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彩色刨切薄竹生产关键技术



全 文 : 5
世界竹藤通讯
WORLD BAMBOO AND RATTAN
2010年 8卷 1期
彩色刨切薄竹生产关键技术
陈玉和 吴再兴 陈章敏 包永洁
(国家林业局竹子研究开发中心 杭州 310012)
摘 要: 彩色薄竹是将水溶性染色剂在一定条件下,对刨切薄竹进行染色处理,使之具有所需均匀颜
色的产品。染色是改善竹材视觉效果和提高竹材附加值的重要手段。本文根据国内外技术成果和作者
的生产经验,对彩色刨切薄竹生产关键技术进行了总结,重点介绍了薄竹刨切主要生产工艺、薄竹染
色关键处理技术和彩色薄竹复合加工工艺等,对彩色薄竹生产成本进行了分析。彩色薄竹是一种优良
的装饰材料,可用于家具或人造板贴面,制造成各种装饰材料。
关键词: 彩色;刨切薄竹;染色;技术
A Study of Key Production Techniques of Color Sliced Bamboo Veneer
Chen Yuhe, Wu Zaixing, Chen Zhangmin, Bao Yongjie
(China Bamboo Research Center, Hangzhou 310012)

Abstract: Color bamboo veneer is the evenly colored slicing bamboo veneer after the dyeing treatment
by water-soluble dyes under certain conditions. Dyeing is an important means to enhance the visual effect
of bamboo timber and improve the added value. Based on the technical achievements in terms of bamboo
veneer making at home and abroad as well as the experience of the authors in bamboo and wood dyeing, the
paper summarized the key production technologies of color sliced bamboo veneer, with the focus on the main
production techniques of bamboo veneer slicing, the key treatment techniques of veneer dyeing and compound
processing of color bamboo veneer, and analyzed the production cost of color bamboo veneer. color bamboo
veneer is an excellent decoration material used in furniture making and wood -based panel.
Key Words: color, bamboo veneer, dyeing
刨切薄竹是一种新型的竹质表面装饰材
料,它是将竹片经过一系列加工处理,胶合成
方材,软化刨切成一定厚度的薄竹片。刨切
薄竹颜色单调,目前商品用薄竹的颜色为自然
色、漂白色和炭化色3种,其中自然色为竹材
本色,自然色对竹材要求极严。竹材在加工过
程中易霉变而生成污渍、斑点,不适宜加工成
自然色的竹制品。漂白色即是将颜色不均的竹
材或霉变的竹材经过漂白处理,而加工成较自
然色为浅的颜色。炭化色是将有严重颜色缺陷
的竹材经过高温炭化处理后而形成的浅棕色。
炭化色的制品由于受到高温高湿的处理,其强
度有所下降。刘志坤、李延军对刨切薄竹作了
系统研发[1,2],目前生产技术成熟,刨切薄竹的
厚度在0.15~0.6mm之间。随着竹材加工业的迅
