ячеистый наполнитель из бамбука для слоистых панелей (варианты), бамбуковая планка для этого наполнителя (варианты) и способ изготовления этой планки (варианты)

Формула изобретения

1. Ячеистый наполнитель из бамбука для слоистых панелей, представляющий собой по крайней мере один ряд одинаково ориентированных по одной стороне и расположенных на расстоянии друг от друга планок из бамбука, отличающийся тем, что между каждыми двумя смежно расположенными планками расположен по крайней мере один вкладыш, выполненный с двумя противоположно расположенными плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена одна из двух указанных смежно расположенных планок, при этом каждая планка в поперечном сечении представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке и состоит из наружного покровного слоя и деловой части.

2. Ячеистый наполнитель из бамбука для слоистых панелей, представляющий собой по крайней мере один ряд одинаково ориентированных по одной стороне и расположенных на расстоянии друг от друга планок из бамбука, отличающийся тем, что между каждыми двумя смежно расположенными планками расположен по крайней мере один вкладыш в виде цилиндра, полученного поперечно разрезкой стебля бамбука, который выполнен с двумя противоположно расположенными и выполненными по срезу плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена одна из двух указанных смежно расположенных планок, при этом каждая планка в поперечном сечении представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке и состоит из наружного покровного слоя и деловой части.

3. Бамбуковая планка для ячеистого наполнителя в слоистых панелях, представляющая плоской формы элемент, торцевая стенка которого представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке и который состоит из наружного покровного слоя и деловой части.

4. Бамбуковая планка для ячеистого наполнителя в слоистых панелях, представляющая собой плоской формы удлиненный элемент, торцевая стенка которого представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке, при этом планка состоит из боковой стенки ствола и отходящей от нее части перегородки межузлия.

5. Бамбуковая планка для ячеистого наполнителя в слоистых панелях, представляющая собой плоской формы удлиненный элемент, торцевая стенка которого представляет собой продольный срез бамбукового ствола, полученный продольным рассечением ствола двумя параллельными разрезами для формирования плоского элемента, состоящего из двух однонаправлено ориентированных частей боковой стенки ствола и по крайней мере одной перегородки межузлия между ними.

6. Способ изготовления бамбуковой планки для ячеистого наполнителя в слоистых панелях, заключающийся в том, что часть ствола бамбука разрезают по длине по радиальным направлениям в направлении от наружной его поверхности к внутренней стенке для получения элементов, состоящих на срезе из наружного покровного слоя и деловой части, а затем в каждом полученном разрезами элементе на сторонах по срезам формируют параллельные друг другу поверхности, в которых по срезу высота деловой части превышает высоту наружного покровного слоя.

7. Способ изготовления бамбуковой планки для ячеистого наполнителя в слоистых панелях, заключающийся в том, что часть ствола бамбука разрезают по длине по радиальным направлениям в направлении от наружной его поверхности к внутренней стенке на глубину до продольной оси ствола для получения удлиненной части из стенки ствола, от которой поперечно отходит часть перегородки межузлия.

8. Способ изготовления бамбуковой планки для ячеистого наполнителя в слоистых панелях, заключающийся в том, что часть ствола бамбука разрезают по длине по тангенциальным направлениям по отношению к поверхности ствола бамбука для получения плоского элемента, состоящего из двух однонаправлено ориентированных частей боковой стенки ствола и по крайней мере одной перегородки межузлия между ними.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства клееных слоистых конструкций и может быть использовано для изготовления слоистых стеновых материалов, мелкоразмерных сборных конструкций, элементов строительных конструкций и самих конструкций, а также элементов покрытий пола и кровли, подвесных и подшивных потолков, столярных и мебельных щитов. В частности, изобретение рассматривает конструкцию ячеистого наполнителя из бамбука для слоистых панелей, который используется в качестве армирующего слоя облегченной структуры при обеспечении высоких прочностных и изгибных нагрузок.

В качестве слоистой панели изобретение рассматривает композитный слоистый материал или слоистую конструкцию, в которой под понятием «композитный» понимается так называемый композиционный материал или композит - искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, различных по физическим и химическим свойствам, которые остаются раздельными на макроскопическом уровне в финишной структуре. Механическое поведение композита определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы (только в значении связующего вещества в композитном материале), а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик.

