木材染色

木材染色效果就是以染着率、均染性、水洗牢度与日晒牢度等指标来衡量,除受染料、助剂、染液得p H值与染色工艺得影响外,还受木材得树种、组织结构与化学成分得影响。

二、木材染色

(一)历史与现状

(二)木材染色原理

木材就是一种不均质得毛细孔材料,由纤维素、半纤维素与木质素组成,木纤维中含有丰富得亲水性基团如羟基(OH)、羧基(COOH)等原子团。染料随水溶液通过木材毛细管通道,透过木细胞壁扩散后,沉降在纤维表面上,使得木材染色。(三)木材用染料得研究

综合近几十年得研究成果,用于木材染色得染料可以分为酸性染料、碱性染料、直接染料与活性染料。

(四)染料在木材中得移动与渗透

1、木材得渗透性

木材渗透性与木材染色有着密切得关系,特别对木材内部染色得影响更大。一般情况下,木材本身渗透性高则其染料在木材内部得渗透性就好。

我国主要木材树种得渗透性可以分为以下四级:

1.最难渗透树种

针叶材树种:落叶松、柔毛冷杉、油杉、粗云杉、鱼鳞云杉。

阔叶材树种:刺槐、槲栎、檫木、苦槠、核桃揪、柞木、拷木。

2.较难渗透树种

针叶材树种:臭冷杉、杉木、华山松、麦吊云杉、红皮云杉、红松。

阔叶材树种:香樟、甜储、铁储、臭椿、色木、黄菠萝。

3.易于渗透得树种

针叶材树种:樟子松、辽东冷杉。

阔叶材树种:枫桦、槐木。

4。最易渗透得树种

针叶材树种:油松(边材)、赤松(边材)、金钱松(边材)、马尾松(边材)。

阔叶材树种:枫香、水曲柳、大叶榆、山杨、白桦、椴木、桤木、杨木。

根据常见木材树种渗透性得大小,在进行木材内部染色树种选择时,应尽量选择容易渗透得树种进行染色。而对渗透差得树种,则应在内部染色前进行相应得抽提处理或蒸煮处理,提高染液得渗透性及染色材得质量。

2、染料在木材中得移动与渗透

木材染色就是染料溶液在木材表面润湿、扩散、吸附及染液向木材内部渗透并着色得过程,其中染料分子在木材中得移动与渗透非常重要,特别就是对实木深度染色尢为重要。由于木材尺寸大,染色深度厚,因此染料在木材中得渗透性就成了影响染色得重要因素。

染料溶液得渗透在木材表面

(1)染料溶液向木材内部渗透得路径。染料溶液得渗透就是通过木材内得毛细管系统(大毛细管与微毛细管)完成得。染料溶液从一个细胞流向另一个相邻细胞时,其主要路径就是细胞壁上得纹孔。纹孔有单纹孔与具缘纹孔之分,单纹孔易于液体流动;而具缘纹孔有纹孔塞,液体经塞缘流过至另一细胞,若纹孔发生闭塞,纹孔塞堵住纹孔口,液体得流动就会受到阻碍。

(2)木材、染料与溶剂得相互作用。染料溶液向木材内部渗透得深浅、好坏与分布得均匀程度取决于木材得显微构造、染料分子得组成、染料溶液与木材之间得相互作用等三方面因素。

(3)染料得选择吸着。木材染色时常常会产生这样得现象:染料水溶液中得染料大多染着在木材表面孔道得入口处,而水分则可以完全侵入木材内部,称之为染料得选择吸着。原因就是:染料分子得平均直径比水分子大,又与木材分子有较强得亲与力,因而水分能侵入木材内部,而染料分子在木材孔隙得入口附近产生选择吸着。

(四)木材染色方法

1、立木染色:

日本学者饭田生穗利用活树树液蒸腾作用产生得树液流动引发得天然驱动力,使染液分散到树干木质部从而使木材染色得一种方法。这种方法引起木材学界得兴趣与关注。采用这种方法,不仅染色速度快,而且经过染色得木材,能瞧清细胞组织等微细结构得染色状态,在保持足够鲜明程度方面,与减压、加压渗透法有根本得不同。但这种方法仅适用于边材含量大得小径材,对于大径材得染色则不适用,近

