森林与环境学报  2017, Vol. 37 Issue (3): 288-291   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2017.03.006
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李权, 肖启航, 许华寅, 林金国
LI Quan, XIAO Qihang, XU Huayin, LIN Jinguo
15种豆科树种的家居用材表面视觉特性差异
Analysis the surface visual property differences among 15 kinds of Leguminosae home wood
森林与环境学报,2017, 37(3): 288-291.
Journal of Forest and Environment,2017, 37(3): 288-291.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2017.03.006

文章历史

收稿日期: 2016-11-22
修回日期: 2017-03-10
15种豆科树种的家居用材表面视觉特性差异
李权1,2, 肖启航3, 许华寅2, 林金国2     
1. 凯里学院, 贵州 凯里 556011;
2. 福建农林大学材料工程学院, 福建 福州 350002;
3. 贵州省黔东南州交通运输局, 贵州 凯里 556011
摘要:为了科学合理利用豆科家居用材,对15种豆科树种的家居用材分别用醇酸清漆进行涂饰,并对涂饰后的木材表面进行颜色测量和分析,探讨了这些木材视觉物理量的分布特征。结果表明:15种豆科植物的家居用材的明度指数(L*)为15.48~31.39,孟塞尔明度(V)为0.39~1.98。非洲崖豆木L*V均最小,鞋木L*V均最大;色品指数中红绿轴色品指数(a*)为3.87~25.90,黄蓝轴色品指数(b*)为31.24~65.32。两蕊苏木a*b*均最大,紫心苏木a*最小,非洲崖豆木b*最小;色调值参数中色相(H)为1.63Y~3.88Y,均分布在Y色调系内,非洲崖豆木H最大,印茄木H最小;色饱和度(C)为6.73~23.38,非洲崖豆木的C最小,两蕊苏木C最大。
关键词豆科    家居用材    表面    视觉特性    
Analysis the surface visual property differences among 15 kinds of Leguminosae home wood
LI Quan1,2, XIAO Qihang3, XU Huayin2, LIN Jinguo2     
1. Kaili University, Kaili, Guizhou 556011, China;
2. College of Material Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
3. Transport Department of Qiandongnan Prefecture, Kaili, Guizhou 556011, China
Abstract: In order to make reasonable use of Leguminosae home wood, 15 kinds of Leguminous furniture wood was coated with alkyd varnish, then wood surface color was evaluated and analysed after finishing the wood coated, the parameters of color space distribution characteristics were discussed the analysed. The results indicated that the range of lightness index (L*) distribution was 15.48~31.39 and the Munsell (V) distribution was 0.39~1.98. The L* and V of Millettia laurentii were the minimal while Berlinia confusa were the maximum. Among the chromatically index, red-green chromaticity index (a*) was 3.87~25.90 and the yellow-blue chromaticity index (b*) was 31.24~65.32, respectively. The a* and b* of Distemonanthus benthamianus were the maximum, the a* of Peltogyne sp. was the minimal, the b* of Millettia laurentii was the minimal. The scope of the H was in the range of 1.63Y~3.88Y, all the distribution was within Y color tone system. The H of Millettia laurentii were the maxium, the H of Intsia sp. was minimal. The range of saturation distribution (C) was among 6.73~23.38. The C of Millettia laurentii and Distemonanthus benthamianus were the minimal and maximum, respectively. These results provide a theoretical guidance for comprehensive evaluation of wood surface characteristics, selection and utilization of these 15 kinds of Leguminosae furniture wood.
Key words: Leguminosae     home wood     surface     visual property    

