CN107322721A - 一种提高杉木工艺品硬度的加工方法 - Google Patents

一种提高杉木工艺品硬度的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高杉木工艺品硬度的加工方法，包括以下方面：（1）活化处理，杉木制品分别浸入激素溶液和植物碱溶液中进行浸渍处理；（2）抗菌浸渍：将活化制品浸入杀菌溶液中进行真空蒸煮；（3）电离处理，分别使用120‑130V和150‑156V加载电压进行电离，在92‑97℃和115‑120℃温度条件下进行2个循环电离处理；（4）磁化固化，将电离制品浸入生物碱溶液中分别在频率1‑2MPa和3‑4MPa进行磁化处理；（5）烘干，在60‑65℃温度下烘干至水分含量6%‑8%。本发明方法加工的杉木工艺品，其洛氏硬度提高116HR，抗拉伸强度提高29MPa，吸收性能降低13.8%，阻燃性提高25S。

Description

一种提高杉木工艺品硬度的加工方法
技术领域
本发明属于杉木工艺品加工技术领域，具体涉及一种提高杉木工艺品硬度的加工方法。
背景技术
杉木，又名沙木、沙树，属松柏目杉科乔木，其生长高度可达30米，树茎可达2.5-3米，树皮呈灰褐色；其广泛分布于中国长江流域、秦岭以南地区，具有栽培区域广、生长快、经济价值高的的特点，是重要的木材加工原料。杉木木质细致柔软、有浓厚木质香味，其树干和纹理生长直，便于加工，可用于建筑、桥梁、造船、电杆、家具及木纤维、工艺品等领域原料使用。但是，杉木比重只有0.38左右，其木质结构较为松软，所加工工艺品硬度低，对外界环境抗压力强度低；并且其木质部分纤维含量丰富，木质部分致密性较差，纤维具有的良好吸附性，会导致杉木工艺品在使用或存放过程中吸附环境中的水分和霉菌，其木质成分中虽然含有单宁成分，但是抗菌效果较低，杉木工艺品会发霉变质，降低杉木工艺品的使用寿命；此外，在对杉木工艺品加工中由于其木质中水分含量和木质活性较低，会造成处理液有效成分对杉木工艺的加工效果较差。
发明内容
本发明针对现有的问题：硬度方面，其木质结构较为松软，所加工工艺品硬度低，对外界环境抗压力强度低；防霉变方面，并且其木质部分纤维含量丰富，木质部分致密性较差，纤维具有的良好吸附性，会导致杉木工艺品在使用或存放过程中吸附环境中的水分和霉菌，其木质成分中虽然含有单宁成分，但是抗菌效果较低，杉木工艺品会发霉变质，降低杉木工艺品的使用寿命；加工处理方面，在对杉木工艺品加工中由于其木质中水分含量和木质活性较低，会造成处理液有效成分对杉木工艺的加工效果较差。为解决上述问题，本发明提供了一种提高杉木工艺品硬度的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高杉木工艺品硬度的加工方法，包括以下步骤：
（1）活化处理：先将杉木制品浸入激素溶液进行浸渍处理，其含量有的皮质醇和强的松龙成分，可提高杉木表面和内部纤维活性，温度为43-47℃，压强0.3-0.5MPa，时间1-2h，再浸入植物碱溶液中进行加热浸渍，其含有的多种生物碱成分，可刺激纤维收缩，提高杉木的硬度和韧性、防虫性能，温度62-66℃，分别在压强0.4-0.6MPa和0.7-0.9MPa条件下处理34-37min，制得活化制品；
（2）抗菌浸渍：将活化制品浸入杀菌溶液中进行真空蒸煮，其含有植物性杀菌成分，具有杀菌高效、安全特点，并且多糖和脂肪酸等成分可提高杉木制品的抗老化性能，制得抗菌制品；
（3）电离处理：将抗菌制品放入电离槽中加入电离槽体积2/3的处理液，其中含有的高岭土、碳化硅等成分加热后形成稳定的络合结构，可提高杉木的硬度和阻燃性能，进行电离处理，温度92-97℃，压强0.5-0.7MPa，先在120-130V电压、电流1-2A条件下电离35-40min，再在150-156V电压、电流3-4A条件下电离22-26min，然后再将电离温度提升至115-120℃电离处理1次，制得电离制品；而通过电离和升温方法，均可提高处理液有效成分不规则运动和杉木表面活性，提高杉木的渗透效果；
（4）磁化固化：将电离制品浸入植物碱溶液中进行磁化处理，大分子生物碱与处理液无机成分结合，具有提高其稳定性和固化效果的作用，温度70-75℃分别在频率1-2MPa和3-4MPa的磁化器中处理32-35min，磁化处理其产生的强磁场可促进各物质间的相互融合，并且改变其结构排列组合，提高杉木工艺品的硬度和阻燃性能,制得固化制品；
