木材單板染色是改善木材視覺特性的一個重要方面 ,是生產人造薄木的基礎和關鍵[1 ].它是指通過物理作用和化學作用使木材與著色劑結合而產生人們所需要的顏色及效果的過程 ;它不僅可以改善木材原有的表面物理及化學特性 ,使木材獲得牢固的顏色 ,還能使木材紋理更為清晰悅目 ,突出和加強木材原有的視覺特性 ,改善木材的視覺效果 .還具有抑制木材的變色 ,增強木制品外觀色彩的裝飾效果 ,提高木制品的裝飾效果和木材的利用品質[2～ 4].單板染色是木材物理和化學加工的有機結合 ,也是木材深加工和速生材利用的重要方向 ,因而越來越受到消費者的青睞和家具及裝飾行業的重視 .國內外在木材染色方面做了許多工作 ,但大多是從事關于染料配比和單一樹種染色工藝方面的研究工作 ,關于木材單板染色工藝技術研究尚未見到比較系統的報道[5～ 7].
木材單板染色一般是在常壓下用加熱的染液浸泡的方法進行 ,這樣可有效地降低染色設備投資 ,簡化處理工藝 .有的木材單板 ,可以直接進行染色 ;有的木材單板則需要在染色前進行適當處理 (浸提和漂白 ) ,以達到穩定染色木材顏色的作用 .尤其對于目標顏色較淺時 ,這一點更為重要 .目前 ,木材單板染色采用的一般工藝為“前期處理—染色—干燥”等工序
1 實驗材料和方法
1 1 實驗試材
1 1 1 試 材
蘭考泡桐 (Ｐａｕｌｏｗｎｉａｅｌｏｎｇａｔａ) ,毛白楊 (Ｐｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａ) :采自河南商丘地區 ,單板厚度 1 0ｍｍ .樺木 (Ｂｅｔｕｌａｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａ) ,椴木 (Ｔｉｌｉａｍａｎｄ ｓｈｕｒｉｃａ) ,水曲柳 (Ｆｒａｘｉｎｕｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ) :采自吉林省長白山地區 ,單板厚度 1 0ｍｍ .
1 1 2 染 料
本實驗選用水溶性酸性染料 ,即酸性嫩黃、酸性紅、酸性橙和酸性黑ＡＴＴ .
1 2 實驗方法
本研究采用正交實驗法 ,分別對上述幾種木材單板進行單一和幾種酸性染料組成的混合染料染色對比實驗 ,通過測定顏色的變化來評定各種木材單板染色的難易程度 ,以及各處理中染料對于木材染色效果的影響 .
1 2 1 因子及水平的選擇
本研究選取染料濃度、染色時間、溫度和浴比等影響木材染色效果的主要因子 ,各因子選取 3個水平 .根據所選的因子及水平 ,選取Ｌ9(3 4)正交表進行實驗 .
1 2 2 實驗設計目的及實施方案研究同一酸性染料對不同樹種單板染色效果的影響 ;不同樹種木材對染料的選擇性 ;混合染料對木材染色效果的影響 ;考察染色單板的耐光性 ;確定不同情況下優化工藝參數關系 .為便于對比 ,所有染色實驗的因子及工藝參數相同 .
1 2 3 實驗工藝流程
單板選取剪切 (處理 )
配制染料—加熱— (加助劑 )—染色—水洗—干燥—(耐光性實驗 )—顏色測定單板選取和剪切 :選擇邊材單板 ,要求無腐朽、變色和節疤 ,顏色均勻一致 ,單板旋切質量良好 ,表面光滑 ;剪切成 50ｃｍ× 80ｃｍ規格 ,含水率≤ (1 5±3 ) % .
單板處理 :單板處理包括浸提和漂白 .染料溶液配制及加熱 ;按照實驗要求 ,將每種染液配制 40 0ｍｌ,加入助劑 ,染液的加熱采用恒溫水浴鍋 ,以每分鐘 3℃的速度加熱 ,邊加熱邊攪拌 ,待染料充分溶解 ,溫度達到要求后 ,將單板放入 ,進行染色 ,并開始計時 .水洗和干燥 :染色完成后 ,單板用冷水 (室溫 )沖洗 ,然后垂直放置 ,待其自然干燥 .
2 結果與分析
數據分析是利用染色前后木材的Ｌ ,ａ ,ｂ的差即ΔＬ ,Δａ ,Δｂ 來表示的 ,數據分析采用直觀分析 (見表 2 )和方差分析 (見表 3 )的方法進行 ,同時考慮單板的表面質量 .
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