飘香型刨切薄竹在储物家具中的创新技术与应用研究

1 研究背景

1.1 社会背景

根据《2021 年中国竹资源报告》得出，我国天然竹林面积 375.82 万 hm2，人工竹林面积 380.45 万 hm2[1]。竹材具有显著的可持续发展特性，其快速再生能力、碳汇效应及环境友好性高度契合全球低碳经济与循环经济的发展范式。竹材加工技术经历显著的技术革新，加工形态已从传统的圆竹、竹篾扩展至竹条、竹丝及刨切薄竹等多元化结构形式。当前，在国家“以竹代塑”及“以竹代木”战略政策的推动下，竹材制品的市场需求呈现显著增长态势。然而，尽管竹材资源丰富且受到政策支持，其产业化开发仍存在显著不足，产品应用领域受限、色泽单一化及气味调控不佳等技术瓶颈，这些因素严重制约了竹材制品在市场的竞争力与可持续发展潜力。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 刨切薄竹研究概况

刨切薄竹生产工艺，是竹材加工利用的新方式。该工艺主要包含竹单元材预处理、竹方集成制造、薄片化加工及表面功能化处理等关键工序[2]。基于离散 - 重组原理，通过离散化竹材制备标准规格竹条单元，经抗微生物防护处理（防霉变、防蛀蚀）及表面精密砂光预处理后，采用正交层积热压 / 冷压胶合技术实现竹方集成材的制备，继而通过压力浸注软化处理和精密刨切工艺获得竹质薄片材料[2-4]。刨切薄竹的生产技术日益成熟，并且制备的工艺逐渐完善与丰富，在防霉 [5，6]，阻燃 [7]，疏水表面工艺 [8] 等方面均有研究。刨切微薄竹片材料除作为高性能人造板饰面材料外，更成功应用于新型竹基复合材料的结构基材，已拓展至文化创意产品、环保餐具制造等创新领域[9]。

1.2.2 刨切微薄竹的染色工艺研究概况

竹材着色技术的起源可追溯至木材着色领域。早在 20 世纪 60 年代，日本的基太村洋子 [10]、大川勇 [11] 等人已经对木材染色进行深入的科学研究。我国于 20 世纪 90 年代开始对木材的染色进行探索和实践 [12]。刨切薄竹着色技术是建立在竹材着色研究的基础之上。当前市场上流通的薄竹制品主要分为三类：本色竹材、漂白处理竹材及炭化处理竹材。为满足市场需求的多元化趋势，需对刨切薄竹进行色彩多样化开发。彩色薄竹，主要是采用水溶性染料染液，在一定的温度和酸碱度条件下，使染料与竹材发生物理化学反应，最终得到具有颜色均匀的彩色薄竹产品 [13]。竹材的染色剂种类丰富，主要是水溶性有机染料（直接染料、酸性染料、碱性染料和活性染料等），同时还有染色助剂（渗透剂、匀染剂、固色剂等）提高染液渗透性和上染性[14]。

1.2.3 植物精油与芳香疗法

植物精油主要源自芳香植物的花序、叶片及果实等组织部位，其提取技术有水蒸气蒸馏法、萃取法、辅助提取法等 [15]。植物精油是一类天然的抗菌材料，具有良好的防霉、抗氧化特性。植物精油是植物特有的芳香物质，具有熏蒸特性，可散发出芳香气味。这些挥发性成分不仅能够赋予环境以愉悦的氛围，也构成了芳香疗法[16]（Aromatherapy）的物质基础。芳香疗法是一种利用植物芳香物质作为媒介，通过人体的呼吸系统或皮肤渗透途径进入体内，旨在促进精神压力释放、病痛缓解及身体素质提升的非药物疗法。

2 研究意义

尽管刨切薄竹具备独特的纹理特征与美学属性，但其色泽单一难以满足多元化消费市需求。此外，竹材制品普遍存在气味调控不足的问题，表现为无味或残留微量胶味，缺乏天然木材特有的芳香特性，导致其在家具领域应用受限。针对上述技术瓶颈，本研究拟通过多因素协同调控策略优化染色工艺参数，并通过分子渗透机制将植物精油与刨切薄竹进行有机复合。利用热压成型技术将功能化改性后的刨切薄竹作为饰面材料与人造基材进行界面复合，制备具有美学与功能双重特性的新型板材。最终，将研究成果应用于收纳储物类家具的设计与制造。

3 技术研发

3.1 存在问题

由于刨切薄竹独特的薄型化结构特征与大尺寸表面积比，在染色过程中，如何实现色泽的均匀分布成为首要难题，这不仅要求精确控制染色温度、处理时间、溶液 pH 值等关键工艺参数，还需考虑染料分子在竹材微结构中的渗透与固定机制。将植物精油应用于刨切薄竹以增强其防霉等性能，需克服结合力挑战。植物精油与竹材表面的结合力，直接决定了精油能否在竹材上形成稳定且持久的保护层，关系到其防霉、抗菌等生物活性的发挥效率。