（5）烘干：在60-65℃烘干温度下缓慢将固化制品水分含量烘干至6%-8%，制得加工杉木制品。
步骤（1）所述的激素溶液，其中皮质醇：强的松龙质量配比为2-3:5-6，其质量浓度为5%-6%。
步骤（1）所述的植物碱溶液，其中各配制成分质量计份为：水100-120份、无水乙醇10-15份、益母草碱2-4份、古豆碱1-3份、茶碱2-3份、浙贝母碱0.5-1份、雷公藤碱1-2份、黄连碱0.6-0.9份。
步骤（2）所述的真空蒸煮，其真空度为100%，温度为63-67℃，时间1-2h。
步骤（2）所述的杀菌溶液，其配制方法为：
按照质量计份称取常春藤13-17份、菊花9-12份、半枝莲7-10份、米兰6-8份、紫薇4-6份、石竹3-5份、苍耳叶2-4份、桉树叶3-6份、香草1-3份，将配制原料粉碎后加入总质量7-9倍的水，在74-77℃温度下蒸煮2-3h，过滤后浓缩至原体积的1/5，制得杀菌溶液。
步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水100-120份、高岭土9-11份、硅酸钠4-6份、碳化硅3-5份、石英砂粉3-5份、氧化铝2-3份。
本发明相比现有技术具有以下优点：活化处理方法，将杉木制品浸入激素溶液浸渍，其中含有的皮质醇和强的松龙成分，可提高木质部分表面和纤维的活性，提高对杀菌成分和处理液成分的吸收和结合；而使用植物碱溶液对杉木工艺品进行处理，其含有的多种生物碱成分可刺激纤维收缩和相互作用力加强，从而提高木质结构的硬度和韧性，并且具有较强的杀虫能力，提高杉木工艺品防虫性能。抗菌浸渍方法，通过低温蒸煮方法对植物进行提取，其中含有的多种植物源性抗菌成分具有含量多、活性高的特点，可提高杉木工艺品杀菌抑菌性能，并且杀菌溶液中含有的多糖、脂肪酸等成分可提高杉木工艺品的柔滑感和抗老化性能。电离处理，处理液中含有高岭土、碳化硅、石英砂等成分经加热处理后形成稳定的络合成分结构，其由较强的硬度和阻燃性能，渗透至杉木纤维内部后可提高杉木工艺品的硬度和阻燃性能；采用120-130V和150-160V加载电压进行电离处理，在电离溶液中产生的电流可提高处理液成分不规则运行性，以及激发杉木表面活性，提高处理液对杉木的渗透效果，使用提高温度方法，可促进杉木内部处理液成分与纤维的结合，提高其稳定性。磁化固化方法，植物碱溶液中含有的大分子有机成分，可与处理液中无机成分相互结合，提高杉木内部处理液成分的稳定性和固化作用，而进行磁化处理其产生的强磁场可促进各物质间的相互融合，并且改变其结构排列组合，从而达到对处理液的固化效果，提高杉木工艺的硬度和阻燃性能。
具体实施方式
实施例1：
一种提高杉木工艺品硬度的加工方法，包括以下步骤：
（1）活化处理：先将杉木制品浸入激素溶液进行浸渍处理，其含量有的皮质醇和强的松龙成分，可提高杉木表面和内部纤维活性，温度为44℃，压强0.34MPa，时间1.5h，再浸入植物碱溶液中进行加热浸渍，其含有的多种生物碱成分，可刺激纤维收缩，提高杉木的硬度和韧性、防虫性能，温度63℃，分别在压强0.42MPa和0.73MPa条件下处理35min，制得活化制品；
（2）抗菌浸渍：将活化制品浸入杀菌溶液中进行真空蒸煮，其含有植物性杀菌成分，具有杀菌高效、安全特点，并且多糖和脂肪酸等成分可提高杉木制品的抗老化性能，制得抗菌制品；
（3）电离处理：将抗菌制品放入电离槽中加入电离槽体积2/3的处理液，其中含有的高岭土、碳化硅等成分加热后形成稳定的络合结构，可提高杉木的硬度和阻燃性能，进行电离处理，温度94℃，压强0.56MPa，先在124V电压、电流1.2A条件下电离37min，再在152V电压、电流3-4A条件下电离23min，然后再将电离温度提升至117℃电离处理1次，制得电离制品；而通过电离和升温方法，均可提高处理液有效成分不规则运动和杉木表面活性，提高杉木的渗透效果；
（4）磁化固化：将电离制品浸入植物碱溶液中进行磁化处理，大分子生物碱与处理液无机成分结合，具有提高其稳定性和固化效果的作用，温度72℃分别在频率1.4MPa和3.2MPa的磁化器中处理33min，磁化处理其产生的强磁场可促进各物质间的相互融合，并且改变其结构排列组合，提高杉木工艺品的硬度和阻燃性能,制得固化制品；
