CN107599095A - 一种玉米秸秆的预处理和染色方法 - Google Patents

一种玉米秸秆的预处理和染色方法 Download PDF

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一种玉米秸秆的预处理和染色方法,收割玉米秸秆后自然气干,控制含水率<12%;将选好的秸秆完全浸没于双氧水中漂白0.5‑1h,温度控制在50℃‑55℃,漂白结束后用清水冲洗,随后将漂白后的秸秆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染,NaOH溶质质量分数为0.1%;选取活性染料,助剂为NaCO3和NaCl;先在染槽内用25℃温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水配置染料质量分数为0.5%的染液,然后在配好的染液中加入NaCO3,调节PH值至10;再按V秸秆:V染液为1:20的浴比,40℃温度下加热1h,15‑20min时加入1%NaCl助染,30‑40min时再加入1%NaCl和1%NaCO3

Description

一种玉米秸秆的预处理和染色方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种农作物稻杆的预处理和染色方法,尤其涉及一种玉米結秆的预处 理和染色方法。 '
背景技术
[0002]秸杆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称,是农作物在收获籽实后的剩余部分。农 作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,結 杆中的粗纤维含量高(30%-40%),并含有木质素等。目前,在科学研究方面主要是针对秸 秆人造板材的研究,成品主要应用于墙面装饰及一些简单家具组装,美学效果较差;在艺术 方面、学术界对这一技艺的研究仅局限在传统工艺手法上,比如稻秆贴画或者稻杆扎刻等, 并没有很大的突破使其成为大众生活中的艺术品及产品。这些工艺所用的稻秆大部分以手吉 杆原料为主,色彩单一,无法进行艺术提升。
[0003]长有秸杆的农作物包括小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它粗粮农作 物等等,目前,玉米秸秆多用于制作艺术品,为了丰富艺术品的色彩,需要对玉米稻秆染色, 针对玉米秸杆色彩提升的方法主要有两种,一种是物理方法,主要是通过颜料覆盖或者电 烙铁烫出深浅变化,颜料覆盖容易褪色干裂,且无法表现秸秆表面的光泽效果,而电烙铁烫 出的颜色虽然可以保留秸杆表面的光泽,但是也只能呈现素描般的效果,色彩单一,且容易 破坏稻秆表面的物理结构,造成稻秆表面光泽不一、易断裂,无法长期保存。另一种玉米稻 秆色彩提升的方法是化学方法,即参考木材染色的方法,普遍采用常规浸染的方式,丰富秸 杆的色彩。但是,由于秸杆表面存在二氧化硅,因此不易上染,现在针对秸杆表面预处理和 化学染色的方法参差不齐。
发明内容
[0004]本发明针对不足,提供一种色彩丰富、染色效果好的玉米秸秆的预处理和染色方 法。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006] 一种玉米秸秆的预处理和染色方法,其特征在于,包括如下步骤:
[0007] (1)秸秆制备及裁剪,收割玉米秸秆后自然气干,控制含水率<12%,去除叶子、叶 鞘,截取色泽白、亮、质地柔软、粗细均匀的茎秆,剔除有严重缺陷的部分,用砂纸进行表面 清洁,选取纹理均匀、无严重缺陷的试件作为试验用材;
[0008] (2)秸秆预处理,将选好的秸秆完全浸没于双氧水中漂白0.5—lh,温度控制在50 °C-55°C,漂白结束后用清水冲洗,随后将漂白后的秸秆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上 染,NaOH溶质质量分数为0.1%,之后将秸秆自然气干,控制含水率<12%;
[0009] ⑶染料选取,选取活性染料,助剂为NaC〇3和NaCl;