速发展,竹制品越来越受到人们的欢迎,但仅
仅3种颜色,过于单调,已不能满足市场的需
求。竹材染色起源于木材染色。20世纪60年代
* 基金项目:浙江省科研院所研究开发项目(2006F12048)和浙
江省重大科技专项农业项目(2007C12SA630007)。
作者简介:陈玉和(1963-),男,国家林业局竹子研究开发中
心研究员,博士。
以来,日本的基太村洋子[3]等对木材的染色技术
作了研究。有些国家也有关于薄木染色技术的
专利和产品。我国自20世纪90年代以来对木材
染色进行探索和实践[4,5,6]。彩色薄竹是将水溶
性染料在一定温度和酸碱度条件下,与刨切薄
竹发生物理化学结合,使之具有所需均匀颜色
的产品[7]。染色后的刨切薄竹颜色均匀,耐水耐
晒。彩色薄竹生产工艺是提高竹材表面质量,
改善竹材视觉效果和提高竹材产品附加值的重
要手段。彩色薄竹是一种优良的装饰材料,可
用于家具或人造板贴面,制造成各种装饰材
料,具有很大的发展空间。
1 彩色薄竹生产工艺
彩色刨切薄竹的生产工艺主要由薄竹刨切
生产、薄竹染色处理和彩色薄竹复合加工等工
艺组成,其生产流程如下:
竹条加工→竹条干燥→精刨涂胶→基板胶
合→砂光→板材软化→集成胶合→竹方软化→
刨切薄竹→染液配制→薄竹染色→清洗→染色
薄竹干燥→染色薄竹拼宽→染色薄竹复合→彩
DOI:10.13640/j.cnki.wbr.2010.01.001
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2010年 8卷 1期
色薄竹修补→彩色薄竹裁边→彩色薄竹砂光→
包装成品。
1.2 关键技术
1.2.1 竹条加工与干燥
选择眉径9cm左右的新鲜毛竹等,圆直粗
壮,4~6年生,无霉变、腐朽。开条加工,去青
去黄,最后形成等厚等宽、长度为2000~2600
mm的竹条。通常,竹条越宽,则刨削竹青、
竹黄时的切削量就越多,竹材的利用率就越
低。因此必须合理确定竹片开片的宽度,如果
生产的是径向板则竹片的宽度以20~25mm左右
为宜,如竹条规格为厚6.10mm宽22.00mm长
2560.00mm。将竹条干燥至含水率8%~10%,
进行精刨加工,表面平整光洁,竹片的宽度和
厚度公差控制在±0.1mm。
1.2.2 基板胶合与软化技术
首先将竹条同向侧拼为一定宽度的基
板。一般基板宽度为450mm。侧拼胶合的主
要热压工艺参数为:侧压2.0~3.0Mpa,正压
1.0~1.5Mpa,热压温度85~100℃,热压时间
9~14min。热压过程中侧压及正压的施压顺序要
相互配合,交替进行。温度不可过高,防止炭
化。胶粘剂为改性脲醛树脂等耐水性树脂。热
压过程中可采用塑胶或脱膜剂处理压板、粘板
问题。单面涂胶量130g/m2。为提高生产效率
宜采用温水加压浸注方法,提高基板含水率并
使之均匀。工艺参数为:升温速度1.5~2.0℃/
h,水温45~55℃,压力0.2~0.3Mpa,时间
48~72 h。
1.2.3 集成胶合与方材软化技术
将软化后的基板在厚度方向上层积、冷压
胶合制成竹方,方材厚度500~700mm。胶粘剂
要有柔韧性、耐水性,如采用三聚氰胺改性脲
醛树脂或脲醛树脂与水性高分子异氰酸酯的混
合胶粘剂。单面施胶量约180g/m2,单位压力
1.5~2.0Mpa,冷压时间2~4h。方材软化处理是
刨切薄竹的一个重要环节。首先将制好的竹方
放在冷水中浸泡1d,然后再升温软化,软化时
控制升温速度在1.5~2.0℃/h,水温在45~55℃,
软化时间为48~72h。
1.2.4 刨切薄竹工艺与参数
竹方软化后,宜立即刨切。久置则因竹
子干燥导致切削阻力增大,使微薄竹厚度偏差
增大、表面质量变差。刨刀刀刃应与竹材纤
维方向少许倾斜,并与竹方构成一定的夹角。
最佳刨切工艺参数:刨切后角l~2度,切削角
(20±2)度,刃倾角5度。应根据方材软化程
度、薄竹厚度等因素调整切削角与切削速度。
刨切过程应密切关注薄竹表面质量,避免切削
引起薄竹开裂、撕裂等缺陷。
2 染色关键生产技术
2.1 薄竹漂白技术
竹材比一般木材含有更多的营养物质,这
些有机物质是一些昆虫和微生物的最好营养,
