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摘要：丹麦哥本哈根会议的召开和上海世博会的胜利开幕向人们预示着竹材作为木材的最佳替代品将在未来上演举足轻重的角色。各种各样的竹制品已经深受消费者喜爱，竹办公家具的市场也将会渐渐打开，其研发、生产、销售能力都要赶上时代的步伐。本文对竹材利用的现状及发展前景，及竹新型材料的开发利用状况进行分析整理。例如：竹集成材、竹重组材的利用情况和染色竹材、复合竹材的普及情况等。同时阐述了竹集成材与竹重组材的制备工艺。截至目前为止，对竹材的研究已经很多，有防腐处理、浸胶、塑化、软化、磨削等等。正是基于这些处理方法的研究成果，竹办公家具的设计开发才能实现工业化生产。
关键词：竹材办公家具材料特性与制造工艺；竹材办公家具纹理与色彩研究
引言：竹材是目前国际市场上新流行的一种工程成材产品，与木材一样可广泛用于建筑、家具和装修行业，日渐受到欧美和日韩等国的重视。随着国内外需求的增加，近年来竹集成材和竹重组材生产发展迅速，竹家具和竹地板产量在行业中的比例逐年增加。全面了解竹集成材和竹重组材的各项性能，对于合理使用竹材和扩大材的应用领域，都是十分重要的。竹办公家具对材料的要求主要包括力学性能、表面美学性能、加工性能、环保性能以及经济性。
一.竹基材料的发展概况
家具企业不是短期行为，材料的可持续性供应是企业生存的源泉。在木材资源日渐匮乏的今天，速生材也可能供应不了人们日益增长的需求，竹制材料作为商品材的一种有着持续稳定的供应渠道。现阶段，笔者在部分林产工业区调查竹集成材的研发已经趋于成熟，竹重组材以节省材料，纹理自然也渐渐被企业重视，开发、制造能力正在一步步加强，而竹复合材料因技术与成本的约束还没有被大量制造用于工业生产和产品开发。
1.竹集成材
竹集成材是一种新型的竹质人造板，它是通过以竹材为原料加工成一定规格的矩形竹片，再经过三防处理（防腐、防霉和防蛀）、干燥、涂胶等工艺处理进行组坯胶合而成的竹质板方材。新型竹集成材最小单元为竹片，因此它继承了竹材的物理化学特性；同时又有自身的特点。
2.竹重组材
重组竹又称重竹，是将竹材小径级材，经辗搓设备加工为横向不断裂、纵向松散而交错相连的竹丝或者竹束，然后经干燥或者热处理、施胶、组坯、热压而成的一种强度高、规格大、具有天然竹材纹理结构的新型竹质人造板材。是一种将竹材重新组织并加以强化成型的近几年发展起来的新型竹质材料。由于突破了传统的切削加工模式，在不破坏竹纤维的前提下将竹束或竹丝胶压成型，大大提高了竹材的利用率，并使小径竹、劣质材的利用成为可能。
3.竹复合材料
由于目前关于复合材料的理论还不成熟，要给予竹质复合材料一个确切的定义还缺乏充分的理论根据。可以认为竹质复合材料是竹质材料与另一种（或多种）非竹质材料复合而成的材料，属于天然高聚物复合材料。现在我国正在研究的有：竹材—无机复合材料研究、竹塑复合材料研究、竹木复合材料研究、竹—金属复合材料研究、竹—玻璃复合材料研究。
二.竹材制造工艺
要进行竹材办公家具的设计，就要熟知竹材基材的板材结构，以此来支撑家具的结构设计。从竹集成材与竹重组材的制备过程可以看出，相对于当前办公家具企业使用的基材，竹材在强度、环保性、可加工性能上有很大的优势。
1.竹集成材的制备
竹集成材的基本单元是矩形竹片，其规格尺寸为（50~100）cm*20cm*（5~6）cm，一般要求以大径级的毛竹为原料。目前我国的竹集成材主要用于生产竹地板。在其制作过程中，经过粗刨、精刨等工序将耐水性差，胶接性能不好的竹青和竹黄层去除，切削量大，利用率在35%~40%之间，产品的成本较高。另外，考虑到竹材易虫蛀、腐朽和霉变的特性，在基本单元的制备过程中，竹片需经过蒸煮去除竹材内的营养物质，同时加入防虫、防腐剂等。不同地区对产品的材色有不同的要求，故要对基本单元进行碳化、漂白和调色处理。
竹集成材的主要制造流程如下：
选竹——截距——开条——粗刨——蒸煮——干燥——碳化——精刨——选片——涂胶、陈化——表层胶拼——芯层胶拼——芯层刨光——整板胶合——锯边或开料——砂光检验分检、修补.
