CN107471356A - 一种水杉木制品的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及木制工艺品加工技术领域，公开了一种水杉木制品的加工方法，经处理后的水杉木材化学成分发生变化，游离的羟基官能团大大减少，使木材吸湿性和吸水性显著降低，半纤维素降解成游离酸，切断了腐朽菌的食物链，防腐性提高，抗压强度、硬度也得到提高，木材的内含物挥发，有利于加工涂饰，易维护，压力高温热处理木材的生产过程中只涉及到水蒸汽和温度，不添加任何化学药剂，也没有添加任何外来的物质，因此，使用压力高温热处理木材对环境友好，不会污染环境，同时由于处理木材在使用时平衡含水率降低，尺寸稳定性大幅度提高，涂饰后水杉木制品颜色均匀、耐久，材质稳定，不易变形。

Description

一种水杉木制品的加工方法
技术领域
本发明属于木质工艺品加工技术领域，具体涉及一种水杉木制品的加工方法。
背景技术
工艺品即是用来赏识的，其艺术价值使得工艺品随处可见，可是最为赏识的工艺品仍是当属木制工艺品。木制工艺品大多是选用人工制造或许是机器制造而成，直接在枯燥后的木材上进行处理，出土后的木制工艺品大多都栩栩如生，惹人爱怜。木制工艺品以各种木头为主要原料，有机器制作，有纯手工制作，有半机器半手工制作，做工精细，设计简单，风格各异，色泽自然，新颖别致，是中国独具风格的工艺品。水杉为喜光性强的速生树种，对环境条件的适应性较强。自水杉被发现以后，尤其在解放以后，我国各地普遍引种，北至辽宁草河口、辽东半岛，南至广东广州，东至江苏、浙江，西至云南昆明、四川成都、陕西武功，已成为受欢迎的绿化树种之一。将杉木加工成木制工艺品，其味道不仅让人闻着舒心，而且杉木气味还能抑制细菌的生长以及杀死空气中的细菌，对人体来说是十分有利的。而且，杉木的线条是非常美丽的，杉木色彩的分布也是非常均匀的，在材质上与质地上都是很不错，但是水杉木制品存在一个很大的缺点：难以保养，这与木材材性相对较软有关，当木材材性较软时，木材本身的结合力较小，在环境和外力的作用下，可能导致木材本身的破坏，从而使水杉表面漆膜的剥落率增加。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种水杉木制品的加工方法，经过处理的水杉加工成木制品，涂饰后水杉木制品颜色均匀、耐久，材质稳定，不易变形。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种水杉木制品的加工方法，将水杉木材切割成所需尺寸，浸泡在防腐液中，浸泡50-60分钟后，进行超声波处理，处理功率300-340W，烘干至含水量为30-40%后进行热处理，热处理过程包括以下步骤：
（1） 升温段利用电加热，将热处理窑内温度升高至95-100℃，升温速度为1-2℃/min，通过蒸汽喷蒸，提高环境湿度至80-85%，并降低氧含量至10-15%范围；
（2）干燥段升高温度至130-150℃，将木材干燥至含水量为5-10%，通过蒸汽喷蒸，将氧含量降低至10-12%范围，快速升温段将温度升高至150-180℃，升温速度为5-6℃/min，氧含量控制在5-10%范围；
（3）降温段将温度缓慢降低至120-130℃，氧含量保持在2-4%范围，此过程在1.0-1.5小时范围，之后温度逐渐降低，降低速度为40-50℃/小时，氧含量升高至15-20%范围，直至温度降低至30-40℃时出窑。
作为对上述方案的进一步描述，所述防腐液按照质量百分比计含有以下成分：钛酸乙酯占1.5-1.8%、硅酸钠占1.4-1.6%、次氯酸钠占1.2-1.4%、醋酸钠占1.0-1.2%、柠檬酸钠占0.8-1.0%、丙三醇占2.5-3.0%、剩余为水。
作为对上述方案的进一步描述，所述超声波处理时间5-10min，处理温度70-80℃，超声后保温时间为20-30min。
