giáo trình trang sức sản phẩm mộc

Cấu thành quá trình công nghệ trang sức trong suốt gỗ - Phun quét chất liệu lót - Phun quét chất liệu phủ mặtChỉnh sửa màng trang sức - Mài - Đánh bóng Trang sức trong đó giữ nguyên hoa

Phương pháp trang sức sản phẩm mộc rất đa dạng, cơ bản có thể chia thành 3 loại: Phun quét, dán mặt và nghệ thuật đặc biệt Các dạng này có thể tiến hành thủ công hoặc cơ giới Trang sức phun quét là theo trình tự công nghệ nhất định đưa chất liệu trang sức lên bề mặt sản phẩm mộc, và hình dạng mộc lớp màng trang sức Theo màng trang sức có thể hiện rõ vân thớ gỗ hay không chia thành trang sức trong suốt và trang sức không trong suốt; theo độ bóng của nó có thể chia thành trang sức bóng và trang sức trong suốt; theo độ bóng củanó có thể chia thành trang sức bóng và trang sức mờ; theo lấp lỗ mạch của nó có thể chia thành trang sức lỗ hiện rõ, lỗ nửa hiện rõ và lấp đầy

lỗ Theo chất liệu lỏng trang sức có thể chia thành chất liệu trang sức gỗ nitro,

PU, FES, PF ; theo chiều dày màng trang sức thì có thể chia thành màng dày, trung bình và màng mỏng; theo màu sắc khác nhau lại có thể chia thành màu gốc, màu vỏ hạt giẻ, màu gỗ tếch, màu gỗ hồng sắc

Dán mặt là quá trình công nghệ dùng vật liệu trang sức dạng miếng mỏng hoặc màng mỏng, dùng keo (hoặc không dùng keo) dán lên bề mặt sản phẩm mộc tiến hành trang sức Vật liệu trang sức bề mặt có ván lạng, tấm dán

Trang sức nghệ thuật đặc biệt bao gồm điêu khắc, ép hoa, khảm, thếp vàng, bạc,

Trên thực tế trong sản xuất sản phẩm mộc thường sử dụng kết hợp nhiều phương pháp trang sức, như sau khi dán giấy trang sức và ván lạng, lại tiến hành trang sức, khảm và trang sức kết hợp

Trang sức sản phẩm mộc có thể tiến hành sau khi lắp ráp thành sản phẩm, cũng có thể trước khi lắp ráp thành sản phẩm, trước tiên trang sức chi tiết, cụm chi tiết, sau đó lắp ráp toàn bộ Thậm trí có thể tiến hành trang sức mặt nguyên liệu gốc của sản phẩm mộc, như ván dán, ván dăm , rồi gia công thành sản phẩm mộc

Chất lượng trang sức sản phẩm mộc thường được đánh giá từ 2 mặt ngoại quan và tính năng lý hoá Phương pháp trang sức khác nhau thì nội dung ngoại quan và tính năng lý hoá bao hàm khác nhau Như phun quét chất phủ ngoại quan bao gồm mức độ phù hợp màu sắc với bản mẫu, tính đồng đều, độ bóng, kích thước hạt, phồng rộp, bọt khí, bị trắng, nhăn vết xước Còn tính năng lý hoá bao gồm lực bám của màng trang sức, tính chịu nhiệt khô, tính chịu mài mòn, tính bền khí hậu Cụ thể có thể thực hiện theo qui định trong Tiêu chuẩn Nhà nước GB 4893 - 1 - 8 – 85 “phương pháp xác định màng trang sức bề mặt đồ mộc” và trong các tiêu chuẩn đồ mộc khác

CHƯƠNG 1 CHUẨN BỊ BỀ MẶT TRANG SỨC

Quy trình dùng chất phủ phun quét lên sản phẩm mộc là tổng của hàng loạt công đoạn xử lý bề mặt gỗ, phun quét chất phủ, lớp chất phủ đóng rắn và chỉnh sửa màng phủ Yêu cầu của sản phẩm mộc đối với tính năng lý hoá

và tính trang sức của màng phủ khác nhau, đặc tính của gỗ, như có kết cấu nhiều lỗ, tính chất ở các chiều khác nhau, tính khô co rút, ẩm trương nở, một

số loài cây có tanin, nhựa đều có ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ và hiệu quả trang sức của sản phẩm mộc Ngoài ra, trong sản xuất sản phẩm mộc còn sử dụng số lượng lớn ván dăm, MDF Hiện nay chất liệu phủ dùng cho sản phẩm mộc đang phát triển theo hướng tỷ lệ chất rắn cao, không ô nhiễm, chất lượng tốt, kỹ thuật mới, thiết bị mới của thi công không ngừng xuất hiện, vì thế, nội dung của công nghệ phun quét chất phủ tương đối phong phú Để tiện trình bày, ở đây theo trang sức trong suốt, trang sức không trong suốt, trang sức mô phỏng và trang sức bằng sơn ta để thảo luận công nghệ phun quét chất phủ của sản phẩm mộc

Trang sức trong suốt là dùng chất phủ trong suốt phun quét lên bề mặt

gỗ Tiến hành trang sức trong suốt, không chỉ phải giữ lại vân thớ và màu sắc

tự nhiên của gỗ, mà còn phải thông qua một số công đoạn đặc biệt đã định nào đó làm cho vân thớ của nó càng rõ rệt, cảm giác về chất gỗ càng mạnh, màu sắc càng tươi, đẹp mắt Trang sức trong suốt dùng nhiều cho các sản phẩm mộc gia dụng, nhạc cụ, cấu kiện kiến trúc… dùng gỗ lá rộng quí hiếm (hoặc dán mặt bằng ván lạng) Ở Trung Quốc và một số nước Châu Á, những năm gần đây bắt đầu dùng trang sức cho sản phẩm mộc gỗ lá kim chất lượng cao

Quá trình công nghệ trang sức trong suốt sản phẩm mộc, trên đại thể có thể chia làm 3 giai đoạn: Xử lý bề mặt gỗ (chuẩn bị bề mặt), phun quét chất phủ (bao gồm sấy lớp phủ) và chỉnh sửa màng phủ

Quá trình trang sức trong sáng thông thường phân thành các giai đoạn xử

lý bề mặt, sảm bằng, nhuộm màu, trang sức chất phủ và sửa sang màng chất phủ Xử lý bề mặt bao gồm làm sạch bề mặt, vá và mài; nhuộm màu bao gồm nhuộm màu bột, nhuộm màu nước, nhuộm màu hồ và ghép màu; trang sức chất phủ bao gồm trang sức chất phủ lót và chất phủ mặt; sửa sang màng chất phủ bao gồm mài màng chất phủ và đánh bóng nó

Bảng 1.1 Cấu thành quá trình công nghệ trang sức trong suốt gỗ

- Phun quét chất liệu lót

- Phun quét chất liệu phủ mặtChỉnh sửa màng trang sức - Mài

- Đánh bóng

Trang sức trong đó giữ nguyên hoa văn chân thực của gỗ, thường những loại gỗ cây lá rộng có vân thớ đẹp đều dùng trang sức trong, nhưng do màng chất phủ trong rất dễ hiển thị những khuyết tật của gỗ, do đó yêu cầu đối với chất lượng của gỗ tương đối cao, đặc biệt là bề mặt của những chỗ trang sức

là bằng phẳng, nhẵn bóng không để lại vết mài và vết bào, các góc cạnh cần phải hoàn chỉnh không bị nứt vỡ, sản phẩm cao cấp cần phải loại bỏ lông gỗ.Theo yêu cầu của chất lượng trang sức, tình huống của vật liệu nền và chất phủ khác nhau, mỗi một giai đoạn có thể bao gồm một hoặc vài công đoạn, có công đoạn cần phải lặp lại nhiều lần, thứ tự của một số công đoạn cũng có thể điều chỉnh

Bây giờ chúng ta tiến hành thảo luận tác dụng và phương pháp tiến hành của một số công đoạn này Nội dung của các công đoạn chuẩn bị trang sức, tiến hành trang sức bề mặt cho sản phẩm mộc được trình bày ở bảng 1.1.

1.1 LÀM SẠCH BỀ MẶT

Mục đích của làm sạch bề mặt là chuẩn bị một bề mặt phôi trắng sản phẩm mộc sạch, bóng để trang sức, để thu được chất lượng trang sức tốt, tiết kiệm công sức, nguyên liệu, bao gồm làm sạch lông gỗ, bụi, khử dầu nhựa

Bề mặt phôi trắng sản phẩm mộc thường dùng bào tinh và mài tiến hành chỉnh sửa bề mặt Khi trang sức trong suốt, độ nhấp nhô bề mặt của phôi trắng phải dưới 30µm Trên bề mặt gỗ đã qua chỉnh sửa, vẫn tồn tại sợi gỗ đã bị cắt nhưng chưa hoàn toàn tách khỏi bề mặt gỗ, gọi là "lông gỗ", khi đưa dung dịch chất màu lên làm cho gỗ trương nở rất mạnh, lông gỗ vốn nằm hoặc ép dính, mép cạnh rạn nứt rất nhỏ của bề mặt gỗ, mép cạnh của ống mạch thô…

bị trương nở và khô dựng đứng lên, làm cho bề mặt gỗ bị nhấp nhô Khi nhuộm màu, dung dịch chất màu sẽ đọng lại ở lông gỗ, gần mép cạnh ống mạch gỗ, làm cho màu sắc không đồng đều Khi lấp đầy ống mạch, các chất lấp đầy bám dính vào lông gỗ khó làm sạch, làm cho vân gỗ mờ Khi trang sức, màng trang sức bị nhấp nhô, gây ra lỗ kim Ngoài ta vết bào, sợi bị ép, bột gỗ còn trong ống mạch, cũng sẽ nổi lên gây ra hậu quả không tốt tương tự

Phương pháp loại bỏ lông gỗ có một số loại sau đây:

Dùng nước nóng 40 - 500C làm ướt bề mặt gỗ, sau khi khô lông gỗ dựng đứng lên, sau đó dùng giấy nhám mịn mài nhẹ, loại bỏ lông gỗ Phương pháp này còn có thể hiện rõ chất thấm keo; dùng dung dịch cánh kiến đỏ nồng độ 25%, hoặc dung dịch keo xương nồng độ 3 - 5% lên bề mặt phôi trắng, lông

gỗ trương nở nhanh, khô nhanh, sau khi khô lông gỗ tương đối giòn, có thể mài đi Dung dịch cánh kiế đỏ và keo xương chịu vào gỗ còn có thể làm vững chắc thêm các tổ chức của gỗ, ngăn ngừa chất phủ trong gỗ tếch, có tính đẩy nước ra, cần sử dụng dung dịch 3 phần nước 1 phần amoniac quét lên bề mặt,

rồi loại bỏ lông gỗ Phun quét sơn dán dính cạnh gỗ PU đã pha loãng, độ nhớt của nó khoảng 10s (BZ4, 200C), hàm lượng khô 7 - 10%, sau khi khô triệt để, mài nhẹ loại bỏ lông gỗ, khi bóng của màng sơn mất đi là được Ưu điểm của phương pháp này chất phủ có thể thấm vào trong tổ chức của gỗ, làm chắc thêm lớp mặt của phôi trắng, cho nên không khí trong gỗ khó trương nở, có thể ngăn chặn có kết quả màng phủ có lỗ kim và bọt khí, vì trong chất liệu phủ không có nước, cho nên không gây ra nứt và biến dạng gỗ, sẽ không làm cho ván lạng dán mặt bong ra, có thể ngăn chặn bám màu không đồng đều, khi lấp đầy lỗ mạch dễ lau sạch chất lấp lỗ mạch còn thừa bên ngoài ống mạch, hiện rõ nét đẹp của vân thớ gỗ Vì thế, là phương pháp dùng để trang sức sản phẩm mộc cao cấp.

