RU2764696C1 - Wood texture formation method - Google Patents

Wood texture formation method Download PDF

Info

Publication number
RU2764696C1
RU2764696C1 RU2021113108A RU2021113108A RU2764696C1 RU 2764696 C1 RU2764696 C1 RU 2764696C1 RU 2021113108 A RU2021113108 A RU 2021113108A RU 2021113108 A RU2021113108 A RU 2021113108A RU 2764696 C1 RU2764696 C1 RU 2764696C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wood
holes
texture
impregnation
impregnated
Prior art date
Application number
RU2021113108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Ермолин
Сергей Геннадьевич Елисеев
Данил Владимирович Дук
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority to RU2021113108A priority Critical patent/RU2764696C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2764696C1 publication Critical patent/RU2764696C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/08Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation

Abstract

FIELD: woodworking industry.
SUBSTANCE: invention relates to the woodworking industry, in particular to wood impregnation. The method of forming the wood texture includes creating holes in the wood and then impregnating it with a dye under pressure. The holes are burned with a laser beam across the grain of the wood. The hole pattern is determined in accordance with the required texture. Before impregnation, the cross section of the wood is waterproofed. Then the wood is placed in an autoclave, where it is impregnated with a dye under a pressure of 0.3 to 0.8 MPa for 30-300 minutes.
EFFECT: productivity and manufacturability of the process is increased, the deep coloration of difficult-to-impregnated wood is improved, and the consumption of dyes is reduced.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности, к пропитке древесины.The invention relates to the woodworking industry, in particular to wood impregnation.

Известно, что многие древесные породы имеют бледную окраску древесины и не обладают выраженной текстурой. Одним из вариантов повышения декоративных свойств такой древесины является ее автоклавная сквозная пропитка окрашивающими составами. Неравномерное распределение проводящих капилляров в древесине, по которым проникает окрашивающая жидкость при ее пропитке, позволяет проявить текстуру и придать желаемый цвет [Кушнирская М.Ц., 1973].It is known that many tree species have a pale wood color and do not have a pronounced texture. One of the options for improving the decorative properties of such wood is its autoclave through impregnation with coloring compositions. The uneven distribution of conductive capillaries in the wood, through which the coloring liquid penetrates during its impregnation, makes it possible to reveal the texture and give the desired color [Kushnirskaya M.Ts., 1973].

Однако проявляемая такими способами текстура ограничивается зонами годичного слоя и не позволяет формировать более сложные и разнообразные рисунки. Кроме того применение такого способа возможно только для хорошо пропитываемых заболонных пород, а именно, березы и бука. Ядровые и спелодревесные породы, в соответствии с ГОСТ 20022.2-80, относятся к труднопропитываемым. При автоклавной пропитке такой древесины возможно получить глубину проникновения поперек волокон, в зависимости от породы, не более 2…5 мм. Вдоль волокон у труднопропитываемой древесины пропиточная жидкость проникает значительно лучше. Но удовлетворительные результаты можно получить только для заготовок, длинной вдоль волокон не более 200…300 мм, что не представляет интереса для реальных сортиментов.However, the texture manifested by such methods is limited to the zones of the annual layer and does not allow the formation of more complex and diverse patterns. In addition, the use of this method is possible only for well-impregnated sapwood, namely, birch and beech. Heartwood and ripe wood species, in accordance with GOST 20022.2-80, are difficult to impregnate. With autoclave impregnation of such wood, it is possible to obtain a penetration depth across the fibers, depending on the species, no more than 2 ... 5 mm. Along the fibers of hard-to-impregnate wood, the impregnating liquid penetrates much better. But satisfactory results can be obtained only for blanks with a length along the fibers of no more than 200 ... 300 mm, which is of no interest for real assortments.

Анализ патентов показал, что существует ряд способов окрашивания древесины, позволяющих проявить текстуру древесины SU 54011, SU 164108, SU 1471988 A1, RU 2014994 C1, RU 2375171. Однако данные способы обеспечиваю однообразный типовой рисунок и практически неприменимы при пропитке труднопропитываемой древесины из-за ее низкой проницаемости для жидкостей.An analysis of patents has shown that there are a number of methods for coloring wood that make it possible to develop the texture of wood SU 54011, SU 164108, SU 1471988 A1, RU 2014994 C1, RU 2375171. low permeability to liquids.

