CN107214796A - 一种木质板材的染色处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木质板材的染色处理方法，包括如下步骤：（1）浸泡处理、（2）干燥处理、（3）低温冷冻处理、（4）改性处理、（5）清洗处理、（6）染色处理、（7）染后清洗干燥处理。本发明在对木质板材染色处理前，进行了特殊的处理操作，有效的改善了其着色特性，最终很好的提升了染色效果，同时对木材本身的力学特性等影响较小，处理后的板材综合特性佳，极具市场竞争力和推广价值。

Description

一种木质板材的染色处理方法
技术领域
本发明属于木材染色加工技术领域，具体涉及一种木质板材的染色处理方法。
背景技术
木材是家居装饰中必不可少的原料之一，木材的品种较多，但大多数木材的颜色较为单一，而为了提升其使用效果，染色处理成了多数木材加工过程中必不可少的步骤之一。木材染色是满足个性化需求、拓展木材使用范围、实现劣材优用、增加木材产品附加值的有效技术途径。木材因品种材质的不同，其染色处理的效果也不相同，有的木材易于被着色，有的木材则很难被着色，最终的染色效果与木材本身特性、染料性能、染色处理方法等均相关。在染色处理方法的改进中，为了增强对木材的染色效果，有人利用蒸汽爆破法来松散木材的结构，虽然能提升染色效果，但其对于木材本身的力学等特性影响较大，副作用明显，还有人利用增压法将染料压注入木材内，虽然有不错的效果，但染色持久性不佳。目前市场上亟需一种综合效果良好的染色处理方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种木质板材的染色处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种木质板材的染色处理方法，包括如下步骤：
（1）浸泡处理：
将加工好待染色的板材放入质量分数为0.5~1.5%的食盐溶液中，加热保持食盐溶液的温度为35~40℃，浸泡处理3~4h后将板材取出后备用；
（2）干燥处理：
将步骤（1）处理后的板材放入干燥室内进行干燥，保证干燥后的板材水含量为45~50%，完成后取出备用；
（3）低温冷冻处理：
将步骤（2）干燥处理后的板材移放到冷冻室，保持冷冻室内的温度为-8~-12℃，同时提升冷冻室内的压力至0.6~0.8MPa，保温保压处理30~40min后，将板材取出备用；
（4）改性处理：
将步骤（3）处理后的板材放入压力处理罐内，然后对压力处理罐进行抽真空处理，处理20~25min后，再向压力处理罐内注入改性处理液，当改性处理液完全浸没板材、充满压力罐后，关闭真空泵，并对压力处理罐内进行增压处理，将压力增至1.0~1.4MPa，保压处理20~25min，完成后将压力处理罐恢复至常温常压，并将板材取出备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：1~3份丙烯腈、5~8份氢氧化钠、0.2~0.4份十二烷基苯磺酸钠、0.5~1.5份乙二醇、200~230份水；
（5）清洗处理：
将步骤（4）处理后的板材放入清水中浸泡清洗处理40~50min，完成后取出进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量为18~23%；
（6）染色处理：
将步骤（5）处理后的板材浸没在事先配制好的常温染料染色液中，浸泡染色处理40~100min后取出备用；
（7）染后清洗干燥处理：
用清水对步骤（6）处理后的板材进行清洗后，再对其进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量不大于15%，得染色成品板材。
进一步的，步骤（2）中所述的干燥处理的温度为80~85℃。
进一步的，步骤（4）中所述的压力处理罐内抽真空处理时控制真空度为0.08MPa。
进一步的，步骤（4）中所述的在对压力处理罐增压处理后的保压处理期间，同时加热将改性处理液的温度保持为70~77℃。
进一步的，步骤（5）中所述的干燥处理的温度为90~95℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理的温度为70~75℃。
