杉木集成薄木漂白工藝研究

牛帥紅，王書強，沈道海，莊仁愛，章衛鋼,，李延軍,*

（1. 浙江農林大學工程學院，浙江 臨安 311300；2. 浙江省木材科學與技術重點實驗室，浙江 臨安 311300）

杉木集成薄木漂白工藝研究

牛帥紅1，王書強1，沈道海2，莊仁愛1，章衛鋼1,2，李延軍1,2*

（1. 浙江農林大學工程學院，浙江 臨安 311300；2. 浙江省木材科學與技術重點實驗室，浙江 臨安 311300）

采用雙氧水作為主漂劑漂白杉木（Cunninghamia lanceolata）集成薄木，以漂白溫度、漂白時間和雙氧水質量分數為試驗因素進行正交試驗，對漂白后薄木的白度值和色差進行檢測和分析。在綜合考慮漂白效果和生產成本后，得出較佳的杉木集成薄木漂白工藝參數為：漂白溫度50℃，H2O2質量分數4%，漂白時間30 min。

杉木；薄木；漂白工藝

近年來，我國人工林面積已躍居全球第一[1]，其中，杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國南方種植面積較廣的速生材，目前杉木林面積已有911萬hm2，2/5已進入采伐期[2]；但由于人工林生長快導致自身材質缺陷較多，嚴重影響了其開發利用，所以如何高效利用人工速生林已迫在眉睫。隨著我國裝飾裝修行業的興起，市場已經出現了由指接而成的杉木集成薄木裝飾材料，憑借著濃厚的香氣和美麗的紋理，杉木集成薄木在市場中深受人們的喜愛。

但杉木由于心邊材區別明顯，顏色存在明顯差異[3]，所以由杉木木方刨切而成的薄木色差較明顯。為了開發杉木高附加值產品，本研究將對杉木集成薄木進行漂白處理以消除色差。目前市場上漂白劑主要有兩種：氧化型和還原型，其中最常用的漂白劑為氧化型的H2O2[4]。

本文將采用雙氧水為主漂劑漂白杉木集成薄木，綜合分析各試驗因素后得出適合杉木集成薄木的漂白工藝。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料：杉木集成薄木，由浙江升華云峰新材有限公司提供，規格為150 mm×200 mm×0.2 mm（長× 寬×厚），含水率為8%。

漂白藥劑：H2O2（30%），Na2SiO3，去離子水。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗流程

試驗流程如下：

杉木集成薄木→白度、色差檢驗→浸入漂白藥液中→加熱漂白→清洗→干燥→白度、色差檢驗。

1.2.1 試驗方案 試驗在浴比1：20（體積比）和硅酸鈉質量分數為0.7%下進行，研究漂白溫度、時間和雙氧水質量分數對漂白效果的影響。試驗采用正交法進行，試驗因素及水平見表1。

1.2.2 白度與色差檢驗 采用北京市興光測色儀器公司生產的 DP-3型全自動測色色差儀檢測白度及色差，該設備依據國際照明委員會 CIE（1976）L*a*b*均勻色空間方法進行材色測量。試驗檢測每個薄木深色部分的L*、a*、b*、Y、x、y值和淺色部位的L*、a*、b*值，每個顏色部分測量3個不同的位置，然后按公式（1）、（2）計算深色部位的白度值及深色與淺色二者之間的色差。

表1 試驗因素及水平Table 1 Factors and levels

式中：W為白度值，Y為綠刺激值，x為紅坐標，y為綠坐標。

式中：ΔE*為色差，ΔL*為明度；Δa*為紅綠軸色度指數；Δb*為黃藍軸色度指數。

2 結果與分析

杉木集成薄木部分漂白效果見圖1，正交試驗結果見表2，極差分析見表3。

圖1 漂白效果Figure 1 Effect of bleaching

2.1 漂白溫度的影響

從表2和表3中可得出，溫度對杉木集成薄木漂白效果影響最為顯著。隨溫度的升高，薄木的白度增加、色差減小。雙氧水在溶液中發生電離產生過氧化氫陰離子，然后陰離子破壞薄木中的發色基和助色基以達到漂白的效果[5]。所以溫度升高有利于雙氧水的分解，從而產生更多的陰離子漂白薄木[6]。

