（木材科学与技术专业论文）人造薄木的形成和胶合机理的研究.pdf

l i i ii ii iii ii l l li llli i i ： y 18 0 7 6 6 8 声明尸明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南林学院或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签名： 日期：幽：鱼：3 关于论文使用授权的说明 本人同意：西南林学院有权保留论文的复印件，可以采用影印、缩印或其它复制 手段保存论文；提交论文一年后，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名： 毕期：一 摘要：木材是人类生产、生活中优异的可再生资源。在天然林资源日益减少的今天， 人工林速生材日益成为木材加工行业的主要原料。人工林速生材一般颜色和花纹不理 想，与珍贵木材的颜色和纹理相差甚大，难以直接作为中高档装饰材料使用。因此开 发高新技术、高质高效利用人工林速生材成为当前木材工业迫在眉睫要解决的难题。 人造薄木( 重组装饰材) 又名科技木，可以说是劣材优用的典例。速生原木经旋切、 漂白、染色、组坯、模压和刨切，得到颜色美丽、木纹漂亮的薄木单板。人造薄木作 为一种较为新型的木质装饰材料，在颜色和纹理上比天然木材都得到了很大延伸，已 广泛地应用于装饰、装修、家具等多个行业，它的发展对木材加工行业的未来以及天 然林资源的保护有着重要的意义。 在人造薄木的制造试验中，首先，通过三因素三水平的正交实验，研究探讨了温 度、浓度、时间对杨木单板染色效果的影响，并讨论了单板的上染率和染透率；其次， 对染色单板做干燥处理，有选择性的进行单板组坯，并对胶水做颜色上的改变；然后 预先做好压板变形时所需要的变形模具；最后，对组坯的染色单板进行施胶、模压， 得到变形木方，刨出纹理美丽、厚度不一的人造薄木。 本研究选用酸性大红、咖啡、金黄、嫩黄、果绿、紫红、湖兰、黑a t t 、媒介棕、 橙十种酸性染料以及木材专用红、黄、蓝染料对杨木、a y o u s 、椴木、贝壳杉单板进 行染色，探索不同颜色与不同单板之间渗透性的关系；用改性脲胶对染色单板进行胶 合、模压，探索木材人造纹理的制造工艺。旨在为高效、广泛速生材提供新的利用途 径。 通过研究，得到以下结果： 1 ) 实验中，选取温度、浓度及时间三因素，作级差分析得到漂白液浓度对单板 漂白效果的影响要大于时间，在此实验中温度影响最小； 2 ) 实验最佳工艺：浓度1 o 一1 5 、时间6 0 m i n 、温度6 0 、n a o h 、n a 2 s i o 。适量； 3 ) 染色试验选取温度、浓度、时间三个因素，对染色结果作级差分析得到：染 料浓度对单板染色的影响最大，其次是温度，时间对单板染色的影响最小； 4 ) 实验最佳染色工艺：染液浓度o 5 一o 9 ，染色时间4 h ，染色温度8 0 ( 保持 4 h ) ，匀染剂适量，促染剂适量，渗透剂适量，得到的染色单板表面基本无花板，可 作为人造薄木组坯用单板； 5 ) 在颜色方面，本实验试制出了黑榉、黑菱、鸡翅木、藤木、乌斑、樱桃、古 典樱桃木、柚木、黑胡桃、红胡桃、橡木、水洗橡木、金黎木、灰黎木、银黎木、幻 彩木、榆木、白源、白栓、白冰树、沙比利、黑檀、紫檀、黄檀、斑马、灰铁刀、紫 铁刀、黑橡、水洗黑橡、枫木、银杏、麦哥利等； 6 ) 在木材纹理方面，试验成功的纹理有：径向纹理、半径向纹理、粗细纹理、 山纹( 弦向纹理) 、涡纹、猫眼、雀眼、树瘤、白冰树、布纹、水波、石纹、幻彩、 麦穗、菱形等。 关键词：人造薄木；单板漂白；单板染色；单板胶合；模具；木材纹理； a b s t r a c t ：t h el u m b e ri st h ef i n er e g e n e r a t i o nr e s o u r c e sf o rh u m a n sp r o d u c t i o na n dl i f e t o d a yw h i c hi s t h ew i l dw o o dr e s o u r c er e d u c e si n c r e a s i n g l y ，a n dt h ep l a n t e df o r e s t f a s t - g r o w i n g m a t e r i a lb e c o m e st h e p r i m a r y m a t e r i a lf o r w o o d w o r k i n gp r o f e s s i o n i n c r e a s i n g l