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人造薄木生产中单板的漂白工艺

信息来源:wood-china.com  时间:2014-06-24  浏览次数:418

    人造薄木是一种新型的木质表面装饰材料,它一般以普通树种旋切单板为原料,经漂白、染色、湿粘层积组合、冷压成木方,再创切制成,因此人造薄木制造的第一关也是比较重要的一环就是对单板进行漂白脱色。通过这种处理可以消除材色的浓淡偏差、除去各种原因引起的污染变色,使材色变浅,染液更容易渗透。所以漂白处理是单板染色前的重要工序。
    1 木材颜色的成因
    木材颜色多种多样,影响木材颜色的产生与变化的因素很复杂,主要包括以下几个方面:一是化学成分的影响,主要是指木材中的本素、木材抽提物和某些尤机盐类对木材材色的影响;一是心材化作用的影响,即随着边材向心材的转化和心材化作用的增强,心材中的色素物质和酚类化合物直接或间接地使心材显示各种色调。此外,树木周围的环境对材色也有一定的影响,如周围环境中的微生物作用、太阳光的光幅射作用及木材中的某些化学组分在空气中的氧化作用等,都有可能使木材产生一定程度的变色。其中,木材的化学组成是影响木材颜色的产生与变化的最根本原因。
    木材之所以呈现各种颜色,是由于它对波长380—780nm(纳米)的可见光反射所致.在可见光谱范围内,不同波长的辐射可引起人的不同颜色感觉:700nm为红色、580nm为黄色、510nm为绿色、470nm为蓝色等等。如能将可见光谱中各种波长的光完全均一地反射,那么这种物质的色调就是类似于纸面那样的白色;相反,对各种波长的光能够完全吸收的物质,其色调就是纸面上印刷铅字的黑色.物质对可见光谱的选择吸收决定于构成这种物质原子的最外层电子的特性,而组成木材的有机化合物的各种原子的电子,恰好具有在可见光谱范围内产生选择吸收的可能性,因为其中含有与颜色关系密切的含有。电子的C=C、C=O、苯核等发色基团以及一OR、一NR2 、一Cl等孤立电子对的助色基因.当木材中的成分木素和浸出物的分子中含有共轭双键结构时,因电子活动性大,电子跃迁所需激发的能量小,吸收光波长,因而使吸收光谱从紫外光区移向可见光区,使木材产生各种颜色.
    木素是木材的主要成分之一,在绝干木材中约占20%一30%,其基本的化学结构是苯基丙烷衍生物。在木素大分子中含有许多发色基团,如苯环、碳基、乙烯基和松柏醛基,其中松柏醛基由三个基本发色基团(苯环、碳基和乙烯基)组成,是一种含有C=O和C=C共轭结构的大型发色基团,因此许多学者认为木素是木材产生颜色的主要来源。
    2. 漂白剂的确定及漂白机理
    2.1 漂白剂的确定
    由于木材漂白是通过氧化、还原反应来实现的,因此具有氧化性或还原性的化合物均有漂白作用。还原性漂白剂主要有含氮类化合物、含无机硫类化合物、含有机硫类化合物和酸类等,这类漂白剂较少用于漂白木材。因此木材漂白最常用的方法还是利用氧化剂氧化脱色法,用于木材漂白最常用的氧化剂有过氧化氢、次氯酸钠、亚氨酸钠以及漂白粉等。用漂白粉漂白,有不溶解物质碳酸氢钙。粘附于单板表面,使木材失去原有色泽;亚氨酸钠虽然漂白能力很强,但由于目前国内主要靠进口供应,价格较贵,也很难买到,使用起来很不方便;而次氯酸钠漂白能力又较差,所以,目前木材单板漂白最常用的化学药剂是过氧化氢。过氧化氢不但漂白能力强,无污染,而且价格适中,购买容易。
    2.2 漂白机理
    过氧化氢离解产生的过氧氢离子具有极强的氧化能力,能使木素中一些带色的基因如对酿、邻酿等被氧化裂开而成为无色基因,从而提高了木材白度。
    3、单板漂白工艺
    漂白工艺流程如下:待漂单板->碱处理->水洗虑干->主漂(加漂白剂、助剂)->后处理
    3.1 碱处理
    利用碱液进行预处理是单板漂白过程的第一阶段,它主要起到以下几方面的作用:第一,对单板起净化作用,可以消除木材表面的色斑和污迹;第二,木材中相当一部分树脂和可溶性有色物质在碱溶液中能浸提出来,有利于减少主漂过程中漂白剂的消耗;第三,通过对纤维素和半纤维素的润胀,增加单极的渗透性.碱液的浓度可视单板表面的脏污程度及木材内含物的高低情况来具体决定.碱处理一般采用烧碱,浓度0.5%一1.0%,时间10—20min,室温条件即可。
    3.2 水洗滤干
    在碱处理过程中溶于碱液中的树脂及有机酸等其它杂质要用大量的清水反复冲洗清除掉,这样既可以节省漂白剂,又可以防止因单板表面存在的某些杂质造成过氧化氢的无效分解。水洗后的单板经滤干即可进入主漂工序。
    3.3 主漂
    主漂是单板漂白过程中最重要的阶段,在这一阶段通过过氧化氢的氧化作用,使木素侧链上的共轭双键断开,发色基团破裂,吸收光谱向紫外光区移动,导致单板色泽变白或变浅,从而达到单板漂白的目的。该过程中,加碱有利于反应进行,但在强碱性溶液中,过氧化氢也会分解而放出氧,这种不必要的反应将使过氧化氢的消耗量大大增加;而 pH小于 9时,过氧化氢电离又很缓慢,所以科学地控制漂白液的pH值十分重要。实验证明,以过氧化氢为主剂的漂白液其 pH值以 9.5—11为宜,过高或过低都不利。pH值的控制通常是通过加入氢氧化钠或硅酸钠等来实现的.

