木蜡油涂饰对家具表面视觉特性的影响研究

■陈宏伟，宋魁彦 Chen Hongwei,Song Kuiyan

(东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150040）

涂饰是保护家具，延长家具使用寿命的一种简单有效措施，不但可以对木材起到一定的保护作用，还可以对木材起到装饰的作用。随着绿色环保理念的深入，环境友好型涂料取代传统溶剂型涂料是大势所趋，其中木蜡油不含三苯、甲醛以及重金属等有毒有害成分，涂饰在木制家具上，不仅可以强化纹理，还可以使家具颜色发生变化，对家具起到保护、滋养和增强天然纹理质感的作用。本文对木蜡油涂饰的装饰效果进行定量化分析研究，以期为木蜡油涂饰装饰效果的深入研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

（1）水曲柳弦切单板，含水率控制在（12±2）%；木蜡油底油与面油、鬃毛刷。

（2）砂磨机、气动喷枪、电子分析天秤、智能数显恒温磁力搅拌器、KONICA MINOLTA-CM2300D分光测色仪、WGG-60数显光泽度计、TR200手持式粗糙度测定仪、Uniscan LA2800紫光扫描仪，电子分析天平。

1.2 试验方法

（1）使用砂光机对试件依次进行打磨，先使用120目砂纸顺木材纹理方向打磨60s，使用气动喷枪吹净家具表面木屑后，再使用180目砂纸顺木材纹理方向打磨30s，打磨后使用气动喷枪吹净木材表面木屑。

（2）涂饰过程主要包括搅拌混合、木蜡油底油涂布、擦去浮油、底油干燥后修整、木蜡油面油涂布、擦去浮油、面油干燥后修整七个过程。

① 搅拌混合：首先将木蜡油以600r/min的速度进行搅拌15min后，使用电子分析天秤称取一定量的混合后木蜡油放入烧杯中。② 木蜡油底油涂布：使用鬃毛刷蘸取烧杯中定量的木蜡油顺木材纹理匀速涂布于木材上，并且在涂饰过程中仍以300-500r/min的速度持续搅拌木蜡油。③ 擦去浮油：木蜡油涂饰15min后，以圆圈式手法使用白色不掉毛棉布将木材表面浮油擦去。④ 底油干燥后修整：待底油实干后，使用砂纸顺木材表面纹理方向轻微打磨，将表面毛刺打磨掉的同时不能露出白茬。⑤ 木蜡油面油涂布：使用鬃毛刷蘸取烧杯中定量的木蜡油顺木材纹理匀速涂布，并且在涂饰过程中仍以300-500r/min的速度持续搅拌木蜡油。⑥ 擦去浮油：木蜡油涂饰15min后，以圆圈式手法使用白色不掉毛棉布将木材表面浮油擦去。⑦ 面油干燥后修整：待面油实干后，使用砂纸顺木材表面纹理方向轻微打磨，将表面毛刺打磨掉的同时不能露出白茬。

1.3 检测方法

（1）材色

通过分光光度计对木蜡油涂饰前后家具表面颜色进行测量，每个试件取3个呈“之”字形分布的测量点，测量结束后计算其平均值作为最终测量值[1-2]。

（2）表面光泽度

■图1 水曲柳家具表面涂饰前后变化

■图2 涂饰前后的光泽度变化

■图3 涂饰前后的横纹粗糙度变化

■图4 涂饰前后的灰度值变化

通过WGG-60数显光泽度计测量木蜡油涂饰木材前后顺纹与横纹光泽度，数值分别记作GZL（%）和GZT（%），对每块试样在指定的被测面进行多点多次（3点，2次）测量，测量完成后取平均值作为试样的最终测量数值。

（3）表面粗糙度

采用TR2000表面粗糙度测定仪对木蜡油涂饰前后的木材进行表面粗糙度检测，选择垂直于木材纹理方向的轮廓算术平均偏差、微观不平度十点高度、轮廓最大高度三个参数作为木材表面粗糙度的评定参数，测试完成后计算不同参数的算术平均值作为最终测量值。

（4）纹理凸显性

将100mm×50mm规格均分成4等份，然后在每个方格中的任一纹理处选择一点作为纹理提取单元，取四点平均值作为最终的测量值，将需要测试的试件使用电子扫描仪生成图片，通过Photoshop图像处理软件转化成灰度图片，进行灰度值测量。

（5）视觉心理量

筛选出10个心理量词，分别为：豪华、素雅、自然、刺激、温暖、冷淡、细腻、粗犷、上乘、庄重，评分尺度为7级（-3~3），评分极差为1，受试者共计321人，测试选择晴天时上午9:00-11:00时的室内自然光线，观测时受试者均静坐5min后开始测试。

2 结果与讨论

2.1 表面材色

如图1所示，木蜡油涂饰前与涂饰后的水曲柳家具表面材色对比得出：涂饰后家具明度下降幅度在5%~16%范围之间，说明经木蜡油涂饰后的水曲柳家具颜色变深变暗；红绿轴色品指数上升范围在26%~48%；黄蓝轴色品指数上升范围在26%~50%之间，说明经木蜡油涂饰后的家具表面明显趋向于红色、黄色；家具表面色差值增加范围在6.94~15.99之间，说明经木蜡油涂饰后的水曲柳家具色差较大[3]。