Phương pháp cán nhiệt xử lý bề mặt, trên bề mặt chi tiết bề mặt phẳng hoặc mặt hình, có thể dùng 2 - 3 rulô đường kính khoảng 180mm, nhiệt độ bề mặt khoảng 2000C tiến hành cán nhiệt, áp suất ép từ 0,4 - 2,5 MPa, tốc độ nạp liệu từ 2 - 15 m/phút Bề mặt sau cán nhiệt, khối lượng thể tích tăng lên, độ bóng bề mặt tăng lên rõ rệt, có thể giảm lượng chất phủ dùng Nếu bề mặt phôi trắng phun quét lên 1 lớp keo UF hoặc sơn gốc nitro, thì hiệu quả xử lý càng tốt

1.2 LOẠI TRỪ DẦU, NHỰA

Trong gỗ lá kim như thông rụng lá, thông đỏ, thông đuôi ngựa, đều có nhựa, ở mắt, phần gỗ muộn hàm lượng nhựa càng cao Thành phần chủ yếu của nhựa thông là dầu thông và colophan Sản phẩm mộc từ loại gỗ này, khi tiến hành trang sức, thường thường do nhiệt độ tăng lên, tính lưu động của nhựa tăng lên, cộng thêm tác dụng của áp suất không khí và hơi nước trong

gỗ, dầu thông sẽ thấm ra bề mặt gỗ làm cho đóng rắn của chất liệu phủ tính dầu không tốt (khô chậm, dính trở lại thậm trí không khô), bám màu không đồng đều và giảm lực bám của màng trang sức Vì thế, trước khi trang sức nhất định phải loại bỏ hết dầu nhựa

Đối với gỗ lá kim tiến hành sấy nhiệt độ cao, có thể đồng thời loại bỏ dầu nhựa Sản phẩm mộc làm từ gỗ lá kim sấy nhiệt độ thường, có thể dung phương pháp rửa và phương pháp hoà tan để loại bỏ dầu nhựa, cũng có thể dùng sơn lót bịt kín ngăn cách dầu nhựa, tránh ảnh hưởng không tốt của nó, ngăn chặn dầu thông thấm ra.

Trước khi xử lý tẩy mầu đối với gỗ có nhựa, phải tiến hành xử lý loại trừ nhựa trước Phương pháp loại trừ nhựa có: Loại trừ nhựa bằng dung môi và loại trừ nhựa bằng alkali

Dùng dung môi axetone, cồn, nhóm benzen, CCl4,… để loại trừ nhựa Ví dụ: dùng dung dịch nước axetone 25% có thể nhanh chóng loại trừ được nhựa Nhưng những loại dung môi này đắt (axetone), dễ cháy hoặc rất độc (nhóm benzen) Vì thế trong thực tế, chỉ dùng trong trang sức nhạt màu

Dùng dung dịch alkali xử lý bề mặt gỗ Nguyên lý của phương pháp này

là nhựa có thể cùng alkali tạo thành loại xà phòng có tính hoà tan, dùng nước sạch rửa có thể loại trừ được Dung dịch alkali thường dùng nhất là dung dịch nước Na2CO3 5 - 6% hoặc dung dịch nước NaOH 4 - 5% Khi dùng alkali loại trừ nhựa, dễ làm cho màu sắc của gỗ sẫm đi, vì thế phương pháp này chỉ thích hợp với trang sức xẫm màu Nếu dùng hỗn hợp dung dịch alkali (80%) và dung dịch nước axetone (20%) để loại trừ nhựa thì hiệu quả càng tốt Khi pha chế dung dịch alkali và axetone, nên dùng nước nóng 60 - 800C Dùng dung dịch alkali đã pha chế quét lên chỗ có nhựa sau 2 - 3 giờ, nước nóng hoặc dung dịch Na2CO3 2% có thể rửa sạch nhựa đã xà phòng hoá

Phương pháp rửa thường dùng dung dịch bazơ xử lý bề mặt gỗ, nhựa và bazơ tạo thành xà phòng tính hoà tan, rồi dùng nước nóng rửa, sẽ loại bỏ rất

dễ dàng Phương pháp thường dùng nhất là dung dịch Na2CO3 nồng độ 5 - 6%, hoặc dùng dung dịch NaOH nồng độ 4 - 5% quét lên, sau đó dùng nước nóng rửa sạch bề mặt Phương pháp này sẽ làm cho màu sắc gỗ đậm thêm Vì thế, không phù hợp xử lý sản phẩm màu nhạt

Phương pháp hoà tan dùng các dung môi hữu cơ axeton, benzen, metanol, hoặc CCl4… bôi quét lên chỗ có nhiều dầu nhựa là được Phương pháp này thích hợp để loại bỏ dầu nhựa của sản phẩm màu nhạt Do giá của những dung môi hữu cơ này tương đối đắt, dễ cháy, có độc, không an toàn, vì thế ở tính huống bình thường không sử dụng.

Phương pháp bịt kín tức là ở chỗ có nhiều dầu nhựa quét lên chất liệu đáy bịt kín như dung dịch cánh kiến đỏ hoặc PU, ngăn chặn dầu thông thấm

ra khỏi màng trang sức

Phương pháp khoét là khoét bỏ các túi nhựa đặc biệt nhiều mắt, rồi gắn vào 1 miếng gỗ tương ứng

1.3 TẨY TRẮNG

Là thao tác làm cho gỗ màu đậm thành màu nhạt, nâng cao độ sáng của

gỗ, loại bỏ phần gỗ biến màu, cũng gọi là khử màu sắc Tẩy trắng gỗ dùng cho nhiều tình huống, để tiến hành trang sức trong suốt màu nhạt, phải khử màu toàn bộ bề mặt gỗ; màu sắc trên cùng 1 sản phẩm không giống nhau, khi dùng phương pháp nhuộm màu không thể làm cho màu sắc của màng phủ không như nhau, trước khi nhuộm màu cũng cần khử màu bề mặt, sau đó phun quét đồng đều chất nhuộm màu; ngoài ra, còn có thể dùng phương pháp khử màu để dự phòng và loại bỏ biến màu gỗ do tác dụng của ánh sáng gây

ra Làm sạch biến màu sinh vật do nấm, mốc gây ra, loại bỏ biến màu hoá học

do gỗ tiếp xúc với sắt, axít, bazơ gây ra

Tẩy trắng chính là quá trình loại bỏ Lignin và các chất màu trong gỗ Mục đích của tẩy trắng là loại bỏ Lignin và các hợp chất của Lignin còn lại, nhằm

cải thiện độ trắng của Cellulose, đồng thời phải hạn chế sự phân huỷ của Cellulose Do đó việc lựa chọn nghiên cứu các giải pháp tẩy trắng thích hợp là hết sức quan trọng Tẩy trắng là ứng dụng phản ứng Oxy hóa hoặc Oxy hóa khử trên bề mặt của gỗ Gỗ tẩy trắng là làm cho các tập đoàn gốc màu hoặc các gốc hỗ trợ màu cùng với các thành phần tổ thành nên màu sắc thông qua

Oxy hóa khử của dung dịch tẩy trắng mà đạt được mục đích phân giải làm mất màu Các gốc phát màu cơ bản là:

của đơn thể Prophyl Benzen trong Lignin và gốc Hydroxin (COOH) cầu Cacbon đôi

Ngoài ra gốc Hydroxin (-OH) và gốc -OCH3 cùng tồn tại trong gỗ, chính chúng nó cũng làm cho gỗ dễ bị biến màu Tập đoàn phát màu bản thân nó tồn tại cầu nối đôi không màu, khi chịu tác động của ánh sáng (nhất là ánh sáng tím) và tác dụng của Oxy, cầu nối π bị phá vỡ sinh thành gốc tự do, từ đó phát sinh quang hóa phân giải làm cho màu sắc gỗ trở nên đậm hơn Do đó dùng các dung dịch hóa chất có tính Oxy hoặc Oxy hóa khử để thực hiện việc phong bế tập đoàn trợ màu (OH-) và thu hút tập đoàn phát màu (như C = O, C

= C) do ánh sáng nhìn thấy đã tác động vào gỗ Như vậy đã sản sinh ra tác dụng tẩy trắng gỗ Dung dịch được dùng phát huy mức độ tẩy trắng lớn nhỏ, còn phải căn cứ vào mức độ Oxy hóa hoặc Oxy hóa khử mà quyết định Trên thực tế 2 phản ứng này có thể xảy ra được hay không được quyết định bởi năng lượng hoạt hóa, môi chất và độ PHcủa nó, nhiệt độ phản ứng và thời gian phản ứng cũng nằm trong những nhân tố đó Có lúc tẩy trắng sau khi đã hoạt hóa vẫn không có hiệu quả tẩy trắng như ý thì cần phải cho thêm những dung dịch trợ giúp hoạt tính Nhiệt độ có tác dụng rất lớn đến quá trình tẩy trắng so với nhiệt độ thấp, ở nhiệt độ cao tốc độ phản ứng tăng lên rất nhiều làm cho tẩy trắng dễ dàng được tiến hành Oxy già và NaClO2 được xem là những chất tẩy trắng, thường điều chỉnh độ pH của Oxy già ở tính kiềm, còn đối với dung dịch NaClO2 điều chỉnh độ pH có tính Acid, từ đó mà làm cho khả năng tẩy trắng của chúng được tăng lên rõ rệt Dạng dung dịch tẩy trắng

O

( C ) C

hoàn nguyên như hỗn hợp Amoniac và bột tẩy trắng đều là các chất tan trong nước, ở điều kiện nhiệt độ trong phòng năng lực tẩy trắng rất thấp, nếu nâng nhiệt độ lên 800C thì năng lực tẩy trắng hoàn nguyên tăng lên rất mạnh Cần phải chỉ ra rằng hoạt tính của dung dịch tẩy trắng quá mạnh thì dung dịch tẩy trắng vô hiệu đối với sự phân giải kịch liệt, như vậy không chỉ làm tổn thất dung dịch tẩy trắng mà còn dẫn đến sự phá hoại đối với tổ chức gỗ làm cho bản chất chất lượng gỗ bị giảm xuống, do vậy cần phải cho thêm vào một lượng dung dịch ức chế trợ giúp thích đáng.

