一種精確調(diào)控竹材顏色的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于竹木加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種精確調(diào)控竹材顏色的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 竹材具有廣泛的應(yīng)用，但是天然竹材色彩較為單一，熱處理是一種不需化學(xué)藥 劑的環(huán)保處理方法，可豐富竹材色差、提高竹材耐腐性能和材料尺寸穩(wěn)定性。中國(guó)專利 CN1887551A公開(kāi)的竹材熱處理(炭化）方法是在炭化罐中用2~3Mpa的蒸汽為介質(zhì)進(jìn)行 的，然而高壓蒸汽一方面對(duì)設(shè)備要求高、造價(jià)也高，另一方面蒸汽壓力較難精確控制，由 此導(dǎo)致成本較高，且不同批次熱處理竹材容易有較大色差，影響產(chǎn)品質(zhì)量。中國(guó)專利CN 101024292A公開(kāi)了一種利用熔融的鋅或錫鋅合金熱處理竹木材不同時(shí)間以改變顏色的方 法，但未說(shuō)明顏色調(diào)控方法，所用介質(zhì)也較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種精確調(diào)控竹材顏色的 方法的技術(shù)方案。
[0004] 所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于包括以下工藝步驟： 1)建立竹材熱處理三維樣品庫(kù) 常壓下，將含水率為15%以下的竹材分別放入到不同的熱處理介質(zhì)中，在不同的溫度 下進(jìn)行不同時(shí)間的炭化處理，炭化完成后，建立炭化竹材顏色的溫度-介質(zhì)-時(shí)間三維樣品 庫(kù)； 2) 樣品庫(kù)轉(zhuǎn)換成顏色庫(kù) 利用色度計(jì)測(cè)定樣品CIEL*a*b*色度，測(cè)試條件為：D65光源10°觀測(cè)角，測(cè)試指標(biāo)為 明度指數(shù)L*，紅綠軸色品指數(shù)a*，黃藍(lán)軸色品指數(shù)b*，飽和度C*，色相，將步驟1)得到的 三維樣品庫(kù)轉(zhuǎn)化為顏色庫(kù)； 3) 熱處理方案初選 根據(jù)樣品庫(kù)初步判斷熱處理方案，然后計(jì)算目標(biāo)色與數(shù)據(jù)庫(kù)中相近色的指標(biāo)差Λ L*、 Aa*、Ab*、AC*、Ah° 和總色差ΛΕ，其中 AE=(AL*2 +Aa*2 +Ab*2)1/2,以總色差 Λ E最小選取若干熱處理方案； 4) 熱處理方案多維度優(yōu)選 根據(jù)產(chǎn)品的性能判斷選擇合適的熱處理介質(zhì)，并從步驟3)中若干熱處理方案中確定優(yōu) 選的熱處理方案； 5) 數(shù)據(jù)庫(kù)精細(xì)化 優(yōu)選出的熱處理方案的竹材顏色與目標(biāo)色色差仍較大，則可調(diào)整熱處理時(shí)間和溫度逐 步達(dá)到目標(biāo)，然后將這些調(diào)整后的數(shù)據(jù)加入到三維數(shù)據(jù)庫(kù)中，使之進(jìn)一步精細(xì)化。
[0005] 所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于所述的竹材包括原竹、竹條、竹 絲或竹板材。
[0006] 所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟1)中熱處理介質(zhì)為 空氣、大豆油、固體石蠟、導(dǎo)熱油和二甲基硅油。