На современном рынке композитных материалов существует потребность в легких, прочных теплых панелях, содержащих экологически чистые материалы, способствующие быстрому возведению конструкций любого назначения, в том числе зданий, мебели, полов, например. В связи с этим панели из натурального бамбука рассматриваются как альтернатива деловой древесине. Производители быстро оценили твердость бамбука (показатель по Бриннелю - 4,5-4,8), устойчивость к влаге и точечным нагрузкам. Бамбук - не дерево, а быстрорастущее высокое травянистое растение с небольшой толщины пустотелым стеблем. Если сравнить прочность двух стержней одинакового сечения из древесины и бамбука, то можно убедиться, что бамбук приблизительно в два раза более прочен и гибок. В течение длительного времени эти его особенности использовали при изготовлении различных изделий. Применение бамбука в виде замены древесины уменьшает вес массивной древесины и композитных материалов на основе древесины примерно на 40%, достигая плотность до 250 кг/м3, и позволяет значительно уменьшить в таких слоистых материалах внутреннее напряжение, часто приводящее к деформации панелей при нарушении технологии изготовления или при воздействии нагрузки и атмосферных явлений.

Из уровня техники известен способ изготовления композитного слоистого материала, заключающийся в последовательном приклеивании слоев один на другой за счет нанесения на первый поверхностный слой клея или адгезива, наложения на него следующего по крайней мере одного слоя, являющегося внутренним слоем, на который наносят слой клея или адгезива и закрывают сверху вторым поверхностным слоем с приложением давления по всей поверхности последнего и высушивания слоев клея или адгезива до их полимеризации (AU 2011213905, Е04С 2/10, Е04С 2/24, опубл. 22.03.12).

Данное решение принято в качестве прототипа для всех заявленных объектов.

Недостаток прототипа, как и всех известных решений, относящихся к изготовлению слоистых композитов, заключается в том, что изначально закладывается, что склеиваемые слои должны быть подготовлены как по размеру площади, так и по толщине (например, путем фрезеровки) с тем, чтобы все слои были заранее выверены по плоскостности и по толщине. В этом случае, простым наложением друг на друга с проклеиванием изготавливают панель заданной толщины, равной сумме толщин склеиваемых слоев (плюс толщина клеевых промазок). В связи с этим в панелях, где применяется бамбук, его фрагменты перерабатывают и изготавливают из него пластину или панель, в которой соблюдены условия плоскостности и выдержана его толщина. Такие слои или пластины используют в качестве шпона для наружной отделки композита. В любом случае известные способы получения композитов с включением бамбука всегда подразумевают наличие подготовительных операций для слоев, которые потом будут склеиваться. Пример тому, паркетная доска с поверхностным слоем шпона из бамбука или панели с внутренним наполнителем в виде спрессованных крошек бамбука.

При использовании технологии известных способов не удается достичь уменьшения веса композита при увеличении в нем слоев при одновременном повышении прочности несущей способности такого слоистого материала.

Например, известен композитный материал из бамбука, содержащий два поверхностных слоя, выполненных из листового материала, и внутренний наполнитель, размещенный между ними, причем внутренний наполнитель выполнен в виде сотовой ячеистой конструкции из одного и более слоев, сотовые ячейки выполнены в виде цилиндров из бамбука, картона или пластика, между слоями внутреннего наполнителя размещены слои листового материала в виде панелей из бамбука, фанеры, картона или бумаги, а между слоями листового материала и сотовыми ячейками в виде цилиндров из бамбука размещена армирующая сетка из стекловолокна, или пластика, или металла и нанесены слои клея или адгезива, связывающие листовой материал с цилиндрами из бамбука, картона или пластика (RU № 103548, Е04С 2/00, опубл. 20.04.2011).

