竹篾性能研究及应用现状*

甄晟瑶 陈 红 连彩萍 张文福

（1.南京林业大学家居与工业设计学院，江苏 南京 210037；2.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

1 竹篾的定义及类型

竹篾，即竹片经过纵向剖分而成的较薄单元，是指圆竹沿纵向经剖分等工艺加工处理后得到的具有一定规格的细窄的竹材薄片，常用于竹制工艺品的编制。

（续表1）

现有的竹篾种类十分丰富，根据不同的分类依据可划分为多种，大致类别如表1所示。

表1 竹篾分类Tab.1 Classification of bamboo slivers

以剖切时的落刀方向与圆竹横截面半径的角度差异为依据，可将竹篾分为沿垂直于半径方向剖切获得的弦向篾和沿半径方向剖切得到的径向篾。弦向篾通常质地均匀，径向篾可同时包括竹青、竹黄与竹肉多个部分（如图1）。根据剖篾加工方式的不同，可分为完全靠人工剖分而成的手工篾和机械加工而成的机械篾。前者产出率低、表面粗糙且厚度不均；后者平滑均匀，产出率高，但韧性略低。目前弦向篾多用于编织制品，径向篾多用来制备径向帘加工成集装箱底板。市场上销售的弦向篾往往按照竹篾的颜色及尺寸进行分类。圆竹不同位置剖分所得的竹篾颜色也有不同，以此为标准，多将竹篾分为头层青篾（第一层青）、二层青篾和黄篾，其中以黄篾为市场销售的主要类别。

图1 竹篾切割方式示意图Fig.1 Schematic diagram of bamboo sliver cutting method

此外，在研究或加工时，竹篾还可按照其竹龄、竹种等标准进行区分。以竹龄为依据，可分为一年生、两年生、三年生、五年生等。以竹种为标准，毛竹为最常用的一种。在福建地区的主要竹种中，由10 种丛生竹制得的竹篾，其拉力强度优于毛竹，如粉单竹、青丝黄竹、花竹、水竹更适合作为竹编用材，而撑蒿竹、慈竹则具有更大的生长量[1]。

2 竹篾制造技术

2.1 手工制篾

普通的手工剖篾，常采用弦向剖篾，包括取材、卷节、剖竹、起间、开间、劈篾、劈丝、过圆刀、抽篾、刮篾等工艺流程（如图2）[2]：①选材。锯去竹秆上端过细部分和底端过短的竹节部分。②卷节。左手握竹，右手持刀，竹子一头架在支撑物上，刀头置于节疤处，转动竹子，使竹节与整根竹秆基本上达到圆平。③剖竹。测定竹秆圆周的正中心，用刀头在测定位置各勾开一条缝隙，沿缝隙将竹秆对半劈开。④起间。用刀头轻轻勾下，尽量勾直，根据宽窄需要进行分间，分间以偶数为佳。⑤开间。沿勾槽依次对半劈开，刮去内侧节隔。⑥劈篾。对竹条进行横向劈开处理。⑦用嘴配合劈篾。对较薄的篾片进行分层时，一手捏紧以控制竹篾的厚度，分出的上层用嘴咬住固定，另一手控制竹刀将其劈开。⑧劈丝。将竹篾分成规格更小的竹篾或竹丝。⑨过圆刀。刮刀右侧刀口可刮去竹篾棱角，左侧刀刃用于刮匀竹篾。⑩抽篾。过剑门刀，修正竹篾的宽度。剑门刀两个为一对配合剑门夹使用。⑪刮篾。一手用皮质垫片将竹篾固定在刮刀上方，另一手快速向后方拉拽。