Повысить проницаемость труднопропитываемой древесины на локальных участках позволяет механическое накалывание или сверление отверстий поперек волокон [Бараке A.M., 1969]. Созданные таким образом каналы позволяют проникать пропиточной жидкости вглубь сортимента и там перераспределяться вдоль и поперек волокон на определенное расстояние. Сетки наколов (ГОСТ 20022.3) разработаны из расчета перекрывания локальных пропитанных участков. Это обеспечивает получение у древесного сортимента сплошной пропитанной зоны толщиной, равной глубине наколов.To increase the permeability of hard-to-impregnate wood in local areas, mechanical pricking or drilling holes across the fibers allows [Barake A.M., 1969]. The channels created in this way allow the impregnating liquid to penetrate deep into the assortment and there it is redistributed along and across the fibers for a certain distance. Prick nets (GOST 20022.3) are designed based on the overlap of local impregnated areas. This ensures that the wood assortment has a continuous impregnated zone with a thickness equal to the depth of the punctures.

Однако данный способ не только увеличивает глубину пропитки древесины, но снижает механические свойства и ухудшает внешний вид. Поэтому он вполне приемлем для пропитки антисептиками и антипиренами элементов конструкций, но не допустим для декоративных материалов.However, this method not only increases the depth of wood impregnation, but reduces the mechanical properties and worsens the appearance. Therefore, it is quite acceptable for impregnation of structural elements with antiseptics and flame retardants, but is not acceptable for decorative materials.

Известен способ повышения проницаемости, описанный в научных работах [Md Nazrullslam и др. 2008, 2009, 2011, 2013, 2014]. В данных работах проницаемость труднопропитываемой древесины повышается за счет прожигания древесины лазерным лучом. Диаметр прожигаемых каналов, в зависимости от толщины сортимента, составляет от 0,2 мм.There is a known method of increasing permeability, described in scientific papers [Md Nazrullslam et al. 2008, 2009, 2011, 2013, 2014]. In these works, the permeability of hard-to-impregnate wood is increased by burning the wood with a laser beam. The diameter of the burnt channels, depending on the thickness of the assortment, is from 0.2 mm.

Данный способ аналогично механическому накалыванию предполагает равномерное распределение прожигаемых участков на заготовке для обеспечения равномерного проникновения пропиточного раствора (антисептики, антипирены, полимеры) по объему сортимента, но не предполагает формирования искусственной текстуру древесины для повышения ее декоративных свойств.This method, similar to mechanical pricking, assumes a uniform distribution of burnt areas on the workpiece to ensure uniform penetration of the impregnating solution (antiseptics, flame retardants, polymers) over the volume of the assortment, but does not involve the formation of an artificial wood texture to increase its decorative properties.

Наиболее близким по технической сущности для предлагаемого изобретения является способ окрашивания круглых лесоматериалов. Данный способ предполагает обеспечение избирательного окрашивания древесины за счет локальной торцовой пропитки. Описываемая технология предполагает просверливание в торцах круглых лесоматериалов цилиндрических отверстий глубиной 3-5 см, в которые ввинчиваются металлические наконечники шлангов (труб) через которые под давлением подается раствор красителя в древесину. Пропитка осуществляется на всю длину лесоматериала вдоль волокон (RU 2375171 С2).The closest in technical essence for the present invention is a method of coloring round timber. This method involves the provision of selective staining of wood due to local end impregnation. The described technology involves drilling cylindrical holes 3-5 cm deep in the ends of round timber, into which metal tips of hoses (pipes) are screwed through which a dye solution is supplied under pressure to the wood. Impregnation is carried out for the entire length of the timber along the fibers (RU 2375171 C2).

К основным недостаткам данного способа можно отнести низкую производительность процесса, невозможность пропитки труднопропитываемой древесины, непредсказуемый результат пропитки, ограниченный ассортимент возможных текстур, высокий расход красителя.The main disadvantages of this method include the low productivity of the process, the impossibility of impregnating wood that is difficult to impregnate, the unpredictable impregnation result, a limited range of possible textures, and high dye consumption.

Задачей предлагаемого способа является повышение производительности и технологичности процесса, расширение возможностей по дизайну текстуры древесины, обеспечение воспроизводимости рисунка, обеспечение глубокого окрашивания труднопропитываемой древесины, снижение расхода красителей.The objective of the proposed method is to increase the productivity and manufacturability of the process, expand the possibilities for the design of wood texture, ensure the reproducibility of the pattern, provide deep staining of hard-to-impregnate wood, and reduce the consumption of dyes.

