上蠟硬木家具表面性能評(píng)價(jià)方法研究*

崔蒙蒙 吳智慧

（1.河南工業(yè)大學(xué)，鄭州 450000；2.南京林業(yè)大學(xué)，南京 210037； 3.江蘇省林業(yè)資源高效加工利用協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210037）

我國對(duì)木家具表面理化性能作出要求的標(biāo)準(zhǔn)有三 部，分別是GB/T 3324—2017《木家具通用技術(shù)條件》[1]、QB/T 1951.1—2010《木家具 質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量評(píng)定》[2]及QB/T 2385—2018《深色名貴硬木家具》[3]。相關(guān)測試方法在GB/T 4893“家具表面理化性能測定法”系列標(biāo)準(zhǔn)[4-12]中作了規(guī)定。目前上蠟硬木家具表面性能的評(píng)定按照QB/T 2385—2018《深色名貴硬木家具》執(zhí)行，由于上蠟家具表面有其自身的特殊性，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上蠟硬木家具表面質(zhì)量的評(píng)定不甚適用。

本文在前人研究[13-24]的基礎(chǔ)上，針對(duì)上蠟（傳統(tǒng)燙蠟工藝及現(xiàn)代漆托蠟工藝）硬木家具表面的外觀及理化性能進(jìn)行測定與評(píng)價(jià)，對(duì)深色名貴家具表面理化性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充與發(fā)展。首先，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中上蠟家具表面出現(xiàn)的主要外觀質(zhì)量問題，制定上蠟硬木家具的外觀質(zhì)量要求。再者，對(duì)世界主要國家和地區(qū)的家具表面性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析與總結(jié)，選定適合我國上蠟家具表面性能評(píng)價(jià)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和測定方法。最后，對(duì)傳統(tǒng)燙蠟家具及現(xiàn)代漆托蠟硬木家具的表面理化性能進(jìn)行測定。在綜合考慮準(zhǔn)確性、可操作性與簡便性的情況下，結(jié)合已有研究初步制定上蠟硬木家具的性能評(píng)價(jià)方法。

1 涂飾外觀質(zhì)量評(píng)定

1.1 涂飾外觀要求

對(duì)廣東省某硬木家具生產(chǎn)企業(yè)全年質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn)的漆托蠟家具涂飾外觀質(zhì)量問題進(jìn)行匯總，結(jié)果如表1所示，以此作為制定上蠟家具表面外觀要求的依據(jù)。

表1 涂飾外觀問題匯總Tab.1 Problems summary of coating appearance

對(duì)表1的12種問題進(jìn)行分析：1）涂層不透底、有霧光是漆托蠟家具表面出現(xiàn)最多的缺陷，占比34.2%。具體表現(xiàn)為家具涂膜不透亮，看上去模糊、油膩（圖1a）。這可能是由于化學(xué)漆施涂過厚、漆膜砂磨不到位或油色過多所致。2）整件產(chǎn)品或成套產(chǎn)品顏色有偏差（圖1b），除了木材自身原因，著色過多或過少，或者漂白處理不當(dāng)，均會(huì)造成此現(xiàn)象。3）家具表面出現(xiàn)局部顏色偏淺或無顏色，可能是顏色打穿所致（圖1c），漆膜砂磨過度，會(huì)導(dǎo)致家具表面涂擦的顏色脫落。4）雕花、線條的根角處有時(shí)會(huì)因打磨不夠細(xì)致或顏色、水、灰塵的堆積而發(fā)黑（圖1d），這尤其對(duì)于雕刻花紋較多的家具外觀質(zhì)量影響較大。5）家具表面有浮蠟。燙蠟過程中溫度不夠，涂蠟量過多，或收蠟不干凈，均會(huì)在家具表面產(chǎn)生凝固的蜂蠟顆粒或出現(xiàn)粘手現(xiàn)象（圖1e）。6）家具表面局部出現(xiàn)突出的顏色印痕（圖1f），與整體顏色相違和。這一般為上色手法不熟練導(dǎo)致的顏色不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。7）家具表面爆裂。燙蠟溫度過高或長時(shí)間停在一處加熱燙蠟均會(huì)使家具表面產(chǎn)生細(xì)小裂紋。8）打磨印痕。砂磨漆膜過程中砂紙偏粗或力度過大時(shí)會(huì)在家具表面留下明顯的砂光痕跡（圖1g）。9）脫色。在家具使用過程中，尤其是夏天，會(huì)出現(xiàn)顏色脫落沾染衣物的現(xiàn)象。這主要是家具在使用過程中，表層漆膜受損，導(dǎo)致其不能將顏色固定并封閉。在生產(chǎn)過程中漆膜厚度不夠或漆膜砂光過度也會(huì)導(dǎo)致家具表面顏色脫落（圖1h）。10）手感粗糙多為砂光不到位或燙蠟量過少所致。11）光澤欠佳。砂光漆膜過度或燙蠟量過少時(shí)均會(huì)對(duì)光澤產(chǎn)生影響。12）流掛。這種現(xiàn)象多產(chǎn)生在家具的邊角部位，在漆托蠟涂飾中較為少見。

