專利名稱：木材染色的方法及其設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種木材染色的方法和設備，特別是一種木材快速染色的方法 和設備。
背景技術(shù)：
木材染色改性在國內(nèi)外很早就開始這方面的研究工作，我國很多大學、研 究機構(gòu)、企業(yè)和個人在這方面的研究工作中也取得了很大的進展，對木材加工 企業(yè)而言，使用改性染色處理技術(shù)處理木材，能夠把低價格木材原料如人工林 速生材，加工達到高檔木材的質(zhì)感，無論是從提高企業(yè)經(jīng)濟效益的角度來說， 還是從可持續(xù)發(fā)展的角度來說，都具有十分重要的意義。目前木材染色改性技 術(shù)手段大體有四種第一種是壓注法、第二種是蒸煮法、第三種是浸泡法、第 四種為涂布法。目前工業(yè)應用大多使用蒸煮法、浸泡法，因為這兩個工藝比較 成熟，設備投入很低，企業(yè)實施的門檻比較低，但是蒸煮法和浸泡法的不足是 處理時間相對較長，效果不穩(wěn)定，不宜采用高粘度的處理液、處理深度有限， 而且這些不足受其工藝的限制，解決起來難度比較大，涂布法是通過機器或手 工對木材表面進行著色處理。
木材染色方面從目前掌握的信息看，理論上采用壓注方法是比較理想的， 用于染色、阻燃、加密方面，其優(yōu)點是其它方式不易達到的，但是壓注法不是 簡單加壓或加溫即可，也有很多新問題，比如材料的預處理、染液升溫與降溫、 染液各部位溫差與濃度的平衡，安全加壓與卸壓、壓罐管閥各部的合理安全開閉、染料的準確配比等，因此現(xiàn)有技術(shù)對微薄木片的染色、能大規(guī)模用于工業(yè) 使用的技術(shù)手段是不夠成熟的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種木材染色的方法及其設備，要解決的技術(shù)問題是 縮短染色時間，提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種木材染色的方法，包括以下步驟 一、將
木材置于容器中，密封容器；二、對容器內(nèi)抽真空至0.09 -0.08Mpa (76-150 托)，保持3-15分種；三、向容器內(nèi)加入溫度為90-95。C的染色液體，使其完全 浸泡木材；四、向容器內(nèi)加壓、加熱，使染色液體壓力在0. 3-1. 2MPa，溫度不 超過120。C的條件下，循環(huán)染色液體60-120分鐘；五、卸壓、排除染色液體， 取出木材。
本發(fā)明的方法卸壓后，對染色液體降溫。 本發(fā)明的方法染色液體溫度降到6(TC以下，排除染色液體。 本發(fā)明的方法木材豎向置于容器中，相鄰兩塊木材之間用隔網(wǎng)或隔條間隔開。
本發(fā)明的方法循環(huán)的染色液體以80-100立方/小時的流速循環(huán)。
一種木材染色的設備，具有可開啟的密封容器，所述密封容器，分別連接 真空系統(tǒng)、染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng)、加壓加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和 測量控制及操作系統(tǒng)。
本發(fā)明的密封容器由容器和容器門構(gòu)成，容器和容器門之間設有密封圈， 容器門由電機驅(qū)動，在容器與容器門的連接處設有開門限位開關和關門限位開 關。
本發(fā)明的真空系統(tǒng)采用管道將低真空泵經(jīng)電磁閥與密封容器連通，真空系 統(tǒng)管道和密封容器上分別裝有測量真空度用的真空計。
本發(fā)明的染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng)設有儲液罐，供液通路由儲液罐經(jīng)管道 連接的第一吸液閥、染液泵、第二吸液閥至密封容器；排液通路由密封容器經(jīng) 管道連接的第一排液閥、排液循環(huán)泵，第二排液閥至儲液罐；管道連接的第一 排液閥、排液循環(huán)泵、內(nèi)循環(huán)閥構(gòu)成工作期間密封容器內(nèi)的液體循環(huán)系統(tǒng)；第 一吸液閥、染液泵和內(nèi)循環(huán)閥構(gòu)成非工作期間儲液罐內(nèi)的液體循環(huán)系統(tǒng)；密封 容器上部設有染液溢流閥。