[0010] (4)秸秆染色,先在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水配置染料 质量分数为0 • 5 %的染液,然后在配好的染液中加入NaC03,调节PH值至10;再按V秸秆:V染 液为1: 20的浴比,将秸杆完全浸染,秸杆之间不要叠加,40 °C温度下加热1 h,15-20min时加 入l%NaCl助染,30-40min时再加入l%NaCl和l%NaC〇3,染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率<12%。
[0011] 根据所述的一种玉米秸秆的预处理和染色方法,其特征在于,所述试件按长x宽 为 50mm X 10mm 裁制。
[0012]根据所述的一种玉米結杆的预处理和染色方法,其特征在于,所述Na⑶3和NaCl均 为分析纯。
[0013]本发明的优点是:
[0014] 1、解决了稻杆表面含錯质不易上染的问题,预处理方式起到了杀菌、耐老化的作 用,有利于上染。
[0015] 2、染色工艺简单高效,在常压条件适当提升温度即可染色,染色时间短,不需要复 杂昂贵的染色设备,有利于在农村地区推广。
[0016] 3、经过预处理和染色后的秸秆色泽绚丽,内外染色均匀,还保留了秸秆表面色泽 光洁的效果,非常适合艺术创作并用于家具装饰,是家具装饰设计的新途径。
[0017] 4、拓展了秸秆废弃物的应用途径,提高了秸秆材料的附加值,有利于农村环境的 保护。
具体实施方式
[0018]以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限 定本发明的范围,本领域技术人员可以根据具体情况,调整染料种类或者染色工艺参数。 [0019] 实施例一
[0020] 一种玉米秸秆的预处理和染色方法,包括如下步骤:
[0021] (1)收割玉米秸杆后自然气干,控制含水率为11%,去除叶子、叶鞘,截取色泽白、 亮、质地柔软、粗细均匀的茎秆,剔除有严重缺陷的部分。按长X宽为SOmmXIOram裁制试件, 用200目砂纸进行表面清洁,用200目砂纸打光表面,装入染架。
[0022] ⑵将选好的秸杆完全浸没于双氧水中漂白0.5h,温度控制在50°C。漂白结束后用 清水冲洗,随后将漂白后的稻秆用NaOH去除表面錯质以利于后期上染,NaOH含量为0.1 %, 若NaOH含量太大则容易造成秸秆皱缩和干裂。之后将秸秆自然气干,控制含水率为11%。 [0023] (3)染料选取。这里选取染料为活性艳红X-3B (工业品),助剂为NaC〇3 (分析纯)及 NaCl (分析纯)。
[0024] ⑷秸杆染色。1、在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水至规定体 积配置染液,染料浓度为0.5%。2、在配好的染液中加入NaC〇3调节PH值至1〇。3、按1:20浴比 将秸秆完全浸染,稻杆之间不要叠加,40°C温度下加热1小时。l5min后加入WNaCi助染, 30min时再加入l%NaCl和l%NaC〇3,NaC〇3主要用于固色。染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率为11 %。
[0025] (5)秸秆装饰家具。这里以秸杆装饰椅子靠背及座面为例。1、选取椅子,椅子靠背 及面板暂时不要安装2、把秸秆压平,根据设计图将秸杆用白乳胶粘贴于靠背及座面上。为 表现出立体效果,秸杆粘贴的层次可以有所区别。3、将粘贴好的靠背及座面置于室温下等 待白乳胶干燥,然后将其镶嵌在椅子上。
[0026] 实施例二
[0027] 一种玉米秸秆的预处理和染色方法,包括如下步骤:
[0028] (1)收害IJ玉米稻抒后自然气干,控制含水率为1 〇 %,去除叶子、叶鞘,截取色泽白、 壳、质地柔软、粗细均勾的圣杆,剔除有严重缺陷的部分。按长X宽为50mmX 10mm裁制试件, 用200目砂纸进行表面清洁,用200目砂纸打光表面,装入染架。
[0029] (¾将选好的秸杆完全浸没于双氧水中漂白0 •池,温度控制在53。(:。漂白结束后用 清水冲洗,随后将漂白后的秸秆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染,Na〇H含量为0.1%, 若NaOH含量太大则容易造成秸秆皱缩和干裂。之后将秸秆自然气干,控制含水率为10%。 [0030] ⑶染料选取。这里选取染料为活性艳红X-3B (工业品),助剂为NaC〇3 (分析纯)及 NaCl (分析纯)。
