CN101367222B - 一种木材物理染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种木材物理染色方法，属于木材加工技术领域。本发明提供的木材物理染色方法，是对木材进行加热并控制加热的温度和时间使木材着色。本发明提供的木材物理染色方法具有设备投资小，生产场地小，工艺简单，处理周期短的特点；而且，染色处理过程中无污染，生产安全，生产效率高；再者，染色过程中也无需水蒸汽，染色处理过程无水消耗，热能消耗小，节能、生产成本低等优点。而且染色的木材厚度不受限制，生产过程不会出现木材变形、开裂、色差等缺陷，产品质量高；染色后的木材尺寸稳定性、防腐性提高，具有广阔的应用范围。

Description

一种木材物理染色方法

技术领域

本发明涉及一种木材染色方法，具体地说是一种木材物理染色方法，属于木材加工技术领域。

背景技术

为了满足人们的需要以及提高木制品的装饰性和美的价值，对木材进行染色就显得非常必要。木材染色可以提高木材表面质量，改善木材视觉特性和提高木材附加值。目前，国内外通常采用的木材染色方法都采用化学染料对木材进行染色，这种化学木材染色的原理在于：木材是一种不均质的毛细孔材料，由纤维素、半纤维素和木质素组成，木纤维素中含有丰富的亲水基团如羟基(-OH)，羧基(-COOH)等官能团。化学染料随水溶液通过木材毛细管通道，透过木材细胞壁扩散后，沉降在纤维素表面上，使得木材染色。木材化学染色是染料与木材发生化学或物理化学结合，使木材具有一定坚牢色泽的加工过程。

采用化学染料虽然可以提高木制品的装饰性和美的价值，提高木材表面质量，改善木材视觉特性和提高木材附加值，但木材在化学染色过程中，大量的染料废弃物被人类抛入江河湖海，木材染色废水便是造成水污染的罪魁之一。木材染色废水除具有一般废水的特征外，它还具有色度高、水质变化大、有机物含量高等特点。特别是PVA(聚乙烯醇)浆料、新型助剂等人工合成的芳香类化合物的大量使用，大大加大了木材染色废水治理难度。而以往对染色废水的治理过于侧重行政手段而忽视了对企业进行技术和思想上的指导，并因此出现以罚代管、有令不行等现象，不仅我们的环境遭到污染、人民群众的身心健康受到损害，所以，木材化学染色虽然提高了木材的使用价值，提高了木材的附加值，但对环境的污染和对治理废水的代价远大于木材染色带来的价值贡献。另外，木材化学染色受染料颗粒大小、染色工艺及染色设备的限制，不易使厚的木材染色均匀，并不能取得理想的染色效果。因此，在对木材进行改性，提高木材附加值的同时，还必然兼顾环境、生态效益、社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点，提供一种木材物理染色方法。本发明提供的方法所需设备投资少，处理周期短，工艺简单，生产成本低，生产安全，无化学染料和水体污染，且可染色处理不同厚度的木材，物理染色后的木材尺寸稳定性、防腐性也得到提高，还可保持木材的力学性能。

本发明通过以下技术方案实现上述目的。

本发明提供了一种木材物理染色方法，是对木材进行加热并控制加热的温度和时间使木材着色，包括以下步骤：

把木材干燥到含水率15％以下，对木材进行加热，

加热温度为230～280℃，

加热时间为5～120分钟，

之后，在室温下自然冷却至60℃，

然后，根据木材用途把木材含水率调节到3～10％，

所述木材的厚度为4mm或22mm。

所述对木材加热是用热压机对木材进行加热。所述调节木材的含水率是在调温调湿房内进行。

所述的加热温度是230℃～280℃。其原理在于，木材的热分解作用在温度高于100℃时开始。在150℃以下时，木材受热分解的速度很慢。当加热温度升高至230℃以上时，随着温度的升高，木材受热分解的速度显著加快，木材中的化学组成发生明显的分解反应，比较不稳定的半纤维素降解，木材中的戊聚糖含量降低。木材随温度不同，木材降解程度不同，木材也会呈现出不同的颜色，而使木材染色成功。

所述的加热时间根据木材的厚度以及对木材所染色的不同而不同，具体可以是5分钟至120分钟，木材加热的时间不同，呈现的颜色也不同，可以通过控制时间实现木材的表面染色或浓度染色。