本發(fā)明的加壓加熱系統(tǒng)的液體加壓部分由管道連接的第一吸液閥、染液泵 加壓泵、加壓閥至密封容器構(gòu)成；蒸汽加壓加熱部分由與蒸汽源連接第三蒸汽 閥，經(jīng)密封容器內(nèi)的蒸汽管道至蒸汽排除閥構(gòu)成；所述冷卻系統(tǒng)設有冷卻塔， 冷卻塔的進水閥接排液循環(huán)泵出口，冷卻塔的出水閥接密封容器；所述排氣系 統(tǒng)由與密封容器連接的并列設置的平衡閥和安全閥構(gòu)成；所述測量及操作系統(tǒng) 在密封容器上分別裝有測量壓力的壓力傳感器、溫測量儀和液位傳感器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用液體帶壓循環(huán)系統(tǒng)，對密封容器內(nèi)的木材染 液進行流動使染液濃度均勻色，并通過高溫、高壓使得染色更加均勻，顏色更 生動，將染色的時間從現(xiàn)有技術(shù)的八個小時縮短到一個小時，并能大幅度減少 染料、提高生產(chǎn)產(chǎn)量，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的設備實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是圖1的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方法
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
本發(fā)明的木材染色的方法，包括以下步驟 一、將木材豎向置于容器中， 相鄰兩塊木材之間用隔網(wǎng)或隔條間隔開，密封容器；二、對容器內(nèi)抽真空至O. 09
-0.08Mpa (75-150托)，保持3-15分種；三、向容器內(nèi)加入溫度為90-95°C的 染色液體，使其完全浸泡木材；四、向容器內(nèi)加壓、加熱，使染色液體壓力在 0.3-1.2MPa，溫度不超過12(TC的條件下，以80-100立方/小時的流速循環(huán) 60-120分鐘；五、卸壓、對染色液體降溫；七、染色液體溫度降到60。C以下， 排除染色液體，取出木材。
如圖1所示，本發(fā)明的木材染色的設備，具有可開啟的密封容器l，用于在 其內(nèi)染色加工木材，密封容器1分別連接真空系統(tǒng)2、染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng) 3、加壓加熱系統(tǒng)4、冷卻系統(tǒng)5、排氣系統(tǒng)6、測量控制及操作系統(tǒng)。
如圖2所示，密封容器1具有容器11和容器門12，容器11和容器門12之 間設有密封圈13，容器門12由電機14驅(qū)動，在容器11與容器門12的連接處 設有開門限位開關15和關門限位開關16，用以控制電機14工作。
真空系統(tǒng)2采用管道將低真空泵21經(jīng)電磁閥22與密封容器1連通，真空 泵21采用水環(huán)泵，真空系統(tǒng)管道和密封容器1上分別裝有測量真空度用的真空 計24。
染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng)3設有儲液罐31，供液通路由儲液罐31經(jīng)管道連 接的第一吸液閥32、染液泵33、第二吸液閥34至密封容器1。排液通路由密封 容器1經(jīng)管道連接的第一排液閥35、排液循環(huán)泵36，第二排液閥37至儲液罐 31。管道連接的第一排液闊35、排液循環(huán)泵36、內(nèi)循環(huán)閥302構(gòu)成工作期間密 封容器1內(nèi)染液的循環(huán)系統(tǒng)，以保證染色工作中染液以80-100立方/小時的流速循環(huán)。第一吸液閥32、染液泵33和內(nèi)循環(huán)闊38構(gòu)成儲液罐31內(nèi)非工作期間 的液體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，用于儲液罐31內(nèi)染色液體的染料、加熱溫度均勻循環(huán)，儲 液罐31通過第一蒸汽閥301與蒸汽源連接。密封容器1上部設有染液溢流閥39。 密封容器1上還設有測量壓力的壓力傳感器303和溫測量儀304，及液位傳感器 23。