圖1 涂飾外觀問題Fig. 1 Coating appearance problems

結(jié)合傳統(tǒng)燙蠟涂層可能產(chǎn)生的問題以及國家已有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)家具涂飾外觀的要求，初步制定針對(duì)上蠟家具表面的外觀質(zhì)量要求，見表2。1）“要求1”的項(xiàng)目分類為“一般”，由于上蠟涂飾多為透明涂飾，家具表面展現(xiàn)的顏色、光澤受木材本身影響較大，因此對(duì)“同色部件的色澤相似”作一般性要求。2）家具表面脫色會(huì)給消費(fèi)者的日常生活帶來較多負(fù)面影響，因此將“無脫色現(xiàn)象”確定為基本要求。3）上蠟涂層清晰、透底才能突顯名貴硬木的優(yōu)美紋理，是上蠟涂飾的精髓所在，因此將該要求確定為基本要求。4）上蠟表面無浮蠟與粘手現(xiàn)象，這是對(duì)上蠟涂飾最基本的要求，因此也將“要求4”的項(xiàng)目分類確定為“基本”要求。5）加工時(shí)的細(xì)微缺陷或痕跡在所難免，只要不影響產(chǎn)品整體質(zhì)量或缺陷數(shù)過多，均可接受。因此“無明顯缺陷或加工痕跡”確定為一般要求，且缺陷不超過4 處。

表2 上蠟硬木家具涂飾外觀要求Tab.2 Coating appearance requirements of waxed hardwood furniture

1.2 涂飾外觀檢驗(yàn)方法

外觀檢驗(yàn)方法參照GB/T 3324—2017《木家具通用技術(shù)條件》[1]中6.4 的規(guī)定執(zhí)行。

2 理化性能評(píng)定

2.1 檢驗(yàn)項(xiàng)目與方法的確定

為客觀、全面地評(píng)價(jià)上蠟家具表面理化性能，對(duì)我國現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（GB）、國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）、美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）標(biāo)準(zhǔn)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)（EN）及日本標(biāo)準(zhǔn)（JIS）進(jìn)行分析總結(jié)（表3），發(fā)現(xiàn)主要國家和地區(qū)的試驗(yàn)項(xiàng)目雖然名稱有別，但內(nèi)容基本一致。我國標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目已較為全面，包括耐冷液、耐濕熱、耐干熱、附著力、耐冷熱溫差、耐磨性與抗沖擊等七項(xiàng)，基本涵蓋了家具在使用環(huán)境中可能受到的主要影響因素。且其中2/3 的測試方法參考了國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)方法科學(xué)合理。

本試驗(yàn)采用GB/T 4893 系列國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)較為科學(xué)全面、值得借鑒。上蠟家具表面性能的檢驗(yàn)項(xiàng)目暫定為耐冷液（采用10%碳酸鈉溶液與10%乙酸溶液）、耐濕熱、耐干熱、附著力、耐磨性、抗沖擊及耐冷熱溫差等。

表3 家具表面檢驗(yàn)項(xiàng)目匯總Tab.3 Test items for furniture surface

2.2 試驗(yàn)過程

參照GB/T 4893 中規(guī)定的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法對(duì)上蠟家具表面理化性能進(jìn)行檢測，驗(yàn)證檢驗(yàn)項(xiàng)目及方法的可行性，必要時(shí)依據(jù)實(shí)際情況對(duì)試驗(yàn)條件作出有針對(duì)性的調(diào)整。其中，原方法中需要用水和清潔劑對(duì)試驗(yàn)部位及對(duì)照部位進(jìn)行擦拭清洗，這會(huì)對(duì)蠟層造成一定程度的破壞，因此本試驗(yàn)用干燥柔軟的棉布揩擦代替上述操作。