木材的颜色、光泽度、纹理及结构等,给人以良好的视觉和心理感受,具有自然的美感和亲切感[1-2]。学者们开展了木材表面颜色特征的定量化研究并通过色度学物理量分析其分布特征,相关研究涉及到木材及其涂饰前后色度学参数及其漆膜性能[3]、木材腐朽菌对木材颜色的影响[4]、热处理前后木材的色泽及涂饰效果[5]、木材老化过程表面色度学的变化规律[6-7]、木材抽提物对其颜色的影响[8]等,呈现出较丰富的木材视觉环境学研究成果,但对我国进口木材在色度学方面进行系统比对分析的研究较少。反射光的波长决定了木材的色度学参数,一般说来,光泽度高的木材,给人以硬、冷的感觉,光泽度低且变化平和的木材则给人以温暖感。在木材表面进行透明涂饰,可提高其光泽度,使光滑感增强。木材中节子的颜色、光泽和花纹有别于周边的正常材,有深重、自然、高贵之感。人们在选购家居用品时会首先关注它的视觉特性,因此,木材视觉性质直接影响消费者对木质家居用品的感知和满意度。

森林与环境学报第37卷近年来,很多豆科(Leguminosae)木材以其优良的材质、良好的视觉特性在家居装饰装修中得到了广泛的应用。格木(Erythrophleum fordii Oliv.)、小鞋木豆(Microberlinia brazzavillensis A.Chev.)、赛鞋木豆(Paraberlinia bifoliolata Pellegr)、非洲崖豆木(Millettia laurentii De Wild)、古夷苏木(Guibourtia sp. Benn)等豆科木材不仅用作实木地板,也常用作家具材料以及木线条等室内装饰材料。不同豆科木材树种间材色存在差异,但有关豆科家居用材表面视觉特性差异的研究鲜见报道,这不利于其合理利用。豆科木材在加工和利用过程中,其材色指标与家居产品的质量和价值密切相关,是评估木材等级的指标之一[9-10]。为此,测定和分析15种豆科木材的明度指数(L*)、红绿轴色品指数(a*)、黄蓝轴色品指数(b*)、孟塞尔明度(V)、色相(H)、色饱和度(C),进而对这些木材表面视觉性质的差异进行客观评价,可为豆科家居用材的合理、科学利用提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

试验材料为缅茄[Afzelia africana Smith]、鞋木[Berlinia confuse Hoyle]、越南摘亚木[Dialium cochinchinensis Pierre]、两蕊苏木[Distemonanthus benthamianus Baill]、格木、古夷苏木、孪叶苏木[Hymenaea cunrbaril L.]、印茄木[Intsia sp. Thouars]、甘巴豆[Koompassia sp. Maingay]、小鞋木豆、赛鞋木豆、紫心苏木[Peltogyne sp. Vogel]、非洲崖豆木、斯里兰卡美木豆[Pericopsis mooniana Thw.]、腺瘤豆[Piptadeniastrum africanum Brenan]15种豆科家居用材。每种木材加工无疵试件30个,试件双面刨光,两端精截,试件规格为120 mm×45 mm×5 mm,长度是顺纤维方向。

1.2 试验方法 1.2.1 试样表面涂饰

将试件表面清理干净后,以醇酸清漆采用手工涂刷的方法对试件表面进行涂饰[11],每个试件清漆均匀涂刷3次,后一次涂刷待前一次涂刷的漆膜表干后再进行,每块试件涂布量为0.02 g·cm-2

1.2.2 试样表面材色的测定

色度学是把主观的颜色感知和客观的物理刺激联系起来研究人眼对颜色视觉规律而建立起的高度准确的颜色测量理论与技术的定量科学[12]。采用国际照明委员会(Commission Internationale de l′ Eclairage,CIE)制定的CIE 1976—L*a*b*均匀色度学空间表色系统以及TCP2全自动测色色差计对试样材色进行测量。光源采用D65标准光源,照明和观测几何条件为垂直入射/漫反射,10°大视野,测量面积直径为20 mm。对每块试样,在指定的被测面(弦切面)按照均匀分布原则测量8个点材色数据,取平均值作为试样的材色测定值。采用佐道健的方法进行CIE 1976—L*a*b*色空间测色值向孟塞尔色空间的转换[13]。CIE 1976—L*a*b*均匀色度学空间表色系统表征颜色,其中L*为明度,完全白的物体L*为100,完全黑的物体L*为0;a*为红绿轴色品指数;b*为黄蓝轴色品指数。

