随着人们生活水平的提高和对居住环境、条件改善的迫切要求 ,装饰板的用量越来越大。到目前为止 ,
我省已有木质装饰板生产企业近百家 ,这类装饰板全省的日产量已达 3 0～ 40万张 ,年产值近百亿 ,短短几
年已发展成为我省一个大的胶合板二次加工产业。木质装饰板一般选用优质木材 ,如白桦、枫木、栎木、莎比利、花榈、酸枝、水曲柳及各种人造木的刨切薄木经胶贴制成 ,整个制作过程须经刨切加工、储运、拼花、胶贴、热压等多道工序。但这些复杂的工序 ,使得原有木质纹理曲线 ,失去自然、新鲜感。仅水曲柳目前国内资源缺少 ,不得已从俄罗斯进口 ,由于木材生长的地理、环境、气候、年轮等的关系 ,造成材质色差大 ,颜色不鲜明 ,甚至发黑等 ,远远达不到装饰效果。目前 ,许多厂家由于这些原因造成产品积压 ,价格上不去 ,有的厂家甚至面临倒闭的危险。为此 ,对木质装饰板进行表面处理具有重要的现实意认。
1 薄木颜色的来源和处理方法
木材的变色是十分复杂的 ,不同材种的木材 ,变色也各有差异。从化学角度 ,认为木材变色主要是化学变色基团 ,ＣＣ键、ＣＯ键 ,乙烯基(ＣＨ2 ＣＨＲ )等及对木材变色起辅助作用的基团如ＯＨ-基 ,甲氧基 ( ＣＨＯ ),羧基 ( ＣＯＯＨ )等 ,变色的化学成分主要有酚类、醌类、有机酸、环烯醚萜甙类、单宁及各种木材的抽提物等[1 , 2 ]。因此 ,对不同材种的装饰板薄木表面处理或者俗称漂白 ,首先须对该种木材的变色成分作初步的化学分析 ,确定变色成分存在的范围和产生变色的性质 ,分析出变色的成分 ,找出产生变色的生物、物理影响因素 ,制定出一套较为合理的表面处理 (漂白 )工艺 ,同时随着人们生活水平的提高 ,人们对美的追求和消费水平的不同 ,进行处理的工艺和结果也应相应作一些变动。从对变色成分的分析看 ,本身的有色化学成分及易引起变色的化学成分是造成木材变色的主要因素。但这些生物、物理因素相互协同作用也应引起重视 ,
如木材本身刨切成薄木后接触空气 ,引起化学物质氧化变色。温湿度方面 ,温度升高 ,化学反应活化能降低 ,变色物质氧化加快 ,湿度也使得如酚类物质、有机酸等变色物质加快游离出来接触空气变色 ;温湿度变化也促使木材产生霉变 ;还有树种生长地理、环境、年轮、纤维的生长疏密等都会引起有色和变色物质分布的不同 ,从而对表面处理工作带来更多的困难。为此 ,用化学法来处理这些变色成分 ,可采用氧化和还原的方法进行 ,目的是利用处理液去破坏木材发色成分中的羰基 (ＣＯ )及其它碳原子之间的二价结合 ,使其可吸收的光向短波方向移动 ,并减弱其吸收强度[3 , 4],从而使材色变浅 ,纹理变得清晰素雅 ,更富有自然感、鲜明感 ,整个处理的工艺 ,其实是一个表面处理的物理化学过程。对薄木贴面装饰板表面处理方法可分为浸泡法和辊涂法两种 ,从对浙江省目前企业的调查和处理效果 ,及企业对表面处理技术的可接受程序 ,都偏向于辊涂法处理。因此 ,对辊涂法的表面处理理论研究也显得十分必要。
2 木质结构及处理液对表面处理效果的影响
2 1 木质结构与处理效果在对各种可进行表面处理的薄木贴面装饰板中 ,木质结构本身对处理效果影响始终存在。木材组织结构存在着各种构槽、导管、管胞、木射线等[2 ],一方面这些结构的存在引起了表面不平整 ,
同时也可加速处理液向组织结构内部渗透 ,达到一定的漂白处理 ;另一方面由于这些结构及不同树龄、年轮、芯材、边材间造成处理液分布不均 ,从而影响处理效果。不管怎样从薄木表面处理的过程中 ,结构本身造成对处理液渗透、扩散的影响是较为重要的。
2 2 表面处理动力学
处理液在木质结构内部的扩散 ,其实存在这样一些物理化学过程 ,首先是“笼罩效应”[6],由于液体分子间平均距离比气体近得多 ,液体中每个处理液分子实际被周围分子所包围 ,进入木材组织内部的处理液分子也被其它分子包围 ,就如同关在周围分子构成的笼子中 ,这个笼中的分子不能象气体分子那样自由地进行平动 ,只能不停地在笼中振动、不断地与周围分子碰撞 ,如果某一次振动积累了足够的能量 ,或正在向某方向振动时 ,恰好该方向的周围分子让开了路 ,于是这个分子就要冲破笼子扩散到别处。从而不间断地进行下去。所以 ,对装饰板表面处理而言 ,处理液中每个溶质分子 ,都处于周围溶剂分子所构成的笼子之中 ,若两个溶质分子扩散到同一个笼子中互相接触 ,则称为遭遇[5]。两个溶质分子只有扩散到同一个笼子中发生遭遇才能起漂白反应。扩散与漂白反应为两个串联步骤。若反应活化能小反应速度跟不上 ,则为扩散控制 ;反之 ,若反应活化能大 ,反应速度慢 ,则为反应控制或活化控制[6]。从对浙江德清双马木业公司水曲柳贴面板半年多的实践和理论经验结合分析 ,若漂白进入扩散控制 ,则容易引起木纹纹理模糊 ,漂白不均匀 ,鲜明度不够。若漂白进入反应控制 ,易引起漂白液装饰表面分布不均匀 ,从而整张板漂白不均 ,板材会产生“水花影”。所以 ,如何在板材漂白过程中 ,选择扩散控制和反应控制步骤 ,是十分重要的。
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