CN108748573A - 一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，包括如下步骤：（1）木材预处理、（2）蒸汽爆破处理、（3）改性处理、（4）晾晒处理、（5）成品编织。本发明对木编箱的制备方法进行了特殊的改进处理，制得的木编箱具有很好的耐温、吸能缓冲、耐冲击能力，有效提升了对所盛放物品的保护能力，使用稳定性好、寿命长。

Description

一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法
技术领域
本发明属于木质材料编织领域，具体涉及一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法。
背景技术
阜南县，隶属于安徽省阜阳市，属内陆开发较早地区，位于安徽省西北部，淮河上中游结合部北岸。阜南县素有“名优特产县”、“天然资源库”之称，是全国粮食生产大县、中国柳编之乡、全国唯一的农业（林业）循环经济示范试点县，阜南是全国柳编之乡，柳编制品远销国外。
柳编的原料不仅是柳条、藤条等，木材、竹材等也是柳编的常用原料，后者编织的物品俗称木编制品，可归为柳编制品的一小类。木编箱是由木质材料编织成的箱体结构的物品，用以盛放、运输物品，或用作工艺品。在木编箱的实际使用过程中，有时会盛放一些易碎物品，如蛋类、玻璃制品等，为了避免此类物质的破损，通常会在木编箱内垫放大量的缓冲物来解决。但填放的缓冲物会增加整体的成本，并使得整体结构更为复杂，不利于简化。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，包括如下步骤：
（1）木材预处理：
将木材放入到干燥箱内干燥处理至含水率不大于10%，然后对木材进行切割，并用压缩空气去除表面木屑后得木材原料备用；
（2）蒸汽爆破处理：
将步骤（1）所得的木材原料放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为103~107℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.8~1.0MPa，保温保压处理20~25min，随后卸至常温常压后取出备用；
（3）改性处理：
a.将步骤（2）处理后的木材原料投入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为50~54℃，浸泡处理28~33min后取出备用；所述溶液A由如下重量份的物质制成：150~160份间二苯酚、110~130份明胶、18~23份丙二酸、7~12份大豆卵磷脂、5~9份椰子油二乙醇酰胺、7~10份聚二甲基硅氧烷、10~15份改性云母粉、540~580份水；
b.将操作a处理后的木材原料投入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为58~63℃，浸泡处理40~45min后取出备用，期间不断施加超声波进行辐射处理；所述溶液B由如下重量份的物质制成：4~6份十六烷基苯磺酸钠、3~5份十六烷基三甲基溴化铵、14~18份三聚甲醛、100~110份水；
c.将操作b处理后的木材原料放入到恒温箱内，保持恒温箱内的温度为84~88℃，同时将保温箱内的压力增至1.2~1.4MPa，期间不断施加超声波进行辐射处理，保温保压处理3~4h后取出备用；在处理时施加超声波，有效提升了物质间的均匀性，同时消除了应力，改善了整体的品质；
（4）晾晒处理：
将步骤（3）处理后的木材原料放入到阴凉处自然晾晒至含水率不大于8%后收集后备用；
（5）成品编织：
对步骤（4）处理后的木材原料按常规手法进行编织后即得成品木编箱。
进一步的，步骤（1）中所述的干燥箱内的温度控制为75~80℃。
进一步的，步骤（2）中所述的将密闭罐卸至常温常压过程于2min内完成。
进一步的，步骤（3）操作a中所述的改性云母粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将云母粉放入到质量分数为5~7%的盐酸溶液中浸泡处理6~8min，完成后取出放入到质量分数为8~10%的氢氧化钠溶液中浸泡处理10~12min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的云母粉放入到煅烧炉内进行煅烧处理，期间保持煅烧炉内的温度为800~850℃，处理1~2h后取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的云母粉放入到钛酸酯偶联剂中浸泡处理20~30min，取出后再放入到紫外线辐照仪内进行紫外线辐照处理，30~35min后取出备用；所述紫外线辐照处理的波长为280~300nm；进行紫外线辐照处理，提升了云母粉表面的活性基团种类和含量，增强了其化学反应结合能力；
