CN107825551A - 一种透光竹片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透光竹片的制备方法，其是将竹材经去青去黄制成竹片后，采用化学药剂进行处理，以去除竹片内部的部分木质素、胞腔内含物等物质，然后经清水清洗后，依次经无水乙醇浸泡、桐油浸渍，得到所述透光竹片。本发明所得透光竹片具有良好透光性能，并保留有竹材的纤维纹理，具有独特的装饰效果，可用于制作竹灯罩、竹扇、竹窗帘等室内装饰用品。

Description

一种透光竹片的制备方法
技术领域
本发明属于竹木材料加工技术领域，具体涉及一种透光竹片的制备方法。
背景技术
我国竹类资源丰富，竹林面积、竹子种类及经济利用水平均居世界首位，被誉为“竹子王国”。全世界约有100属1200多种竹子，我国计有39属约500余种，其中具有较高的经济、生态价值而被栽培、利用的有16属200余种。竹子是一种天然速生材料，与木材有着相似的质感，且我国竹材资源丰富，合理开发利用竹建筑材料可缓解国内木材供需矛盾，具有十分重要的经济、社会和环境效益。竹材色泽柔和、纹理清晰、手感光滑、富有弹性，给人以良好的视觉、嗅觉和触觉感受。它重量轻、韧性好、强度高，具有木材加工过程中可车、可铣、可雕的加工工艺性能，是一种非常好的板材生产原料。利用竹材的历史可追朔到几千年以前，在人类社会发展过程中，是人类利用的重要植物资源材料之一，用于制作各类生活用品，包括笊篱、箢篼、簸箕、竹笾、筲箕、斗笠、鸟笼、箩、篓、席、垫、纸、竹扇、竹灯罩、桌、椅、床、屋等等。现代还有一些竹质用具仍然是人们日常生活中的重要器具，特别是一些传承的手工艺产品，如竹丝扇，以及一些结合了现代加工工艺技术的竹加工产品，如竹灯罩、竹家具等。竹灯罩因竹材本身不具透光性，而通常采用小径竹筒、竹篾、竹丝为框架，糊上浸渍了桐油的纸张或羊皮纸等材料而制作而成。
《南京林业大学学报》刊发的“软化工艺条件对竹材及其重组材性能的影响”、《竹子研究汇刊》刊发的“竹材软化展平研究及其进展”、《佳木斯大学学报(自然科学版)》刊发的“不同软化处理方法对竹材质量的影响”等科技文献资料阐明了在竹材软化处理时，采用氢氧化钠、碳酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫化钠等等化学药剂，可以脱除少部分的木质素、抽出物以及细胞腔内侵填物质，以达到软化竹材、木材以及稻草等作物秸秆等作用，但其工艺效果仍不能使竹片透光。《南京林业大学学报》刊发的“预处理硫酸盐制浆溶出木质素的结构特性”、《云南工学院学报》刊发的“硫酸盐制浆和漂白的节能”、《纺织科技进展》刊发的“氢氧化钠处理对竹原浆纤维性能的影响”、安徽农业大学硕士论文“二氧六环和氢氧化钠预处理对毛竹溶解再生膜性能的影响”等科技文献，以及木素纤维原料的脱木质素方法”（CN 1522324A）、“用于将纸浆脱木质素和漂白的方法”（CN 105723028A）、“用于使用活化的过氧化氢使纸浆脱木质素和漂白的方法”（CN 103261514A）、“一种竹材溶解浆的氧脱木素工艺”（CN 102154885A）、“一种应用于蔗渣制浆的氧脱木素方法及设备”（CN104452395A）等专利文献，也阐述了采用氢氧化钠、碳酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫化钠等化学药剂可以脱除木质素或实现漂白，但其脱除木质素的对象是形态尺寸细小、纤长的纸浆纤维，目的是能制造出白度较好的纸张，其仍然未达到透光的效果。还有专利文献“一种利用空化效应辅助麦草脱木素的方法”（CN 104911940A）等利用超声波等方法辅助脱木素，其对象、目的和效果均与上述文献相同。专利文献“建筑用透明木模板及其制备方法”（CN 106013772A）、“建筑用透明木模板”（CN 206000158U）所述的方法需要用高压蒸汽加热到150-220℃后迅速降压，破坏板材的细胞壁，然后再用氢氧化钠溶液或氨水脱除木质素，最后用在1.1-2.0个大气压力下浸注环氧树脂制备，此法需用到压力容器，设备造价高、生产成本高；细胞壁被爆破法破坏，降低了木材本身的强度；浸注的环氧树脂，使产品成本进一步提高。