染料渗透。
木材染色是一种简单易行的材色处理方法,不仅可以消除天然木材生长过程中产生的心边材色差,而且可以利用速生材模拟珍贵木材颜色,满足人们对珍贵木材材色的需求。
木材的染色效果与染料、木材种类及染色工艺密切相关。染料具有选择吸着性,影响其在木材中的渗透性,进而影响染色的深度和均匀性。
简介为了提高染料在木材中的渗透性,国内外专家学者对木材的渗透性进行了大量研究,认为对木材进行各种预处理,如机械处理、微波处理、水热处理、化学药剂处理、酶和微生物等处理,能够显著提高木材的渗透性,也有采用不同处理工艺,如真空加压、冷热交替、高温恒温浸渍等方式提高药剂对木材的渗透性。1
杉木渗透染色工艺杉木是我国长江流域、秦岭以南地区栽培广、生长快、经济价值高的用材树种。由于其纹理通直,结构均匀,不容易翘曲和开裂,具香味,抗虫耐腐,被广泛用于建筑、家具、器具、造船等领域。但是,杉木材色单一,难以满足人们对木材材色多样化的需求。
此外,杉木由于内含物较多,渗透性较差,染色等改性处理较难。
1)恒温浸渍法。
根据前期实验经验,选择质量分数为0.5%的染料溶液(下同)。染色时间固定为2h的条件下,测试温度(28、70、90 ℃)对纵向和横向渗透性的影响; 染液温度固定在28 ℃条件下,测试染色时间(2、4、6、8、10h)对纵向和横向渗透性的影响。
2)真空浸注法。
将试块放入500mL的烧杯中,上压玻璃片,以免在浸注染液时试块浮起。将放有试块的烧杯在低于0.08MPa的真空下处理30min,吸入染料染液,静置2h。取出,用水冲洗表面浮色,测试染液纵向和横向渗透深度,风干24h,然后干燥到含水率15%。
3)冷热交替法。
冷热交替处理以质量分数为0.5%的酸性红GR为研究对象,分2方面研究,一是固定交替次数为1次,研究温度差对染料渗透性的影响,设置90℃/90℃(即无温度差,恒温)、90℃/70℃、90℃/28℃ 、90℃/0℃4个温度差处理,试块在热剂和冷剂中分别染色1h,总时间为2h;二是固定交替温度差为90℃/28℃,染色总时间仍为2h,研究交替次数为1次、2次、3次下染料的渗透性。
该实验中如果交替1次,则试块在热剂和冷剂中分别放置60min;交替2次,则在热剂和冷剂中分别为30min;交替3次,则在热剂和冷剂中分别为20min。染色结束后,测试染料渗透深度,并将染色材干燥到含水率15%左右。
1)恒温浸渍法染色中染料在杉木边材中的渗透性均为纵向远大于横向。但是在所选温度范围内,温度对纵向、横向渗透性具有不同的影响。提高染液温度,横向渗透性明显增加,但纵向渗透性随着染液温度的升高反而有所下降。染色时间对染料的渗透深度呈现出无规则变化,染料渗透性均未随着染色时间的增加而增加。
2)真空处理能够显著提高染料在纵向和横向的渗透深度,杉木边材在常温真空处理下,染料在横向渗透深度比恒温90℃下提高2.3~2.8倍,纵向可提高2.2~3.0倍。
3)冷热交替法对杉木边材的染色效果介于恒温浸渍法和真空浸渍法之间。热剂与冷剂的温度差对纵向渗透性的影响远小于对横向渗透性的影响。90℃/0℃冷热交替1次横向渗透比恒温90℃提高1.7~2.0倍。
此外,交替次数的增加能提高染料在纵向和横向的渗透性,但对横向渗透性的影响远大于纵向渗透性。相同时间下,增加冷热交替次数能够显著提高杉木边材和横向渗透性。1
本词条内容贡献者为:
杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所