全 文 ：尾叶按仿 黑胡桃钓染色工 艺研 究
李凯夫 , 彭万喜 , 何嘉风 , 权朝艳 , 罗益惠
(华南农业 大学林学院 , 广州 , 5 106 42 )
摘要 : 利用简洁的工序 , 探索尾叶按仿黑胡桃 的染色工艺 , 结果表明 : 对 0 .6 5~ 厚的尾叶按 薄木染 色 , 薄木不经漂白处理 , 添加所研制的渗透剂 WXI , 可直接染成黑胡桃色 , 染透仅需 40 m in ,
染液总浓度不大于 .0 3 y0 , 并且可 以连续利 用 3 次 。 处理后 , 尾叶按薄木在花纹和颜 色方面与黑
胡桃相似 , 可 以直接用于仿黑胡桃薄末贴面 。
关键词 : 尾叶按 ; 黑 胡桃 ; 染 色 ; 薄木
中图分类号 : T Q 3 5 1 文献标识码 : A 文章编号 : 10 1一 o 3 6 x (2 0 0 5 )0 3一 0 0 2 7 一 0 4
S t u d y o n d y e i n g t e c h n iq u e t im o r m o u n t a in g u m v e n e e r fo r
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te x ut er an d e o u ld be u s e d to v e n e e r
.
K e y w o r d s : t im o r m o u n ta in g u m ; b l a e k w a ln u t ; d y e : v e n e e r
按树 , 绝大多数起源于澳大利亚 , 先后被引种
到 12 0多个国家和地区 , 成为世界著名速生树种 , 其
中有 2 0 多种按树已成为世界最重要的人工造林树
种 。 按树在我国发展很快 , 现已成为我国南方最重要
的工业原料林树种 , 素有北 “杨 ” 南 “按 ” 之称 l[] 。
其中尾叶按 ( E u e a ly p t u s u r o p h y l l a S . T . B l a k e ) 生长
快 , 干形通直 、 制桨得率高 , 可用于制浆造纸 , 纤维
收稿 日期 : 2《刃 4一 12 一 14
作者简介 : 李凯夫 (1 9 5 一 ) , 男 , 教授 。
基金项目 : 华南农业大学大学生科技创新项目 (L 0 4 0 7 7) 和广东省
农业攻关项目 (2 9 0( 卜H 93 0 3) 。
板 、 胶合板和实木家具 , 是我国南方的一种优势树
种 , 且具有大面积的处于砍伐期的人工林 。 但由于按
树的生长应力和千燥应力大 、 脆心 、 端部易开裂 、 机
械加工和胶合及涂饰较难 2[J , 目前主要用于薪炭林 、
支杆 、 木片 , 并没有充分发挥这一速生优良树种的优
势 , 其中尾叶按木材高附加值 、 高效利用方面的研究
尚未开展 。 因此 , 开展这方面研究很有价值 。
目前 , 低质材仿珍贵木材的有效利用途径之一
是单板染色 。 但常规工艺作业复杂 , 成本高 , 并且废
水多 、 污染环境 。 因此本文对尾叶按仿黑胡桃的染色
新工艺进行了探索 。
DOI : 10. 13594 /j . cnki . mcjgjx . 2005. 03. 007
, 材料与方法
1
.
1 材料
尾叶按 , 由广东省阳江市林业局提供 , 6年生 ,
径级 17 一 2 c0 m , 刨切薄木试件规格 : 长 x 宽 X 厚 =
2 0 0 x 10 0 x 0
.
6m m
, 含水率 12 士 0 . 2% 。
染料 : 酸性黑 I OB , 酸性橙 n ; 自制渗透剂WXI ,
约 6 5 0元 /吨 。
1
.
2 工艺
薄木 (刨切 )一浸染 (常压 、 85 ℃ 一 90 ℃ )一清洗
一干燥一薄木
1
.
