CN103586949A - 硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺。其特点是选用木材纹理特征与红木相似的硬杂木作为材料，经缺氧高温及微孔化处理，使其外观颜色达到红木类木材材色参数的色空间分布特征范围，同时木材经缺氧高温微孔化处理增强气相吸附性能,能够吸附甲醛、笨、二甲苯等有害气体，使其具有净化空气的功能。本发明具有外观逼真、生产成本低、效率高，产品无有害物质等优点。

Description

硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺

技术领域

本发明属于家具建筑装饰原料制造工艺，是一种硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺，硬杂木经缺氧高温处理后，不但具有天然红木的外观，而且木材经缺氧高温微孔化处理增强气相吸附性能,能够吸附甲醛、笨、二甲苯等有害气体，使其具有净化空气的功能。

背景技术

现有的仿红木技术缺乏真实感，无功能性。（1）泡桐木材仿红木染色技术是对家具贴面用单板进行染色，用质量分数为1.5%的NaCl、染料质量分数为0.5%、乙酸质量分数2%、渗透剂质量分数0.1%、温度90℃、染色时间4h。该方法染色的色泽不均、不牢固，仅表面一层，不够真实；（2）青冈栎仿红木处理技术是对产自长江流域以南地区的青冈栎，于温度75℃热水浸泡，4天和常规干燥，即可作为仿红木材料用于家具。该方法仅解决了木材纹理和密度与红木接近，家具色泽需要涂刷红木色涂料，不够真实；（3）桦木涂刷仿红木技术是对桦木产品涂饰仿红木涂料，该涂料以黑为主，参以红色，略加金黄吊色。不够真实；（4）高分子材料模塑仿红木技术是用不饱和聚酯64%、滑石粉30%、甲乙酮3%、环烷酸钴3%和玻璃纤维布经模塑而成，模具上涂刷仿红木树脂，缺少实木感；（5）无机材料模塑仿红木技术是氯化镁50份、氧化镁70份、锯屑14份、麻绒4份、灌塑剂3份、改性剂1份、水40份经灌塑而成，缺少实木感。

发明内容

本发明的目的是，提供一种适于工业化制造，生产成本低、效率高，其制品的木材纹理及颜色具有天然红木外观的硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺，其特征是，它包括：硬杂木的选择、硬杂木的干燥处理、硬杂木微孔化处理及硬杂木的缺氧高温处理、木材材色参数的色空间测定步骤：

1)选用木材纹理特征与红木相似的硬杂木作为材料；

2)木材干燥：将需要缺氧高温处理的木材放入常规干燥窑中，按如下木材干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%，木材干燥基准：（1）当木材含水率大于40%时，干燥窑内干球温度42～60℃，湿球温度40～58℃，干湿球温差2～3℃，干燥至木材含水率达到40%；（2）调整干燥窑内干球温度45～60℃，湿球温度40～55℃，干湿球温差3～5℃，干燥至木材含水率达到35%；（3）调整干燥窑内干球温度45～60℃，湿球温度40～52℃，干湿球温差5～10℃，干燥至木材含水率达到30%；（4）中间处理，处理条件：窑内干球温度45～60℃，湿球温度43～58℃，干湿球温差2～3℃，处理时间5～12h；（5）调整干燥窑内干球温度55～65℃，湿球温度47～53℃，干湿球温差8～12℃，干燥至木材含水率达到25%；（6）调整干燥窑内干球温度60～70℃，湿球温度50～55℃，干湿球温差10～15℃，干燥至木材含水率达到20%；（7）中间处理，处理条件：窑内干球温度65～75℃，湿球温度62～72℃，干湿球温差2～3℃，处理时间5～12h；（8）调整干燥窑内干球温度65～75℃，湿球温度50～57℃，干湿球温差12～18℃，干燥至木材含水率达到15%；（9）调整干燥窑内干球温度70～75℃，湿球温度45～50℃，干湿球温差20～25℃，干燥至木材含水率达到8%～10%；

