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,以及霉菌和木材內部因素等。
鐵污染變色是因為木材中的酚類成分與鐵接觸,發生了化學反應生成黑色化合物而導致的材色污染。主要發生在含酚類成分多的心材部位,多呈小斑點狀或絲狀,邊材部少見,在斑點狀污染的中心部位可見到鐵屑。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,就會使木材發生黑變。
黑霉繁殖多發生在營養豐富的邊材部位,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。
柳杉的黑心現象是由木材內部因素引起,在木材表面呈現帶狀黑色。此種黑變有些在采伐時就已經發生,有些則在采伐后發生。
采伐后木材變黑是木材內無機離子的弱堿性作用所致,或木材中酚類成分在空氣中發生氧化所引起。
2 黑變的去除與預防
2.1 鐵污染黑變的去除與預防 鐵污染是由于鐵遇水變成鐵離子,與木材發生反應所致。去除鐵污染的方法是用5%左右的草酸水溶液涂布欽污染處,木材黑色可立即消失,但時間長了又會變黑。光照越強,木材變色的速度越快,這種返色現象也越容易發生,例如陽光直射狀態下放置2~3h就會變黑。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草酸除色后,涂布磷酸二氫鈉,再用聚氨酯涂料涂飾,經光照促進試驗后測得的光變色結果。為了進行比較,圖中也記錄了未涂磷酸鹽和未受鐵污染木材的數據,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,返色嚴重。
在木制品生產和加工利用過程中,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生反應,常見到防霉液和成材表面變黑現象。為防止這種現象的發生,可在處理罐內壁進行涂飾加工,以隔離鐵與處理劑溶液;熱壓機壓制膠合板時,若單板合水率太高,板面會發生變黑,也是因為壓板的鐵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。當鐵與木材非接觸不可時,如單板旋切時,旋切機切削刀刃碰到硬節便會有微細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使單極受到鐵污染。因為單板水分含量高,在附著鐵粉部位和應力集中部位的木材就易發生斑點狀或絲狀污染。要防止此種污染,必須經常研磨旋刀,使刀刃保持鋒利狀態,同時木村充分軟化后再進行旋切等。
(3)添加快速捕捉鐵的物質。在木方水煮軟化時,鐵溶于熱水,而溶入鐵離子的水與木材接觸也會造成污染。為防止這種污染,可預先將能與鐵離子發生快速化學反應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,遇雨水后釘子部位就發生絲狀的黑色污染。防止辦法可用不銹鋼和銅釘代替鐵釘。
2.2 霉污染的清除和預防 因轟菌繁殖產生的黑色物質是霉菌體本身或.其代謝產物。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,但這種處理也會使木材本色脫色,要慎重使用。 霉菌繁殖需要養分、空氣、適當的溫度和水分等條件,消除這些條件就能預防霉菌引起的變色。例如木材涂布防霉劑使其不能提供養分給霉菌,低溫冷庫保管或制材后馬上干燥等。
2.3 柳杉黑色污染的清除和預防 柳杉木材的色變可深至木材表面以下 lmm處,且不易清除。預防采伐后變黑的有效措施是涂布酸性物質,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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