CN110421663A - 一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及竹木加工技术领域，尤其涉及一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，具体包括以下步骤：利用刀具对所述粗糙竹条的表面进行切削作业得到粗抛光竹条；将所述粗抛光竹条置于抗菌抗氧化复合液中浸泡8h～13h，所述抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，所述抗菌抗氧化复合液的温度范围为30℃～50℃。本发明相较于现有技术，利用抗菌抗氧化复合液对竹料进行浸泡，比传统的蒸煮、改性等加工方式耗费工时更短、成本更低、品质更优，特别利于提高由硬度较低、质疏、易开裂的竹梢原材料加工出的产品的品质，提高了原料利用率，符合绿色环保的发展理念。

Description

一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法

技术领域

本发明涉及竹木加工技术领域，尤其涉及一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法。

背景技术

在开发各种竹制产品时，必须先将竹子加工成竹条，传统的加工方法为：切断、破片、去青去黄、蒸煮、涂浆、漂白或碳化、烘干、热压、冷压和精加工成型，采用这种加工方法存在以下缺点：1)加工工时较长、工艺繁琐，生产效率不高；2)需要耗费较大的人力物力，设备需要经常进行维修保养，难以降低生产成本；3)受工艺要求所限，加工出的产品品质难以更进一步，不利于企业的创新进步，难以促进行业水平的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高加工效率、提升产品品质的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，具体包括以下步骤：

S1：将竹材进行破片和去除竹节后得到竹片，将所述竹片剖切后得到粗糙竹条；

S2：利用刀具对所述粗糙竹条的表面进行切削作业得到粗抛光竹条；

S3：将所述粗抛光竹条置于抗菌抗氧化复合液中浸泡8h～13h，所述抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，所述抗菌抗氧化复合液的温度范围为30℃～50℃；

S4：将浸泡后的竹条取出进行烘干作业，所述烘干作业的烘干温度范围为100℃～120℃；

S5：对烘干作业后的竹条进行抛光处理；

S6：在抛光处理后的竹条表面涂覆胶层，将两个及以上所述竹条胶合后进行热压处理得到坯条；

S7：对所述坯条依次进行表面光滑处理、裁切以及油封作业后得到成品竹条。

本发明的有益效果在于：提供一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，选取竹材后依次通过剖片、去除竹节以及测量剖切后得到粗糙竹条并对粗糙竹条进行抛光，将抛光后的竹条置于盛装有配制好的抗菌抗氧化复合液中浸泡，抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，明胶具有良好的漂白性和相容性，可改善竹材的纤维结构，有助于复合液与竹条纤维紧密结合，加快复合液对竹条的浸泡效率，复合液中含有的儿茶素能与细菌中酶蛋白成分结合，使其丧失生理功能，从而达到抑菌的作用，植物多糖具有良好的除菌效果，可提高竹纤维的防腐抗氧化老化能力。浸泡一段时间后，将竹条取出冷却并烘干，去除竹条内的水分，同时复合液形成保护胶体存在于竹材内部，使得竹材内部结构紧致，具有良好的抑菌性、柔韧性和机械强度。烘干后的竹条通过油封与外部空气隔离，保证其化学性能的稳定。明胶作为一种亲水性较高的胶体，通常不会应用在需要保证较低的含水率的物料的加工工艺中，植物多糖由于良好的吸水性和保湿性，也并没有将其应用于木料加工工艺中的先例，植物多糖与儿茶素具有协同叠加抑菌的显著效果。本发明利用含有明胶、儿茶素与多糖的复合液来浸泡木材，比传统的蒸煮、改性等加工工艺耗费工时更短、成本更低、品质更优，并且使加工出的竹条的力学性能、防腐抗老化能力得到极大提升，提高了产品品质。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明提供一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，具体包括以下步骤：

S1：将竹材进行破片和去除竹节后得到竹片，将所述竹片剖切后得到粗糙竹条；

S2：利用刀具对所述粗糙竹条的表面进行切削作业得到粗抛光竹条；

S3：将所述粗抛光竹条置于抗菌抗氧化复合液中浸泡8h～13h，所述抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，所述抗菌抗氧化复合液的温度范围为30℃～50℃；

