全 文 ：第 wu卷 第 v期
u s s y年 v 月
林 业 科 学
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毛白杨蓝变木材漂白处理技术研究
曹 琳 蒋 璇
k北京林业大学材料科学与技术学院 北京 tsss{vl
关键词 } 毛白杨 ~蓝变 ~漂白 ~浸渍
中图分类号 }≥z{u1vv 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylsv p stut p sw
收稿日期 }ussv p tt p ts ∀
Στυδψ ον Βλυε2Σταινινγ Χηινεσε Ωηιτε Ποπλαρ Βλεαχηεδ Τεχηνιθυε
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k Χολλεγε οφ ΜατεριαλΣχιενχε ανδ ΤεχηνολογψoΒειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{vl
Αβστραχτ} ׫¬¶³¤³¨µª¬√¨ ¶¤±¤¯¼¶¬¶²± «²º ·² ¤¦«¬¨√¨ ·«¨ ¥¨¶·¬±ªµ¨§¬¨±·¶·² ¨¯¬°¬±¤·¨·«¨ ¥¯∏¨2¶·¤¬±¬±ª²© ≤«¬±¨ ¶¨ • «¬·¨
°²³¯¤µk Ποπυλυστοµεντοσαl qŒ±·«¨ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·o{ ®¬±§¶¬±ªµ¨§¬¨±·º¨ µ¨ ¤±¤¯¼½¨ §¥¼¬±¶³¨¦·¬²±¶¤±§¦«µ²°¤·¬¦¤¥¨µµ¤·¬²±q׫¨
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Κεψ ωορδσ} Ποπυλυστοµεντοσα~¥¯∏¨p¶·¤¬±¬±ª~¥¯ ¤¨¦«¬±ª~¶²¤®¤ª¨
木材是一种生物材料 o是天然合成的有机体 o易受到外界环境的作用而变色 ∀对表面装饰装修材料而
言 o蓝变会大大降低其品质 o严重影响木材的价格 !销售和使用范围k刘元 ot||vl ~对于商品用材 o蓝变是造成
其经济损失最大的缺陷 ∀
随着天然珍贵木材 !优质木材的逐渐减少 o利用普通木材甚至低劣材生产各种仿天然珍贵树种木材颜色
和纹理的人造薄木 o已成为补充天然装饰薄木资源短缺的途径之一k孟宪树等 ot||xl ∀毛白杨k Ποπυλυσ
τοµεντοσαl属杨柳科杨属树种 o其木材色浅 !密度合适 !纤维长宽比合适 ~易于繁殖 !适应性强 !生长速度快 o是
我国北方人工林速生材的主要树种 o也是造纸工业的重要原料之一 ∀然而 o毛白杨木材蓝变是重要的木材缺
陷 o对毛白杨木材实木加工利用 !生产单板层积材与人造薄木以及制浆造纸等都有严重影响 ∀为实现毛白杨
的高效利用 o须对蓝变木材进行漂白处理 o以获得良好的材色 o为蓝变毛白杨木材增值提供良好的技术基础 ∀
在木材蓝变处理方面 o国内外已有许多研究 k„¯ ¤±ot||u ~Ž∏µ·ot||u ~符永碧等 ot|{z ~祖伯荪 ot|{z ~罗建
举 ot||y ~刘元 ot||v ~张翔等 ot||s ~段新芳等 ot||{l o但将蓝变木材处理还原为正常木材的颜色问题还没有彻
底解决 o这不但要从良种选育到经营管理 !从木材采运到存放加工等方面进行探讨 o而且要从变色成分到色
斑有效消除等多方面进行综合配套研究 ∀
本文通过配制大量配方 o对毛白杨木材蓝变处理进行试验研究 o筛选出对毛白杨木材蓝变处理效果最佳
的配方 o使木材除去蓝变色后的颜色与正常材色最为接近 ∀从而 o可将蓝变杨木单板漂白脱色后再染色 o从
各个方向刨切 o以形成不同纹理 o然后层积胶合成木方刨制仿珍贵树种木材色泽纹理的人造薄木 o或利用这
些薄木拼成各种图形起到装饰作用 o提高毛白杨木材使用的经济效益k孟宪树等 ot||xl ∀
t 材料与方法
毛白杨木材 usss年 tt月采自辽宁阜新 ~径级 us ∗ uy ¦° ~树龄 us年左右 ∀经由刨切加工 o选取蓝变材与
部分正常材 o试样尺寸 us °° ≅ us °° ≅ s1u °°∀
漂白处理 }蓝变的产生是由于微生物的污染造成的 o通常用盐酸 !硫酸 !磷酸 !草酸 !硫酸钠 !次氯酸钠 !乙