y t h eg e n e r a lc o l o ra n dt h ed e c o r a t i v ep a _ t t e ma r en o tv e r yw e l lf o rt h ep l a n t e d f o r e s tf a s t g r o w i n gm a t e r i a l ，iti sd i f f e r e n c ef r o mv a l u a b l el u m b e r s ，t h e r ea r ed i f f i c u l t yi n u s ef o rs u p e r i o rd e c o r a t i o nm a t e r i a l s n o w a d a y sw h i c hi sd i f f i c u l tp r o b l e mt os o l v ef o r w o o di n d u s t r yt h a td e v e l o pn e wt e c h n o l o g y ，h i 曲一g r a d ea n dh i g he f f i c i e n c yu s i n gt h e p l a n t e df o r e s tf a s t g r o w i n gm a t e r i a l m a n m a d ev e n e e ra l s on a m e sr e c o n s t i t u t e dd e c o r a t i v e v e n e e r ( r d v ) ，i tc a nb es a i dt h a tag o o de x a m p l ef o rm a t e r i a lo fp o o rq u a l i t ya sh i g h q u a l i t y m a n m a d ev e n e e ra sa n e wd e c o r a t i o nm a t e r i a lw h i c hi sc a nb ed y e do nc o l o ra n d d e c o r a t i v ep a t t e r nc o m p a r ew i t hn a t u r a lv e n e e r i th a sa l r e a d yb e e nu s e do nd e c o r a t i o n , f u m i t u r ea n do t h e ro c c u p a t i o n ，i t sd e v e l o p m e n th a st h ev i t a ls i g n i f i c a n c et ot h ef u t u r eo f w o o d w o r k i n go c c u p a t i o na sw e l la st h ew i l d w o o dr e s o u r c e s p r o t e c t i o n i nt h em a n - m a d ev e n e e rt e s t , f i r s t l y ，t h r o u g ht h r e ef a c t o r sa n dt h r e el e v e l so r t h o g o n a lt e 瓯 t h er e s e a r c hh a sd i s c u s s e dt e m p e r a t u r e ，c o n c e n t r a t i o n ，a n dt i m et ot h ep o p l a rv e n e e rd y e i n g i n f l u e n c e ，a n dd i s c u s s eo nt h ep e r c e n t a g eo fv e n e e rd y i n g t h e n ，d y i n gv e n e e ri sm a d et h e d r y i n gp r o c e s s ，a n ds e l e c t i v e l yc a r r i e so nt h ev e n e e rg r o u ps e m i f i n i s h e dp r o d u c t , a n d m a k e si n t h ec o l o rt ot h eg l u ew a t e rt h ec h a n g e ；t h ed i s t o r t i o nm o l dw h i c hi na d v a n