全 文 ：第 26卷　第 4期 中　南　林　学　院　学　报 Vol. 26　 No. 4
　 2006年 8月 JOU RN AL OF CENT RAL SOUT H FO RESTRY UNIV ERSITY Aug. 2006　
⒇
[文章编号 ] 1000- 2502( 2006) 04- 0113- 04
巨桉仿黑胡桃的薄木染色工艺试验
张仲凤 1 ,彭万喜 2 ,张明龙 1 ,李年存 1
( 1.中南林业科技大学工业学院 ,湖南 长沙 410004; 2.华南农业大学林学院 ,广东广州 510642)
[摘　要 ]　利用简洁的工序 ,探索巨桉仿黑胡桃的染色工艺 .结果表明:对 0. 65 mm厚的巨桉薄木染色 ,薄木不经漂白处理 ,添加研
制的渗透剂 WX3,可直接染成黑胡桃色 ,染透仅需 45 min,染液总质量分数不大于 0. 3‰ ,并且可以连续利用 3次 ;巨桉早晚材上色不
一 ,经处理后材质纹理清晰 ,可以直接用于仿黑胡桃薄木贴面 .
[关键词 ]　木材科学与技术 ;巨桉 ;黑胡桃 ;染色工艺 ;薄木
[中图分类号 ]　 TS65　　　　 [文献标识码 ]　 A
Dyeing Tests of Flooded Gum Veneers for Imitating Black Walnut
ZHANG Zong-feng1 , PEN G Wan-xi2 , ZHANG Ming-long1 , LI Nian-cun1
( 1. Cen tral Sou th Universi ty of Fores t ry and Tech nology, Ch angsha 410004, Hunan, China;
2. College of Fo res try, Sou th China Agricultural Universi ty, Guang zh ou 510642, Guangdong, Ch ina)
Abstract: Th e simpli fi ed w orking process w as tes ted to dye f looded g um veneers to imi tate black walnut w ood. Th e resul t s sh ow th at
unbleached f looded gum v eneers in thickn ess of 0. 65 mm could be dyed in 45 minu tes for th e imi tat ive colo r of black w alnut by
corresponding dyeing solution w ith the permeate agent WX3 d eveloped lately. The d yeing s olution could b e used twice and i t s total
consi stency w as only 0. 3‰ . Th e t reated v eneers w ere macroscopically similar to black w alnut and could be used to mak e veneers
imitative of black w alnut w ood.
Key words: w ood science and tech nology; E ucalyptus grand is W. Hill ex Maidenf; looded gum; black w alnu t; dyeing; veneer
桉树Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden中的绝大多数种起源于澳大利亚 ,先后被引种到 120多个国家
和地区 ,成为世界著名速生树种 ,其中有 20多种桉树已成为世界最重要的人工造林树种 .桉树在我国发展很
快 ,现已成为我国南方最重要的工业原料林树种 ,素有北“杨”南“桉”之说 [1 ] .其中 ,巨桉是我国南方引种的一种
优势树种 ,兼具尾叶桉、巨桉生长快、干形通直、制浆得率高等优点 ,可用于制浆造纸、纤维板、胶合板和实木家
具 .由于桉树的生长应力和干燥应力大、脆心、端部易开裂、机械加工和胶合及涂饰较难 [ 2] ,目前仅用于薪炭林、
支杆、木片 ,并没有充分发挥这一速生优良树种的优势 ,也没有得到合理的高附加值利用 ,而且巨桉木材高附加
值、高效利用方面的研究尚未开展 .因此 ,巨桉木材加工和高附加值利用的研究已是刻不容缓 .
目前 ,低质材仿珍贵木材的工艺是:单板 (旋切或刨切 )→漂白→清洗→浸染 (常压或高压 )→清洗→干燥→
整理→制方→刨切或锯切→薄木或薄板 .笔者认为这种工艺对一些树种不仅工序繁琐和作业复杂 ,而且易造成
单板损烂以致生产成本高 ,并且废水多、生产绿色化程度低 .针对以上原因 ,笔者对巨桉仿黑胡桃的染色新工艺
进行了探索 .
1　材料与方法
1. 1　材　料
巨桉 E. grandis W. Hill ex Maiden由广东省阳江市林业局提供 , 6年生 ,径级 16～ 20 cm.刨切薄木试件规
⒇ [收稿日期 ] 2006-03-18
[基金项目 ] 中南林学院青年科学基金项目 ( 050328) .
[作者简介 ] 张仲凤 ( 1975- ) ,女 ,湖南人 ,大学 ,讲师 ,现从事木材科学的教学和研究工作 .
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 2006. 04. 025
格:长×宽×厚= 200 mm× 100 mm× 0. 65 mm.含水率 ( 12± 0. 2)% .染料 酸性黑 10B,酸性橙Ⅱ ;自制渗透剂
WX3,约 650元 / t.