作为对上述方案的进一步描述，干燥段升温速度为2-3℃/min。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有水杉木制品由于木材本身性质不足带来难保养的问题，本发明提供了一种水杉木制品的加工方法，经处理后的水杉木材化学成分发生变化，游离的羟基官能团大大减少，使木材吸湿性和吸水性显著降低，半纤维素降解成游离酸，切断了腐朽菌的食物链，防腐性提高，抗压强度、硬度也得到提高，木材的内含物挥发，有利于加工涂饰，易维护，压力高温热处理木材的生产过程中只涉及到水蒸汽和温度，不添加任何化学药剂，也没有添加任何外来的物质，因此，使用压力高温热处理木材对环境友好，不会污染环境，同时由于处理木材在使用时平衡含水率降低，尺寸稳定性大幅度提高，涂饰后水杉木制品颜色均匀、耐久，材质稳定，不易变形，可以使平衡含水率降低50-55%，抗干缩率提高35-40%，木材脆性降低20-25%，可以达到强耐腐等级。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种水杉木制品的加工方法，将水杉木材切割成所需尺寸，浸泡在防腐液中，浸泡50分钟后，进行超声波处理，处理功率300W，烘干至含水量为30%后进行热处理，热处理过程包括以下步骤：
（1）升温段利用电加热，将热处理窑内温度升高至95℃，升温速度为1℃/min，通过蒸汽喷蒸，提高环境湿度至80%，并降低氧含量至10-15%范围；
（2）干燥段升高温度至130℃，将木材干燥至含水量为5%，通过蒸汽喷蒸，将氧含量降低至10-12%范围，快速升温段将温度升高至150℃，升温速度为5℃/min，氧含量控制在5-10%范围；
（3）降温段将温度缓慢降低至120℃，氧含量保持在2-4%范围，此过程在1.0-1.5小时范围，之后温度逐渐降低，降低速度为40℃/小时，氧含量升高至15-20%范围，直至温度降低至30℃时出窑。
作为对上述方案的进一步描述，所述防腐液按照质量百分比计含有以下成分：钛酸乙酯占1.5%、硅酸钠占1.4%、次氯酸钠占1.2%、醋酸钠占1.0%、柠檬酸钠占0.8%、丙三醇占2.5%、剩余为水。
作为对上述方案的进一步描述，所述超声波处理时间5min，处理温度70℃，超声后保温时间为20min。
作为对上述方案的进一步描述，干燥段升温速度为2℃/min。
实施例2
一种水杉木制品的加工方法，将水杉木材切割成所需尺寸，浸泡在防腐液中，浸泡55分钟后，进行超声波处理，处理功率320W，烘干至含水量为35%后进行热处理，热处理过程包括以下步骤：
（1） 升温段利用电加热，将热处理窑内温度升高至98℃，升温速度为1.5℃/min，通过蒸汽喷蒸，提高环境湿度至83%，并降低氧含量至10-15%范围；
（2）干燥段升高温度至140℃，将木材干燥至含水量为8%，通过蒸汽喷蒸，将氧含量降低至10-12%范围，快速升温段将温度升高至160℃，升温速度为5.5℃/min，氧含量控制在5-10%范围；
（3）降温段将温度缓慢降低至125℃，氧含量保持在2-4%范围，此过程在1.0-1.5小时范围，之后温度逐渐降低，降低速度为45℃/小时，氧含量升高至15-20%范围，直至温度降低至35℃时出窑。
作为对上述方案的进一步描述，所述防腐液按照质量百分比计含有以下成分：钛酸乙酯占1.6%、硅酸钠占1.5%、次氯酸钠占1.3%、醋酸钠占1.1%、柠檬酸钠占0.9%、丙三醇占2.8%、剩余为水。
作为对上述方案的进一步描述，所述超声波处理时间8min，处理温度75℃，超声后保温时间为25min。
作为对上述方案的进一步描述，干燥段升温速度为2.5℃/min。
实施例3
一种水杉木制品的加工方法，将水杉木材切割成所需尺寸，浸泡在防腐液中，浸泡60分钟后，进行超声波处理，处理功率340W，烘干至含水量为40%后进行热处理，热处理过程包括以下步骤：
（1）升温段利用电加热，将热处理窑内温度升高至100℃，升温速度为2℃/min，通过蒸汽喷蒸，提高环境湿度至85%，并降低氧含量至10-15%范围；
