清代宫廷建筑、家具烫蜡技术及其优化研究

【摘要】烫蜡技术是一种中国传统建筑、家具、根雕、青铜器等器物进行表面防腐处理的工艺。同其它传统技艺一样,清宫廷建筑、家具烫蜡技术也是通过师徒相授的方式世代相传,很少有文字记载。更令人惋惜的是,自清朝末年开始,时局动荡,战争四起,市场萧条,传统建筑、家具、文物收藏行业迅速衰退,烫蜡技术日见失传。至今仍没有形成完善的理论体系和指标评价体系。本研究在以下方面取得成果：(1)根据所查询的宫廷活计档中的有关文字记载论证了宫廷烫蜡技术并不是仅应用于地板烫蜡或外檐装修烫蜡,而是广泛应用于宫廷建筑大小木作的内外装修领域、宫廷建筑中的金砖、砂砖、大理石、宫廷家具及一切硬木制造的器具的表面的防护。宫廷烫蜡技术广泛应用于珍贵硬木及楠木、柏木、黄杨木、榆木、樟木等软木的表面防护。通过将4块老红木古家具残件的红外图谱与蜂蜡的红外图谱来对比分析,发现4个古家具残件的红外图谱中的峰强和峰形十分相似,并且能够在其中找到蜂蜡红外图谱中的醇的羟基峰、脂类的特征峰、饱和烃基的振动峰和长链烃基峰,进一步证明了传统硬木家具传统烫蜡技术中的生物蜡类型为蜂蜡,而并非是混合蜡。(2)通过对老匠师的采访和实际的生产实践调研系统地发掘宫廷传统烫蜡技术的工艺措施和原则,确定了影响烫蜡品质的基材处理、布蜡量、烘烤时间、起蜡时间、擦蜡时间五个重要因素。在实际的生产中,以匠师们的实践经验为评判标准,以100mm×100mmx10mm规格的花梨木块为实验基材,确定了试验的基础数据,即干磨时间约在0.8～1s/cm2,水磨时间约在1.5～2s/cm2,布蜡量则在1～1.5g/cm2,起蜡时间约在0.5～0.8s/cm2,擦蜡时间约在0.15～0.2s/cm2。(3)确定木材表面处理工艺的最佳优化工艺参数：干磨砂纸型号为320号,水磨砂纸型号为240号,水磨时间为2.4s/cm2,干磨时间为1.2s/cm2。在处理的干磨阶段,干磨砂纸型号对木材表面粗糙度及光泽度有一定程度影响。在木材的水磨阶段,木材表面粗糙度较素材及干磨试件均有较大程度的降低。在木材表面处理优化的过程中,干磨砂纸型号对表面粗糙度影响最大。砂纸型号为240号和320号时均可使木材表面粗糙度降低,但是二者对表面粗糙度的影响并不明显。水磨砂纸型号对表面光泽度有显著影响,砂纸型号为240号时,木材表而光泽度达到最大值,且较其他型号增幅甚大。干磨时间及水磨时间对检测指标而言影响并不明显。(4)确定木材表面烫蜡处理工艺的最佳优化工艺参数为：布蜡量2g/cm2,起蜡时间0.9s/cm2,擦蜡时间0.1s/cm2。布蜡量对检测指标表面粗糙度Ry和Rz的影响是最大的。试验结果分析显示布蜡量为2g/cm2时试件表面的粗糙度极大地降低。木材经过烫蜡处理后,木材表面的粗糙度降低了约1.8-5.5倍,触觉感受得到较大改善。布蜡量的选择对表面光泽度具有高度影响。试验结果显示布蜡量为2g/cm2时木材表面光泽度最佳,较基材时提高了约1.8-4.6倍。布蜡量对小波第2分解尺度上LL子图、HL子图能量值具有较大影响,但擦蜡时间则对LH子图能量值的影响最大。试验结果表明,除LH子图能量值之外,起蜡时间及擦蜡时间对各项检测指标而言都不具备显著影响。(5)对4种2%纳米材料改性处理后的试件表面成分进行能谱分析,能谱图中能清楚的看到改性材料元素,烫蜡处理成功的将纳米改性附着在木材表面。通过对不同纳米材料改性蜂蜡和未改性蜂蜡进行热重分析,发现纳米Si02的加入提高了蜂蜡的热稳定性,其他三种则都影响不大。以色度学参数、疏水性、表面光泽度、木材纹理明显性四个要素为评价指标对四种改性蜂蜡热处理木材的耐紫外光性能进行了研究。结果发现,改性处理后试件的各项性能均有不同程度的提高。其中经纳米SiO2、疏水纳米SiO2改性的试件疏水性明显提高。而TiO2及ZnO改性则对色度学参数及表面光泽度有一定程度的提高。通过评价改性后试件表层色度学参数、疏水性、表面光泽度、木材纹理明显性四个要素的变化程度,发现不同含量纳米材料对试件表面指标参数性能的影响也不一样。在纳米SiO2改性蜂蜡中,0.5%含量的纳米SiO2改性木材热处理木材的表层指标参数最优。疏水纳米SiO2改性蜂蜡中,2%含量的疏水纳米SiO2改性木材热处理木材的表层指标参数最优。纳米TiO2改性蜂蜡中,0.5%含量的纳米TiO2改性材料的热处理木材的表层指标参数最优。而在纳米ZnO改性蜂蜡中,1%含量的纳米ZnO改性材料的热处理木材的表层指标参数最优。综合以上实验结果,在进行传统建筑、家具表面维护和保养时,可以根据不同的要求来选择改性蜂蜡的配比和改性纳米材料。当要求基材烫蜡热处理后具有很好的耐热性和耐紫外光性时,可选择0.5%含量的纳米Si02改性蜂蜡运用优化烫蜡工艺进行基材的表面处理,当仅要求基材烫蜡热处理后具有很好的耐光性时,可选择2%含量的疏水纳米SiO2、0.5%含量的ZiO2及1%含量的ZnO改性蜂蜡进行基材的表面处理。
【作者】牛晓霆；
【导师】王逢瑚；
【作者基本信息】东北林业大学，木材科学与技术，2013，博士
【关键词】清代；建筑；家具；烫蜡技术；优化；

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