3.2 刨切薄竹的染色工艺

在精确调控的温度与 pH 环境条件下，运用水溶性染料对刨切薄竹实施高精度染色工艺。通过深入探索染料与竹材表面间的物理化学作用机制，优化染色工艺参数，实现染料在竹材表面的均匀渗透与牢固结合，从而制得色彩鲜明、耐候性优异的多彩刨切薄竹。此工艺显著提高竹材的表面装饰性与视觉美感，为竹材在高端家具及装饰材料领域的应用提供了重要技术支撑。

3.3 刨切薄竹的芳香化处理

采用高效灭菌的环保天然植物精油处理多彩刨切薄竹，诱导精油分子与竹材表面活泼官能团发生化学键合反应，实现精油成分在竹材微观结构中的稳定锚定与长效缓释。确保精油分子在竹材内部的牢固吸附，促进其在板材使用周期内的持续释放，进而赋予多彩刨切薄竹板材以卓越的防霉抗菌性能及持久而愉悦的芳香体验。

3.3 刨切薄竹的板材应用

对精选飘香型多彩刨切薄竹表面均匀涂布环保高性能聚氨酯胶黏剂，与竹材表面形成良好的物理化学结合。经预固化处理增强初步粘合，降低变形风险。采用纹理垂直层叠技术规划竹材排列，提升板材强度和稳定性。板材在高精度热压机中经精确控制的热压固化，形成高强度致密结构。最终，创新设计储物柜系列家具产品。

4 核心技术

4.1 技术融合创新

本研究聚焦于集成多项材料制备工艺：刨切薄竹制造技术、水溶液染料分子深层渗透染色工艺、植物精油深度芳香化固载机制，以及精密调控的热压成型与固化处理技术。引入创新的竹材超临界流体深层渗透技术，通过精确管理植物精油分子在竹材微观构造中的渗透深度与分布模式，达成精油分子的高效固载与长期稳定性释放。

制备飘香型多彩刨切薄竹材料，采用深度芳香化改性的竹材作为核心基质，提升板材的自然芳香特性，赋予其持久且稳定的香气释放能力，同时通过精油分子与竹材纤维的化学键合，有效增强板材的防虫防霉性能，大幅度降低化学防腐剂的依赖。

对水溶液染料渗透染色工艺进行深度优化，通过精确调控染色条件与染料分子结构特性，实现染料分子在竹材内部的均匀渗透与牢固结合，进一步增强板材的染色效果与颜色持久稳定性。结合精密调控的热压成型与固化处理技术，成功制备出结构致密、芳香特性明显的飘

香型多彩刨切薄竹材料。

4.2 产品设计创新

对现有刨切薄竹板材进行改良与创新，开发出具有独特香氛特性的多彩刨切薄竹板材，并基于该新型板材设计一系列储物柜家具产品。提供个性化定制服务，精确配置符合消费者个性化香味偏好与色彩需求的植物精油配比及染料溶液。

采用先进的材料改性技术，将特定植物精油通过精密渗透工艺固载于刨切薄竹板材内部，形成稳定且持久的香氛释放系统。同时，优化的水溶液染料渗透染色工艺，确保染料分子在竹材微观结构中的均匀分布与牢固结合。

研究开发的飘香型多彩刨切薄竹板材不仅具备优异的装饰性能与实用性，还可能展现出潜在的芳香疗愈效果与防虫防霉功能。植物精油中的活性成分可对人体产生积极影响，有助于提升居住环境的舒适度与健康水平。同时，其天然抗菌成分有助于抑制微生物的生长，从而延长家具的使用寿命并保持其清洁状态。

5 产品应用

5.1 应用技术

染液配制，染色处理：采用酸性和活性染料，根据所需色彩精确配制染液，对染色上染率的工艺参数如染色温度（90℃时上染率达最大值）、染色时间（ （0.4mm 厚刨切薄竹单板90℃染色30min 达效果）、pH 值以及染液材积比（9.62-12.50 为宜）等进行严格控制。

芳香化处理：采用环保型天然灭菌香料香精或其纳米胶束对刨切薄竹进行深度浸泡，杀灭桔青霉、黑曲霉、绿色木霉等霉菌及虫卵，使香料香精与竹材活泼基团结合，长时间保留香味，掩盖刺鼻气味，实现环保、防霉、防虫且飘香的效果。