美国马里兰大学能源研究中心的助理教授胡良兵在《Advanced Materials》刊物上发表的“高各向异性，高透明度木质复合材料(Highly Anisotropic， HighlyTransparent Wood Composites)》”，通过碱性处理液提取木质素后，浸渍环氧树脂后使木板的透光率高达90%，基本达到透明的效果，该透明木质复合材料缺少了木材基本纹理的装饰效果，同时成本较高；Li Y, et al. 在《Biomacromolecules》发表的“OpticallyTransparent Wood from a Nanoporous Cellulosic Template: Combining Functionaland Structural Performance”，将木材脱除木质素后，在纳米纤维结构网络中填充预聚合的甲基丙烯酸甲酯，使其达到半透明的效果，该项技术方法复杂、成本较高，也不具有木材纹理的装饰效果。“一种透光木材及其制造方法”（CN 106799874A）采用木皮（薄木）与光纤织物互相交错组坯，采用粘合剂胶合固定，使光线可以通过光纤透光，但此法仅在光纤层透光。“一种利用竹原纤维制备柔性透明纳米纸的方法”（CN 103757986A）利用竹原纤维经加入氢氧化钠溶胀、用乙酸和硫酸脱除木素，再进行漂白、纳米纤丝化、抄造成透明纳米纸，其非常薄，且工艺过程复杂，方法与本发明有非常大的差异。“透明木材的制备方法”（CN106243391A）将纯水、生物酶、冰乙酸和过氧化氢混合液处理薄木，之后用去离子水冲洗，再用双氧水和氨水提取，去离子水冲洗，再用纯乙醇、乙醇和丙酮混合溶液、纯丙酮抽提脱水，最后将聚合物注入到木材，得到透明木材，该法工艺过程非常复杂，也与本法有较大的差异。“一种荧光透明磁性木材的制备方法”（CN 106313221A）解决现有木材不透明、无磁性，且无荧光性能的问题，该项技术在脱去木材的木质素后，将制备的荧光磁性纳米粒子分散到聚甲基丙烯酸甲酯或环氧树脂中，在真空条件下，将树脂填充到木材中，制备得到荧光透明磁性木材。
“竹木制品用桐油热处理自动化生产线”（CN 106363744A）、“一种竹木防开裂桐油工艺的前处理装置”（CN 106166776A）、“一种竹材的防腐防开裂的处理方法”（CN106493814A）将桐油应用于竹材、木材的防开裂预处理，防止竹木材料开裂。“一种环保耐用装饰木料支架及木地板”（CN 101011832A）用50-300℃的桐油在浸泡24小时，使桐油渗入到木材的表层，使其具有疏水、防虫、防腐等性能，延长木材的使用寿命。“基于对木材表面涂抹木作油漆的施工工艺”（CN 103817060A）将桐油用松节油稀释后与石膏粉混合，用作家具底漆，提高漆膜质量和木材防腐性能。“一种防腐板材制备方法”（CN 106182266A）用桐油涂刷经防腐液浸泡处理后的板材，提高板材的防腐性能。各类技术文献表明，将竹木材料浸渍桐油或在其表面涂刷桐油，主要应用于竹木材料的防腐性能的提高、防开裂等应用中，以及类似于传统家具的表面涂饰材料。
发明内容
竹材本身不具透光性，而亚克丽、玻璃等材料虽透光性好，但不具天然纤维纹理，作为灯具、灯罩等室内外装饰材料时，装饰性效果不好。针对这一问题，本发明提供了一种透光竹片的制备方法，其所得竹片具有一定的透光性，保留了竹材的天然纤维纹理的装饰性，将其制备成灯罩、窗帘等室内装饰用品，具有较好的、独特的装饰效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种透光竹片的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将竹材经剖分、铣削，去除竹青和竹黄，制成厚0.1-8mm的竹片；
（2）将所得竹片用碱性化学药剂于60-100℃下浸泡60-240min；
（3）将浸泡后的竹片用清水浸泡、清洗，去除残留化学药剂；
（4）将清洗后的竹片直接或经漂白剂漂白后用无水乙醇浸泡4-48h，期间更换无水乙醇1-5次，以置换竹片中的水分，使竹片不收缩、变形；