c et h e n c o m p l e t e st h ec l a m pd i s t o r t sw h e nn e e d s f i n a l l y ，c a r r i e so ns p r e a d ，t h em o u l dp r e s s i n gt o t h eg r o u ps e m i f i n i s h e dp r o d u c t sd y e i n gv e n e e r , o b t a i n sb e a u t i f u lw o o dg r a i n , t h i c k n e s s v a r i e sm a l l m a d ev e n e e r t h i sr e s e a r c hs e l e c t sa c i db r i g h tr e d ，c o f f e e ，g o l d e ny e l l o w ，l i g h ty e l l o w , l i g h tg r e e n ， p u r p l i s hr e d ，l a k eb l u e ，b l a c ka t t ，m e d i u mb r o w n , o r a n g et e na c i dd y e sa sw e l la st h e l u m b e rs p e c i a ld y e ，l u m b e rr e dy e l l o w , b l u ed y et ot h ep o p l a r , a y o u s ，t h el i n d e nv e n e e r c a r r i e so nt h ed y e i n g ，a n dd i s c u s sd i f f e r e n tc o l o ra n db e t w e e nt h ed i f f e r e n tv e n e e rt h e p e r m e a b l er e l a t i o n s c a r r i e so nt h ea g g l u t i n a t i o n , t h em o l dp r e s s i n gw i t ht h em o d i f i e du r e a r u b b e rt ot h ed y e i n gv e n e e r 耵圮e x p l o r a t i o nl u m b e rm a n - m a d et e x t u r ef a b r i c a t i o n t e c h n o l o g y b ef o rt h ep u r p o s et o ，t h ew i d e s p r e a df a s t - g r o w i n gm a t e r i a lp r o v i d i n gt h en e w u s ew a y h i g h l ye f f e c t i v e t h r o u g ht h er e s e a r c h , o b t a i ns e v e r a lr e s u l t sa sf o l l o w i n g ： ( 1 ) i nt h et e s t ，s e l e c t e dt e m p e r a t u r e ，c o n c e n t r a t i o na n dt i m ea st h r e ef a c t o r s ，t ot h ev e n e e r b l e a c hm a k et h eg r a d i n ga n a l y s i sa n df o u n dt h a tt h ec o n c e n t r a t i o no fb l e a c hl i q u i di sm a x ， a n dt i m ei sr a i n i i i ( 2 ) t h eo p t i m a lp r o c e s s i n go fb l e a c ht e s t ：c o n c e n t r a t i o no fb l e a c hl i q u i df r o m1 0 t o 1 5 ( m a s sp e r c e n t a g e ) ，t i m ek e e pi n6 0 m i n ，t e m p e r a t u r ea t6 0 c ，n a o ha n dn a 2 s i 0 3a l e s u i t a b l