一種精確調控竹材顏色的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于竹木加工技術領域，具體涉及一種精確調控竹材顏色的方法。
【背景技術】
[0002] 竹材具有廣泛的應用，但是天然竹材色彩較為單一，熱處理是一種不需化學藥 劑的環保處理方法，可豐富竹材色差、提高竹材耐腐性能和材料尺寸穩定性。中國專利 CN1887551A公開的竹材熱處理(炭化）方法是在炭化罐中用2~3Mpa的蒸汽為介質進行 的，然而高壓蒸汽一方面對設備要求高、造價也高，另一方面蒸汽壓力較難精確控制，由 此導致成本較高，且不同批次熱處理竹材容易有較大色差，影響產品質量。中國專利CN 101024292A公開了一種利用熔融的鋅或錫鋅合金熱處理竹木材不同時間以改變顏色的方 法，但未說明顏色調控方法，所用介質也較少。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種精確調控竹材顏色的 方法的技術方案。
[0004] 所述的一種精確調控竹材顏色的方法，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 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中，在不同的溫度 下進行不同時間的炭化處理，炭化完成后，建立炭化竹材顏色的溫度-介質-時間三維樣品 庫； 2) 樣品庫轉換成顏色庫 利用色度計測定樣品CIEL*a*b*色度，測試條件為：D65光源10°觀測角，測試指標為 明度指數L*，紅綠軸色品指數a*，黃藍軸色品指數b*，飽和度C*，色相，將步驟1)得到的 三維樣品庫轉化為顏色庫； 3) 熱處理方案初選 根據樣品庫初步判斷熱處理方案，然后計算目標色與數據庫中相近色的指標差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選 根據產品的性能判斷選擇合適的熱處理介質，并從步驟3)中若干熱處理方案中確定優 選的熱處理方案； 5) 數據庫精細化 優選出的熱處理方案的竹材顏色與目標色色差仍較大，則可調整熱處理時間和溫度逐 步達到目標，然后將這些調整后的數據加入到三維數據庫中，使之進一步精細化。
[0005] 所述的一種精確調控竹材顏色的方法，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)中熱處理介質為 空氣、大豆油、固體石蠟、導熱油和二甲基硅油。
[0007] 所述的一種精確調控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟4)中產品后續需膠 合或油漆，則選取對膠合、油漆影響較小的熱處理介質；產品后續用于室內接觸人體，則選 取毒性小的熱處理介質；產品后續用于室外需防水耐老化，可選擇防水耐老化的熱處理介 質。
[0008] 本發明利用溫度-介質-時間三因素建立竹材熱處理后的樣品顏色三維數據庫， 為目標竹材顏色的熱處理方案提供一個基準取件，由于不同熱處理介質特性不同，可以從 多個技術維度選擇合理的熱處理方案。另外，本發明利用常壓空氣以及其他液體介質對竹 材進行熱處理，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，產品質量也易于保證。
【附圖說明】
[0009] 圖1為200°C下的竹材熱處理后顏色的介質-時間樣品矩陣。
【具體實施方式】
[0010] 以下結合實施例來進一步說明本發明。
[0011] 實施例1 : 1)建立竹材熱處理三維樣品庫 毛竹竹片在200°C的空氣、大豆油、固體石蠟、導熱油、二甲基硅油等5種介質中處理 0.5、2、4、8h后的顏色見圖1。此表可視為樣品庫的一層，然后在其它溫度下用于該表相同 的條件建立更多的層，最終形成一個三維庫。
[0012] 2)樣品庫轉換成顏色庫 利用色度計測定樣品CIEL*a*b*色度，測試條件為：D65光源10°觀測角，測試指標為 明度指數L*，紅綠軸色品指數a*，黃藍軸色品指數b*，飽和度C*，色相h°，將步驟1)得到 的三維樣品庫轉化為顏色庫。
