家具表面漆膜性能的測定

黃秉升

（《涂裝與電鍍》編輯部，四川 成都 610041）

家具表面漆膜性能的測定

黃秉升

（《涂裝與電鍍》編輯部，四川 成都 610041）

依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了家具表面漆膜光澤、厚度、附著力、耐磨性、抗沖擊性、耐濕/干熱性、耐冷熱溫差性、耐冷液性、耐鹽浴性等性能的測定方法，為企業(yè)檢測家具漆膜表面性能提供參考。

漆膜；家具；性能測試；耐磨性；抗沖擊性；光澤

Author’s address: Editorial board of Painting and Electroplating, Chengdu 610041, China

1 前言

家具是人們非常熟悉的東西。從古至今，家庭、辦公及公共場所都離不開家具。隨著時代的進(jìn)步，家具不斷變化，材質(zhì)越來越講究，而且表面需要涂漆，以達(dá)到防護(hù)和裝飾的目的。家具漆膜質(zhì)量的好壞既影響家具的銷售，也影響家具的使用壽命。因此，對家具漆膜的性能進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z測十分必要，尤其是企業(yè)批量生產(chǎn)的家具，漆膜的性能檢測更是必不可少。

對于木器家具及其他家具木制件的表面漆膜，可檢測光澤，厚度，附著力，耐磨性，抗沖擊性以及耐濕熱、干熱、冷熱溫差性和耐液性等項目。對于鋼家具表面漆膜，應(yīng)按鋼件上漆膜的要求進(jìn)行檢測。有特殊要求的，應(yīng)按雙方協(xié)商一致的合同規(guī)定進(jìn)行檢測。

家具漆膜性能的測定，可按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，也可按國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。采用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2 試樣及環(huán)境溫、濕度要求

試樣規(guī)格定為250 mm × 200 mm(特殊要求除外)，木材材質(zhì)與家具相同，并按家具制作的要求加工。試樣漆膜制備最好與家具同步進(jìn)行，并采用相同材料和工藝方法。漆膜制備完成后存放10 d，使之達(dá)到完全干燥。試樣表面應(yīng)平整，漆膜無劃痕、鼓泡等缺陷。

每項性能測定的試樣為 3件，必要時可增加對比試樣。測定結(jié)果由3名操作人員共同評定。

試驗環(huán)境溫度為(20 ± 2) °C，相對濕度60% ～ 70%。

3 家具表面漆膜性能的測定方法

3. 1 光澤

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.6–1985《家具表面漆膜光澤測定法》，測定家具表面漆膜光澤采用光電光澤儀。對光澤儀的要求是：儀器重現(xiàn)性好，誤差不超過2%。光澤值以漆膜表面正反射光量與相同條件下標(biāo)準(zhǔn)板表面的正反射光量之比的百分?jǐn)?shù)表示。

測試方法為：按儀器使用說明書選擇量程，并校正光電光澤儀指針至標(biāo)準(zhǔn)板的標(biāo)定值。用絨布或擦鏡紙擦凈試樣表面。每一試樣選取3個試驗點，一個在試樣中心，另兩個在任意位置。將儀器測頭放在選定的試驗點上，使木紋方向順著測頭內(nèi)光線的入射和反射方向，讀出光澤值，讀數(shù)準(zhǔn)確至1%。取3點讀數(shù)的算數(shù)平均值為該試驗的測定值。每測一個試樣，用標(biāo)準(zhǔn)板校對一次儀器。選擇 3個試樣測試，取其平均值為測定結(jié)果。

必要時可測定光澤等級。根據(jù)GB/T 4893.6–1985標(biāo)準(zhǔn)，光澤值的測定可按光線以60°角投射到試樣上進(jìn)行，由此將光澤等級分為4級，如表1所示。

表1 家具表面漆膜光澤分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Grade standard for glossiness of furniture surface coatings

3. 2 厚度

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.5–1985《家具表面漆膜厚度測定法》測定家具表面漆膜厚度時，在漆膜上鉆一頂角為 120°的錐孔，孔壁在顯微鏡中成像，讀出漆膜垂直于顯微鏡主光軸的母線長度，再求得漆膜厚度。

