维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷 第４期 ２ ０ ０ ７年７月 林 业 科 技 ＦＯＲＥＳＴＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＯ１．３２ Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ ２００ ７ 文章编号：１００１—９４９９（２００７）０４—００４８—０３ 染色工艺对染色桦木单板耐水牢度的影响 孟黎鹏 顾继友 韦双颖 （东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨１５００４０） 摘要：通过分析染色单板在６５℃水煮１ ｈ后明度差与色差的变化，研究染色工艺对染色单板耐水牢度的影响。结 果显示，提高染料浓度、延长染色时间，适宜的ＮａＣ１用量、ｐＨ值和温度都能提高染色单板的耐水颜色牢度； 增加平平加Ｏ用量却使染色单板颜色耐水牢度下降。各个因子对明度差的影响同样重要，在ａ＝９０％水平下未 达到显著差异；然而各因子对于色差的影响在ａ＝９０％水平下有显著差异。染料和ＮａＣ１浓度的影响最重要，随 后是ｐＨ值，第３位是平平加Ｏ用量，温度和时间对颜色稳定性影响最小。单靠改变染色工艺，对染色单板的耐 水牢度提高有限，染色后的单板还要靠后续的固色处理来提高其耐水性能。 关键词：单板；桦木；染色；耐水牢度 中图分类号：ＴＳ ６５３．２ 文献标识码：Ａ 木材单板染色是改善木材视觉特性的一个重 要方面，是生产人造薄木的基础和关键。染色的 药剂和方法很多，但以渗透性良好的酸性染料对 单板进行高温浸渍处理的方法比较常用…。酸性 同的染色工艺对单板进行染色，染色结束后在室 温干燥２４ｈ，用ＮＦ３３３便携式分光光度计测量单 板表面的明度差和色差。 褪色后单板明度差和色差的测量：将干燥后 的染色单板置于装有２００ｇ蒸馏水的密闭容器中， 然后放入６５℃的恒温水浴内加热１ｈ拿出，室温干 染料适合单板的内外均匀染色，但酸性染料染着 性较差，染色后单板耐水牢度较差 ，大大 了染色单板的应用范围。为了充分利用染色单板， 燥２４ｈ后用ＮＦ３３３便携式分光度计测量单板表面 的明度差和色差。 比较染色后和褪色后单板的明度差和色差， 找到提高其耐水牢度的方法，本试验研究了染色 工艺对桦木单板耐水牢度的影响。 色差和明度差是判断染色效果的重要指标， 差别越小，说明耐水牢度越高。 １．３木材颜色的表征 采用ＣＩＥ（１９７６） （Ｌ’，ａ’，ｂ’）表色系 本试验通过比较染色后和褪色后单板的明度差和 色差来判断染色的颜色稳定性，差值越小，耐水 性越好 。 统，使用ＮＦ３３３便携式分光光度计直接测定出染 色单板表面的Ｌ’（明度差，差别表示颜色的明暗 和深浅）和△Ｅ’（色差，又称总体色差，数值越 １ 材料和方法 １．１材料与仪器 大表示被测物和对照样颜色差别越大）。 单板：桦木单板，规格为９０ ｍｍ×５０ ｍｍ× １．５ ｍｍ； ２ 结果与分析 ２．１染料浓度的影响 随着染料浓度的增加，染色后单板和褪色后 表面活性剂：平平加Ｏ； ｐＨ调节剂：Ｈ ＳＯ （１ ｏｋ）； 染料：酸性橙１Ｉ； 单板的明度差和色差有下降趋势，即颜色差别在 减小，耐水牢度增加（表１）。当染料浓度大于 仪器：ＮＦ３３３便携式分光光度计、 恒温水浴 摇床。 １．２ 方 法 １％时，下降的趋势减缓；并且从表１看出，明度 差在染料浓度１．５％时最低，但与１．０％时没有显 著差异；而色差在染料浓度１．５％时最低，且与 染色后单板明度差和色差的测量： 先按照不 维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期 孟黎鹏等：染色工艺对染色桦木单板耐水牢度的影响 ４９ 其他值达到了９０％显著差异。综合两个指标，当 染料浓度达到１．５％时，染色单板的耐水牢度为 最好。但是，不能单靠提高染料浓度增强耐水牢 度，因为在染料浓度达到一定值后，单板的耐水 牢度提高很小。 表１ 染料浓度对染色后耐水牢度的影响 ２．