Технический результат заключается в повышении производительности и технологичности процесса, за счет использования автоматизированного серийного оборудования и технологий, в повышении проницаемости труднопропитываемой древесины за счет прожигания древесины лазером, обеспечении воспроизводимости процесса за счет работы с локальными участками древесины, обеспечении более низкого расхода красителя, за счет снижения количества отходов окрашенной древесины при дальнейшей обработке, обеспечении практически неограниченного ассортимента текстур, за счет множества комбинаций размещения прожигаемых лазером отверстий (надрезов).The technical result consists in increasing the productivity and manufacturability of the process, through the use of automated serial equipment and technologies, in increasing the permeability of hard-to-impregnate wood due to burning wood with a laser, ensuring reproducibility of the process by working with local areas of wood, ensuring lower dye consumption, by reducing the amount of waste of painted wood during further processing, providing an almost unlimited range of textures, due to the many combinations of placement of holes (cuts) burned by the laser.

Способ формирования текстуры древесины, включающий создание отверстий в древесине и последующее ее пропитывание красителем под давлением, согласно изобретению, отверстия (надрезы) прожигают лазерным лучом поперек волокон древесины, схему размещения отверстий (надрезов) определяют в соответствии с требуемой текстурой, перед пропиткой поперечный разрез древесины гидроизолируют, затем древесину помещают в автоклав, где под давлением от 0,3 до 0,8 МПа пропитывают красителем на протяжении 30-300 мин.A method for forming a wood texture, including creating holes in the wood and then impregnating it with a dye under pressure, according to the invention, the holes (cuts) are burned with a laser beam across the wood fibers, the pattern of the holes (cuts) is determined in accordance with the required texture, before impregnation, the cross section of the wood waterproofing, then the wood is placed in an autoclave, where, under a pressure of 0.3 to 0.8 MPa, it is impregnated with dye for 30-300 minutes.

Для формирования текстуры древесины предлагаемым способом на боковой поверхности заготовок хвойных или лиственных пород, при помощи лазерного луча прожигаются отверстия диаметром от 0,1 мм либо короткие надрезы до 3 мм. Расстояние между отверстиями (надрезами) вдоль волокон древесины принимается в зависимости от проницаемости древесины и варьируется от 5 мм (трудно пропитываемая древесина) до 200 мм (умеренно и легко пропитываемая древесина). Расстояние между отверстиями (надрезами) поперек волокон древесины принимается в соответствии с требуемым рисунком текстуры, но не менее 2 мм (примеры схем локального пропитывания приведены на фигурах 1, 2, 3). Прожигаемые в древесине отверстия (надрезы) могут быть как сквозные, так и на любую заданную глубину в соответствии с требуемым рисунком текстуры или глубиной окрашивания.To form the texture of wood by the proposed method on the side surface of blanks of coniferous or hardwood, using a laser beam, holes with a diameter of 0.1 mm or short cuts up to 3 mm are burned. The distance between the holes (cuts) along the wood fibers is taken depending on the permeability of the wood and varies from 5 mm (hardly impregnated wood) to 200 mm (moderately and easily impregnated wood). The distance between the holes (cuts) across the wood fibers is taken in accordance with the required texture pattern, but not less than 2 mm (examples of local impregnation schemes are shown in figures 1, 2, 3). The holes (cuts) burnt in the wood can be both through and to any given depth in accordance with the required texture pattern or staining depth.

После лазерной перфорации заготовки помещаются в автоклав, где при избыточном давлении от 0,3 до 0,8 МПа пропитываются окрашивающим составом на протяжении 30-300 мин. Режимные параметры пропитки выбираются в зависимости от проницаемости древесины. Перед пропитыванием торцы заготовок гидроизолируются в целях предотвращения проникновения пропиточного раствора вдоль волокон через поперечный разрез сортиментов.After laser perforation, the workpieces are placed in an autoclave, where, at an overpressure of 0.3 to 0.8 MPa, they are impregnated with a coloring composition for 30–300 minutes. The regime parameters of impregnation are selected depending on the permeability of the wood. Before impregnation, the ends of the blanks are waterproofed in order to prevent the penetration of the impregnating solution along the fibers through the cross section of the assortments.

В процессе пропитки пропиточный раствор проникает в заготовку, прежде всего через прожженные в древесине отверстия (надрезы), а затем перераспределяется преимущественно вдоль волокон и незначительно поперек волокон. При этом за счет расположения прожженных участков в заготовке имеется возможность формирования искусственной текстуры древесины за счет локального окрашивания.In the process of impregnation, the impregnating solution penetrates into the workpiece, primarily through holes (cuts) burned in the wood, and then it is redistributed mainly along the fibers and slightly across the fibers. At the same time, due to the location of the burnt areas in the workpiece, it is possible to form an artificial wood texture due to local staining.

