染色是一種古老的裝飾工藝 ,中國、印度和埃及早在史前就用某些天然染料來染色。 1 856年鉑金發(fā)明合成染料以后 ,人們對染料的染色原理不斷進(jìn)行研究。有機染料在木材加工領(lǐng)域的使用始于 1 91 3年 ,用苯胺紫對立木染色。 1 93 6年西田博太郎 [1 ]介紹了日本用染色木材制造家具、玩具和木制品的情況 ,使用的染料是直接染料、酸性染料、堿性染料和植物染料 ,認(rèn)為熱水染色法要比冷水浴法染色滲透性好 ,染色效果佳 ;木材樹種不同 ,染色難易程度也不相同。 1 964年大川勇等 [2 ]用自然浸漬的方法浸漬木材。由于木材尺寸大 ,木材內(nèi)部難以均勻染色 ,因此試驗了煮染法。
近些年布村昭夫、橫田德郎、基太村洋子等 [3～ 5]對木材的染色工藝和機理作了較為系統(tǒng)的研究。 1 995年
武井升等 [6 ]用木材的吸光系數(shù) (K)與散射系數(shù) (S)之比 K/ S作為染料吸收速度方程的主要參數(shù) ,并用測色儀對理論進(jìn)行了驗證。我國對木材染色進(jìn)行探索始于 80年代末 [7, 8]。
木材上染率受很多因素的影響 ,而染料的水溶液又是一個復(fù)雜的體系。除染料本身的結(jié)構(gòu)外 ,還隨溶液濃度、染液溫度以及染液中鹽類、助劑的性質(zhì)和濃度等因素而變化。本試驗主要研究木材染色過程中染液主要組成及染色主要工藝參數(shù)對上染率的影響。
1 試驗
1 . 1 試驗材料
蘭考泡桐 (Paulownia elongata)刨切單板 :由河南商丘桐木加工企業(yè)集團(tuán)提供。每種試驗取 5個試樣 ,試樣大小為 50 mm× 70 mm× 0 . 5mm,漂白待用 ,含水率 1 0 %。染料 :酸性大紅 GR。
1 . 2 試驗設(shè)計和方法
木材染色的上染過程是染料離開染液向纖維轉(zhuǎn)移 ,并透入纖維內(nèi)部的過程。隨著時間的推移 ,纖維上染料濃度逐漸增高 ,而染液濃度相應(yīng)下降。纖維吸附的染料量占投入染料總量的百分率為上染百分率 ,上染百分率與時間的關(guān)系即上染速率曲線。在研究染色過程中 ,需要測定染料在溶液中含量或木材上的吸附量 ,其測定方法有多種。本研究利用吸光度 A與濃度 C之間的直線關(guān)系 ,采用可見光分光光度計測定染色前后的染液的吸光度 ,了解染色前后染液中染料的濃度 ,據(jù)此計算泡桐單板對染料的吸附量。染色前后染料濃度的變化量與染色前染液濃度的比值為上染率。各試驗因子對上染率影響的試驗設(shè)計見表 1。
1 . 2 . 1 Na Cl濃度 染液的組成為 1 %染料和 0 . 1 %乙酸 ,染液材積比 (簡稱液比 )1 5∶ 1 ,按表 1配制 6份3 0 0 m L染液 ,在每份染液中取 3 0 m L作染色前吸光度分析。將剩余 2 70 m L染液分成 2等份 ,分別倒入燒杯中 ,一份作染色試驗 ,另一份作空白試驗。將試件置入裝有染液的燒杯中 ,壓實后和空白試液燒杯同時放入水浴鍋中 ,3 0 min升溫至 90℃后 ,保溫 2 . 5h。取出染色試樣 ,將染色殘液和空白試驗液分別倒入量筒 ,加蒸餾水至 1 3 5m L,測其吸光度。
1 . 2 . 2 染液溫度 染液的組成為 1 %染料和 0 . 1 %乙酸 ,液比 2 0∶ 1 ,試驗設(shè)計見表 1。按要求配制 7份40 0 m L染液 ,在每份染液中取 50 m L作染色前吸光度分析。剩余的 3 50 m L染液分成 2等份 ,分別作染
色試驗及空白試驗。將試件置入染液中 ,壓實后和空白試驗液燒杯同時放入水浴鍋中 ,3 0 min升溫至設(shè)定溫度后 ,保溫 2 . 5h。取出試樣 ,將染色殘液和空白試液分別倒入量筒 ,加蒸餾水至 1 75m L,測其吸光度。
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