（4）将步骤（3）处理后的云母粉放入到研磨机中进行研磨处理，控制颗粒直径为400~600nm后取出即可。
进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波辐射处理的频率为80~100kHz。
进一步的，步骤（3）操作c中所述的超声波辐射处理的频率为150~170kHz。
为了提升木编箱的耐温、耐冲击能力，增强对所盛放物品的保护效果，本申请对其加工方法进行了改进处理，主要对木编箱的木材编织原料的特性进行了改进，增强了原料自身的耐温、缓冲耐冲击性能，进而提升了对盛品的保护效果。本申请对木材原料预处理后，进行了蒸汽爆破处理，有效的松散了木质纤维的组织结构，去除了其内的蜡质等杂质成分，提升了木材的柔软编织特性，并为后续的处理奠定了基础。随后对木材进行了改性处理，其中配制了溶液A和溶液B，依次浸泡处理后又进行了保温保压处理，在保温处理过程中，溶液A中的明胶含有大量的胺基，可以引发酚、醛、明胶快速共聚反应，并且丙二酸又与三聚甲醛发生Knoevenagel 反应，加热脱羧生成的CO2对共聚物进行发泡，增强了整体的能量吸收特性，但仅仅由此类成分制得的共聚物与木材木质纤维的结合性能不佳，并且会损伤木材的柔软编织性能，对此本申请通过大量的实验配比和验证，向溶液A中添加了椰子油二乙醇酰胺、聚二甲基硅氧烷成分，其中利用大豆卵磷脂提升了共聚物整体与木质纤维间的结合强力，添加的椰子油二乙醇酰胺和聚二甲基硅氧烷插层到共聚物高分子链中，提升了整体的柔韧性，起到了软化的效果，从而降低了木材原料编织弯曲时被共聚物影响的程度，仍能顺利高效的编织。此外，还在溶液A中添加了改性云母粉成分，经过改性的云母粉成分比表面积大，并具有很强的耐温性能，提升了木材原料的耐温品质，并且其表面活性强，与共聚物、木质纤维间的相容结合能力强，有效提升了整体的强度和稳定性。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对木编箱的制备方法进行了特殊的改进处理，制得的木编箱具有很好的耐温、吸能缓冲、耐冲击能力，有效提升了对所盛放物品的保护能力，使用稳定性好、寿命长，极具推广使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，包括如下步骤：
（1）木材预处理：
将木材放入到干燥箱内干燥处理至含水率不大于10%，然后对木材进行切割，并用压缩空气去除表面木屑后得木材原料备用；
（2）蒸汽爆破处理：
将步骤（1）所得的木材原料放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为103℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.8MPa，保温保压处理20min，随后卸至常温常压后取出备用；
（3）改性处理：
a.将步骤（2）处理后的木材原料投入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为50℃，浸泡处理28min后取出备用；所述溶液A由如下重量份的物质制成：150份间二苯酚、110份明胶、18份丙二酸、7份大豆卵磷脂、5份椰子油二乙醇酰胺、7份聚二甲基硅氧烷、10份改性云母粉、540份水；
b.将操作a处理后的木材原料投入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为58℃，浸泡处理40min后取出备用，期间不断施加超声波进行辐射处理；所述溶液B由如下重量份的物质制成：4份十六烷基苯磺酸钠、3份十六烷基三甲基溴化铵、14份三聚甲醛、100份水；
c.将操作b处理后的木材原料放入到恒温箱内，保持恒温箱内的温度为84℃，同时将保温箱内的压力增至1.2MPa，期间不断施加超声波进行辐射处理，保温保压处理3h后取出备用；
（4）晾晒处理：
将步骤（3）处理后的木材原料放入到阴凉处自然晾晒至含水率不大于8%后收集后备用；
（5）成品编织：
对步骤（4）处理后的木材原料按常规手法进行编织后即得成品木编箱。
进一步的，步骤（1）中所述的干燥箱内的温度控制为75℃。
进一步的，步骤（2）中所述的将密闭罐卸至常温常压过程于2min内完成。
进一步的，步骤（3）操作a中所述的改性云母粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将云母粉放入到质量分数为5%的盐酸溶液中浸泡处理6min，完成后取出放入到质量分数为8%的氢氧化钠溶液中浸泡处理10min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的云母粉放入到煅烧炉内进行煅烧处理，期间保持煅烧炉内的温度为800℃，处理1h后取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的云母粉放入到钛酸酯偶联剂中浸泡处理20min，取出后再放入到紫外线辐照仪内进行紫外线辐照处理，30min后取出备用；所述紫外线辐照处理的波长为280~300nm；