加壓加熱系統(tǒng)4由液體加壓部分和蒸汽加熱部分構(gòu)成，液體加壓部分由管 道連接的第一吸液閥32、染液泵33、加壓泵41、加壓闊42至密封容器1構(gòu)成； 蒸汽加壓加熱部分由與蒸汽源連接的第三蒸汽閥43，經(jīng)密封容器l內(nèi)的蒸汽管 道至蒸汽排除閥44構(gòu)成。
冷卻系統(tǒng)5設有冷卻塔51 ，冷卻塔51的進水閥52接排液循環(huán)泵36出口 ， 冷卻塔51的出水閥53接密封容器1。
排氣系統(tǒng)6采用與密封容器1連接的并列設置的平衡閥61和安全閥62，平 衡閥61采用電磁閥，安全閥62采用直動型溢流閥。
測量控制及操作系統(tǒng)采用組態(tài)及編程序控制，通過采集各個控制點的信號 按組態(tài)要求控制和顯示液體流動、各個閥門、泵工作。
本發(fā)明的工作過程裝入木材后關閉容器門12，關閉所有閥門，對密封容 器1抽真空，打開低真空泵21和電磁閥22，開啟真空計24，真空抽至0.09 -0. 08MPa (75-150托)，保持3-15分種后關閉低真空泵21、電磁閥22和真空 計24。加入儲液罐31內(nèi)溫度為90-95°C的染色液體，開啟第一吸液閥32、染液 泵33和第二吸液閥34。液位傳感器23測得染液完全浸沒密封容器1內(nèi)的蒸汽 管道后，開啟第三蒸汽閥43，對密封容器1內(nèi)的液體加熱，溫度為不超過110 。C，當液位傳感器23測出液位已滿后關閉染液泵33和第二吸液閥34，同時開啟第一排液閥35、排液循環(huán)泵36、內(nèi)循環(huán)閥302，使染液以80-100立方/小時 的流速循環(huán)，開啟加壓泵41和加壓閥42，對染液加壓，壓力在0. 3-1. 2MPa， 保持60-100分鐘，對木材進行染色。然后，關閉第三蒸汽閥43、加壓泵41和 加壓閱42，開啟平衡閥61、冷卻塔51、進水閥52、出水閥53，對密封容器1 內(nèi)的染液進行冷卻，測溫計測得染色液體溫度降到60°C以下，關閉內(nèi)循環(huán)閥302、 冷卻塔51、進水閥52和出水閥53，開啟第二排液閥37，排除染色液體至儲液 罐31，關閉第一排液閥35、排液循環(huán)泵36。打開容器門12，取出木材。打開 容器門12時，開啟第一吸液閥32、染液泵33、內(nèi)循環(huán)閥38和第一蒸汽闊301， 對儲液罐31內(nèi)補充染料和液體的染液進行攪拌和加熱，使其溫度為90-95°C。
作為最佳實施例，本發(fā)明的密封容器1尺寸為1.6X9M園罐結(jié)構(gòu)，儲液罐 31尺寸為3X3M園罐結(jié)構(gòu)，冷卻塔51采用流量150立方/小時電機功率5. 5KW， 水環(huán)泵采用2SK-11電機功率IIKW，染液泵33采用流量160立方/小時，電機功 率11KW，排液循環(huán)泵36采用流量130立方/小時，電機功率11KW，壓力2Mp， 泵體承壓3Mp，加壓泵41采用流量6立方/小時、電機功率2.2KW、壓力2. 5Mp， 每次可處理10立方米木材。
實施例l，將每片尺寸為0.001X0. 64X2. 55M楊木片，木材共3立方米， 豎向置于密封容器中，相鄰兩塊木材之間用隔網(wǎng)隔開，密封容器，對容器內(nèi)抽 真空至75托Pa以下，保持3分鐘，向容器內(nèi)加入溫度為90°C的紫紅染色液體， 使其完全浸泡木材，并保持染色液體以100立方/小時的流速循環(huán)，通過蒸汽和 加壓泵向容器內(nèi)加熱加壓，使液體壓力至1. 2MPa，保持100分鐘，打開平衡閥 卸壓，開啟冷卻塔，對染色液體降溫，染色液體溫度降到6(TC以下，從密封容 器排除染色液體，開啟密封容器，取出木材，整個工藝時間為3小時。木片上 染率達100%，無花板、無黃變、無陰陽板，染色的質(zhì)量優(yōu)?？朔藗鹘y(tǒng)方中有