图2 手工制篾流程示意图Fig.2 Schematic diagram of manual bamboo slivers making process

2.2 机械制篾

为提高竹篾的制造效率，人们一直在对竹篾加工方式的机械化进行不断探索。根据动力源的不同，可以将劈篾机分为手摇劈篾机与电动劈篾机。小型劈篾机结构简单、进给功率小，进给加工有厚度限制；大型劈篾机结构略复杂，对加工的竹条厚度无最大限制。侯轶民等[3]对竹篾加工设备与竹帘编织加工设备进行了研究、优化并投产，提高了竹篾加工的效率。何林[4]提出了一种可沿径向将竹材分切成竹篾和竹片的刀具，通过调节刀片间距可在一次运行后获得数条至数十条竹篾或竹片。谢传春等[5]在六片式竹篾破片机中采用内置驱动辊与从动辊，能够在一次剖切后获得六条篾片，有效提高了竹篾的剖切效率。

作为竹制板材、复合材料等常用竹材的重要加工原料之一，径向篾常采用竹材多头径向刨片机加工，沿竹材径向进行刨切，采取二步送料的方式，从而使材料能够实现从大到小逐步刨切成型[6]。此外，还可以通过对刀具的更换与调整，配合适当的进料与剖篾方式，获得精度较高的径向竹篾条。

3 竹篾基本性能

3.1 物理性能

竹篾的物理性能与其特殊的结构密切相关。在竹子的生长过程中，其横向木质化是沿竹壁由竹青向竹黄进行的[7]。竹篾坚实而富有弹性，在加工利用过程中，靠近竹青的部分组织紧密、质地坚韧、对胶黏剂的可浸润性差，不利于胶合，存在胶合质量不高等问题[8]。热处理会明显改变竹材的颜色[9]。经炭化处理后，竹材的密度有所下降，吸水率降低。受含水率变化的影响，竹篾的颜色会产生较为显著的变化，且竹黄面颜色变化较竹青面更为明显[10]。

3.2 力学性能

竹材的力学性能在很大程度上取决于纤维的分布[11]。竹材韧性好、强度高、力学性能优良，强度比一般木材高50%~100%[12]。剖切后的竹篾由于其在圆竹中所处部位的不同导致了结构上的差异，也对其力学性能造成了决定性的影响。

通过对不同切割方向获得的、位于竹壁不同位置的竹篾进行拉伸强度测定，测得抗拉强度竹黄篾＜径向篾＜竹肉部位的弦向篾＜竹青篾，竹材中的维管组织与薄壁组织具有较强的弯曲扩展能力。由于径向篾中纤维或纤维束的承载能力不均匀，在拉伸强度过大时会出现阶梯形断裂[13]。

经炭化处理的竹篾，其储能模量与损耗模量均有增加，即弹性降低、刚性增强[9]。弦向篾的储能模量按其所处位置由竹黄到竹青逐渐增大[14]，其密度、静曲强度与弹性模量均会随着炭化时间与压力的增加而降低[10]。竹青篾比竹黄篾具有更好的弯曲柔韧性。同时，通过吸收水分能够使得变形限度更大、物质重新排列，以避免应力集中或裂纹扩展，使得湿的竹篾具有更好的弯曲柔韧性和断裂韧性[15]。

3.3 化学成分

竹篾为圆竹材直接剖削加工而成，在加工过程中并没有对其原本的化学成分造成明显的改变。竹材的化学成分主要包括约55%的纤维素、约20%的半纤维素和约25%的木质素，以及少量的灰分与二氧化硅等物质。竹材的化学成分会因竹种、竹龄、竹秆部位不同而产生差异，其中竹种和竹龄是影响化学成分含量的主要因素，其次为竹秆部位[16]。

竹材是一种梯度结构，其成分与性能在径向上呈现出由竹青到竹黄的梯度变化。根据在竹壁中所处部位的不同，由竹黄到竹青，维管束分布密度逐渐增加，纤维素、木质素含量逐渐增加，半纤维素含量降低，纤维素结晶呈现出先增后减并逐渐趋于稳定的变化规律[17]。纤维素是竹青最主要的成分，是构成竹材的结晶区和非结晶区主要组成部分，竹青部位的木质素和α-纤维素含量均高于竹肉和竹黄部位，竹青部位的有机成分交联程度大于竹肉和竹黄部位[15,18-19]。研究发现，经热处理后，竹篾中的木质素与提取物含量提高，纤维素、半纤维素发生氧化，含量降低[20]。

