Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОКРАШИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к способам получения окрашенной модифицированной древесины из различных пород деревьев.

Известен способ, при котором древесину окрашивают водными растворами химических веществ, осуществляя подпитку растворами медного и железного купороса (патент №2470770 от 27.12.2012, МПК B27K 5/02, B27K 3/08).

Однако известный способ достаточно сложный, поскольку проводят подпитку химическими веществами дважды. Древесина, насыщенная химическими веществами, не безопасна для длительного пользования.

Известен также способ, при котором проводят подпитку мочевиной в течение 12-20 часов при температуре 20-40°C для светлых тонов, а для темной окраски термообработку ведут до 100°C с выдержкой до 1 часа, а на заключительном этапе до 140°C и выдержкой до 4 часов (патент №2194613, опубликовано 20.12.2012 г. МПК B27K 5/02, В44D 5/00, D06Р 3/60, D06Р 5/06).

Известный способ трудоемкий и высокозатратный из-за длительности операций и необходимости изменения температурного режима.

Наиболее близким техническим решением является способ окрашивания древесины, включающий окраску водным раствором красителей на растущих деревьях, где в радиальном направлении проводят до середины отверстие, в которое с помощью шланга подают раствор нужного красителя заданной концентрации, размещенного в емкостях, расположенных рядом с окрашиваемым объектом (патент Японии JP 2005246761, опубликованный 15.09.2005 г.).

Недостатком способа-прототипа является невысокое качество окрашиваемого материала древесины, особенно при окраске в желаемые тона. Кроме того, снижаются декоративные свойства древесины за длительный период. Химические красители, используемые в способе, не безопасны для использования. Все это снижает эффективность способа.

Технический результат - упрощение способа и повышение декоративных свойств древесины.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от способа-прототипа, пропитку растущего дерева проводят послеспиртовой бардой в течение 25-30 часов, причем раствор заливают в отверстие, подготовленное в радиальном направлении до сердцевины с помощью шланга и емкости, расположенной рядом с окрашиваемым объектом, а повторную обработку дерева осуществляют послеспиртовой бардой, разведенной с краской в соотношении 1:1.

Способ осуществляется следующим образом. Послеспиртовая барда - отход спиртовой промышленности, содержит ряд полезных для живого организма веществ (протеин 21-25%), безазотистых экстрактивных веществ - 40-45%, жиров - 5-6%, клетчатку - 13-18%, золу - 7-8%, крахмал - 15-18%.

Кроме того, в послеспиртовой барде, в зависимости от исходного сырья (зерно, картофель и др.), в микродозах содержатся: цинк, никель, марганец, серебро, кобальт, ванадий, железо (в пределах 0,1-0,6 мг/л). Все эти вещества обеспечивают высокую сохранность деревьев и за счет крахмала высокую прилипаемость к тканям и равномерного распределения по всему профилю.

Способ основан на учете структурных (анатомических) особенноситей древесной ткани, в состав которой входят различные гестологические (структурные) элементы: мертвые - членики сосудов, сосудистые трахеиды, трахеиды, волокнистые трахеиды, волокна либриформа (древесинные волокна) и живые - клетки древесинной паренхимы, клетки лучевой паренхимы. Первая группа элементов отличается от второй группы более или менее сильно одревесневшими (лигнифицированными) клеточными стенками. Сущность метода заключается в том, что используются хорошо растворимые красители, в спиртовой барде избирательно действующие на живые и мертвые элементы древесины. Например, краситель сафранин окрашивает одревесневшие элементы в ярко розовый (или ярко красный) цвет, а краситель малахитовый зеленый окрашивает эти элементы в ярко зеленый цвет. При этом живые элементы (из-за слабой лигнифицированности клеточных оболочек) остаются неокрашенными и поэтому четко выделяются среди основных элементов древесины. Цветовые контрасты между различными структурными элементами, наряду с их топографией (распределением), и предварительной пропиткой послеспиртовой бардой существенно повышают декоративные свойства древесины и значительно расширяют возможности ее применения в качестве композиционного материала.

Особенность предлагаемого способа заключается в том, что окраска производится в естественной обстановке на растущем (живом) дереве. Для этого рядом с деревом устанавливается бочка или другая емкость объемом 100-150 л для подпитки и рядом другая емкость смеси с краской, смешанной с бардой.

Пример 1. В стволе бука восточного на уровне груди возрастным буром в радиальном направлении делается отверстие, из которого удаляется керн древесины. Затем в это отверстие помещается прочный (неподвергающийся сжатию) шланг, оставшиеся щели вокруг которого замазываются пластилином. Дерево насыщают послеспиртовой бардой в количестве 100-150 л в зависимости от объема и породы дерева. Через 20-30 часов после предварительной подпитки, раствором красителя из другой рядом стоящей емкости, смешанной со спиртовой бардой в соотношении 1:1 (50:50 л), с помощью того же шланга заливают в сердцевину дерева раствор красительной смеси. Обработку дерева красителями и с предварительной пропиткой проводят в весенне-летний период.

Как известно, корневая система поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями, которые транспортируются вверх по сосудам, трахеидам, сосудистым трахеидам, слабее - по волокнистым трахеидам. Благодаря наличию на боковых стенках водопроводящих элементов многочисленных пор (в совокупности образующих поровость) на протяжении ствола эти растворы могут перемещаться и в горизонтальном направлении (из клетки в клетку), проникая в разные участки ствола. Причины, обуславливающие движение послеспиртовой барды вдоль ствола, - восходящий ток, корневое давление, капиллярные свойства водопроводящих элементов, сосущая сила, возникающая в результате водообменной функции (транспирации) листьев.

Обоснование выбранных параметров 1:1 объясняется достаточно хорошей растворимостью красок в послеспиртовой барде и быстрое проникновение их в клетки дерева за счет предварительной подпитки.

Аналогичным образом осуществляется механизм передвижения и распределения красителя, смешанного не с водой, а с бардой в стволе дерева.

Предлагаемый способ позволяет упростить окраску древесины с одновременной утилизацией отходов спиртовой промышленности, повысить декоративные свойства дерева и качество изготавливаемого из него изделия.