木材紋理強化技術
在家具設計和生產中，的表面材料是表現家具設計藝術的主要因素之一，不同的材料具有不同的表現力。市場上常見的家具飾面材料有塑料貼面（塑料裝飾板、PVC薄膜），木、竹貼面（天然薄木、人造薄木、微薄竹），紙張貼面（印刷裝飾紙、樹脂浸漬紙、油漆紙）等。天然薄木因其特有的視覺、觸覺、嗅覺、生物調節特性等早已成被認為是高檔家具裝飾的理想用材。高檔天然薄木如黑酸枝、花梨木、紫檀、橡木等，其來源主要依賴于進口，材料價格造價較高。因此，研究開發利用低質木材制造家具貼面材料是一門新新技術，對家具行業的發展具有十分重要的意義。
楊木單板或薄木等由于紋理不清、密度小、強度低等的低等材不能用直接作為家具表面裝飾材料。通過加入無毒或低毒的化學藥劑，在壓力和熱量的作用下，使其原有的紋理凸顯，強度和表面性質優化。經過紋理紋理強化后的單板或薄木可通過染色達到模仿珍貴樹種的裝飾性能。木材紋理強化這一技術充分利用人工林速生材資源，成本低廉，工藝簡單，生產過程基本無污染，符合“綠色家具”生產要求。
1 木材紋理強化技術
木材紋理的清晰度是由木材早晚材顏色差異決定的，木材顏色主要與木材中存在的木質素和抽提物中羰基（C=O）、苯環、羥基（-OH）、羧基（-COOH）等顯色物質有關。由于受立地條件、氣候特征、生長量、樹種等因素的影響，木材內部化學物質的結構、含量和分布都是不同一樣的，因此木材紋理顏色、樣式存在著差異，這也因此使得木質材料表面具有美觀的裝飾性。
木材紋理強化的常用方法主要有以下三種：
1.1 化學方法
通過實現顯色-還色-漂白這一反應過程達到紋理強化的目的，顯色過程主要是通過顏色反應加強早晚材之間的色差，來強化紋理的美感。，常用見的顏色反應如間苯三酚可使木材材色變為紫紅色，吲哚可使木材材色變為櫻桃色，高錳酸鉀、鹽酸和氨共同作用則可使木材材色變為紅紫色等。但這種處理改變了木材的天然色澤，同時也對后期的染色處理也造成一定的困擾，因此進行還色處理是十分必要的，即達到恢復木材恢復天然色澤的同時強化凸顯出的紋理不消失。
出于“綠色環保”理念，選用無機化學試劑進行處理，常用的顯色試劑為高錳酸鉀，其濃度范圍在3.5‰－4.5‰，水浴溫度控制在85℃－90℃，處理時間控制在2.5h－3.5h；還色劑則選用鹽酸，濃度范圍在3.0％－5.0％，溫度控制在60℃左右，當單板顏色褪掉后反應即終止；有時由于還色反應時間較長或鹽酸濃度偏高，易對單板造成酸污染，使單板顏色偏粉紅色，因此此時需進行漂白處理，采用雙氧水：氨水：水=10:1:10的漂白劑效果較好。
由于化學藥劑具有一定的氧化性和腐蝕性，單板的強度多少受到一定的影響，可以通過在單板背面膠粘絲織材料進行改善。化學處理使單板紋理清晰可見，但無法改善人工速生材本身具有的密度低、強度低的缺點。
1.2 熱處理法
熱處理法是通過改變材料表面或內部的組織結構，來控制其性能的一種綜合工藝過程。木材的變色因樹種和溫度而異，它可以變黃、棕、紅、灰等顏色，處于高溫下的木材可變成棕色。試驗設備可以采用或參考木材干燥的相關設備。
在試驗過程中發現，當單板含水率在12％以下時，溫度升高至150℃材面仍然無任何現象發生，當溫度繼續升高，單板表面開始逐漸碳化，無法達到強化紋理的目的。當對單板進行浸泡使之達到飽水狀態時，上述現象未發生且凸顯出的紋理清晰自然。熱處理溫度控制在150℃－170℃之間，時間控制在1.5h－2h的能得到很好效果。