После пропитывания, заготовки в зависимости от назначения проходят камерную сушку и механическую обработку пилением, строганием, фрезерованием, точением и т.д.After impregnation, the blanks, depending on the purpose, undergo chamber drying and mechanical processing by sawing, planing, milling, turning, etc.

Пример осуществления предлагаемого способаAn example of the proposed method

1. Деревянные заготовки требуемых размеров с учетом припусков на усушку и обработку при помощи загрузочного устройства помещают на ленточный транспортер, который перемещает их к портальной лазерной установке с ЧПУ;1. Wooden blanks of the required dimensions, taking into account allowances for shrinkage and processing using a loading device, are placed on a belt conveyor, which moves them to a CNC portal laser machine;

2. По мере перемещения заготовок через рабочую область лазерной установки в них по запрограммированной схеме производят прожигание отверстий (надрезов);2. As the workpieces move through the working area of the laser installation, holes (cuts) are burned in them according to a programmed scheme;

3. После лазерной перфорации торцы заготовок гидроизолируются при помощи герметика;3. After laser perforation, the ends of the blanks are waterproofed with a sealant;

4. Заготовки с гидроизолированными торцами укладываются в пакеты, которые при помощи погрузочного устройства перемещают на рельсовые тележки и закатываются в автоклав;4. Workpieces with waterproofed ends are placed in packages, which are transferred to rail carts with the help of a loading device and rolled into an autoclave;

5. В автоклаве производят пропитку заготовок окрашивающим составом при избыточном давлении от 0,3 до 0,8 МПа на протяжении 30-300 мин.;5. In the autoclave, the blanks are impregnated with a coloring composition at an overpressure of 0.3 to 0.8 MPa for 30-300 minutes;

6. После пропитки заготовки перемещают в сушильную камеру периодического действия, где высушиваются до требуемой влажности;6. After impregnation, the workpieces are transferred to a batch drying chamber, where they are dried to the required moisture content;

7. Для проявления текстуры заготовок и приведения их к заданным размерам, высушенные заготовки проходят обработку в четырехстороннем продольно-фрезерном станке;7. To develop the texture of the blanks and bring them to the specified dimensions, the dried blanks are processed in a four-sided longitudinal milling machine;

8. После фрезерования полученную продукцию укладывают в транспортные пакеты и упаковывают.8. After milling, the resulting products are placed in transport packages and packaged.

Данный способ повышает производительность и технологичность процесса, за счет использования автоматизированного серийного оборудования и технологий, обеспечивает глубокое окрашивание труднопропитываемой древесины, за счет прожигания древесины лазером, снижает расход красителей, за счет снижения количества отходов окрашенной древесины при дальнейшей обработке. Способ позволяет расширить возможности по дизайну текстуры древесины, обеспечить воспроизводимость рисунка, за счет множества комбинаций размещения прожигаемых лазером отверстий (надрезов) и работы с локальными участками древесины.This method increases the productivity and manufacturability of the process, through the use of automated serial equipment and technologies, provides deep staining of hard-to-impregnate wood, by burning wood with a laser, reduces the consumption of dyes, by reducing the amount of waste of painted wood during further processing. The method makes it possible to expand the possibilities for the design of wood texture, to ensure the reproducibility of the pattern, due to the many combinations of placement of laser-burnt holes (cuts) and work with local areas of wood.

Предлагаемый способ позволяет получать из древесины пород в натуральном виде не обладающих яркой окраской и выразительной текстурой пиломатериалы или пиленый шпон с высокими декоративными свойствами. Данные материалы с успехом могут быть использованы в производстве мебели, напольных покрытий и отделочных материалов, предметов интерьера, предметов искусства.The proposed method makes it possible to obtain from wood species in its natural form lumber or sawn veneer with high decorative properties that do not have a bright color and expressive texture. These materials can be successfully used in the production of furniture, floor coverings and finishing materials, interior items, art objects.

Claims (1)

Способ формирования текстуры древесины, включающий создание отверстий в древесине и последующее ее пропитывание красителем под давлением, отличающийся тем, что отверстия (надрезы) прожигают лазерным лучом поперек волокон древесины, схему размещения отверстий (надрезов) определяют в соответствии с требуемой текстурой, перед пропиткой поперечный разрез древесины гидроизолируют, затем древесину помещают в автоклав, где под давлением от 0,3 до 0,8 МПа пропитывают красителем на протяжении 30-300 мин.A method for forming a wood texture, including creating holes in the wood and then impregnating it with a dye under pressure, characterized in that the holes (cuts) are burned with a laser beam across the wood fibers, the pattern of holes (cuts) is determined in accordance with the required texture, before impregnation, the cross section wood is waterproofed, then the wood is placed in an autoclave, where, under a pressure of 0.3 to 0.8 MPa, it is impregnated with dye for 30-300 minutes.
RU2021113108A 2021-05-05 2021-05-05 Wood texture formation method RU2764696C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113108A RU2764696C1 (en) 2021-05-05 2021-05-05 Wood texture formation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113108A RU2764696C1 (en) 2021-05-05 2021-05-05 Wood texture formation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764696C1 true RU2764696C1 (en) 2022-01-19