（4）将步骤（3）处理后的云母粉放入到研磨机中进行研磨处理，控制颗粒直径为400~600nm后取出即可。
进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波辐射处理的频率为80kHz。
进一步的，步骤（3）操作c中所述的超声波辐射处理的频率为150kHz。
实施例2
一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，包括如下步骤：
（1）木材预处理：
将木材放入到干燥箱内干燥处理至含水率不大于10%，然后对木材进行切割，并用压缩空气去除表面木屑后得木材原料备用；
（2）蒸汽爆破处理：
将步骤（1）所得的木材原料放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为105℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.9MPa，保温保压处理23min，随后卸至常温常压后取出备用；
（3）改性处理：
a.将步骤（2）处理后的木材原料投入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为52℃，浸泡处理30min后取出备用；所述溶液A由如下重量份的物质制成：155份间二苯酚、120份明胶、20份丙二酸、10份大豆卵磷脂、8份椰子油二乙醇酰胺、9份聚二甲基硅氧烷、13份改性云母粉、560份水；
b.将操作a处理后的木材原料投入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为60℃，浸泡处理43min后取出备用，期间不断施加超声波进行辐射处理；所述溶液B由如下重量份的物质制成：5份十六烷基苯磺酸钠、4份十六烷基三甲基溴化铵、16份三聚甲醛、105份水；
c.将操作b处理后的木材原料放入到恒温箱内，保持恒温箱内的温度为86℃，同时将保温箱内的压力增至1.3MPa，期间不断施加超声波进行辐射处理，保温保压处理3.5h后取出备用；
（4）晾晒处理：
将步骤（3）处理后的木材原料放入到阴凉处自然晾晒至含水率不大于8%后收集后备用；
（5）成品编织：
对步骤（4）处理后的木材原料按常规手法进行编织后即得成品木编箱。
进一步的，步骤（1）中所述的干燥箱内的温度控制为78℃。
进一步的，步骤（2）中所述的将密闭罐卸至常温常压过程于2min内完成。
进一步的，步骤（3）操作a中所述的改性云母粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将云母粉放入到质量分数为6%的盐酸溶液中浸泡处理7min，完成后取出放入到质量分数为9%的氢氧化钠溶液中浸泡处理11min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的云母粉放入到煅烧炉内进行煅烧处理，期间保持煅烧炉内的温度为830℃，处理1.5h后取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的云母粉放入到钛酸酯偶联剂中浸泡处理25min，取出后再放入到紫外线辐照仪内进行紫外线辐照处理，33min后取出备用；所述紫外线辐照处理的波长为280~300nm；
（4）将步骤（3）处理后的云母粉放入到研磨机中进行研磨处理，控制颗粒直径为400~600nm后取出即可。
进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波辐射处理的频率为90kHz。
进一步的，步骤（3）操作c中所述的超声波辐射处理的频率为160kHz。
实施例3
一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，包括如下步骤：
（1）木材预处理：
将木材放入到干燥箱内干燥处理至含水率不大于10%，然后对木材进行切割，并用压缩空气去除表面木屑后得木材原料备用；
（2）蒸汽爆破处理：
将步骤（1）所得的木材原料放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为107℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至1.0MPa，保温保压处理25min，随后卸至常温常压后取出备用；
（3）改性处理：
