全 文 :木材加工 Timber Processing
PRACTICAL FORESTRY TECHNOLOGY 63
二
○
一
二
年
第
五
期
林
业
实
用
技
术
紫檀薄木湿法贴面表面装饰效果影响因素的研究
芦春莲 张红梅 祝彦忠 王金磊
(河北农业大学林学院 河北 保定 071000)
[摘要] 以紫檀薄木、刨花板为研究材料,对薄木湿法贴面中
装饰效果的主要影响因素,如薄木的含水率、涂胶量、热压的温
度和时间等方面进行研究,以期为薄木湿法贴面的工业生产提
供改进的理论依据。研究表明:在含水率为30%、热压温度为
90℃、热压时间为2min、涂胶量为88.9g/m2 时,对紫檀薄木
进行湿法贴面能得到较好的表面装饰效果。
[关键词] 薄木 湿法贴面 工艺过程 表面装饰效果
刨花板作为主要的一种人造板材,广泛应用于家
具的加工生产和室内的装修设计中。由于其固有的物
理特性,必须对其进行表面的贴面装饰处理[1]。薄木
贴面不仅美观,而且可以提高产品的售价,是工厂生产
过程中常用的贴面材料。但是由于在传统的薄木胶贴
工艺及薄木储存和搬运的过程中,经常会出现各种加
工缺陷,如表面的裂纹、透胶、翘曲等[2],造成薄木的表
面装饰效果不理想,不仅浪费优质的薄木资源和各种
能源,而且使工厂的加工效率低下,严重的降低了材料
的出材率,增加了企业的成本[3]。本试验通过对紫檀
薄木进行湿法贴面处理,对在不同的工艺条件下得到
贴面装饰效果进行对比,并进行相应的力学性能的测
定,综合确定各加工因素对表面装饰效果的影响,以便
为企业进行薄木湿法贴面时提供相应的理论参考
依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
中密度刨花板:厚度为10mm,质量等级为二级,试
验尺寸为300mm×300mm;紫檀薄木:厚度0.2mm;
脲醛树脂胶:固体含量为66%,粘度40s(涂-4杯,
30℃);聚醋酸乙烯乳液:钢玉牌。
1.2 试验工艺流程
薄木湿法贴面的工艺步骤:材料准备→调胶涂胶
→湿贴→热压成型。
1.3 实验参数的确定
把基材刨花板裁成300mm×300mm的试样,涂
胶量设定在65~100g/m2,由于所用的薄木厚度较小,
作者简介:芦春莲(1971-),硕士,副教授,主要从事木材科学与工
程的研究与教学。
容易透胶,故采用单面涂胶。含水率设定在30%~
50%;热压压力为0.4Mpa,热压温度为90~130℃,热
压时间为2~4min。为使板坯均匀受热、受压,本试验
采用两块不锈钢垫板并增加工业毡作为缓冲材料层[3]。
1.4 实验设计
为探索紫檀薄木湿法贴面的最优工艺,采用
L9(34)正交试验。同一试验号重复3次,结果取平均
值。该实验的因素与水平设计见表1。
表1 实验因素与水平设计
水平 含水率/% 热压温度/℃ 热压时间/min涂胶量(g/m2)
1 30 90 2 66.7
2 50 110 3 77.8
3 70 130 4 88.9
1.5 外观质量的等级设定及基本性质的测定
透胶性和表面裂纹的设定及判断方法参照文
献[4]。为了便于进行数学分析,把这些等级变为数字,
进行数量化。
对表面鼓泡的程度用肉眼观察测定。参照文献[4]
中对透胶性的测定方法,按“很多”、“较多”、“较少”、
“无”分成四个等级,分别定为“4”、“3”、“2”、“1”。对平
整度分为“差”、“较差”、“较好”、“好”四个等级,分别用
“4”、“3”、“2”、“1”来表示。对薄木表面的变色现象,测
量方法是把贴好的试件与原来没贴的同种薄木进行对
比,分为:严重变色、较轻微变色、轻微变色、正常,分别
定为“4”、“3”、“2”、“1”。
1.5.1 浸渍剥离度的测定 采用文献[4]的测定方法。
1.5.2 翘曲度的测定 将薄木贴面板的凹面向上放置
在水平台上,用线绳靠准两个对角并将其拉直,用钢尺量
取弦高,精确至0.5mm,最大弦高与对角线长度之比即
为翘曲度,用百分数表示,按下式计算,精确至0.01%[4]。
2 实验结果与分析
2.1 含水率对表面装饰效果的影响
从测试结果可以看出,含水率对各项表面装饰效
果的影响程度不同。透胶性在含水率为30%~70%
之间时,其变化不明显;表面裂纹和表面鼓泡的变化相
DOI:10.13456/j.cnki.lykt.2012.05.001
木材加工 Timber Processing
64 PRACTICAL FORESTRY TECHNOLOGY
二
○
一
二
年
第
五
期
林
业
实
用
技
术