測試采用直徑6 mm、長約48 mm、頂角120°的高速鋼鉆頭，淬火硬度不低于63 HRC。

每一試樣選取3個測試點，其中1點在試樣中心，另外2點在對角線上，距邊緣不小于50 mm。將鉆頭對準(zhǔn)測試點，平穩(wěn)轉(zhuǎn)動齒輪鉆孔，加力不能過大，漆膜鉆透即停止，并清除鉆屑。

將錐孔置于顯微鏡(× 40)視場中，顯微鏡聚焦于錐孔與主光軸垂直的母線上，測出漆膜部分母線的長度(見圖1)，代入下式計算漆膜厚度：

式中，δ為漆膜厚度，b為漆膜部分母線的長度，單位均為μm。

測定結(jié)果取3點的算術(shù)平均值。

圖1 家具表面漆膜厚度測定示意圖Figure 1 Schematic diagram for determination of thickness of furniture surface coatings

3. 3 附著力

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.4–1985《家具表面漆膜附著力交叉切割測定法》測定漆膜附著力，是用鋒利刀片在漆膜表面切割成互成直角的方格，根據(jù)方格內(nèi)漆膜損傷程度評級。此方法適用于測定厚度在250 μm以下的漆膜對木材的粘附牢度或底面漆互相結(jié)合的牢度。

測定家具漆膜附著力采用FE-漆膜附著力測定儀，這種儀器是按英國標(biāo)準(zhǔn)BS 3962-6:1980《木制家具表面涂飾試驗方法 第6部分：耐機械損傷性評定》中的切割器械仿制的。這種儀器包括刀片、金屬模板及刀片夾緊器3部分。

在試樣上選取 3個測試區(qū)(盡量選擇不同紋理部分)，測試區(qū)中心距試樣邊緣不小于40 mm，兩兩相距不小于65 mm。先在每個測試區(qū)相鄰部位測3個點的漆膜厚度，取其平均值。

將刀片裝入夾緊器，使刀刃露出模板0.3 mm。將刀刃沿著模板切割槽在測試區(qū)的漆膜表面切割出兩組互成直角的方格，每組為11條平行線，長35 mm，間距2 mm。割痕應(yīng)穿透漆膜至木材表面，割痕方向與木紋方向約成45°角。

用漆刷輕輕刷去漆膜表面浮屑，將氧化鋅橡皮膏粘貼按壓在測試區(qū)上，順對角線方向猛揭撕開。用 4倍放大鏡仔細(xì)檢查測試區(qū)漆膜損傷情況。漆膜附著力按表2并參照圖2評級。

表2 家具漆膜附著力評級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grade standard for adhesion strength of furniture surface coating

圖2 與家具漆膜附著力評級對應(yīng)的畫格試驗照片F(xiàn)igure 2 Photos of cross cut test corresponding to adhesion grade of furniture surface coatings

給同一試樣上3個測試區(qū)分別評級，以2個測試區(qū)一致的結(jié)果為評定值。不一致時，可復(fù)試一次。

測定結(jié)果應(yīng)包括每一測試區(qū)的漆膜厚度(平均值)、附著力等級和漆膜剝落情況及最終評定結(jié)果。

測試期間應(yīng)經(jīng)常檢查刀片刃口，發(fā)現(xiàn)磨損及碎缺，應(yīng)立即更換刀片。

3. 4 耐磨性能

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.8–1985《家具表面漆膜耐磨性測定法》測定家具表面漆膜的耐磨性，采用漆膜磨耗儀，以經(jīng)過一定的磨轉(zhuǎn)次數(shù)后漆膜的磨損程度評級。一般采用JM-1型漆膜磨耗儀，工作盤轉(zhuǎn)速為70 ～ 75 r/min。磨轉(zhuǎn)次數(shù)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或由雙方商定，通常選擇400、1 000、2 000、3 000、4 000或5 000次等。