e ( 3 ) t h ed y et e s ts e l e c t e dt e m p e r a t u r e ，c o n c e n t r a t i o n , t i m ea st h r e ef a c t o r s ，t h er e s u l t so f d y i n gt om a k et h eg r a d i n ga n a l y s i sa n do b t a i nt h a tt h ed y ec o n c e n t r a t i o no fi n f l u e n c ei s m a x ，n e x ti st h et e m p e r a t u r e ，d y i n gt i m eo fi n f l u e n c ew h i c hd y e st ot h ev e n e e ri sm i n ( 4 ) t h eo p t i m a lp r o c e s s i n go fb l e a c ht e s t ：l i q u o rc o n c e n t r a t i o nf r o m0 5 t o0 9 ( m a s s p e r c e n t a g e ) ，d y e i n gt i m ek e 印i n4 h , d y e i n gt e m p e r a t u r ea t8 0 c ，s e v e r a la g e n t sa l ea d d e d i n t ol i q u i da n dw ec o u l dg e tv e n e e r 晰mn od i s c o l o r a t i o n ，i tc o u l db et a k e ni n t ot h e m a n m a d eo r i g i n a lv e n e e r ( 5 ) i nt h eg r a i na s p e c t , t e s ta n ds u c c e s s e sk i n d sv e n e e ra sf o l l o w i n g ：b l a c kb e e c h ，c h i c k e n w i n gw o o d ，c l a s s i c a lc h e r r y ，t e a k , b l a c kw a l n u t ，r e dw a l n u t ，w h i t eo a k ，w a s h i n gw h i t eo a k , a s hl im u , i m a g i n a r yc o l o rw o o d ，e l m ，w h i t ei c e t r e e ，s a p e l e ，e b o n y ，z e b r a , w e n g e ， m a p l e ，g i n k g o ，m a c o r e ，e t e ( 6 ) i nt h ew o o dg r a i na s p e c t , s u c c e s s e sq u a t o r - s w a ng r a i n ，f l a t - s w a ng a i n ，s p e c i a l - s w a n g r a i n , a r t i s t i cd e s i g ng r a i n ，f o re x a m p l eb u d ，c a t se y e ，b i d se y e ，e t c k e yw o r d s ：m a n - m a d ev e n e e r , v e n e e rb l e a c h , v e n e e rd y i n g ，v e n e e rb o n d i n g ，m o u l d ， w o o d g r a m i v 目录 目录 1 绪论1 1 1 前言1 1 2 研究的目的与意义1 1 3 木材染色研究现状3 1 4 国内外工业发展6 1 5 论文研究内容9 2 单板调色l0 2 1 漂白1 0 2 1 1 木材漂白剂1 l 2 1 2 木材漂白机理1 2 2 2 杨木漂白工艺1 2 2 2 1 材料与方法1 2 2 2 1 1 实验材料、药品、设备1 2 - 2 2 1 2 漂白方法1 3 2 2 1 3 单板漂白因素1 3 2 2 2 结果与分析1 3 2 2 2 1 单板漂白的分析方法及效果评定1 3 2 2 2 2 对温度、浓度及时间分析1 5 2 3 仿白枫工艺1 6 2 3 1 材料与方法1 6 2 3 1 1 