２助染剂ＮａＣ１的影响 未添加ＮａＣ１时色差最小，这是由于染料上染 率较小、单板本身颜色很浅所致。随着ＮａＣ１浓度 增加，染料在单板上吸附越来越多，达到饱和。 此时发现，提高ＮａＣ１的用量，色差和明度差呈下 降趋势。而在ＮａＣＩ浓度为２％时，达到最低值， 颜色稳定性能达最好（表２）。 在充分提高上染率的前提下，适当增加ＮａＣ１ 用量能够提高颜色的稳定性。 表２ ＮａＣ１浓度对染色后耐水牢度的影响 ２．３表面活性剂（平平加０）的影响 随着平平加０浓度的增加，染色和褪色单板 的明度差和色差都在增加，颜色耐水稳定性下降， 而且都是在浓度为０时与其他值达到了９０％的显 著差异（表３）。提高表面活性剂的用量，能够在 降低溶液表面张力的同时降低染料和木纤维问的 吸附力，使染料能够向单板内部深入的渗透，防 止其过早地沉积下来，但却降低了染料和木纤维 问的吸附结合力。所以，随着平平加０浓度的增 加，染色后单板的耐水颜色稳定性降低。 表３表面活性剂浓度对染色后耐水牢度的影响 ２．４ ｐＨ值的影响 当ｐＨ值为４时，明度差和色差都达到了最低， 而且与其他值都达到９０％显著差异（表４）。降低 染液的ｐＨ值，能增加染液中Ｈ 含量，Ｈ 到达木 材内部而使木材纤维上正电荷增加，使用酸性阴离 子染料染色时，增加了对染料的亲和力。但ｐＨ值 过低，造成染料在单板上吸附过多，在褪色过程中 反而颜色褪的更多；而且ｐＨ值不能无限的降低， 否则容易对单板造成伤害，降低其强度。 表４ ｐＨ值对染色后耐水牢度的影响 ２．５温度的影响 从表５中可看出：随着温度的升高，单板在 ８５℃时达到最佳耐水牢度性能，此时明度差和色 差均达到最小；此后，再提高温度，单板的耐水 性能反而下降。 表５ 温度对染色后耐水牢度的影响 ２．６时间的影响 随着染色时间的延长，单板染色和褪色后的 明度差和色差基本呈下降趋势，延长染色时间， 使染料和木纤维问的吸附达到稳定状态，能够提 高单板的耐水性能。在６ｈ的时候，单板的明度差 和色差均达到最小，耐水稳定性也是最好的（表 ６）。但是，随着染色时间的延长，最终也必将达 到稳定，再延长染色时间，对耐水牢度提高不大。 表６ 时间对染色后耐水牢度的影响 ２．７各个影响因子对耐水性能影响的重要性比较 对于染色单板和褪色单板的明度差，６个因 子对颜色耐水稳定性影响程度相近（表７）。它们 之间的差别很小，未达到显著差异，可以看作它 们对染色后和褪色后单板的颜色深浅变化的影响 维普资讯 http://www.cqvip.com ５Ｏ 林 业 科技 第３２卷 是同等程度的；对于色差，染料的浓度和ＮａＣ１的 影响最重要，随后是ｐＨ值，第三位是平平加Ｏ 用量，温度和时间的影响排在第四位，他们对耐 度和ＮａＣ１浓度的影响达到第一位，随后是ｐＨ值， 第三位是平平加Ｏ的量，温度和时间的影响在同 一水平，它们对耐水颜色稳定性的影响最小。 水颜色稳定性的影响最小。 表７ 各因子对染色后单板耐水性能影响的重要性比较 适当的工艺虽然能在一定程度上提高染色单 板的耐水颜色牢度，但在提高到一定程度后，变 化就很小，单靠改变染色工艺对染色单板的耐水 性能提高作用不是很显著。通过试验发现，最终 染色后和褪色后的单板，颜色深浅和颜色差异还 是比较大。要想提高染色材的应用范围，使染色 单板的耐水牢度更好，单靠改变其染色工艺是不 够的，还需要对染色后的单板进行固色等后处理。 参 考 文 献 ３ 结 论 ［１］ 于志明，赵立，常晓明等．几种阔叶树木材单板的染色工艺 研究［Ｊ］．北京林业大学学报，２００１，２３（１）：６５—６７． 提高染料浓度、延长染色时间，适宜的ＮａＣ１ ［２］ 段新芳．木材颜色技术［Ｍ］．北京：中国建材工业出 版社，２００２ 用量、ｐＨ值和温度，都能提高染色单板的颜色耐 ［３］ 刘志军，张晓燕，刘智．单板染色效果影响因素的分析 水牢度。增加平平加Ｏ用量却使染色单板颜色耐 ［Ｊ］，中国木材，２００３（４）：２７—３１． 水牢度下降；增加表面活性剂的用量，温度过高， ［４］ 陈玉和，陆仁书，郑睿贤．泡桐单板染色因素对色差的影 ＮａＣ１用量过大，ｐＨ值过低，在对染色产生不良 响［Ｊ］．木材工业，２０００，１４（４）：１０． 影响的同时还使染色后单板的耐水稳定性能下降。 