1.3.1 MỘT SỐ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA GỖ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN MÀU GỖ

Thành phần hoá học của gỗ bao gồm Cellulose, Hemicellulose, Lignin

và một số chất chiết suất Trong nội dung của đề tài tôi đề cập đến về một số thành phần hoá học của gỗ liên quan đến màu gỗ

a Lignin

Lignin là một trong những hợp chất thiên nhiên khó nghiên cứu vì không hoà tan trong những dung môi thông thường và biến đổi tính chất ngay khi xử lý trong điều kiện mềm Từ sự phân giải Lignin đến các hợp chất đơn giản thường xảy ra một cách không hoàn toàn và rất nhiều khi sản phẩm thu được không đặc trưng cho kết cấu của Lignin thiên nhiên Tuy nhiên với nhiều vấn đề về cấu trúc những nghiên cứu so sánh của Lignin của các nhà khoa học ta có thể có một số kết luận về Lignin như sau:

- Lignin là cao phân tử phenylpropan (khoảng 30÷ 40 nhóm) Các mắt xích có chứa nhóm OH chức phenol, chức rượu enol, ketol (-CO-) Nhân thơm có hoặc không có chứa nhóm metoxyl (- OCH3) Phần nhánh có chứa nối đôi, nối ba, nhóm – OH, nhóm – CHO, nhóm – COOH

- Các mắt xích liên kết với nhau tạo mạng lưới không gian bằng liên kết ete (= C – O – C =) và liên kết Carbon – Carbon (C – C) ở các vị trí khác nhau ở nhân thơm cũng như mạch thẳng loại liên kết C – C rất bền vững dối với xử lý hoá học và là yếu tố chủ yếu ngăn cản sự tạo thành các đơn phân tử

Lignin trong những xử lý như hydro hoá, phân giải bằng etanol… Cần phải nhấn mạnh rằng hãy còn chưa thể đưa ra được những chứng cớ chắc chắn về mặt hoá học cho sự tồn tại của tất cả các loại liên kết đó Những liên kết đó được đề xuất để giải thích đặc điểm của Lignin về mặt hoá học Những dự kiến đó gần đây đã được hỗ trợ trực tiếp nghiên cứu về cơ chế của sự hình thành Lignin trong cây đang sống Freudenberg, Kratal và Billek đã nghiên cứu và chứng minh rằng có thể điều chế được ở dạng sống, (alpha, beta hay gamma) của phenylpropan mang tính phóng xạ.

- Liên kết ete trong phân tử Lignin gồm có: Liên kết ete phenolic và những liên kết ete dialkyl

- Liên kết C – C gồm liên kết β − β ’ carbon – carbon và liên kết α - α ’

carbon – carbon

Hàm lượng Lignin phụ thuộc vào loại gỗ, tuổi của chúng Trong thời gian sinh trưởng thì lượng Lignin liên tục tăng Khi cây đã trưởng thành thì hàm lượng Lignin hầu như không đổi

Công thức phân tử của Lignin là C42H32O2(OH)5(OCH3)5 được nhiều nhà hoá học công nhận

Công thức cấu tạo của Lignin:

H – C – O

HO – CH2

H – C – OH

OCH3OH

H – C – OH C

OCH3

Nhìn vào công thức ta thấy lignin có các nhóm chính sau: Nhóm metoxyl (OCH3) chiếm 8 ÷ 16%; nhóm carboxyl; nhóm hydroxyl (OH); các hạt nhân benzen (C6H6).

Ở trên ta đã trình bày những quan điểm hiện đại về bản chất của các liên kết giữa những đơn vị đơn phân tử Lignin Bức tranh tổng quát của cấu tạo Lignin rút ra kết luận quan trọng Lignin là cao phân tử phức tạp Trong đó

sự phức tạp của cấu tạo Lignin không phải chỉ vì có nhiều đơn vị đơn phân tử trong Lignin mà còn vì sự đa dạng của các kiểu liên kết giữa các đơn vị đó Toàn bộ những kết luận trên chủ yếu xuất phát từ Lignin của các loài lá kim,

gỗ tùng, mà nhiều nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích Những thông tin về Lignin của gỗ cây lá rộng và cây thân thảo vẫn còn bị hạn chế không cho phép kết luận được trên lý thuyết

Một điều đáng quan tâm về mặt lý luận là: Lignin là một cao phân tử

có cấu trúc sắp xếp đều đặn hay sắp xếp vô trật tự

Brauns đã đưa ra giả thuyết về “đơn vị Lignin” gồm có 4

guaiacylpropan monome và đã giới thiệu, phân tích để khẳng định giả thuyết

đó Sau những số liệu thu được về sau do phân tích những phân tử khác nhau (như các nhóm coniferyl aldehyd) không phù hợp với giả thuyết của Brauns

Rõ ràng là, phải công nhận có một số sắp xếp vô trật tự nào đó của phần tử cấu tạo cơ bản trong Lignin (mặc dù chưa có sự chứng minh bằng thực nghiệm nghiêm túc) đặc biệt là nếu cho rằng giả thuyết sinh vật phát sinh Lignin của Freudenberg là đúng

Freudenberg cho rằng tác dụng của men trong quá trình đó bị giới hạn bởi sự tạo thành các gốc của rượu coniferylic Sự hợp nhất tiếp sau đó của các gốc với sự tạo thành Lignin chưa chắc có thể dẫn tới một cấu trúc đồng nhất hay các cao phân tử với trọng lượng phân tử giống nhau

Đại đa số các cao phân tử tự nhiên hay tổng hợp được cấu tạo theo

nguyên tắc “đầu nối với đuôi” Những chứng lý, được trình bày ở trên cho ta

thấy rằng nguyên tắc đó không ứng dụng được với Lignin Nếu chúng ta gán

ghép một cách tuỳ tiện mạch nhánh của đơn vị phenylpropanl là “đầu” của phân tử, còn vòng thơm là “đuôi” thì có thể giả định rõ ràng trong Lignin gỗ

tùng ít nhiều sẽ tồn tại 3 kiểu mối nối giữa các đơn vị đơn phân tử

Thường rất khó khăn làm rõ các đặc tính của Lignin và các dẫn xuất của nó bằng những phương pháp phân tích định lượng do độ hoà tan yếu của các chất đó và xu hướng của các phản ứng phụ, vì vậy việc phân tích các nhóm định chức là cần thiết Ta lần lượt xem xét các nhóm chức của phân tử Lignin như sau:

+ Nhóm metoxyl: có lẽ là nhóm đặc trưng nhất trong các nhóm định chức của Lignin Hàm lượng của các nhóm này ở trong proto Lignin gỗ lá kim khoảng từ 15 ÷ 16% Lignin gỗ lá rộng nhờ có các đơn vị siringylpropanl chứa nhiều nhóm metoxyl hơn từ 20.5 ÷ 21.5% Cũng đã chỉ rõ rằng nhóm metoxyl đứt ra khỏi Lignin bằng axit Hydryodic chỉ ở nhiệt độ tương đối cao Điều đó có nghĩa là tất cả các nhóm metoxyl trong Lignin, là thuộc vòng thơm và không phụ thuộc axtal hay các nhóm ete phức tạp

+ Nhóm cacboxyl: Người ta chưa thu được đầy đủ những số liệu có tính thuyết phục về sự có mặt của nhóm cacboxyl trong Lignin, dù có thì sự tồn tại với một số lượng lớn là hoàn toàn không có khả năng Trong các mẫu Lignin tách từ gỗ hoàn diệp liễu và các loài cây thân thảo, chắc chắn mới thấy

có các nhóm ete phức tạp

+ Nhóm hydroxyl: gồm các hydroxyl phenol và aliphatic người ta đã xác định bằng cách metyl hoá với dimetylsunfat và axetyl hoá Những điều kiện quá thô bạo của quá trình xử lý ở điều kiện kiềm có nồng độ đậm đặc và nhiệt độ là 60OC, có thể gây ra các phản ứng phụ như: đa tụ hay giả phóng bộ phận những hydroxyl phenol mới Những hydroxyl bậc 3, ngược lại có thể không bị tác động phản ứng Bằng biện pháp axetyl hoá Fredenbeng đã xác định được tổng số lượng hydroxyl trong Lignin Nhiều nhà nghiên cứu về sau

đã dành riêng cho việc xác định các hydroxyl thuộc phenol tự do trong Lignin

điện thế và độ dẫn để chuẩn độ và cũng dùng các phương pháp, dựa trên oxy hoá bằng periodat, thay đổi hấp thụ quang phổ ngoại do ion hoá các hydroxyl phenolic tự do, phản ứng với diaromentan hay dinitroflorbenzen, sự hấp thụ hydroxyl bari bởi Lignin…Mỗi phương pháp có hạn chế nhất định trong áp dụng Ngoài ra có thể nảy sinh những khó khăn liên quan tới sự có mặt của độ axit rất yếu (thí dụ như sự gây khó khăn về không gian hay các liên kết hydro) của các nhóm hydroxyl phenolic, do tồn tại các nhóm carboxyl nên sẽ có khả năng hoà tan không hoàn toàn của Lignin.

Một phần lớn các hydroxyl thuộc mạch thẳng là bậc một Điều đó dược khẳng định bằng cách tách từ Lignin hydro hoá các đơn vị phenyl propan với các nhóm carboxyl bậc một và axit metoxyaxetic từ các sản phẩm oxy hoá của Lignin

Từ việc tìm hiểu cấu tạo của phân tử Lignin dẫn đến các tích chất của Lignin như sau:

- Tính chất vật lý: Trong gỗ Lignin có ở màng giữa là chủ yếu Lượng

Lignin giảm dần từ ngoài vào trong Chỉ số khúc xạ lớn của Lignin trong gỗ

(1.61) và cả sự hấp thụ quang phổ tử ngoại của nó cho thấy bản chất “ thơm”

của Lignin Sự phân cực của các tia tử ngoại, chứng tỏ Lignin trong gỗ và phi lâm sản là vô định hình Song tính lưỡng sắc, thể hiện bởi màng trung gian trong ánh sáng tử ngoại chứng tỏ rằng có một mức độ kết tinh nào đó Tính chất không hoạt động quang học Lignin là điều cần chú ý đặc biệt, vì trong những phân tử cấu tạo của Lignin có chứa các nguyên tử hydratcacbon bất đối xứng

- Tính chất hoá học: Trong quá trình nghiên cứu người ta đưa ra các phản ứng hoá học như sau:

+ Phản ứng sunphit hoá Lignin: Trong quá trình nấu sulphit, Lignin

của gỗ, dưới tác dụng của bisulphit và axit sulfuro tự do ở nhiệt độ 135 ÷

1400C, chuyển hoá axit licnosulphonic hoà tan được, phản ứng sulphon hoá là một phản ứng rất quan tâm về mặt lý thuyết vì nó là một trong những phản

ứng quan trọng nhất của Lignin Làm rõ cơ chế của phản ứng sulphon hoá và bản chất của các nhóm có khả năng phản ứng, tham gia vào quá trình đó, gặp nhiều khó khăn phúc tạp vì các nhóm sulphon trong những điều kiện tương tự như quá trình nấu sulphit có thể được kéo theo rât nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau Do đó hành loạt cơ chế có thể nẩy sinh trong quá trình sulphon hoá.

