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
[0001]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
[0002]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、簸萁、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。
[0003]《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 子研宄汇刊》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 l〇5723〇28A)、“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”(CN 104452395A)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 至Ijl50-22(TC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 一步提咼。美国马里兰大学能源研宄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,Highly Transparent 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“Optically Transparent Wood from a Nanoporous Cellulosic Template: Combining Functional and 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,,(CN l〇624339lA)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 106:313221A)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。
[0004] “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”(CN l〇6493814A)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 l〇3817〇e〇A)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 l〇6182266A)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
[0005]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。
[0006]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-l〇〇°C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。
[0007]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。
[0008]所述桐油为纯桐油或经香蕉水稀释的桐油。
[0009]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。
[0010]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 胀的向题。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。
[0011]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。
[0012] (2)本发明透光竹片由于经无水乙醇浸泡和桐油浸溃,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。
[0013] (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
[0014]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
[0015]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。
[0016] 实施例l 将竹材剖削成厚度1 ram的竹片,将竹片置于质量浓度〇 • 3%的氢氧化钠溶液中,加热至 100 °C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i次无水乙醇, 最后将竹片置于纯桐油中浸溃3天,取出,滴净表面多余桐油后阴干,制得黄褐色透光竹片。
[0017] 实施例2 将竹材剖削成厚度〇• 1 mm的竹片,将竹片置于质量浓度〇_5%的焦亚硫酸钠溶液中,力口 热至60°C处理60min,取出后用清水清洗,再置于无水乙醇中浸泡处,期间更换丨次无水乙 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。
[0018] 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丨%的氢氧化钠+硫化钠溶液(两 者质量比3_5:1)中,加热至l〇(TC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。
[0019] 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 质里比2:1)中,加热至80°C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。
[0020] 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匕卩%的氢氧化钠+硫化钠溶液(两 者质里比3• 1)中,加热至1〇〇 C、超尸环境中处理I50min,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1〇天,取出,滴净表面 多余桐油后阴千,制得红褐色透光竹片。
[0021] 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i_5%的氢氧化钠+硫化钠溶液(两 者质里比2_5.1)中加热至1〇〇 C、超尸环境中处理240min,取出后用清水清洗,置于30%过氧 化氢溶液中漂白20tnin,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。
[0022] 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8〇 C、超尸环境中处理150tnin,取出后用清水清洗,置于3〇%过氧化氢溶液中漂白i〇min,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lh,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。
[0023] 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 C、超尸环境中处理120min,取出后用清水清洗,置于3〇%过氧化氛溶液中漂白2〇min,再置 于无水乙醇中浸泡12h,期间更换丨次无水乙醇,并超声波辅助浸泡lh,最后将竹片置于纯桐 佃中浸溃3大,取出,御伊表曲多余桐油后阴干,制得比竹材原竹色稍浅的透光竹片。
[0024] 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^比1:2)中加热至100°C、超声环境中处理还伽化,取出后用清水清洗,置于3〇%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,超声波处理此后再浸渍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。 、
[0025] 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丨.5%的氢氧化钠+硫化钠溶液(两 者质量比2.5:1)中加热至l〇〇°C、超声环境中处理24〇min,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丨:丨• 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。
[0026]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、统削,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-l〇〇r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溃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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