类似,均是当含水率在30%~50%之间时无变化,而
含水率在50%~70%之间时,明显增加,且表面裂纹
的增加的速率大于表面鼓泡;平整度在含水率为30%
~50%之间时,呈增加趋势,在含水率为50%~70%
时,呈下降趋势;表面变色在当含水率在30%~70%
呈下降趋势。
从测试结果可以看出,含水率对表面裂纹有很大
影响。同时,含水率对表面鼓泡的影响也较大,当薄木
的含水率越高越容易出现鼓泡现象,反之含水率越低就
不容易出现鼓泡现象,所以要控制好适当的含水率。
2.2 涂胶量对表面装饰效果的影响
从测试结果中可以看出,涂胶量对各项表面装饰
效果的影响程度不同。随着涂胶量的增加,透胶性呈
增加的趋势;表面裂纹呈下降趋势;有无变色呈增加趋
势;当涂胶量在66.7~77.8g/m2 之间变化时,平整
度呈增大趋势,而表面鼓泡呈下降趋势;当涂胶量在
77.8~88.9g/m2 之间变化时,平整度呈减小趋势,而
表面鼓泡呈增大趋势。
涂胶量是影响透胶性的重要因素。在本实验中所
用的涂胶量为66.7、77.8、88.9g/m2 的条件下,观察
实验结果表明涂胶量越多越容易透胶,但太少时又会
导致浸渍剥离度降低,边部就容易剥离。另外,涂胶量
对表面平整度和表面的变色也有较大影响,涂胶量越
大薄木表面越容易变色。
2.3 热压温度和热压时间对表面装饰效果的影响
测试数据变化表明,在热压温度为90~110℃之
间时,透胶性、表面裂纹、平整度等均有减小,而表面鼓
泡呈增加趋势,有无变色无明显变化;当热压温度为
110~130℃之间时,各项目均呈增加趋势,其中表面
裂纹和平整度的增加幅度最大。在热压时间为2~3
min之间时,透胶性、有无变色、平整度等均有减小,而
表面裂纹呈增加趋势,表面鼓泡无明显变化;当热压时
间为2~3min之间时,透胶性、平整度、有无变色等方
面均呈增加趋势,表面裂纹的变化不大,而表面鼓泡则
有所下降。其中表面裂纹和平整度的增加幅度最大。
测试数据表明,热压时间与热压温度的作用效果
相似,都是影响平整度的一个重要因素。热压温度太
高,容易使薄木表面变色,发黄,如果温度继续升高就
会变黑,随着作用时间的延长,刨花板内部聚集热量越
多,致使木材内部产生应力,影响表面的平整度和产生
裂纹,降低薄木贴面的表面装饰效果。
同时,热压时间也是影响透胶性的一个重要因素,
热压时间太长就会使所涂的胶渗透到薄木表面,引起
透胶现象,使薄木贴面颜色发白,影响了薄木贴面的装
饰效果。
从测试结果可以得知,影响浸渍剥离度的主次顺
序为:涂胶量、含水率、热压温度、热压时间。涂胶量越
大,则浸渍剥离度越小,越不容易被撕裂。含水率越
大,则浸渍剥离度越大。热压温度和热压时间对浸渍
剥离强度的影响不明显。影响表面翘曲度的主次顺序
为:含水率、涂胶量、热压时间、热压温度。其中含水率
的影响最为明显,随着薄木含水率的增大,则翘曲度越
大;而涂胶量、热压温度和热压时间对翘曲度的影响均
不明显。
3 结论
从以上分析可知,在实验设定的条件下,含水率对
薄木饰面的鼓泡和开裂现象有较明显的影响,同时还
对薄木贴面后的浸渍剥离度和翘曲度有一定的影响。
而涂胶量主要影响薄木贴面表面的透胶性,其规律是:
随着涂胶量的增加,透胶性也会更加明显。热压温度
和热压时间在影响薄木贴面装饰效果的作用上是类似
的,主要表现在外观的变色上。当热压温度过高和热
压时间过长时,表面容易出现变色现象。另外这两个
因素对薄木贴面的浸渍剥离度也有一定的影响,但不
明显。
综合考虑几种因素的共同作用,以及在各条件下
的装饰效果,当薄木为0.2mm的紫檀薄木时,如果在
含水率为30%、热压温度为90℃、热压时间是2min、
涂胶量为88.9g/m2 时,薄木湿法贴面的表面装饰效
果应该为最好,强度应为最高。
在该条件下,进行实验验证。结果为:透胶性略明
显;表面裂纹为好;平整度为较好;表面变色为正常;浸
渍剥离度为9.20mm/1 000mm;翘曲度为1.10%。
由以上结果可以看出,此时实验中各因素达到最优
组合,是紫檀薄木湿法贴面加工时的最优工艺组合。
参考文献:
[1] 于夺福 .发展装饰薄木生产[J].北京木材工业,1990(5):3.
[2] 张勤丽 .人造板表面装饰[M].北京:中国林业出版社.
1986:84.
[3] 曾志高 .柔性装饰薄木制造工艺及应用技术研究[D].南
京:南京林业大学硕士学位论文,2003.
[4] 国家质量技术监督局 .人造板及饰面人造板理化性能试
验方法[S].中华人民共和国国家标准 .GBfT17657-
1999:21.★
(栏目责任编辑 蒋旭东)