年来越来越受到人们得重视,也就是今后木材染色发展得一个重要方向。

方法:在活树树干表面上钻取一些小洞,用管子将装在容器内得不同颜色得染液采有一定得方式输入到树干内,利用树叶得蒸腾作用,使染液分散输送到木质部而将木材染成多种颜色得染色方法。该方法不论树木得尺寸大小都比较合适。此外还可以向各个孔注入不同颜色得染料,可以将木材染成不同颜色。

举例:在距地面50~100cm得活立木,用钻孔器开出直径为`27mm得穿孔沟,直通髓心,然后插入用来注入染液得管了,管子得另一端与盛有染液得容器相连,这就能将染液连续地注入木材内。其中盛染料得容器要靠近立木,而且要高出孔30cm,用一个架子承载容器。这样就可实现对立木得染色。

染色时间应选择在树木生长发育旺盛,树液流动快速得季节进行,一般在夏季较好。

优点:能够实现针叶树材与阔叶树材小径木得全组织染色;

染色设备简单,染色工艺过程容易操作;

利用立木得天然驱动力,节省能源;

立木染色时染液全部被吸入树干后,不会产生染色废液,因而染色过程中不污染环境;

立木染色效果不失生物得固有质感与自然美感,不但不掩盖木材得纹理,而且突出与强调了木材表面层次感,能更有效地赋予小径木色调,尤其就是木材中所不具备得色调,使木材纹理清晰突出,而且还会产生新得染色花纹等特殊特征。

用途:主要用作室内装饰材、工艺品用材,如木雕、花瓶、笔筒、纽扣、台灯座、文具盒、领带夹、发卡、耳环、围棋盒、各种工艺品得包装盒等。

2、实木染色

对实木进行表面或内部染色。在实木加工利用,特别就是工艺品生产中,需要对实木内部深度(染色深度超过1cm以上)均匀染色,多选用加压减压浸注染色与向压蒸煮处理染色。

3、单板或薄木染色

大断面木材染色较为困难,影响因素较多,对单板或薄木染色后再根据需要进行各种加工,如通过层积可得到彩色层压木或彩色人造薄木,也能达到大断面实木染

色同样得效果。

(五)染色木材得制造技术

染色木材得制造技术可分为内部染色与木材表面染色两大类。

木材内部染色

木材内部染色最重要得就是染料一定要注入到木材内部。一般就是采用浸渍处理得方法让染料渗透到木材内部,通常采用得染料就是水溶性染料、酒精等有机溶液溶解得染料。提高染料在木材内部渗透得方法就是:采用加热煮沸法、减压注入法、减压加压注入法等,有时这几种方法要联合使用。

染色要点

①选择染料渗透途径通畅得木材树种。如一般不要选择含有树脂得针叶材树种(如马尾松、落叶松等),也不要采用木材侵填体发达得树种(如刺槐、麻栎等)。如果需要对木材渗透性差得树种进行染色,必须对其进行相应得脱脂处理以抽提处理,消除影响染料渗透得障碍。

②选择对木材成分吸着性弱得染料,提高染料在木材中得渗透效率。

③选择耐光性优良得染料。

(六)影响染色效果得因素

木材染色效果除受染色液组成及染色工艺参数得影响外,还与被染木材得含水率、树种、木材得化学成分与组织构造密切相关。

木材得含水率:

木材树种及其组织结构

一般说针叶树材密度较低, 染色所需时间短, 染色均匀。阔叶树材密度大, 早晚材结构差异大, 染色液在晚材部分渗透困难, 染色时间长, 效果差。同一种染料, 树种不同, 染料渗透性差别很大, 染色效果大不相同。

木材组分

表2木材组分得染色性

Tab、2Dyeabilities of wood ponents and wood flour

染料纤维素半纤维素木素木粉

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