3 方法
配制 0 . 1%。的酸性橙 n 溶液 , 然后根据选定的试
验因素与水平 (见表 l) , 按照上述工艺 , 采用 L g ( 3勺
正交表进行试验 , 每个试验平行处理 4片薄木 , 共计
36 片 。 试件处理后 , 将每组的其中 2 个试件在室温
下气干至含水率为 14 士 0 . 2% , 利用 W S C 一 S型测色
色差计随机检测处理材三处的 CI (E 19 7 6) 表色系的
L
’ 、 a ’ 、 b
’ , 记录每组试验的 2 个试件的 L ’ 、 a ’ 、 b ’
平均值 。 将每组的另外2个试件一起放入烘箱 , 在 105
℃条件下 , 烘干到含水率 14 士 0 . 2% , 再检测 L’ 、 *a 、
*b
, 记录每组试验的的 2个试件 *L 、 *a 、 *b 平均值 ,
结果见表 2 , 极差分析见表 3 。
表 , 正交试验因子与水平
V 液 /V 木水平 (倍 ) 时间 渗透剂浓度
(m i n ) (%
。
)
酸性黑浓度
( y0 )
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结果可以看出 , 选择的 4个因素对尾叶按薄木
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
差分析得到影响染色效果的工艺因素的顺序 。
2
.
1 浴比与染色效果
由表 3知 , 浴比对于试件的 L ’ 、 a ’ 和 b ’ 影响比
较显著 , 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 , a ’ 和 *b 向负值方向数值增大 , 试件经绿 、 篮逐
步变成黑色 。 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 10 B 、 酸性橙 n
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
.
2 处理时间与染色效果
从表 3中可以看出 , 随着染色时间的延长 , *L 和
*a 在向负值方向增大 , 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[] , 染料着色是一个逐步而缓慢的
1
.内乙门、ù…0510巧0,ù4`U今ù46
表 2 试验结果
编号 浴比
A
(倍 )
时间 B
(m i n )
渗透剂浓度 C
(%
。
)
酸性黑浓度 D
(o0/ )
气干 (室温 ) 烘干 ( 10 5℃ )
L
* a . b
*
16 7 3
一
129
一
13 1
19 4
.
6
18 7
.
4
19 0
.
7
18 0
.
8
一
0
.
5 6
一
5
.
3 9
一
4
.
4 3
一
3
.
8 1
一
5
.
8 3
一
5
.
3 8
一
4
.
9 1
一
8
.
4 2
一
5
.
3 5
一
7
.
0 4
一
9
.
5 5
13
.
0 1
11
.
0 6
一
7
一
1 11
.
24
一
15 1
.
14
一
15 8
.
4 4
一
12 3
.
34
一
12 8
.
14
一
194
.
34
一
18 3
.
64
一
179
.
4 4
一
17 1
.
44
一
0
.
5 5
.0科
0 6 3
一
3
.
9 9
一
2
.
9 6
一
3
.
16
一
4
.
8
一
4 2
一
3
.
7 9
一
0
.
8 3
一
7
.
3 5
一
7
.
8 4
一
5
.
7 2
一
7
.
0 6
一
9
.
74
13
.
82
12
.
2 4
一
7
.
5 1
染透
情况
N O
0 K
0 K
N 0
O K
0 K
N 0
0 K
0 K
,且件`,、弓J1勺`ē ,皿
.…0510巧nU0勺`4ù6,ù今白厂O,`,八乙46l,工,、4ùIé 20ū2QOC
注 : 黑胡桃木样品的颜色值 : L ’ = 一 127 . 7 , a ’ = 2 . 18 , b ` = 一 5 . 4 ; l ig h t : 一 2 27 . 3 , er d : 一6 . 4 1 , y e ll o w : 一 10 . 2 4 。
以住
( 试工万ì
表 3正交试验结果极差分析
性能指标 水平A B CD
K l j
一
14 3
.
3 9
一
14 3力 7一 16 6 .03一4 1 1 .3 5
K Z j
一
1 1 5
.
3 5
一
1 5 7
.
8 0
一
3 1 5
.
8 3
一
1 7 7
.
0 9
L
’
K 3 )
一
18 6
.
3 0
一
18 0
.
0 9
一
16 1
.
0 9
一
162
.
3 3
刊 51 .42 4 0 .62 13 518 3 .1 1
因素主次A > B> D> C
K l j
一
1
.
2 0
一
4
.
3 3
一
3
.
6 5
一
3
.
0 7
K Z j
一
4
.
54
一
3
.