2 结果与分析 2.1 木材表面色度学参数分布特征

对15种豆科家居用材材色的各项色度学指标进行分析,其明度(L*),色度学指数(a*b*)的分析结果如图 1所示。L*表示木材的鲜亮程度,L*越大,则木材的表面色度越光亮明快,值越小则木材表面呈现出灰暗和污浊[14]。15种豆科家居用材的L*均大于15(15.48~31.39),其中格木、古夷苏木、小鞋木豆和非洲崖豆木L*较小,L*最小的非洲崖豆木的仅为15.48,这4种植物均属于深色树种,其独有的高雅华贵色调,可营造出一种法式宫廷的韵味,使人有深沉、稳重、肃雅之感[15-16]。鞋木、孪叶苏木、缅茄、摘亚木的L*较大,均超过了27,鞋木和孪叶苏木L*分别为31.39和30.60,属于较高明度木材,浅色系的鞋木和孪叶苏木作为家具和室内装饰材料,可使人感到明快、华丽、整洁、高雅和舒畅[17-18]。由此可见,15种豆科家居用材明度存在明显差异,其体现的装饰价值以及应用也各不相同。

图 1 15种豆科树种的家居用材表面材色 Fig. 1 Surface′s color analysis of 15 kinds of Leguminosae wood 注:1.缅茄; 2.鞋木; 3.摘亚木; 4.两蕊苏木; 5.格木; 6.古夷苏木; 7.孪叶苏木; 8.印茄木; 9.甘巴豆; 10.小鞋木豆; 11.赛鞋木豆; 12.紫心苏木; 13.非洲崖豆木; 14.斯里兰卡美木豆; 15.腺瘤豆。 Note: 1. A. africana; 2. B. confusa; 3. Dialium cochinchinensis; 4. Distemonanthus benthamianus; 5. Erythrophleum fordii; 6. Guibourtia sp.; 7. H. cunrbaril; 8. Intsia sp.; 9. Koompassia spp.; 10. Microberlinia brazzavillensis; 11. Paraberlinia bifoliolata; 12. Peltogyne sp.; 13. Millettia laurentii; 14. Pericopsis mooniana; 15. Piptadeniastrum africanum.

木材的颜色是木材以及木制品表面重要的视觉物理量,是木质环境学研究的重要组成部分[19]。15种豆科家居用材呈现出的颜色主要与木材中基本发色基团和助色基团的含量相关,与木材本身具有显色作用的抽提物(如色素、单宁和树脂等)的颜色有关[20]。从整体分布情况来看,这些木材的红绿轴色品指数(a*)和黄蓝轴色品指数(b*)都分布在0以上。a*正值越大表示颜色越偏向红色,而b*正值越大表示颜色越偏向黄色。15种豆科家居用材a*值为3.87~25.90,b*值为31.24~65.32,树种间差异显著,这些木材a*值多在15~25之间,说明这些木材的颜色普遍偏向红色。其中两蕊苏木的a*b*值最大,a*正值过高容易导致木材失去本色,数值过低为负值则趋向绿色。紫心苏木的a*最小,非洲崖豆木的b*最小。各树种呈现的黄色调差异显著,b*正值大的树种如两蕊苏木、格木和腺瘤豆的颜色最偏向黄色,负值越大则表示颜色越偏向蓝色,该数值过高过低都会使木材失去本身的天然色泽和质感,从而影响其利用价值。15种豆科家居用材a*b*的变化规律相似,这与侯新毅等[21]研究桉树(Eucalyptus citriodora Hook. f.)木材色度学的结论一致。

