彩色刨切薄竹生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

陳玉和 吳再興 陳章敏 包永潔

(國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心 杭州 310012)

彩色刨切薄竹生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

陳玉和 吳再興 陳章敏 包永潔

(國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心 杭州 310012)

彩色薄竹是將水溶性染色劑在一定條件下，對刨切薄竹進行染色處理，使之具有所需均勻顏色的產(chǎn)品。染色是改善竹材視覺效果和提高竹材附加值的重要手段。本文根據(jù)國內(nèi)外技術(shù)成果和作者的生產(chǎn)經(jīng)驗，對彩色刨切薄竹生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)進行了總結(jié)，重點介紹了薄竹刨切主要生產(chǎn)工藝、薄竹染色關(guān)鍵處理技術(shù)和彩色薄竹復合加工工藝等，對彩色薄竹生產(chǎn)成本進行了分析。彩色薄竹是一種優(yōu)良的裝飾材料，可用于家具或人造板貼面，制造成各種裝飾材料。

彩色；刨切薄竹；染色；技術(shù)

刨切薄竹是一種新型的竹質(zhì)表面裝飾材料，它是將竹片經(jīng)過一系列加工處理，膠合成方材，軟化刨切成一定厚度的薄竹片。刨切薄竹顏色單調(diào)，目前商品用薄竹的顏色為自然色、漂白色和炭化色3種，其中自然色為竹材本色，自然色對竹材要求極嚴。竹材在加工過程中易霉變而生成污漬、斑點，不適宜加工成自然色的竹制品。漂白色即是將顏色不均的竹材或霉變的竹材經(jīng)過漂白處理，而加工成較自然色為淺的顏色。炭化色是將有嚴重顏色缺陷的竹材經(jīng)過高溫炭化處理后而形成的淺棕色。炭化色的制品由于受到高溫高濕的處理，其強度有所下降。劉志坤、李延軍對刨切薄竹作了系統(tǒng)研發(fā)[1,2]，目前生產(chǎn)技術(shù)成熟，刨切薄竹的厚度在0.15～0.6mm之間。隨著竹材加工業(yè)的迅速發(fā)展，竹制品越來越受到人們的歡迎，但僅僅3種顏色，過于單調(diào)，已不能滿足市場的需求。竹材染色起源于木材染色。20世紀60年代以來，日本的基太村洋子[3]等對木材的染色技術(shù)作了研究。有些國家也有關(guān)于薄木染色技術(shù)的專利和產(chǎn)品。我國自20世紀90年代以來對木材染色進行探索和實踐[4,5,6]。彩色薄竹是將水溶性染料在一定溫度和酸堿度條件下，與刨切薄竹發(fā)生物理化學結(jié)合，使之具有所需均勻顏色的產(chǎn)品[7]。染色后的刨切薄竹顏色均勻，耐水耐曬。彩色薄竹生產(chǎn)工藝是提高竹材表面質(zhì)量，改善竹材視覺效果和提高竹材產(chǎn)品附加值的重要手段。彩色薄竹是一種優(yōu)良的裝飾材料，可用于家具或人造板貼面，制造成各種裝飾材料，具有很大的發(fā)展空間。

1 彩色薄竹生產(chǎn)工藝

彩色刨切薄竹的生產(chǎn)工藝主要由薄竹刨切生產(chǎn)、薄竹染色處理和彩色薄竹復合加工等工藝組成，其生產(chǎn)流程如下：

竹條加工→竹條干燥→精刨涂膠→基板膠合→砂光→板材軟化→集成膠合→竹方軟化→刨切薄竹→染液配制→薄竹染色→清洗→染色薄竹干燥→染色薄竹拼寬→染色薄竹復合→彩色薄竹修補→彩色薄竹裁邊→彩色薄竹砂光→包裝成品。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 竹條加工與干燥