1 5
一
3
,
6 8
一
3
.
4 6
a ` 云 K 3)
一
5
.
3 7
一
3
.
09
一
3石 1 一3 7 8
Rj 0
.
7 1 1
.
10 0 0 8 0 3 8
因素主次 B > A > D > C
K I J
一
5
.
4 2
一
6
.
36
一
7
.
1 1
一
4 9 2
K Zj
一
7
.
3 1
一
8 4 1
一
6 4 9
一
9月0
b
’ 止 K 3)
一
10
.
36
一
8 32
一
9 4 9
一
8 .2 8
Rj 5
.
3 2 2
.
6 8 3
.
5 9 5
.
56
因素主次 D > A > C > B
K l j
一
14 0
.
27
一
13 9 4 1
一
16 1
.
67
一
13 6
.
94
K Zj
一
14 8
.
6 1
一
15 2
.
9 1
一
14 8
.
64
一
17 6
.
3 7
L
`
K 3)
一
17 8
.
17
一
17 4 7 4
一
15 6
.
7 4
一
15 3 74
Rj 44
.
9 8 3 8
.
1 1 14
.
09 3 7 4 9
因素主次 A > B > D > C
K l j 0
.
17
一
3
.
1 1
一
2
.
64
一
2 4 3
K Zj
一
3
.
3 7
一
2
.
2 4
一
2
.
4 5
一
2乃 l
a
`
1 K 3)
一
4 2 6
一
2
.
1 1
一
2 3 8
一
2
.
5 2
Rj 1
.
9 5 1
.
2 5 0 3 0 0刀3
因素主次 A > B > C > D
K l j
一
5
.
34
一
6
.
7 9
一
7
.
60
一
5
.
13
K Zj
一
7
,
5 1
一
8
.
8 8
一
6名6 一 10 . 30
b
`
K 3)
一
1 1
.
19
一
8
.
36
一
9
.
5 7
一
8石O
Rj 6 36 2
.
4 4 3
.
12 5
.
76
因素主次 A > D > C > B
K lj 19 00 3 7乡9 2 6 . 17 2 5 . 4 2
K Zj 14 6 1 2 7 2 9 3 3
.
59 2 9月0
△ E ` K 3) 58 , 85 2 7 . 19 32 . 7 1 3 7 . 15
助 56 . 06 14 . 3 4 9 3 0 12 . 6 5
因素主次 A > B > D > C
K I J 23
.
92 2 7
.
2 9 4 5
.
62 2 2 3 0
K jZ 26石5 2 7
.
19 2 5
.
11 49
.
19
△ E ` 1 K 3) 5 1 . 25 4 7 3 5 3 1 . 0 9 3 0 . 3 3
jR 34
.
6 2 2 6
.
8 2 2 3
.
3 6 30
.
4 9
因素主次 A > D > B > C
注 : 下— 烘干 , 工一一气干 。
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 , 最后进入细胞壁
无定型区 [’] 。 所以处理时间对试件的 L ’ 、 色差 、 a ’ 影
响比较显著 , 对 *b 则显得比较弱 。 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 #l{ 。
2
.
3 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
木材中的渗透以及染料在木材纤维上的附着和与木材
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 4[] 。 染液在木材中的渗透好坏关系到
染色的深度和均匀性 。 表 3中的结果表明 , 尽管渗透
齐JWX ,对薄木试件的颜色 *L 、 a ’ 和 *b ,影响不很明显 ,
而对 *b ,影响显著 , 这主要是渗透剂W X ; 具有活化酸
性黑 10 B 、 提高木材内外表界面自由能 、 加速渗透等
作用 , 更重要的是使尾叶按薄木染色能稳定在目标颜
色附近 (见图 1) 。 从图 l 中看出 , 气干试件与烘干试
件的色差不大于 15 N B S , 而气干 、 烘干试件与样品的
色差也在 70 N B S以下 , 并且气干 、 烘干试件与样品的
色差也比较接近 , 说明渗透剂 WXI 可以提高酸性黑
10 B 和酸性橙 n 的热稳定性 。 这也是渗透剂 WX I 添
加量对试件颜色与样品色差显著的原因 。
二z生 1 认州 l , 拱 f 试件气 l 认 汁与护平佗誉协
- 山一 姚 1 试竹 “, 样描
图 1 气干试件 、 烘干试件和样品间的色差
2
.