Tương ứng động học của sunphon hoá trong cá môi trường axits và trưng tính có cá nhóm có khả năng phản ứng với Lignin

Cơ chế của quá trình sulphon hoá Lignin gỗ mềm:

- Cấu trúc phản ứng trong Lignin của gỗ

- Axit licnosulphonic (không tan)

- Axit licnosulphonic sulphon hoá thấp

- Axit licnosulphonic

Nếu quá trính sulphon hoá được tiến hành trong môi trường trung tính hay axit yếu thì có các nhóm tác động nhanh nhờ tác dụng họat hoá của Hydroxylphenolic tự do Sản phẩm cơ bản của quá trính sunphon hoá gọi là axit licnosulphonic rắn, chứa gần 0,3 nhóm sunphua trên một nhóm OCH3

+ Phản ứng phân giải do alcol: Lignin trong quá trình xử lý bằng rượu khác nhau với sự tham gia của axit vô cơ đã bị tác động bởi một loạt các phản ứng Một số phản ứng đó xẩy ra ngay trong điều kiện bình thường, có các phản ứng xẩy ra như sau: (1) Axetyl hoá các nhóm carboxyl; (2) Ete hoá các nhóm enol; (3) Ete hoá các cấu trúc có α - hydroxyl tự do và các nhóm ete

đơn giản

Trong các phản ứng trên thì phản ứng (3) xẩy ra bao trùm chính nó làm tăng một số lượng lớn metoxyl được giải thích trong quá trình phân giải bằng metanol ở nhiệt độ thấp

+ Phản ứng thuỷ phân axit : Khi đun nóng trong môi trường của dung

dịch axit yếu Lignin bị tác động của sự thuỷ phân gần giống như các phản ứng phân giải do alcol Tuy nhiên có sự khác nhau quan trọng giữa các phản

phẩm đơn phân tử tạo ra thì trong các sản phẩm của thuỷ phân chúng chỉ có với số lượng rất nhỏ (vết) Điều đó liên quan với khuynh hướng của các nhóm hydroxyl thuộc rượu ở vị trí α và các kết cấu ceton – rượu chịu phản ứng đa

tụ trong điều kiện axit, đặc biệt là với các vòng thơm của cá đơn vị chứa các đơn vị hydroxyl phenolic tự do

+ Phản ứng thuỷ phân bằng kiềm: Khi đun nóng Lignin với các dung dịch kiếm gây ra sự chuyển dịch bằng liên kết ete ankyl – aryl, với sự tạo ra các nhóm hydroxyl phenolic Những phản ứng như thế cũng đã được chứng minh với mô hình hợp chất ete guaiacyl Những phản ứng đứt mạch xẩy ra trong các axit licnosulfonic ngay ở nhiệt độ dưới 1000C, với sự giảm trọng lượng tức thì Để giải phóng các nhóm phenol trong Lignin, người ta tiến hành ở khoảng nhiệt độ 160÷ 1700C Liên kết ete có trong nhóm metoxy thường bền vững hơn và chỉ bị phân giải ở nhiệt độ trên 2500C

Những liên kết C – C dễ bị tác động trong môi trường kiềm nên một phần lớn Lignin trong gỗ trở nên hoà tan trong dung dịch kiềm khi ra nhiệt tới

1000C

+ Phản ứng Halogen hoá: Những phương pháp tẩy trắng bột giấy

dùng trong sản xuất nói chung đều được dựa trên các quá trình khử Lignin đòi hỏi ở nhiệt độ cao Tuy nhiên có những hoá chất có thể thực hiện được quá trình khử Lignin ở nhiệt độ thấp hơn nhiều Trong đó Clo trong dung dịch axit chuyển hoá Lignin thành một dẫn xuất clorLignin, trích ly được bằng dung dịch kiềm trong nước ở một giới hạn nhất định, quá trình clo hoá kèm theo trích ly bằng kiềm được dùng để sản xuất bột giấy từ rơm rạ Trong công nghiệp bột giấy gỗ Clo là một tác nhan tẩy trắng celluloza

+ Phản ứng Nitrat hoá: Quá trình nitrat hoá gỗ tương tự như phản ứng clo hoá, trong đó Lignin được chuyển hoá thành dạng tan ở điều kiện tương đối mềm, không gây một tác động đáng kể nên các thành phần carbohydrat Phản ứng nitrat kèm theo sự tổn thất của nhóm metoxyl và tạo ra metanol

+ Những phản ứng với dioxide clo và clorit: Những nghiên cứu tiến hành với dioxide clor và clorit Lignin trong gỗ cho thấy có sự phân giải thực

sự của nhân thơm, dựa trên quang phổ của tia tử ngoại Tuy nhiên, chúng ta chưa rút ra được các kết luận: vòng mở đến mức độ nào và mức phân giải xẩy

ra tới mức độ nào

b Các chất chiết suất

Những chất này không có trong thành phần của vách tế bào mà thường tồn tại trong ruột tế bào, chúng gồm: axit nhựa, axit béo, muối hữu cơ, tinh dầu, tinh bột, đường và các loại khoáng khác Các chất chiết suất làm ảnh hưởng đến mầu sắc, mùi vị gỗ, … ngay sau khi xử lý bằng nước nóng, cồn, axeton thì sức thẩm thấu tăng từ 4 -14 lần đặc biệt khi hàm lượng các chất chiết suất tan trong nước nóng, nước lạnh cao Sẽ có nhiều chất làm thức ăn cho nấm, côn trùng vì vậy gỗ và phi lâm sản dễ bị nấm mốc, mối mọt,… xâm nhập phá hoại

1.3.2 CHẤT TẨY TRẮNG

Chất tẩy trắng có thể phân thành 2 loại:

- Kiểu dung dịch tẩy trắng Oxy hóa

- Kiểu dung dịch tẩy trắng hoàn nguyên

Bảng 1.2 Dung dịch tẩy trắng và làm mất màu

Nhóm

Clo, Calcihypochorite, natrihypochlorite, natrichlorite

Hợp chất lưu hóa vô cơ Hypo, Natribisulpite

Hợp chất lưu hóa hữu

có tác dụng ức chế đối với ánh sáng Chất tẩy trắng ổn định là thuộc gốc Urea

và Vitamin C thuộc loại hình dung dịch hoàn nguyên chất tẩy trắng cho gỗ thường dùng là chất làm mất màu được ghi trong bảng 1.2

1.4 CHẤT TRỢ GIÚP

Chất trợ giúp tẩy trắng gỗ được phân thành 2 loại đó là chất trợ giúp hoạt hóa và chất trợ giúp ức chế hóa Để thoả mãn nhiều loại yêu cầu của tẩy trắng với chất trợ giúp ngày càng nhiều, hai loại nàytổ thành phức hợp Bảng 1.3 chỉ ra chất trợ giúp hoạt tính, bảng 1.4 liệt kê chất trợ giúp ức chế

Bảng 1.3 Dung dịch trợ giúp hoạt tính tẩy trắng gỗ Loại dung dịch tẩy trắng Tên và những điểm chính khi cho chất trợ giúp

Oxy già

Oxy già

+ NH 4 OH Natri bicarbonat, Natri carbonat, NaOH, guanidin carbonat Chất hữu cơ nhóm Amoniac tan trong nước và hợp chất kiềm tan trong nước Để nâng cao tính thẩm thấu cần phải cho thêm Ethanol, điều chỉnh độ pH đến 9,5 - 11

+ Hỗn hợp với Acetic khi tỷ lệ 1:1, tẩy trắng trong điều kiện môi trường Acid, có thể cho thêm Oxalic

+ Làm nóng chảy Maleic Acid và trộn với nó Tẩy trắng trong môi trường Acid, có thể cho thêm Acid chanh, oxalic

Natri percarbonate

Natri perbonate

Dung dịch tan trong nước có tính kiềm, có tác dụng tẩy trắng Căn cứ vào loại gỗ khác nhau, có khi có sự thương tổn do kiềm Có thể cho thêm Acetic, tẩy trắng trong điều kiện Acid yếu là tốt

+ Cho thêm muối Allylcarbonic nhằm cải thiện tính thẩm thấu phương pháp này cũng thích hợp khi dùng H 2 O 2 để tẩy trắng

Natri hypochrite Cho thêm dung dịch Benzoic và Phthalalđehyic Acid vừa

đủ Chloramine T, Chloramin

B

Cho thêm Acid vô cơ, hữu cơ làm tăng hoạt tính của nó Natri sulfit và hợp chất của Cho thêm Acetic, formic, oxalic, citric hoặc một ít

trường Acid yếu, nếu hoạt tính tăng, thì năng lực tẩy cũng được nâng cao, đặc biệt là khi cho hypophosphous

Calci hypochlorite

Trong dung dịch bão hoà thuốc tẩy cho thêm sulphat manhe điều chỉnh dung dịch Manhe hypochlorite, tính ổn định tốt

Bảng 1.4 Chất trợ giúp ức chế tẩy trắng gỗ Loại thuốc tẩy Tên và điểm chính khi cho chất trợ giúp ức chế

Oxy già

Nếu cho thêm Natri Silicate, Sulfatmanhe, natri pyrophosphate, Ethylene diamine tetraacetic Acide vừa đủ có thể ức chế phân giải làm cho hiệu quả tẩy trắng bền lâu, cho thêm CMC làm cho độ bám tăng lên

Acid hữu cơ Khi dùng Acid hữu cơ tẩy trắng trong điều kiện Acid, cho thêm

CMC, Silicagel có thể khống chế được sự phân giải vô hiệu của tẩy trắng

1.3.4 NGUYÊN LÝ TẨY TRẮNG VÀ PHA CHẾ DUNG DỊCH TẨY TRẮNG

1.3.4.1 Cơ chế của quá trình loại bỏ Lignin

- Tách loại Lignin bằng oxy trong môi trường kiềm:

+ Khả năng oxy hoá của oxy trong điều kiện thường rất thấp Tuy nhiên trong môi trường kiềm dưới tác dụng của áp lực và nhiệt độ tương đối cao thì khả năng oxy hoá của tác nhân hoá học này tăng lên rõ rệt, có thể làm phân huỷ và hoà tan một phần quan trọng Lignin

Cơ chế hoá học của các phản ứng của Lignin bằng oxy trong môi trường kiềm rất phức tạp, trước hết là do cấu tạo không đồng nhất của Lignin, sau đó là do oxy có thể chuyển hoá thành rất nhiều tác nhân hoạt tính khác nhau:

O2 → HOO•→ HOOH →HO• + HO → H2O

↓↑ ↓↑ ↓↑

H+ + OO− H+ + HOO− H+ + OO−

Sự tồn tại đồng thời của nhiều tác nhân hoá học hoạt tính này trong quá trình tách loại Lignin bằng oxy trong môi trường kiềm cho phép đồng thời thực hiện các phản ứng khác nhau như: phân huỷ nhân thơm Lignin và các liên kết đôi, các andehyde do:

+ Oxy và OH• là các tác nhân thơm electophicó thể phản ứng trực tiếp với nhân thơm Lignin

+ HOO− và oxy là các tác nhân nuclophin phản ứng với các liên kết đôi

và các nhóm chức mang màu của Lignin

Cơ chế phản ứng của oxy và nhân thơm Lignin có thể miêu tả như sau:Trong môi trường kiềm, nhân thơm phenol của Lignin bị ion hoá:

Ion phenolxyt phản ứng với oxy tạo thành nhóm phenolxyt:

Đây là phản ứng khởi đầu của các chuỗi phản ứng tiếp tạo thành các tác nhân hoạt tính, đặc biệt là các nhóm gốc HO, RCOO, ion peroxit, HOO và peoxit hữu cơ RCOO− Nhóm gốc HO có một vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình tách Lignin bằng oxy do phản ứng của nhóm gốc này dẫn tới

sự phân huỷ Lignin Tuy nhiên, các nhóm HO cũng làm giảm tính chọn lọc của quá trình tách loại Lignin bằng oxy do đồng thời phản ứng phân huỷ các hydratcarbon

Gierer và cộng sự cho rằng, vận tốc phản ứng của HO với Lignin chỉ

÷

OCH3R

O2••

O2• +

O•

vậy, trong quá trình tách loại Lignin bằng oxy sự phân huỷ Lignin luôn đi kèm với sự giảm độ nhớt của cellulose.