（2）干燥段升高温度至150℃，将木材干燥至含水量为10%，通过蒸汽喷蒸，将氧含量降低至10-12%范围，快速升温段将温度升高至180℃，升温速度为6℃/min，氧含量控制在5-10%范围；
（3）降温段将温度缓慢降低至130℃，氧含量保持在2-4%范围，此过程在1.0-1.5小时范围，之后温度逐渐降低，降低速度为50℃/小时，氧含量升高至15-20%范围，直至温度降低至40℃时出窑。
作为对上述方案的进一步描述，所述防腐液按照质量百分比计含有以下成分：钛酸乙酯占1.8%、硅酸钠占1.6%、次氯酸钠占1.4%、醋酸钠占1.2%、柠檬酸钠占1.0%、丙三醇占3.0%、剩余为水。
作为对上述方案的进一步描述，所述超声波处理时间10min，处理温度80℃，超声后保温时间为30min。
作为对上述方案的进一步描述，干燥段升温速度为3℃/min。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，步骤（1）中将氧含量调整至15-20%范围，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，步骤（2）中将升温速度调整为10℃/min，氧含量控制在10-15%范围，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，步骤（3）中降温速度保持在40℃/min，一次性降温，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法处理水杉木制品，同时以现有的热处理技术做对照，处理后使用相同的涂料喷漆，保持无关变量一致，对处理效果进行比较，结果如下表所示：
项目 平衡含水率降低（%） 抗干缩率提高（%） 木材脆性降低（%） 漆膜耐久性提高（%）
实施例1 50 36 20 35
实施例2 55 40 25 40
实施例3 52 38 22 38
对比例1 32 12 8 11
对比例2 28 10 6 8.5
对比例3 26 8 5 6.5
对照组 对照 对照 对照 对照
由此可见：本发明对于水杉木制品的加工方法十分有效，水杉木制品颜色均匀、耐久，材质稳定，不易变形，可以使平衡含水率降低50-55%，抗干缩率提高35-40%，木材脆性降低20-25%，可以达到强耐腐等级。

Claims (4)

1.一种水杉木制品的加工方法，其特征在于，将水杉木材切割成所需尺寸，浸泡在防腐液中，浸泡50-60分钟后，进行超声波处理，处理功率300-340W，烘干至含水量为30-40%后进行热处理，热处理过程包括以下步骤：
（1） 升温段利用电加热，将热处理窑内温度升高至95-100℃，升温速度为1-2℃/min，通过蒸汽喷蒸，提高环境湿度至80-85%，并降低氧含量至10-15%范围；
（2）干燥段升高温度至130-150℃，将木材干燥至含水量为5-10%，通过蒸汽喷蒸，将氧含量降低至10-12%范围，快速升温段将温度升高至150-180℃，升温速度为5-6℃/min，氧含量控制在5-10%范围；
（3）降温段将温度缓慢降低至120-130℃，氧含量保持在2-4%范围，此过程在1.0-1.5小时范围，之后温度逐渐降低，降低速度为40-50℃/小时，氧含量升高至15-20%范围，直至温度降低至30-40℃时出窑。
2.如权利要求1所述一种水杉木制品的加工方法，其特征在于，所述防腐液按照质量百分比计含有以下成分：钛酸乙酯占1.5-1.8%、硅酸钠占1.4-1.6%、次氯酸钠占1.2-1.4%、醋酸钠占1.0-1.2%、柠檬酸钠占0.8-1.0%、丙三醇占2.5-3.0%、剩余为水。
3.如权利要求1所述一种水杉木制品的加工方法，其特征在于，所述超声波处理时间5-10min，处理温度70-80℃，超声后保温时间为20-30min。
4.如权利要求1所述一种水杉木制品的加工方法，其特征在于，干燥段升温速度为2-3℃/min。
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