二胺四乙酸二钠 !过氧化氢等进行处理 ∀处理液浓度根据漂白方法 !树种 !待处理材的形状和尺寸等决定 ∀
试验中木材的处理 o均采用浸泡和涂刷 u种方法 ∀将试材编号 o放入配好的浸泡液 o使试材完全浸入液面下 o
分别采用不同的浸泡时间与涂刷次数进行处理 ∀利用 ‘¤u≥¬’v !‘¤u≥’w 来调节漂白剂的稳定性 o用氨水 !乙醇
改善漂白剂对木材的渗透性能 o提高漂白效果和效率 o随时调节漂白剂的 ³‹值使处理效果达到较好 ∀浸泡
后取出用清水将表面的残液冲洗干净 o自然干燥 ∀根据处理效果找出最佳配方 ∀
目测法 }观察经不同方法处理后蓝变试材颜色与正常材的变化并进行比较 ∀处理后蓝变试材与正常试
材材色的定量分析 o用 ×≤p°µ≤全自动测色色差计测定 ∀所使用的光源为标准光源 ⁄yx o照明试样面积 < u1x
∗ us °°∀采用 ≤Œ∞t|zt年规定的垂直照明 o漫反射积分球接收的照明和观测条件 o≤Œ∞t|yw年的 tsβ或 uβ视
场的光谱三刺激值 o≤Œ∞ Λ3 α3 β 3 t|zy年表色系统表色 ∀每个试样取 w个点 o每个点测 u次取其平均值进行
分析 o得出毛白杨正常材试样和已蓝变材试样的材色参数k在 ΞΨΖ色空间和 Λ3 α3 β 3 色空间l ∀
≤Œ∞ Λ3 α3 β 3 表色系统的各个指标的含义如下 }Λ3 }明度 o完全白的物体视为 tss o完全黑的物体视为
s ~ α3 }红绿轴色品指数 o正值越大表示颜色越偏向红色 o负值越大表示颜色越偏向绿色 ~β 3 }黄蓝轴色品指
数 o正值越大表示颜色越偏向黄色 o负值越大表示颜色越偏向蓝色 ~∃Λ3 }明度差值 o正值表示比对照样明亮 o
负值表示比对照样暗 ~∃α3 }α3 值的变化值 o正值表示颜色偏向红色 o负值表示颜色偏向绿色 ~∃β 3 }β 3 值的
变化值 o正值表示颜色偏向黄色 o负值表示颜色偏向蓝色 ~∃ Ε }色差 o数值越大表示总体颜色变化越大 ~
Ξ !Ψ!Ζ是三刺激值 o指匹配某一颜色所需 Ξ !Ψ!Ζ三个刺激量的多少 ∀本论文中三刺激值 Ξ !Ψ!Ζ已
由仪器测出 o其中为 Ψ亮度值 o按下式可求得色度坐标值k ξ oψl }ξ € ΞΠk Ξ n Ψn Ζl ~ψ€ ΨΠk Ξ n Ψn Ζl ∀
对处理后的木材试样用测色色差计进行定量分析并对得到的数据进行数理统计分析 ∀
2 结果与讨论
u1t 处理配方及效果 处理试验分 u个阶段进行 ∀第一阶段对蓝变的毛白杨试验了 wu种配方 o通过目测
判断这些配方的处理效果 o其中以过氧化氢 !次氯酸钠 !氢氧化钠为主剂的 {种配方效果较好 ∀在第一阶段
工作的基础上 o对处理时间 !漂白液浓度 !漂白液 ³‹值及温度等进行调节提出了 {种配方的改进配方 o进行
第二阶段处理 ∀各配方的化学组成 !浸泡周期 !处理效果 !成本费用见表 t ∀
表 1 蓝变毛白杨处理液配方
Ταβ . 1 Ινγρεδιεντ οφ βλυε−σταινινγ Χηινεσε Ωηιτε Ποπλαρ
配方
Œ±ªµ¨§¬¨±·
化学组成
≤«¨ °¬¦¤¯ ¦²°³²¶¬·¬²±
浸泡周期
≥²¤®¬±ª·¬° Π¨«
处理效果k目测l
∞©©¨¦·²©¥¯ ¤¨¦«¬±ªk’¥¶¨µ√ §¨l
成本费用
≤²¶·Πk¼∏¤±#°pul
t ys h ‹u ’u n ts h ‘¤u≤’v n助剂 „¶¶¬¶· s1x
浸泡气干后 o木材色泽均匀 o材面洁白
≥¤°³¯¨¦²¯²µº«¬·¨ ¤±§∏±¬©²µ°¬·¼ ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª t xss ∗ u sss
u ts h ‹u ’u n u h ‘¤’‹ n助剂 „¶¶¬¶· w
浸泡气干后材面颜色发暗
≥¤°³¯¨¦²¯²µ¦«¤±ª¨ §¤µ®¤©·¨µ¶²¤®¬±ª wss
v ux h ‹u ’u n tu1x h ‘‹w ’‹ n助剂 „¶¶¬¶· x ∗ y
浸泡气干后材面清洁 o材色均匀
≥¤°³¯¨¦²¯²µ¦¯ ¤¨± ¤±§∏±¬©²µ°¬·¼ ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª t sss