Недостаток известного решения, заключается в том, что фрагменты бамбука в слоистом композите используются в качестве заполнителя пространства между двумя поверхностными слоями, на которые возложена функция формирования заданной толщины панели и облечения по весу этого изделия. В связи с этим в качестве заполнителя и формирователя сотовой конструкции используются цилиндры бамбука. При таком исполнении и для соблюдения требований по контролю за толщиной изделия и за плоскостностью верхнего поверхностного слоя по отношению к нижнему необходимо строго выполнить условие, согласно которому цилиндры из бамбука должны иметь одинаковую высоту при том, что поверхность, на которую они укладываются также должна быть выровнена. Если эти условия в достаточной степени сложности можно выполнить для трехслойной конструкции, то при увеличении слоев сотового слоя процесс выравнивания приобретает сложность и становится прямо зависимым от размеров цилиндров из бамбука. Задача постоянного контроля за плоскостностью положения каждого последующего слоя в известном патенте решена за счет применения армирующих сеток, в том числе из пластика и металла. Это указывает на то, что эти сетки жесткие и не меняют своей пространственной формы. За счет этого и за счет ведения между слоями клея происходит выравнивание накладываемой поверхности по отношению к выложенному слою. Но введение металлических сеток влияет на вес изделия и не позволяет готовое изделие распиливать и подгонять по месту приложения. Кроме того, наличие панелей во внутренней структуре как несущих элементов между наполнителями увеличивает вес изделия.

Известен так же композитный материал из бамбука, содержащий два поверхностных листовых слоя и размещенный между ними наполнитель, выполненный в виде сотовой ячеистой конструкции, оформленной в коробчатом каркасе, выполненным из бамбука, стороны которого соединены врезками не менее чем двумя слоями перекрещивающихся стержней, выполненных из бамбука, между которыми размещена армирующая сетка из стекловолокна, или металла, или пластика и нанесен слой клея или адгезива, а между слоями листового материала и внутренним наполнителем также размещена армирующая сетка и нанесены слои клея или адгезива, связывающие листовой материал со (планками) стержнями из бамбука (RU № 110110, Е04С 2/00, опубл. 10.11.2011).

Данное решение принято в качестве прототипа для заявленных объектов.

Недостаток данного решения в части выполнения ячеистого наполнителя из бамбуковых стержней заключается в том, что при использовании одного ряда стержней или двух и более рядов стержней, которые в каждом ряду расположены на расстоянии друг от друга, необходим элемент, удерживающий эти стержни в пространственном положении. В известном решении таким элементом является рамка, к которой стержни прикрепляются и которая таким образом формирует правильно ориентированное положение стержней в ряду. А применение любой рамки - это ограничения по площади, по форме и по размерам. Для панелей, как строительных элементов, в том числе и ячеистой слоистой, важным является сохранение структуры в случае, если панель подвергается обработке, резке и другим плотницким и столярным строительным операциям. Из прилагаемого к описанию патента рисунка видно, что стержни представляют собой планки. Ориентация планок в рамке представляет собой трудоемкую операцию, что удорожает производство и стоимость конечного продукта. Несмотря на то, что в известном решении планки могут быть выполнены из бамбука, само получение планок из бамбука в патенте по прототипу не описано.

Кроме того, бамбук относится к категории дорого сырья, поскольку, как правило, в бамбуке используется только поверхностный стекловидный слой ствола, остальная часть стебля бамбука уходит в отходы в силу того, что не обладает такой твердостью и фактурностью как наружный слой. Повышенный расход материала приводит к тому, что производство изделий из бамбука не относится к рентабельному.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции ячеистой структуры, повышении эксплуатационных прочностных характеристик и снижении веса. Коме того, настоящее изобретение также направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности изготовления ячеистого наполнителя для слоистых панелей за счет уменьшения отходов и обеспечения возможности безотходного использования всего ствола.

Указанный технический результат для первого варианта исполнения достигается тем, что в ячеистом наполнителе из бамбука для слоистых панелей, представляющем собой по крайней мере один ряд одинаково ориентированных и расположенных на расстоянии друг от друга планок из бамбука, между каждыми двумя смежно расположенными планками расположен по крайней мере один вкладыш, выполненный с двумя противоположно расположенными плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена одна из двух указанных смежно расположенных планок, при этом каждая планка в поперечном сечении представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности к центру (оси) ствола и состоит из наружного покровного слоя и/или деловой части.

Указанный технический результат для второго варианта исполнения достигается тем, что в ячеистом наполнителе из бамбука для слоистых панелей, представляющем собой по крайней мере один ряд одинаково ориентированных и расположенных на расстоянии друг от друга планок из бамбука, между каждыми двумя смежно расположенными планками расположен по край ней мере один вкладыш в виде цилиндра, полученного поперечно разрезкой стебля бамбука, который выполнен с двумя противоположно расположенными и выполненными по срезу плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена одна из двух указанных смежно расположенных планок, при этом каждая планка в поперечном сечении представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке и состоит из наружного покровного слоя и/или деловой части.