    制通常是通过加入氢氧化钠或硅酸钠等来实现的.
    3.4 后处理
    漂白后的单板,由于还留存有未经反应的过氧化氢及其它碱液和助剂,影响单板的正常染色,所以后期处理必须用大量的清水将单板彻底清洗至中性,再滤干。
    4 主要参数的确定
    4.1 漂白液浓度
    漂白液浓度是影响漂白质量好坏的一个重要因素,浓度太高会造成浪费,影响经济技术指标;太低则影响漂白效果.实验发现,当双氧水浓度超过6%时,增加漂液的浓度对单板白度的增加不很明显;而当漂液浓度低于2%时,即使延长漂白时间,其漂白效果也不理想,特别是在漂颜色较深的单板时,很难漂透.实验证明,漂白单板较适宜的浓度应在3%一6%之间,最好是5%左右.
    4.2 漂白液温度
    漂白温度也是影响漂白指标的主要因素之一,漂液温度低,双氧水分解缓慢,漂白速度相应放慢,特别是当温度低于15℃时,漂白进程极其缓慢,而且漂透率也极低,随着温度升高,双氧双分解加快,漂白速度也随之加快,但若温度太高,双氧水分解太快,其有效作用时间就会缩短.根据实验研究,漂液温度以25—35 C为宜,这样既不过多增加生产成本,又可以取得较好的漂白效果.
    4.3 漂白时间
    漂白时间是漂白过程中又一个十分重要的参数。时间太短,漂白不透,内外会有明显色差,直接影响漂白效果;时间过长又会延长工时及生产周期,直接影响经济效益.因此,一定要掌握好漂白时间.表1为人造薄木生产中常用的杨、椴木及桦木等木材在5%双氧水浓度、25 C、pH=10.5的条件下其单板厚度与漂白时间的对应关系.
    表一 单板厚度与漂白时间的对应关系
    单表厚度(mm)―――时间(h)
    <0. 5―――――――――0.5
    <0. 75―――――――――1
    <0. 80―――――――――1.5
    <0. 85―――――――――2
    <0. 90―――――――――2.5
    <0. 95―――――――――3
    <=1――――――――――4
    <=1.1―――――――――5
    厚度0.85mm以上单板漂白时应填加渗透剂和助剂.实验证明:当单板厚度<0.85mm时,不填加任何助剂就能达到较好的漂白效果,但当单板厚度>0.85mm时,填加助剂和渗透剂就显得十分必要了.以漂白lmm厚单板为例,填加助剂和渗透剂时,只需4h就能完全漂透漂匀,否则即使漂6h,也很难漂透,常常内深外浅.
    5 结论
    ①以过氧化氢为主剂漂白单板,比较适宜的工艺条件应为:双氧水浓度 3%一6%,温度 25—35 C,PH 9.5-11,时间视单板厚度而定,当单板较厚时,应填加助剂及渗透剂.
    ②单板经漂白处理后,颜色变浅,色调均匀,并消除了单板表面的色斑和污迹,大大提高了单板的染色质量.

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