1. 2　工　艺
薄木 (刨切 )→浸染 (常压、 85～ 90℃ )→清洗→干燥→薄木 .
表 1　正交试验因子与水平†
Table 1　 Factors and levels of orthogonal experiment
水平 浴比 A /倍 时间 B
/min
渗透剂质量
分数 C /‰
酸性黑 10B
质量分数 D /‰
1 2 25 5 0. 1
2 4 45 10 0. 2
3 6 65 15 0. 3
　　　　　† 浴比 = V液 /V木 .
1. 3　方　法
配制质量分数为 0. 1‰的酸性橙
Ⅱ溶液 ,再根据表 1的正交设计 ,添加
酸性黑 10B、渗透剂WX 3,然后根据选
定的试验因素与水平 (见表 1) ,按照上
述工艺 ,采用 L9( 34)正交表进行试验
(见表 2) .每个试验平行处理 6块薄木 ,共计 54块 .试件处理后 ,将每组中 3个试件在室温下气干至含水率为 ( 14
± 0. 2)% ,将每组的另外 3个试件一起放入烘箱 ,在 105℃条件下 ,烘干至含水率 ( 14± 0. 2)% ,然后按照
CIE1976( L
*
,a
*
,b
*
)
[5 ]在 WSC- S型测色色差计上随机检测处理材三处的 L* 、a* 、b* ,记录每组试验的 3个试
件的 L* 、 a* 、b* 平均值 .再分别计算处理试件与样品的明度指数和色品指数差△L* 、△a* 、△b* ,按式 ( 1)、式
( 2)计算处理试件与样品的色差△E (见表 2) [5 ] ,并进行极差分析 (见表 3) ,色饱和度差值△C* 见图 1.
　　△ E = [ (△ L* ) 2+ (△a* ) 2+ (△b* ) 2 ]0. 5. ( 1)
　　△C* = C*烘 - C*气 . ( 2)
表 2　试验结果†
Table 2　 Experimental results
编号 A /倍 B /min C /‰ D /‰ 气干样 /样品△ E1 /NBS
烘干样 /样品
△ E2 /NB S
气干样 /烘干样
△E3 /NBS 染透情况
1 2 20 5 0. 1 7. 35 6. 97 1. 75 NO
2 2 45 10 0. 2 8. 62 7. 78 0. 93 OK
3 2 60 15 0. 3 9. 41 8. 62 5. 92 OK
4 4 20 10 0. 3 3. 64 2. 67 2. 02 NO
5 4 45 15 0. 1 4. 12 3. 08 2. 21 OK
6 4 60 5 0. 2 3. 24 2. 45 1. 27 OK
7 6 20 15 0. 2 8. 24 7. 44 4. 18 NO
8 6 45 5 0. 3 8. 78 7. 56 3. 77 OK
9 6 60 10 0. 1 9. 56 8. 79 7. 04 OK
　　　　　† 期望的黑胡桃木样品颜色值: L* = 45. 61,a* = 8. 75,b* = 11. 95.
2　结果分析与讨论
本试验仅反映在一定范围内的某些变化趋势 .从
表 3结果看出 ,选择的 4个因素对巨桉薄木染色的影
响效果是不同的 .极差 R值愈大 ,反映该因素的水平
变动对其性能指标的影响也愈大 ,由极差分析得到工
艺因素影响染色效果的程度 .
图 1　烘干试件与气干试件色饱和度差值
Fig. 1　 The color saturation degree aberration between
air-dry spec imen and oven-dried specimen
表 3　正交试验结果极差分析
Table 3　 Diff erence analysis of orthogonal test
性能指标 水平 A B C D
1 6. 46 6. 41 8. 46 7. 01
2 7. 27 7. 17 3. 67 6. 70
△E 1 3 7. 26 7. 40 8. 86 7. 28
极差 Rj 1. 08 1. 17 6. 66 0. 59
主次顺序 C> B > A> D
1 5. 66 5. 69 7. 79 6. 28
2 6. 41 6. 14 2. 73 5. 89
△E 2 3 6. 38 6. 62 7. 93 6. 28
极差 Rj 0. 98 0. 94 6. 84 0. 52
主次顺序 C> A> B > D
1 2. 26 2. 65 2. 87 3. 67
2 3. 33 2. 30 1. 83 2. 13
△E 3 3 4. 10 4. 74 5. 00 3. 90
极差 Rj 1. 94 3. 02 3. 53 2. 21
主次顺序 C> B > D> A
114 中　南　林　学　院　学　报 第 26卷
2. 1　渗透剂用量与染色效果
木材染色过程涉及木材性质、染料性质、染料在木材中的渗透、染料在木材纤维上的附着和染料与木材的
结合等几个方面 .其中 ,染料的渗透是前提 ,附着和结合为最终目的 .染液在木材中的渗透好坏关系到染色的深
度和均匀性 [4 ] .表 3中的结果表明 ,渗透剂WX3对薄木试件的颜色影响显著 ,这主要是因为渗透剂WX3不仅可
以提高木材内外表界面自由能 ,加速染液在木材中渗透 ,而且具有活化甚至加深酸性黑 10B的作用 ,因此 ,渗透
剂WX 3的添加量应适量 .另外 ,在生产实际中 ,用酸性染料染色的单板在热压中会大幅度褪色、甚至返色 ,也就
是说酸性染料染色的单板具有热不稳定性 ;但从图 1中可以看出 ,烘干试件与气干试件的△C* 均为负值 ,这说
明巨桉染色薄木受热后不仅不会褪色 ,而且变得更加深暗 ,这在一定程度上证实渗透剂 WX3具有提高巨桉染
色的热稳定性 .