漆托蠟試件制作于廣東省中山市三家紅木家具廠，傳統(tǒng)燙蠟試件制作于北京某中式家具廠。上蠟工藝均為廠家實(shí)際生產(chǎn)工藝，且為合格產(chǎn)品。對(duì)每個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目，傳統(tǒng)燙蠟試件進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，漆托蠟試件每個(gè)廠家的試件進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，共9 次試驗(yàn)。

2.2.1 耐冷液

試驗(yàn)參考GB/T 4893.1—2005《家具表面耐冷液測定法》，選擇10%碳酸鈉溶液與10%乙酸溶液作為測試試劑。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳統(tǒng)燙蠟涂層的測試時(shí)間確定為10 s、2 min及10 min，漆托蠟涂層測試時(shí)間為1、6 h與16 h。

表4 傳統(tǒng)燙蠟家具表面耐冷液性能Tab.4 Resistance to cold liquids of traditional wax furniture surface

傳統(tǒng)燙蠟涂層耐液性試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示，當(dāng)10%碳酸鈉溶液在傳統(tǒng)燙蠟涂層上停留10 s時(shí)，耐液性為2 級(jí)，即“僅當(dāng)光線照射到試驗(yàn)表面或十分接近印痕處，反射到觀察者眼中時(shí)，有不連續(xù)的印痕”。測試時(shí)間延長到2 min時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果為3 級(jí)或4 級(jí)，出現(xiàn)了不合格試件（4 級(jí)）。當(dāng)測試時(shí)間為10 min時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果均為4 級(jí)，全部出現(xiàn)了嚴(yán)重印痕。

傳統(tǒng)燙蠟涂層的耐酸性稍好于耐堿性，這是因?yàn)榉湎炁c木材均呈弱酸性。當(dāng)測試時(shí)間為10 s時(shí)，表面均無可視變化。測試時(shí)間延長到2 min時(shí)，有不連續(xù)印痕或輕微印痕的出現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果全部合格。測試時(shí)間為10 min時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果全部不合格。因此，從整體來看傳統(tǒng)燙蠟涂層的耐液性較差。鑒于傳統(tǒng)燙蠟家具多為收藏級(jí)別或文物家具，對(duì)其保存要求很高，因此對(duì)于傳統(tǒng)燙蠟家具的耐酸堿性不作要求，但應(yīng)注意避免其與酸堿性物質(zhì)接觸。

漆托蠟涂層的耐液性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)燙蠟涂層（見表5）。

表5 漆托蠟家具表面耐冷液性能Tab.5 Resistance to cold liquids of paint supporting wax furniture surface

耐堿性（10%碳酸鈉溶液）試驗(yàn)中測試時(shí)間為1 h時(shí)，測試結(jié)果為2 級(jí)或3 級(jí)，全部合格。測試時(shí)間延長至6 h時(shí)，有不合格（4 級(jí)）試件出現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果為2 級(jí)的試件占比55.6%，試驗(yàn)結(jié)果為3 級(jí)的占比22.2%。測試時(shí)間延長至16 h時(shí)，合格率約為55.6%，試驗(yàn)結(jié)果為2 級(jí)的占比11.1%，試驗(yàn)結(jié)果為3 級(jí)的占比44.4%。因此，漆托蠟家具表面耐堿性的基本要求可按照QB/T 2385—2018《深色名貴硬木家具》執(zhí)行，即質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳酸鈉溶液，1 h；不低于3 級(jí)。

漆托蠟涂層的耐酸性（10%乙酸溶液）整體來看優(yōu)于耐堿性。測試時(shí)間為1 h時(shí)，試件表面均無可視變化。測試時(shí)間延長到6 h時(shí)有2 級(jí)結(jié)果出現(xiàn)。測試時(shí)間為16 h時(shí)試驗(yàn)結(jié)果仍全部合格。因此，漆托蠟涂層的耐酸性的基本要求可確定為：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%乙酸溶液，16 h；不低于3 級(jí)。

2.2.2 耐熱性

蜂蠟的熔點(diǎn)在62～67 ℃[25]，理論上講上蠟家具表面所能承受的最高溫度應(yīng)在60 ℃左右。但當(dāng)上蠟家具表面蠟層較薄或表面同時(shí)有水存在時(shí)，較低的溫度可能就會(huì)對(duì)其造成損壞。另外，雖然過高的溫度會(huì)將上蠟家具表面的蠟層熔化，但如果隨著時(shí)間的延長熱源溫度不斷降低，熔化的蜂蠟可自行凝固，損壞的蠟層具有一定的自修復(fù)功能。但當(dāng)溫度超過一定范圍時(shí)，蠟層不能完全恢復(fù)原貌，就留下了印痕。因此，對(duì)上蠟家具表面的耐熱性進(jìn)行試驗(yàn)，為其耐熱性的檢驗(yàn)與等級(jí)劃分提供科學(xué)依據(jù)。

