专利名称：一种木材颜色的物理调控方法
技术领域：
本发明属木材加工技术领域的木材改性处理技术。
背景技术：
由于木材资源的日益紧缺和木材加工技术的迅速发展，速生材的加工利用技术正在国内外蓬勃兴起。杨树是一种非常重要的速生材资源，由于美洲黑杨、欧洲黑杨及其杂交组合系列的杨树(以下简称速生杨)生长快，适应性广，造林成活率高，其加工利用技术的研究在国内外倍受关注。速生木材在使用上主要存在的缺陷是材质的物理力学性能较差。随着技术的不断发展进步，有关领域的工程技术人员通过多种方法对速生木材的加工利用技术进行探索研究，找到了一系列提高用速生木材制造各类人造板的力学性能的方法。然而对木材，尤其是速生木材的色泽进行处理，提高其装饰性能及效果的研究开发，目前尚处于探索阶段。因此，许多新开发的、性能优异的速生杨木产品在许多场合不易被用户接受，影响了许多以速生杨木为主要原材料的新产品的推广和使用。
用木材化学染色的方法，虽然可以改变其原有的颜色。但化学染色法容易造成污染，染色后的持久性和耐候性也不容易保证。因此，化学染色加工技术在速生杨木加工领域很难得到大规模的推广使用。
用高温烘烤或烧烤的物理加工方法也能使木材变色，但这种方法仅能用于材料的表面处理，且会大大降低材料的力学性能。目前尚无在工业上应用物理加工方法变色处理木材的技术报道。
发明内容
本方法的发明目的是，在基本不影响木材力学性能的前提下，寻找一种新的物理加工方法，在保持木材原有纹理的同时，有控制地改变木材、尤其是速生杨木的天然色泽，且不产生任何化学药品的污染。
本发明的技术解决方案为将木材放入密封容器内，通入饱和蒸汽进行处理。即可在基本不影响速生木材力学性能的前提下，使木材的原有色泽变深，直至成为棕褐色。
木材的色泽变化程度，与木材的初始含水率、饱和蒸汽的温度和处理时间有关。当木材的初始含水率较低(8～15％)时，木材的色泽变化比较慢，但成品的色泽明亮、质感较好，木材力学性能的衰减较小。当木材的初始含水率较高(15～25％)时，木材的色泽变化比较快，成品的色泽较暗，呈黑褐色，木材力学性能的衰减较大。
饱和蒸汽的温度越高，木材的色泽变化越快。当饱和蒸汽的温度超过150℃时，木材力学性能的衰减较大。若饱和蒸汽的温度达到200℃时，则木材很容易发黑炭化。饱和蒸汽的温度太低(≤110℃)时，木材的色泽变化不明显。
变色处理的时间与木材的厚度有关。当木材的厚度较大时，处理时间也应相应增加。本方法主要以处理速生杨木为主，可处理的板材厚度不宜超过60毫米。
具体实施例方式
实施例1将速生杨木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为15％左右。将速生杨木单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入压力为2.5MPa，温度为130℃左右的饱和蒸汽处理1小时，速生杨木单板即可从其原来的浅黄白色转变为近似红榉木材的色泽。经测定，速生杨木单板的力学性能衰减≤3％。变色处理后的含水率为20％左右。
实施例2将速生杨木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为15％左右。将速生杨木单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入140℃左右的饱和蒸汽处理2小时，速生杨木单板即可从其原来的浅黄白色转变为近似进口硬木的色泽。经测定，速生杨木单板的力学性能衰减≤5％。变色处理后的含水率为25％左右。
实施例3将速生杨木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为25％左右。将速生杨木单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入130℃左右的饱和蒸汽处理1小时，速生杨木单板即可从其原来的浅黄白色转变为近似进口硬木的色泽。经测定，速生杨木单板的力学性能衰减≤8％。变色处理后的含水率为25％左右。
实施例4将速生杨木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为25％左右。将速生杨木单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入200℃左右的饱和蒸汽处理1小时，速生杨木单板即可从其原来的浅黄白色转变成黑色。经测定，速生杨木单板的力学性能衰减≥60％。变色处理后的含水率为25％左右。
实施例5将速生杨木锯切成30mm厚的板材，干燥至含水率为15％左右。将板材交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入120℃左右的饱和蒸汽处理4小时，木材即可从其原来的浅黄白色转变为近似红榉木材的色泽。沿板厚方向的变色均匀度较为理想。经测定，木材的力学性能衰减≤5％。变色处理后的含水率为20％左右。
实施例6将大青杨木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为15％左右。将单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入130℃左右的饱和蒸汽处理1小时，大青杨木单板即可从其原来的浅黄白色转变成近似红榉木材的颜色。经测定，大青杨木单板的力学性能衰减≤3％。变色处理后的含水率为20％左右。
实施例7将白杨木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为15％左右。将单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入130℃左右的饱和蒸汽处理1小时，单板即可从其原来的浅黄白色转变成近似红榉木材的颜色。经测定，国产白杨木单板的力学性能衰减≤3％。变色处理后的含水率为20％左右。
实施例8将桦木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为15％左右。将单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入130℃左右的饱和蒸汽处理1小时，单板即可从其原来的浅黄白色转变成近似红榉木材的颜色。经测定，桦木单板的力学性能衰减≤3％。变色处理后的含水率为20％左右。
实施例9将椴木旋切成1.0mm厚的单板，干燥至含水率为15％左右。将单板交叉堆叠于用不锈钢制成的密封罐内，通入130℃左右的饱和蒸汽处理1小时，单板即可从其原来的浅黄白色转变成近似红榉木材的颜色。经测定，椴木单板的力学性能衰减≤3％。变色处理后的含水率为20％左右。
用本方法对速生木材进行物理变色处理，无化学药品污染，且在保留木材天然纹理的前提下，可以人工调控木材的天然色泽。将变色处理过的速生杨木制成胶合板等木制品后，在色泽上明显与普通速生杨木制品不同。用本方法处理其他浅色木材同样有效。
权利要求
1.一种木材颜色的物理调控方法，其特征在于将木材放入密封容器内，通入低于200℃的饱和蒸汽进行处理。
2.如权利要求1所述的木材颜色的物理调控方法，其特征是将速生木材放入密封容器内，通入低于200℃的饱和蒸汽进行处理。
3.如权利要求1所述的木材颜色的物理调控方法，其特征是将速生杨木放入密封容器内，通入低于200℃的饱和蒸汽进行处理。
全文摘要
本发明属木材加工技术领域的木材改性处理技术。其特征是将木材(主要是浅色的速生木材)放入密封容器内，通入低于200℃的饱和蒸汽进行处理。通过对木材的初始含水率、饱和蒸汽的温度和处理时间进行调控，做到在基本不影响速生木材力学性能的前提下，使速生木材的原有色泽变深，直至成为棕褐色。大大提高了各类速生木材制品的装饰性能及装饰效果。
文档编号B27K7/00GK1449900SQ0313152
公开日2003年10月22日 申请日期2003年5月20日 优先权日2003年5月20日
发明者张晓冬, 朱一辛, 关明杰 申请人:南京林业大学