通体着色木材件及其生产方法

专利名称：通体着色木材件及其生产方法
技术领域：
本发明涉及生产通体着色(through-coloured)木材件特别是锯木产品的方法，还涉及通体着色木材件。
所谓通体着色在此是指使木材件所用木材通体均匀地着色或染色。此木材件经锯开后的表面的着色或染色因而就与木材被锯或被裁切的方向无关。
着色和染色的木材制品会随时间的流逝而耗蚀。木材的这种耗损、擦痕、划伤与类似的损伤是特别显著的，这是因为位于着色或染色表面下的油漆木材是暴露的。对表面再染色或再着色需要大量的准备工作例如喷砂等。而这是很费时的。实际的着色过程也是很耗时的。这类问题依据借助上面定义的对木材通体着色方法的本发明得以解决。以此情形下，木材之中和其上的擦痕、划伤、印记与磨耗则不显著。此外，这样的木材可以经喷砂处理或加工而仍然普遍保持其相同的颜色。这种通体着色方法与用手工进行的着色和染色方法相比所费的劳力也较少，其优点是显著的。铺地材料和台面则是能因此受益的区域的例子。这样，本发明就能生产出通体着色的木材地面和台面，这些地面和台面在表现出磨损迹象时，只需进行喷砂然后或者由适当的油或清漆处理。另一应用区域见于刀具的木柄。着色或染色的刀具木柄于餐具洗涤器中由于涮洗致染色层磨耗而会很快地褪色。此问题用本发明的通体着色木材便可解决，这是因为由于木材是通体着色的就不存在可以损伤的着色表面。现在可以生产出能经受餐具洗涤器洗涮的刀具用木柄。
瑞典专利申请SE 9500689-6说明了一种用于生产经浸渍处理的木制品的方法。此方法涉及在第一阶段于所谓Quintus加压机中或借助某些其他适当的加压方法均衡或等静压地对木制件加压，压力大于800bar，最好大于1000bar。木材受压缩的程度将取决于木材的干燥度、纤维的取向、硬度和其他性质。通常，这种压缩将使得木材横剖面的一个方向的尺寸减小20～50％，由此使木材件中的细胞压实到一起。然后除去木材件上的载荷。
在第二步骤，将木材件置于含有浸渍剂的浴中，由于浸渍液进到细胞内并为其吸收，木材件便逐渐膨润。这种液体渗入细胞内而使整个木材件完全浸渍。木材件膨展的程度特别要取决于木材本身的性质和其在浴中的滞留时间。显著的膨展通常发生在几个小时之内，在某些情形下，木材会在这段时间回到其原有形式。适当的浸渍剂是液体防火剂、液体杀菌剂与胶质液。
可以对上述两步骤增补第三步骤，其中再用大于800bar而最好大于1000bar的压力对木材进行等压地加压，而形成防火、抗菌并在采用胶质液时还能抗变形的硬质木材件。
上述的加压方法同样说明于瑞典专利申请9303821-4中，它通过提供硬得多的成品木材而提高了低质量木材的质量，例如可使松木硬得如橡木，同时可使橡木增硬至其天然硬度的2倍。根据瑞典专利申请9500689-6，业已发现，这种加压方法能浸渍过去未能浸渍的木材。这种浸渍能够处理大批量的木材例如好几个平方米面积的木材。
在此以前是不可能有通体着色木材的。但是根据在此申请中提出权利要求的本发明。通过将木材置于着色浴中经第一等静压加压步骤后，可使木材通体着色。颜色渗入木材中，然后依常规方式干燥木材，必要时可再次加压。这样的颜色渗入形成了通体着色的木材。此外，在木材通体着色后，根据SE 9303821-4对木材再次加压，可以取得硬木的全部优点。
根据本发明的方法，于所谓的Quintus加压机或通过其他适当的加压方法中，在第一步骤于大于800bar而最好是大于1000bar的压力下等静压地对木材加压，由此使所述木材件中的木材细胞压缩。上述方法描述于SE 9303821-4中。在第二步骤，木材件置于着色浴中，此着色浴例如包括水与水溶液的着色剂。当加压处理过的木材与水接触，木材即膨润并将水抽入其内。木材中的纤维素与水都有极性，使得水很快地为木材吸收。着色剂也是有极性的，随着水进入木材细胞中，所述着色剂具有分子尺寸即具有分子的细小程度，能使其渗入木材细胞中。着色剂将不应是过量极性的，因为这将使它中止于木材表面而不是渗入木材之内。这对于着色剂的分子尺寸过大时也同样如此，那将不能进入木材之内。着色剂的分子尺寸与极性根据涉及的木材类型稍有变化。对本项工艺有一般知识的人当可通过试验确定适当的着色剂量。这可以在木材件经等静压加压后用不同的着色剂结合溶剂例如水，对此木材进行通体着色。
所用的溶剂应该是能为木材吸收的那种。水是合适的溶剂。另一种合适的溶剂是亚麻子油，它由于其分子小而有良好的渗透性和湿性。这种着色剂能溶解于溶剂中，有充分的极性伴随吸收入木材中的溶剂，并且所具的分子尺寸保证它能有“机会”伴随所述溶剂进入木材内。在本发明中，偶氮染料是合适的着色剂。取决于偶氮染料的分子尺寸或着色剂以及木材的选取，可以使用偶氮染料的单体、二聚物或聚合物。这种着色剂应具有使其能进入木材所需的极性。内行的人能够确定哪种着色剂与哪种溶剂相结合而能渗入木材中。
能够依据本发明着色的木材包括硬木或叶树木例如白杨与桦木，软木或针叶树如针 木与松木(红木)。对木材进行等静压处理的第一步骤能将大量不同类型的木材按本发明进行通体着色。
用Herdins Akta Bets通体着色的白杨与针 木进行了大量试验。此Herdins Akta Bets是通过混合氯化钠与偶氮染料而成，这是根据有关产品号为10205l粉末形式的真实着色剂的商品描述且购自Herdins Firgverk AB的。这些试验将于以下所述。