Указанный технический результат также достигается тем, что бамбуковая планка для ячеистого наполнителя в слоистых панелях представляет собой уплощенной формы элемент, торцевая стенка которого представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке и который состоит из наружного покровного слоя и деловой части.

Указанный технический результат достигается тем, что способ изготовления бамбуковой планки для ячеистого наполнителя в слоистых панелях заключается в том, что ствол бамбука разрезают по длине по радиальным направлениям в направлении от наружной его поверхности к внутренней стенке для получения элементов, состоящих на срезе из наружного покровного слоя и/или деловой части, а затем в каждом полученном разрезами элементе на каждой его длинной стороне формируют плоскую поверхность.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг.1 показана операция разрезания части бамбукового ствола по длине по радиальным направлениям;

фиг.2 показана операция изготовления бамбуковой планки;

фиг.3 представлен общий вид однослойного ячеистого наполнителя, первый пример исполнения;

фиг.4 представлен общий вид однослойного ячеистого наполнителя, второй пример исполнения;

фиг.5 представлен общий вид однослойного- ячеистого

наполнителя, третий пример исполнения;

фиг.6 представлен общий вид двухслойного ячеистого наполнителя;

фиг.7 представлен общий вид однослойного ячеистого наполнителя, четвертый пример исполнения;

фиг.8 представлен общий вид однослойного ячеистого наполнителя, пятый пример исполнения;

фиг.9 показана операция разрезания части бамбукового ствола по длине по радиальным направлениям для получения планок с перегородкой межузлия;

фиг.10 - общий вид планки с перегородкой межузлия;

фиг.11 представлен общий вид однослойного ячеистого наполнителя, составленного из планок по фиг.10;

фиг.12 показана операция тангенциального разрезания части бамбукового ствола по длине для получения планок с перегородками межузлий;

фиг.13 - общий вид планки с перегородками межузлия;

фиг.14 представлен общий вид однослойного ячеистого наполнителя, составленного из планок по фиг.13.

Согласно настоящего изобретения рассматриваются конструкции наполнителей ячеистой конфигурации, которые используются в качестве срединного слоя для изготовления панелей или элементов конструкций самого широкого назначения. Такие панели отличаются малым весом, который достигается тем, что ячеистая структура наполнителя обеспечивает высокие прочностные качества, а поверхностные слои могут не являться несущими и силовыми, а формируют плоскостность панели и ее внешний вид. При этом в отношении ячеистых наполнителей принимается, что их высокие несущие качества при низком весовом показателе формируются за счет определенной пространственной конфигурации взаимосвязанных элементов.

В рамках настоящего изобретения особенностью композитного материала является его пониженный вес при высоких прочностных показателях и высокой несущей способности, которая обусловлена тем, что в качестве исходного материала для ячеистого наполнителя применяется натуральный бамбук, который в виде фрагментов (отдельные части в виде колец, цилиндров, пластин из стенок).

Бамбуки относятся к семейству злаковых, имеют деревянистый стебель, подобный соломине, состоящий из нескольких десятков междоузлий, разделенных сплошными перегородками. У некоторых видов бамбука стебель достигает очень больших размеров - высоты 40 м при диаметре 30 см. Бамбуки относятся к однодольным растениям с пучковым типом строения стебля. Поперечный разрез стебля бамбука, например мадаке, хорошо растущего на Черноморском побережье, показывает, что стенка состоит из наружного и внутреннего слоев. Наружный покровный слой содержит ряд клеток, вытянутых по окружности стебля и имеющих довольно толстые стенки. Снаружи этот слой покрыт восковым налетом. Внутренний слой имеет один-два ряда также вытянутых по окружности стебля клеток со сравнительно тонкими стенками. Прочность бамбука обусловлена его структурой волокон, а легкость двумя факторами: той же структурой волокон, а также трубчатым строением ствола. Бамбук имеет один явный недостаток: он легче, чем дерево раскалывается в продольном направлении. Одновременно, это является определенным преимуществом, потому что позволяет расщеплять стволы бамбука для последующего прессования и склеивания в паркет, панели и другие плоские вещи.