[0031] ⑷秸杆染色。1、在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水至规定体 积配置染液,染料浓度为0 • 5 %。2、在配好的染液中加入NaC03调节PH值至10。3、按1: 20浴比 将猜秆完全浸染,猜杆之间不要叠加,40°C温度下加热1小时。18min后加入l%NaCl助染, 35min时再加入l%NaCl和l%NaC〇3,NaC〇3主要用于固色。染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率为10 %。
[0032] (5)秸秆装饰家具。这里以秸秆装饰椅子靠背及座面为例。1、选取椅子,椅子靠背 及面板暂时不要安装2、把猜杆压平,根据设计图将猜杆用白乳胶粘贴于靠背及座面上。为 表现出立体效果,秸秆粘贴的层次可以有所区别。3、将粘贴好的靠背及座面置于室温下等 待白乳胶干燥,然后将其镶嵌在椅子上。
[0033] 实施例三
[0034] 一种玉米猜秆的预处理和染色方法,包括如下步骤:
[0035] (1)收割玉米秸杆后自然气干,控制含水率为11%,去除叶子、叶鞘,截取色泽白、 亮、质地柔软、粗细均匀的茎秆,剔除有严重缺陷的部分。按长X宽为50mmX l〇mm裁制试件, 用200目砂纸进行表面清洁,用200目砂纸打光表面,装入染架。
[0036] (2)将选好的秸秆完全浸没于双氧水中漂白〇 • 9h,温度控制在54。(:左右。漂白结束 后用清水冲洗,随后将漂白后的秸秆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染,Na0H含量为 0.1%,若NaOH含量太大则容易造成秸秆皱缩和千裂。之后将秸秆自然气干,控制含水率为 10%〇
[0037] (3)染料选取。这里选取染料为活性艳红X-3B (工业品),助剂为NaC〇3 (分析纯)及 NaCl (分析纯)。
[0038] ⑷秸秆染色。1、在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水至规定体 积配置染液,染料浓度为0.5 %。2、在配好的染液中加入NaC〇3调节PH值至1 〇。3、按1: 20浴比 将秸秆完全浸染,秸秆之间不要叠加,40°C温度下加热1小时。16min后加入l%NaCl助染, 32min时再加入l%NaCl和l%NaC〇3,NaC〇3主要用于固色。染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率为11 %。
[0039] (5)秸杆装饰家具。这里以秸秆装饰椅子靠背及座面为例。1、选取椅子,椅子靠背 及面板暂时不要安装2、把秸秆压平,根据设计图将秸杆用白乳胶粘贴于靠背及座面上。为 表现出立体效果,秸秆粘贴的层次可以有所区别。3、将粘贴好的靠背及座面置于室温下等 待白乳胶千燥,然后将其镶嵌在椅子上。
[0040] 实施例四
[0041 ] —种玉米秸秆的预处理和染色方法,包括如下步骤:
[0042] ⑴收割玉米秸秆后自然气干,控制含水率为9%,去除叶子、叶鞘,截取色泽白、 冗、质地柔软、粗细均勾的圣杆,剔除有严重缺陷的部分。按长X宽为50mmX 10mm裁制试件, 用200目砂纸进行表面清洁,用200目砂纸打光表面,装入染架。
[0043] ⑵将选好的秸秆完全浸没于双氧水中漂白0 • 7h,温度控制在54 r左右。漂白结束 后用清水冲洗,随后将漂白后的秸杆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染,Na〇H含量为 0• 1 %,若NaOH含量太大则容易造成秸秆皱缩和干裂。之后将秸秆自然气干,控制含水率为 9%〇
[0044] (3)染料选取。这里选取染料为活性艳红X-3B (工业品),助剂为纯碱(分析纯)及 NaCl (分析纯)。