3）硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤2）后，在干燥好的木材表面浸注催化活化剂铁、镍化合物，按木材缺氧处理要求将浸注有铁、镍化合物的木材装入木材缺氧高温处理窑，按如下处理工艺完成木材缺氧高温处理，木材缺氧高温处理工艺：（1）按木材缺氧高温处理窑的性能，使干球温度升至80℃，湿球温度70～74，在此条件下保持2h；（2）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至85℃，湿球温度75～79℃，在此条件下保持1h；（3）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至90℃，湿球温度78～82℃，在此条件下保持1h；（4）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至95℃，湿球温度83～87℃，在此条件下保持1h；（5）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至100℃，湿球温度85～89℃，在此条件下保持1h；（6）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至105℃，湿球温度90～94℃，在此条件下保持1h；（7）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至110℃，湿球温度92～96℃，在此条件下保持1h；（8）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至115℃，湿球温度95～100℃，在此条件下保持1h；（9）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至120℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（10）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至125℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（11）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至130℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2h；（12）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至140℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（13）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至150℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（14）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至160℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（15）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至170℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（16）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至180℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2～6h；（17）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至190℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（18）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至200℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2～6h；（19）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至210℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（20）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至220℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2～6h；（21）在3～5h降温至110℃，从干球温度达到130℃到降温至110℃的整个过程中，应保证水蒸气供给，并保证缺氧高温处理窑内的气体压力处于微正压状态；

4）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定，分别从木材明度L*、红绿轴色品指数a*、黄蓝轴色品指数b*、色差E*检测热处理前后木材的颜色特征，红木类木材材色参数的色空间分布特征：L*为26～47，a*为1～17，b*为1～21，呈偏黑色、暗红褐色的深材色木材；当处理温度为200℃，6h，中基准和热处理温度为220℃时，色木的L*为37～47，a*为8～10，b*为15～21，在红木类材色参数范围内，通过热处理明显改变木材的颜色，使色泽更加鲜亮、纹理对比明显增加，达到仿真珍贵木材的效果。

本发明的硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺。是选用木材纹理特征与红木相似的硬杂木作为材料，经缺氧高温及微孔化处理，使其外观颜色达到红木类木材材色参数的色空间分布特征范围，本发明具有外观逼真、生产成本低、效率高，产品无有害物质等优点。

具体实施方式

本发明的硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺，其主要由硬杂木的选择、硬杂木的干燥处理、硬杂木微孔化处理及硬杂木的缺氧高温处理、木材材色参数的色空间测定步骤：

1）硬杂木的选择：选用木材纹理特征与红木相似的硬杂木作为材料。

2)木材干燥：将需要缺氧高温处理的木材放入常规干燥窑中，按表1干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%。

表1木材干燥基准

注：中间处理时间5～12h。

3）硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤2）后，在干燥好的木材表面浸注催化活化剂铁、镍化合物，按木材缺氧处理要求将浸注有铁、镍化合物的木材装入木材缺氧高温处理窑，按表2处理工艺完成木材缺氧高温处理。

表2木材缺氧高温处理工艺

4）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定。分别从木材明度L*、红绿轴色品指数a*、黄蓝轴色品指数b*、色差E*检测热处理前后木材的颜色特征。红木类木材材色参数的色空间分布特征：L*为26～47，a*为1～17，b*为1～21，呈偏黑色、暗红褐色的深材色木材。当处理温度为200℃，6h，中基准和热处理温度为220℃时，色木的L*为37～47，a*为8～10，b*为15～21，在红木类材色参数范围内。所以通过热处理技术可以明显改变木材的颜色，使色泽更加鲜亮、纹理对比明显增加，达到仿真珍贵木材的效果。

5）木材孔结构及气相吸附性测定：木材孔结构表征利用ASAP2020型全自动比表面积分析仪进行测定。吸附性能测试按照活性炭产品的碘吸附值按GB／T12496.8-1999测定；微孔化处理材气相吸附性及孔结构指标：吸附值大于200mg；微孔2～20nm。

本发明的硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺。是选用木材纹理特征与红木相似的硬杂木作为材料，经缺氧高温及微孔化处理，使其外观颜色达到红木类木材材色参数的色空间分布特征范围，本发明具有外观逼真、生产成本低、效率高，产品无有害物质等优点。

本发明所使用的木材为硬杂木；木材表面浸注催化活化剂为铁、镍化合物，铁、镍化合物为市售产品，产品来源广泛。催化活化剂的铁、镍化合物主要采用乙酸铁、硝酸铁、乙酸镍等。乙酸镍、乙酸铁、硝酸铁等主要起催化活化作用，用量极少，对制品的环保性能无影响。