板坯制作，热压成型：对飘香型多彩刨切薄竹施加胶黏剂，作为贴面与胶合板组合成飘香型多彩刨切薄竹胶合板板坯。将板坯置于热压机中热压、裁边，制得成品板材。根据不同需求人群进行精油香味定制，设计制造收纳储物类家具，并通过压力测试、结构性能测试等确保产品质量。

5.2 市场竞争分析

近年来，家具市场需求增长，注重环保、审美、实用与个性化。收纳家具因居住空间紧凑而需求上升。本研究“飘香型多彩刨切薄竹储物柜”具市场潜力。相较于传统家具材料，其板材色彩丰富，芳香环保，防虫防霉，且工艺创新。但在拥有诸多发展优势的背景下，该系列家具仍面临若干挑战。消费者认知度低，增加初期市场推广的难度与成本；其他新型环保材料、传统实木及板式家具等多重竞争压力，对产品的市场份额构成潜在威胁。

5.3 社会经济效益

飘香型多彩刨切薄竹板是竹材新型利用方式，在竹材加工过程中，减少化学药剂，融合天然植物精油，显著提升防虫防霉性能，大幅度降低家具制造与使用过程中的环境污染。利用竹材生产家具，将竹材的生态属性与文化内涵巧妙融入现代家具设计之中，丰富家具的文化与生态价值，促进传统文化创新转化，为家居生活注入文化气息与生态理念，实现文化与生态双重提升。

参考文献：

[1] 冯鹏飞 ， 李玉敏 .2021 年中国竹资源报告 [J]. 世界竹藤通讯 ，2023，21（02）：100-103.

[2] 蔚建元 . 激光雕刻在刨切薄竹家居产品中的应用 [J]. 天工 ，2016（06）：158-159.

[3] 刘志坤 ， 李延军 ， 杜春贵 ， 等 . 刨切薄竹生产工艺研究 [J]. 浙江林学院学报 ，2003，20（3）：227～231

[4] 陈 玉 和 ， 陈 章 敏 ， 吴 再 兴 ， 等 . 竹 材 人 造 板 生 产 技 术 [J]. 竹 子 研 究 汇刊 ，2008，27（2）：5-10.

[5] 陈诗琴 . 三种酚类物质对竹材霉菌的抑制作用及防霉刨切薄竹的防治效力 [D]. 浙江农林大学 ，2023.DOI：10.27756/d.cnki.gzjlx.2023.000019.

[6] 单 莹 颖 . 香 料 精 油 防 霉 刨 切 薄 竹 胶 合 板 研 究 [D]. 浙 江 农 林 大 学 ，2023.DOI：10.27756/d.cnki.gzjlx.2023.000081.

[7] 徐世克. 阻燃刨切薄竹胶合板的研究[D]. 浙江农林大学，2013.

[8] 叶泽霖 ， 刘柳 ， 陈宇等 . 基于响应曲面优化刨切薄竹超疏水表面工艺研究 [J]. 竹子学报 ，2024，43（04）：1-8.

[9] 刘璇 ， 陈红 ， 叶学财 ， 连健昌 . 刨切薄竹研究与应用现状 [J]. 世界竹藤通讯 ，2024，22（01）：103-108.

[10] 基太村洋子 ， 崛池清 . 木材的染色性 （ 第 1 报 ） 木材构成成分的染色性 [J]. 大材学会志 ，1971（7）：292～297.

[11] 大川勇 ， 齐藤博子 . 木材浸透染色法 [J]. 工艺技术 ，1964（8）， 1^-4 .

[12] 陈玉和 ， 陆仁书 . 木材染色进展 [J]. 东北林业大学学报 ，2002，（02）：84-86.

[13] 陈玉和 ， 陈章敏 ， 吴再兴 ， 陈岩 . 竹材单板染色技术的研究 [J]. 竹子研究汇刊 ，2008，27（3）：49-52.

[14] 陈玉和 ， 吴再兴 ， 陈章敏 ， 等 . 彩色刨切薄竹生产关键技术 [J]. 世界竹藤通讯 ，2010，8（01）：5-8.DOI：10.13640/j.cnki.wbr.2010.01.001.

[15] 乔省， 张帅兵， 王艳艳， 等. 植物精油提取技术、生物活性及其在食品贮藏保鲜中的应用进展 [J]. 河南工业大学学报 （ 自然科学版 ），2024，45（05）：121-130.DOI：10.16433/j.1673-2383.202406170002.

[16] 姜 君 . 中 医 芳 香 疗 法 与 西 方 芳 香 疗 法 渊 源 比 较 [J]. 安 徽 中 医 学 院 学报 ，2013，32（06）：4-6.

国家级高等学校大学生创新创业训练计划项目“飘香型多彩刨切微薄竹在收纳储物类家具中的应用”编号：202310341036