所述对木材加热可以是用热压机对木材进行加热，调节加热机压板的温度和木材在加热机中的时间，从而实现对木材的物理染色。

本发明提供的木材染色的方法对木材也有一定的要求，正常状态下的木材及其制品，都会有一定数量的水分，在本发明所述方法中被加热的木材优选含水率低于15％的木材；此外，木材置于一定的环境下，在足够长的时间后，其含水率会趋于一个平衡值，称为该环境的平衡含水率EMC，当木材含水率高于环境的平衡含水率时，木材会排湿收缩，反之会吸湿膨胀。例如，A地区年平均的平衡含水率为15.1％，B地区却为11.4％。干燥到11％的木材用于B地区是合适的，可用于A地区将会吸湿膨胀，产生变形。所以木材干燥需适当，并非越干越好，不同地区、不同用途，对木材含水率的要求也是不一样，因此上述木材被加热后在室温下自然冷却，然后根据木材用途可把木材的含水率调到需要的范围，实践当中，优选的范围为3～10％；所述调整木材的含水率可以是在调温调湿房内进行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的木材染色方法，在染色过程无需要任何化学染料，也不用添加任何化学药剂，木材染色过程中涉及温度；因此木材热染色无任何染色及化学药剂排发，不会导致环境污染。物理染色的木材也不会向化学染色木材那样，随着使用时间的延长，染料的流失而造成颜色变化。

(2)本发明所提供的方法可以采用市场上普通的热压机作为木材物理染色设备，具有设备投资小，生产场地小，工艺简单，处理周期短的特点；而且，染色处理过程中无污染，生产安全，生产效率高，染色过程中也无需水蒸汽，染色处理过程无水消耗，热能消耗小，节能、生产成本低。

(3)本发明提供的木材物理染色具有环保无污染，无论木材厚薄均能使木材均匀染色，木材在物理染色的同时，木材的尺寸稳定性，防腐性能也能得到显著提高。因此，木材热染色技术生产的产品可广泛应用于木地板、家具、装饰材料等领域，而受到广大喜欢天然、环保消费者的喜爱。

(4)本发明所述木材物理染色方法可染色处理的木材厚度不受限制，在染色生产过程不会出现木材变形、开裂、色差等木材缺陷，产品质量高；染色后的木材也不会掉色。物理染色后的木材尺寸稳定性、防腐性也得到提高，产品应用范围更广阔。

具体实施方式

实施例1

以柞木木材为例。处理时，先将含水率约12％的25mm厚的柞木木材经过平刨、压刨处理，此时木材厚度为22mm；再将木材放入温度为240℃的热压机，在240℃的条件下分别保温15分钟、45分钟、60分钟和90分钟；然后将木材从热压机中取出在室内自然冷却至60℃；最后将木材放在调温调湿箱中，在温度为80℃，相对湿度为75％的条件下，把木材的含水率调到5～7％即可。染色结果见表1。

实施例2

以桦木木材为例。处理时，先将22mm厚的刨光桦木木材含水率控制到约7～10％；再将木材放入温度为250℃的热压机，在250℃的条件下分别保温15分钟、45分钟、60分钟和90分钟；然后将木材从热压机中取出在室内自然冷却至60℃；最后将木材放在调温调湿箱中，在温度为80℃，相对湿度为75％的条件下，把木材的含水率调到5～7％即可。染色结果见表1。

实施例3

以水曲柳木材为例。处理时，先将4mm厚的刨光水曲柳木材含水率控制到约10～15％；再将木材放入温度为260℃的热压机，在260℃的条件下分别保温5分钟、8分钟、12分钟和15分钟；然后将木材从热压机中取出在室内自然冷却至60℃；最后将木材放在调温调湿箱中，在温度为80℃，相对湿度为75％的条件下，把木材的含水率调到5～7％即可。染色结果见表1。

表1木材染色结果

Claims (3)

1.一种木材物理染色方法，其特征在于把木材干燥到含水率15％以下，对木材进行加热，加热温度为230～280℃，加热时间为5～120分钟，之后，在室温下自然冷却至60℃，然后，根据木材用途把木材含水率调节到3～10％，所述木材的厚度为4mm或22mm。

2.如权利要求1所述的染色方法，其特征在于所述对木材加热是用热压机对木材进行加热。

3.如权利要求1所述的染色方法，其特征在于所述调节木材的含水率是在调温调湿房内进行。