本发明中所述浸注催化活化剂是指将催化活化剂配制成5%～10%的水溶液，硬杂木在装入缺氧高温处理窑前，在配制好的催化活化剂水溶液中浸泡1～10min，取出林干水分后装入缺氧高温处理窑中进行缺氧高温处理。

实施例1：1)木材干燥：将30mm厚的色木放入常规干燥窑中，按表3干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%。

表3木材干燥基准

注：中间处理时间5～6h。

2)硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤1）后，将干燥好的木材浸入7%的乙酸镍水溶液（催化活化剂）中浸泡8～10min，取出后按木材缺氧处理要求将浸注有乙酸镍的木材装入木材缺氧高温处理窑，按表4处理工艺完成木材缺氧高温处理。

表4木材缺氧高温处理工艺

3）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定。色木的L*为40～47，a*为8～10，b*为17～20，在红木类材色参数范围内。

4）木材孔结构及气相吸附性测定：木材孔结构表征利用ASAP2020型全自动比表面积分析仪进行测定。吸附性能测试按照活性炭产品的碘吸附值按GB／T12496.8-1999测定；微孔化处理材气相吸附性及孔结构指标为：吸附值大于210mg；微孔2～20nm。

实施例2：1)木材干燥：将30mm厚的色木放入常规干燥窑中，按表3干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%。

2）硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤1）后，将干燥好的木材浸入7%的乙酸镍水溶液（催化活化剂）中浸泡8～10min，取出后按木材缺氧处理要求将浸注有乙酸镍的木材装入木材缺氧高温处理窑，处理工艺在步骤35之前按表4处理工艺完成木材缺氧高温处理；从步骤36开始按表5处理工艺完成木材缺氧高温处理

表5木材缺氧高温处理工艺

3）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定。色木的L*为42～44，a*为8～10，b*为17～20，在红木类材色参数范围内。

4）木材孔结构及气相吸附性测定：木材孔结构表征利用ASAP2020型全自动比表面积分析仪进行测定。吸附性能测试按照活性炭产品的碘吸附值按GB／T12496.8-1999测定；微孔化处理材气相吸附性及孔结构指标为：吸附值大于247mg；微孔2～20nm。

实施例3：1)木材干燥：将30mm厚的色木放入常规干燥窑中，按表3干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%。

2）硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤1）后，将干燥好的木材浸入7%的乙酸镍水溶液（催化活化剂）中浸泡8～10min，取出后按木材缺氧处理要求将浸注有乙酸镍的木材装入木材缺氧高温处理窑，处理工艺在步骤35之前按表4处理工艺完成木材缺氧高温处理；从步骤36开始按表7处理工艺完成木材缺氧高温处理

表6木材缺氧高温处理工艺

3）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定。色木的L*为37～41，a*为8～10，b*为16～19，在红木类材色参数范围内。

4）木材孔结构及气相吸附性测定：木材孔结构表征利用ASAP2020型全自动比表面积分析仪进行测定。吸附性能测试按照活性炭产品的碘吸附值按GB／T12496.8-1999测定；微孔化处理材气相吸附性及孔结构指标为：吸附值大于326mg；微孔2～20nm。

实施例4：1)木材干燥：将30mm厚的色木放入常规干燥窑中，按表3干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%。

2）硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤1）后，将将干燥好的木材浸入7%的乙酸镍水溶液（催化活化剂）中浸泡8～10min，取出后按木材缺氧处理要求将浸注有乙酸镍的木材装入木材缺氧高温处理窑，处理工艺在步骤35之前按表4处理工艺完成木材缺氧高温处理；从步骤36开始按表7处理工艺完成木材缺氧高温处理

表7木材缺氧高温处理工艺

3）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定。色木的L*为36～39，a*为7～9，b*为14～16，在红木类材色参数范围内。

4）木材孔结构及气相吸附性测定：木材孔结构表征利用ASAP2020型全自动比表面积分析仪进行测定。吸附性能测试按照活性炭产品的碘吸附值按GB／T12496.8-1999测定；微孔化处理材气相吸附性及孔结构指标为：吸附值大于366mg；微孔2～20nm。

本发明所述的硬杂木为天然木材，通过缺氧高温处理，使之具有红木的纹理和颜色，同时赋予其吸附有害气体的功能，满足人们对珍贵木材的需求。

本发明的硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺经过6个月的实际生产证明，具有生产成本低、效率高，其制品有一定的强度，环保性能好，外观及颜色真实感佳等效果。