選擇眉徑9cm左右的新鮮毛竹等，圓直粗壯，4～6年生，無霉變、腐朽。開條加工，去青去黃，最后形成等厚等寬、長度為2000～2600 mm的竹條。通常，竹條越寬，則刨削竹青、竹黃時的切削量就越多，竹材的利用率就越低。因此必須合理確定竹片開片的寬度，如果生產(chǎn)的是徑向板則竹片的寬度以20～25mm左右為宜，如竹條規(guī)格為厚6.10mm寬22.00mm長2560.00mm。將竹條干燥至含水率8%～10%，進行精刨加工，表面平整光潔，竹片的寬度和厚度公差控制在±0.1mm。

1.2.2 基板膠合與軟化技術(shù)

首先將竹條同向側(cè)拼為一定寬度的基板。一般基板寬度為450mm。側(cè)拼膠合的主要熱壓工藝參數(shù)為：側(cè)壓2.0～3.0Mpa，正壓1.0～1.5Mpa，熱壓溫度85～100℃，熱壓時間9～14min。熱壓過程中側(cè)壓及正壓的施壓順序要相互配合，交替進行。溫度不可過高，防止炭化。膠粘劑為改性脲醛樹脂等耐水性樹脂。熱壓過程中可采用塑膠或脫膜劑處理壓板、粘板問題。單面涂膠量130g/m2。為提高生產(chǎn)效率宜采用溫水加壓浸注方法，提高基板含水率并使之均勻。工藝參數(shù)為：升溫速度1.5～2.0℃/h，水溫45～55℃，壓力0.2～0.3Mpa，時間48～72 h。

1.2.3 集成膠合與方材軟化技術(shù)

將軟化后的基板在厚度方向上層積、冷壓膠合制成竹方，方材厚度500～700mm。膠粘劑要有柔韌性、耐水性，如采用三聚氰胺改性脲醛樹脂或脲醛樹脂與水性高分子異氰酸酯的混合膠粘劑。單面施膠量約180g/m2，單位壓力1.5～2.0Mpa，冷壓時間2～4h。方材軟化處理是刨切薄竹的一個重要環(huán)節(jié)。首先將制好的竹方放在冷水中浸泡1d，然后再升溫軟化，軟化時控制升溫速度在1.5～2.0℃/h，水溫在45～55℃，軟化時間為48～72h。

1.2.4 刨切薄竹工藝與參數(shù)

竹方軟化后，宜立即刨切。久置則因竹子干燥導致切削阻力增大，使微薄竹厚度偏差增大、表面質(zhì)量變差。刨刀刀刃應(yīng)與竹材纖維方向少許傾斜，并與竹方構(gòu)成一定的夾角。最佳刨切工藝參數(shù)：刨切后角l～2度，切削角(20±2)度，刃傾角5度。應(yīng)根據(jù)方材軟化程度、薄竹厚度等因素調(diào)整切削角與切削速度。刨切過程應(yīng)密切關(guān)注薄竹表面質(zhì)量，避免切削引起薄竹開裂、撕裂等缺陷。

2 染色關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)

2.1 薄竹漂白技術(shù)

竹材比一般木材含有更多的營養(yǎng)物質(zhì)，這些有機物質(zhì)是一些昆蟲和微生物的最好營養(yǎng)，容易引起霉變和蟲蛀，生產(chǎn)上即通過竹材蒸煮漂白[8]來解決這個問題。蒸煮處理可將竹材中的可溶性有機物溶出，并殺死竹材中的蟲卵和霉菌，以達到防蟲防霉的目的。蒸煮通常與竹材漂白相結(jié)合。蒸煮漂白在不銹鋼罐內(nèi)進行，漂白液由水、過氧化氫和助劑等組成。竹材漂白助劑有氫氧化鈉、焦亞硫酸鈉等。助劑的選擇很重要，要保證漂白后的竹材具有新鮮竹材的色澤。漂白工藝參數(shù)為過氧化氫濃度2%、竹材專用漂白助劑BP001濃度0.15%，加適量穩(wěn)定劑、滲透劑等助劑。漂白工藝流程為將刨切薄竹放入漂白處理灌中，壓實，倒入按要求配制好的藥液，30min內(nèi)加熱至70℃，恒溫保持2h，清洗備用。