2.竹重组材的制备
重组竹的基本单元为纤维化竹单板。竹纤维化单板是将剖分后的竹筒去竹节，然后通过纤维分离技术形成由交织竹束构成的网状结构的竹束，竹材的利用率高达90%~95%。重组竹对原料的选择不像竹集成材那样严格，它可以采用小径级的杂竹为主要原料。由于基本单元的特殊的制备方法确保了重组竹完全可以用小径级的竹材为原料，从而使不能被充分利用的小径材得到充分利用。
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重组竹的主要制造流程如下：
竹材——截断——剖分——去青——碾压疏解——干燥——浸胶——干燥——组坯——热压——重组竹
3.集成材、重组材与办公家具常用人体工程学数据目前我们办公家具常用基材是刨花板和中密度纤维板，要求较高的企业会使用实木基材如水曲柳等。而竹材无论是利用率、物理力学性能、绿色环保性都优于这些办公家具常用基材。
一般的木材（杉木、樟木、橡木）利用率比较低，其综合利用率为48%。从表2-1可以看出：集成材与重组材的利用率都比较高，重组竹的利用率更达到了95%。大大减少了木材资源短缺带来的压力。竹集成材不仅继承了原竹在抗压、抗弯、抗拉力度方面的优势，具有幅面大、强度高、刚性好、耐磨拉等特点，而且湿涨干缩变形率更低。除了价格略高之外，其他各项指标均高于实木材质与人造板材质的办公家具。
另外，竹材加工性能较好，竹集成材和重组材可以进行锯截、刨削、镶嵌、开榫、钻孔、砂光、装配和表面装饰等方式加工，而且竹片上的竹节无需封边且具有装饰特点的断面、弦面和径面构成竹集成材特有的美感。竹束拼接的花纹也增加了重组竹的艺术性。当前我国竹集成材板材的生产中，主要使用的是低毒，甚至无毒的特种胶（改性的脲醛树脂胶），竹集成材家具大多为板式家具结构的拆装型结构，工艺性好，表面涂装装饰与一般木材表面涂装相似。竹重组材在用胶量上要大于集成材，这就决定了重组材具有更强的力学性能。
竹办公家具应该严格遵循人体工程学的要求，对于桌椅类的高度，国家已有标准规定。其中，桌类家具高度尺寸标准可以有700mm、720mm、740mm、760mm四个规格；椅凳类家具的座面高度可以有400mm、420mm、440mm三个规格。另外还规定了桌椅配套使用标准尺寸，桌椅高度差应控制在280至320mm范围内。正确的桌椅高度应该能使人在坐的时候保持两个基本垂直：一是当两脚平放在地面时，大腿与小腿能够基本垂直。这时，座面前沿不能对大腿下平面形成压迫。二是当两臂自然下垂时，上臂与小臂基本垂直，这时桌面高度应该刚好与小臂下平面接触。这样就可以使人保持正确的坐姿和书写姿式。国标还规定了写字桌台面下的空间高不小于580mm，空间宽度不小于520mm，这是为了保证人在使用时两腿能有足够的活动空间。至于沙发类尺寸，国标规定单人沙发座前宽不应小于480mm，座面的深度应在480至600mm范围内，座面的高度应在360mm至420mm范围内。挂衣杆上沿至柜顶板的距离为40mm至60mm，下沿至柜底板的距离，挂长大衣不应小于1350mm，挂短外衣不应小于850mm。衣柜的深度主要考虑人的肩宽因素，一般为600mm，不应小于500mm。书柜类国标规定搁板的层间高度不应小于220mm，否则，就放不进32开本的普通书籍。考虑到摆放杂志、影集等规格较大的物品，搁板层间高一般选择300mm至350mm。
3.竹材纹理与色彩
集成材纹理与色彩竹条按照不同的排列方式压制的竹板会呈现出不同的板材结构和外观特征。传统的竹板包含平压和侧压两种方式；色彩可以分成碳化和本色两种（除后期上各种颜色的油漆）。这样最基本的竹集成材的纹理就有四种：本色平压板材、本色侧压板材、碳化平压板材、碳化侧压板材。
（1）本色平压板材：竹条平放排列未经碳化处理，利用竹材本来的颜色，通常为浅黄褐色，在高温下加入粘胶剂进行压板。这种方式压制的竹板表面呈现出比较宽大的竹节纹理。
（2）本色侧压板材：竹条侧向排列，在高温下加入粘胶剂进行压板。这种方式压制的竹板表面呈现出比较窄的竹节纹理。
（3）碳化平压板：竹条经过碳化处理，通常为焦糖色，在高温下加入粘胶剂进行压板。这种方式压制的竹板表面呈现出比较宽大的竹节纹理。
（4）碳化侧压板：竹条经过碳化处理，通常为焦糖色，在高温下加入粘胶剂进行压板。这种方式压制的竹板表面呈现出比较窄的竹节纹理。
4.重组材纹理与色彩
重组竹是将竹材小径级材，经辗搓设备加工为横向不断裂、纵向松散而交错相连的竹丝或者竹束热压而成的具有天然竹材纹理结构的新型竹质人造板材。竹重组材也因碳化与未碳化的区别可以形成三种不同的天然纹理：本色重组竹、碳化重组竹、斑马纹重组竹。竹重组材材料质感、触感、颜色、纹理等方面与红木（花梨木、红酸枝等）极其相似。采用疏解工艺制成的竹材纤丝束经高温高压重组而成的竹重组材，表面有木材导管状的细沟槽，表面纹理有的似直条状的径切纹，有的似山形的弦切纹[35]，还有小节状涡纹，自然流畅、富于变化。重组材的材色也有多样，可以是浅黄褐色（本色）或碳化成茶褐色（碳化色），也可以是本色与碳化色的混合色（斑马纹），若加上油漆的作用还可以染成各种珍贵材色，完全可以替代红木材料。
三．小结
竹集成材与竹重组材都具有良好的物理力学特性、加工性能，最具特色的就是它们的环保性能。但是集成材与重组材也有它们各自的缺点：集成材是一定规格的矩形竹片组坯胶合而成，施胶面力学强度的大小决定集成材的加工性能。重组竹是由疏解后的竹束胶压而成，疏解不充分的竹束会在型材内形成细微的纵向空隙也影响重组材的加工性能。所以在进行家具加工时，横截纵解要符合一定的尺寸规律，避免出现跳丝、崩茬、开裂等现象。竹材的横向抗拉强度远远小于纵向抗拉强度，在加工时也必须扬长避短。
论文作者:刘界喜
论文发表刊物:《基层建设》2015年30期
论文发表时间:2016/8/11
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