竹集成材是一种新型家具基材，它是先将原竹加工 成一定规格的矩形竹片，再经三防处理（防腐、防霉和 防蛀）、干燥、涂胶等工艺组坯胶合而成的竹质板材。竹 集成材家具是用竹集成材加工而成的家具制品。竹集成 材家具生产主要是采用板式家具的生产工艺流程，但较 一般板式家具，竹集成材表面有天然的致密通直的纹 理，竹节错落有致，板边只需铣削而勿需封边。竹集成 材家具还可进行雕刻、镶嵌和烙花等多种表面装饰，因 此，竹集成材家具在结构性和美学性上皆有较令人满意 的特性，越来越多受到消费者的喜爱和欢迎。
1 竹集成材家具的特征
1.1 基材具有良好的力学性能和加工性能
竹集成材材质细密，不易开裂、变形，具有抗压、抗 拉、抗弯等优点，各项性能指标均高于常用木材。此外 竹集成材具有幅面大、变形小，尺寸稳定、强度大、刚度 收稿日期:2011-03-10 作者简介:李军伟（1974-），男，讲师、硕士，木材与家具检验
国家职业技能鉴定考评员，主要从事木材加工技术、家 具设计与制造的相关教学与研究工作。 好、耐磨损等特点，可以锯截、刨削、镂铣、开榫、钻孔、 砂光、装配和表面装饰加工。
1.2 家具具有竹子的天然纹理和色彩
竹材具有特殊的颜色和结构，所以胶合而成的竹材 集成材的板面具有特殊的纹理。竹集成材的胶合方式分 平压和侧压两种：平压是指将每个竹条的径面涂胶加压 胶合，板材表面可见的是竹材的弦面，保留竹节的天然 纹理，加之竹材弦面较宽，所以竹节纹理清晰可见；侧压 是将每个竹条的弦面涂胶加压胶合，板材表面可见的是 竹条的径面。由于竹材径面厚度有限，要达到同等宽度 需要竹条数量较多，板面显示的是径向的竹节纹理，所 以板面纹理细密。平压竹集成材常用于桌面、柜门等部 位，纹理清晰大方，充分表现了竹集成材的外观特点。侧 压的竹集成方材，常用于加工椅腿、桌腿等外观纹理要 求不高的部位。
图1为竹集成材的纹理效果。 竹集成材常见的颜色有本色和炭化两种。本色是指 竹集成材保持竹材竹肉部分天然的浅黄颜色；炭化是指
碳化平压 碳化竖压 本色竖压 本色平压 斑马纹 图1 竹集成材的纹理效果 采用高温、高压饱和蒸汽处理技术使竹片炭化后，竹材 呈现类似于浅咖啡色的颜色。本色自然亲切，但是材性 和颜色经长时间使用后易改变；经炭化处理的竹材色彩 稳重、深沉，材性稳定且表面硬度略高。竹集成材家具 为保持其天然材质，一般采用透明清漆涂饰。
1.3 家具造型简洁优美
与木质家具比较，由于竹材具有较强的物理力学性 能，因此在同等承载条件下，新型竹集成材家具构件能以 较小的尺寸满足强度要求，在家具的整体造型上显得更 为轻巧，更能体现竹材的刚性以及力的美学。在竹集成材 家具中，竹片上的竹节、端面、弦面和径面可被视为造型 上最基本的构成要素。这些固有的造型要素具有很强的 装饰效果，并赋予竹家具造型以新概念；可利用炭化竹片 和本色竹片拼成美丽图案，新型竹集成材家具讲究造型 简洁明快和线条舒展流畅；能够实现家具的模数化组合、 延展；整体设计上崇尚家具天然、朴素、环保的特质；追求 家具功能的多元化，以最大的限度来满足人们舒适的需 求；通过材料的多种应用和丰富的色彩变化，使其在风格 上形成多样化以满足不同层次消费者的需求；新型竹集 成材家具设计可以与建筑设计、室内设计实现融合而且 具有承载空间整合的功能。图2为竹集成材家具的造型。
成材开发可拆装家具，不仅在设计、生产、储存、运输、 销售安装等方面有许多适应现代化大工业生产的优点， 而且从生态设计的角度讲，它对环境保护也具有重要的 意义，具有传统框式家具难以相比的优点。
2 竹集成材家具的生产
竹集成材家具可分成三种类型：一是以榫接合为主 的传统家具，其造型和结构类似于传统的硬木家具；二 是现代板式结构的家具，可实现标准型部件化加工；三 是弯曲家具，在传统的圆竹家具的基础上，主要发挥竹 材在纵向上较好的柔韧性。竹集成材家具可实现工业化 生产以及家具的模数化，整体设计上崇尚天然、朴素、环 保的特质，通过材料的选择和变化，使其在风格上呈多 样化，满足不同层次消费者的需求。
2.1 竹集成材的生产工艺
采用新鲜竹为原料，经断料、冲片、打节定厚、防 蛀防霉、干燥、碳化、精刨、品管分组、胶单板、单板养 生、施胶复合、清边平整后制成可用作制造各种高档家 具、门窗、地板或工艺品的大块方料，方料外型尺寸可达 220x1100x2200mm。
