平滑的木材表面沾油后为什么会"发乌"?

磐清阁的精神 2025-03-07 14:09:30

平 滑 的 木 材 表 面 沾 油 后

为什么会"发乌" ?

文/张久铭

生产生活实践中人们发现,平滑的木材表面沾(包括擦、蹭、浸)油后会发生与色、光相关的变化,即颜色变深(准确地表述是变暗)的同时光泽也会变弱。这种变化结果在北方京津一带叫做“发乌”。不清楚其它地区的朋友们怎么称呼这种现象,下面将其定义一下,以免发生歧义。

发乌=颜色变暗+光泽度降低,两种变化同时发生,是一种叠加效果。

1 发乌原因

材色变暗的原因是材面的反光量减少了。

光泽度降低的原因是材面的微小凹凸增大和变形(平滑度降低),光线反射方向的一致性程度降低了。

2 原理分析:

2.1 材面的孔隙和微小凹凸

2.1.1 各种孔隙

木材是一种多孔隙材料,材面中暴露的孔隙是取面时对材料剖切的结果(图1, 图2)。图中大大小小的孔隙是各种细胞被剖后裸露的细胞腔,属于木材中的粗大孔隙。

孔隙之外的实有部分系材料剖切后的细胞壁剖面,是细胞壁的结构物质。细胞壁结构物质由层层叠叠、不同角度、成排的微纤丝构成,纤丝之间的间隙(纳米级别)形成了遍布细胞壁结构物质中的微孔隙,它们开口于细胞壁的剖面(肉眼看不到)(见图3)。

▲图1 木材显微结构示意图/某阔叶材CD扫描图像的3D重建/图源:互联网

▲图2 木材实物的显微结构电镜图/图源:互联网

▲图3 细胞壁结构物质内部细节(电镜图)

图源:徐有明版《木材学》

2.1.2 材面基础形貌中的微小凹凸

材面基础形貌中的微小凹凸由两部分组成:一是细胞壁的剖面与细胞腔共同构成的凹凸,二是材面加工的留痕。下面以砂磨的材面举例做一下解释:

前者的凹凸是天然生就的,材面的加工精度如何提高(如高精度砂磨)也不能使它消失。

后者的凹凸只与细胞壁剖面相关,砂磨工艺会在剖面中留下道道划痕,形成凹凸,却不会碰到细胞腔。凹凸程度的大小随砂纸目数的变化而变化,砂纸的目数越高形成的凹凸越小,换个说法就是材面越平滑。

其它各种加工形式的留痕不尽相同,材面有的平滑、有的粗糙,平滑者的留痕为微小凹凸,材面具有光泽;粗糙者的凹凸则不属于微小凹凸,譬如劈痕、锯痕等的凹凸就比较粗大,材面不具光泽。

2.2 沾油材表的反光量为什么会减少?

因为油脂的渗透作用增加了木材的透光性:

木材属于多孔隙材料,当油脂渗透进木材时,可以增加木材一定厚度内的透光性(原理见链接内容)。

光线照在木材上一分为三,一部分被木材吸收后转化为热量、一部分穿过木表在木内继续前行(透射)、剩下的部分被木表(包括细胞壁的剖面和敞开的细胞腔内壁)反射回空间。

由于木材对光线的吸收量是相对恒定的,所以在光照量不变的条件下,透光量的增加导致了反光量的减少,所以材色变深(暗)了。

2.3 沾油材面的微小凹凸为什么会增大和变形?

因为被油脂渗人的区域细胞壁结构物质产生了微膨胀和软化。

常识告诉我们,油脂可以软化木材表面。这说明油脂不仅仅是填充了细胞腔等粗大孔隙,也渗入了细胞壁结构物质中的微细孔隙,使得细胞壁结构物质有所膨胀和软化。这种膨胀和软化在一定程度上改变了木材表面的微观结构,致使材面中的微小凹凸程度有所增大和变形、平滑度降低。其结果就是反射光较前更加分散,光泽度降低。

3 粗糙的材面与光滑的材面沾油后的结果不尽相同

精细光滑的材面沾油后会材色变暗+光泽度降低+粘尘;

粗糙的材面沾油后则只有材色变暗+(较重的)粘尘,不存在光泽度降低的问题。因为粗糙的材面中由细胞壁剖面和细胞腔共同构成的微小凹凸已淹没在粗加工形成的粗大凹凸之中,本来就不具光泽。

4 木材表面经常接触油脂有益还是有害?

木材表面经常接触油脂通常来说是有一定害处的,主要是对木纤维的伤害。

油脂会渗透进木材的毛细结构中,随着时间的推移,会产生以下影响:

①吸收性降低:长期接触油脂会使木材的吸收性降低,这意味着在今后的使用中,木材不易吸收涂料或者防护剂,影响其防护效果。

②变色:油脂会导致木材表面出现污点和变色,影响木材的外观。

③腐蚀:某些油脂中含有的酸性成分可能对木材造成化学损伤,加速木材的腐蚀过程。

④霉变与虫害:油脂污染的木材更容易吸引霉菌和害虫,这可能会导致木材结构性的损坏。

5 与木材沾油相关的几个问题

a.木材沾油后、渗入前,材面会有一段时间的光泽度提升,这是因为材面中的微小凹凸和粗大孔隙暂时被油脂填平的缘故,但这只是暂时性的光泽度提升(假亮)。待油脂渗入木内后发乌现象即开始显现。

b.沾过油的材表,不管油脂已经渗入还是尚未渗入的,较易粘尘。这是因为油脂对空气中的颗粒具有黏附作用。除极个别干性油外绝大多数的油脂都不会固结,也不会蒸发,长期具有粘尘作用。只有待其分解后,情况才会有所改善。

c.密度高的木材沾油后受到的影响比密度低的小,这是因为密度高的木材孔隙率低,故油脂渗入较少,浮在表面未渗入的油脂通常会被人们擦掉。

d.建议玩友不要拿把件、手串等木器件在脸上蹭,脸上的油脂乃动物油,比植物油更易沾尘。由于油脂不会固结,时间长了材表上会附着一层油泥(垢)。不要把油垢当做包浆,包浆的质感与之截然不同,且另有成因(详见“木器件的包浆”)。

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