耐熱性包括耐干熱與耐濕熱。參考GB/T 4893.2—2005《家具表面耐濕熱測定法》、GB/T 4893.3—2005《家具表面耐干熱測定法》進(jìn)行檢測。根據(jù)蜂蠟熔點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)中建議的測試溫度，先將試驗(yàn)溫度定為55 ℃，若試驗(yàn)結(jié)果全部合格，則進(jìn)行70 ℃的試驗(yàn)，以此類推，再進(jìn)行85 ℃的試驗(yàn)。若試驗(yàn)結(jié)果有不合格出現(xiàn)時(shí)，則進(jìn)行45 ℃的試驗(yàn)。測試時(shí)間均為20 min。

傳統(tǒng)燙蠟材表面耐熱性試驗(yàn)結(jié)果見表6，55 ℃耐干熱試驗(yàn)結(jié)果全部合格，當(dāng)試驗(yàn)溫度升高到70 ℃時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果全部不合格；55 ℃耐濕熱與45 ℃耐濕熱試驗(yàn)結(jié)果全部不合格，試件表面不僅有明顯印痕，且表面蜂蠟已脫落，露出基材。因此，傳統(tǒng)燙蠟?zāi)静牡谋砻嬉M量避免高溫接觸，干熱最高溫度不超過55 ℃，濕熱應(yīng)嚴(yán)格禁止接觸。

表6 傳統(tǒng)燙蠟家具表面耐熱性Tab.6 Resistance to heat of traditional wax furniture surface

漆托蠟材表面耐熱性試驗(yàn)結(jié)果如表7 所示。

1）耐干熱試驗(yàn)中，試驗(yàn)溫度為55 ℃時(shí)，試件表面幾乎無可視變化；當(dāng)試驗(yàn)溫度升高到70 ℃時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果為2～3 級(jí)；試驗(yàn)溫度為85 ℃時(shí)，出現(xiàn)4 級(jí)（不合格），其余為2～3 級(jí)。因此，將漆托蠟材表面耐干熱的基本要求確定為：試驗(yàn)條件70 ℃，20 min；不低于3 級(jí)。與QB/T 2385—2018《深色名貴硬木家具》 以及GB/T 3324—2017《木家具通用技術(shù)條件》 中的耐干熱要求保持一致。

2）耐濕熱試驗(yàn)中，試驗(yàn)溫度為55 ℃時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果為2～3 級(jí)，當(dāng)試驗(yàn)溫度升高到70 ℃時(shí)有4 級(jí)（不合格）出現(xiàn)，試驗(yàn)溫度為85 ℃時(shí)試驗(yàn)結(jié)果全部不合格。因此，漆托蠟材表面耐濕熱的基本要求暫定為：試驗(yàn)條件55 ℃，20 min；不低于3 級(jí)。

表7 漆托蠟家具表面耐熱性Tab.7 Resistance to heat of paint supporting wax furniture surface

2.2.3 耐磨性

參考GB/T 4893.8—2013《家具表面漆膜理化性能試驗(yàn) 第8 部分：耐磨性測定法》進(jìn)行試驗(yàn)，磨耗轉(zhuǎn)數(shù)依次為100、200、500 r及1 000 r，有不合格結(jié)果出現(xiàn)時(shí)停止試驗(yàn)。

表8 上蠟家具表面耐磨性Tab.8 Wearability of waxed furniture surface

傳統(tǒng)燙蠟材表面經(jīng)100 r磨耗后，試驗(yàn)結(jié)果為2～3級(jí)（表8）；當(dāng)磨耗轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)200 r時(shí)有不合格出現(xiàn)，試驗(yàn)停止?？梢妭鹘y(tǒng)燙蠟材表面的耐磨性有限。

漆托蠟材表面經(jīng)100 r磨耗后，涂膜幾乎全未露白。磨耗轉(zhuǎn)數(shù)為200 r時(shí)，有2/3 的試件結(jié)果為2 級(jí)，涂膜局部產(chǎn)生了輕微露白。磨耗轉(zhuǎn)數(shù)為500 r時(shí)，11.1%的試件試驗(yàn)結(jié)果為1 級(jí)，即涂膜未露白；試驗(yàn)結(jié)果為2 級(jí)和3 級(jí)的試件均占比44.4%。當(dāng)表面磨耗1 000 r時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果為3～4 級(jí)，且4 級(jí)占比33.3%。因此，漆托蠟材表面耐磨性的基本要求為：磨耗500 r，不低于3 級(jí)。