a.将步骤（2）处理后的木材原料投入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为54℃，浸泡处理33min后取出备用；所述溶液A由如下重量份的物质制成： 160份间二苯酚、130份明胶、23份丙二酸、12份大豆卵磷脂、9份椰子油二乙醇酰胺、10份聚二甲基硅氧烷、15份改性云母粉、580份水；
b.将操作a处理后的木材原料投入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为63℃，浸泡处理45min后取出备用，期间不断施加超声波进行辐射处理；所述溶液B由如下重量份的物质制成：6份十六烷基苯磺酸钠、5份十六烷基三甲基溴化铵、18份三聚甲醛、110份水；
c.将操作b处理后的木材原料放入到恒温箱内，保持恒温箱内的温度为88℃，同时将保温箱内的压力增至1.4MPa，期间不断施加超声波进行辐射处理，保温保压处理4h后取出备用；
（4）晾晒处理：
将步骤（3）处理后的木材原料放入到阴凉处自然晾晒至含水率不大于8%后收集后备用；
（5）成品编织：
对步骤（4）处理后的木材原料按常规手法进行编织后即得成品木编箱。
进一步的，步骤（1）中所述的干燥箱内的温度控制为80℃。
进一步的，步骤（2）中所述的将密闭罐卸至常温常压过程于2min内完成。
进一步的，步骤（3）操作a中所述的改性云母粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将云母粉放入到质量分数为7%的盐酸溶液中浸泡处理8min，完成后取出放入到质量分数为10%的氢氧化钠溶液中浸泡处理12min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的云母粉放入到煅烧炉内进行煅烧处理，期间保持煅烧炉内的温度为850℃，处理2h后取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的云母粉放入到钛酸酯偶联剂中浸泡处理30min，取出后再放入到紫外线辐照仪内进行紫外线辐照处理，35min后取出备用；所述紫外线辐照处理的波长为280~300nm；
（4）将步骤（3）处理后的云母粉放入到研磨机中进行研磨处理，控制颗粒直径为400~600nm后取出即可。
进一步的，步骤（3）操作b中所述的超声波辐射处理的频率为100kHz。
进一步的，步骤（3）操作c中所述的超声波辐射处理的频率为170kHz。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去了步骤（3）改性处理操作a中溶液A中的大豆卵磷脂成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去了步骤（3）改性处理操作a中溶液A中的椰子油二乙醇酰胺成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，省去了步骤（3）改性处理操作a中溶液A中的聚二甲基硅氧烷成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，省去了步骤（3）改性处理操作a中溶液A中的大豆卵磷脂、椰子油二乙醇酰胺和聚二甲基硅氧烷成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例5
本对比实施例5与实施例2相比，省去了步骤（3）改性处理的整个操作，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，选取同一批采收的水曲柳木材作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5对应的方法进行处理，完成后从处理后的水曲柳木材中截取长宽高均为30mm的试样进行缓冲特性实验，实验设备是中物院结构力学研究所的DHR9602高精度落锤实验机。参照GB8167-87进行实验，对具体参数进行了调整，具体是对试样顺纹、径向、弦向的锤重均控制为8kg，跌落的高度均为10m，最后进行数据统计整理，具体对比数据如下表1所示：
表1
注：上表1中所述的吸收能量及缓冲系数的数值转换运算根据1945年R.D.闵德林在论文《缓冲包装动力学》中所表述的公式进行。其中吸收能量越高、缓冲系数数值越小表示材料的吸能缓冲效果越好。
由上表1可以看出，本发明方法处理后的木材原料的缓冲吸能减震品质明显增强，很好的提升了对盛品的保护效果。
为了进一步对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5对应处理后的木材原料的软化特性进行测试，具体对比数据如下表2所示：
表2