Наружный покровный слой - стекловидный слой (который ценится за фактуру и рассматривается как природный декор, не требующий обработки) содержит ряд клеток, вытянутых по окружности стебля и имеющих довольно толстые стенки. Самый толстый, средний, слой (деловая часть) состоит из паренхимных клеток, среди которых разбросаны сосудисто-волокнистые пучки, имеющие на поперечном разрезе вид ромбов темного цвета. Паренхимные клетки на поперечном разрезе многоугольные и овальные (диаметр 32-72 ), на радиальном - четырехугольные (длина 32-160 ) с простыми порами на стенках, толщина которых в среднем 12 . Вполне развившийся сосудисто-волокнистый пучок состоит из сосудов (двух сетчатых сосудов диаметром 108-162 и одного-двух кольчатых сосудов диаметром 54-60 ) для проведения воды вверх по стеблю и элементов типа ситовидных трубок, являющихся проводниками пластических веществ, отсюда и повышенная гигроскопичность бамбука.

Учитывая данные особенности строения бамбука, представляется возможным использовать не только наружный покровный слой, который обладает необычайно высокими прочностными показателями, но и деловую часть ствола. Это позволит получать не тонколистовые бамбуковые элементы покровного слоя, как это принято сегодня, а полноценные пластины-планки, в которых в поперечном сечении на срезе бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке видна полноценная структура бамбука.

Для изготовления бамбуковой планки для ячеистого наполнителя для слоистых панелях часть ствола 1 бамбука разрезают по длине (фиг.1) по радиальным направлениям в направлении от наружной его поверхности к внутренней стенке для получения элементов 2, состоящих на срезе из наружного покровного слоя 3 и деловой части 4, а затем в каждом полученном разрезами элементе 2 на каждой его длинной стороне методом срезов или шлифовки формируют плоскую поверхность 4, перпендикулярную смежно расположенной стороне для получения планки 5 (фиг.2), в которой по срезу высота деловой части 4 превышает высоту наружного покровного слоя 3. Таким образом, из бамбукового ствола получают бамбуковую планку, представляющую уплощенной формы элемент, торцевая стенка которого представляет собой срез бамбукового ствола от наружной его поверхности в направлении к внутренней стенке и который состоит из наружного покровного слоя и/или деловой части.

Этот способ изготовления планок из бамбука может применяться и на срезанном бамбуке и на бамбуке, подвергнутом предварительной обработке. Предварительная обработка бамбука заключается в отрезании от ствола бамбука заготовок (длиной от одного до нескольких междоузлий) и их сушке до влажности 8-30% при определенно температуре.

Ячеистый наполнитель из бамбука для слоистых панелей в общем случае (для всех вариантов исполнения) представляет собой по крайней мере один ряд одинаково ориентированных по одной стороне и расположенных на расстоянии друг от друга планок 5 из бамбука, при этом между планками организованы связи, которые выполнены в следующем виде. Между каждыми двумя смежно расположенными планками 5 расположен по крайней мере один вкладыш 6, выполненный с двумя противоположно расположенными плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена одна из двух указанных смежно расположенных планок.

В качестве вкладышей могут быть использованы части бамбука, или дерева, или картона. Вкладыш может быть выполнен из полимерного материала. На примере по фиг.3 показан вкладыш в форме параллелепипеда, выполненный высотой, равной высоте планок (фиг.3 и 4). Вкладыш может быть выполнен высотой менее высоты планки, но более половины высоты планки (фиг.5). Вкладыш может иметь форму кольца круглого или квадратного. Существенным для исполнения вкладыша является наличие в нем двух противоположно расположенных плоских и параллельных друг другу поверхностей, которые используются для нанесения клеевого состава (любого по природе происхождения, главное, чтобы обладал сцепными качествами между бамбуком и материалом вкладыша). Эти вкладыши расположены между планками и скрепляют смежные планки между собой, образуя жесткую одноуровневую пространственную конструкцию. Вкладыши между планками могут быть расположены линейно с каждого края и между каждыми смежно расположенными планками, как это показано на фиг.3. В этом случае ячеистый наполнитель приобретает высокую жесткость и его пространственная развитость и прозрачность (ячеистость) определена шириной вкладышей. Вкладыши могут располагаться в шахматном порядке или со смещением в каждом ряду. Этот пример показан на фиг.4.

После формирования ячеистой конструкции осуществляют обработку (например, шлифовку) наружной поверхности с целью формирования ее плоскостности и соблюдения равной высоты конструкции по всей ее площади.