实验材料、药品、设备1 6 2 3 1 2 薄木制造1 6 2 3 1 3 薄木漂白1 6 2 3 1 4 试验方法1 7 2 3 1 5 影响因素1 7 2 3 2 结果与分析1 7 2 3 2 1 胶层颜色评定1 7 2 4 染色1 8 2 4 1 木材染料1 9 2 4 2 染料着色机理2 1 2 5 酸性染料染色工艺的研究2 2 2 5 1 材料与方法2 3 2 5 1 1 实验材料和设备2 3 2 5 1 2 试验方法2 3 2 5 1 3 单板染色的因素2 3 2 5 2 结果与分析2 4 2 5 2 1 单板染色的分析方法及效果评定2 4 2 5 2 2 对温度、浓度及时间分析2 5 2 6 酸性染料上染率测定2 6 2 6 1 材料与方法2 6 2 6 1 1 试验材料和设备：一2 6 2 6 1 2 标准浓度溶液配制2 6 人造薄木的形成和胶合机理的研究 2 6 1 3 染料吸收系数的测定2 6 2 6 1 4 染液浓度和上染率计算2 7 2 6 2 结果与分析2 8 2 6 2 1 染料吸收系数2 8 2 6 2 2 染料上染率3 1 2 7 仿珍贵木材染色3 2 2 7 1 材料和方法3 2 2 7 1 1 试验材料和设备3 2 2 7 1 2 试样3 2 2 7 1 3 染色方法3 2 2 7 1 4 调色方法3 2 2 7 2 结果与分析3 3 2 7 2 1 人造薄木染色结果3 3 2 8 小结3 5 3 胶粘剂3 6 3 1 胶粘剂的选择3 6 3 1 1 固体含量和粘度3 6 3 1 2 适用期3 7 3 l3 固化条件、时间3 7 3 2 水性高分子异氰酸酯胶黏剂3 8 3 2 1 粘接机理3 8 3 3 水性高分子异氰酸酯胶合试验4 0 3 3 1 材料与方法4 0 3 3 1 1 试验材料、药品、设备4 0 3 3 1 2 试验目的4 0 3 3 1 3 试验方法4 0 3 3 2 结果与分析4 1 3 3 2 1 k r l l 型胶黏剂性能测定4 l 3 3 2 2 k r l l 型耐水性分析4 l 3 4 人造薄木用脲醛树脂4 2 3 4 1 增韧剂4 2 3 4 2 增粘剂：一4 2 3 4 3 固化剂4 2 3 4 4 颜料4 3 3 5 脲醛胶粘剂改性4 4 3 5 1 材料与方法4 4 3 5 1 1 试验材料、药品、设备4 4 3 5 1 2 试验方法4 4 3 5 1 3 影响因素4 4 3 5 2 结果与分析4 4 3 5 2 1 结果评定4 4 3 6 小结4 6 4 花纹和模具4 8 4 1 花纹4 8 2 日录 4 1 1 木材花纹定义与形成4 8 4 1 2 人造薄木花纹4 8 4 2 单板组坯5 0 4 2 1 单板分色5 0 4 2 2 组坯公式5 0 4 3 模压成型5 l 4 3 1 模具5 1 4 3 2 模具设计5 2 4 3 3 力口压成氆5 2 4 4 人造薄木仿黑檀5 3 4 4 1 试验材料与方法5 3 4 4 1 1 试验材料5 3 4 4 1 2 试样5 3 4 4 1 3 试验方法5 3 4 4 1 4 影响胶层因素5 3 4 4 1 5 试验评定方法j 5 4 4 4 2 结果与分析5 4 4 4 2 1 单板花纹评定5 4 4 4 2 2 胶层颜色评定5 5 4 5 小结5 5 5 结论与建议5 7 5 1 结论5 7 5 2 建议5 9 参考文献6 0 至5 【谢。6 7 附图。6 8 3 1 绪论 1 绪论 1 1 前言 木材的优异性能和可再生性决定了它们成为人们生产、生活中不可缺少的重要材 料【l 】。它是一种各向异性的天然材料，与钢材、水泥、塑料不同，木材内部具有很多 孔隙和较大的内表面积，使其具有吸湿、吸音、隔音、隔热效果以及较好的弹性和较 大的强重比。另外木材纹理更是给人以较好的触觉和视觉，所以木材广泛被人们所喜 爱和利用【2 】。 木材工业是国民经济的组成部分，发展木材工业对社会的发展和人们的生活水平 的提高具有重要意义。主要产品有原木、锯材、人造板、木质家具、木质地板、木质 装饰材料等。国内2 0 年代初，开发、利用速生材制造的人造薄木，属于木材工业的 范畴。随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对林产品的需求量也在不断增大 【2 】。与之相适应的原木资源、森林资源都急剧减少，这使得木材供需出现了问题。而 我国属于严重缺林少材的国家，森林覆盖率低，木材资源相对缺乏。拥有森林面积仅 占世界4 左右，人均森林蓄积量更是在世界平均水平之下【3 】。木材资源不足，结构 性短缺呈加剧趋势，而木材工业又属资源约束型产业，资源不足严重制约了木材工业 的发展【4 】。