透明涂飾處理前后對紅錐材色的變化規律

摘要本文采用硝基清漆、聚氨酯清漆及醇酸清漆三種常用的透明裝飾涂料對紅錐實木試材進行涂飾處理，測量并分析涂飾前后紅錐木材表面材色的變化規律。

中圖分類號:TS6文獻標識碼:A

紅錐( Castanopsis hyst rix )，又名赤黎、紅黎，是殼斗科的常綠喬木，主要分布于我國南部，在廣西從桂南到桂北均有天然分布 。紅錐為半環孔材，心材色紅，結構細至中，其木材淡紅色至褐紅色，花紋色澤美觀。

通過涂飾處理可以體現紅椎木材的天然紋理或改變其色澤，能進一步鞏固與延伸它的裝飾性。透明涂飾是木制品表面裝飾的重要方法之一，良好的透明涂飾性能可以顯著提高木制品的價值。本文采用三種常用的透明裝飾涂料(硝基清漆、聚氨酯清漆、醇酸清漆)對紅錐實木試材進行涂飾處理，測量并分析了涂飾前后紅錐木材表面材色的變化規律，為合理高效利用紅錐用材奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

采自廣西憑祥市中國林科院熱帶雨林研究中心伏坡試驗場的人工林紅錐，試材經過常溫氣干之后加工出規格為:100*100*10mm的弦切面試樣，含水率為8%，每種涂飾處理共取8塊。

1.1.2 漆種

(1)硝基清漆，中科銀海涂料有限公司生產;(2)聚氨酯清漆，南寧景林黏膠涂料有限公司生產;(3)醇酸清漆，佛山市南海華生化工實業有限公司生產。

1.1.3 實驗設備

全自動測色色差計，北京辰泰克儀器技術有限公司生產。

木材和涂膜顏色的計量采用國際照明委員會推薦的CIE(1976)(L*a*b*)標準色度學表色系統。CIE(1976)(L*a*b*)標準色度學表色系統的各個指標的含義如下:

L*:表示顏色的明度a*:正值表示紅色，負值表示綠色Wr:藍光白度

b*:正值表示黃色，負值表示藍色C:色飽和度H:色調角

dL*:明度差值，正值表示較對照樣明亮，負值表示較對照樣暗

da*:a*值的變化值，正值表示顏色偏向紅色，負值表示顏色偏向綠色

db*:b*值的變化值，正值表示顏色偏向黃色，負值表示顏色偏向藍色

dC*:色飽和度差值，正值表示較對照樣鮮明，負值表示較對照樣暗深

dH:色調角差值，數值愈大表示色調角變化愈大

dE*:為綜合色差值，數值愈大表示總體顏色變化愈大

1.2 方法

分別用硝基清漆、醇酸清漆、聚氨酯清漆這三種透明清漆涂刷到紅錐試樣。共刷涂3次，每次刷涂后，待試樣自然干燥后測量其色度學參數，并分析色度學特征變化規律。涂飾前后木材的色度學參數是采用全自動測色色差計測量，每個試件測3點，每種涂飾處理取8塊試件的平均值。

涂飾處理:基材處理(采用240#砂紙研磨基材，清除粉末)→涂刷清漆→研磨(360#砂紙研磨)→涂刷清漆→研磨(360#砂紙研磨)→涂刷清漆。

2 結果與分析

在涂飾硝基清漆、聚氨酯清漆和醇酸清漆的過程中，測量出來的各色度學指標隨涂飾次數變化而變化。測量結果如表1與圖1、表2與圖2及表3與圖3所示。注:系列1藍色表示涂飾0次，系列2紅色表示涂飾1次，系列3黃色表示涂飾2次，系列4綠色表示涂飾3次。