[0007] 所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟4)中產(chǎn)品后續(xù)需膠 合或油漆，則選取對(duì)膠合、油漆影響較小的熱處理介質(zhì)；產(chǎn)品后續(xù)用于室內(nèi)接觸人體，則選 取毒性小的熱處理介質(zhì)；產(chǎn)品后續(xù)用于室外需防水耐老化，可選擇防水耐老化的熱處理介 質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明利用溫度-介質(zhì)-時(shí)間三因素建立竹材熱處理后的樣品顏色三維數(shù)據(jù)庫(kù)， 為目標(biāo)竹材顏色的熱處理方案提供一個(gè)基準(zhǔn)取件，由于不同熱處理介質(zhì)特性不同，可以從 多個(gè)技術(shù)維度選擇合理的熱處理方案。另外，本發(fā)明利用常壓空氣以及其他液體介質(zhì)對(duì)竹 材進(jìn)行熱處理，不但不需要壓力容器，成本較低，而且溫度容易控制，色差也因此較容易控 制，產(chǎn)品質(zhì)量也易于保證。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為200°C下的竹材熱處理后顏色的介質(zhì)-時(shí)間樣品矩陣。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0011] 實(shí)施例1 : 1)建立竹材熱處理三維樣品庫(kù) 毛竹竹片在200°C的空氣、大豆油、固體石蠟、導(dǎo)熱油、二甲基硅油等5種介質(zhì)中處理 0.5、2、4、8h后的顏色見(jiàn)圖1。此表可視為樣品庫(kù)的一層，然后在其它溫度下用于該表相同 的條件建立更多的層，最終形成一個(gè)三維庫(kù)。
[0012] 2)樣品庫(kù)轉(zhuǎn)換成顏色庫(kù) 利用色度計(jì)測(cè)定樣品CIEL*a*b*色度，測(cè)試條件為：D65光源10°觀測(cè)角，測(cè)試指標(biāo)為 明度指數(shù)L*，紅綠軸色品指數(shù)a*，黃藍(lán)軸色品指數(shù)b*，飽和度C*，色相h°，將步驟1)得到 的三維樣品庫(kù)轉(zhuǎn)化為顏色庫(kù)。
[0013] 3)熱處理方案初選 取目標(biāo)樣品毛竹竹片，目測(cè)目標(biāo)樣品毛竹竹片的目標(biāo)色介于大豆油200°C熱處理0. 5h 和2h之間，根據(jù)步驟1)建立的樣品庫(kù)，肉眼初步判斷與空氣熱處理需8h、大豆油和固體石 蠟均處理0. 5h~2h、導(dǎo)熱油和二甲基硅油均處理0. 5h，然后計(jì)算目標(biāo)色與數(shù)據(jù)庫(kù)中相近 色的指標(biāo)差Λ L*、Λ a*、Λ b*、Λ C*、Λ h°和總色差Λ E (當(dāng)計(jì)算速度夠快時(shí)，也可全部計(jì) 算），目標(biāo)色的 L*、a*、b*、C*、h° 指標(biāo)為（36. 84、13. 20、20. 41、24. 38、56. 81)，總色差 ΔΕ 的計(jì)算結(jié)果如下表，其中Λ Ε=( Λ L*2 + Λ a*2 + Λ b*2) 1/2,以總色差Λ E最小選取若干 熱處理方案，經(jīng)比較初步選定各組最接近的熱處理方案如下：空氣熱處理需8h、其余介質(zhì) 均處理0. 5h，且與導(dǎo)熱油處理0. 5h的總色差是所有組中最小的。
[0014] 4)熱處理方案多維度優(yōu)選 考慮到該竹片后續(xù)需要膠合，只能使用導(dǎo)熱油處理，故選取導(dǎo)熱油處理〇. 5h這個(gè)方 案。也可以最開(kāi)始就根據(jù)后續(xù)加工需要膠合等因素將固體石蠟排除掉。
[0015] 5)數(shù)據(jù)庫(kù)精細(xì)化 根據(jù)Λ L*確定處理時(shí)間是該延長(zhǎng)還是縮短：當(dāng)Λ L* > 0時(shí)，處理時(shí)間相對(duì)樣品應(yīng) 縮短，當(dāng)Λ L* < 0時(shí)，處理時(shí)間相對(duì)樣品應(yīng)延長(zhǎng)。目標(biāo)色的L*相對(duì)導(dǎo)熱油處理0. 5h的 Δ L*=0. 71，則可將時(shí)間縮短至0. 45或0. 4h，以進(jìn)一步減小總色差ΔΕ 實(shí)際上在本例 中，總色差為1. 