竹材疏解專利技術綜述

穆謙

摘 要 竹材疏解是竹材加工的重要部分，本文對竹材疏解相關專利進行統計分析，并從疏解方法、功能結構角度對疏解裝置的發展歷程進行了總結，深入分析了壓輥類型、組合形式、壓輥的結構特征以及疏解與其他竹材處理工藝的結合形式，以及技術發展與研究重點的變化，并據此預測了其未來的主流發展趨勢。

關鍵詞 竹；疏解；輥壓；輥齒

中圖分類號 C18 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0158-01

1 竹材疏解技術概述

近年來由于天然林保護工程的實施，木材資源日趨緊缺，竹類資源的開發日益受到重視。竹子作為我國的第二森林資源，資源豐富且集中，易于收集與貯運，竹材與木材相比，具有強度高、韌性好、剛度大的特點，竹材作為工程結構用料具有廣闊的開發應用前景。

疏解是竹材加工的常見工藝，竹材在疏解的過程中，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度不受到破壞，另一方面使得膠黏劑能夠通過在疏解過程形成裂紋均勻滲透到基本組織中，從而使基本組織強度增加[1]。隨著竹材人造板的發展，竹材的疏解工藝及設備也一直被國內外研究人員不斷研究和改進。

縱觀國內外竹材疏解技術的發展，竹材疏解方式一直圍繞“效率、質量和利用率”3方面開展工作，從勞動強度大、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]，到經前處理后再輥壓疏解竹材的方式，而生產者們逐漸不滿足疏解設備單一的功能形式，開發出疏解設備與竹材其他處理工藝等相結合的綜合型多功能、多工序的設備，以實現竹材的一體化、連續化生產。

2 竹材疏解專利技術分析

2.1 主要疏解方式——輥壓

輥壓是采用輥對竹材進行碾壓，從而達到疏解作用的技術手段。輥壓疏解是最常用的疏解方式，經過長期發展，輥的類型和形式形成了多樣化的特點。

2.1.1 平輥

平輥即表面平整的輥，通過對竹材施加壓力，達到疏解竹材的目的。

CN202283743U提供了一種具有上下兩排碾壓輥的竹材碾絲機。CN101905474A設置了一字排開、數量一致的上方壓輥和下方壓輥，竹材經過連續碾壓，最后再經后上主輥與后下主輥的碾壓后輸出，在一個工作行程內實現多次壓制，減少了人力損耗。

CN202208052U提供了通過增大壓力來提升疏解效果的方法和裝置，將已切條的竹片經由壓輪機的大壓輪的強大壓力壓制后，細小的條狀竹條內部被逐步壓散成完整的纖維竹絲束。

CN203818271U在初步碾壓截斷設置了類似的形狀互補的壓輥，優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上，在平輥的表面設置凸齒，使得竹材在受到壓力的同時，表面被撕裂或割裂，加速竹材的疏解。

CN101607411A直接把除去內節的半圓竹筒，分別以其內弧表面和外弧表面對著疏解機的疏解輥進行若干次反復疏解，經過疏解齒對其內、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及竹束制備方法，通過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 平輥和齒輥結合

平輥和齒輥相結合設置的方式，體現了本領域技術人員在面對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思

JP2008114484A提供了一種平輥與齒輥相對設置，將竹筒碾壓疏解成竹片的技術方案。

CN101618564A采用了疏解輥和驅動平輥交替排列的形式，內、外表面的竹青層和竹黃層在疏解齒切割、劈裂和擠壓以及驅動棍的摩擦聯合作用下，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濕、膠合的性能，最終使竹材達到全竹利用。

2.1.4 輥齒形式

經過多年的發展，輥齒形式逐漸呈現出多樣化、針對性強的特點，出現了從分布方式、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，釘齒對竹絲高速打擊并強力分切，制出竹纖維。

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

CN101298157A展示了具有螺紋齒、環形齒、點狀齒的壓輥形式。

CN202369846U采用了槽輥制成了一種實驗用疏解機，由于槽的存在，使得壓輥對竹材的接觸面的不同部分產生了不同的壓力從而促進疏解。這種壓輥形式的特點在于便于控制疏解程度，但效率較低，因此在工業生產中的應用不多。

2.2 疏解設備的輔助結構

1）壓輥間隙調節機構。疏解設備通常還設有調節間隙的結構，以針對不同厚度的竹片，起到更好的疏解功能。CN2496622Y通過壓力調節彈簧隨時根據進料的大小自動調節成對輥的間距，并可通過調節螺釘調節其兩端壓力；CN2496620Y、CN202162870U則采用彈簧結構和調節螺釘共同調節壓輥間隙。

2）調壓裝置。除了采用彈簧產生的回復力提供一定的壓力，CN203293328U采用一種液壓機構通過電磁閥在線調壓，實現實了時調壓的技術效果。

3）剃齒。CN2846074Y其中各對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的竹廢料。

4）振動機構。JP2008307832？A將經過初步疏解的竹片的纖維側朝上使其通過運送臺，使用纖維分離輥的重量從竹片的竹纖維側向竹片傳遞振動，而弱化竹纖維和竹肉的結合。

3 結論

本文針對竹材疏解這一領域對現有技術進行了梳理，闡述了這一方面的專利申請的全球發展趨勢，重點從不同的疏解方式和裝置結構的角度對各種疏解設備進行了詳細的技術分類和總結。分析表明，竹材疏解裝置由單一的結構形式，逐漸走向機械化、連續化，而其功能也日漸多元化，從而實現竹材一體化生產。雖然疏解只是竹材加工整個過程的一個環節，但卻是關乎竹材利用率、竹制品物理性能的重要一環。隨著全球對竹制品特別是竹材人造板的需求的增加，相信竹材疏解相關的研究會向著更深層次發展，專利的年申請量也會保持在較高的水平，促進全球范圍的技術交流和進步。

參考文獻

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

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