2.1 硝基(NC)清漆涂飾前后的材色變化

圖1硝基(NC)清漆涂飾前后紅錐材表色度學的變化

從表1及圖1分析可知，在涂飾硝基(NC)清漆的過程中，各色度學指標隨著涂飾次數的變化而變化。經過涂飾處理后紅錐材色的明度L*逐漸降低，其中在第一次涂飾與素材之間的差異是最為顯著，降低幅度為11.69，經過第一次涂飾后，明度的變化幅度逐漸減小，變化幅度均在1.5以下;紅綠軸色品指數a*偏向于紅色，總的增幅約為16;黃藍軸色品指數b*均增加但增幅不大，但涂飾前后色差dE*變化明顯，變化幅度約為13;色飽和度C逐漸增加但幅度變化不明顯;色度角H逐漸降低，幅度變化不顯著。從色度學的各項指標分析，紅錐試件經過硝基清漆涂飾處理后，能保持木材天然色調，其材色略有偏紅黃的趨勢，色差較大，而色飽和度增加，更能展現木材的木紋本色。

2.2 聚氨酯(PU)清漆涂飾前后的材色變化

從表2及圖2分析可知，在涂飾聚氨酯(PU)清漆的過程中，各色度學指標隨著涂飾次數的變化而變化，均發生了較大的幅度變化，變化的規律性不是很明顯。經過涂飾處理后紅錐材色的明度L*逐漸降低，其中在第一次涂飾與素材之間的差異是最為顯著，降低幅度為14.16，經過第一次涂飾后，明度的變化幅度逐漸減小;紅綠軸色品指數a*偏向于紅色，總的增幅約為19;黃藍軸色品指數b*均增加;涂飾前后色差dE*變化較硝基涂飾更為明顯，幅度達25;色飽和度C逐漸增加幅度變化明顯，總增幅達到了22;色度角H逐漸降低。從色度學的各項指標分析，紅錐試件經過聚氨酯清漆涂飾處理后與素材相比較，其材色偏向紅黃色，色差較大，這說明試驗所用聚氨酯清漆并非理想狀態無色透明物質，而是含有微紅黃色的物質。這表明本次實驗所用的聚氨酯清漆雖能保持木材天然色調，但涂料中含有其它物質，易使漆膜變黃變紅，色差也比較大。而色飽和度變化大，一定程度彌補了色差變化帶來的副作用。

2.3 醇酸清漆涂飾前后的材色變化

從圖3及表3觀察，與硝基清漆和聚氨酯清清一樣，涂飾醇酸清漆時，各色度學指標隨涂飾次數變化而發生改變， 素材與第一次涂飾后相比較，也發生了較大的幅度變化，變化的規律性較明顯。明度L*逐漸降低，第一次涂飾后，明度變化幅度開始減小，總降幅約為17;紅綠軸色品指數a*偏向于紅，增幅20點色度色;黃藍軸色品指數b*均增加，增幅約為14;飽和度C*逐漸增加，增幅也達到21.86;涂飾前后色差dE*變化明顯，達到18.39。從數據分析表明醇酸清漆涂飾能保持木材天然色調，但漆膜色差變化大，偏紅且變黃，一定程度上喪失透明涂飾的美學功能。

3 結論

(1)3種清漆對紅錐木材涂飾前后的材色變化不一，但整體上，明度均降低，黃藍軸色品指數均增加，色飽和度均增加，涂飾前后色差變化明顯，經過聚氨酯清漆和醇酸清漆涂飾的試件，顏色均較暗，主要偏于暗紅，呈現一種深沉的裝飾效果，而采用硝基清漆涂飾時，其顏色較淺，裝飾效果較為明亮輕快。

(2)通過觀察三種清漆涂飾前后的色度學特征變化發現，木材色度學變化與涂飾次數有關，隨著涂飾次數的增多和涂膜厚度的增加，使其色度學參數也在不斷發生變化，這種變化是一個逐漸變化的過程，呈現一定的規律性。

(3)漆膜色度學特征變化與涂料種類有關，使用不同涂料涂飾，漆膜色差變化各異，但這三種清漆的涂飾效果均趨向紅黃色。

綜上所述，選用不同的涂料進行涂飾，同時采用適宜的涂飾次數及涂布量，可以得到不同的透明涂飾效果，并能確保木材的天然紋理與色調。

本文由“十一五”廣西林業科技項目“主要速生人工林樹種材性改良與深加工利用研究”支持

參考文獻

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