2.2 漂白時間的影響

從表2和表3可見，漂白時間對杉木集成薄木的白度影響不明顯，而色差隨時間的增加逐漸減小，但在溫度為70℃時，漂白時間的增加色差反而會增大。實際生產中，時間的延長意味著成本的增加，所以在控制好白度和色差的基礎上，縮短漂白時間可以提高生產效率。

表2 試驗結果Table 2 Result of experiments

2.3 H2O2質量分數的影響

從表2和表3中可見，H2O2質量分數對杉木集成薄木的白度影響顯著，對色差影響不明顯。在漂白溫度為50℃、70℃時，白度隨H2O2質量分數先增加后降低，說明質量分數過高可能氧化木材導致白度降低；并且H2O2質量分數過高會造成無效分解，提高生產成本，所以較合適的H2O2質量分數為4%。

表3 極差分析Table 3 Range analysis

3 結論

（1）在漂白試驗中，漂白溫度是影響試材白度的主要因素，其次為H2O2質量分數和漂白時間；影響色差的因素主次順序為：漂白溫度、漂白時間、H2O2質量分數。

（2）杉木集成薄木的白度值隨漂白溫度增加逐漸增大，色差值逐漸減小，但是在漂白溫度 70℃時，薄木已趨于白色，脫離了杉木原色，失去了杉木集成薄木的美觀性。經綜合考慮漂白效果和生產成本后，較佳的杉木集成薄木漂白工藝參數為：漂白溫度50℃，H2O2質量分數4%，漂白時間30 min。

[1] 趙喜龍. 人工林楊木、杉木木材膠合工藝和性能研究[D]. 呼和浩特：內蒙古農業大學，2004.

[2] 彭萬喜，劉其梅，李凱夫，等. 我國鄉土速生材的利用現狀及發展途徑[J]. 人造板通訊，2005（1）：27-30.

[3] 莊雪影，孫景. 中國南方商品木材材色圖鑒[M]. 北京：中國林業出版社，2004.

[4] 馬躍明，袁曉庚，吳蕓. 木材漂白藥劑的選擇及應用[J]. 林業科技，2001，26（1）：50-52.

[5] 劉永丹，胡炬亮，肖良宇. 單板漂白技術探討[J]. 木材工業，1994，8（3）：39-41.

[6] 段新芳. 木材顏色調控技術[M]. 北京：中國建材工業出版社，2004.

Technology for Bleaching of Sliced Laminated Veneer from Chinese Fir

NIU Shuai-hong1，WANG Shu-qiang1，SHEN Dao-hai2，ZHUANG Ren-ai1，ZHANG Wei-gang1,2，LI Yan-jun1,2
（1. School of Engineering, Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, China; 2. Key Laboratory of Wood Science and Technology, Lin’an 311300, China）

Orthogonal experiments were conducted on bleaching technology for sliced laminated veneer from Chinese fir with factors of bleaching temperature, duration and mass fraction of hydrogen peroxide. Determination and analysis was made on whiteness and chromatic aberration of bleached veneers. The result showed that technological parameters were 4% of H2O2, temperature of 50℃ for 30 minutes, after considering of bleaching effect and production cost.

Chinese fir; sliced laminated veneer; bleaching technology

S781.82

B

1001-3776（2015）03-0068-03

2014-12-05；

2015-03-11

浙江省林業廳項目（2012SY01，2013SY01）；浙江省科技廳項目（2013C14006）

牛帥紅（1991-），男，河北邯鄲人，碩士生，從事木材科學研究；*通訊作者。