备料：选用一定竹龄的新鲜茅竹； 断料：将竹材按生产所需长度尺寸断成竹筒； 冲片：将竹筒按工艺要求的宽度尺寸用开片锯顺竹 纤维锯开，得到平行度较高的竹胚条；
打节定厚：用打节定厚机将竹胚条加工成厚度相同 的竹胚条；
防蛀、防霉处理：将竹胚条浸泡在加有防蛀、防霉 剂的药液中沸煮2~ 3小时，如要漂白，则可在药液中加 入漂白剂；
干燥：将经上述处理后的竹胚条置于干燥室中进 行干燥，使竹胚条的含水率达8 ~ 1 0%;
碳化：将干燥后的竹胚条置于碳化釜中，用蒸汽加 热^I」1 20°C~1 30°C，压力为0. 235 ~ 0. 275MPa, 时间为2 ~ 3小时,使毛竹中含有的糖份碳化；
精刨：对碳化后的竹胚条进行精刨，使竹胚条各断
面误差在±0. 0 6mm以内；
品管分组：将精刨后的竹胚条按色泽分组，即将色 泽相同或相近的竹胚条归为一组；
胶拼单板：将同组的竹胚条用上胶拼板机进行涂胶
压拼成单板，其正向压力为7. 85-10. 7MPa,侧向 压力为2 5~3 0MPa,温度为9 0C,时间为8 0秒；
单板养生：将单板架空置于自然环境中，放置
24-7 2小时,使其内部温度、含水率均衡，从而达到单 板内部应力平衡；
施胶复合：将经养生后的单板涂胶后，根据用途按 顺纤维方向或错纤维方向多层叠拼复合热压成大块集 成方材，热压温为90C,压力为21~2 6MPa,时间为 0．5-2．5小时；
清边平整：将成型的大块集成方材周边的多余胶痕 清除后即成为竹集成材成品。
2.2 家具的生产工艺
其工艺流程如下：
竹集成材〜锯边〜砂光〜板方材加工（接长、拼 宽、锯裁、刨削）-零部件加工（接长、拼宽、锯裁、刨 削）-零部件加工（开槽、钻孔、砂光、铣型）-表面涂饰 -零部件装配-竹集成材家具产品。
3 竹集成材家具生产的技术环节
3.1 竹材的加工处理
为了合理使用竹材,充分利用竹材特点,使竹家具富 有色彩和式样的变化,必须在制作前对竹材进行截取、 脱油、矫正、磨光、漂白、染色或人工斑纹的制作等,这 些被统称为竹材的加工处理。与木质家具不同的是原竹 的截断、纵剖、去青去黄等加工采用断竹机、裂竹机、去 青去黄机等专用的竹材加工机械。
3.2竹材的物理化学处理
竹材比一般木材含有更多的营养物质，所以在一定 温度和湿度下容易发生霉变和虫蛀。在生产上防霉变 和虫蛀的方法有两种：一是竹材蒸煮；二是竹材炭化。 竹材蒸煮是将粗刨好的竹片放入60C左右的热水中，再 按5%-8%的比例加入浓度为30%的过氧化氢及适量的 防虫防霉剂，将水用蒸汽加热煮沸并保持6-8小时。由 于过氧化氢的作用，在防虫防霉的同时也使不同年龄和 不同部位的竹材颜色趋于一致，减少了色差。炭化是将 粗刨好的竹片放入专用的炭化炉，打开蒸汽阀，使压力 达到0.3MPa左右，保持70~90min,排出蒸汽，取出竹 片。竹片经过蒸煮或炭化后，含水率一般可达35%-50% 左右，然后在干燥窑采用60-70C左右的温度连续烘干
72-84小时，含水率可达到10%以内。
3.3 竹片条含水率控制
竹片条含水率是影响板件变形和胶合弯曲质量的 重要因素之一。含水率过低，胶合不牢、弯曲应力大、板 坯发脆，易出废品；含水率过高，弯曲后因水分蒸发产生 较大内应力而引起变形。用低毒脲醛树脂胶时，竹片条 含水率以6%-8%为宜。竹片条应表面光洁，粗糙度小， 这样用胶量小，竹片条间在压合时能充分贴合，胶合强 度高。竹片条厚度在15mm以上时偏差不超过± 0.1mm, 同时应选用固体含量高、水分少的胶粘剂。
控制竹片条含水率和消除内应力的工艺是将 竹片条送至浸煮池里进行防霉、防蛀处理，然后有序 地堆放在托架上，送入炭化窑在0.4MPa~0.5MPa, 130C-160C的条件，进行碳化处理3 ~ 4小时。使竹片的 含水率达到要求。然后再进行选片、配色、涂胶、组坯； 竹片条经涂胶组坯后送入热压机胶合成为板坯，板坯需 经达96小时的恒温定性处理，充分消除内应力后才可进 行竹产品的后续加工。
3.4 竹片条板定型压模工艺