第１作者简介：孟黎鹏（１９８１一），男，硕士研究生， 对染色过程中的６个因子对染色后和褪色后 主要研究方向为木材工艺学。 单板的明度和色差的研究表明，各个因子对明度 通讯作者：顾继友（１９５５一），男，教授，博士生导 师，主要从事胶粘剂及人造板的工艺研究。 差，也就是染色后单板的颜色明暗、深浅的影响 收稿日期：２００６—１０—０９ 在同一程度之间没有显著性差异；对于色差，也 就是染色后单板的颜色差别程度的影响，染料浓 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｉｒｃｈ Ｖｅｎｅｅｒ Ｄｙｅｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｌｏｒ Ｆａｓｔｎｅｓｓ ｔｏ Ｗａｔｅｒ ＭＥＮＧ Ｌｉｐｅｎｇ （Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｈａｒｂｉｎ １ ５００４０） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｙｅｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｔｏ ｃｏｌｏｒ ｆａｓｔｎｅｓｓ ｔｏ ｗａｔｅｒ ｂｙ ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｄｙｅｄ ｖｅｎｅｅｒ ａｆｔｅｒ ｐｏａｃｈｅｄ ａｔ ６５￣Ｃ ａｂｏｕｔ １ ｈ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｙｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒ ＮａＣ１ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｙｅ ｐＨ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｄｅｃｒｅｓｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ Ｐｅｒｇａｌ Ｏ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｅｖｅｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ａｍｏｎｇ ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ＝９０％ｌｅｖｅｌ ｈａｄ ｕｎｉ￣ｒｍｉｔｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ ｂｒｉｇｈｔ ｄｅｇｒｅｅ ａｎｄ ｅｖｅｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ａｍｏｎｇ ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｅｅｓ ｉｎ ｄ＝９０％ｌｅｖｅｌ ｈａｄ ｖａｒｙ ｅｆｆｅｃｔ ｔｏ ｃｏｌｏｒ ｆａｓｔｎｅｓｓ，ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｄｙｅ ａｎｄ Ｎａｃｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ ｓｅｃｏｎｄ ｗａｓ ｐＨ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｗａｓ Ｐｅｒｇａｌ Ｏ，ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｓｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｖｅｎｅｅｒ；Ｂｉｒｃｈ；Ｄｙｅｉｎｇ；Ｃｏｌｏｒ ｆａｓｔｎｅｓｓ ｔｏ ｗａｔｅｒ
