不同染料對杉木心材/竹材染色的滲透性研究

邱玲

摘 要 通過對比杉木心材、竹材使用活性紅染料、直接染料大紅色以及食品級胭脂色染料在相同人染色條件下的上色效果及固色度。

關鍵詞 杉木；竹材；染料

由于珍貴紅木材數量減少且價格昂貴，為了滿足人們的需要獲得更好的裝飾效果，提高產品價值及視覺效果，對木材染色非常有必要。本論文在此基礎上針對不同染料對杉木心材染色的滲透性進行研究。

1 常用的木材染色劑種類

可以用于木材染色的染色劑很多，主要分為天然生物染料、酸性染料、堿性染料、直接染料、活性染料和顏料等。活性染料是分子中含有反應活性基團， 能與木材中的羥基形成共價鍵的有機化合物。直接染料是一些不經特殊處理就能直接作用于木材上的染料，屬陰離子染料，它與木纖維的結合是依靠它們的分子間的范德華力和氫鍵力[1]。

2 試驗方法

準備活性紅染料、直接染料大紅色以及食品級胭脂色染料各3g；四塊3cm*3cm*2cm的木條；450ml蒸餾水。在三個250ml的燒杯中，將3g染料分別溶解在150ml的蒸餾水中，保證質量分數為2.0%。將三組小木塊分別放入三個燒杯中，在溫度為90℃的條件下，蒸煮4小時。試驗期間，為保證小木條染色均勻，應保證木條完全浸入染劑中，并不時翻動小木條。四小時后，取出木塊沖洗浮色至水流無色為止，并將木條掛晾陰干。陰干一周后，用色差計測量已染色的木塊的色度和明度。

3 試研結果與分析

3.1 試驗結果

總色差計算公式？E=[（△L）2+（△a）2+△b）2]1/2。（Z：直接染料加熱條件下染色的樣塊ZB：直接染料不加熱條件下染色的樣塊H：活性染料加熱條件下染色的樣塊Y：食品級胭脂色染料加熱條件下染色的樣塊）

其中空白樣品杉木L：75.12，a：9.89，b：20.16，竹片L：82.99，a：8.17，b：22.14。

3.1.1 染色情況

3.2 試驗結果分析

活性染料對于木材與竹材的染色能力最強，上染率最高。這與活性染料染色機理有關。活性染料中含有化學性活潑的基團，能夠在水溶液中與木材和竹材發生化學反應形成共價鍵，其連接鍵較為穩定，不易被破壞，因此染色效果較好。食品級染料目的原本在于為可食用產品染色，因此所采用的成分多為天然色素物質，與木材和竹材的纖維素、半纖維素、木質素分子具有親和力，因此也具有較好的上染率。直接染料染色機理為染料與竹木纖維之間的氫鍵進行范德華力連接，屬于物理連接，因此容易被破壞，所以上染率最低。

同時，在加熱條件下進行的直接染料染色效果要優于室溫染色，其原因溫度高時分子運動較為劇烈有關，染料分子與纖維碰撞變多，分子間的氫鍵更容易通過范德華力連接[2]。

在加熱條件下，竹材相比于木材更容易染色，這與其微觀構造有關。竹材細胞均按軸向排列，且組成竹材的絕大多數細胞是內部中空的，所以竹材細胞的染色其實是細胞壁的染色，中空的無內含物的細胞腔沒有染色，染色的整個過程也就是滲透和附著兩個方面。

杉木屬于針葉材，因此不具有導管結構，其細胞中可能含有內含物，影響染劑在細胞之間移動，增大了染色的難度。同時，木材具有各向異性，橫切面染色效果最好，其染料縱向滲透和吸附能力較好，染料到達木材內部的深度最大[3]。

固色度差異原理與上染率相似，與木材和竹材的微觀構造和染色機理有關。

參考文獻：

[1]顧麗莉，羅云.木材染色研究[J].林產化學與工業，2001，21（2）：49- 51.

[2]基太村洋子.木材的染色性[J].余允怡譯.北京木材工業，1984，（2）：50- 60.

[3]郭明輝，于洪亮，房敏.木材性質對其染色效果影響的研究進展[J].世界林業研究，2006，19（6）： 37-40.