Из таких одноуровневых слоев наполнителя можно образовывать многослойные конструкции ячеистых наполнителей путем наложения одного слоя на другой с данным смещением или под углом один к другому, как это продемонстрировано на фиг.6. Слои между собой при этом скрепляются клеевым способом или с применением армированной сетки (например, из стекловолокна) или с применением полимерного слоя, обеспечивающего скрепление при нагреве. Возможны применения и других известных способов жесткого соединения бамбуковых слоев.

В качестве вкладыша могут использоваться фрагменты бамбукового ствола или стебля, полученные путем его распила на отдельные цилиндры 7 равной длины. Главным для такого вкладыша является получение двух противоположно расположенных и выполненных по срезу плоских и параллельных друг другу поверхностей, используемых в качестве места приклеивания смежно расположенных планок. Используя такой вкладыш, можно получить ячеистый наполнитель с соединением планок по их краям или по краям и по центру (фиг.7) или в шахматном порядке или со смещением (фиг.8). Расстояние между планками в такой структуре определяется длиной цилиндров. После создания ячеистой структуры осуществляют обработку наружных поверхностей для снятия выступов и придания наполнителю плоскостности.

Применение планок с вкладышами позволяет создавать пространственно развитые в заданном направлении ячеистые структуры, обладающие при малом весе высокими механическими свойствами. Наполнитель хорошо воспринимает нагрузки в направлениях, совпадающих как с направлением волокна бамбука, так и поперек этих волокон, а это как раз нагрузки, поперечные к панели, что позволяет панели с таким наполнителем рассматривать в качестве строительного листового слоистого материала с высокой несущей способностью. Такая панель обладает сниженным весом, который определяется, по сути, весом самого бамбука (бамбук имеет низкую плотность около 500 кг/м ³). Так как бамбук и клеевые композиции практически не подвержены воздействию агрессивных сред и не обладают эластичностью, то после высыхания клея или полимеризации адгезива происходит монолитизация всей ячеистой конструкции.

Предложенная конструкция ячеистого наполнителя для строительно-отделочного композитного материала позволяет получить панели любой толщины и конструкции при малом весе, при этом конструкция получается достаточно жесткой для использования в качестве несущих плит, обеспечивающих защиту внутренних помещений от колебаний температур и внешнего шума, и тем самым повысить тепло и звукоизоляцию.

Изготовление ячеистых наполнителей из бамбука становится рентабельным и экономически выгодным, так как используется практически весь ствол в качестве исходного материала: кроме покровного слоя полностью используется и деловая часть ствола бамбука.

На конечную жесткость и сопротивление изгибу толщина планки в таких конструкциях не влияет: наоборот, происходит облегчение ячеистой структуры. Конечная пространственная жесткость и сопротивление изгибу ячеистой системы определяется конфигурацией формируемых ячеек и способность каждого отдельного элемента нести нагрузку. А для бамбуковой планки такая способность заложена изначально по природе строения бамбука.

Кроме того, в таких ячеистых наполнителях расположение планок не зависит от того, с какой стороны в планке расположен покровный слой по отношению к покровному слою в смежной расположенной планке или в других планках. Хаотическое размещение планок по этому слою в структуре приводит к тому, что структура приобретает уравновешенный характер вследствие компенсации одних изгибных напряжений, действующих от одних планок в одном направлении, от таких же изгибных напряжений, действующих от других планок в другом или в противоположном направлениях. Возможно целевое ориентирование положения планок по покровным слоям. В этом случае при изготовлении в ячеистой структуре заранее формируются условия взаимокомпенсации изгибных напряжений, возникающих в каждой отдельной планке и в структуре в целом.

Особенностью рассмотренного изобретения является то, что ячеистая структура, созданная из однонаправлено ориентированных планок, является силовой несущей конструкцией слоистой панели, принимающей на себя всю нагрузку, которая может быть сформирована на этой панели. Такая ячеистая конструкция наполнителя может нести нагрузку независимо от наличия на ней покрывных наружных слоев. Это позволяет создавать слоистые панели наружными слоями даже из бумаги, то есть из материалов, не несущих нагрузку. В известных из уровня техники решениях ячеистый наполнитель используется для облегчения слоистой панели при обеспечении ей некоторой пространственной жесткости за счет создания облеченного или скорее из облегченных материалов сотовой структуры, при этом используется материал, не способный самостоятельно нести нагрузку. Именно комбинация наружного материала и материала сотового наполнителя придают слоистой панели определенные прочностные свойства. А в заявленном решении эти прочностные свойства заложены в ячеистом наполнителе, который и формирует все физические свойства слоистой панели. Это новое качество позволяет расширить эксплуатационные возможности слоистой панели как конструкционного строительного материла, так как позволяет по-новому использовать материал для наружных облицовочных слоев, а в некоторых областях применения обходиться и без таких наружных слоев. Такое свойство не наблюдалось в известных панелях.

