在家具设计和生产中,的表面材料是表现家具设计艺术的主要因素之一,不同的材料具有不同的表现力。市场上常见的家具饰面材料有塑料贴面(塑料装饰板、PVC薄膜),木、竹贴面(天然薄木、人造薄木、微薄竹),纸张贴面(印刷装饰纸、树脂浸渍纸、油漆纸)等。天然薄木因其特有的视觉、触觉、嗅觉、生物调节特性等早已成被认为是高档家具装饰的理想用材。高档天然薄木如黑酸枝、花梨木、紫檀、橡木等,其来源主要依赖于进口,材料价格造价较高。因此,研究开发利用低质木材制造家具贴面材料是一门新新技术,对家具行业的发展具有十分重要的意义。
杨木单板或薄木等由于纹理不清、密度小、强度低等的低等材不能用直接作为家具表面装饰材料。通过加入无毒或低毒的化学药剂,在压力和热量的作用下,使其原有的纹理凸显,强度和表面性质优化。经过纹理纹理强化后的单板或薄木可通过染色达到模仿珍贵树种的装饰性能。木材纹理强化这一技术充分利用人工林速生材资源,成本低廉,工艺简单,生产过程基本无污染,符合“绿色家具”生产要求。
1 木材纹理强化技术
木材纹理的清晰度是由木材早晚材颜色差异决定的,木材颜色主要与木材中存在的木质素和抽提物中羰基(C=O)、苯环、羟基(-OH)、羧基(-COOH)等显色物质有关。由于受立地条件、气候特征、生长量、树种等因素的影响,木材内部化学物质的结构、含量和分布都是不同一样的,因此木材纹理颜色、样式存在着差异,这也因此使得木质材料表面具有美观的装饰性。
木材纹理强化的常用方法主要有以下三种:
1.1 化学方法
通过实现显色-还色-漂白这一反应过程达到纹理强化的目的,显色过程主要是通过颜色反应加强早晚材之间的色差,来强化纹理的美感。,常用见的颜色反应如间苯三酚可使木材材色变为紫红色,吲哚可使木材材色变为樱桃色,高锰酸钾、盐酸和氨共同作用则可使木材材色变为红紫色等。但这种处理改变了木材的天然色泽,同时也对后期的染色处理也造成一定的困扰,因此进行还色处理是十分必要的,即达到恢复木材恢复天然色泽的同时强化凸显出的纹理不消失。
出于“绿色环保”理念,选用无机化学试剂进行处理,常用的显色试剂为高锰酸钾,其浓度范围在3.5‰-4.5‰,水浴温度控制在85℃-90℃,处理时间控制在2.5h-3.5h;还色剂则选用盐酸,浓度范围在3.0%-5.0%,温度控制在60℃左右,当单板颜色褪掉后反应即终止;有时由于还色反应时间较长或盐酸浓度偏高,易对单板造成酸污染,使单板颜色偏粉红色,因此此时需进行漂白处理,采用双氧水:氨水:水=10:1:10的漂白剂效果较好。 由于化学药剂具有一定的氧化性和腐蚀性,单板的强度多少受到一定的影响,可以通过在单板背面胶粘丝织材料进行改善。化学处理使单板纹理清晰可见,但无法改善人工速生材本身具有的密度低、强度低的缺点。
1.2 热处理法
热处理法是通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。木材的变色因树种和温度而异,它可以变黄、棕、红、灰等颜色,处于高温下的木材可变成棕色。试验设备可以采用或参考木材干燥的相关设备。
在试验过程中发现,当单板含水率在12%以下时,温度升高至150℃材面仍然无任何现象发生,当温度继续升高,单板表面开始逐渐碳化,无法达到强化纹理的目的。当对单板进行浸泡使之达到饱水状态时,上述现象未发生且凸显出的纹理清晰自然。热处理温度控制在150℃-170℃之间,时间控制在1.5h-2h的能得到很好效果。
热处理法不添加化学试剂,不产生对环境的污染处理的木材纹理清晰,但热处理温度和时间要严格控制,否则会影响木材纹理强化效果,甚至使单板发生碳化。
1.3 热压处理法
热压处理法以接触传导的方式加热木材,促进木材内部水分向外部移动,木材内部化学成分在温度和压力的作用下发生一定的改变,宏观表现为早晚材颜色的差异(木材早晚材中化学成分具有差异性)。根据树种间的差异性及要达到的效果可以直接对素板进行处理,也可以对经过化学处理法强化后的单板进行处理,压机的热压压力控制在0.3MPa~0.7MPa,热压温度控制在170℃~190℃,热压时间控制在4min以内。热压处理法得到的单板纹理清晰,单板的稳定性和强度有一定程度的提高,板面平整度增强,且在时间上具有较大的优势。
2 木材纹理热压处理强化饰面单板加工工
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