现在人们对生态环境的保护日益重视，国家实施了“天保 工程，控制木 材采伐量，这种矛盾日渐加剧。人们可以获得的天然木材资源也随之逐年减少，尤其 是大径级的原木供应更为紧张。 虽然我国人工林速生丰富，但人工林木材特别是大量培育的人工林杨木和杉木等 与天然林木材相比：密度低、材质松软、材质不均、物理力学性能较差，含水率高且 分布不均，花纹不明显和材色单调等天然缺陷，易产生干缩变形等。一般难以直接作 为结构材和装饰材料使用。因而，如何更好的综合高效利用人工林资源是木材加工业 急需解决的问题【5 6 】。 1 2 研究的目的与意义 人造薄木( 重组装饰材) ，又名科技木，r e c o n s t i t u t e dd e c o r a t i v ev e n e e r 。最早产 生于2 0 世纪3 0 年代，至今已有半个多世纪的发展历程。此期间，英国、意大利、中 1 人造薄术的形成和胶合机理的研究 国、日本都进行了大量的研究开发，并取得了可喜成就。它作为一种木质装饰材料已 广泛地应用于多个行业，特别是装饰装修和家具业。早先，在英国和意大利开发了将 普通树种单板用漂白剂进行脱色处理【7 、8 9 1 ，然后对木材进行染色处理，木材染色用 到的染料大都是轻纺织业的染料，其中最常见的三种是酸、碱以及中性染料1 0 1 1 1 2 1 ， 再将单板层积胶合成木方，经模压刨制成仿珍贵树种木材色泽纹理。意大利的a l p i p i e f r o 公司最先将其产业化和商品化，随后，日本及西欧等国家亦开始生产。天然 薄木是用珍贵树种木材经剖方、蒸煮、刨切而成的高级饰面材料。随着经济的发展， 人类生活水平的提高，装饰装修及家具业的发展使得人们对木质装饰材料的需求量一 直在增加1 1 3 1 ，而就全球的天然木材资源来看，珍贵树种的森林资源越来越少，供需矛 盾日显尖锐。如何协调“发展”与“资源 ，己经成为一个迫在眉睫的问题【1 4 1 。根据 我国第五次国家森林资源调查统计，我国森林蓄积1 2 5 亿m 3 ，排名世界第五位，但 人均占有量仅占世界平均水平的1 8 ，木材供需矛盾不断加剧，产量也逐年递减，国 产木材缺口将扩大到6 0 0 0 万m 3 。传统的珍贵薄木材料水曲柳不仅资源逐渐枯竭，且 径级减小，等级下降。因此，利用普通木材、甚至低质速生木材制造人造薄木，以人 造薄木替代天然薄木，势必将起到保护天然林、天然珍贵树种的作用，同时也能较好 的解决薄木供需矛盾i l 引，更是具有可持续发展的重要意义。 现代人们的消费观念越来越趋向于贴近自然木材，尤其是具有美丽花纹的木材的 用量越来越大，市场的需求也逐年增加。而花纹美丽的木材绝大部分是珍贵树种，数 量有限而且生长缓慢【l5 1 。中国是一个少林的国家，长期依赖进口的局面。据统计，2 0 0 2 年我国原木和锯材进口量分别比2 0 0 1 年增长4 4 0 3 和3 3 5 6 ；2 0 0 3 年阔叶原木进 口量同比增长2 4 0 9 ，而且预计今后几年内还将增长；另一方面，森林与人类的生 存息息相关，人类需要一个绿色的地球，保护天然林是人类的责任，限伐和人们的需 求产生了不可避免的矛盾【1 6 l 。 对低质材、速生材进行加工，提高木材附加值，使其具备珍贵木材的特征，已成 为木材加工业可持续发展的新课题。人造薄木以天然木材为原料，在其制造过程中不 破坏木材的微观结构和固有属性，保留天然木材隔热、绝缘、调湿、调温等所有的自 然属性【1 7 】。同时，人造薄木除了模仿珍贵木材纹理之外，还可以充分发挥想象力，制 造出天然木材所不具有的色泽、纹理，使薄木在视觉方面得到了延伸【1 8 】。人造薄木逐 渐在全世界突起，发展迅猛，以其优异的性能、美丽的外观、低廉的价格，易于施工 2 1 绪论 和高的效益而成为最具市场竞争力的饰面材料，更是有取代天然薄木之势。究其原因， 不难发现，人造薄木具有一系列优势所在。主要表现在以下几点：源于木材，优于木 材；真实感强；花色品种多；整张化，利用率高；施工简便、工作效率高；用途广泛； 充分、合理、优化和高效利用木材，且效益可观【1 9 1 。我国人造板产量已有相当规模， 对装饰材料的需求量很大，人造薄木的开发利用，为速生和普通树种木材的利用开辟 了新途径，可以有效缓解高档装饰珍贵木材这一稀缺资源的供需矛盾。本项目人造薄 木的研究成功，将强有力地推动人造板、家具、室内装饰等行业的发展，为保护珍贵 树种资源，增加速生人工林的工业化用途，满足人民物质生活的需要，同时推动我国 木材深加工领域的可持续发展，前景十分广阔，具有十分重大的意义【l5 1 。 