注：上表2中所述的单维弯曲曲率半径平均值是指对木质组织切片进行顺纹压缩后，再用日本SEM公司生产的型号为JSM-5610LV扫描电子显微镜对细胞壁组织进行检测而得，所述的单维弯曲曲率半径平均值越小，表明纤维组织软化更完全，对应的处理操作软化效果更好；所述的编织成品率是对处理后的柳条进行正常编织，对应制成的成品率。
由上表2可以看出，本发明处理方法有效保证了木材原料的柔软特性，几乎对其无损伤，编织的成功率高，具有很好的推广使用价值。
最后对木编箱原料进行测试发现，其极限氧指数提高了5~8，最高耐温温度提高了15~20℃，使用品质和稳定性明显提升，具有很好的推广使用价值。

Claims (6)

1.一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）木材预处理：
将木材放入到干燥箱内干燥处理至含水率不大于10%，然后对木材进行切割，并用压缩空气去除表面木屑后得木材原料备用；
（2）蒸汽爆破处理：
将步骤（1）所得的木材原料放入到密闭罐内，向密闭罐内通入温度为103~107℃的水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至0.8~1.0MPa，保温保压处理20~25min，随后卸至常温常压后取出备用；
（3）改性处理：
a.将步骤（2）处理后的木材原料投入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为50~54℃，浸泡处理28~33min后取出备用；所述溶液A由如下重量份的物质制成：150~160份间二苯酚、110~130份明胶、18~23份丙二酸、7~12份大豆卵磷脂、5~9份椰子油二乙醇酰胺、7~10份聚二甲基硅氧烷、10~15份改性云母粉、540~580份水；
b.将操作a处理后的木材原料投入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为58~63℃，浸泡处理40~45min后取出备用，期间不断施加超声波进行辐射处理；所述溶液B由如下重量份的物质制成：4~6份十六烷基苯磺酸钠、3~5份十六烷基三甲基溴化铵、14~18份三聚甲醛、100~110份水；
c.将操作b处理后的木材原料放入到恒温箱内，保持恒温箱内的温度为84~88℃，同时将保温箱内的压力增至1.2~1.4MPa，期间不断施加超声波进行辐射处理，保温保压处理3~4h后取出备用；
（4）晾晒处理：
将步骤（3）处理后的木材原料放入到阴凉处自然晾晒至含水率不大于8%后收集后备用；
（5）成品编织：
对步骤（4）处理后的木材原料按常规手法进行编织后即得成品木编箱。
2.根据权利要求1所述的一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，其特征在于，步骤（1）中所述的干燥箱内的温度控制为75~80℃。
3.根据权利要求1所述的一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，其特征在于，步骤（2）中所述的将密闭罐卸至常温常压过程于2min内完成。
4.根据权利要求1所述的一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，其特征在于，步骤（3）操作a中所述的改性云母粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将云母粉放入到质量分数为5~7%的盐酸溶液中浸泡处理6~8min，完成后取出放入到质量分数为8~10%的氢氧化钠溶液中浸泡处理10~12min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的云母粉放入到煅烧炉内进行煅烧处理，期间保持煅烧炉内的温度为800~850℃，处理1~2h后取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的云母粉放入到钛酸酯偶联剂中浸泡处理20~30min，取出后再放入到紫外线辐照仪内进行紫外线辐照处理，30~35min后取出备用；所述紫外线辐照处理的波长为280~300nm；
（4）将步骤（3）处理后的云母粉放入到研磨机中进行研磨处理，控制颗粒直径为400~600nm后取出即可。
5.根据权利要求1所述的一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，其特征在于，步骤（3）操作b中所述的超声波辐射处理的频率为80~100kHz。
6.根据权利要求1所述的一种耐温耐冲击的木编箱的加工方法，其特征在于，步骤（3）操作c中所述的超声波辐射处理的频率为150~170kHz。
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