4 竹篾应用现状

4.1 竹编制品

竹编在我国有着悠久的传承历史与珍贵的文化价值，能够满足人们在生产生活中的使用与审美需求。传统竹编需要经匠人手工编织，现今已能够借助3D打印等技术实现竹编产品的生产制造[21]，有助于将竹编与现代设计理念更好的融合。

徐华铛[2]和沈珉[22]在其著作中，对一些较为常用且具有特点的编织技法与纹样（如图3）进行了系统化的整理，对竹编的发展历史以及各个时代的精美制品的编制方式、使用功能、鉴别方法与市场价值等进行了全面的介绍，为竹编技艺的传承提供了参考。日本“民艺之父”柳宗悦对日本竹编工艺现状进行了调查与记录。其他学者从文化角度，对印度尼西亚竹编等手工艺设计发展中的传统文化提出了保护策略[23-24]。吴婕妤等[25-28]根据我国几大竹区的分布，对福建、四川、云南、浙江及两湖地区的竹编纹样与编织技法进行了收集与整理。

图3 竹编纹样Fig.3 The pattern of bamboo weaving

吴春年[29]以江南竹篮为关注点，通过探讨其所涉及的竹编发展史、编织技法、技艺特点、文化内涵以及功能特性，为竹编文化的现代化转型提供探寻方向。杨宛萤[30]对多重设计范式下竹类产品系统的设计规律进行研究，将包含各种竹类产品的整个系统作为研究对象，提出了竹制品在不同设计范式下的设计原则。

4.2 室内装饰材料

竹篾在室内装饰中也得到了一定的应用。在室内设计中，竹编的丰富纹样与自然的纹理质感可以将竹材与金属、陶瓷、木材、皮革布艺等材料结合使用，增加呈现效果的对比感、立体感，使竹篾成为表达现代时尚文化的载体[31]。在2021 年广州的家具展会上，出现了竹编与金属结合的灯具、置物架等展品，通过材料的结合凸显出竹编的精美性与独特性，中和了厚重感，使整体更加和谐美观。现今的一些商家，尤其是在一些竹资源丰富地区的特色店铺，在家具的选择上也注意到了竹编家具（如图4）[32]。此外，竹编隔断（如图5）[33]、竹编置物筐、竹编长凳、竹编灯罩等已成为常用的氛围营造配置[33]。

图4 竹编产品Fig.4 Bamboo products

图5 竹编隔断Fig.5 Bamboo partition

竹编在家居中的应用可以分为平面竹编和立体竹编。平面竹编又分为生活用具类和艺术欣赏类，其中生活用具类主要是竹编柜门；艺术欣赏类如青神的竹编画，常作室内的竹帘，滤光却不遮光，式样繁多，质感独特，精致典雅，可分隔空间，具有良好的灵活性、通透性、装饰性与自然感。立体竹编中比较有代表性的如淡雅朴素的四川成都瓷胎竹编花瓶与豪放富丽的福建泉州弹篾花瓶，二者呈现出截然不同的感觉，但都具有良好的观赏性与装饰性[34]。以Nendo工作室的“东京部落”系列、Bamboo in steel和素生SOZEN模块化编织、空SUNYATA系列座椅为例，可以将竹编的创新策略归为传统竹编工艺的装饰性与功能性策略、传统竹编工艺的分解重构策略，以及用其他材料进行模拟以呈现出竹编工艺的精巧三种在现代家具设计中的创新策略[35]。通过国内外优秀的竹编家具案例（如图6~8）[36-38]，分析了竹编工艺在现代家居中的三种应用途径：将平面竹编饰面应用于家具面材、立体竹编家具、将竹编技法应用于新型材料的设计中。Air Chair、BAMWOOD、春秋竹椅、Bamboo chair以及竹柔、对白、蓬蓬裙椅、Bamboo屏风等作品也体现了将竹编融入现代家居中的图案创新、肌理创新、材料创新与造型创新等创新应用途径[39-40]。日本设计师Hiroki Takada设计的茶道椅子、设计师石大宇所设计的屏茶等作品也反映出竹编文化对家具设计的影响[41]。