2.2 染色用水處理方法

水處理就是除去水中的雜質(zhì)。竹材染色用水根據(jù)各地水源情況，分為2類:一類為地面水,地面水來源充足，但水質(zhì)常受季節(jié)和周圍條件的影響，含有較多的懸浮物;另一類水源為地下水, 該水水質(zhì)澄清，但受地質(zhì)條件的影響，往往礦物質(zhì)含量比較多。對渾濁的地面水，進行沉淀、過濾和軟化;對地下水則需要軟化處理，常用化學軟化法和離子交換法處理。

2.3 刨切薄竹染色劑

竹材染色劑的品種多，結(jié)構(gòu)復雜，主要是水溶性有機染料，如直接染料、酸性染料、堿性染料和活性染料等。直接染料是一些不經(jīng)特殊處理就能直接作用于竹材上的染色劑，它與竹材纖維素的結(jié)合是依靠分子間的范德華力和氫鍵力。酸性染料也稱為陰離子染料，是在酸性介質(zhì)中對竹纖維和木素進行有效染色的染色劑，該類染色劑含有大量的羧基、羥基或磺酸基。堿性染料也稱陽離子染料，由苯甲烷型、偶氮型、氧雜蒽型等有機堿和酸形成的鹽，與竹材表面的羥基等活性基團形成較為牢固的結(jié)合形式?；钚匀玖戏肿又泻蟹磻?yīng)性活性基團，能與竹材中的的羥基形成共價鍵的有機化合物。近年來一些大型專業(yè)染料公司也開發(fā)出適用不同竹木染色的專用染色劑。

2.4 薄竹染色助劑

染液在竹材中的擴散性隨竹材的紋理，結(jié)構(gòu)方向而異，縱向擴散性遠大于橫向。作為擴散的主要途徑是從橫斷面進入的縱向擴散，徑面和弦面的擴散小。為提高染液滲透性和上染性，通常需要在染液中加入助劑，如滲透劑、勻染劑、固色劑等，它們在染色過程中單獨或交互起著獨特的促進染色作用。

2.5 高滲透性染液配制技術(shù)

溫水配制染液，按0.5%左右的比例加水溶性竹材染色劑，加滲透劑50805K0.01%～0.1%和勻染劑50805M0.01%～0.1%，攪拌5min。加促染劑50805H 0.01%～0.1%，攪拌5min。最后調(diào)節(jié)染液pH值，攪拌5min后備用。

2.6 刨切薄竹染色工藝

將裝籠后的薄木放入染色缸中，壓實，按2℃/min的速度加熱至要求溫度，根據(jù)不同厚度和顏色需要保溫染色10～40min，期間要保持染液循環(huán)，正向3min，反向3min。停止加溫，排出染色殘液至儲液罐。通常使用立式設(shè)備，便于裝卸，生產(chǎn)處理量較大，但易于染色不勻，板面花。

2.7 染色薄竹清洗與干燥工藝

凈水清洗薄竹2遍，去浮色。取出染色薄竹，排干殘留染液。將染色薄竹干燥至8%～10%含水率，注意干燥過程中避免變形、開裂。刨切后的薄竹含水率較高，不宜久放，否則易發(fā)霉變色，邊緣也易開裂與翹曲。在實際生產(chǎn)中，為避免污染，一般采用不銹鋼滾筒式單板干燥機將薄竹直接烘干處理，干燥時溫度不宜過高，以防高溫干燥而產(chǎn)生熱應(yīng)力不均，導致薄竹翹曲變形。干燥溫度宜采用80～90℃，干燥時間根據(jù)薄竹厚度而定，干燥后薄竹的含水率控制在8%～12%。

3 彩色薄竹復合加工工藝

3.1 染色薄竹拼寬工藝

首先將染色薄竹剪邊。拼寬可采用國產(chǎn)的普通膠拼機或進口全自動單板拼寬機，其工藝參數(shù)為：壓力0.4～0.5Mpa，溫度120～130℃，進給速度35m/min。

3.2 染色薄竹復合技術(shù)