S4：将浸泡后的竹条取出进行烘干作业，所述烘干作业的烘干温度范围为100℃～120℃；

S5：对烘干作业后的竹条进行抛光处理；

S6：在抛光处理后的竹条表面涂覆胶层，将两个及以上所述竹条胶合后进行热压处理得到坯条；

S7：对所述坯条依次进行表面光滑处理、裁切以及油封作业后得到成品竹条。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：选取竹材后依次通过剖片、去除竹节以及测量剖切后得到粗糙竹条并对粗糙竹条进行抛光，将抛光后的竹条置于盛装有配制好的抗菌抗氧化复合液中浸泡，抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，明胶具有良好的漂白性和相容性，可改善竹材的纤维结构，有助于复合液与竹条纤维紧密结合，加快复合液对竹条的浸泡效率，复合液中含有的儿茶素能与细菌中酶蛋白成分结合，使其丧失生理功能，从而达到抑菌的作用，植物多糖具有良好的除菌效果，可提高竹纤维的防腐抗氧化老化能力。浸泡一段时间后，将竹条取出冷却并烘干，去除竹条内的水分，同时复合液形成保护胶体存在于竹材内部，使得竹材内部结构紧致，具有良好的抑菌性、柔韧性和机械强度。烘干后的竹条通过油封与外部空气隔离，保证其化学性能的稳定。当环境温度过高时，复合液可由固态转变为液态，液态的复合液分布于竹材内部结构中，可对竹材起到提高韧性、加强保护的作用。明胶作为一种亲水性较高的胶体，通常不会应用在需要保证较低的含水率的物料的加工工艺中，植物多糖由于良好的吸水性和保湿性，也并没有将其应用于木料加工工艺中的先例，植物多糖与儿茶素具有协同叠加抑菌的显著效果。本发明利用含有明胶、儿茶素与多糖的复合液来浸泡木材，比传统的蒸煮、改性等加工工艺耗费工时更短、成本更低、品质更优，并且使加工出的竹条的力学性能、防腐抗老化能力得到极大提升，提高了产品品质。

进一步的，所述S3还包括S31：

先将所述粗抛光竹条置于30℃的抗菌抗氧化复合液中初次浸泡5h，再将所述粗抛光竹条置于40℃的抗菌抗氧化复合液中二次浸泡5h，最后将所述粗抛光竹条置于50℃的抗菌抗氧化复合液中三次浸泡3h。

由上述描述可知，粗抛光竹条的浸泡温度逐渐增加，使得复合液与竹纤维的相容性有所提高，有利于复合液改善竹料的纤维强度，从而使竹料的品质提高，如果在恒温条件下浸泡，复合液相容性低，无法有效浸入竹料中。

进一步的，所述S31还包括S32：

所述粗抛光竹条经过初次浸泡后随抗菌抗氧化复合液初次自然冷却1h～3h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液二次自然冷却2h～4h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液三次自然冷却2h～4h。

由上述描述可知，在每次浸泡后将粗抛光竹条放置在抗菌抗氧化复合液中随抗菌抗氧化复合液一起自然冷却，可以保证竹料经复合液改善后的内部结构保持稳定，若将竹料取出单独冷却，失去复合液对其作用的竹料的强度指标等均有所下降。

进一步的，所述S32还包括S33：

所述抗菌抗氧化复合液经过初次自然冷却后加入十二烷基苯磺酸钠，所述抗菌抗氧化复合液经过二次自然冷却后加入改性聚氨酯。

由上述描述可知，抗菌抗氧化复合液经过初次自然冷却后添加十二烷基苯磺酸钠，可提高明胶、儿茶素和植物多糖浸入竹料的能力，利于其对竹料品质进行改善。改性聚氨酯可以稳定竹料含水率，避免竹料在后续加工以及使用过程中变形开裂，增强了竹料的强度、韧性、硬度、耐磨性以及耐腐蚀性，同时也可消除竹料中的油脂等异味，防止竹材老化。

进一步的，所述S3还包括：

将纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯加入所述抗菌抗氧化复合液中，所述明胶、儿茶素、植物多糖、纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯的重量比范围依次为10～13∶6～15∶2～5∶85～90∶1～3。

由上述描述可知，纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯可以疏通木料的内部结构，使得明胶、儿茶素与植物多糖能够更好的渗入木料内部，增强凝胶对木料的增韧保护效果，提高木料内部结构的稳定性。