[0045] ⑷秸杆染色。1、在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水至规定体 积配置染液,染料浓度为0.5 %。2、在配好的染液中加入NaC03调节PH值至10。3、按1:20浴比 将秸杆完全浸染,秸杆之间不要叠加,40°C温度下加热1小时。19min后加入l%NaCl助染, 36min时再加入l%NaCl和l%NaC〇3,NaC〇3主要用于固色。染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率为10%。
[0046] (5)秸秆装饰家具。这里以秸秆装饰椅子靠背及座面为例。1、选取椅子,椅子靠背 及面板暂时不要安装2、把秸秆压平,根据设计图将秸秆用白乳胶粘贴于靠背及座面上。为 表现出立体效果,結杆粘贴的层次可以有所区别。3、将粘贴好的靠背及座面置于室温下等 待白乳胶干燥,然后将其镶嵌在椅子上。
[0047]实施例五
[0048] 一种玉米結杆的预处理和染色方法,包括如下步骤:
[0049] ⑴收割玉米秸秆后自然气干,控制含水率为10 %,去除叶子、叶鞘,截取色泽白、 亮、质地柔软、粗细均匀的茎杆,剔除有严重缺陷的部分。按长X宽为50mmX 10mm裁制试件, 用200目砂纸进行表面清洁,用200目砂纸打光表面,装入染架。
[0050] (2)将选好的秸杆完全浸没于双氧水中漂白〇 • 6h,温度控制在53。(:左右。漂白结束 后用清水冲洗,随后将漂白后的秸秆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染,Na0H含量为 0.1%,若NaOH含量太大则容易造成秸杆皱缩和干裂。之后将秸秆自然气干,控制含水率为 9%〇
[0051] (3)染料选取。这里选取染料为活性艳红X_:3B (工业品),助剂为NaC〇3 (分析纯)及 NaCl (分析纯)。
[0052] ⑷稻杆染色。1、在染槽内用25°C温水将染料调成楽状态,再加入蒸馏水至规定体 积配置染液,染料浓度为0 • 5%。2、在配好的染液中加入NaC〇3调节PH值至1〇。3、按1: 20浴比 将秸杆完全浸染,猜秆之间不要叠加,40°C温度下加热1小时。18min后加入l%NaCl助染, 38min时再加入l%NaCl和l%NaC〇3,NaC〇3主要用于固色。染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率为10 %。
[0053] (5)秸杆装饰家具。这里以秸秆装饰椅子靠背及座面为例。1、选取椅子,椅子靠背 及面板暂时不要安装2、把秸杆压平,根据设计图将秸秆用白乳胶粘贴于靠背及座面上。为 表现出立体效果,秸秆粘贴的层次可以有所区别。3、将粘贴好的靠背及座面置于室温下等 待白乳胶干燥,然后将其镶嵌在椅子上。
[0054]实施例六
[0055] —种玉米秸秆的预处理和染色方法,包括如下步骤:
[0056] ⑴收割玉米秸秆后自然气干,控制含水率为8 %,去除叶子、叶鞘,截取色泽白、 亮、质地柔软、粗细均匀的茎秆,剔除有严重缺陷的部分。按长X宽为50mmX 10mm裁制试件, 用200目砂纸进行表面清洁,用200目砂纸打光表面,装入染架。
[0057] ⑵将选好的秸秆完全浸没于双氧水中漂白0.7h,温度控制在5 5 °C左右。漂白结束 后用清水冲洗,随后将漂白后的秸秆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染,Na0H含量为 0.1 %,若NaOH含量太大则容易造成秸秆皱缩和干裂。之后将秸秆自然气干,控制含水率为 10%。
[0058] (3)染料选取。这里选取染料为活性艳红X-:3B (工业品),助剂为Na⑶3 (分析纯)及 NaCl (分析纯)。
[0059] ⑷秸秆染色。1、在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馏水至规定体 积配置染液,染料浓度为0.5 %。2、在配好的染液中加入NaC03调节PH值至10。3、按1:20浴比 将秸杆完全浸染,猜杆之间不要叠加,40°C温度下加热1小时。17min后加入l%NaCl助染, 38min时再加入1 % NaCl和1 % NaC〇3,NaC〇3主要用于固色。染色完成后取出试样,用清水冲洗 并干燥,控制含水率为9%。