2. 2　处理时间与染色效果
由表 3可知 ,随着染色时间的延长 ,试件颜色逐步接近黑色 ,这是由于薄木染色的过程是染料分子在单板
中渗透 ,同时又被吸着的过程 [3 ] ,染料上染是一个逐步而缓慢的吸附过程 .吸附首先发生在单板表面 ,继而通过
细胞腔和细胞间隙等大孔隙系统向木材内部扩散 ,再通过细胞壁微毛细管系统向内渗透 ,最后才有可能进入细
胞壁无定型区 [4 ] ,也就是说 ,处理时间越长 ,着色越充分 ,所以处理时间对色差的影响比较显著 .染色时间是染
色过程中十分重要的因素之一 ,在染色过程中将决定工时消耗、生产周期与生产效率 ,是直接影响经济效益的
重要因素 .因此 ,在保证质量的前提下 ,要求染色时间越短越好 .当然染色时间与被染试件的厚度有关 ,它随试
件厚度增大而增长 [4 ] .
2. 3　浴比与染色效果
由表 3可知 ,各种色差随浴比的增加而增大 .这是因为随着浴比的增大 ,染料的总量增加 ,染料分子与薄木
接触的几率增大 ,使染色速度加大 ,色差变大 .而浴比对于色差的影响则比较弱 ,这是因为染料之间的调色与颜
料不同 ,颜料相互之间一般不发生反应 ,而染料之间一般都会发生反应 ,再加上新研制的渗透剂具有活化酸性
黑 10B、酸性橙Ⅱ的作用 ,促使木材染色向预定目标着色 ,因而浴比对色差影响相对较弱 .
2. 4　酸性黑 10B浓度与染色效果
由表 3可知 ,酸性黑 10B的质量分数为 0. 1‰和 0. 3‰时 ,△ E1为 7. 01、 7. 28,△E2为 6. 28、 6. 28,而质量分
数为 0. 2‰时 ,△ E1为 6. 70,△ E2为 5. 89.这说明酸性黑 10B添加量增加时 ,染料质量分数会增大 ,发生不同程
度的聚集 ,影响染液在木材中流动性 ,但太小时则达不到预期的调色目的 .因此 ,酸性黑 10B欲起到作用 ,它的
质量分数要达到合适的值 ,这不仅有利于染色速度和调色目的 ,也有利于降低生产成本 .
表 4　验证和循环试验结果
Table 4　 The results of check and cyclical exper iment
循环次数 △E1 △ E2 △ E3 染透情况
0 3. 31 3. 14 1. 45 OK
1 3. 97 3. 32 1. 79 OK
2 4. 75 4. 03 2. 35 OK
3 10. 55 10. 01 6. 94 OK
2. 5　优化试验
考虑到前期试验条件及试验范围的局限性 ,根
据表 3所列的结果以及生产的具体情况 ,对巨桉仿
黑胡桃的染色工艺进行优化组合 .选择 A为 4倍、B
为 45 min、C为 10%、D为 0. 2‰进行验证试验 ,试验
结果见表 4.为了提高生产的绿色化程度和充分利用
染料和发挥渗透剂WX 3的作用 ,对验证试验所用的染液进行直接循环利用 ,其结果见表 4.在试验中还发现 ,由
于巨桉早晚材上色速率的差异 ,使处理后的薄木纹理清晰 ,可以满足直接仿黑胡桃贴面的要求 .
3　结　论
采用新研制的渗透剂WX3,试验得出较适合的工艺条件是:时间为 45 min、浴比为 4倍、渗透剂质量分数为
10%、酸性黑 10B质量分数为 0. 2‰ .试验结果表明 ,对 0. 65 mm厚的巨桉薄木染色 ,薄木不经漂白处理 ,添加渗
透剂WX 3,可直接染成黑胡桃色 ,染透仅需 45 min,染液总质量分数不大于 0. 3‰ ,并且可以连续利用 3次 ;染色
后 ,巨桉薄木纹理清晰 ,可以直接用于仿黑胡桃薄木贴面 .