（5）烘干：在61℃烘干温度下缓慢将固化制品水分含量烘干至6.2%，制得加工杉木制品。
步骤（1）所述的激素溶液，其中皮质醇：强的松龙质量配比为2:5，其质量浓度为5.3%。
步骤（1）所述的植物碱溶液，其中各配制成分质量计份为：水107份、无水乙醇11份、益母草碱2.3份、古豆碱1.4份、茶碱2.5份、浙贝母碱0.6份、雷公藤碱1.3份、黄连碱0.68份。
步骤（2）所述的真空蒸煮，其真空度为100%，温度为64℃，时间1.5h。
步骤（2）所述的杀菌溶液，其配制方法为：
按照质量计份称取常春藤14份、菊花10份、半枝莲8份、米兰6.2份、紫薇4.5份、石竹3.2份、苍耳叶2.5份、桉树叶3.6份、香草1.4份，将配制原料粉碎后加入总质量7.5倍的水，在75℃温度下蒸煮2.5h，过滤后浓缩至原体积的1/5，制得杀菌溶液。
步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水108份、高岭土9.5份、硅酸钠4.2份、碳化硅3.6份、石英砂粉3.4份、氧化铝2.3份。
实施例2：
（1）活化处理：先将杉木制品浸入激素溶液进行浸渍处理，其含量有的皮质醇和强的松龙成分，可提高杉木表面和内部纤维活性，温度为46℃，压强0.48MPa，时间2h，再浸入植物碱溶液中进行加热浸渍，其含有的多种生物碱成分，可刺激纤维收缩，提高杉木的硬度和韧性、防虫性能，温度65℃，分别在压强0.58MPa和0.84MPa条件下处理36min，制得活化制品；
（2）抗菌浸渍：将活化制品浸入杀菌溶液中进行真空蒸煮，其含有植物性杀菌成分，具有杀菌高效、安全特点，并且多糖和脂肪酸等成分可提高杉木制品的抗老化性能，制得抗菌制品；
（3）电离处理：将抗菌制品放入电离槽中加入电离槽体积2/3的处理液，其中含有的高岭土、碳化硅等成分加热后形成稳定的络合结构，可提高杉木的硬度和阻燃性能，进行电离处理，温度96℃，压强0.68MPa，先在127V电压、电流1.6A条件下电离39min，再在155V电压、电流3.7A条件下电离25min，然后再将电离温度提升至118℃电离处理1次，制得电离制品；而通过电离和升温方法，均可提高处理液有效成分不规则运动和杉木表面活性，提高杉木的渗透效果；
（4）磁化固化：将电离制品浸入植物碱溶液中进行磁化处理，大分子生物碱与处理液无机成分结合，具有提高其稳定性和固化效果的作用，温度74℃分别在频率1.8MPa和3.7MPa的磁化器中处理34min，磁化处理其产生的强磁场可促进各物质间的相互融合，并且改变其结构排列组合，提高杉木工艺品的硬度和阻燃性能,制得固化制品；
（5）烘干：在64℃烘干温度下缓慢将固化制品水分含量烘干至7.6%，制得加工杉木制品。
步骤（1）所述的激素溶液，其中皮质醇：强的松龙质量配比为3:6，其质量浓度为5.8%。
步骤（1）所述的植物碱溶液，其中各配制成分质量计份为：水116份、无水乙醇14份、益母草碱3.8份、古豆碱2.7份、茶碱2.9份、浙贝母碱0.9份、雷公藤碱1.8份、黄连碱0.86份。
步骤（2）所述的真空蒸煮，其真空度为100%，温度为66℃，时间2h。
步骤（2）所述的杀菌溶液，其配制方法为：
按照质量计份称取常春藤16份、菊花11份、半枝莲9份、米兰7.6份、紫薇5.4份、石竹4.8份、苍耳叶3.7份、桉树叶5.2份、香草2.4份，将配制原料粉碎后加入总质量8.5倍的水，在76℃温度下蒸煮3h，过滤后浓缩至原体积的1/5，制得杀菌溶液。
步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水118份、高岭土10.2份、硅酸钠5.7份、碳化硅4.8份、石英砂粉4.5份、氧化铝2.8份。
对比1：
本对比1与实施例1比较，未进行步骤（1）中活化处理，其他步骤与实施例1相同。
对比2：
本对比2与实施例1比较，未进行步骤（2）抗菌浸渍，其他步骤与实施例1相同。
对比3：
本对比3与实施例2比较，未进行步骤（3）电离处理，其他步骤与实施例2相同。
对比4：
本对比4与实施例2比较，未进行步骤（4）磁化固化，其他步骤与实施例2相同。