[0013] 3)熱處理方案初選 取目標樣品毛竹竹片，目測目標樣品毛竹竹片的目標色介于大豆油200°C熱處理0. 5h 和2h之間，根據步驟1)建立的樣品庫，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、導熱油和二甲基硅油均處理0. 5h，然后計算目標色與數據庫中相近 色的指標差Λ L*、Λ a*、Λ b*、Λ C*、Λ h°和總色差Λ E (當計算速度夠快時，也可全部計 算），目標色的 L*、a*、b*、C*、h° 指標為（36. 84、13. 20、20. 41、24. 38、56. 81)，總色差 ΔΕ 的計算結果如下表，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 均處理0. 5h，且與導熱油處理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選 考慮到該竹片后續需要膠合，只能使用導熱油處理，故選取導熱油處理〇. 5h這個方 案。也可以最開始就根據后續加工需要膠合等因素將固體石蠟排除掉。
[0015] 5)數據庫精細化 根據Λ L*確定處理時間是該延長還是縮短：當Λ L* > 0時，處理時間相對樣品應 縮短，當Λ L* < 0時，處理時間相對樣品應延長。目標色的L*相對導熱油處理0. 5h的 Δ L*=0. 71，則可將時間縮短至0. 45或0. 4h，以進一步減小總色差ΔΕ 實際上在本例 中，總色差為1. 12,肉眼只是稍有感覺，是否需要進一步優化視要求而定一一然后將這些調 整后的數據加入到三維數據庫中，這樣導熱油熱處理的時間間距更密集，數據庫進一步精 細化。
【主權項】
1. 一種精確調控竹材顏色的方法，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 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中，在不同的溫度 下進行不同時間的炭化處理，炭化完成后，建立炭化竹材顏色的溫度-介質-時間三維樣品 庫； 2) 樣品庫轉換成顏色庫 利用色度計測定樣品CIEL*a*b*色度，測試條件為：D65光源10°觀測角，測試指標為 明度指數L*，紅綠軸色品指數a*，黃藍軸色品指數b*，飽和度C*，色相，將步驟1)得到的 三維樣品庫轉化為顏色庫； 3) 熱處理方案初選 根據樣品庫初步判斷熱處理方案，然后計算目標色與數據庫中相近色的指標差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選 根據產品的性能判斷選擇合適的熱處理介質，并從步驟3)中若干熱處理方案中確定優 選的熱處理方案； 5) 數據庫精細化 優選出的熱處理方案的竹材顏色與目標色色差仍較大，則可調整熱處理時間和溫度逐 步達到目標，然后將這些調整后的數據加入到三維數據庫中，使之進一步精細化。2. 如權利要求1所述的一種精確調控竹材顏色的方法，其特征在于所述的竹材包括原 竹、竹條、竹絲或竹板材。3. 如權利要求1所述的一種精確調控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟1)中熱 處理介質為空氣、大豆油、固體石蠟、導熱油和二甲基硅油。4. 如權利要求1所述的一種精確調控竹材顏色的方法，其特征在于所述的步驟4)中產 品后續需膠合或油漆，則選取對膠合、油漆影響較小的熱處理介質；產品后續用于室內接觸 人體，則選取毒性小的熱處理介質；產品后續用于室外需防水耐老化，可選擇防水耐老化的 熱處理介質。
【專利摘要】一種精確調控竹材顏色的方法，屬于竹木加工技術領域。其包括以下工藝步驟：1）建立竹材熱處理三維樣品庫；2）樣品庫轉換成顏色庫；3）熱處理方案初選；4）熱處理方案多維度優選；5）數據庫精細化。本發明利用溫度-介質-時間三因素建立竹材熱處理后的樣品顏色三維數據庫，為目標竹材顏色的熱處理方案提供一個基準取件，由于不同熱處理介質特性不同，可以從多個技術維度選擇合理的熱處理方案。另外，本發明利用常壓空氣以及其他液體介質對竹材進行熱處理，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，產品質量也易于保證。
【IPC分類】B27K9/00, B27K5/02
【公開號】CN105415470
【申請號】CN201510859054
【發明人】于輝, 吳再興, 陳玉和, 黃成建, 陳章敏, 劉勝輝
【申請人】國家林業局竹子研究開發中心
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月30日