进一步的，所述S3还包括：

将花椒秸秆和桐木加入所述抗菌抗氧化复合液中，，所述花椒秸秆和桐木的重量比范围为2～3∶18～20。

由上述描述可知，花椒秸秆和桐木可以提高竹条的抗老化性、阻燃性和防霉性。

进一步的，所述S3还包括：

所述植物多糖为黄秋葵多糖。

由上述描述可知，黄秋葵多糖能够抑制病菌生长，使竹料成品健康环保、抗菌抗氧化，尤其适用在人们的生活用品当中，符合当下人与自然和谐统一的发展理念。

进一步的，所述S6还包括S61：

将所述热压处理的温度范围控制在为120℃～140℃内，所述热压处理的时长为4s～8s。

由上述描述可知，在此参数范围内进行热压处理实验测量得到的木料成品的力学性能最佳，兼具提高产品品质、降低成本的优点。

进一步的，所述S6还包括：

所述胶层为酚醛树脂。

由上述描述可知，酚醛树脂具有结构稳定、绿色环保、降低生产成本的优势。

进一步的，所述S7还包括S71：

将经过表面光滑处理和裁切作业后得到的竹条置于油液中浸泡5min～10min得到成品竹条，所述油液采用桐油。

由上述描述可知，桐油可在竹条的表面形成保护层，保证竹料内部结构稳定，提高竹料的弹性模量、抗弯强度、防水性能以及防腐防霉能力。

本发明的实施例一为：一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，具体包括以下步骤：

S1：将竹材进行破片和去除竹节后得到竹片，将所述竹片剖切后得到粗糙竹条；

S2：利用刀具对所述粗糙竹条的表面进行切削作业得到粗抛光竹条；

S3：将所述粗抛光竹条置于抗菌抗氧化复合液中浸泡8h～13h，所述抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，所述抗菌抗氧化复合液的温度范围为30℃～50℃；

S4：将浸泡后的竹条取出进行烘干作业，所述烘干作业的烘干温度范围为100℃～120℃；

S5：对烘干作业后的竹条进行抛光处理；

S6：在抛光处理后的竹条表面涂覆胶层，将两个及以上所述竹条胶合后进行热压处理得到坯条；

S7：对所述坯条依次进行表面光滑处理、裁切以及油封作业后得到成品竹条。

本发明的实施例二为：一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，具体包括以下步骤：

将竹材进行破片和去除竹节后得到竹片，将所述竹片剖切后得到粗糙竹条。利用磨床、刨床对所述粗糙竹条的表面进行切削作业得到粗抛光竹条。然后将所述粗抛光竹条置于一盛装有配制并自然冷却后的抗菌抗氧化复合液的容器中，抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，儿茶素对蛋白具有亲和性，其与明胶结合后可提高明胶的临界温度，使凝胶对竹材纤维的增韧、保护效果更显著。而植物多糖与儿茶素具有显著的协同抑菌作用，尤其针对竹木中的真菌可实现双重叠加抑菌的效果，通过调节植物多糖与儿茶素的配比还可以针对不同的菌类进行有效杀除和抑制。容器中具有PLC控制器、加热电阻丝或加热棒以及温度传感器、压力传感器等参数采集传感器。首先竹条30℃的抗菌抗氧化复合液中初次浸泡5h，所述粗抛光竹条经过初次浸泡后随抗菌抗氧化复合液初次自然冷却3h，所述抗菌抗氧化复合液经过初次自然冷却后加入十二烷基苯磺酸钠；接着将所述粗抛光竹条置于40℃的抗菌抗氧化复合液中二次浸泡5h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液二次自然冷却4h，所述抗菌抗氧化复合液经过二次自然冷却后加入改性聚氨酯；最后将所述粗抛光竹条置于50℃的抗菌抗氧化复合液中三次浸泡3h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液三次自然冷却4h。浸泡时可同时对复合液进行搅拌，有利于促进复合液与竹料内部结构的相容性。浸泡时可对复合液适当加压，压力范围为0.04MPa～0.06MPa，可以提高浸泡效率和效果，可缩短工时、提高产品品质。上述容器若采用密封容器，则需相应缩短浸泡时间，否则会降低复合液的作用效果。复合液一般使用10～15次则需要更换，这样可以保证竹材浸泡后的同一性，使产品品质既高且稳定。使用过的复合液回收并进行提纯等处理后可以进行再次利用。复合液的自然冷却时间根据环境温度和湿度可自主把控，本实施例所例举的冷却时间为常温状态、湿度为60～70％rh的环境下的时长。所述抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素、黄秋葵多糖、纳米二氧化硅溶胶、羟基苯硼酸频哪醇酯、花椒秸秆和桐木，所述明胶、儿茶素、黄秋葵多糖、纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯的重量比依次为13∶15∶5∶90∶3，所述花椒秸秆和桐木的重量比为1∶6。浸泡作业后，再将浸泡后的竹条取出进行烘干作业，所述烘干作业的烘干温度为120℃，若采用热风烘干，则风温不得超过60℃，风速在1～3m/s为佳。利用磨光机、抛光机等对烘干作业后的竹条进行抛光处理作业；根据生产产品的规格要求，在抛光处理后的竹条表面涂覆酚醛树脂，将多个所述竹条胶合后进行热压处理得到坯条，所述热压处理的温度为140℃，所述热压处理的时长为8s。最后将经过表面光滑处理和裁切作业后得到的竹条置于油液中浸泡10min，油封后将竹材与外部空气隔绝，得到成品竹条，所述油液采用桐油。根据此实施例所示加工方法加工得到的竹材制品的品质相较于市面上的竹材更好，竹材的抗菌性、抗氧化性和耐久度超过普通竹材25％～30％，采用此加工方法可降低企业10％以上的生产成本，工时缩短了30％～40％，生产效益得到显著的增加。