10%邊沿揮發(fā)性黃變的問題。
實施例2，將每片尺寸為0. 002X0.64X2. 55M桐木片，木材共4. 5立方米， 豎向置于密封容器中，相鄰兩塊木材之間用隔網(wǎng)隔開，密封容器，對容器內(nèi)抽 真空至75托Pa以下，保持3分鐘，向容器內(nèi)加入溫度為90。C的黑色染色液體， 使其完全浸泡木材，并保持染色液體以100立方/小時的流速循環(huán)，通過蒸汽和 加壓泵向容器內(nèi)加熱加壓，使液體壓力至1.2MPa，保持100分鐘，打開平衡閥 卸壓，開啟冷卻塔，對染色液體降溫，染色液體溫度降到6(TC以下，從密封容 器排除染色液體，開啟密封容器，取出木材，整個工藝時間為3小時。木片上 染率達100%，無花板、無黃變、無陰陽板、質(zhì)量優(yōu)。而傳統(tǒng)方則有10%邊沿 揮發(fā)性黃變和15%不透芯。
實施例3，將每片尺寸為0. 005X0. 15X2. 4M，硬質(zhì)橡木木材共5立方米， 豎向置于密封容器中，相鄰兩塊木材之間用1.5mm厚隔條隔開，并采用20片一 梱便于裝卸，密封容器，對容器內(nèi)抽真空至75托Pa以下，保持10分鐘，向容 器內(nèi)加入溫度為95°C的胡桃色染色液體，使其完全浸泡木材，并保持染色液體 以100立方/小時的流速循環(huán)，通過蒸汽和加壓泵向容器內(nèi)加熱加壓，使液體壓 力至1.2MPa，溫度為ll(TC，保持110分鐘，打開平衡閥卸壓，開啟冷卻塔， 對染色液體降溫，染色液體溫度降到6(TC以下，從密封容器排除染色液體，開 啟密封容器，取出木材，整個工藝時間為3.5小時。木片上染率達100%，無花 板、無黃變、無陰陽板、厲量優(yōu)。而傳統(tǒng)方則有10%邊沿揮發(fā)性黃變和100% 染不透芯。
權(quán)利要求
1.一種木材染色的方法，包括以下步驟一、將木材置于容器中，密封容器；二、對容器內(nèi)抽真空至0.09-0.08Mpa(76-150托)，保持3-15分種；三、向容器內(nèi)加入溫度為90-95℃的染色液體，使其完全浸泡木材；四、向容器內(nèi)加壓、加熱，使染色液體壓力在0.3-1.2MPa，溫度不超過120℃的條件下，循環(huán)染色液體60-120分鐘；五、卸壓、排除染色液體，取出木材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材染色的方法，其特征在于所述卸壓后，對染色 液體降溫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的木材染色的方法，其特征在于所述染色液體溫度降 到6(TC以下，排除染色液體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的木材染色的方法，其特征在于所述木材豎向置于容 器中，相鄰兩塊木材之間用隔網(wǎng)或隔條間隔開。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的木材染色的方法，其特征在于所述循環(huán)的染色液體 以80-100立方/小時的流速循環(huán)。
6. —種木材染色的設備，具有可開啟的密封容器(1)，其特征在于所述密封容器(1)分別連接真空系統(tǒng)(2)、染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng)(3)、加壓加 熱系統(tǒng)(4)、冷卻系統(tǒng)(5)、排氣系統(tǒng)(6)和測量控制及操作系統(tǒng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的木材染色的設備，其特征在于所述密封容器(1) 由容器(11)和容器門(12)構(gòu)成，容器(11)和容器門(12)之間設有密 