隨著人們生活水平的提高和對居住環境、條件改善的迫切要求 ,裝飾板的用量越來越大。到目前為止 ,我省已有木質裝飾板生產企業近百家 ,這類裝飾板全省的日產量已達 3 0～ 40萬張 ,年產值近百億 ,短短幾年已發展成為我省一個大的膠合板二次加工產業。木質裝飾板一般選用優質木材 ,如白樺、楓木、櫟木、莎比利、花櫚、酸枝、水曲柳及各種人造木的刨切薄木經膠貼制成 ,整個制作過程須經刨切加工、儲運、拼花、膠貼、熱壓等多道工序。但這些復雜的工序 ,使得原有木質紋理曲線 ,失去自然、新鮮感。僅水曲柳目前國內資源缺少 ,不得已從俄羅斯進口 ,由于木材生長的地理、環境、氣候、年輪等的關系 ,造成材質色差大 ,顏色不鮮明 ,甚至發黑等 ,遠遠達不到裝飾效果。目前 ,許多廠家由于這些原因造成產品積壓 ,價格上不去 ,有的廠家甚至面臨倒閉的危險。為此 ,對木質裝飾板進行表面處理具有重要的現實意認。
1 薄木顏色的來源和處理方法
木材的變色是十分復雜的 ,不同材種的木材 ,變色也各有差異。從化學角度 ,認為木材變色主要是化學變色基團 ,ＣＣ鍵、ＣＯ鍵 ,乙烯基(ＣＨ2 ＣＨＲ )等及對木材變色起輔助作用的基團如ＯＨ-基 ,甲氧基 ( ＣＨＯ ),羧基 (�。茫希希� )等 ,變色的化學成分主要有酚類、醌類、有機酸、環烯醚萜甙類、單寧及各種木材的抽提物等[1 , 2 ]。因此 ,對不同材種的裝飾板薄木表面處理或者俗稱漂白 ,首先須對該種木材的變色成分作初步的化學分析 ,確定變色成分存在的范圍和產生變色的性質 ,分析出變色的成分 ,找出產生變色的生物、物理影響因素 ,制定出一套較為合理的表面處理 (漂白 )工藝 ,同時隨著人們生活水平的提高 ,人們對美的追求和消費水平的不同 ,進行處理的工藝和結果也應相應作一些變動。從對變色成分的分析看 ,本身的有色化學成分及易引起變色的化學成分是造成木材變色的主要因素。但這些生物、物理因素相互協同作用也應引起重視 ,
如木材本身刨切成薄木后接觸空氣 ,引起化學物質氧化變色。溫濕度方面 ,溫度升高 ,化學反應活化能降低 ,變色物質氧化加快 ,濕度也使得如酚類物質、有機酸等變色物質加快游離出來接觸空氣變色 ;溫濕度變化也促使木材產生霉變 ;還有樹種生長地理、環境、年輪、纖維的生長疏密等都會引起有色和變色物質分布的不同 ,從而對表面處理工作帶來更多的困難。為此 ,用化學法來處理這些變色成分 ,可采用氧化和還原的方法進行 ,目的是利用處理液去破壞木材發色成分中的羰基 (ＣＯ )及其它碳原子之間的二價結合 ,使其可吸收的光向短波方向移動 ,并減弱其吸收強度[3 , 4],從而使材色變淺 ,紋理變得清晰素雅 ,更富有自然感、鮮明感 ,整個處理的工藝 ,其實是一個表面處理的物理化學過程。對薄木貼面裝飾板表面處理方法可分為浸泡法和輥涂法兩種 ,從對浙江省目前企業的調查和處理效果 ,及企業對表面處理技術的可接受程序 ,都偏向于輥涂法處理。因此 ,對輥涂法的表面處理理論研究也顯得十分必要。
2 木質結構及處理液對表面處理效果的影響
2 1 木質結構與處理效果在對各種可進行表面處理的薄木貼面裝飾板中 ,木質結構本身對處理效果影響始終存在。木材組織結構存在著各種構槽、導管、管胞、木射線等[2 ],一方面這些結構的存在引起了表面不平整 ,同時也可加速處理液向組織結構內部滲透 ,達到一定的漂白處理 ;另一方面由于這些結構及不同樹齡、年輪、芯材、邊材間造成處理液分布不均 ,從而影響處理效果。不管怎樣從薄木表面處理的過程中 ,結構本身造成對處理液滲透、擴散的影響是較為重要的。
2 2 表面處理動力學
處理液在木質結構內部的擴散 ,其實存在這樣一些物理化學過程 ,首先是“籠罩效應”[6],由于液體分子間平均距離比氣體近得多 ,液體中每個處理液分子實際被周圍分子所包圍 ,進入木材組織內部的處理液分子也被其它分子包圍 ,就如同關在周圍分子構成的籠子中 ,這個籠中的分子不能象氣體分子那樣自由地進行平動 ,只能不停地在籠中振動、不斷地與周圍分子碰撞 ,如果某一次振動積累了足夠的能量 ,或正在向某方向振動時 ,恰好該方向的周圍分子讓開了路 ,于是這個分子就要沖破籠子擴散到別處。從而不間斷地進行下去。
所以 ,對裝飾板表面處理而言 ,處理液中每個溶質分子 ,都處于周圍溶劑分子所構成的籠子之中 ,若兩個溶質分子擴散到同一個籠子中互相接觸 ,則稱為遭遇[5]。兩個溶質分子只有擴散到同一個籠子中發生遭遇才能起漂白反應。擴散與漂白反應為兩個串聯步驟。若反應活化能小反應速度跟不上 ,則為擴散控制 ;反之 ,若反應活化能大 ,反應速度慢 ,則為反應控制或活化控制[6]。從對浙江德清雙馬木業公司水曲柳貼面板半年多的實踐和理論經驗結合分析 ,若漂白進入擴散控制 ,則容易引起木紋紋理模糊 ,漂白不均勻 ,鮮明度不夠。若漂白進入反應控制 ,易引起漂白液裝飾表面分布不均勻 ,從而整張板漂白不均 ,板材會產生“水花影”。所以 ,如何在板材漂白過程中 ,選擇擴散控制和反應控制步驟 ,是十分重
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