对比5：
本对比5与实施例2比较，未进行步骤（4）中植物碱溶液使用，其他步骤与实施例2相同。
对照组：
对照组对杉木工艺品进行蒸煮、烘干处理，未采用活化处理、抗菌浸渍、电离处理、磁化固化和植物碱溶液使用。
对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5及对照组实验方案，统计杉木工艺品加工后洛氏硬度、抗拉伸强度、吸水性能、阻燃性进行比较。
实验数据：
项目 洛氏硬度（HR） 抗拉伸强度MPa 吸水性能% 阻燃性S
实施例1 523 144 13.5% 62
实施例2 521 147 13.7% 66
对比1 499.8 138 10.7% 57
对比2 525 142 11.8% 60
对比3 476 136 9.3% 56
对比4 490 139 10.7% 59
对比5 504 143 11.6% 62
对照组 407 115 27.3% 37
综合结果：本发明方法加工的杉木工艺品，与对照组比较，其洛氏硬度提高116HR，抗拉伸强度提高29MPa，吸收性能降低13.8%，阻燃性提高25S。使用活化处理和电离处理，可提高洛氏硬度为23HR、45HR，抗拉伸强度提高6MPa、11MPa，吸收性能降低2.7%、4.4%，阻燃性提高5S、10S；使用磁化固化和植物碱溶液，可提高洛氏硬度为31HR、17HR，抗拉伸强度提高8MPa、4MPa，吸收性能降低3.0%、2.1%，阻燃性提高7S、4S。

Claims (6)

1.一种提高杉木工艺品硬度的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）活化处理：先将杉木制品浸入激素溶液进行浸渍处理，温度为43-47℃，压强0.3-0.5MPa，时间1-2h，再浸入植物碱溶液中进行加热浸渍，温度62-66℃，分别在压强0.4-0.6MPa和0.7-0.9MPa条件下处理34-37min，制得活化制品；
（2）抗菌浸渍：将活化制品浸入杀菌溶液中进行真空蒸煮，制得抗菌制品；
（3）电离处理：将抗菌制品放入电离槽中加入电离槽体积2/3的处理液，进行电离处理，温度92-97℃，压强0.5-0.7MPa，先在120-130V电压、电流1-2A条件下电离35-40min，再在150-156V电压、电流3-4A条件下电离22-26min，然后再将电离温度提升至115-120℃电离处理1次，制得电离制品；
（4）磁化固化：将电离制品浸入植物碱溶液中进行磁化处理，温度70-75℃分别在频率1-2MPa和3-4MPa的磁化器中处理32-35min，制得固化制品；
（5）烘干：在60-65℃烘干温度下缓慢将固化制品水分含量烘干至6%-8%，制得加工杉木制品。
2.如权利要求1所述提高杉木工艺品硬度的加工方法，其特征在于，步骤（1）所述的激素溶液，其中皮质醇：强的松龙质量配比为2-3:5-6，其质量浓度为5%-6%。
3.如权利要求1所述提高杉木工艺品硬度的加工方法，其特征在于，步骤（1）所述的植物碱溶液，其中各配制成分质量计份为：水100-120份、无水乙醇10-15份、益母草碱2-4份、古豆碱1-3份、茶碱2-3份、浙贝母碱0.5-1份、雷公藤碱1-2份、黄连碱0.6-0.9份。
4.如权利要求1所述提高杉木工艺品硬度的加工方法，其特征在于，步骤（2）所述的真空蒸煮，其真空度为100%，温度为63-67℃，时间1-2h。
5.如权利要求1所述提高杉木工艺品硬度的加工方法，其特征在于，步骤（2）所述的杀菌溶液，其配制方法为：
按照质量计份称取常春藤13-17份、菊花9-12份、半枝莲7-10份、米兰6-8份、紫薇4-6份、石竹3-5份、苍耳叶2-4份、桉树叶3-6份、香草1-3份，将配制原料粉碎后加入总质量7-9倍的水，在74-77℃温度下蒸煮2-3h，过滤后浓缩至原体积的1/5，制得杀菌溶液。
6.如权利要求1所述提高杉木工艺品硬度的加工方法，其特征在于，步骤（3）所述的处理液，其各配制成分质量计份为：水100-120份、高岭土9-11份、硅酸钠4-6份、碳化硅3-5份、石英砂粉3-5份、氧化铝2-3份。
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