图6 竹柔对白Fig.6 ZhurouDuibai

图7 YII designFig.7 YII design

图8 "zumitz"系列家具Fig.8 "zumitz" series furniture

古今中外的建筑与家具领域中都存在着竹编的踪迹，且正逐步得到相关领域从业者越来越多的关注与考量，越来越多的人开始选择进行将竹编融入现代家居设计的尝试。

4.3 复合材料

竹篾作为竹材常用的结构单元，具有精细化、均一化等特点。竹篾层积材是以竹篾和环氧树脂为原材料制备而成的竹制复合材料，能耗低、质量好、利用率高、成本低。现行的国家标准GB/T 38071—2019《结构用竹篾层积材》适用于以竹篾或竹篾帘加工而成的结构用竹篾层积材[42]。肖岩等[43]对结构用胶合竹的力学性能进行了试验研究。王春鹏等[44-47]就苯酚-间苯二酚-甲醛树脂对竹篾层积材的物理性能的影响进行了分析研究，以获取一种具有高强度性能的结构用竹质材料。

竹缠绕复合材料是一种以竹篾为基材、利用竹材自身的柔韧性[48]、采用缠绕工艺与高渗透树脂粘结技术复合而成的新型生物基材料[49]，具有质量轻、力学强度高、承压力强、保温性好、节能环保、绿色低碳、寿命长、价格低等优势，可替代多种传统材料，现已在建筑、交通、水利、航空、国防等领域得到了广泛的应用，且初步建立了标准体系[50]。

重组竹是现今家具及地板制造的常用材料之一，由圆竹经加工得到的竹篾、竹丝或竹丝束进行干燥、浸胶、再干燥至要求含水率后高温高压热固化而得到的竹质新材料。与圆竹材料相比，重组竹具有更好的耐腐蚀性[51]，吸水厚度膨胀率也显著降低[52]。在实际生产中，对重组竹用竹篾进行炭化处理可以有效地降低重组竹的霉变和变形，使其产品质量有所提升[9]。

竹木胶合板是由竹材与木材加工而成的各种片状材料纵横垂直交错复合组坯并胶压而成的胶合板材，按照层数可分为三层板、五层板和七层板。董伟群等[53]利用竹材与木材制造跨层压木竹复合材料，将竹材作为横向层或横向层和在外侧纵向层，并对其弯曲性能进行检测，为竹木交叉层压材面板产品的工程应用提供了发展基础。

竹编饰面板是以木材或木质材料作为主要骨架，将竹编饰面、竹排板、竹人造板或圆竹材料等作为面层装饰结构的家具板材[54-56]，采用板式家具生产工艺进行加工，提高了碎料与小径木的利用率，符合绿色环保的发展理念。常用的竹编饰面板有细木工式竹编板、刨花板式竹编板、空心板式竹编板等。

5 结语

本文对竹篾的类别、加工方式、物理性能、力学性能与化学成分进行了总结，并从竹编、家居产品与复合材料三个方向阐述了竹篾的应用现状。竹篾因其优良性能，在家具、建筑、城市建设、医疗等领域获得了广泛的应用。竹篾复合材料具备优良的性能，在运输、包装、贮存等领域的应用中都显示出较大优势，在建筑与家居产品中的应用也不再局限于结构材料，出现了竹编饰面板等具有竹材特色的装饰性材料。对竹篾类别与性能的深刻认识有助于准确地区分竹篾，对竹篾实现机械化、标准化、智能化的加工有重要作用，进而实现竹篾的合理应用。