Việc sử dụng các muối magie có tác dụng làm chậm lại tốc độ phản ứng của cellulose với nhóm gốc HO, tốc độ phản ứng của Lignin trong trường hợp này rất cao, gấp 20 lần vận tốc phản ứng của HO với hydratcarbon

- Lignin tác dụng với dioxytclo (ClO2):

So với clo và hypoclorit thì dioxyt là tác nhân tẩy trắng đắt tiền hơn, khó bảo quản hơn Tuy nhiên dioxytclo có hoạt tính tẩy trắng cao và có tính chọn lọc, không làm giảm hiệu suất tẩy do ít phá huỷ xơ sợi do đó vẫn đợc sử dụng khi sản xuất bột giấy có độ trắng và chất lượng cao Do yêu cầu về bảo

vệ môi trường nên tẩy trắng bột giấy gỗ và các loại phi lâm sản đều phát triển

Dioxytclo phản ứng với Lignin thông qua rất nhiều các tác nhân hoá học, hoạt tính là sản phẩm phân huỷ của chất này trong môi trường kiềm

ClO3 − ClO2 −

ClO2 HClO

Cl2

Cl−

- Lignin tác dụng với ozon (O3):

Ozon là một tác nhân oxy hoá mạnh nên có thể dùng để tẩy trắng Khi

sử dụng ozon để tẩy trắng nó sẽ phá huỷ vòng thơm của Lignin, ozon còn có khả năng phản ứng với các liên kết đôi vì vậy nó có khả năng tẩy trắng rất tốt

Cơ chế phản ứng của ozon với vòng thơm Lignin

+ Oxy hoá phá huỷ vòng thơm Lignin:

+ Phản ứng mở vòng thơm của Lignin

- Phản ứng với các liên kết đôi:

+ Oxy hoá các nhóm andehyt tạo thành axit

Thông thường trước khi tẩy trắng bằng phương pháp này người ta thường tiến hành xử lý bằng H2SO4, CH3COOH để hiệu quả tẩy trắng đạt cao hơn

OOO

C

CO + H2O2

OC

Hydro peoxyt là tác nhân tẩy trắng đang được sử dụng phổ biến để tẩy trắng bột gỗ, bột bán hoá, bột hoá học

Trong quá trình tẩy trắng bằng hydro peoxyt trong môi trường kiềm xảy ra phản ứng thuỷ phân:

H2O2 + OH− HOO− + H2OHOO− trực tiếp phá huỷ các nhóm mang màu của Lignin Phản ứng phân ly trên chỉ xảy ra trong môi trường kiềm Do vậy tẩy trắng nên tiến hành

ở pH từ 10÷11, thường dùng chất đệm Na2SiO3 Hiệu quả tẩy trắng cao khi nâng nhiệt độ dung dịch lên 70÷900C và nồng độ trên 10%

1.3.4.2 Các chất tảy trắng

a Oxy già

H2O2 còn được gọi là Oxy già Trong phân tử có một cầu 2 Oxy, mỗi một nguyên tử Oxy đều nối với một nguyên tử Hydro, phân tử này không phải dạng đường thẳng, sơ đồ kết cấu phân tử như hình 1.1 đã miêu tả

Oxy già thuần khiết là dạng thể lỏng, không màu sánh, điểm sôi 4230K, điểm nóng chảy 2720K, hằng số điện môi 93 Do tồn tại cầu Oxy mà độ kết hợp của nó tương đối lớn nên mật độ lớn hơn so với nước, nó có thể hoà tan trong nước với bất kỳ tỷ lệ nào Tính chất hóa học của Oxy già chủ yếu biểu hiện ở tính không ổn định đối với nhiệt Tính hoàn nguyên và tính Acid Giá trị Oxy hóa của Oxy trong Oxy già là - 1, nó có thể bị hoàn nguyên để trở thành - 2, và cũng có thể Oxy hóa để trở thành 0 Do đó nó vừa có tính Oxy hóa lại vừa có tính khử

24

(1) Nguyên lý tẩy trắng của Oxy già

Điện thế điện cực tiêu chuẩn của dung dịch Oxy già như sau:

Môi trường Acid H2O2 + 2H+ + 2e  2H20 + 1,77

02 + 2H+ + 2e  H2O2 + 0,68Môi trường kiềm HO2- + H2O + 2e  3OH- + 0,87

O2 + H2O + 2e  HO2- + OH- - 0,076

Từ giá trị điện thế điện cực tiêu chuẩn có thể thấy rằng H2O2 bất kể trong điều kiện Acid hay điều kiện Bazơ đều là một dung dịch Oxy hóa mạnh H2O2

là - O - O - đóng vai trò tác dụng Oxy hóa, sản phẩm hoàn nguyên của nó

là H2O Do đó dùng H2O2 làm dung dịch Oxy hóa có ưu điểm là không chỉ năng lực Oxy hóa mạnh mà trong quá trình phản ứng sẽ không dẫn đến lẫn tạp chất Oxy già trong dung dịch phát sinh phân giải:

H2O2  H+ + HO2

-Sinh thành Ion trừ có tác dụng tẩy trắng, để làm cho phản ứng trên tiến hành theo phương hướng sinh thành HO2- tăng thêm độ PH cho dung dịch cũng chính là phản ứng được tiến hành trong môi trường kiềm, hoặc nâng cao nhiệt độ đều làm cho HO2- tăng lên có lợi cho việc phân giải của Oxy già, tăng cường hiệu quả tẩy trắng Nhưng Ion HO2- cũng có thể phân giải theo công thức sau:

2HO2-  O2+ 2OH

-Phản ứng này có thể tăng nhanh khi có ảnh hưởng của Men hoặc tia tím hoặc kim loại nặng hoặc muối của nó như Đồng, Sắt, Mangan… Độ phân giải có giá trị thấp nhất khi độ pH = 10.5 cho nên quá trình tẩy trắng giá trị

pH thích hợp nhất từ 10 - 11 Để duy trì giá trị pH thích hợp, thu được tốc độ phản ứng thích hợp có thể trong dung dịch Oxy già được cho thêm Na2SiO3

hoặc MgSO4, cũng có thể dùng NaOH, Amoniac làm chất xúc tiến, điều chỉnh dung dịch phản ứng đến độ pH = 10

 Hỗn hợp 35% H2O2 với 28% Amoniac cùng lượng, quét phủ lên bề mặt gỗ Thời gian hiệu quả tác dụng khoảng 30phút Cũng có thể trước tiên quét phủ bằng Amoniac sau đó mới dùng H2O2 quét phủ tiếp Chú ý, sau khi tẩy trắng phải rửa bằng nước thật sạch.

 Dùng hỗn hợp H2O2 35% với Acid Acetic tỷ lệ 1:1 quét lên bề mặt gỗ

 Đem Acid Meleic hoà tan vào H2O2 35%, đợi sau khi đã hoà tan hết đem quét lên bề mặt gỗ

Trong điều kiện bình thường cũng có thể tẩy trắng dưới điều kiện môi trường kiềm, nhưng cho thêm Acetic anhydric, Maleic anhydric, Acid lactic, cũng có thể tẩy trắng trong môi trường Acid Cho thêm Maleic anhydric có thể giảm bớt tính kích thích và mùi khó chịu

b Natri chlorite

Natri chlorite là một Oxy hóa điển hình để tẩy trắng Natri chlorite thuần khiết là bột kết tinh không màu, rất dễ hoà tan trong nước có tính hút ẩm kém Natri chlorite là tinh thể rắn, nó có thể kết hợp với Lưu hoàng và một số chất hữu cơ khác, khi bị xung kích mạnh có thể dẫn đến nổ Na2ClO2 trên thị trường thường bán dưới dạng hạt rắn hoặc giả dưới dạng dung dịch tan trong nước Dạng trước phải để trong bình màu nâu, dạng sau phải điều chỉnh độ

pH kiềm, có vậy mới bảo quản dễ dàng Khi xử lý tẩy trắng phải cho thêm Acid hoặc muối Hypochlorite để làm tăng hoạt tính trợ giúp

(1) Nguyên lý tẩy trắng của Na 2 ClO 2

Phản ứng phân giải của Na2ClO2 trong môi trường Acid yếu như dưới đây:

Na2ClO2 + H+ (Acid yếu)  HClO2 + Muối Natri Acid mạnh

HClO2 là sản phẩm được sinh ra do sự phân giải, nó có thể phá hoại các tập đoàn gốc màu trong gỗ, ngoài ra trong quá trình trung gian hoàn nguyên muối của Acid này lại sinh thành Acid thứ cấp HClO mà Acid thứ cấp này lại

có thể phản ứng với HClO2 để sinh thành ClO2, ClO2 lại có tác dụng tẩy trắng Phản ứng cộng của nó như sau:

HClO + 2HClO2 = 2ClO2 + H2O + H+ + ClClO2 có thể phản ứng với nhóm OH trong nhân Benzen hoặc trong các nhóm Cacbua thơm Do đó dùng Natri Chlorite để tẩy trắng có thể làm mất các gốc màu trong Lignin.