Учитывая данное свойство становится возможным использовать весь ствол бамбука для получения ячеистого наполнителя. В раннее рассмотренных примерах для получения планок, в которых по крайней мере две противолежащие стороны были обработаны для получения плоских и примерно параллельных поверхностей, перегородки межузлий срезались. Но это не единственный возможный вариант изготовления планок из бамбука для ячеистой структуры.

Ниже рассматриваются два других примера изготовления планок на основе безотходной технологии производства ячеистого наполнителя.

На фиг.9 показан схематический пример разрезания круговыми пилами ствола 1 бамбука на сегментарные части 8 заданной длины по радиальным направлениям, проходящим через продольную ось 9 ствола вместе с перегородками 10 межузлий 11. Способ изготовления такой бамбуковой планки заключается в том, что часть ствола бамбука разрезают по длине по радиальным направлениям в направлении от наружной его поверхности к внутренней стенке на глубину до продольной оси ствола для получения удлиненной части из стенки ствола, от которой поперечно отходит часть перегородки межузлия. Чем меньше шаг распила, тем ближе сегментарная часть становится к форме планки (фиг.10). Таким образом, из одной части ствола можно получить некоторое количество планок с частью перегородок межузлий, как это показано на фиг.10. Эта планка состоит из боковой стенки ствола и отходящей от нее части перегородки межузлия. По сути, в такой сегментарной части наличие плоскопараллельных поверхностей необязательно, так как для формирования ячеистой структуры эти части 8 в виде планок раскладываются на опорной поверхности так, что перегородки упираются в планку со стороны наружной стекловидной поверхности сегментарных частей. Таким образом, получают плоскостную ячеистую структуру за счет склеивания отдельных элементов в ряд. Такая однослойная структура показана на фиг.11. Для усиления прочностных качеств ячеистого наполнителя возможно наложения друг на друга двух и более таких слоев со смещением или с перекрещиванием под углом, как это показано было ранее применительно в фиг.6.

Более простым вариантом изготовления планок является разрез ствола по тангенциальным направлениям по отношению к форме ствола, то есть по плоскостям параллельным друг другу сечениям (фиг.12). Ствол разрезается полностью на сегменты 12, как это делают при разрезании ствола дерева на доски. Таким образом, из ствола бамбука получают некоторое количество сегментов в виде удлиненных планок, состоящих из плоских частей 13 боковых стенок, связанных между собой по крайней мере одной частью 14 перемычки межузлий 11 (фиг.13). Для изготовления однослойной ячеистой структуры планки раскладывают последовательно на опорной поверхности с примыканием друг к другу наружными стенками, несущими стекловидный слой и склеивают их между собой. Конечный вид такой ячеистой однослойной структуры показан на фиг.14. Для усиления прочностных качеств ячеистого наполнителя возможно наложения друг на друга двух и более таких слоев со смещением или с перекрещиванием под углом, как это показано было ранее применительно в фиг.6.

Последние из рассмотренных примеров позволяют полностью и безотходно использовать весь ствол бамбука, что серьезно повышает рентабельность изготовления наполнителя и снижает его стоимость.

Несмотря на то, что на рынке бамбуковые стволы сортируются по размерам, чаще по диаметру и поступают в пользование в виде отрезков от цельного ствола, рассмотренные примеры изготовления ячеистых наполнителей позволяют использовать весь ствол даже в его верхней части, которая, как правило, уходила в отход как не имеющая применений. Например, для первых рассмотренных примеров сами планки могут быть изготовлены путем распила толстой части ствола бамбука. А перемычки между ними - из верхней части этого ствола. При этом при изготовлении ячеистого наполнителя соблюдение точности форм и размеров планок не является обязательным компонентом. После того, как слой ячеистой структуры собран и склеен, возможна его поверхностная обработка путем снятия стружки или шлифования до момента, пока большая часть поверхности ячеистой структуры не будет выведена в один уровень.

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящем изобретении возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.