115第 4期 张仲凤等:巨桉仿黑胡桃的薄木染色工艺试验
[参　考　文　献 ]
[1 ]　祁述雄 .桉树 [M ].北京:中国林业出版社 , 2002. 23- 69.
[2 ]　宋永芳 .我国桉树资源的利用与展望 [ J] .林产化工通讯 , 1998( 4): 3- 7.
[3 ]　邓邵平 ,胡淑宜 ,黄碧中 ,等 .装饰单板染色工艺的研究 [ J] . 福建林学院学报 , 1998, 18( 2): 114- 116.
[4 ]　陈玉和 ,陆仁书 ,郑睿贤 ,等 .泡桐单板染色工艺参数的遴选 [ J]. 东北林业大学学报 , 2002, 30( 1): 10- 12.
[5 ]　段新芳 .木材颜色调控技术 [M ] .北京:中国建材工业出版社 , 2002. 1- 271.
[6 ]　廖　齐 ,邓　洪 .用活性染料对泡桐单板仿红木染色的影响因素 [ J ].中南林学院学报 , 2006. 26( 1): 82- 85.
[本文编校:邱德勇 ]
(上接第 112页 )
缺氧对机体是一种劣性刺激 ,影响机体各种代谢 ,特别是影响机体的氧化供能 ,最终会导致机体的心脑等
重要器官因缺氧供能不足而死亡 .具有镇静作用的药物能延长缺氧死亡时间 ,而生物碱一般具有镇静作用 ,如
苦豆子总生物碱能明显延长小白鼠心电消失时间 ,并可延长小白鼠尾静脉注射空气常压耐缺氧以及异丙肾上
腺素增加心肌耗氧量耐氧的存活时间 ,对垂体后叶引起的大白鼠急性心肌缺血 ,也有明显的对抗作用 .实验表
明:含有生物碱的葛根膳食纤维具有较好的耐缺氧效果 ,由此可推测葛根膳食纤维中的生物碱成分具有提高机
体耐缺氧能力的作用 .
在游泳作为运动模型进行运动疲劳机制的研究中发现 ,游泳衰竭时间差异较大 .这是由于机体在游泳运动
时 ,对氧的需求量大 ,富含生物碱的组分能提高小白鼠的常压耐缺氧能力 ,故能延长小白鼠的游泳时间 .
[参　考　文　献 ]
[1 ]　郭建平 ,孙其荣 .葛根化学成分及临床应用研究概况 [ J] .药学实践杂志 , 1996, 14( 3): 146.
[2 ]　 Kinjo J, Fu rusawa J, Baba J, et al. Studies on the con sti tuen ts of Pueraria lobataⅢ . Is oflavonods and related compounds in the root s and
th e voluble s tems [ J] . Chem. Bull. , 1987, 35( 12): 46- 48.
[3 ]　左春旭 ,丁杏苞 ,刘　翎 ,等 .葛根的非黄酮成分 [ J] .中草药 , 1987, 18( 11): 10.
[4 ]　 Hirak ura, Kazuhi ro, Morita, Mako to, et al. Ph enolic glucosid es f rom the root of Pueraria Lobata[ J ]. Ph ytochemis t ry, 1997, 46( 5): 921-
928.
[5 ]　张　雁 ,张孝祺 ,吴伟琪 ,等 .葛根资源的开发利用 [ J] .中国野生植物资源 , 2000, 19( 6): 26- 29.
[ 6 ]　 Hayiakaw J, Noda N, Yamada s , et al. Studies on physical and chemical quali ty evaluateon of crude drug preparations I. Analysi s of
p ueraria radix and species puerariae [ J] . Yakugak u Zas shi , 1984, 104( 1): 50.
[7 ]　钟海雁 ,韩　军 ,苏　勇 ,等 .从葛根渣中酶法制备膳食纤维 [ J].作物学报 , 2005, 31( 12): 1606- 1610.
[8 ]　赵　兰 ,钟海雁 ,苏　勇 ,等 .葛根膳食纤维对小白鼠消化吸收功能的影响 [ J ]. 中南林学院学报 , 2005, 25( 2): 63- 66.
[9 ]　陈　奇 .中药药理研究方法学 [M ] .北京:人民卫生出版社 , 1996.
[10 ]　郑建仙 .功能性食品 (第 1卷 ) [M ] .北京:中国轻工业出版社 , 1995.
[本文编校:胡曼辉 ]
116 中　南　林　学　院　学　报 第 26卷