w ts h ‹u ’u n t h ‘¤’‹ ts ∗ uw 浸泡气干后材面过白 o有皱缩现象≥¤°³¯¨¦²¯²µ¶² º«¬·¨ ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª vss
x x h ‘¤≤¯ ’ n助剂 „¶¶¬¶· v ∗ w 浸泡气干后材面富有天然材质感≥¤°³¯¨¦²¯²µ¯¬®¨ ±¤·∏µ¨ º²²§¦²¯²µ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª uss
y t h ‘¤’‹Β‹u ’u € |Βt w 浸泡气干后材面色泽呆滞过白≥¤°³¯¨¦²¯²µ¶² º«¬·¨ ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª xss
z { h ‹u ’u n s1w h ‘¤’‹ n助剂 „¶¶¬¶· z ∗ {
浸泡气干后材色较浅 o有失真现象
≥¤°³¯¨¦²¯²µµ¤·«¨µº«¬·¨ ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª vss
{ w h ‘¤≤¯ ’ u ∗ v 浸泡气干后材面显黄 o但色泽自然≥¤°³¯¨¦²¯²µ¦«¤±ª¨ ¼¨ ¯¯²º ¥∏·¦²¯²µ¤±§ ∏¯¶·¨µ¬¶±¤·∏µ¨ ¤©·¨µ¶²¤®¬±ª uss
从表 t中可以看出毛白杨蓝变试材经 t !u !v !x !y几个配方处理效果较好 o但配方 t !v成本偏高 o配方 u !
x !y处理效果较好且成本适中 ∀为了克服目测法分辨能力差和观察者主观误差的缺点 o利用全自动测色色
差计来对试样进行定量测量分析 ∀
u1u 毛白杨蓝变材处理后材色的定量测定结果 用色差计对没有变色的试样和已经变色的毛白杨试样进
行测定 o结果见表 u ∀
由数据分析可知 o毛白杨正常材试样的明度值比已蓝变材试样平均明度值要大 tx1w{ o最大可达 uw ∗
ux o测得的正常材试样色度值表明颜色偏绿黄 o已蓝变材试样平均色度值表明颜色变为偏红 o毛白杨颜色平
均的变化程度 o表现为总色差将近 us o最大可达 uy ∗ uz o变色程度严重 ∀表 v即是用色差计测得的毛白杨蓝
变木材经 {种配方试液处理后的材色与毛白杨木材正常材色的色度学特征 ∀
uut 林 业 科 学 wu卷
表 2 蓝变毛白杨材色与正常材材色参数
Ταβ . 2 Χολορ χηαραχτεριστιχσ οφ βλυε−σταινινγ ανδ ορδιναρψ Χηινεσε Ωηιτε Ποπλαρ
Ξ Ψ Ζ ξ ψ Λ3 α3 β 3 ∃Λ3 ∃α3 ∃β 3 ∃ Ε 3
正常材 ’µ§¬±¤µ¼ º²²§ xt1vu xz1sy xt1sx s1vus v s1vys v {s1xv p {1{v ts1vt
变色材 …¯ ∏¨p¶·¤¬±¬±ªº²²§ vw1wu vx1u| u{1|w s1vwy { s1vxy x yx1sw v1t tt1ys p tx1w{ tt1|v t1u| t|1x{
由色差分析可知 o用配方 t !v !x对毛白杨蓝变木材进行处理 o效果好 o与用目测法测得的结果相近 ∀通
过对处理后毛白杨木材材色的定量分析木材得出 o用配方 x处理后的毛白杨木材材色与其正常木材材色最
为接近 o从经济成本看 o配方 x的经济成本最低 ∀用配方 t !v对毛白杨木材蓝变处理的效果也比较好 o处理
后的材色与正常材色比较接近 o但从经济成本计算 o配方 t !v的经济成本相对比较高 o所以 o在生产中推广中
可能会受到一些制约 ∀
表 3 8 种配方对蓝变毛白杨处理后色度学特征
Ταβ . 3 Χολορ χηαραχτεριστιχσ οφ ειγητ ινγρεδιεντσφορ βλυε−σταινινγ Χηινεσε Ωηιτε Ποπλαρ
配方 Œ±ªµ¨§¬¨±· Λ3 α3 β 3 ∃Λ3 ∃α3 ∃β 3 ∃ Ε 3 Ξ Ψ Ζ ξ ψ
t {t1xx p u1yw |1yy t1su y1t{ p s1yw y1vs xx1vw x|1w{ xv1wy s1vu{ { s1vxv w
u zz1us p s1vt z1t{ p v1vu {1xt p v1tu |1yx w|1sy xt1{z w{1xv s1vu{ u s1vwz s
