣干—4組坯—4預熱熱壓。其特點是取消了竹簾的第二次干燥,用竹簾的堆碼氣干和板坯的預熱來取代。板坯的預熱是在特殊結構的裝板機上進行的。這種工藝的優點如下:①可以大大節約浸膠竹簾的干燥成本,并且由于減少了干燥工序,竹簾不容易損壞,因而有利于提高組坯效率和板坯質量;②生產流程上無交叉回頭現象,有利于車間物料的有序流通,也減少了物料搬運的工作量;③預熱后的板坯進入熱壓機后,可以縮短熱壓時間和提高熱壓機的生產率。
4.2設計多功能生產線,采用不同的制板方式生產多個產品品種
現有的竹簾膠合板生產線可以通過技術改造設計成多功能生產線,克服僅能生產素板和復膜板兩個品種的局限。在新設計的多功能生產線上,可以根據市場不同時期的需要,采用一次熱壓和二次加工的制板方式來生產不同檔次的多個產品品種,如一次復塑竹簾膠合板、浸漬紙貼面竹簾膠合板、涂膜竹簾膠合板和素板等。二次加工制板可以消除一次熱壓制板存在的板面色差和厚度偏差大的缺陷,大大提升了產品檔次,從而為產品的出口創匯創造了條件。
4.3改進熱壓膠合工藝,提高產量降低能耗
竹簾膠合板現行的熱壓膠合工藝,無論素板與復膜板全都采用冷—熱—冷工藝,其優點是板材平整不翹曲,板面質量好且有光澤,卸壓時不會產生鼓泡缺陷。缺點是熱壓周期長,降低了熱壓機的生產率,而且需要消耗大量的蒸氣與冷卻水,增加了產品成本。為了改變這種狀況,進行了大量的熱—熱膠合工藝研究。研究結果表明:當采用一種中溫快速固化(115—125℃)的酚醛樹脂膠、分段卸壓和卸板后立即進行密堆加壓等工藝措施后,熱—熱膠合工藝是完全可行的。這樣不僅可使熱壓機的生產效率提高一倍,同時節約了大量的蒸氣和冷卻水。如果進一步采用板坯預熱工藝與熱—熱膠合工藝相結合,熱壓時間還將縮短,熱壓機生產率還將進一步提高。
5 研制專用設備,提高加工效率
為了實現工藝技術創新的需要,我們設計并在加工制造如下幾種專用設備,以期提高加工效率。
5.1徑向竹蔑的加工設備
徑向竹蔑具有竹材剖蔑利用率高的優點。為了提高加工效率,必須研制竹筒去內節機和徑向剖蔑機。這兩種設備雖然結構簡單,但刀頭的設計與加工難度較大,因為竹材是一種禾本科植物纖維材料,每一根竹材的形態各不相同。從加工工藝上要求刀頭的結構,要適應在2600mm竹筒長度上的彎曲度、尖削度和不圓度的變化。目前這兩種設備的設計已經完成,正在試制樣機。竹筒去內節的刀頭與徑向副蔑機錐形刀輪的結構見圖1和圖2。這兩種設備投人使用后,徑向剖蔑將比人工剖蔑的效率提高10倍以上。
5.2橫向進料織簾機
現有各種類型的竹蔑織簾機都是采用竹蔑縱向進料與經線交叉兩個動作的配合來完成的。對于長竹簾來說,由于竹蔑長達2600mm,盡管進料速度較高,但每根竹蔑的進料時間仍然較長,因而影響了織簾機的生產效率。我們己設計了竹蔑橫向進料織簾機,由于竹蔑橫向進料的行程比縱向進料行程大為縮短,因而進料時間也相應減少,生產效率可以大大提高。
5.3板坯預熱裝置
為了實現竹簾膠合板工藝流程的調整和采用板坯預熱工藝,我們設計了板坯預熱裝置。這種裝置有兩種結構方案,一種是在現有裝板機的基礎上加以改造。它包括在裝板機的兩側安裝散熱器和頂部安裝軸流風機;在裝扳機的四周與頂部安裝密封與保溫隔熱材料。這種結構需要解決油缸在90℃左右環境溫度下的正常工作問題。另一種結構是采用鏈條帶動橫桿進行提升裝板,推板器同樣也采用鏈條拉動??諝饧訜崤c氣流循環裝置,密封與保溫隔熱裝置與前一種結構基本相同。
6 加強應用研究、擴大產品應用領域、開拓產品新市場
目前,我國的竹簾膠合板主要用作建筑模板,而模板市場競爭劇烈,售價一直在滑坡,盈利空間越來越小,甚至威脅到企業的生存,因此,必須加強其應用研究,擴大產品的應用領域。根據竹簾膠合板的物理力學性能,我們認為它不僅是一種建筑模板,還可以用作重型機器的包裝材料,汽車、火車的車廂底板和集裝箱底板,這些領域的應用量是非常之大的。即使作為建筑模板,也存在一個產品市場的拓寬問題,我們要使這一具有中國特色的建筑模板,由國內市場推向國際市場,因為國外尚沒有竹膠合板模板,而它的力學強度遠高于世界著名的維莎模板,只要采用二次加工方式,消除厚度公差和板面色差兩大缺點,打入國際市場是完全可能的。就國內市場而言,目前竹膠合板模板的應用仍局限在部分大、中城市,還沒有推廣到所有的大、中城市,如上海的建設規模如此之大,但用量極小,更何況還有成千上萬的小縣城和農村集鎮基本上沒有應用,所以發展空間很大。此外,竹膠合板模板目前主要用于房屋建筑,只有少量高質量的竹膠合板模板用作高速公路、鐵路、橋梁和隧道模板。隨著我國基礎設施建設規模的擴大和西部開發力度的加強,這類模板的市場潛力極大。希望有實力和有遠見的企業家,適當增加投入進行技術改造,積極創造條件生產高檔次的竹膠合板模板,以滿足國內橋梁模板的需要,并努力開拓國際市場。目前浙江已有幾個廠家在生產橋梁模板,并且經濟效益不錯,如杭州竹材模板聯營公司的西湖模板、浙江省奉化市茂森竹業公司的茂森模板、浙江雁杰公司的雁翔牌模板等。在2002年中國模板協會廈門會議上,中建國際建設公司提出了開發與應用”95系列鋼框膠合板大模板”的研究報告,報告認為用竹(木)膠合板與鋼框相結合制作鋼框膠合板大模板是國際上普遍應用的方式,比全鋼大模板有更多的優點,這也為竹膠合板的應用開辟了新的應用方式,我們要抓住這些機遇。
竹簾膠合板在短短的11年時間內得到了迅猛的發展,是國家建設的需要,也是竹業和建筑業同仁多年努力的結果,但目前面臨著嚴峻的市場形勢,相信在國家有關方面對竹產業發展的高度重視和支持下,通過加強科技創新和企業管理力度,努力提高產品質量和開拓新的應用領域,我國竹簾膠合板的生產定將躍上一個新臺階,也必將出現一個嶄新的局面。
免責聲明:凡注明稿件來源的內容均為轉載稿或由企業用戶注冊發布,本網轉載出于傳遞更多信息的目的;如轉載稿和圖片涉及版權問題,請作者聯系我們刪除,同時對于用戶評論等信息,本網并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。