Цвет. Древесина поглощает падающее световое излучение избирательно. От спектрального состава отраженного ею светового потока зависит определенное зрительное ощущение, называемое цветом.
Обычно для характеристики цвета древесины используют словесные описания, в основе которых лежат зрительные образы или символические понятия. Однако этому свойству древесины можно дать количественную оценку, используя методы колориметрии (от лат. color — цвет) — науки о цветовых измерениях. Достаточно установить численные значения трех показателей: цветового тона, чистоты и светлоты.
Цветовой тон определяется длиной волны λ чистого спектрального цвета. Обычно цвета окружающих нас предметов более или менее блеклые, так как чистые спектральные цвета разбавлены белым. Чистота цвета Р, которая выражает степень этого разбавления, может изменяться от нуля до 100%. Светлота характеризуется коэффициентом отражения р. Для белых поверхностей, отражающих максимальное количество световой энергии, коэффициент отражения близок к единице, для черных — приближается к нулю.
С помощью атласа цветов автором были определены колориметрические характеристики 30 пород из коллекции МЛТИ. Исследования показали, что выдержанная в течение 5-20 лет древесина большинства отечественных пород очень мало отличается по цветовому тону. Длина волны колеблется в пределах 578-585 нм, что соответствует желтому участку спектра. Вместе с тем наблюдается большое разнообразие значений чистоты цвета, которые изменяются в пределах от 30 до 60 %. Светлота (коэффициент отражения) изменяется в еще больших пределах (20-70%).
Целлюлоза — основное вещество, из которого состоит древесина, — почти белого цвета. Все многообразие цветовых оттенков древесины придают ей вещества, заключенные в полостях клеток или пропитывающие их стенки — красящие и дубильные вещества, смолы и продукты их окисления.
Древесина пород умеренного пояса окрашена бледно, а древесина пород тропического пояса имеет очень яркую окраску, интенсивность которой увеличивается с возрастом, что особенно заметно для ядровых пород. В оптимальных условиях роста для данной породы ее окраска бывает более яркой.
Древесина многих пород изменяет цвет при выдержке под влиянием воздуха и света. Тем не менее цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании. Изменение цвета древесины чаще всего указывает на поражение ее грибами.
В речной воде древесина дуба сильно темнеет в результате соединения дубильных веществ с солями железа. Этой же причиной объясняется и появление на поверхности дубовых пиломатериалов черных полос и пятен при распиловке сырой древесины. Заболонь сосны после сплава иногда приобретает желтую окраску, а древесина березы — оранжевую. При пропаривании древесина бука довольно равномерно окрашивается в красноватый цвет. После высокотемпературной сушки у древесины хвойных пород появляется буроватая окраска.
Цвет — одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовления мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок, спортивного инвентаря и т. д.
Блеск. Под блеском древесины понимают ее способность направленно отражать световой поток. Наибольший блеск наблюдается при освещении зеркальных, т. е. почти идеально гладких поверхностей. В отличие от них матовые поверхности, имеющие однородные неровности, отражают световой поток диффузно, т. е. равномерно во все стороны. Поверхности даже самым тщательным образом обработанной древесины приближаются к матовым и могут характеризоваться коэффициентом диффузного отражения (белизной).
Если на продольных разрезах древесины встречаются участки со сравнительно небольшими структурными неровностями, то появляются блики, отсветы. Такой способностью обладают сердцевинные лучи на радиальных разрезах (расколах) древесины клена, платана, бука, ильма, дуба, кизила, белой акации. Шелковистый блеск свойствен древесине бархатного дерева. Из иноземных пород особенно заметным блеском отличается древесина атласного дерева и махагони (красное дерево).
Исследования, проведенные ранее автором и позднее Б. М. Рыбиным (МЛТИ) с помощью блескомера ФБ-2, свидетельствуют о том, что на показания этого прибора оказывают влияние колориметрические характеристики древесины и ее белизна. Пока еще нет полной количественной характеристики блеска древесины, точно соответствующей нашим зрительным восприятиям.
Текстура. Текстурой называют рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов. Чем сложнее строение древесины и разнообразнее сочетание отдельных элементов, тем богаче текстура. В строении древесины хвойных пород принимает участие сравнительно небольшое число типов упорядоченно расположенных анатомических элементов, которые создают однообразную текстуру.