容易引起霉变和虫蛀,生产上即通过竹材蒸煮
漂白[8]来解决这个问题。蒸煮处理可将竹材中的
可溶性有机物溶出,并杀死竹材中的虫卵和霉
菌,以达到防虫防霉的目的。蒸煮通常与竹材
漂白相结合。蒸煮漂白在不锈钢罐内进行,漂
白液由水、过氧化氢和助剂等组成。竹材漂白
助剂有氢氧化钠、焦亚硫酸钠等。助剂的选择
很重要,要保证漂白后的竹材具有新鲜竹材的
色泽。漂白工艺参数为过氧化氢浓度2%、竹材
专用漂白助剂BP001浓度0.15%,加适量稳定
剂、渗透剂等助剂。漂白工艺流程为将刨切薄
竹放入漂白处理灌中,压实,倒入按要求配制
好的药液,30min内加热至70℃,恒温保持2h,
清洗备用。
2.2 染色用水处理方法
水处理就是除去水中的杂质。竹材染色用
水根据各地水源情况,分为2类:一类为地面水,
地面水来源充足,但水质常受季节和周围条件
的影响,含有较多的悬浮物;另一类水源为地下
水, 该水水质澄清,但受地质条件的影响,往
往矿物质含量比较多。对浑浊的地面水,进行
沉淀、过滤和软化;对地下水则需要软化处理,
常用化学软化法和离子交换法处理。
2.3 刨切薄竹染色剂
竹材染色剂的品种多,结构复杂,主要是
水溶性有机染料,如直接染料、酸性染料、碱
性染料和活性染料等。直接染料是一些不经特
殊处理就能直接作用于竹材上的染色剂,它与
竹材纤维素的结合是依靠分子间的范德华力和
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氢键力。酸性染料也称为阴离子染料,是在酸
性介质中对竹纤维和木素进行有效染色的染色
剂,该类染色剂含有大量的羧基、羟基或磺酸
基。碱性染料也称阳离子染料,由苯甲烷型、
偶氮型、氧杂蒽型等有机碱和酸形成的盐,与
竹材表面的羟基等活性基团形成较为牢固的结
合形式。活性染料分子中含有反应性活性基
团,能与竹材中的的羟基形成共价键的有机化
合物。近年来一些大型专业染料公司也开发出
适用不同竹木染色的专用染色剂。
2.4 薄竹染色助剂
染液在竹材中的扩散性随竹材的纹理,结
构方向而异,纵向扩散性远大于横向。作为扩
散的主要途径是从横断面进入的纵向扩散,径
面和弦面的扩散小。为提高染液渗透性和上染
性,通常需要在染液中加入助剂,如渗透剂、
匀染剂、固色剂等,它们在染色过程中单独或
交互起着独特的促进染色作用。
2.5 高渗透性染液配制技术
温水配制染液,按0.5%左右的比例加水溶
性竹材染色剂,加渗透剂50805K0.01%~0.1%
和匀染剂50805M0.01%~0.1%,搅拌5min。加
促染剂50805H 0.01%~0.1%,搅拌5min。最后
调节染液pH值,搅拌5min后备用。
2.6 刨切薄竹染色工艺
将装笼后的薄木放入染色缸中,压实,按
2℃/min的速度加热至要求温度,根据不同厚
度和颜色需要保温染色10~40min,期间要保持
染液循环,正向3min,反向3min。停止加温,
排出染色残液至储液罐。通常使用立式设备,
便于装卸,生产处理量较大,但易于染色不
匀,板面花。
2.7 染色薄竹清洗与干燥工艺
净水清洗薄竹2遍,去浮色。取出染色
薄竹,排干残留染液。将染色薄竹干燥至
8%~10%含水率,注意干燥过程中避免变形、
开裂。刨切后的薄竹含水率较高,不宜久放,
否则易发霉变色,边缘也易开裂与翘曲。在实
际生产中,为避免污染,一般采用不锈钢滚筒
式单板干燥机将薄竹直接烘干处理,干燥时
温度不宜过高,以防高温干燥而产生热应力
不均,导致薄竹翘曲变形。干燥温度宜采用
80~90℃,干燥时间根据薄竹厚度而定,干燥后
薄竹的含水率控制在8%~12%。
3 彩色薄竹复合加工工艺
3.1 染色薄竹拼宽工艺
首先将染色薄竹剪边。拼宽可采用国产的
普通胶拼机或进口全自动单板拼宽机,其工艺
参数为:压力0.4~0.5Mpa,温度120~130℃,
进给速度35m/min。
3.2 染色薄竹复合技术
拼宽后的薄竹可直接进行涂胶,再与
18~25g/m2无纺布进行粘贴,制成规格为2500
mm×(430~l290)mm的宽幅彩色薄竹。薄竹与
无纺布的粘贴,可用脲醛树脂和聚醋酸乙烯
乳液按1:1的比例混合配制的胶黏剂,涂胶量