2.2.4 耐冷熱溫差

依據(jù)GB/T 4893.7—2013《家具表面漆膜理化性能試驗(yàn) 第7 部分：耐冷熱溫差測定法》對(duì)上蠟試件的耐冷熱溫差進(jìn)行測定，結(jié)果試件表面全部脫蠟、脫色嚴(yán)重，均不合格。該標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)條件為：高溫（40±2）℃，相對(duì)濕度（95±3）%，1 h；低溫（-20±2）℃，1 h；高低溫循環(huán)3 個(gè)周期。深色名貴硬木家具在實(shí)際使用過程中不會(huì)遭遇如此苛刻的環(huán)境條件，因此可不必納入標(biāo)準(zhǔn)要求。通過此試驗(yàn)得知，上蠟家具應(yīng)避免此類環(huán)境條件的影響。

2.2.5 附著力

參考GB/T 4893.4—2013《家具表面漆膜理化性能試驗(yàn) 第4 部分：附著力交叉切割測定法》進(jìn)行附著力測試，刀刃間隔選擇2 mm，所測上蠟涂層的附著力均為0～1 級(jí)。這是因?yàn)樯舷炌繉颖?，與基材之間粘結(jié)力強(qiáng)。因此，將上蠟家具表面附著力的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)初步定為“2 mm劃格法，不低于1 級(jí)”。

2.2.6 抗沖擊

參考GB/T 4893.9—2013《家具表面漆膜理化性能試驗(yàn) 第9 部分：抗沖擊測定法》，選定沖擊高度為50 mm進(jìn)行測定，所測上蠟涂層表面無明顯印痕出現(xiàn)，即抗沖擊性均為1 級(jí)。這是因?yàn)樯舷炌繉颖。蚁瀸拥捻g性好。因此，將上蠟家具表面抗沖擊的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)初步定為“沖擊高度50 mm，1 級(jí)”。

2.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的確定

對(duì)傳統(tǒng)燙蠟材表面理化性能測定發(fā)現(xiàn)，除附著力與抗沖擊性外，傳統(tǒng)燙蠟材表面的其他理化性能均較差。另外，由于傳統(tǒng)燙蠟工藝多用于文物級(jí)或收藏級(jí)硬木家具的涂飾，在日常使用的家具中較少應(yīng)用，因此其測定結(jié)果僅為更好地保護(hù)傳統(tǒng)燙蠟家具表面作出的提示與建議，不制定硬性的理化性能要求。

漆托蠟材表面的理化性能優(yōu)于傳統(tǒng)燙蠟材，但與一般的油漆涂層性能仍有差別。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2385—2018《深色名貴硬木家具》只對(duì)部分表面理化性能作了基本要求，不能夠全面、確切地評(píng)價(jià)上蠟硬木家具表面質(zhì)量等級(jí)。因此，對(duì)上述初步制定的各性能試驗(yàn)條件及要求進(jìn)行匯總，并參考QB/T 1951.1—2010《木家具 質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量評(píng)定》中的等級(jí)劃分與項(xiàng)目分類，制定現(xiàn)代上蠟硬木家具表面理化性能的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（表9）。

表9 漆托蠟家具表面理化性能要求Tab.9 Surface quality of paint supporting wax furniture

3 結(jié)論

通過研究，得出以下結(jié)論：

1）對(duì)上蠟硬木家具表面涂飾外觀的要求與普通油漆涂飾的要求具有一定的相似性，但又有所不同，如對(duì)上蠟家具表面的外觀質(zhì)量要求，涂膜要清晰透底，表面無浮蠟，表面無爆裂，雕刻花紋根角無積漬等。

2）傳統(tǒng)燙蠟涂層表面除附著力與抗沖擊性能優(yōu)良外，其他理化性能均較差，由于傳統(tǒng)燙蠟工藝多用于文物級(jí)或收藏級(jí)硬木家具的涂飾，因此不制定硬性的理化性能要求。漆托蠟硬木家具表面的理化性能優(yōu)于傳統(tǒng)燙蠟材，但仍較一般油漆涂層差，因此對(duì)其理化性能的要求根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果相應(yīng)降低。但鑒于其良好的附著力與抗沖擊性，因此將這兩項(xiàng)確定為“基本要求，不低于1 級(jí)”。