封圈(13)，容器門(12)由電機(14)驅(qū)動，在容器(11)與容器門(12) 的連接處設有開門限位開關(15)和關門限位開關(16)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的木材染色的設備，其特征在于所述真空系統(tǒng)(2)采用管道將低真空泵(21)經(jīng)電磁閥(22)與密封容器(1)連通，真空系 統(tǒng)管道和密封容器(1)上分別裝有測量真空度用的真空計(24)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的木材染色的設備，其特征在于所述染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng)(3)設有儲液罐(31)，供液通路由儲液罐(31)經(jīng)管道連接的第 一吸液閥(32)、染液泵(33)、第二吸液閥(34)至密封容器(1);排液通 路由密封容器(1)經(jīng)管道連接的第一排液閥(35)、排液循環(huán)泵(36)，第 二排液閥(37)至儲液罐(31);管道連接的第一排液閥(35)、排液循環(huán)泵(36)、內(nèi)循環(huán)閥(302)構(gòu)成工作期間密封容器(1)內(nèi)的液體循環(huán)系統(tǒng)； 第一吸液闊(32)、染液泵(33)和內(nèi)循環(huán)閥(38)構(gòu)成非工作期間儲液罐(31)內(nèi)的液體循環(huán)系統(tǒng)；密封容器(1)上部設有染液溢流閥(39)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的木材染色的設備，其特征在于所述加壓加熱系統(tǒng)(4) 的液體加壓部分由管道連接的第一吸液閥(32)、染液泵(33)加壓泵(41)、 加壓閥(42)至密封容器(1)構(gòu)成；蒸汽加壓加熱部分由與蒸汽源連接第 三蒸汽閥(43)，經(jīng)密封容器(1)內(nèi)的蒸汽管道至蒸汽排除閥(44)構(gòu)成； 所述冷卻系統(tǒng)(5)設有冷卻塔(51)，冷卻塔(51)的進水閥(52)接排液 循環(huán)泵(36)山口，冷卻塔(51)的出水閥(53)接密封容器(1);所述排 氣系統(tǒng)(6)由與密封容器(1)連接的并列設置的平衡閥(61)和安全閥(62) 構(gòu)成；所述測量及操作系統(tǒng)在密封容器(1)上分別裝有測量壓力的壓力傳 感器(303)、溫測量儀(304)和液位傳感器(23)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種木材染色的方法及其設備，要解決的技術(shù)問題是縮短染色時間，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的方法包括以下步驟將木材置于容器中，抽真空，加入染色液體，向容器內(nèi)加壓、加熱，循環(huán)染色液體。木材染色的設備具有可開啟的密封容器，所述密封容器，分別連接真空系統(tǒng)、染色液體加入及循環(huán)系統(tǒng)、加壓加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和測量控制及操作系統(tǒng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用液體帶壓循環(huán)系統(tǒng)，對密封容器內(nèi)的木材染液進行流動使染液濃度均勻色，并通過高溫、高壓使得染色更加均勻，顏色更生動，染色的時間縮短，并能大幅度減少染料、提高生產(chǎn)產(chǎn)量，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B27K3/02GK101342716SQ20081014204
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者車炳雷, 黃衍順 申請人:江蘇大陽木業(yè)有限公司