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)

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)

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。

彩色；刨切薄竹；染色；技术

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）。

1 刘志坤,李延军,杜春贵,等.刨切薄竹生产工艺研究[J].浙江林学院学报，2003,20(3):227-231.

2 李延军,杜春贵,刘志坤.刨切薄竹的发展前景与生产技术[J].林产工业，2003,30(3):36-38.

3 基太村洋子等. 木材的染色性(1)竹材构成成分的染色性[J].竹材学会志，1971,（7）:292-297.

4 陈玉和.人造板仿黑胡桃薄木贴面技术[J].人造板通讯，2003,(6):10-11.

5 陈玉和, 陆仁书.木材染色进展[J].东北林业大学学报,2002,30(2):25-28.

6 陈玉和,陆仁书,杨洪义.泡桐木材仿红木染色工艺的研究[J].林产工业,2001,28(4):30-36.

7 陈玉和，陈章敏，吴再兴，陈岩.竹材单板染色技术的研究[J].竹子研究汇刊,2008,27（3）:49-52.

8 陈玉和,胡伟华,常德龙.泡桐木材漂白过程中双氧水分解率的研究[J].木材工业,2001,15(6)25-30.

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)

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.

color, bamboo veneer, dyeing

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）。

陈玉和（1963－），男，国家林业局竹子研究开发中心研究员，博士。