試樣規(guī)格為直徑100 mm，厚3 ～ 5 mm的圓板，中心開一個直徑為8.5 mm的小孔，其他要求與性能測定試樣的要求相同。

先在試樣中部φ 65 mm范圍內(nèi)均勻選取3個點測定漆膜厚度，取其算術(shù)平均值。

將試樣固定于磨耗儀工作盤上，加壓臂上加1 000 g的砝碼和經(jīng)整新(按使用說明書操作)后的橡膠砂輪(JM-120型，δ = 10 mm，φ = 50 mm)，加壓臂末端加上與砂輪質(zhì)量相等的平衡砝碼。

放下加壓臂和吸塵嘴，開啟電源，磨耗儀開始工作。先磨50 r，使試樣表面形成平整均勻的基準(zhǔn)磨耗園環(huán)(如果出現(xiàn)磨耗不均勻，則應(yīng)更換試樣)，取下試樣，刷去浮屑，稱重(準(zhǔn)確至0.001 g)。

繼續(xù)砂磨100 r后，取下試樣，刷去浮屑，稱重(準(zhǔn)確至0.001 g)。前后質(zhì)量差為漆膜砂磨100 r后的失重。

調(diào)整計數(shù)器到規(guī)定磨轉(zhuǎn)次數(shù)(減去 100)，繼續(xù)砂磨。試驗終止后，觀察漆膜表面的磨損情況。按表 3評級。如果難以判斷漆膜是否輕微露白，可用軟布蘸少許彩色墨水涂抹該部位后迅速擦去，留下墨水痕跡則為輕微露白。

表3 家具表面漆膜耐磨性評級標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Grade standard for wearability of furniture surface coatings

測定用 3個試樣分別評定，兩個試樣一致的為評定結(jié)果。每個試樣測試時均應(yīng)先打磨橡膠砂輪，測試中途不得更換砂輪。

測試報告應(yīng)包括每個試樣的漆膜厚度、100 r后漆膜失重、耐磨性等級和最終評定的結(jié)果。

3. 5 抗沖擊性能

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.9–1992《家具表面漆膜抗沖擊測定法》測定家具表面漆膜抗沖擊性能采用沖擊器。沖擊器包括水平基座、導(dǎo)管、沖擊塊和鋼球4部分。基座為放置試樣的剛性底座，大小為250 mm × 200 mm；垂直導(dǎo)管內(nèi)徑為40 mm，底端圓盤厚10 mm。圓盤中心有φ 14 mm的孔，用以放置鋼球；沖擊塊為質(zhì)量500 g、外徑比垂直導(dǎo)管內(nèi)徑小1 mm的合金鋼圓柱體(硬度略低于鋼球)，鋼球φ 14 mm，硬度60 ～ 66 HRC。沖擊高度分別為10、25、50、100、200和400 mm。沖擊高度以鋼球頂至沖擊塊底面距離計，按產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定來選擇。測定漆膜最大抗沖擊性時，應(yīng)逐級通過各沖擊高度，直到最大沖擊高度或漆膜出現(xiàn)第 5級破壞為止。

各沖擊部位中心距試樣邊緣不小于50 mm，兩沖擊部位中心相距不小于20 mm(可間隔20 mm縱橫劃線，其交叉點即為沖擊部位中心)。試樣基材表面有結(jié)構(gòu)紋理的，其長度應(yīng)順紋理方向裁取。用成品家具或部件作試驗時，應(yīng)選擇剛性較好的部位。

測定時，將試樣放在水平基座上，所有沖擊部位均應(yīng)處于基座范圍內(nèi)。用成品家具做試驗時，應(yīng)放在水平剛性基面上或水泥地面上。

將沖擊器放在試樣上，使鋼球位于沖擊部位中心。將沖擊塊提升至規(guī)定高度，自由落下沖擊鋼球。每個沖擊高度沖擊5個部位。沖擊后將試樣置于60 W磨砂白熾燈泡下，用10倍放大鏡檢查各沖擊部位漆膜損傷程度，必要時可將彩色墨水涂在沖擊部位，片刻后擦去，再進(jìn)行檢查。