本发明的实施例三与实施例二的区别在于：将所述粗抛光竹条置于30℃的抗菌抗氧化复合液中初次浸泡3h，所述粗抛光竹条经过初次浸泡后随抗菌抗氧化复合液初次自然冷却1h，所述抗菌抗氧化复合液经过初次自然冷却后加入十二烷基苯磺酸钠；接着将所述粗抛光竹条置于40℃的抗菌抗氧化复合液中二次浸泡2h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液二次自然冷却4h，所述抗菌抗氧化复合液经过二次自然冷却后加入改性聚氨酯；最后将所述粗抛光竹条置于50℃的抗菌抗氧化复合液中三次浸泡2h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液三次自然冷却2h。所述明胶、儿茶素、黄秋葵多糖、纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯的重量比依次为10∶6∶2∶85∶1，所述花椒秸秆和桐木的重量比为1∶10。热压处理的温度为130℃，所述热压处理的时长为6s。竹条置于油液中浸泡的时长为7min。此实施例所示加工方法在满足竹材品质要求的前提下，大大缩短了生产周期，提升了产线TV值，竹材的抗菌性、抗氧化性和耐久度超过普通竹材10％～15％，采用此加工方法可降低企业10％以上的生产成本，工时缩短了50％～60％。

本发明的实施例四与实施例二的区别在于：将所述粗抛光竹条置于30℃的抗菌抗氧化复合液中初次浸泡4h，所述粗抛光竹条经过初次浸泡后随抗菌抗氧化复合液初次自然冷却2h，所述抗菌抗氧化复合液经过初次自然冷却后加入十二烷基苯磺酸钠；接着将所述粗抛光竹条置于40℃的抗菌抗氧化复合液中二次浸泡4h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液二次自然冷却3h，所述抗菌抗氧化复合液经过二次自然冷却后加入改性聚氨酯；最后将所述粗抛光竹条置于50℃的抗菌抗氧化复合液中三次浸泡3h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液三次自然冷却3h。所述明胶、儿茶素、黄秋葵多糖、纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯的重量比依次为12∶9∶3∶88∶2，所述花椒秸秆和桐木的重量比为1∶8。热压处理的温度为140℃，所述热压处理的时长为8s。竹条置于油液中浸泡的时长为10min。此实施例所示加工方法兼顾产品品质和生产效率，使企业实现健康、稳定的可持续发展，竹材的抗菌性、抗氧化性和耐久度超过普通竹材15％～25％，采用此加工方法可降低企业10％以上的生产成本，工时缩短了40％～50％。