2.2 表面光泽度

木蜡油涂饰是一种表面修饰手段，能够使家具表面光泽度发生变化，从而达到一种更加自然的装饰效果[4]。如图2所示，浅黄色代表涂饰前的顺纹光泽度，暗红色代表涂饰前的横纹光泽度，绿色代表涂饰后的顺纹光泽度，橘红色代表涂饰后的横纹光泽度，其中顺纹光泽度上升幅度范围在443%~880%之间，横纹光泽度上升幅度范围在523%~971%之间，说明木蜡油涂饰对水曲柳家具表面光泽度有显著增强效果，但由于木蜡油本身的特性，涂饰后虽然光泽度值上升范围较大，但涂饰后不是亮光效果，木制品表面保持了木材天然纹理对光线漫反射所形成的哑光及半哑光效果，符合目前一些喜欢哑光效果家具的消费者，满足了人们回归自然的审美要求[5]。

2.3 表面粗糙度

木蜡油会在家具表面形成一层薄而软的膜，可以有效降低表面粗糙度，提高家具表面的顺滑感[6]。

如图3所示，从左到右第一个蓝色代表涂饰前的Ra数值，橙色代表涂饰后的Ra数值，灰色代表涂饰前的Rz数值，黄色代表涂饰后的Rz数值，深蓝代表涂饰前的Ry数值，绿色代表涂饰后的Ry数值，水曲柳家具涂饰后横纹轮廓算术平均偏差平均下降33%、微观不平度十点高度平均下降30%、轮廓最大高度平均下降31%。三项参数综合反映涂饰后家具表面粗糙度的下降趋势，说明经木蜡油涂饰后，水曲柳家具表面更加光滑[7]。

2.4 纹理凸显性

木材具有大自然赋予的无与伦比的独特美感，这主要体现在其纹理上，弦切面纹理多以山峰状、抛物线状为主，径切面多以通直纹理为主，而横切面则为类似于同心圆状的纹理。RGB颜色系统是采用256个整数来表示灰度的，255表示白色，0表示黑色，数值与灰度等级呈负相关，数值越小代表灰度等级越高，相反数值越大代表灰度等级越低。纹理灰度与背景灰度的对比值为灰度对比度，灰度对比度降低则说明纹理凸显更加明显[8]。

■图5 涂饰前后的灰度图像

如图4 所示，橘红代表涂饰前的纹理灰度，黄色代表涂饰后的纹理灰度，灰色代表涂饰前的背景灰度，蓝色代表涂饰后的背景灰度，水曲柳木材涂饰木蜡油后的纹理灰度降低了25%，背景灰度降低16%，说明水曲柳木材涂饰木蜡油后灰度等级提高，水曲柳家具涂饰木蜡油前的灰度对比度在0.71~0.96之间，涂饰后在0.64~0.89之间，灰度对比度整体平均降低了10%，说明木蜡油涂饰不仅不会掩盖木材本身纹理，如图5所示，还会显著增强木材的天然纹理，达到更为优越的表面装饰效果[9]。

2.5 视觉心理量

涂饰是保护家具，延长家具使用寿命的一种简单有效措施，不但可以对木材起到一定的保护作用，还可以起到装饰的作用[10]。木蜡油涂饰前的水曲柳木材给人的豪华感较低，涂饰后豪华感增加了4.2级；涂饰前给人的素雅感较高，涂饰后素雅感降低了2级；涂饰前给人的自然感相对较低，涂饰后自然感增加了0.5级；涂饰前给人的刺激感较低，涂饰后刺激感增加了1.4级；涂饰前给人的温暖相对较低，涂饰后温暖感增加了0.8级；涂饰前给人的冷淡感较高，冷淡感降低了3.8级；涂饰前给人的细腻感相对较低，涂饰后细腻感增加了1级；涂饰前给人的粗犷感较高，涂饰后粗犷感降低了0.4级；涂饰前给人的上乘感相对较低，涂饰后上乘感增加了1.1级；涂饰前给人的庄重感较低，涂饰后庄重感增加了3.2级[11-13]。

木蜡油涂饰后水曲柳家具在豪华感、自然感、刺激感、温暖感、细腻感、上乘感、庄重感等方面等级升高，其中豪华感增加最明显，其次是庄重感、刺激感、上乘感、细腻感，温暖感与细腻感增加幅度相对较低；在素雅感、冷淡感、粗犷感等方面等级降低，其中冷淡感降低幅度最多，其次是素雅感，而粗犷感降低幅度相对最少[14-16]。

3 结语

随着绿色环保理念的深入，环境友好型涂料取代传统溶剂型涂料是大势所趋，其中木蜡油不含三苯、甲醛以及重金属等有毒有害成分，涂饰在木制家具上，不仅可以强化纹理，还可以使家具颜色发生变化，对家具起到保护、滋养和增强天然纹理质感的作用由以上研究可知，水曲柳家具经木蜡油涂饰后表面颜色变深并趋向于红色、黄色，并能有效降低水曲柳家具表面粗糙度，提高木材表面光泽度，但整体效果仍为半哑光效果，满足了人们回归自然的审美要求，水曲柳家具经木蜡油涂饰后可以使木材漂亮、自然的纹理凸显得更加清晰，使家具表面达到更为优越的装饰效果，水曲柳家具经木蜡油涂饰后在豪华、庄重、刺激、上乘、细腻、温暖自然等方面的感觉有所增加，在冷淡、素雅、粗犷等方面的感觉有所减弱。综上所述，木蜡油表面修饰可以改变木材的表面视觉特性，增强水曲柳家具表面装饰效果。