竹片条板的弯曲定型工艺是弯曲竹集成材生产工艺 中的关键。模具必须配合精密，才能压出胶合牢固、形状 正确的胶合弯曲件。压模的材料应尺寸稳定性好，不易变 形，具有一定的刚度。模具表面必须平整光洁。模具的曲 线形状、曲率大小及结构直接影响成品质量。竹产品的曲 率越大，弯曲定型的难度也越高，整根竹片条长度范围内 的压缩差异也越大。在弯曲过程中应缓慢均匀加压，使 竹片条受力均匀，操作时需在侧向准确定位才能保证被 弯曲的竹片条捆不发生扭曲歪斜。考虑到弯曲竹集成材 的弹性恢复，在模具设计制造时曲率半径需留有适当余 量，待竹片条弹性恢复后即达到设计要求的曲率半径。
3.5 竹片条的加压方式与热压工艺
竹片条经蒸煮软化，趁热置于模具内加压弯曲，可 使竹片条弯曲成要求的曲线形状，然后可进行干燥定型 或急剧冷却定型。干燥定型所需的时间较长，随着干缩 量的增大，加压装置需跟踪紧固才能使定型准确；急剧 冷却定型在后续干燥过程中会产生一定量的回弹，较难 准确达到设计的曲率半径。加压弯曲的压力必须足够， 使板坯紧贴模具表面，板层间紧密接触。
（下转第22页） 4h, WPG从29.58%增加到33.61%,升高13.62%;增容率从 8.19%增至9.35%，升高14.16%；密度增加率从19.69%增至 22.15%，升高12.49%。浸胶时间从2h增至4h,增重率下降了 6.81%，增容率升高了17.65%，密度增加率降低了16.88%。
烘至绝干的杨木试件放入脲醛树脂胶与蒸馏水的 混合液体中，稀释的胶液随时间延长而进入木材内部是 有限的，当脲醛树脂胶的分子进入到一定程度后，便不 再深入，将欲深入的其它分子挡在其后。而且，在实验 过程中，随浸胶时间的延长，脲醛树脂胶与蒸馏水发生 分层现象，混合在蒸馏水中的脲醛树脂分子浓度降低， 致使增重率反而下降。
2.4 开孔个数对浸注效果的影响
在正交实验中，开孔个数对增重率、密度增加率 影响较大，对增容率影响不大。在浸胶时间和浸胶浓 度相同的条件下，即取相同开孔个数条件下3个实验 结果的平均值，未开孔的试件到开8个孔试件WPG从 23.29%上升到35.94%，增加了54.31%;增容率从8.5% 上升到9.95%，增加了17.06%;密度增加率从13.6%上升 到23.66%，增加了73.97%。开16个孔比开8个孔增重率 下降到35.28%，密度增加率下降到23%，增容率达到 10.1% ，基本上都保持不变。
木材液体输送主要靠微毛细管系统和大毛细管系 统，同列细胞与细胞间通过纹孔进行横向运输，纹孔的 纹孔塞使得细胞间水分的传递受到极大的限制，胞间质 进行水分运输远远小于径向的导管间的运输。在木材表 面开沟槽可以提高吸胶量。垂直于纹理方向开孔，使得 两个吸胶面间的扩散距离缩短，木材表面积增大，加大 木材与胶液的接触面积，利于胶液在木材中沿导管方向 的扩散，在一定程度上提高木材横向的渗透性，增加了 提高木材的吸胶量的可能性。另外，还要指出，打孔时 不要将孔打穿。在实验中发现，孔打透的试件的增重率 小于没有打透的试件，可能是因为孔通透的试件不能使 脲醛树脂胶停留在试件中。
3 结论
(1) 在试验参数范围内影响杨木浸胶效果的因素 由主到次为：开孔个数—浸胶时间—浸胶浓度。
(2) 在试验参数范围内胶浓度对增重率有一定影响， 开孔个数对增重率影响显著，对密度增加率有一定影响。
(3) 在试验参数范围内较优的工艺参数为浸胶浓 度为30%，浸胶时间2h,打孔个数8。
(4) 由于条件所限，对开孔参数如孔深度、孔直 径、孔间距没有进行深入研究，对不同尺寸毛白杨木材、 不同浸注方法以及不同种类树脂浸注工艺试验也有待 进一步研究。
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(上接第49页)
热压工艺参数是影响竹片条胶合弯曲的重要因素， 压力应足够保持板坯弯曲到指定的形状和厚度，保证各 层单板的紧密结合;温度和时间直接影响到胶的固化， 太高的温度会使竹材降解，其力学性能下降，同时也会 造成胶层变脆;温度太低则会使胶固化时间延长，降低 生产效率，也容易造成胶合强度不足、开胶等缺陷。
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