木材种类的不同，其材质的密度、细胞等组织的分布特性等也会不同，从而导致染料染色的效果不同，染料溶液是通过木材内的毛细管渗入，通过细胞壁间的微孔等进行扩散，同时还因木质素等的特性不同，其选择性吸附量也不同，从而影响了整体的染色效果，有人通过蒸汽爆破法来松散木质板材的组织结构，虽然取得了提升染色效果的目的，但对于木材本身的强度等力学特性影响较大，且此工艺不易控制，本发明对此进行了改进处理，先对木质板材进行食盐溶液浸泡处理，再进行低温冷冻处理，主要目的是利用水分子结晶体积胀大破坏木材的内部结构，为了防止处理过度导致木材性能过度下降的问题发生，选用了一定浓度的食盐溶液对整体的凝固点进行了调节，同时又提升了冷冻室内的压力，预防了冰晶的过度生长，配合冷冻时长的严格控制，有效增强了对木材组织的改善效果，同时又保证了其整体的力学特性，为后续的处理奠定了基础，接着又对其进行了改性处理，独特配制的改性处理液呈碱性，其内含有丙烯腈成分，利用丙烯腈作为醚化剂对木材进行醚化反应，在木材纤维上引入了氰乙基基团，降低了纤维内部部分晶体的松弛度，细胞壁间的微孔扩大，染料更易扩散渗入，在压力、十二烷基苯磺酸钠的作用下，丙烯腈的改性效果更佳，处理后的木材纤维活性较好，与染料的吸着性提升，进一步改善了染色效果，同时为了避免改性效果的过度，严格控制了各成分的含量比例，保证了木材的原始特性。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明在对木质板材染色处理前，进行了特殊的处理操作，有效的改善了其着色特性，最终很好的提升了染色效果，同时对木材本身的力学特性等影响较小，处理后的板材综合特性佳，极具市场竞争力和推广价值。
具体实施方式
实施例1
一种木质板材的染色处理方法，包括如下步骤：
（1）浸泡处理：
将加工好待染色的板材放入质量分数为0.5%的食盐溶液中，加热保持食盐溶液的温度为35℃，浸泡处理3h后将板材取出后备用；
（2）干燥处理：
将步骤（1）处理后的板材放入干燥室内进行干燥，保证干燥后的板材水含量为45~46%，完成后取出备用；
（3）低温冷冻处理：
将步骤（2）干燥处理后的板材移放到冷冻室，保持冷冻室内的温度为-8~℃，同时提升冷冻室内的压力至0.6MPa，保温保压处理30min后，将板材取出备用；
（4）改性处理：
将步骤（3）处理后的板材放入压力处理罐内，然后对压力处理罐进行抽真空处理，处理20min后，再向压力处理罐内注入改性处理液，当改性处理液完全浸没板材、充满压力罐后，关闭真空泵，并对压力处理罐内进行增压处理，将压力增至1.0MPa，保压处理20min，完成后将压力处理罐恢复至常温常压，并将板材取出备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：1份丙烯腈、5份氢氧化钠、0.2份十二烷基苯磺酸钠、0.5份乙二醇、200份水；
（5）清洗处理：
将步骤（4）处理后的板材放入清水中浸泡清洗处理40min，完成后取出进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量为18~19%；
（6）染色处理：
将步骤（5）处理后的板材浸没在事先配制好的常温染料染色液中，浸泡染色处理40min后取出备用；
（7）染后清洗干燥处理：
用清水对步骤（6）处理后的板材进行清洗后，再对其进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量不大于15%，得染色成品板材。
进一步的，步骤（2）中所述的干燥处理的温度为80℃。
进一步的，步骤（4）中所述的压力处理罐内抽真空处理时控制真空度为0.08MPa。
进一步的，步骤（4）中所述的在对压力处理罐增压处理后的保压处理期间，同时加热将改性处理液的温度保持为70℃。
进一步的，步骤（5）中所述的干燥处理的温度为90℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理的温度为70℃。
实施例2
一种木质板材的染色处理方法，包括如下步骤：
（1）浸泡处理：
将加工好待染色的板材放入质量分数为1%的食盐溶液中，加热保持食盐溶液的温度为38℃，浸泡处理3.5h后将板材取出后备用；
（2）干燥处理：
将步骤（1）处理后的板材放入干燥室内进行干燥，保证干燥后的板材水含量为47~48%，完成后取出备用；
（3）低温冷冻处理：
将步骤（2）干燥处理后的板材移放到冷冻室，保持冷冻室内的温度为-10℃，同时提升冷冻室内的压力至0.7MPa，保温保压处理35min后，将板材取出备用；
（4）改性处理：