拼寬后的薄竹可直接進行涂膠，再與18～25g/m2無紡布進行粘貼，制成規(guī)格為2500 mm×(430～l290)mm的寬幅彩色薄竹。薄竹與無紡布的粘貼，可用脲醛樹脂和聚醋酸乙烯乳液按1：1的比例混合配制的膠黏劑，涂膠量30～45g/m2，熱壓溫度100℃，熱壓時間90s，熱壓壓力1.0Mpa?；蛘卟捎萌矍璋方n無紡布，浸漬量30～45g/m2，熱壓溫度100℃，熱壓時間90s，熱壓壓力1.0Mpa。

3.3 彩色薄竹修補裁邊

用同花色竹絲和502膠，將有缺陷的部位如脫膠、毛刺、裂隙等缺陷，進行修補。根據(jù)需要，將不同花色彩色薄竹裁剪成2440 mm×(410～l220)mm的規(guī)格板。薄竹角度平直，直邊平行紋理。

3.4 彩色薄竹砂光檢驗

彩色薄竹采用柔性雙砂帶砂光機進行砂光，180號定厚，240號砂光。檢驗分等，彩色薄竹顏色均勻，無明顯色差，無裂縫，表面平整光潔。將薄竹按照一定數(shù)量打捆、PVC塑料膜密封，產(chǎn)品包裝，成品入庫。

4 生產(chǎn)成本分析

各地因條件差異，生產(chǎn)原料、能源、動力及人力成本差異較大，且生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品品質(zhì)要求各不相同，因此彩色薄竹生產(chǎn)成本差異也較大。本文對浙江某地彩色薄竹生產(chǎn)成本作簡單分析。以普通無紡布為材料，年產(chǎn)1000m3生產(chǎn)線投資規(guī)模，總投資800萬元，5年設(shè)備折舊，2008年底材料價格為計算依據(jù)。下面的彩色薄竹成本效益分析，為立方米成本數(shù)據(jù)。按每年生產(chǎn)300d，染色刨切薄竹厚度按0.4mm計算。竹條按厚6.10mm、寬22.00mm、長2560.00mm的計算。銷售價格由廠方根據(jù)市場情況確定。部分數(shù)據(jù)僅計算所得，僅供參考。

4.1 主材費用

1．竹條 3562.78元

2．側(cè)拼膠 743.79元

3．冷壓膠 264.62元

4．軟化 100.00元

5．漂白 690.00元

6.染色 1420.00元

7．無紡布 810.00元

8．無紡布用膠 2750.00元

小計：按15%損耗率計算 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．電 548.00元

14．管理費 600.00元

15．設(shè)備折舊 3555.56元

16．其他 500.00元

小計 8640.23元

4.3 稅收

17．營業(yè)稅 1253.10元

4.4 銷售費用

18．銷售費 426.55元

總計（按80%成品合格率計算）

28107.49元/m3（11.24元/m2）。

1 劉志坤,李延軍,杜春貴,等.刨切薄竹生產(chǎn)工藝研究[J].浙江林學院學報，2003,20(3):227-231.

2 李延軍,杜春貴,劉志坤.刨切薄竹的發(fā)展前景與生產(chǎn)技術(shù)[J].林產(chǎn)工業(yè)，2003,30(3):36-38.

3 基太村洋子等. 木材的染色性(1)竹材構(gòu)成成分的染色性[J].竹材學會志，1971,（7）:292-297.

4 陳玉和.人造板仿黑胡桃薄木貼面技術(shù)[J].人造板通訊，2003,(6):10-11.

5 陳玉和, 陸仁書.木材染色進展[J].東北林業(yè)大學學報,2002,30(2):25-28.

6 陳玉和,陸仁書,楊洪義.泡桐木材仿紅木染色工藝的研究[J].林產(chǎn)工業(yè),2001,28(4):30-36.

7 陳玉和，陳章敏，吳再興，陳巖.竹材單板染色技術(shù)的研究[J].竹子研究匯刊,2008,27（3）:49-52.

8 陳玉和,胡偉華,常德龍.泡桐木材漂白過程中雙氧水分解率的研究[J].木材工業(yè),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開發(fā)項目（2006F12048）和浙江省重大科技專項農(nóng)業(yè)項目（2007C12SA630007）。

陳玉和（1963－），男，國家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心研究員，博士。