2.2 材色在孟塞尔色空间的分布特征

对15种豆科家居用材材色的孟塞尔明度(V)、色相(H)和色饱和度(C)的测定结果如表 1所示。15种豆科家居用材材色的V在0.39~1.99之间;鞋木和孪叶苏木的V最大,分别为1.99和1.91,非洲崖豆木的V最小为0.39,这与图 1中的L*相对应。木材H分布表对木材加工利用尤其是室内装饰替换树种的选择具有一定的参考价值[22-23]。15种豆科家居用材H均落在Y区域,5Y为黄色调,H分布范围为1.63Y~3.88Y,说明这些木材的材色多在黄色调内;非洲崖豆木的H最大(3.88Y),印茄木的H最小(1.63Y);15种豆科家居用材的C分布范围较窄,在6.73~23.38之间,其中非洲崖豆木的C最小,色饱和度低的木材给人以朴素、淡雅、沉静之感,两蕊苏木的C最大,其色彩的鲜艳程度也最高,色饱和度高的木材具有华丽、刺激、豪华的感觉[24-25]。在选购家居用品时,青年人通常比较喜欢高明度浅色木材制成的家具,表现了年轻人活泼、明快的个性特征。而中老年人的性格沉稳以及受中国传统文化常用色调的影响,使得中老年人对深色硬木制成的家具则更为偏爱[26]。因此,15种豆科家居用材中缅茄、鞋木、孪叶苏木适用作为年轻人简约式家具用材,而格木、小鞋木豆、非洲崖豆木更适合作为中老年人家居用材。

表 1 15种豆科树种的家居用材孟塞尔明度、色相和色饱和度 Table 1 Munsell metric lightness, color standard horn and color saturation of 15 kinds of Leguminosae wood
树种
Species
孟塞尔色空间指数
Index of Munsell color space
V H C
缅茄A. africana 1.70 1.84Y 17.24
鞋木B. confusa 1.99 2.76Y 15.02
摘亚木Dialium cochinchinensis 1.54 2.26Y 13.10
两蕊苏木Distemonanthus benthamianus 0.95 2.96Y 23.38
格木Erythrophleum fordii 0.47 1.89Y 19.02
古夷苏木Guibourtia sp. 0.96 2.51Y 12.96
孪叶苏木H. cunrbaril 1.91 1.94Y 14.50
印茄木Intsia sp. 1.12 1.63Y 15.63
甘巴豆Koompassia spp. 1.40 1.73Y 17.04
小鞋木豆Microberlinia brazzavillensis 0.45 3.62Y 15.73
赛鞋木豆Paraberlinia bifoliolata 0.92 2.82Y 16.95
紫心苏木Peltogyne sp. 1.37 2.93Y 7.04
非洲崖豆木Millettia laurentii 0.39 3.88Y 6.73
斯里兰卡美木豆Pericopsis mooniana 1.10 2.87Y 10.50
腺瘤豆Piptadeniastrum africanum 0.83 2.39Y 18.11
3 结论

对15种豆科家居用材表面材色参数进行测定分析,结果表明:在CIE 1976—L*a*b*的色度学指标中,15种豆科家居用材差异较为明显。这些木材材色参数的色空间主要分布特征为:明度指数分布范围L*为15.48~31.39;格木、古夷苏木、小鞋木豆和非洲崖豆木的明度L*较小,均属于深色树种;而鞋木和孪叶苏木L*分别为31.39和30.60,为15种木材中最大。红绿轴色品指数a*分布范围为3.87~25.90,黄蓝轴色品指数b*分布范围为31.24~65.32,两蕊苏木的a*b*最大,紫心苏木的a*最小,非洲崖豆木的b*最小。15种豆科木材材色的孟塞尔明度V分布范围为0.39~1.98,V最大的两个树种为鞋木和孪叶苏木,V最小的树种为非洲崖豆木;色相H分布范围为1.63Y~3.88Y,均分布在Y色调系内,非洲崖豆木H最大,印茄木H最小;色饱和度C分布在6.73~23.38范围内,非洲崖豆木的色饱和度C最小,两蕊苏木的C最大。对15种豆科家居用材表面材色的检测分析与比对为其表面特性的综合评价以及家居用材选择利用提供了理论依据,具有重要的理论意义和实际应用价值。

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