将步骤（3）处理后的板材放入压力处理罐内，然后对压力处理罐进行抽真空处理，处理22min后，再向压力处理罐内注入改性处理液，当改性处理液完全浸没板材、充满压力罐后，关闭真空泵，并对压力处理罐内进行增压处理，将压力增至1.2MPa，保压处理23min，完成后将压力处理罐恢复至常温常压，并将板材取出备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：2份丙烯腈、7份氢氧化钠、0.3份十二烷基苯磺酸钠、1份乙二醇、220份水；
（5）清洗处理：
将步骤（4）处理后的板材放入清水中浸泡清洗处理45min，完成后取出进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量为20~21%；
（6）染色处理：
将步骤（5）处理后的板材浸没在事先配制好的常温染料染色液中，浸泡染色处理70min后取出备用；
（7）染后清洗干燥处理：
用清水对步骤（6）处理后的板材进行清洗后，再对其进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量不大于13%，得染色成品板材。
进一步的，步骤（2）中所述的干燥处理的温度为83℃。
进一步的，步骤（4）中所述的压力处理罐内抽真空处理时控制真空度为0.08MPa。
进一步的，步骤（4）中所述的在对压力处理罐增压处理后的保压处理期间，同时加热将改性处理液的温度保持为74℃。
进一步的，步骤（5）中所述的干燥处理的温度为92℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理的温度为73℃。
实施例3
一种木质板材的染色处理方法，包括如下步骤：
（1）浸泡处理：
将加工好待染色的板材放入质量分数为1.5%的食盐溶液中，加热保持食盐溶液的温度为40℃，浸泡处理4h后将板材取出后备用；
（2）干燥处理：
将步骤（1）处理后的板材放入干燥室内进行干燥，保证干燥后的板材水含量为49~50%，完成后取出备用；
（3）低温冷冻处理：
将步骤（2）干燥处理后的板材移放到冷冻室，保持冷冻室内的温度为-12℃，同时提升冷冻室内的压力至0.8MPa，保温保压处理40min后，将板材取出备用；
（4）改性处理：
将步骤（3）处理后的板材放入压力处理罐内，然后对压力处理罐进行抽真空处理，处理25min后，再向压力处理罐内注入改性处理液，当改性处理液完全浸没板材、充满压力罐后，关闭真空泵，并对压力处理罐内进行增压处理，将压力增至1.4MPa，保压处理25min，完成后将压力处理罐恢复至常温常压，并将板材取出备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：3份丙烯腈、8份氢氧化钠、0.4份十二烷基苯磺酸钠、1.5份乙二醇、230份水；
（5）清洗处理：
将步骤（4）处理后的板材放入清水中浸泡清洗处理50min，完成后取出进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量为22~23%；
（6）染色处理：
将步骤（5）处理后的板材浸没在事先配制好的常温染料染色液中，浸泡染色处理100min后取出备用；
（7）染后清洗干燥处理：
用清水对步骤（6）处理后的板材进行清洗后，再对其进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量不大于15%，得染色成品板材。
进一步的，步骤（2）中所述的干燥处理的温度为85℃。
进一步的，步骤（4）中所述的压力处理罐内抽真空处理时控制真空度为0.08MPa。
进一步的，步骤（4）中所述的在对压力处理罐增压处理后的保压处理期间，同时加热将改性处理液的温度保持为77℃。
进一步的，步骤（5）中所述的干燥处理的温度为95℃。
进一步的，步骤（7）中所述的干燥处理的温度为75℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（1）浸泡处理、步骤（2）干燥处理和步骤（3）低温冷冻处理的操作，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，在步骤（4）改性处理过程中，省去改性处理液中的十二烷基苯磺酸钠成分，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，省去步骤（4）改性处理操作，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，用普通的蒸汽爆破处理方法来取代步骤（1）浸泡处理、步骤（2）干燥处理和步骤（3）低温冷冻处理的操作，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，选用同一批采收加工的香椿树板材作为实验对象，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的方法进行染色处理，所用的染料均为分散红54染料，然后对染色处理后的板材进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