Family

ID=80040598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021113108A RU2764696C1 (en) 2021-05-05 2021-05-05 Wood texture formation method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764696C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120371C1 (en) * 1996-12-14 1998-10-20 Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "ХЕБЕР" Method for manufacture of mosaic artistic parquet with mixed wood texture
RU2259271C2 (en) * 2001-05-17 2005-08-27 Ахим МЁЛЛЕР Method of making three-dimensionally deformable plane member
CN1966224A (en) * 2005-11-16 2007-05-23 达里尔·J·科斯廷 New engineered wood fiber product substrates and their formation by laser processing
RU2375171C2 (en) * 2006-02-09 2009-12-10 Эгилс ЛИПШАНС Method for dyeing of roundwood
KR101023447B1 (en) * 2010-05-25 2011-03-25 주식회사 참빛나무공작소 Dyeing method of wood sign using natural pigment and wood sign manufactured by the method
RU2597403C2 (en) * 2011-11-09 2016-09-10 Май Мантра С.Р.Л. Multilayer flexible element, preferably made of wood, and related production process by laser engraving and/or cutting

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120371C1 (en) * 1996-12-14 1998-10-20 Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "ХЕБЕР" Method for manufacture of mosaic artistic parquet with mixed wood texture
RU2259271C2 (en) * 2001-05-17 2005-08-27 Ахим МЁЛЛЕР Method of making three-dimensionally deformable plane member
CN1966224A (en) * 2005-11-16 2007-05-23 达里尔·J·科斯廷 New engineered wood fiber product substrates and their formation by laser processing
RU2375171C2 (en) * 2006-02-09 2009-12-10 Эгилс ЛИПШАНС Method for dyeing of roundwood
KR101023447B1 (en) * 2010-05-25 2011-03-25 주식회사 참빛나무공작소 Dyeing method of wood sign using natural pigment and wood sign manufactured by the method
RU2597403C2 (en) * 2011-11-09 2016-09-10 Май Мантра С.Р.Л. Multilayer flexible element, preferably made of wood, and related production process by laser engraving and/or cutting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tarmian et al. Treatability of wood for pressure treatment processes: a literature review
JP2019531209A (en) Processed wood manufacturing method and manufacturing system
NZ523295A (en) Forming compressed wood product from softwood by second heating compression step after coating and impregnating with fatty acid
PL193382B1 (en) Furan polymer impregnated wood, method for preparing the polymer and uses thereof
JPH07115326B2 (en) Wood modification method
WO2015154635A1 (en) Chemically modified wood and non-wood products and methods for the production thereof
SE1550853A1 (en) Method of producing a laminated wood product, and laminated wood products
RU2764696C1 (en) Wood texture formation method
US8852736B2 (en) Method of forming a reconstituted wood block
US20080226847A1 (en) Spalted wood veneers, spalted engineered wood flooring and method of making
EP3072651A1 (en) Wood colouring
US4915149A (en) Apparatus for producing furniture
JP2020089978A (en) Semi-combustible or flame retardant wood, and its production method
AT518615B1 (en) Process for improving the impregnability of sawn timber
RU2773657C1 (en) Method for local staining of wood
Avramidis et al. The alleviation of brown stain in hem-fir through manipulation of kiln-drying schedules
Beel et al. Product potential of Paulownia timber
KR102399503B1 (en) Method for manufacturing color wood by hot pressing
US1992057A (en) Telephone pole and process of preparing same
Cirule et al. Effect of thermal modification on wood colour.
AU2021105684A4 (en) Method of forming a treated timber laminate
US6202320B1 (en) Method of lumber preparation to improve drying and development of a new engineered wood composite
Killmann et al. Coconut palm stem processing
Ambrose et al. Effects of Incision, Forced-air Drying, and Pressure Pretreatments on Wet Pockets, Drying Rate, and Drying Defects of Acacia mangium Wood.
Korkut et al. Comparison of two kiln-drying schedules for turkish hazel (Corylus colurna) lumber of 5-cm thickness