12,肉眼只是稍有感覺(jué)，是否需要進(jìn)一步優(yōu)化視要求而定一一然后將這些調(diào) 整后的數(shù)據(jù)加入到三維數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣導(dǎo)熱油熱處理的時(shí)間間距更密集，數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步精 細(xì)化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于包括以下工藝步驟： 1) 建立竹材熱處理三維樣品庫(kù) 常壓下，將含水率為15%以下的竹材分別放入到不同的熱處理介質(zhì)中，在不同的溫度 下進(jìn)行不同時(shí)間的炭化處理，炭化完成后，建立炭化竹材顏色的溫度-介質(zhì)-時(shí)間三維樣品 庫(kù)； 2) 樣品庫(kù)轉(zhuǎn)換成顏色庫(kù) 利用色度計(jì)測(cè)定樣品CIEL*a*b*色度，測(cè)試條件為：D65光源10°觀測(cè)角，測(cè)試指標(biāo)為 明度指數(shù)L*，紅綠軸色品指數(shù)a*，黃藍(lán)軸色品指數(shù)b*，飽和度C*，色相，將步驟1)得到的 三維樣品庫(kù)轉(zhuǎn)化為顏色庫(kù)； 3) 熱處理方案初選 根據(jù)樣品庫(kù)初步判斷熱處理方案，然后計(jì)算目標(biāo)色與數(shù)據(jù)庫(kù)中相近色的指標(biāo)差ΛL*、Aa*、Ab*、AC*、Ah° 和總色差ΛΕ，其中AE=(AL*2 +Aa*2 +Ab*2)1/2,以總色差 ΛE最小選取若干熱處理方案； 4) 熱處理方案多維度優(yōu)選 根據(jù)產(chǎn)品的性能判斷選擇合適的熱處理介質(zhì)，并從步驟3)中若干熱處理方案中確定優(yōu) 選的熱處理方案； 5) 數(shù)據(jù)庫(kù)精細(xì)化 優(yōu)選出的熱處理方案的竹材顏色與目標(biāo)色色差仍較大，則可調(diào)整熱處理時(shí)間和溫度逐 步達(dá)到目標(biāo)，然后將這些調(diào)整后的數(shù)據(jù)加入到三維數(shù)據(jù)庫(kù)中，使之進(jìn)一步精細(xì)化。2. 如權(quán)利要求1所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于所述的竹材包括原 竹、竹條、竹絲或竹板材。3. 如權(quán)利要求1所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟1)中熱 處理介質(zhì)為空氣、大豆油、固體石蠟、導(dǎo)熱油和二甲基硅油。4. 如權(quán)利要求1所述的一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟4)中產(chǎn) 品后續(xù)需膠合或油漆，則選取對(duì)膠合、油漆影響較小的熱處理介質(zhì)；產(chǎn)品后續(xù)用于室內(nèi)接觸 人體，則選取毒性小的熱處理介質(zhì)；產(chǎn)品后續(xù)用于室外需防水耐老化，可選擇防水耐老化的 熱處理介質(zhì)。
【專利摘要】一種精確調(diào)控竹材顏色的方法，屬于竹木加工技術(shù)領(lǐng)域。其包括以下工藝步驟：1）建立竹材熱處理三維樣品庫(kù)；2）樣品庫(kù)轉(zhuǎn)換成顏色庫(kù)；3）熱處理方案初選；4）熱處理方案多維度優(yōu)選；5）數(shù)據(jù)庫(kù)精細(xì)化。本發(fā)明利用溫度-介質(zhì)-時(shí)間三因素建立竹材熱處理后的樣品顏色三維數(shù)據(jù)庫(kù)，為目標(biāo)竹材顏色的熱處理方案提供一個(gè)基準(zhǔn)取件，由于不同熱處理介質(zhì)特性不同，可以從多個(gè)技術(shù)維度選擇合理的熱處理方案。另外，本發(fā)明利用常壓空氣以及其他液體介質(zhì)對(duì)竹材進(jìn)行熱處理，不但不需要壓力容器，成本較低，而且溫度容易控制，色差也因此較容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量也易于保證。
【IPC分類】B27K9/00, B27K5/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105415470
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510859054
【發(fā)明人】于輝, 吳再興, 陳玉和, 黃成建, 陳章敏, 劉勝輝
【申請(qǐng)人】國(guó)家林業(yè)局竹子研究開(kāi)發(fā)中心
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日