综上所述，本发明提供的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，选取竹材后依次通过剖片、去除竹节以及测量剖切后得到粗糙竹条并对粗糙竹条进行抛光，将抛光后的竹条置于盛装有配制好的抗菌抗氧化复合液中浸泡，抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，明胶具有良好的漂白性和相容性，可改善竹材的纤维结构，有助于复合液与竹条纤维紧密结合，加快复合液对竹条的浸泡效率，复合液中含有的儿茶素能与细菌中酶蛋白成分结合，使其丧失生理功能，从而达到抑菌的作用，植物多糖具有良好的除菌效果，可提高竹纤维的防腐抗氧化老化能力。浸泡一段时间后，将竹条取出冷却并烘干，去除竹条内的水分，同时复合液形成保护胶体存在于竹材内部，使得竹材内部结构紧致，具有良好的抑菌性、柔韧性和机械强度。烘干后的竹条通过油封与外部空气隔离，保证其化学性能的稳定。当环境温度过高时，复合液可由固态转变为液态，液态的复合液分布于竹材内部结构中，可对竹材起到提高韧性、加强保护的作用。明胶作为一种亲水性较高的胶体，通常不会应用在需要保证较低的含水率的物料的加工工艺中，植物多糖由于良好的吸水性和保湿性，也并没有将其应用于木料加工工艺中的先例，植物多糖与儿茶素具有协同叠加抑菌的显著效果。本发明利用含有明胶、儿茶素与多糖的复合液来浸泡木材，比传统的蒸煮、改性等加工工艺耗费工时更短、成本更低、品质更优，并且使加工出的竹条的力学性能、防腐抗老化能力得到极大提升，提高了产品品质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：将竹材进行破片和去除竹节后得到竹片，将所述竹片剖切后得到粗糙竹条；

S2：利用刀具对所述粗糙竹条的表面进行切削作业得到粗抛光竹条；

S3：将所述粗抛光竹条置于抗菌抗氧化复合液中浸泡8h～13h，所述抗菌抗氧化复合液包括明胶、儿茶素和植物多糖，所述抗菌抗氧化复合液的温度范围为30℃～50℃；

S4：将浸泡后的竹条取出进行烘干作业，所述烘干作业的烘干温度范围为100℃～120℃；

S5：对烘干作业后的竹条进行抛光处理；

S6：在抛光处理后的竹条表面涂覆胶层，将两个及以上所述竹条胶合后进行热压处理得到坯条；

S7：对所述坯条依次进行表面光滑处理、裁切以及油封作业后得到成品竹条。

2.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S3还包括S31：

先将所述粗抛光竹条置于30℃的抗菌抗氧化复合液中初次浸泡5h，再将所述粗抛光竹条置于40℃的抗菌抗氧化复合液中二次浸泡5h，最后将所述粗抛光竹条置于50℃的抗菌抗氧化复合液中三次浸泡3h。

3.根据权利要求2所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S31还包括S32：

所述粗抛光竹条经过初次浸泡后随抗菌抗氧化复合液初次自然冷却1h～3h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液二次自然冷却2h～4h，所述粗抛光竹条经过二次浸泡后随抗菌抗氧化复合液三次自然冷却2h～4h。

4.根据权利要求3所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S32还包括S33：

所述抗菌抗氧化复合液经过初次自然冷却后加入十二烷基苯磺酸钠，所述抗菌抗氧化复合液经过二次自然冷却后加入改性聚氨酯。

5.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S3还包括：

将纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯加入所述抗菌抗氧化复合液中，所述明胶、儿茶素、植物多糖、纳米二氧化硅溶胶和羟基苯硼酸频哪醇酯的重量比范围依次为10～13∶6～15∶2～5∶85～90∶1～3。

6.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S3还包括：

将花椒秸秆和桐木加入所述抗菌抗氧化复合液中，所述花椒秸秆和桐木的重量比范围为2～3∶18～20。

7.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，

所述植物多糖为黄秋葵多糖。

8.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S6还包括S61：

将所述热压处理的温度范围控制在为120℃～140℃内，所述热压处理的时长为4s～8s。

9.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，

所述胶层为酚醛树脂。

10.根据权利要求1所述的用于抗菌抗氧化竹材的高效加工方法，其特征在于，所述S7还包括S71：

将经过表面光滑处理和裁切作业后得到的竹条置于油液中浸泡5min～10min得到成品竹条，所述油液采用桐油。