У хвойных пород текстура зависит в основном от разницы в окраске ранней и поздней древесины, а также от ширины годичных слоев. Извилистые очертания годичных слоев образуют более интересный рисунок на тангенциальном разрезе, особенно у лиственницы и тиса.
Для древесины лиственных пород со сложным строением характерно наличие видимых невооруженным глазом крупных сосудов (ясень, бархатное дерево, дуб и др.), сердцевинных лучей, обычно окрашенных темнее, чем окружающая древесина (бук, ильм, платан и др.), неправильно расположенных волокон и т. д. Это создает более богатую текстуру.
Выбор направления разреза древесины определяет характер текстуры. Из отечественных лиственных пород на радиальном разрезе красивую текстуру, обусловленную наличием сердцевинных лучей, имеют бук, платан, клен, явор, дуб, карагач, ильм. Три последние кольцесосудистые породы ценятся своей текстурой и на тангенциальном разрезе.
Помимо этих пород на тангенциальном разрезе красивую текстуру, образованную в основном перерезанными сосудами, имеют ясень, грецкий орех, бархатное дерево, каштан съедобный, вяз. Путаное расположение волокон (свилеватость) создает отличающуюся высокими декоративными свойствами текстуру древесины капов (наростов) на стволах деревьев лиственных пород. Так называемая узорчатая древесина наблюдается у карельской березы. Очень ценится текстура клена «птичий глаз» — аномальная древесина белого клена. Выразительна волнистая текстура ясеня маньчжурского. Своеобразную текстуру можно получить при неравномерном прессовании
древесины, лущении ее ножом с волнистым лезвием, а также при лущении древесины под углом к направлению волокон. Текстура и цвет определяют ценность древесины как декоративного материала. Прозрачная отделка древесины лаками проявляет ее текстуру. Лаковое покрытие, имеющее близкий к древесине коэффициент преломления света, увеличивает прозрачность поверхностных слоев и способствует зрительному восприятию глубины текстуры.
Макроструктура. Для оценки качества древесины по внешнему виду используют некоторые характеристики макроструктуры. Показателем годичного прироста, характеризующим усредненную ширину годичных слоев, служит число слоев, приходящееся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцовой поверхности образца. Степень равнослойности оценивают по разнице в числе годичных слоев на двух таких соседних участках длиной по 1 см.
Содержание поздней древесины определяется соотношением в процентах между суммарной шириной зон поздней древесины и общей протяженностью (в радиальном направлении) участка измерения, включающего целое число слоев.
Согласно ГОСТ 16483.18 — 72 на торце образца проводят карандашом линию в радиальном направлении, отмечают границы крайних целых годичных слоев на участке, примерно равном 2 см, и подсчитывают число слоев N. Расстояние l между отметками измеряют масштабной линейкой с погрешностью не более 0,5 мм. Число годичных слоев в 1 см вычисляют с погрешностью до половины слоя по формуле n = N/l
Затем измерительной лупой с погрешностью не более 0,1 мм измеряют ширину поздней зоны 5 в каждом годичном слое (между отметками). Полученные значения складывают и подсчитывают содержание поздней древесины с погрешностью до 1 % по формуле m = Σδ/l · 100, где Σδ — общая ширина поздних зон; l — общее протяжение годичных слоев, в которых измеряли ширину поздней зоны.
Ширина годичных слоев и содержание поздней древесины у разных пород различны, они изменяются по высоте и радиусу ствола, зависят от условий произрастания.
Равноплотность древесины характеризует равномерность распределения древесинного вещества по ширине годичного слоя. Малой равноплотностью обладает древесина пород с резкой разницей в строении ранней и поздней зон годичных слоев (лиственница, сосна, дуб, ясень и др.). Высокой равноплотностью отличаются самшит, груша, граб, клен, бук, ольха, осина, липа и ряд других пород. Количественного показателя для равноплотности древесины пока нет.
Поверхность древесины, как бы тщательно она ни обрабатывалась режущими инструментами, всегда будет иметь те или иные неровности, образованные перерезанием полых анатомических элементов.
Поверхность продольных разрезов древесины таких часто используемых для отделки пород, как дуб, ясень, орех, ильм и ряд других, имеет анатомические неровности высотой до 200 мкм и более.
У хвойных пород высота неровностей составляет от 8 до 60 мкм, а у большинства рассеянно-сосудистых лиственных пород — 30-100 мкм.