[发明专利]采用增压与减压工艺的木材染色法

说明书

技术领域

本发明涉及木材加工工艺，进一步是指木材的染色技术。

背景技术

木材的颜色是决定消费者印象的重要因素，为了提高木制品的装饰作用和产品价值，就要对木材及木制材料进行着色；同时，随着森林资源结构和数量的变化，天然大径级优质材和名贵家具用材的供应日益减少，取而代之的是大量的人工林木材，为实现人工林木材的高效利用，就需要通过染色技术对劣质材进行加工，改变其视觉特性，以达到仿制名贵木材的目的，从而提高木材的使用价值和满足人们对色彩多样性的要求。

国内、外现有木材染色技术主要有真空减压法、冷热槽法、高压浸注法等，它们的缺点是染色深度有限，染液中的染料分子在木材浅表面已消耗，稍深处已无染色作用，从而导致染色深度很浅且不均匀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种采用增压与减压工艺的木材染色法，它能有效实现对木材的深度染色且色度均匀，且工艺简单、运行成本低。

本发明的技术方案是，所述采用增压与减压工艺的木材染色法是：将待染木材和染液置于密闭容器中，对该容器内进行反复的增压与减压，利用该压力升降造成木材内外压力差引起染液运动而实现染色。

为实现上述染色方法，本发明进一步的工艺过程是：

(1)将待染色木材置于密闭容器中，并将染液加入该密闭容器；

(2)向所述密闭容器中通入不低于110℃的水蒸汽，使该密闭容器内的压力高于常压并使其中的木材得到蒸汽加热；

(3)当所述密闭容器中的温度和压力达到一定值后，保温保压，时间不少于1分钟；

(4)打开密闭容器的排汽阀泄出压力蒸汽，使密闭容器内减至常压；

(5)重复实施上述步骤(2)至(4)的工艺过程一次或一次以上；

(6)取出密闭容器中的染色木材，完成染色。

本发明中，最好使所述密闭容器中的染液浸没待染木材；步骤(2)对密闭容器中通入蒸汽增压及加热染液和待染木材，也可用电加热或油加热等常用加热方式对容器中的染液进行加热，产生高压蒸汽，实现所述容器增压及加热待染木材的相同目的和作用，即这些方法均为步骤(2)的等效方法，均属本发明所要求的保护范围。

本发明的技术原理是，所述方法适用于干材和湿材，即使是干材放入染液以后，对它的浅表面也有渗透，加热将使木材中的液体成为过热液体，达到设定的温度(如100℃-150℃)和压力(相对压力，如0.02Mpa-0.5MPa)后，它的压力超过常压；此后再使木材所在空间气压降低，形成木材内液体压力大于木材外界气压，因而木材中过热水分在自身压力的作用下从细胞中移出；然后再升压，水分和染料被推入木材；继而视需要反复对其进行加压与减压，使得木材能不断吸入染液，并将木材内部的水分与空气排出。同时，在加压与减压的循环过程中，木材不断的吸入、排出染液，从而使得木材中的染液能始终保持在较为恒定的浓度，并可以在压力的驱动下渗入木材的深处，以达到更理想的染色匀度与深度。就深度而言，与传统方法的几个毫米相比，本发明的技术可以对木材透染，与树径无关，轴向以米计；该染色技术与本发明的研制者提出的木材脱水干燥技术相结合，更可以得到高质量的染色木材产品。

本发明方法已经系列试验证明可以得到令人满意的染色深度和均匀的色度；以下仅列出一组对比试验，予以说明。

1.试验材料和设备

1.1试验材料

悬铃木：将图1中的试件锯切为两块体积相似的试件，试件1：101mm×79mmm×40mm；试件2：101mm×76mm×40mm。

酸性染料：酸性橙II(Acid Orange II)、酸性大红GR(Acid Scarlet GR)、酸性黑ATT(Acid Black ATT)、硫酸(H₂SO₄)

染液的配制：酸性橙II∶酸性大红GR∶酸性黑ATT＝2∶2.6∶1(质量比)；先用清水将少量硫酸稀释成PH值约为4的弱酸性溶液，将染料按比例混合并搅拌均匀，秤取20g混合好的染料，溶解到1000ml弱酸性溶液中，均匀搅拌直至染料完全溶解。

1.2试验设备

1.密闭容器(木材改性器)

2.干燥箱——上海实验仪器厂，最高工作温度300℃，电压220/380V，工作室尺寸500mm×600mm×750mm，加热功率59kw；