4 酸性黑浓度与染色效果
从表 3 中可以看出 , 酸性黑 10 B 的浓度为 0 . 1%0
和 0 . 3%。时 , *L 在负 160 左右 , *a 在负 2 . 2至负 .2 31 之
间 , *b 大于负 12 . 73 , 而浓度为 0 . 2%。时 , L ’ 小于负 175 .
表 4 验证和循环试验结果
循环次数 气干
(室温 ) 烘干 ( 105℃ )
L
* a * b
`
L` a` b
` 染透情况
K0
一
13 1
.
9 8
一
12 9
.
5 9
一
1 15
.
13
一
9 1
.
98
一
2
`
37
一
2
.
15
一
2
.
17
一
2
.
12
一
11
.
一
10
.
l 0
l 0
一
130
.
89
一
12 9
.
2 1
一
1 14
.
19
一
9 1
.
5 4
一
2
.
3 9
一
2
.
6 9
一
2
.
3 4
一
2
.
0 7
一
1 1
.
64
一
10
.
2 6
一
10 7 3
一
10
.
13
,JQ夕内、ù心/4曰、à
,l气乙氏」
17
, a ’ 在负 1 . 9 4至负 2 3 0间 , b ’ 小于负 14 . 13 , 这说
明酸性黑添加量增加时 , 染料质量分数会增大 , 发生
不同程度的聚集 , 染料的聚集体在木材中流动性差 ,
难以向细胞壁无定型区扩散 ,但太小时则达不到预期
的调色目的 , 因此综合酸性黑 IOB 所起到的作用 , 它
的浓度要达到合适的比值 , 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 。 当染液温度一定
时 , 浓度提高 , 染液的粘度变大 , 粘度大 , 易于染着 ,
但使得染料分子的渗透速率减慢 , 因而染料分子被单
板吸附扩散过程所需的时间增长 , 但在本试验中此种
现象并不明显 , 这主要是因为染料的总浓度比较小 ,
而且渗透剂 WX I 的超强渗透性使其弱化 。
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 , 对尾叶按仿
黑胡桃的染色工艺进行优化组合 。 选择 A 为 4倍 、 B
为 4 o m in 、 e 为 10%。 、 n 为 0 . 2 %。进行验证试验 , 其
结果见表 4 。 为了降低污染程度和充分利用染料和发
挥渗透剂 WX I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
(上接第 2 2 页 )
4
.
3 传感器灵敏度的归一化
批量生产的同一型号的传感器其输出灵敏度应一
致 , 因此要进行归一化处理 。 利用在供桥回路内串联
电阻RS 的方法可改变传感器的灵敏度 , 一般所串联电
阻 RS 的温度系数比较小 (如锰铜 ) 。 R 可由下式确定 :
于尾叶按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WX : , 试验得出较适合的
工艺条件是 : 时间 4 0m in 、 浴比 4 倍 、 渗透剂浓度
10 %
。和酸性黑浓度为 .0 2%。 。 利用此工艺处理 0 . 65 m m
厚的尾叶按薄木染色 , 薄木不经漂白处理 , 添加所研
制的渗透剂 WX I , 可直接染成黑胡桃色 , 染透仅需
40 m in
, 染液总浓度不大于 0 . 3%。 , 并且可以连续利
用 3次 。 处理后 , 尾叶按薄木在花纹和颜色方面与黑
胡桃相似 , 可以直接用于仿黑胡桃薄木贴面 。
[参考文献 ]
【l ]
【2」
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。 _ R (S
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对合格的先进行零点补偿和温度补偿 , 然后再进行
灵敏度温度漂移补偿 , 最后进行灵敏度归一化处理 。
5 小结
按以上分析 , 设计了电阻应变式称重传感器 , 经
对试验板材测量表明 ,该称重传感器的设计是成功的。
( 8 )
其中 S。是人为规定的标准灵敏度 。
实际经验表明 , 应首先对组成电桥的传感器进
行疲劳试验 , 初步进行线性 、 重复性和稳定性试验 ,
[参考文献 ]
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