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年鉑金發明合成染料以后 ,人們對染料的染色原理不斷進行研究。有機染料在木材加工領域的使用始于 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的研究。 1 995年
武井升等 [6 ]用木材的吸光系數 (K)與散射系數 (S)之比 K/ S作為染料吸收速度方程的主要參數 ,并用測色儀對理論進行了驗證。我國對木材染色進行探索始于 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雜的體系。除染料本身的結構外 ,還隨溶液濃度、染液溫度以及染液中鹽類、助劑的性質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集團提供。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 試驗設計和方法
木材染色的上染過程是染料離開染液向纖維轉移 ,并透入纖維內部的過程。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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