[0060] (5)秸秆装饰家具。这里以秸秆装饰椅子靠背及座面为例。1、选取椅子,椅子靠背 及面板暂时不要安装2、把秸秆压平,根据设计图将秸杆用白乳胶粘贴于靠背及座面上。为 表现出立体效果,秸秆粘贴的层次可以有所区别。3、将粘贴好的靠背及座面置于室温下等 待白乳胶干燥,然后将其镶嵌在椅子上。
[0061]对于以上各种染色处理条件,本领域技术人员可以根据实际情况所需对染料进行 具体调配,对工艺参数进行具体调节。
[0062]本发明所述方法针对现有技术存在的问题,总结了传统秸秆贴画的制备方法,并 将其改造升级与家具装饰进行结合。以此为目的,探索出了美学效果好、上染率高、染色均 勾、耐久性长的玉米猜秆预处理和染色工艺。既节约了染料和助剂,又可以低温短时间染 色。该技术绿色环保、低碳节能,具有良好的应用及推广前景。对促进稻秆的可持续利用、改 善农村生态环境具有重要意义。
[0063]本发明涉及一种简易高效的玉米秸杆预处理和染色方法,可将其应用于家具装饰 设计,步骤包括:秸杆筛选、预处理、染液调配、秸秆染色、染色秸秆干燥,然后用于家具装 饰。本发明所述方法的优点是:1、拓展了玉米秸秆的应用范围,发挥其天然属性与家具装饰 结合,有利于农业经济可持续发展。2、该玉米秸秆的预处理方式工艺简单易操作,解决了稻 秆表面不易染色的难题。3、通过比较发现了适合秸秆表面染色的染料和染色工艺,该工艺 缩短了染色时间、降低了染色温度、提高了染液活化能、提升了染料染色玉米稻秆的上染 率,染色效果良好,耐久度高,既保留了秸杆表面光滑的质感,又通过染料的调配使稻秆呈 现艺术色的效果,可适用于艺术创作,丰富了艺术表达的材料。
[00M]通过扫描电镜发现,预处理后的秸秆表面变得粗糙并出现很多细微破损。这是因 为秸杆表面的蜡质是由脂肪醇和高级脂肪酸组成的酯类物质,这种物质可溶于碱,当遇到 氢氧化钠后被破坏,稻秆表面出现“刻蚀”现象。这为染料的渗透和扩散创造了条件。活•性染 料染色后的栝针表囱芡得史光滑且纹理清晰。这是因为染料分子吸附到秸秆的 蚀”处,使其堵塞闭合。从而证明了染料的渗透或有机结合作用。 mu d
[0065]本发明基于秸杆应用领域狭窄、并没有广泛走进大众生产生活、以及秸杆表面不 易染色的现实问题,提出一种在常压条件下增强秸杆染色性能的预处理方式以及染色工 艺,具有简单易操作、染色时间短、上染率高、染色均匀的特点。该发明所述工艺不需要复杂 昂贵的染色设备,利用普通的仪器便可以大批量染色,染色后的秸杆可以应用技术美学和 现代设计美学的原理,用于家具装饰设计或者其他艺术创作,通过编织、拼贴、叠加、粘贴或 与其他材料结合应用于家具装饰设计,是一种新的美学表现形式。

Claims (3)

1. 一种玉米秸秆的预处理和染色方法,其特征在于,包括如下步骤: (1) 秸杆制备及裁剪,收割玉米秸杆后自然气千,控制含水率<12%,去除叶子、叶鞘, 截取色泽白、亮、质地柔软、粗细均匀的茎杆,剔除有严重缺陷的部分,用砂纸进行表面清 洁,选取纹理均匀、无严重缺陷的试件作为试验用材; (2) 秸杆预处理,将选好的秸杆完全浸没于双氧水中漂白〇. 5-lh,温度控制在5(TC_55 °C,漂白结束后用清水冲洗,随后将漂白后的秸杆用NaOH去除表面蜡质以利于后期上染, NaOH溶质质量分数为0.1 %,之后将秸秆自然气千,控制含水率< 丨2% ; ⑶染料选取,选取活性染料,助剂为NaC03和NaCl; ⑷秸秆染色,先在染槽内用25°C温水将染料调成浆状态,再加入蒸馈水配置染料质量 分数为0 • 5 %的染液,然后在配好的染液中加入NaC03,调节PH值至10;再按V薇:V嫌为1:20 的浴比,将秸杆完全浸染,秸杆之间不要叠加,40°C温度下加热lh,15-20min时加入1 %NaCl 助染,30_40min时再加入1 %NaCl和1 %NaC〇3,染色完成后取出试样,用清水冲洗并干燥,控 制含水率<12%。
2. 根据权利要求1所述的一种玉米秸杆的预处理和染色方法,其特征在于,所述试件按 长X宽为50mm X 10mm裁制。
3. 根据权利要求1所述的一种玉米秸杆的预处理和染色方法,其特征在于,所述NaC03和 NaCl均为分析纯。
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