-(2) Pha chế chất tẩy trắng

Lấy Natri chlorite làm chủ thể

 Trong muối kim loại kiềm của Natri chlorite cho thêm acid hữu cơ, acid vô cơ yếu và muối Nhôm, muỗi Kẽm hay muối Manhe trong điều kiện đun nóng có thể thu được hiệu quả tẩy trắng rất tốt

 Lấy 200g Na2ClO2; 20g H2O; 100g Ure, hoà tan trộn đều 3 chất này với nhau, sau đó bôi quét lên bề mặt gỗ là được Sử dụng các phương pháp trên để xử lý gỗ Baoton và một số loại khác đều có kết quả tẩy trắng tốt

c NaClO

Loại hóa chất này là thuốc tẩy dạng Oxy hóa Thông thường dùng các khí Chlo tác dụng với NaOH là được Căn cứ vào công thức dưới đây ta có NaClO:

2NaOH + Cl2  NaClO + NaCl + H2O + nhiệtPhản ứng trên là phản ứng thuận nghịch, để làm cho NaClO ổn định cần phải có dư lượng kiềm

(1) Nguyên lý tẩy trắng của NaClO

Sự tổ thành hóa học của dung dịch muối NaClO có quan hệ rất lớn đến độ

pH của toàn hệ như trong hình 1.2 đã chỉ rõ Khi độ pH > 9,5 thì trong dung dịch mới có số lượng Ion gốc ClO- đủ lớn, độ pH không chỉ ảnh hưởng đến thành phần dung dịch mà còn ảnh hưởng đến tính Oxy hóa mạnh hay yếu, bởi

vì thành phần của chúng khác nhau sẽ có điện thế Oxy hóa khác nhau:

Cl2: ẵ Cl2 + C  Cl- + 1.35V

HClO: H+ + HClO + 2C  Cl- + H2O + 1.5V

OCl-: H2O ữ OCl- + 2C  Cl-+ 2OH- + 0.94V

NaOCl + H2O NaOH + HOClHOCl dễ dàng bị phân giải:

Có hai phương pháp sử dụng NaOCl:

Từ phản ứng trên ta thấy điện thế Oxy hóa của HClO là lớn nhất, năng lực Oxy hóa mạnh nhất Do đó giá trị độ pH nằm trong khoảng từ 5 - 7 để tẩy trắng Cellulose trong gỗ sẽ bị phân giải nghiêm trọng Còn tẩy trắng trong

O H

Hình 1.2: Sự cân bằng của hệ khi độ pH khác nhau

(nhiệt độ 25 0 C, nồng độ 0.1N)

Clo ho¸ Cellulose

Gi¸ng cÊp

T¶y tr¾ng muèi Hypoclorite

điều kiện môi trường kiềm, điện thế Oxy hóa tương đối thấp, sự phá hoại đối với Cellulose trong gỗ tương đối ít, vì thế mà điều chỉnh độ pH của dung dịch NaClO nằm trong khoảng 9 - 10 là thích hợp.

(2) Pha chế dung dịch tẩy trắng lấy NaClO làm gốc

Có các phương pháp sử dụng NaOCl:

 Pha chế 1000ml dung dịch Na2SO4 và H2SO4 theo tỷ lệ 1:1 có nồng độ 5%, sau đó cho 50g NaOCl Dùng dung dịch này quét lên gỗ Sau khi gỗ trắng

ra, dùng nước xà phòng 2% hoặc dung dịch acid HCl loãng rửa Làm như vậy

có thể đạt mục đích tẩy trắng lại loại trừ được nhựa

 Cho 10g NaOCl và 25g K2CO3 vào 1000ml nước pha chế thành dung dịch tẩy trắng Sau khi ván lạng được rửa bằng dung dịch kiềm cho vào dung dịch tẩy trắng ngâm 1.0 - 1.5 giờ, sau đó dùng nước sạch và acid HCL loãng (5g/l) rửa, và cho gỗ khô từ từ

Không phải tất cả các loại gỗ đều tẩy trắng thuận lợi cho đến mức độ yêu cầu Ngoài ra chất tẩy trắng là chất oxy hoá mạnh, khi bảo quản và sử dụng phải chú ý Một số chất tẩy trắng độc, phần lớn ăn da tay vì thế khi thao tác phải đi găng tay cao su và mặc tạp dề Nếu không may chất tẩy trắng bắn vào

da, phải ngay lập tức dùng nước để rửa và bôi cao borate

 Đem hoà tan 5g NaClO trong 95ml nước, đợi hoà tan sau khi tăng nhiệt nhanh chóng xoa quét lên bề mặt gỗ, cũng có thể cho thêm một ít Acid Oxalic hoặc H2SO4 vào dung dịch đó Phương pháp này dùng để tẩy trắng gỗ Liaoan

 Trong dung dịch NaClO 3% cho thêm 3% Phthalic Acid; 3% Amyl Benzoate, sau khi trộn đều bôi quét lên bề mặt gỗ Phương pháp này dùng để tẩy trắng gỗ đã để lâu ngày

d Natri Bisulfite

NaHSO3 là một chất tẩy trắng hoàn nguyên, dung dịch tẩy trắng của loại này có thể làm cho chất có màu hoặc chất phát màu trong trạng thái Oxy hóa

Trong điều kiện thường NaHSO3 là bột hoặc kết tinh màu trắng, tan trong nước, không tan trong rượu và Aceton.

Đem SO2 sục vào NaOH bão hoà ta sẽ thu được NaHSO3

NaOH + SO2  NaHSO3

(1) Nguyên lý tẩy trắng của NaHSO 3

Trị số Oxy hóa của S trong NaHSO3 là +4, nó ở giữa trạng thái Oxy hóa

vì vậy NaHSO3 vừa là chất Oxy hóa vừa là chất hoàn nguyên Trong các môi trường dung dịch khác nhau thì các điện thế của các cực tiêu chuẩn như sau:Dung dịch Acid

(2) Pha chế dung dịch tẩy trắng NaHSO 3

Cách 1: Trước tiên pha chế 2 loại dung dịch sau: <1> Đem NaHSO3

pha thành dung dịch bão hoà <2> Trong 1000ml nước cho vào một lượng nhất định thuốc tím Khi sử dụng trước tiên xoa quét dung dịch thuốc tím lên

bề mặt gỗ đợi cho ráo (Khoảng 5min) tiếp tục xoa quét dung dịch NaHSO3,

cứ làm như vậy nhiều lần, cho đến khi bề mặt trắng

Cách 2: Trước tiên phải pha chế hai loại dung dịch:

+ Dung dịch NaHSO3 bão hoà

+ 6,3 (g) KMnO4 kết tinh hoà tan trong 1000ml nước

Quét dung dịch KMnO4 trước sau 5 phút khi bề mặt gỗ hơi khô lại quét tiếp dung dịch NaHSO3 lặp lại thao tác trên khi gỗ trắng.

e H 2 C 2 O 4

Acid Oxalic là chất tẩy trắng hoàn nguyên Acid Oxalic độc, có thể tan trong nước, rượu, Ether

(1) Cơ chế tẩy trắng của Oxalic

Điện thế điện cực tiêu chuẩn của Oxalic như sau:

(2) Pha chế dung dịch tẩy trắng

Chỉ đơn độc dùng Oxalic hiệu quả tẩy trắng tương đối kém, do đó thường kết hợp với các dung dịch khác cùng sử dụng Pha chế cụ thể như sau:

Cách 1: Trước tiên pha 3 loại dung dịch sau: <1> Lấy 75g Oxalic kết tinh

hoà tan trong 1000ml nước <2> Hoà tan 75g Na2S2O3 trong 1000ml nước;

<3> Hoà tan 25g hàn the trong 1000 nước Khi pha chế trên dùng đun cách thuỷ nâng nhiệt độ đến khoảng 700C, không ngừng quấy đều và cho hóa chất

đã cân sẵn vào, cho đến khi hoà tan hết, đợi dung dịch nguội hẳn mới được sử dụng

Khi sử dụng, trước tiên xoa quét dung dịch Oxalic lên bề mặt gỗ sau khi ráo (4 - 5phút) thì tiếp tục xoa quét dung dịch thứ 2 Nếu không đạt yêu cầu, thì có thể làm đi làm lại nhiều lần cho đến khi vừa ý Sau đó tiếp tục xoa quét dung dịch lần thứ 3, làm cho bề mặt mềm mại là được Tiếp theo dùng nước rửa sạch, sau đó lau sấy khô Phương pháp này rất có hiệu quả cho việc tẩy

trắng gỗ Hoa, gỗ Ce…, cũng có thể làm nhạt màu đối với gỗ Hạnh đào, gỗ Thuỷ khúc liễu…

Cách 2: Khi dùng chất này làm chất tẩy trắng, phải pha chế ba loại

dung môi sau đây:

+ 75 (g) axit oxanic kết tinh hoà tan trong 1000 ml nước

+ 75 (g) Natri persultfat (Na2S2O8) kết tinh hoà tan trong 1000 ml nước

+ 24,5 (g) Na2B4O7 10 H2O hoà tan trong 1000 ml nước

Khi sử dụng ta quét dung dịch axit oxalic trước, sau khi hơi khô (4÷ 5 phút) lại quét Natri persultfat (Na2S2O8) Nếu độ trắng không đạt yêu cầu lại dùng dung dịch borac làm ướt bề mặt gỗ và dùng nước rửa sạch Hai loại dung dịch trước có tác dụng tẩy trắng, nhưng chỉ dùng dung dịch axit oxalic hiệu quả tẩy trắng tương đối thấp Phối hợp sử dụng Natri persultfat (Na2S2O8) hiệu quả tốt, dung dịch borac là dung dịch bazơ yếu dùng để trung hoà lượng axit rất nhỏ còn sót lại trên gỗ

Tẩy trắng của gỗ là do chất tẩy trắng và các photphat màu hoặc các gốc trợ màu trong gỗ gây ra phản ứng oxy hoá hoặc phản ứng hoàn nguyên, phá huỷ, thay đổi kết cấu hoá học của nó để thực hiện Chất tẩy trắng thông thường có NaClO, H2O2, NaBO3.4H2O, CH3COOH… chất tẩy trắng hoàn nguyên có NaBH4, HOOC - COOH, SO2… Hiệu quả tẩy trắng gỗ liên quan chặt chẽ đến chủng loại chất tẩy trắng, có lúc phải thêm chất trợ hoá học tăng hoạt tính hoặc chất ức chế, để nâng cao hiệu quả tẩy trắng Ngoài ra, dùng giải pháp mạnh như nâng cao nồng độ, nhiệt độ chất tẩy trắng, kéo dài thời gian xử lý, xử lý nhiều lần… để đạt hiệu quả tẩy trắng tốt Nhưng tẩy trắng qúa độ thì sẽ làm cho lignine bị phân giải làm giảm cường độ của gỗ, mất đi

độ bóng và độ tươi sáng vốn có của gỗ, trở thành sắc điệu vẩn đục, giới thiệu phương pháp tẩy trắng bề mặt gỗ thường dùng như sau:

(1) Dung dịch H2O2 nồng độ từ 30 - 35% và dung dịch amoniac 28% trước khi sử dụng pha theo tỷ lệ 1 : 1, dùng bàn chải quét lên bề mặt gỗ