（5）将乙醇浸泡后的竹片用桐油浸渍1-15天，取出，滴净或刮去竹片表面多余的桐油，于阴凉通风处干燥，制得透光竹片。
所述碱性化学药剂包括氢氧化钠、焦亚硫酸钠、硫化钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或多种。
所述桐油为纯桐油或经香蕉水稀释的桐油。
在化学药剂浸泡、清水清洗、漂白剂漂白、无水乙醇浸泡及桐油浸渍的过程中均可采用超声波辅助处理。
本发明将竹片经碱性化学药剂处理、清洗后，不经干燥，而直接采用无水乙醇浸泡，可克服竹片因干燥、水分蒸发而收缩，使纤维间隙减小，桐油难浸渍、无法再度使竹片润胀的问题。另外，若直接采用桐油进行浸渍，由于桐油与水不相容，且分子量大，无法渗入细胞内及细胞间隙中，故需长时间浸渍，且浸渍效果仍十分有限，不能使竹片良好透光。本发明通过将清洗后的湿竹片先经无水乙醇浸泡，利用乙醇置换竹片细胞内的水分，再结合桐油浸渍，可使桐油快速、充分进入竹片细胞内，且由于竹片未经干燥，竹纤维间隙较大，有利于进一步形成本发明竹片透光的效果。如图1所示，与常规竹片相比，本发明竹片在光源照射下可呈现明显光照斑圈，证明其具有良好的透光性能。因此，本发明方法制得的透光竹片可用于制备竹灯罩、竹扇、竹窗帘等家用竹制品。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明采用碱性化学药剂脱除竹片中部分木质素、胞腔内含物等物质，再经清洗、无水乙醇和桐油浸渍，利用乙醇置换竹片中的水分，以保持竹片润胀的状态，并使桐油能够有效浸渍渗入竹片中，得到具有一定透光性的竹片，且该竹片保留了竹材的天然纤维纹理，具有较好的、独特的装饰效果。
（2）本发明透光竹片由于经无水乙醇浸泡和桐油浸渍，使竹片形态稳定、不变形，同时还有非常好的防水、防虫、防霉、防腐性能。
（3）本发明制备工艺简单，处理全过程在常压条件下进行，不需要高压或真空处理设备，且各工序步骤采用超声波辅助，可加快处理速度，缩短透光竹片的生产周期。
附图说明
图1为不同竹片的透光效果对比图，其中A为未处理的常规竹片，B为本发明处理后的透光竹片。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
将竹材剖削成厚度1 mm的竹片，将竹片置于质量浓度0.3%的氢氧化钠溶液中，加热至100℃处理120min，取出后用清水清洗，再置于无水乙醇中浸泡8h，期间更换1次无水乙醇，最后将竹片置于纯桐油中浸渍3天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得黄褐色透光竹片。
实施例2
将竹材剖削成厚度0.1 mm的竹片，将竹片置于质量浓度0.5%的焦亚硫酸钠溶液中，加热至60℃处理60min，取出后用清水清洗，再置于无水乙醇中浸泡4h，期间更换1次无水乙醇，最后将竹片置于纯桐油中浸渍1天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得红褐色透光竹片。
实施例3
将竹材剖削成厚度2 mm的竹片，将竹片置于质量浓度1 %的氢氧化钠+硫化钠溶液（两者质量比3.5:1）中，加热至100℃处理90min，取出后用清水清洗，再置于无水乙醇中浸泡24h，期间更换2次无水乙醇，最后将竹片置于纯桐油中浸渍3天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得红褐色透光竹片。
实施例4
将竹材剖削成厚度3 mm的竹片，将竹片置于质量浓度2%的氢氧化钠+硫化钠溶液（两者质量比2:1）中，加热至80℃处理150min，取出后用清水清洗，再置于无水乙醇中浸泡24h，期间更换2次无水乙醇，最后将竹片置于纯桐油中浸渍5天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得红褐色透光竹片。
实施例5
将竹材剖削成厚度5 mm的竹片，将竹片置于质量浓度1.5%的氢氧化钠+硫化钠溶液（两者质量比3:1）中，加热至100℃、超声环境中处理150min，取出后用清水清洗，再置于无水乙醇中浸泡48h，期间更换3次无水乙醇，最后将竹片置于纯桐油中浸渍10天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得红褐色透光竹片。