v zz1us p s1vt z1t{ p t1|s y1ux p v1u{ z1vu xs1w| xw1uz xt1sw s1vuw s s1vw{ v
w z|1vs s1wu x1|| p t1uu |1ux p w1vt ts1u{ xu1zv xx1wx xv1uv s1vuy y s1vwv x
x z{1ty p v1yv ts1xw p u1vy x1t| s1uv x1zt w|1vy xv1w{ wy1|v s1vu| x s1vxz t
y z{1uu p s1wt y1x| p u1vs {1wt p v1zt |1w{ xs1yy xv1x| xs1z| s1vuy z s1vwx y
z z{1u{ s1{u x1|s p u1uw |1yx p w1ws ts1{x xt1uu xv1zs xt1x{ s1vuz u s1vwv t
{ zy1tt t1xw tw1tv p w1wt ts1vz v1{u tt1|s w{1sw xs1s| ws1yw s1vwy t s1vys |
u1v 用数理统计方法对蓝变毛白杨材处理后的材色与正常材色的三刺激值进行对照分析 见表 w ∀
表 4 8 种配方处理后的蓝变毛白杨材色与正常材色三刺激值的对照分析
Ταβ . 4 Χολορ χηαραχτεριστιχσ οφ ειγητ ινγρεδιεντσφορ βλυε−σταινινγ ανδ ορδιναρψ Χηινεσε Ωηιτε Ποπλαρ
Ξ Ψ Ζ 合计 ײ·¤¯
配方 t
‘²qt
配方 u
‘²qu
配方 v
‘²qv
配方 w
‘²qw
配方 x
‘²qx
配方 y
‘²qy
配方 z
‘²qz
配方 {
‘²q{
正常材
’µ§¬±¤µ¼ º²²§
处理材
×µ¨¤·¨§º²²§
合计 ײ·¤¯
正常材
’µ§¬±¤µ¼ º²²§
处理材
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合计 ײ·¤¯
正常材
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处理材
×µ¨¤·¨§º²²§
合计 ײ·¤¯
正常材
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处理材
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合计 ײ·¤¯
正常材
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处理材
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合计 ײ·¤¯
正常材
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处理材
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合计 ײ·¤¯
正常材
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处理材
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合计 ײ·¤¯
正常材
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处理材
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合计 ײ·¤¯
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tts1zy
xz1sy
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kw|1{yl
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kxs1{wl
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kxv1yzl
tsw1xt
xt1sx
kxt1wsl
w{1xv
kw{1t{l
||1x{
xt1sx
kxt1yvl
xt1sw
kxs1{yl
tsu1s|
xt1sx
kxt1{ul
