竹材疏解专利技术综述

穆谦

摘 要 竹材疏解是竹材加工的重要部分，本文对竹材疏解相关专利进行统计分析，并从疏解方法、功能结构角度对疏解装置的发展历程进行了总结，深入分析了压辊类型、组合形式、压辊的结构特征以及疏解与其他竹材处理工艺的结合形式，以及技术发展与研究重点的变化，并据此预测了其未来的主流发展趋势。

关键词 竹；疏解；辊压；辊齿

中图分类号 C18 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）164-0158-01

1 竹材疏解技术概述

近年来由于天然林保护工程的实施，木材资源日趋紧缺，竹类资源的开发日益受到重视。竹子作为我国的第二森林资源，资源丰富且集中，易于收集与贮运，竹材与木材相比，具有强度高、韧性好、刚度大的特点，竹材作为工程结构用料具有广阔的开发应用前景。

疏解是竹材加工的常见工艺，竹材在疏解的过程中，破坏了竹材的基本组织，但保持了维管束不断裂，这样一方面保证了竹材本身的高强度不受到破坏，另一方面使得胶黏剂能够通过在疏解过程形成裂纹均匀渗透到基本组织中，从而使基本组织强度增加[1]。随着竹材人造板的发展，竹材的疏解工艺及设备也一直被国内外研究人员不断研究和改进。

纵观国内外竹材疏解技术的发展，竹材疏解方式一直围绕“效率、质量和利用率”3方面开展工作，从劳动强度大、效率较低的手工疏解，到类似重组木的手工锤击和效果较好的辊压疏解[2]，到经前处理后再辊压疏解竹材的方式，而生产者们逐渐不满足疏解设备单一的功能形式，开发出疏解设备与竹材其他处理工艺等相结合的综合型多功能、多工序的设备，以实现竹材的一体化、连续化生产。

2 竹材疏解专利技术分析

2.1 主要疏解方式——辊压

辊压是采用辊对竹材进行碾压，从而达到疏解作用的技术手段。辊压疏解是最常用的疏解方式，经过长期发展，辊的类型和形式形成了多样化的特点。

2.1.1 平辊

平辊即表面平整的辊，通过对竹材施加压力，达到疏解竹材的目的。

CN202283743U提供了一种具有上下两排碾压辊的竹材碾丝机。CN101905474A设置了一字排开、数量一致的上方压辊和下方压辊，竹材经过连续碾压，最后再经后上主辊与后下主辊的碾压后输出，在一个工作行程内实现多次压制，减少了人力损耗。

CN202208052U提供了通过增大压力来提升疏解效果的方法和装置，将已切条的竹片经由压轮机的大压轮的强大压力压制后，细小的条状竹条内部被逐步压散成完整的纤维竹丝束。

CN203818271U在初步碾压截断设置了类似的形状互补的压辊，优化了压力在竹筒表面的分布。

2.1.2 齿辊

齿辊是在原先平辊的基础上，在平辊的表面设置凸齿，使得竹材在受到压力的同时，表面被撕裂或割裂，加速竹材的疏解。

CN101607411A直接把除去内节的半圆竹筒，分别以其内弧表面和外弧表面对着疏解机的疏解辊进行若干次反复疏解，经过疏解齿对其内、外弧表面的挤压。CN102922579A提供了一种多齿辊的用于制备竹束的竹材疏解机及竹束制备方法，通过采用多组疏解齿辊压制竹片，从而一次性获得竹束纤维。

2.1.3 平辊和齿辊结合

平辊和齿辊相结合设置的方式，体现了本领域技术人员在面对竹材的不同组成部分以及在不同的疏解阶段采用不同的疏解方式，以获得更好疏解效果的构思

JP2008114484A提供了一种平辊与齿辊相对设置，将竹筒碾压疏解成竹片的技术方案。

CN101618564A采用了疏解辊和驱动平辊交替排列的形式，内、外表面的竹青层和竹黄层在疏解齿切割、劈裂和挤压以及驱动棍的摩擦联合作用下，呈部分脱落、裂纹、碎片或碎粒，而破坏了竹青层和竹黄层原有的难以润湿、胶合的性能，最终使竹材达到全竹利用。

2.1.4 辊齿形式

经过多年的发展，辊齿形式逐渐呈现出多样化、针对性强的特点，出现了从分布方式、齿形等各不相同的各种类型的辊齿。表1列举了9中竹材疏解装置中常用的辊齿形式。

CN2496622Y提供了一种采用钉辊多次疏解的装置，钉辊高速旋转，钉齿对竹丝高速打击并强力分切，制出竹纤维。

CN2714271Y提出根据不同的轧制过程，轧制部的齿形可以为不同形状。该专利创新地提出了可更换辊齿的技术方案，其辊齿是可拆卸地固定到辊筒上。

CN101298157A展示了具有螺纹齿、环形齿、点状齿的压辊形式。

CN202369846U采用了槽辊制成了一种实验用疏解机，由于槽的存在，使得压辊对竹材的接触面的不同部分产生了不同的压力从而促进疏解。这种压辊形式的特点在于便于控制疏解程度，但效率较低，因此在工业生产中的应用不多。

2.2 疏解设备的辅助结构

1）压辊间隙调节机构。疏解设备通常还设有调节间隙的结构，以针对不同厚度的竹片，起到更好的疏解功能。CN2496622Y通过压力调节弹簧随时根据进料的大小自动调节成对辊的间距，并可通过调节螺钉调节其两端压力；CN2496620Y、CN202162870U则采用弹簧结构和调节螺钉共同调节压辊间隙。

2）调压装置。除了采用弹簧产生的回复力提供一定的压力，CN203293328U采用一种液压机构通过电磁阀在线调压，实现实了时调压的技术效果。

3）剃齿。CN2846074Y其中各对有齿辗压辊上部或下部均装有剃齿装置，剃除残留在辗压辊齿槽内的竹废料。

4）振动机构。JP2008307832？A将经过初步疏解的竹片的纤维侧朝上使其通过运送台，使用纤维分离辊的重量从竹片的竹纤维侧向竹片传递振动，而弱化竹纤维和竹肉的结合。

3 结论

本文针对竹材疏解这一领域对现有技术进行了梳理，阐述了这一方面的专利申请的全球发展趋势，重点从不同的疏解方式和装置结构的角度对各种疏解设备进行了详细的技术分类和总结。分析表明，竹材疏解装置由单一的结构形式，逐渐走向机械化、连续化，而其功能也日渐多元化，从而实现竹材一体化生产。虽然疏解只是竹材加工整个过程的一个环节，但却是关乎竹材利用率、竹制品物理性能的重要一环。随着全球对竹制品特别是竹材人造板的需求的增加，相信竹材疏解相关的研究会向着更深层次发展，专利的年申请量也会保持在较高的水平，促进全球范围的技术交流和进步。

参考文献

[1]于雪斐，于文吉.疏解纤维化慈竹单板的性能[J].东北林业大学学报，2013，41（2）：74-76.

[2]徐有明，等.重组竹碾压疏解竹丝高效组合设备的创新研究[J].木材加工机械，2014，25（6）：4-8，14.