上染率（%） 水洗牢度等级 水洗掉色率（%） 硬度（GPa）
实施例2 98.2 4~5 0.4 0.60
对比实施例1 89.3 3~4 2.5 0.63
对比实施例2 97.3 4 1.0 0.58
对比实施例3 91.4 3~4 1.7 0.56
对比实施例4 97.8 4 0.8 0.41
注：上表1中所述的上染率是指染料上染到木材上的染料量，上染率越大，染料的利用率越高；所述的水洗牢度等级参照GB/T3921-2008《纺织品色牢度耐阜洗色牢度》中的散纤维的测试方法测定，水洗牢度等级越高表明上染牢度越好；所述的水洗掉色率表示耐水洗的牢度，数值越小代表上染效果越好；所述的硬度是对处理后的香椿树板材中心组织处的木质细胞壁进行的测试，数值越大表明对原材质强度的损伤越小。
由上表1可以看出，本发明处理方法能有效的提升木质板材的上色染色效果，同时又能很好的维持木材原有的力学特性等，改善了其综合使用特性，有很好的使用价值。

Claims (6)

1.一种木质板材的染色处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）浸泡处理：
将加工好待染色的板材放入质量分数为0.5~1.5%的食盐溶液中，加热保持食盐溶液的温度为35~40℃，浸泡处理3~4h后将板材取出后备用；
（2）干燥处理：
将步骤（1）处理后的板材放入干燥室内进行干燥，保证干燥后的板材水含量为45~50%，完成后取出备用；
（3）低温冷冻处理：
将步骤（2）干燥处理后的板材移放到冷冻室，保持冷冻室内的温度为-8~-12℃，同时提升冷冻室内的压力至0.6~0.8MPa，保温保压处理30~40min后，将板材取出备用；
（4）改性处理：
将步骤（3）处理后的板材放入压力处理罐内，然后对压力处理罐进行抽真空处理，处理20~25min后，再向压力处理罐内注入改性处理液，当改性处理液完全浸没板材、充满压力罐后，关闭真空泵，并对压力处理罐内进行增压处理，将压力增至1.0~1.4MPa，保压处理20~25min，完成后将压力处理罐恢复至常温常压，并将板材取出备用；所述的改性处理液由如下重量份的物质组成：1~3份丙烯腈、5~8份氢氧化钠、0.2~0.4份十二烷基苯磺酸钠、0.5~1.5份乙二醇、200~230份水；
（5）清洗处理：
将步骤（4）处理后的板材放入清水中浸泡清洗处理40~50min，完成后取出进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量为18~23%；
（6）染色处理：
将步骤（5）处理后的板材浸没在事先配制好的常温染料染色液中，浸泡染色处理40~100min后取出备用；
（7）染后清洗干燥处理：
用清水对步骤（6）处理后的板材进行清洗后，再对其进行干燥处理，保证干燥后的板材水含量不大于15%，得染色成品板材。
2.根据权利要求1所述的一种木质板材的染色处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述的干燥处理的温度为80~85℃。
3.根据权利要求1所述的一种木质板材的染色处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的压力处理罐内抽真空处理时控制真空度为0.08MPa。
4.根据权利要求1所述的一种木质板材的染色处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的在对压力处理罐增压处理后的保压处理期间，同时加热将改性处理液的温度保持为70~77℃。
5.根据权利要求1所述的一种木质板材的染色处理方法，其特征在于，步骤（5）中所述的干燥处理的温度为90~95℃。
6.根据权利要求1所述的一种木质板材的染色处理方法，其特征在于，步骤（7）中所述的干燥处理的温度为70~75℃。
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