xv1uv
kxu1wyl
tsw1u{
xt1sx
kxs1xul
wy1|v
kwz1wyl
|z1|{
xt1sx
kxt1yvl
xs1z|
kxs1utl
tst1{w
xt1sx
kxt1z|l
xt1x{
kxs1{wl
tsu1yv
xt1sx
kw|1sul
ws1yw
kwu1yzl
|t1y|
tx|1wv
ty{1u{
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tx|1wv
tw|1wy
vs{1{|
tx|1wv
txx1{s
vtx1uv
tx|1wv
tyt1wt
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tx|1wv
tw|1zz
vs|1us
tx|1wv
txx1sw
vtw1wz
tx|1wv
txy1xs
vtx1|v
tx|1wv
tv{1zz
u|{1us
vut 第 v期 曹 琳等 }毛白杨蓝变木材漂白处理技术研究
表 5 8 种配方处理液的 Γ值
Ταβ . 5 ς αλυε Γ οφ ειγητ ινγρεδιεντσ
配方
Œ±ªµ¨§¬¨±· t u v w x y z {
Γ值
∂¤¯∏¨ Γ s1szt t s1uxv w s1svw y s1szx w s1sv{ | s1swx z s1szz s s1vtv {
φk自由度l € u o假定 Α€ s1sx o Ξus € x1||t ∀若 Γι  Ξs o则说明毛白杨蓝变材处理后的材色与正常材材
色之间的差异不显著 o处理比较成功 ∀由表 x可知 }Γv  Γx  Γy  Γt  Γw  Γz  Γu  Γ{  Ξus € x1||t ∀所以 o
{种配方对蓝变毛白杨蓝变木材进行处理的材色与其正常材材色差异不显著 o处理成功 ∀其中 o配方 v !x !y !
t处理效果较好 o与用色差计测得的结果相符合 ∀
根据色差计测得和数理统计计算综合得出 }配方 x对蓝变毛白杨的处理效果最好 ∀
v 结论
蓝变毛白杨经配方 xkx h ‘¤≤¯ ’ n助剂l 水溶液处理 v ∗ w «后 o处理效果好 o富有天然材质感 o配方成本
低 o但涂刷后无明显效果 ∀
蓝变毛白杨经以 ‹u ’u !‘¤≤¯ ’ !‘¤≤¯ ’u 作为主剂的配方处理过后 o木材材色都发白 o失去了毛白杨木材特
有的淡黄色泽 o蓝变毛白杨木材经配方 x处理后 o与木材本色还有差别 o只是较接近原来的木材颜色 o这需要
进一步完善试验配方 o使处理后的木材材色与木材天然材色相同 ∀
处理蓝变毛白杨的药剂主要是 ‹u ’u !‘¤≤¯ ’ !‘¤≤¯ ’u o毒性很小 o处理成本最高 t xss元#°pu o一般为 xss
元#°pu以下 ∀用浸渍或涂刷的方法对木材进行处理 o生材 !湿材或干材都可以直接处理 ∀最长处理时间在
tu «o一般为 x ∗ y «∀
参 考 文 献
段新芳 o李 坚 qt||{ q°˜漆阔叶树材透明涂饰过程中色度学特征的变化 q四川农业大学学报 }木材研究专辑 otyktl }z| p {w
符永碧 o施振华 qt|{z q木材蓝变 q热带林业科技 okul }wu p xu
刘 元 qt||v q木材漂白与着色 q北京木材工业 otvkwl }t{ p ut
罗建举 qt||y q木材蓝变色的防治处理技术 q木材工业 otskxl }tx p tz
孟宪树 o姜 征 qt||x q人造薄木制造新工艺的研究 q木材工业 o|kvl }t p x
张 翔 o申宗圻 qt||s q木材材色的定量表征 q林业科学 ouykwl }vww p vxu
祖勃荪 qt|{z q泡桐木材的变色及防治方法 q木材工业 otkvl }vt p vw
„¯ ¤± ≥ • qt||u q‘°pt ¶¤³¶·¤¬± ¦²±·µ²¯ ¦«¨ °¬¦¤¯ q׫¨ °µ²¦¨ §¨¬±ª¶²©∏°¥¨µ°µ²·¨¦·¬²±¬±·«¨ |sχ¶∂¤±¦²∏√ µ¨o≤¤±¤§¤ovz p wu
Ž∏µ·∞qt||u q× °¨³²µ¤µ¼ ³µ²·¨¦·¬²± ²©¶¤º± º²²§¤ª¤¬±¶·©∏±ª¬q׫¨ °µ²¦¨ §¨¬±ª¶²©∏°¥¨µ°µ²·¨¦·¬²±¬±·«¨ |sχ¶∂¤±¦²∏√ µ¨o≤¤±¤§¤oxw p xz
k责任编辑 石红青l
wut 林 业 科 学 wu卷