现在参考下述例子更详细地说明本发明。本发明的方法包括在第一步骤中，于大于800bar而最好大于1000bar的压力下，在所谓的Quintus加压机或用其他适当的加压方法对木材件进行等静压地加压，将木材中的细胞压缩。然后将木材件释压。在第二步骤中，将木材置于含有溶解于溶剂例如水中的着色剂的液浴中，此着色剂为木材件吸收。着色剂所具的分子尺寸能使其渗入木材件中并具有能使其与水一起进入木材中的极性。水与着色剂在木材膨润时进入其中。这需要历经数小时，并可在室温或高达100℃的高温下进行。这种通体着色法在高于室温时进行得较快。含着色剂的水在木材膨润时进入其中，由此而形成通体着色的木材件。
然后按传统方法干燥木材。
或者也可用传统的加压浸溃方法对木材件进行通体着色处理。
亦已发现能够对湿木或原木作通体着色。第一步骤是在压力大于800bar而最好大于1000bar下等静压地处理原木，原木的所有孔腔是张开的或者它的某些性质要改变的。张开的孔腔将能吸收着色剂与溶剂。在后一步骤中将此木材件置于一室中，输入着色剂与溶剂。此后一步骤可用常规的加压浸渍方法在真空和/或加压方式下完成。由于上述木材保持有颇高的树液，此后一步骤是必须的。加压和/或加真空的步骤使得木材中原已含有的树液能够与着色剂与溶剂交换。
在此甚至能够对据认为是不能进行浸渍的湿的或生的云杉进行通体着色处理。
于木材件业已通体着色后，可在第三步骤于压力大于800bar而最好大于1000bar下对其进行至少一次等静压处理。结果形成了具有硬木硬度的通体着色木材。
这种木材通体着色方法相信是可以与SE 9500689-6中所述的浸渍方法相结合的，由此而能在通体着色木材件中加入防火剂、杀菌剂与胶质液。
本发明还涉及到对业已由上述方法进行了通体着色的通体着色木材件。
例1于Quintus加压机中对一块7×4.5×15.5cm的杨木进行等静压加压(根据SE9303821-4中所述方法)。此木材是于室温和1300bar压力下加压2分钟。
着色浴是根据有关包装盒上的说明，将粉末形式的HERDINSKTABETS，No 59的鸟木黑与水(不加氨)混合制成着色浴。将所配制的溶液加温到沸点，然后把已加压处理的木材件置入此溶液中在此溶液沸腾状态下保持约2小时，然后取出木材加以干燥。再将此木材锯成两块，由此可以看出此木材是通体着色的。
例2在第2个试验中按例1所述相同的方式对4×4×5cm的一块杨木加压。依例1所述相同方法制备了着色浴并以同样方式对此木材进行通体着色处理。例外的只是用HERDINS KTA BETSNo 51红取代了HERDINS KTA BETS No.59。然后将此木材从着色浴中取出再一锯为二，由此可以看到此木材已然通体着色。
本发明提供了可广泛使用的优异的通体着色木材的方法。实际上所有类型的木材都可依本发明处理。此外，本发明可以用来生产提高了硬度的通体着色木材。此种通体着色方法不像手工油漆或染色木材那样费力。如前所述，应用的范围包括地板料和台面以及木板、木梯、厨房用品、胶合的木梁、轴、运动设备等。当这种木制品与木产品受到损伤和磨损时，它们的表面可以喷砂而显露出新的不需再着色的无瑕疵的着色表面。对这种木材表面的损伤与磨耗是不会像其他木材情形那样显著，这是因为这种木材是通体着色的，因而将不会由于受损表面而暴露出“白”的木材。还能够生产出带有能经受餐具洗涤器洗涮的染色木制手柄的刀具。
权利要求
1．生产通体着色木材的方法，其中在第一步骤在大于800bar而最好在大于1000bar压力下对此木材作等静压的加压处理，然后释除压力，特征在于此木材随后于第二步骤中置入包含有溶剂和由其溶解的着色剂的液浴中，所述溶剂与着色剂即为此木材件吸收。
2．权利要求1所述的方法，其特征在于使此木材件于大于800bar而最好是大于1000bar的压力下再进行至少一次等静压处理。
3．上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于所述液浴中采用水溶剂。
4．上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于所用的着色剂其分子尺寸能使其渗入此木材件中。
5．上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于所用的着色剂其极性能使其渗入此木材件中。
6．上述任一项权利要求所述的方法，其特征在于应用了包含偶氮染料的着色剂。
7．通体着色木材件，其特征在于此木材件是依据权利要求1～6中的方法进行了通体着色的。
全文摘要
生产通体着色木材件的方法,其中于第一步骤在大于800bar而最好大于1000bar压力下对此木材进行等静压处理,然后释除压力取出此木材件并于第二步骤置入含有溶解的着色溶剂的液浴中。本发明还涉及通体着色的木材件。
文档编号B27M1/02GK1298337SQ99805278
公开日2001年6月6日 申请日期1999年4月20日 优先权日1998年4月20日
发明者库尔特·林德赫, 伦纳特·卡斯特沃尔 申请人:库尔特·林德赫, 伦纳特·卡斯特沃尔