Claims (1)

1.一种硬杂木缺氧高温处理仿功能红木工艺，其特征是，它包括：硬杂木的选择、硬杂木的干燥处理、硬杂木微孔化处理及硬杂木的缺氧高温处理、木材材色参数的色空间测定步骤：

1)选用木材纹理特征与红木相似的硬杂木作为材料；

2)木材干燥：将需要缺氧高温处理的木材放入常规干燥窑中，按如下木材干燥基准完成木材干燥，使木材终含水率达到8%～10%，木材干燥基准：（1）当木材含水率大于40%时，干燥窑内干球温度42～60℃，湿球温度40～58℃，干湿球温差2～3℃，干燥至木材含水率达到40%；（2）调整干燥窑内干球温度45～60℃，湿球温度40～55℃，干湿球温差3～5℃，干燥至木材含水率达到35%；（3）调整干燥窑内干球温度45～60℃，湿球温度40～52℃，干湿球温差5～10℃，干燥至木材含水率达到30%；（4）中间处理，处理条件：窑内干球温度45～60℃，湿球温度43～58℃，干湿球温差2～3℃，处理时间5～12h；（5）调整干燥窑内干球温度55～65℃，湿球温度47～53℃，干湿球温差8～12℃，干燥至木材含水率达到25%；（6）调整干燥窑内干球温度60～70℃，湿球温度50～55℃，干湿球温差10～15℃，干燥至木材含水率达到20%；（7）中间处理，处理条件：窑内干球温度65～75℃，湿球温度62～72℃，干湿球温差2～3℃，处理时间5～12h；（8）调整干燥窑内干球温度65～75℃，湿球温度50～57℃，干湿球温差12～18℃，干燥至木材含水率达到15%；（9）调整干燥窑内干球温度70～75℃，湿球温度45～50℃，干湿球温差20～25℃，干燥至木材含水率达到8%～10%；

3）硬杂木微孔化处理及硬杂木缺氧高温处理：木材在完成步骤2）后，在干燥好的木材表面浸注催化活化剂铁、镍化合物，按木材缺氧处理要求将浸注有铁、镍化合物的木材装入木材缺氧高温处理窑，按如下处理工艺完成木材缺氧高温处理，木材缺氧高温处理工艺：（1）按木材缺氧高温处理窑的性能，使干球温度升至80℃，湿球温度70～74，在此条件下保持2h；（2）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至85℃，湿球温度75～79℃，在此条件下保持1h；（3）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至90℃，湿球温度78～82℃，在此条件下保持1h；（4）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至95℃，湿球温度83～87℃，在此条件下保持1h；（5）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至100℃，湿球温度85～89℃，在此条件下保持1h；（6）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至105℃，湿球温度90～94℃，在此条件下保持1h；（7）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至110℃，湿球温度92～96℃，在此条件下保持1h；（8）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至115℃，湿球温度95～100℃，在此条件下保持1h；（9）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至120℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（10）在5min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至125℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（11）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至130℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2h；（12）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至140℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（13）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至150℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（14）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至160℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（15）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至170℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（16）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至180℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2～6h；（17）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至190℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（18）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至200℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2～6h；（19）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至210℃，湿球温度100℃，在此条件下保持1h；（20）在10min内使木材缺氧高温处理窑内的干球温度升至220℃，湿球温度100℃，在此条件下保持2～6h；（21）在3～5h降温至110℃，从干球温度达到130℃到降温至110℃的整个过程中，应保证水蒸气供给，并保证缺氧高温处理窑内的气体压力处于微正压状态；

4）木材材色参数的色空间测定：采用CIE（1976）L*a*b*色度学空间表色系统，用分光测色仪对热处理前后色木进行表面颜色的测定，分别从木材明度L*、红绿轴色品指数a*、黄蓝轴色品指数b*、色差E*检测热处理前后木材的颜色特征，红木类木材材色参数的色空间分布特征：L*为26～47，a*为1～17，b*为1～21，呈偏黑色、暗红褐色的深材色木材；当处理温度为200℃，6h，中基准和热处理温度为220℃时，色木的L*为37～47，a*为8～10，b*为15～21，在红木类材色参数范围内，通过热处理明显改变木材的颜色，使色泽更加鲜亮、纹理对比明显增加，达到仿真珍贵木材的效果。