1 特征和原因
木材變色最難處理的是黑變,變色原因主要是鐵的附著,以及霉菌和木材內(nèi)部因素等。
鐵污染變色是因?yàn)槟静闹械姆宇惓煞峙c鐵接觸,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成黑色化合物而導(dǎo)致的材色污染。主要發(fā)生在含酚類成分多的心材部位,多呈小斑點(diǎn)狀或絲狀,邊材部少見(jiàn),在斑點(diǎn)狀污染的中心部位可見(jiàn)到鐵屑。每 1平方米的柞木(櫟屬,Quercus)只要有 0.8mg的鐵屑遇水成離子狀態(tài),就會(huì)使木材發(fā)生黑變。
黑霉繁殖多發(fā)生在營(yíng)養(yǎng)豐富的邊材部位,變色部分呈凸起的棉絮狀,變色部位和健全部位木材的分界大都不明顯。
柳杉的黑心現(xiàn)象是由木材內(nèi)部因素引起,在木材表面呈現(xiàn)帶狀黑色。此種黑變有些在采伐時(shí)就已經(jīng)發(fā)生,有些則在采伐后發(fā)生。
采伐后木材變黑是木材內(nèi)無(wú)機(jī)離子的弱堿性作用所致,或木材中酚類成分在空氣中發(fā)生氧化所引起。
2 黑變的去除與預(yù)防
2.1 鐵污染黑變的去除與預(yù)防 鐵污染是由于鐵遇水變成鐵離子,與木材發(fā)生反應(yīng)所致。去除鐵污染的方法是用5%左右的草酸水溶液涂布?xì)J污染處,木材黑色可立即消失,但時(shí)間長(zhǎng)了又會(huì)變黑。光照越強(qiáng),木材變色的速度越快,這種返色現(xiàn)象也越容易發(fā)生,例如陽(yáng)光直射狀態(tài)下放置2~3h就會(huì)變黑。為防止二次變黑,可將木材用草酸水溶液處理除色后,馬上再涂上磷酸鹽。從價(jià)格和安全性方面考慮,以濃度5%的磷酸二氫銷水溶液最為適宜。圖1為被鐵污染的柞木經(jīng)草酸除色后,涂布磷酸二氫鈉,再用聚氨酯涂料涂飾,經(jīng)光照促進(jìn)試驗(yàn)后測(cè)得的光變色結(jié)果。為了進(jìn)行比較,圖中也記錄了未涂磷酸鹽和未受鐵污染木材的數(shù)據(jù),涂布磷酸二氫鈉和未受鐵污染柞木的變色程度一樣,而僅涂草酸的木材變色厲害,返色嚴(yán)重。
在木制品生產(chǎn)和加工利用過(guò)程中,防止鐵污染的具體方法如下:
1)避免鐵與木材接觸。成材防霉處理是將防霉劑水溶液放入鐵罐,然后將成材放入其中浸漬。由于鐵溶于水與木材成分發(fā)生反應(yīng),常見(jiàn)到防霉液和成材表面變黑現(xiàn)象。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,可在處理罐內(nèi)壁進(jìn)行涂飾加工,以隔離鐵與處理劑溶液;熱壓機(jī)壓制膠合板時(shí),若單板合水率太高,板面會(huì)發(fā)生變黑,也是因?yàn)閴喊宓蔫F離子溶入單板的水中所致。為防止黑變,可在熱壓板和木材之間夾放不銹鋼板或硬鋁板墊板。
(2)盡可能避免水與鐵接觸。當(dāng)鐵與木材非接觸不可時(shí),如單板旋切時(shí),旋切機(jī)切削刀刃碰到硬節(jié)便會(huì)有微細(xì)的鐵粉接連不斷地飛濺到單板表面,此外,單板與刀刃缺損部位的緊密接觸等都會(huì)使單極受到鐵污染。因?yàn)閱伟逅趾扛�,在附著鐵粉部位和應(yīng)力集中部位的木材就易發(fā)生斑點(diǎn)狀或絲狀污染。要防止此種污染,必須經(jīng)常研磨旋刀,使刀刃保持鋒利狀態(tài),同時(shí)木村充分軟化后再進(jìn)行旋切等。
(3)添加快速捕捉鐵的物質(zhì)。在木方水煮軟化時(shí),鐵溶于熱水,而溶入鐵離子的水與木材接觸也會(huì)造成污染。為防止這種污染,可預(yù)先將能與鐵離子發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)并捕捉鐵離子的螫化合物(如乙二胺四乙酸)放入熱水中。
(4)使用鐵的替代品。用鐵釘制的木柵欄在室外使用時(shí),遇雨水后釘子部位就發(fā)生絲狀的黑色污染。防止辦法可用不銹鋼和銅釘代替鐵釘。
2.2 霉污染的清除和預(yù)防 因轟菌繁殖產(chǎn)生的黑色物質(zhì)是霉菌體本身或.其代謝產(chǎn)物。最好的清除辦法是用堿性漂白劑使其分解,可用1%左右的次氯酸鈉水溶液涂布或浸漬變色木材,但這種處理也會(huì)使木材本色脫色,要慎重使用。 霉菌繁殖需要養(yǎng)分、空氣、適當(dāng)?shù)臏囟群退值葪l件,消除這些條件就能預(yù)防霉菌引起的變色。例如木材涂布防霉劑使其不能提供養(yǎng)分給霉菌,低溫冷庫(kù)保管或制材后馬上干燥等。
2.3 柳杉黑色污染的清除和預(yù)防 柳杉木材的色變可深至木材表面以下 lmm處,且不易清除。預(yù)防采伐后變黑的有效措施是涂布酸性物質(zhì),鰲化物。從盡可能不影響木材本色考慮,可采用5%的磷酸或草酸水溶液涂布剛鋸好的木材。采伐后變黑的是部分人工林木材,可從原木端頭分辨哪種木材發(fā)生了黑變,若原木端頭已成黑色,鋸制的板材也已變成黑色。
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