实施例6
将竹材剖削成厚度8 mm的竹片，将竹片置于质量浓度1.5%的氢氧化钠+硫化钠溶液（两者质量比2.5:1）中加热至100℃、超声环境中处理240min，取出后用清水清洗，置于30%过氧化氢溶液中漂白20min，再置于无水乙醇中浸泡48h，期间更换5次无水乙醇，最后将竹片置于纯桐油中，超声波处理2h后再浸渍15天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得接近于竹材原竹色的透光竹片。
实施例7
将竹材剖削成厚度1 mm的竹片，将竹片置于质量浓度5%的碳酸氢钠溶液中加热至80℃、超声环境中处理150min，取出后用清水清洗，置于30%过氧化氢溶液中漂白10min，再置于无水乙醇中浸泡12h，期间更换1次无水乙醇，并超声波辅助浸泡1h，最后将竹片置于纯桐油中浸渍3天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得接近于竹材原竹色的透光竹片。
实施例8
将竹材剖削成厚度1.5 mm的竹片，将竹片置于质量浓度2%的亚硫酸钠溶液中加热至80℃、超声环境中处理120min，取出后用清水清洗，置于30%过氧化氢溶液中漂白20min，再置于无水乙醇中浸泡12h，期间更换1次无水乙醇，并超声波辅助浸泡1h，最后将竹片置于纯桐油中浸渍3天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得比竹材原竹色稍浅的透光竹片。
实施例9
将竹材剖削成厚度5 mm的竹片，将竹片置于质量浓度2.5%的氢氧化钠+硫化钠溶液（两者质量比1:2）中加热至100℃、超声环境中处理150min，取出后用清水清洗，置于30%过氧化氢溶液中漂白20min，再置于无水乙醇中浸泡48h，期间更换4次无水乙醇，最后将竹片置于用香蕉水稀释的桐油（香蕉水与纯桐油的体积比1:1.5）中，超声波处理2h后再浸渍8天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得接近于竹材原竹色的透光竹片。
实施例10
将竹材剖削成厚度8 mm的竹片，将竹片置于质量浓度1.5%的氢氧化钠+硫化钠溶液（两者质量比2.5:1）中加热至100℃、超声环境中处理240min，取出后用清水清洗，置于30%过氧化氢溶液中漂白20min，再置于无水乙醇中浸泡48h，期间更换5次无水乙醇，最后将竹片置于香蕉水稀释的桐油（香蕉水与纯桐油的体积比1:1.5）中，超声波处理2h后再浸渍15天，取出，滴净表面多余桐油后阴干，制得接近于竹材原竹色的透光竹片。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种透光竹片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将竹材经剖分、铣削，去除竹青和竹黄，制成厚0.1-8mm的竹片；
（2）将所得竹片用碱性化学药剂于60-100℃下浸泡60-240min；
（3）将浸泡后的竹片用清水浸泡、清洗，去除残留化学药剂；
（4）将清洗后的竹片直接或经漂白剂漂白后用无水乙醇浸泡4-48h，期间更换无水乙醇1-5次；
（5）将乙醇浸泡后的竹片用桐油浸渍1-15天，取出，滴净或刮去竹片表面多余的桐油，于阴凉通风处干燥，制得透光竹片。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碱性化学药剂包括氢氧化钠、焦亚硫酸钠、硫化钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述桐油为纯桐油或经香蕉水稀释的桐油。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）-（5）中采用超声波辅助处理。
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