Phương pháp này hiệu quả khử màu tốt, quét 1 lần là được, không phải dùng nước để rửa, nhưng có mùi khó chịu, thời gian sử dụng của chất khử màu ngắn, khoảng 30 phút Khi xử lý bằng phương pháp này cũng có thể phân biệt quét 2 dung dịch này lên bề mặt gỗ tiến hành khử màu Cũng có thể dùng

Na2CO3, Amino hữu cơ thay thế nước amoniac Để làm cho H2O2 phân giải có hiệu quả trong môi trường bazơ, có thể cho Mg2O8Si3.5H2O2, muối của

H6P4O13 để điều chỉnh pH (10 - 11,5)

(2) Đem dung dịch NaClO2 sau khi quét lên bề mặt gỗ (cho 3g NaClO2

hoà tan trong 100 g nước), quét ngay dung dịch nước CH3COOH băng (0,5 g

CH3COOH băng hoà tan trong 100 g nước), rồi gia nhiệt từ 5 - 10 phút ở nhiệt

độ 60 - 700C Để nâng cao hiệu quả tẩy trắng, trước khi tẩy trắng quét dung dịch Na2CO3 0,5%, dùng vải lau sạch dầu, rồi tiến hành tẩy trắng Phương pháp này trước khi sử dụng hỗn hợp 2 dung dịch, sau khi quét phải tiến hành gia nhiệt mới có hiệu quả

(3) Trong dụng cụ đựng bằng thuỷ tinh hoặc bằng sứ cho 5g NaClO và 95g nước, vừa gia nhiệt vừa hoà tan, hoặc cho 1 lượng rất nhỏ axít H2SO4

(hoặc HOOC - COOH) quét lên bề mặt gỗ Phương pháp này xử lý có hiệu quả Bạch đàn liễu, không phù hợp xử lý gỗ lá kim như Bách là tù

(4) Đốt lưu huỳnh, dùng để tạo ra SO2 trực tiếp tẩy trắng sản phẩm gỗ,

do gỗ xử lý ở trạng thái không ẩm ướt, cho nên không sổ lông

Phương pháp tẩy trắng các vết bẩn của gỗ như sau:

(1) Vết bẩn sắt: Tồn tại ở điều kiện có nước, thành phần tanin, phenol trong gỗ phản ứng hoá học với ion sắt, tạo ra hợp chất tanin - sắt và hợp chất phenol - sắt , tạo ra hợp chất điện phân màu xanh đen Theo thời gian chiếu sáng kéo dài, vết bẩn sắt sẽ khó loại trừ Đối với vết bẩn sắt đã sản xuất có thể dùng dung dịch H2O2 có nồng độ 2 - 5% (pH khoảng 8) quét lên chỗ bẩn của

gỗ, sau khi khô dùng nước rửa sạch Cũng có thể dùng dung dịch axít HOOC

- COOH xử lý, sau khi loại bỏ được vết bẩn sắt dùng dung dịch Na2HPO3 7%

xử lý 1 lần, lượng dùng 50g/m2 Sau khi xử lý bằng phương pháp sau, sẽ không có vết bẩn sắt nữa.

(2) Vết bẩn axít: Khi giá trị pH của gỗ dưới 2, nếu bị tác dụng của ánh sáng gỗ sẽ tạo ra vết bẩn axít và có màu hồng nhạt Mức độ biến màu thay đổi theo loài cây Cô chế biến màu vết bẩn axít là do sau khi gỗ tiếp xúc với axít, tanin trong gỗ chịu ảnh hưởng của ánh sáng (tia tử ngoại) hình thành kết cầu oxyt quino Axít thúc đẩy quang oxy hoá của tanin đa tụ Khi loại bỏ vết bẩn axít, trước tiên cho nước amoniac vào dung dịch H2O2 2%, điều chỉnh pH thành 8 - 9 Dùng dung dịch này xử lý, vừa quan sát tình huống loại bỏ vết bẩn, tăng dần nồng độ H2O2, cao nhất có thể đến 10% Để đề phòng khử màu quá độ, gây ra màu sắc không đồng đều, nên quét dung dịch H2O2 cực loãng (nồng độ khoảng 0,2%) lên chỗ không bị vết bẩn Ngoài ra, dung dịch NaHB 0,1 - 1%, sử dụng ở điều kiện bazơ yếu có hiệu quả tương đối với vết bẩn axít khó loại bỏ

(3) Vết bẩn bazơ: Khi bề mặt gỗ dính chất bazơ, sẽ tạo ra vết bẩn Khi

pH trên 11, vết bẩn rõ rệt Màu sắc vết bẩn phụ thuộc vào loài cây, pH của gỗ,

có màu nâu nhạt, màu nâu hồng Đối với vết bẩn bazơ đã sản xuất có thể dùng dung dịch axít HOOC - COOH (hoặc dung dịch H2O2) xử lý Theo thời gian kéo dài, vết bẩn bazơ khi xử lý bằng axít HOOC - COOH không thể khử màu, nếu tăng nồng độ axít HOOC - COOH, ngược lại gây vết bẩn axít Lúc này có thể dùng dung dịch H2O2 tính axít yếu có pH từ 7 - 5 xử lý, nồng

độ xem hiệu quả tẩy trắng, từ từ tăng lên, cao nhất không vượt quá 10%

(4) Vết bẩn mốc biến màu xanh: Mốc biến màu xanh phát triển trên phần giác gỗ thông, xâm nhập sâu vào bên trong, có màu xanh, hồng , loại trừ vết bẩn mốc biến màu xanh dùng chất tẩy trắng hệ axít HClO có tác dụng oxy hoá mạnh tương đối thích hợp, như Ca(ClO)2, NaClO , khi dùng 2 loại này pH = 12 là phù hợp Sau khi xử lý rửa nước, nếu sau khi khử màu gỗ có màu vàng, tính chịu ánh sáng kém, nên dùng H2O2 có pH = 8 để tiến hành xử lý

1.4 BẢ HOẶC TRÁT LÊN BỀ MẶT SẢN PHẨM

Trên phôi trắng sản phẩm thường có lỗ mọt, lỗ đinh khe do gỗ khô mít tạo ra, vết lõm do cắt gọt ngược chiều thớ tạo ra, bề mặt lồi lõm không phẳng cục bộ cạnh mắt, vì thế phải căn cứ vào tình huống cụ thể, dùng matít trát phẳng các lỗ, khe nứt này, loại thao tác này gọi chung là bả

Matít và sơn lót là những hỗn hợp có độ đặc khác nhau được chế ra từ các chất màu, các polyme (nhựa tổng hợp, ester và ete của celluose,…), các dung môi và nhiều chất khác (chất độn, chất làm khô, chất hoá dẻo, ) Sơn lót dùng để lót bề mặt dưới lớp sơn phủ bề mặt và lớp men Matít là lớp dùng

để làm phẳng bề mặt trước khi quét lớp sơn lót Lớp matít và sơn lót còn có tác dụng tạo một lớp tác dụng phản quang làm nền cho lớp sơn bóng phía trên bám tốt và phản quang tốt hơn

Lớp matít cần phải có cường độ cao, độ bám tốt và đặc biệt không bị co rút nhiều và và nứt khi khô Matít thường là một hỗn hợp ở dạng cao dẻo Có rất nhiều loại matít và sơn lót Tuỳ theo phương thức trang sức và loại chất phủ mà có các đơn pha chế matít khác nhau

Matít dùng để bả gồm nguyên liệu màu, sơn trong hoặc sơn màu, nguyên liệu màu rất nhạt và lượng nước phù hợp hoặc dung môi pha chế thành Căn

cứ vào chủng loại chất thành màng khác nhau, có thể phân thành matít tính dầu, gốc notro, cánh kiến đỏ… Trong sản xuất hàng mộc gia dụng, thường dùng matít cánh kiến đỏ bả các lỗ, khe hở của phôi trắng sản phẩm mộc, cũng

có thể bả sau khi nhuộm màu Loại matít này mau khô, ít bị co rút, lực bám tốt, sau khi khô cũng tương đối giòn cứng, dễ mài phẳng, tính nhuộm màu tương đối tốt Dùng dùng dịch cồn cánh kiến đỏ nồng độ từ 15 - 20% pha chế matít là phù hợp, đơn pha chế matít dùng cánh kiến đỏ như sau:

CaCO3 75%

Dung dịch cồn cánh kiến đỏ (10 - 15%) 24,2%

Chất màu 0,8%

Matít cánh kiến đỏ thường do công nhân thao tác căn cứ vào lượng dùng

tự tiến hành điểu chỉnh, màu sắc của matít nên nhạt hơn màu của tấm mẫu trang sức một chút, lấy không nhìn thấy vết bả làm chuẩn Bả matít chủ yếu là thao tác thủ công Trước khi bả phải loại bỏ sạch mùn cưa ở các chỗ lõm, sau

đó tiến hành bả, phải làm cho matít lấp đầy chặt, và hơi cao hơn bề mặt gỗ Phạm vi matít tiếp xúc với gỗ cần cố gắng hạn chế ở chỗ bả, để tránh hình thành cục matít, tổn thương vân thớ gỗ

Matít tính dầu dùng quang dầu (hoặc PF ) pha chế với CaCO3, dùng bả cấu kiện kiến trúc như khung cửa sổ, ván toa xe , lực bám tốt, độ cứng tương đối cao, nhưng khô chậm, sau khi khô khó mài phẳng, có lúc còn có hiện tượng "thấm màu" Matít gốc nitro thường sử dụng khi sửa màng sơn gốc nitro

1.5 NHUỘM MÀU

Là quá trình thao tác dùng dung dịch chất nhuộm màu hoặc dùng một số hoá chất tạo phản ứng màu với thành phần tanin trong gỗ, làm cho gỗ có màu sắc nhất định Mục đích của nhuộm màu là làm cho màu sắc tự nhiên của

gỗ càng tươi; làm cho gỗ phổ thông có màu sắc của gỗ quí hiếm hoặc màu sắc mọi người ưu thích; che lấp các đốm màu, màu kém trên bề mặt gỗ, loại bỏ không đồng đều màu sắc của nó chất lượng trang sức của sản phẩm mộc liên quan chặt chẽ đến hiệu quả nhuộm màu Khi trang sức trong suốt, dung dịch chất nhuộm dùng phải trong suốt, nếu không sẽ làm cho vân thớ gỗ mờ nhạt không rõ Theo độ sâu của nhuộm màu có thể chia thành nhuộm màu bề mặt và nhuộm màu độ sâu Nhuộm màu bề mặt sản phẩm mộc lại phân thành nhuộm màu toàn bộ và nhuộm màu cục bộ (ghép màu) Nhuộm màu toàn bộ bao gồm trực tiếp nhuộm màu trên bề mặt phôi trắng hoặc đã phủ sơn lót Còn nhuộm màu cục bộ sau khi nhuộm màu toàn bộ, để loại bỏ màu do bản thân

gỗ không đồng đều, mức độ hấp thụ chất nhuộm của các bộ phận của gỗ khong đồng đều mà gây ra màu sắc không giống nhau, làm cho toàn bộ màu

sắc của màng phủ đồng đều và hài hoà mà tiến hành Ở đây chủ yếu giới thiệu nhuộm màu bề mặt.