熱處理法不添加化學試劑，不產生對環境的污染處理的木材紋理清晰，但熱處理溫度和時間要嚴格控制，否則會影響木材紋理強化效果，甚至使單板發生碳化。
1.3 熱壓處理法
熱壓處理法以接觸傳導的方式加熱木材，促進木材內部水分向外部移動，木材內部化學成分在溫度和壓力的作用下發生一定的改變，宏觀表現為早晚材顏色的差異(木材早晚材中化學成分具有差異性)。根據樹種間的差異性及要達到的效果可以直接對素板進行處理，也可以對經過化學處理法強化后的單板進行處理，壓機的熱壓壓力控制在0.3MPa～0.7MPa，熱壓溫度控制在170℃～190℃，熱壓時間控制在4min以內。熱壓處理法得到的單板紋理清晰，單板的穩定性和強度有一定程度的提高，板面平整度增強，且在時間上具有較大的優勢。
2 木材紋理熱壓處理強化飾面單板加工工藝
木材紋理強化技術是對傳統木貼面材料加工技術的改進，下面以人工速生林楊木單板為例介紹此加工工藝，采用的強化方法為熱壓處理法。
2.1 單板制備
選擇材質均勻、易于切削、膠合性能好、易于染色和涂飾的原木進行旋切，制成單板片，單板厚度一般以0.25mm～1.5mm為宜，單板過厚會增加生產成本，對于厚度較薄、材質較差的單板需在背面膠貼絲織材料，以防破損。一般所選用的人工速生林材種成材周期短，易于切削，旋切前不必經過蒸煮處理，提高生產率，降低成本。
根據設計要求將單板剪切成規格材，剔除具有嚴重木材缺陷的單板，如開裂，落節等，但小蟲眼、青變、小的內夾皮等不影響后期的加工和使用。單板的含水率控制在6%－15%，使之在染色過程中達到較好的染透率。
2.2 花紋凸顯處理
采用化學處理和熱壓處理聯合法強化紋理，從圖2可以看出處理后的單板紋理自然真實感強，且板面的平整度提高，板面顏色稍有偏黃，增加其溫暖感。
2.3 染色處理
選擇具有價格低、來源廣、穩定性好和染色工藝簡單的活性染料染色。活性染料區別于以往常用的酸性染料，活性染料需要進行固色處理提高其染透率，常用的活性染料三原色主要有活性艷紅X-3B、活性黃X-R和活性藍X-R。例如將紋理強化后的單板進行模仿花梨木染色處理，染料的配比為活性艷紅X-3B為15.0克／升，活性黃X-R為42.0克／升，活性藍X-R為4.5克／升，染色溫度控制在80℃－90℃之間，染色時間控制在3h－4h之間，在染色過程中加入適量的滲透劑、促染劑和固色劑提高仿真效果。染色后單板沖洗除去浮色。有些木材含有較多的抽提物等顯色物質，對于此種木材也可以進行紫外光誘發變色技術改變木材顏色實現仿真處理。
2.4 單板干燥處理
對于經過染色處理的單板需要進行干燥，防止發霉、腐朽、板面出現水斑紋等缺陷降低單板品質。
加工好的花紋凸顯飾面單板的飾面工藝與其他同類木質表面裝飾單板的工藝相同。
3 結語
木材紋理強化技術的關鍵在于合理控制影響因子，充分研究各影響因子與花紋顏色、單板強度等評測指標的關系。同時可以靈活運用各種著色方法，如有色物質著色、燒焦炭化著色、蒸煮著色、微生物培養著色等，以實現顏色的多樣化及仿真程度的提高。木材紋理強化技術，模仿珍貴家具飾面材料以其特有的優勢和綠色環保理念，在未來的家具業中會有廣泛的應用前景。
|
|