30~45g/m2,热压温度100℃,热压时间90s,热
压压力1.0Mpa。或者采用三聚氰胺浸渍无纺
布,浸渍量30~45g/m2,热压温度100℃,热压
时间90s,热压压力1.0Mpa。
3.3 彩色薄竹修补裁边
用同花色竹丝和502胶,将有缺陷的部
位如脱胶、毛刺、裂隙等缺陷,进行修补。
根据需要,将不同花色彩色薄竹裁剪成2440
mm×(410~l220)mm的规格板。薄竹角度平
直,直边平行纹理。
3.4 彩色薄竹砂光检验
彩色薄竹采用柔性双砂带砂光机进行砂
光,180号定厚,240号砂光。检验分等,彩色
薄竹颜色均匀,无明显色差,无裂缝,表面平
整光洁。将薄竹按照一定数量打捆、PVC塑料
膜密封,产品包装,成品入库。
4 生产成本分析
各地因条件差异,生产原料、能源、动力
及人力成本差异较大,且生产规模和产品品质
要求各不相同,因此彩色薄竹生产成本差异也
较大。本文对浙江某地彩色薄竹生产成本作简
单分析。以普通无纺布为材料,年产1000m3
生产线投资规模,总投资800万元,5年设备折
旧,2008年底材料价格为计算依据。下面的彩
色薄竹成本效益分析,为立方米成本数据。按
每年生产300d,染色刨切薄竹厚度按0.4mm
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2010年 8卷 1期
计算。竹条按厚6.10mm、宽22.00mm、长
2560.00mm的计算。销售价格由厂方根据市场
情况确定。部分数据仅计算所得,仅供参考。
4.1 主材费用
1.竹条 3562.78元
2.侧拼胶 743.79元
3.冷压胶 264.62元
4.软化 100.00元
5.漂白 690.00元
6.染色 1420.00元
7.无纺布 810.00元
8.无纺布用胶 2750.00元
小计:按15%损耗率计算 12166.11元
4.2 直接成本
9.煤 540.00元
10.易耗品 300.00 元
11.人工 2366.67元
12.水 50.00元
13.电 548.00元
14.管理费 600.00元
15.设备折旧 3555.56元
16.其他 500.00元
小计 8640.23元
4.3 税收
17.营业税 1253.10元
4.4 销售费用
18.销售费 426.55元
总计(按80%成品合格率计算)
28107.49元/m3(11.24元/m2)。
参考文献
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国外动态
美国住宅建筑中用竹子层积材替代木材
对用竹子层积材作为替代结构材料进行
了可行性调查。在传统上,用的是原竹结构,
而在本文的研究中采取了与众不同的方法。本
研究着重对竹子层积材这复合材料作了研究。
竹子层积材是用原竹制作成的一种标准化工业
产品,可用于制作许多产品,如地板、家具和
其他建筑材料。近来,竹层积材在美国还没有
大量用于商业建筑。与木材相比,它适用于小
型建筑,如民用住宅等。民用住宅在美国有十
亿美元的商机,因此适宜从民用住宅开始使用
和推广。该调查从是否符合建筑规范、成本及
其它方面(如LEED认证)对竹子层积材不仅在
全球范围可作为结构材料,还可以作为环保材
料。但首先需并清楚怎样用竹子制成层积材。
印度梅加拉亚邦竹子资源保护现状
近日,专家对印度梅加拉亚邦竹子资源
现状提出了建议,帮助该邦从事竹子生产和贸
易的农村贫困人口提高收益。在梅加拉亚,发
现竹种有11个属30个种,竹林面积为1464.68
hm2,大部分纯竹分布在Garo丘陵地区,其他地
区的竹林是混交林或居住区附近的人工林。该
邦大部分居民都赖以竹子为生,如编制竹席和
竹篮子,将竹子提取物卖给造纸厂,竹笋加工
销售、手工艺品制作和售卖等。在该邦,大约
有442t的鲜笋和39.2t的保鲜笋在销售。卖到造
纸厂的竹子总价值为0.5亿卢比。竹产业为邦政
府和地方政府上缴税款,为当地经济发展做出
了很大的贡献。本研究显示,竹子为该邦的社
会经济和文化生活起到关键的作用。竹手工产
业为偏远地区的人们提供了就业机会,而在交
通便利的地区,竹子制成产品向外销售。