Nhuộm màu là phương pháp nhuộm màu gỗ được ứng dụng rộng rãi Theo chủng loại dung môi sử dụng để chia, dung môi nhuộm màu của chất nhuộm có dung môi nhuộm màu tính nước, dung môi nhuộm màu tính cồn và dung môi nhuộm màu tính dầu Các loại chất nhuộm dùng dung môi nhuộm màu cũng khác nhau, mỗi loại đều có ưu, khuyết điểm Trong nhuộm màu gỗ, hiện đã ứng dụng chất nhuộm kiểu mới như chất nhuộm hoạt tính, chất nhuộm phân tán Dùng nó để pha chế dung môi nhuộm màu hoặc hoà tan trong chất phủ tiến hành tạo màu chất liệu phủ

Dung môi nhuộm màu tính nước còn gọi là "sắc nước", là dung dịch nước chất nhuộm tính axít, chất nhuộm tính bazơ, chất nhuộm trực tiếp Thao tác thuận tiện, giá thành thấp, sử dụng tương đối nhiều Để gỗ nhuộm thành màu sắc cần có, thường thường hỗn hợp 1 số loại chất nhuộm thành chất nhuộm màu Thí dụ, cần nhuộm thành vỏ hạt giẻ phải dùng 3 loại chất nhuộm hồng - da cam - đen pha chế theo tỷ lệ nhất định Khi pha chế chất nhuộm màu, cần đối chiếu mẫu, căn cứ kinh nghiệm, từng bước hiệu chuẩn Khi phối màu nên dùng cùng loại chất nhuộm màu pha sắc khác nhau để pha chế Chất nhuộm tính axít có thể dùng hỗn hợp với chất nhuộm trực tiếp, nhưng không thể sử dụng hỗn hợp chất nhuộm màu tính axít hoặc chất nhuộm màu trực tiếp với chất nhuộm màu tính bazơ, nếu không sẽ gây ra kết tủa.Dung dịch nhuộm màu tính cồn phần nhiều sử dụng chất nhuộm tính bazơ, cũng có thể dùng chất nhuộm thuộc nhóm EOSIN, chất nhuộm thuộc nhóm AZO trong chất nhuộm tính axít Phát màu của các chất nhuộm màu loại này rất tươi, sức nhuộm màu mạnh, thấm nhanh, khô nhanh, có thể biểu hiện rất tốt cảm giác chất gỗ, nhưng dễ gây ra nhuộm màu không đều

Chất nhuộm màu tính dầu, dùng chất nhuộm tính tan trong dầu hoà tan trong dầu béo hoặc dung môi hữu cơ pha chế thành Nó có thể thấm sâu rất tốt

vào trong gỗ, hiện rõ tự nhiên cảm giác chất gỗ, không sổ lông, nhưng sấy rất chậm.

Nhuộm màu bề mặt gỗ có thể dùng phương pháp quét, phun, bôi Khi thao tác thủ công, bàn chải phải thuận theo chiều của sợi gỗ chải đến chải đều

Để làm cho nhuộm màu đồng đều, trên bề mặt ướt đã chải chất nhuộm màu tính nước, mới có thể dùng bàn chải tương đối khô chải ngang, cuối cùng còn phải chải đều thuận chiều sợi Khi phun chất nhuộm màu tính nước, có thể theo màu sắc đậm nhạt khác nhau điều màu nhuộm tự do, phun đồng đều Vì

ở góc khó nhuộm màu, cho nên cần dùng súng phun vòi phun nhỏ đường kính khoảng 1mm, áp suất từ 0,2 - 0,25 MPa Khi phun lượng nước gỗ hút ít hơn khi quét, ngâm, vì thế sấy tương đối nhanh Chất nhuộm màu tính cồn do thẩm thấu khô nhanh, dễ gây ra nhuộm màu không đồng đều Trong chất nhuộm màu đã pha chế nên cho dung môi điểm sôi cao như HOCH2CH2OH hoặc HOCH2CH2CH2CH2OH, dùng súng phun có vòi phun đường kính nhỏ

để phun

Thông thường chiều sâu nhuộm màu bề mặt gỗ từ 0,05 - 0,1mm Nhưng

ở nơi sợi bị đứt dụng dịch chất nhuộm có thể thấm sâu vài mm Vì thế, sau nhuộm màu, chỗ bị xước, vết dao thường hiện rõ màu sắc đậm hơn Nếu trong dung dịch nhuộm cho nước amoniac nồng độ dưới 5%, sẽ có thể nâng cao độ phân tán của chất nhuộm, có lợi cho chất nhuộm thấm sâu hơn vào trong gỗ Gia nhiệt dung dịch nhuộm, cũng có lợi cho chất nhuộm thấm vào gỗ, nhưng chỉ có khi phun mới phù hợp Khi thao tác thủ công dung dịch nhuộm nóng, thường thường nhuộm màu không đều Ngoài ra, nước amoniac không thể cho vào trong dung dịch nhuộm nóng

Chất phụ gia định màu là phương pháp đưa dung dịch nước chất phụ gia định màu lên gỗ, làm cho nó và thành phần của gỗ (chủ yếu là tanin) gây ra thay đổi hoá học mà nhuộm màu Thông thường chất phụ gia định màu là 1 số muối vô cơ (như KMnO4, K2Cr2O7, Fe2(SO4)3 ), axít, bazơ Phương pháp này cũng gọi là nhuộm màu thuốc hóc học Khi xử lý nồng độ dung dịch chất

phụ gia định màu từ 0,5 - 15% Có thể dùng 1 loại hoặc 2 loại chất phụ gia định màu trở lên tiến hành xử lý Cơ chế của nó và chất nhuộm màu khác nhau, hiệu quả nhuộm màu cũng phụ thuộc vào loài cây, gỗ lõi, gỗ giác Sau khi nhuộm màu phương pháp này có thể giữ được vân thớ rõ ràng, màu sắc đẹp, tính bền khí hậu tương tối tốt, vì nó có năng lực khuếch tán lớn hơn chất nhuộm màu, cho nên nhuộm màu tương đối sâu Khuyết điểm của phương pháp này là phổ sắc có hạn, màu sắc đậm nhạt hoàn toàn quyết định bởi hàm lượng tanin trong gỗ Cho nên, ngay gỗ của cùng 1 loại cây, hiệu quả nhuộm màu thường thường cũng khác nhau.

Pha chế và bảo quản dung dịch chất phụ gia định màu, đều phải dùng dụng cụ đựng bằng thuỷ tinh hoặc bằng sứ Trước tiên hoà tan chất phụ gia định màu trong nước nóng, khuấy, lọc, sau khi nguội đến nhiệt độ phòng đưa lên bề mặt sản phẩm mộc Dung dịch cần quét dư một chút, sau khi để thời gian ngắn, rồi dùng vải khô lau sạch dung dịch dư thừa trên bề mặt Khi nhuộm màu ván lạng, có thể trực tiếp ngâm nó trong dung dịch chất phụ gia định màu, sau khi nhuộm xong lấy ra sấy khô, rồi tiến hành dán keo

Cũng có thể dùng từ 2 loại chất phụ gia định màu trở lên xử lý gỗ Còn

có thể dùng chất phụ gia định màu ở trạng thái khí như hơi amoniac để nhuộm màu gỗ Sau khi gỗ có tanin (như gỗ giẻ) làm thành phôi trắng để trong phòng kín, thông hơi amoniac tiến hành nhuộm màu, khoảng sau 1 giờ, bề mặt sản phẩm mộc sẽ có màu nâu xám Phương pháp này không tiếp xúc nước, bề mặt

gỗ không bị nhấp nhô Chiều sâu nhuộm màu đạt khoảng 1,5mm Nhưng hơi amoniac có tính độc, khi thao tác phải chú ý

Gỗ lá kim không có tanin cũng có thể dùng chất phụ gia định màu, chỉ cần trước tiên dùng dung dịch tanin quét lên bề mặt gỗ, lúc này phần lớn tanin

sẽ tích tụ ở phần gỗ muộn tương đối chặt chẽ, sau khi sấy lại quét dung dịch phụ gia định màu lên Lập tức màu sắc của gỗ muộn sẽ đậm hơn gỗ sớm, van thớ gỗ nhuộm, màu sắc rất tự nhiên Còn khi dùng dung dịch chất nhuộm

nhuộm màu, màu sắc của gỗ sớm lại đậm hơn phần gỗ muộn rất nhiều, hiện ra rất không tự nhiên.

Dung dịch được làm nhuộm màu gỗ cần có tính năng cơ bản sau:

(1) Cần phải duy trì cảm giác gỗ vốn có của nó

(2) Sự bắt màu phải đồng đều, tính trong suốt phải cao

(3) Tính thấm tốt, sau khi nhuộm màu có tính chịu sáng tốt

(4) Không tạo nên những ảnh hưởng bất lợi cho công nghệ sau khi nhuộm màu như sấy khô, trang sức đối với sản phẩm

Nhuộm màu gỗ sớm nhất là chỉ sự kết hợp giữa thuốc nhuộm với Cellulose hoặc chế phẩm của Cellulose, đồng thời đạt được tính bền lâu nhất định Ngày nay loại kỹ thuật này đã được ứng dụng rộng rãi đối với tổ chức sinh vật, lông, da, gỗ và đồ nhựa Trong gỗ Cellulose chiếm khoảng 50%, Hemi Cellulose chiếm khoảng 20%, do đó thuốc nhuộm có thể dùng để nhuộm được gỗ Nhưng do trong gỗ còn có Lignin và các thành phần chất chiết kết hợp chặt chẽ với Cellulose, do vậy có một số hạn chế nhất định đến dung dịch nhuộm màu và phương thức nhuộm màu

Thuốc nhuộm được phân thành thuốc nhuộm thiên nhiên và thuốc nhuộm tổng hợp Nhuộm màu gỗ thường dùng loại sau, đặc biệt là được sử dụng trong những trường hợp có yêu cầu độ trong suốt và độ thẩm thấu Dung dịch thuốc nhuộm màu dùng cho gỗ được chỉ ra trong bảng 6 - 41 Thuốc nhuộm màu tan nước là thuốc nhuộm có tính Acid (bao gồm các loại thuốc nhuộm thông thường và thuốc nhuộm muối Crom) và thuốc nhuộm trực tiếp Lấy thuốc nhuộm có tính Acid làm gốc (đặc biệt là thuốc nhuộm muối Crom) Thuốc nhuộm Crom rất khó thấm sâu vào trong gỗ, nhưng tính chịu ánh sáng rất tốt, đây là loại thuốc nhuộm thông dụng đối với gỗ và Cellulose

1.5.1 BẮT MÀU VÀ NHUỘM MÀU GỖ

Gỗ đem lại cảm giác tự nhiên đẹp cho con người mà nguyên nhân dẫn đến cái đẹp của gỗ chính là màu sắc và vân thớ của nó Gỗ là một loại vật liệu sinh vật rất đa dạng, kết cấu phức tạp, ngoại trừ một số màu sắc của một số