本项目的研究目的是利用普通树种制造珍贵薄木，为缺少珍贵天然薄木当今解决 供需矛盾；弄清形成木材花纹组织的排列规律，根据这些规律重新人为的组合新的人 造花纹，模拟出新的木材花纹；弄清木材染色的基本原理和技术，为速生工业用材的 利用提供新的途径。 1 3 木材染色研究现状 虽然我国木材染色技术的历史悠久，但直到2 0 世纪8 0 年代末期才开始对木材染 色理论和木材染色技术进行较为系统的研究，并取得一定的成果。到8 0 年代中期， 我国广东等南方沿海城市也曾大量使用人造薄木贴面胶合板进行室内装修，但是人造 薄木主要是从日本、香港等地购进。而我国学者对木材染色理论和技术等研究给予了 极大的关注，李坚和刘元等对国外特别是日本这一方面的研究成果和发展动态率先向 国内作了介绍【砒1 ”，也有不少人进行人造薄木的研究。但是由于生产工艺的问题导 致人造薄木的外观质量不理想，因而未形成工业化生产。之后赵广杰等研究了木材染 料在木材中的移动和渗透 2 2 1 ，黄宗骥等人1 9 9 7 年开始以速生杨木单板为基材，经干 燥、漂白、染色等工艺处理后，生产仿花梨木单板【2 3 1 。段新芳研究了人工林杉木和毛 白杨化学组分的染色性能及壳聚糖前处理木材表面的染色技术 2 4 1 。徐剑莹等研究了香 樟木单板仿黑胡桃木单板【2 5 1 ，1 9 9 8 年，林金国等采用酸性橙、直接兰、碱性绿等3 种染料，以2 种染液浓度，对福建产杉木、马尾松、米储、木荷及毛竹等5 种重要木 竹材的切片进行染色试验和显微观察，阐明了3 种染料对木竹材各种细胞的染色性， 揭示了木竹材的染色机理，为木材染色工艺的进一步研究打下基础【2 6 】。邓邵平等通过 人造薄小的形成和胶合机理的研究 试验，分析了染液浓度、染色时问、温度和试件尺寸对福建产2 种常见树种木材单板 染色工艺的影响规律，为人造装饰单板制造工艺提供了一定的理论依据【27 1 。胡淑宜等 研究了木材主要化学成分的染色及其对木材纹理的影响，试验证实同一染料对木材的 主要化学组分的染色性不同，不同染料对木材纹理的深化程度不同【猫j 。于志明比较了 毛白杨、兰考泡桐与针叶树材红松、马尾松等实体木材的染色性能，研究表明，染色 材物理化学性能和胶合性能有所变化。毛白杨的渗透性优于兰考泡桐，红松的渗透性 优于马尾松。采用真空处理和浸提处理，可以大幅度提高染料的渗透性和染色质量。 段新芳等采用酸性染料桔黄，研究了毛白杨主要组分与酸性染料的相互作用。结果发 现，纤维素和半纤维素不能上染，木质素染色性能良好，并且3 者均未与染料反应生 成新的官能团1 2 9 j 。陈玉和等介绍了木材水溶性染料染色液的组成，详细阐述了木材深 度染色和表层着色的工艺参数，讨论了影响木材染色效果的主要因素，并就我国木材 染色工业的发展提出了建议。随后，对泡桐单板的材色变化规律、单板染色及影响因 了肪红木利用等方面进行了富有成效的研究【3 0 】。鲍甫成等探讨了木材构造和木材染色 效果之问的相关性变化规律，采用比较多元回归分析标准回归系数的方法，确定影响 杉木染色效果的主要解剖因子为木射线比量、管胞比量、晚材管胞弦壁厚和晚材管胞 壁腔比掣3 1 j 。陈桂华等对美洲黑杨单板的染色工艺进行了初步研究，探讨了染液温度、 浓度，p h 值、染色时间对染透率和表面效果的影响，以及助剂对染色单板耐水性、 耐光性的影响，提出了较佳的杨木单板染色工艺参数【3 2 j 。马掌法等分别研究了人工杉 木、泡桐等木材的染色工艺【3 1 。3 3 1 。徐鹏比较了单板染色工艺并研究了如何正确解决单 板染色加工过程中出现的质量问题【3 伯5 1 ，仿珍贵薄木染色研究方面，陈玉和研究了 仿黑胡桃薄木染色与贴面技术【3 6 。3 8 】。李宁等探讨了木材染色处理工艺参数对颜色孥牢 度的影响1 3 9 1 。于志明等选取毛白杨、泡桐、马尾松和红松等树种，采用真空浸注法， 研究了木材染色预处理工艺和染色工艺条件对木材中染料渗透机理的影响m 】。顾丽莉 等采用酸性染料对低质木单板进行染色对比试验，提出酸性染料对川滇恺木杨、西南 桦木等低质阔叶树材有较好的易染性，并对影响染色工艺的因素进行了初步探讨 4 h 。 林细蛟等描述了稀土助染效果，并且根据稀土与染料、纤维的相互作用探讨了助染机 理，指出稀土离子在纤维表面的吸附、渗透，可增加某些染料和稀土的络合，有利于 染刨4 2 1 。孙丽等研究了薄木染色的方法【4 3 】，张建辉等也对仿珍贵木材的单板染色技 术作了研究l 4 4 j 。研究表明选用速生木板作基材，经干燥、漂白、染色等工艺处理后， 4 1 绪论 与珍贵木材十分相似，达到了以假乱真效果。杂交鹅掌揪木材含有丰富的内含物，木 材不易漂白，对漂白的耐水性与耐光性效果也可能会有影响【4 5 】。 在国外，木材工业用有机染料源于1 9 1 3 年苯胺紫的立木染色 4 6 1 。1 9 5 0 年，美国 的c o x r m 和m i l l a r y 提出了木材染色的简单工艺。1 9 5 1 年美国一染料公司用自己生产 的染料进行木材染色，并称为不褪色的染料，引起了各国科技工作者的重视。捷克、 波兰和法国等也相继发表了木材染色方面的文章。前苏联于2 0 世纪5 0 年代后期开始 木材染色的试验研究，并出版了专著。2 0 世纪7 0 年代，意大利首先应用木材染色技 术生产染色单板，英国和意大利最先开发出仿珍贵树种木材色泽、纹理和图案的人造 薄木制造技术；意大利的a l p i p i e f r o 公司最先将其商品化，随后日本及西欧等国 也开始生产 4 7 - 5 3 】。目前，意大利、英国和日本等国家已实现了木材染色生产工业化。 德国、意大利的木材染色工艺已形成了自己的专利技术晔l 。国外近2 0 年来，有机染 料迅猛发展【5 引。在木材染色方面，日本许多学者也是对木材染色的基本理论及技术作 了大量的研究，日本西田博太郎报道了直接染料、酸性染料、碱性染料对不同树材的 染色1 5 6 1 。大川勇尝试差温染色法，将加热木材浸到冷染液中，通过木材内部的负压并 利用高频加热使染料顺利地渗透到木材内部【5 7 1 。布村等研究了木材中染料的渗透，发 现主要发生在木材的纵向，在横向几乎不发生。尽管木材纹孔的直径以微米计量，而 染料分子的为0 1n m 范畴，但木材中的染料渗透很复杂，染色时间与温度、染液浓 度等都对渗透有影响。横田德郎研究了化学药剂在木材中的渗透机理，认为渗透的横 向通道为壁间纹孔构成的系统，以及瞬间空隙沟通的渠道【5 引。1 9 6 4 相泽正介绍了适 宜木材用染料和颜料的种类矧。1 9 7 6 日本学者龟井益祯归纳了木材适用染料 6 0 l 。1 9 6 9 基太村洋子、掘池清等对木材染色性能做了系统研究 6 1 - 7 1 1 。研究包括：木材和染色木 材的耐光性等；木材化学组分和木材构造组织的染色性能：染料在木材组织内的渗透 和扩散及染料的选择：混合染料的成分分析和配色的研究。峰村伸哉、井泽利运治、 中岛俊研究了化学药剂的木材着色性能和木材变色 7 2 - 7 6 。矢田茂树等对染色进行了显 微观测，研究了染液在木材中的渗透性及木材表面自由能的影响【7 7 1 。1 9 8 7 年平林靖 彦研究了壳聚糖对木材表面性能的改良，并做了耐光性研究7 8 - 7 9 。添野丰介绍了木材 浸渍染色的种类和条件，开展了木材表面纹理染色、花纹染色、突出木射线染色和多 色染色等技术体系的研究并研制出了塌泡技术和装置，采用真空加压方法进行实木染 色【g o 。1 9 9 1 年松浦力介绍了染色木材的性能评价方法，对染色力及影响因子进行了 5 人造薄小的形成和胶合机理的研究 研究f 8 l 】。1 9 9 5 年s i n g h ，a p 研究了染液的渗透性f 蚴。1 9 9 6 年樱川智史对木材漂白、 染色、染色材光变色防止等技术进行了系列研列8 3 】。酒井温子等利用渗透性不同的两 种戴多种染料组合到一起对木材进行多色染色，渗透性好的浸润到木材内部的晚材， 而渗透性差的只渗透到木材表面及早材，干燥、刨切后会形成两种或多种颜色。在木 材染色方面，日本有众多专利，曾提出采用分散碱性染料复合盐，通过微分散方法， 只溶解染料的复合盐得到分散碱性染料复合盐进行染色，用这种方法着色后颜色鲜 艳，几乎没有缺陷。同时，中山弘明提出用含阴离子染液使其渗透扩散到单板中去， 再用含有阳离子活性剂的缓染剂涂敷在单板表面，并用加热处理的方法生产染色单板 o s 4 。饭岛帮夫在染色方法中还提出以热带材为试材，采用先预处理，再染色的方法， 可以使材料内部染色【8 5 1 。1 9 8 3 日本学者也曾提出以被染木材的抽提液为溶剂进行染 色，这样染色的效果良好，颜色稳定，耐光性也好。 1 4 国内外工业发展 在国外，自二十世纪七十年代起，意大利、英国、日本等国先后开发了以普通树 种旋切单板为原料，经过单板漂白、染色，按一定方式顺纹组坯湿粘冷压制成木方， 在单板坯的侧面按一定角度刨切制得人造薄木的生产工艺。1 9 6 5 年，首先在意大利 的a l p i p i e f r o 公司实现人造薄木产业化生产并最先将其商品化，这种新型材料最 初在市场上被称为“l e r i e x 板，随之英国也研制出人造薄木产品。在日本，一些公 司曾经设有人造薄木的研究开发中心，专门从事人造薄木整套生产工艺技术的研究开 发，1 9 7 2 年日本也投入了工业化生产，在日本市场中，人造薄木被称为“人工化妆 单板”和“工艺铭木”。由于起步相对较早，技术发展的也相对较快，一些从事单板 染色、薄木生产的厂家，如日本松下公司等，他们在木材染色、仿生设计等多个领域 取得了可喜的成就，并且不断有