漆膜抗沖擊性按表4并參照圖3評級。

表4 家具漆膜抗沖擊性評級標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Grade standard for resistance to impact of furniture surface coatings

圖3 與家具漆膜抗沖擊性評級對應(yīng)的沖擊試驗照片F(xiàn)igure 3 Photos of impact test corresponding to impact resistance grades for furniture surface coatings

評定結(jié)果時，先評出同一沖擊高度各沖擊部位的等級，然后取算術(shù)平均值最接近的等級作為抗沖擊性等級。每一沖擊高度的試驗均應(yīng)評出抗沖擊性等級。

必要時，可同時測量沖擊部位印痕直徑，測量時將復(fù)寫紙和拷貝紙(17 g/m2)重疊平放在試樣表面，沖擊后用游標(biāo)卡尺測量沖擊留在拷貝紙上的最大印痕直徑，取其算術(shù)平均值。

3. 6 耐濕熱和耐干熱性能

家具表面漆膜耐濕熱和干熱性能的測定須按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.2–2005《家具表面耐濕熱測定法》和GB/T 4893.3–2005《家具表面耐干熱測定法》進(jìn)行。

測定耐濕熱性采用帶散熱槽的鋁合金錐體(AlMgSi合金6060，中間有插溫度計的垂直孔)為熱源，隔一片濕布置于試樣表面。經(jīng)規(guī)定時間后，移去鋁合金塊和濕布，根據(jù)漆膜變化程度評定耐濕熱性等級。測定耐干熱性時不隔濕布，其余均與耐濕熱性相同，而且對試樣數(shù)量和測試區(qū)數(shù)量不作規(guī)定。

測試溫度可在70、85、100、120、140、160、180和200 °C中選擇，也可采用雙方商定的其他溫度。

漆膜干透后的試樣先在(23 ± 2) °C、相對濕度50% ± 5%的環(huán)境中放置48 h后，再在(23 ± 2) °C的環(huán)境中試驗。試驗區(qū)域距試樣邊緣不小于15 mm。試驗時，先將帶溫度計的鋁合金塊在烘箱中加熱至高于試驗溫度10 °C，然后移到隔熱墊上，達(dá)到試驗溫度的±1 °C時，放到以噴灑了2 mL蒸餾水浸濕的聚酰胺纖維布(50 g/m2，規(guī)格120 mm × 120 mm)覆蓋的試驗區(qū)上，20 min后移去鋁合金塊和濕布，軟布擦凈試驗區(qū)，放置16 h。再用軟布擦凈后，將試樣放入內(nèi)表面涂黑漆、帶60 W磨砂燈泡的觀察箱中，距離0.25 ～ 1 m觀察試驗區(qū)漆膜變化情況(也可用亮度2 000 lx ～ 5 000 lx的漫射光線觀察)，按表5進(jìn)行分級評定。

表5 家具漆膜耐濕熱(干熱)分級評定標(biāo)準(zhǔn)Figure 5 Grade standard for resistance to wet heat (dry heat) of furniture surface coatings

3. 7 耐冷熱溫差性能

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.7–1985《家具表面漆膜耐冷熱溫差測定法》測定家具表面漆膜的耐冷熱溫差性能。

試樣為4件，3件作測試，1件作對比。試樣先在測試環(huán)境溫、濕度條件下穩(wěn)定24 h。

測試溫度為(40 ± 2) °C，相對濕度98% ～ 99%，低溫為(?20 ± 2) °C。測試周期按3、6、9、12、15等選定。

用1∶1的石蠟–松香混合液將試樣周邊及背面封閉。將試樣放入恒溫恒濕箱中1 h后，移到冰箱中1 h，此為1個周期(轉(zhuǎn)移時間不超過2 min)。每經(jīng)3個周期，將試樣置于測試環(huán)境條件下靜置18 h，然后用4倍放大鏡檢查漆膜表面(試樣邊緣20 mm范圍不計)，出現(xiàn)裂紋、鼓泡、明顯失光及變色(與對比試樣比較)等缺陷為不合格，不考慮缺陷形狀、尺寸和數(shù)量。

3個試樣分別評定，2個試樣一致的結(jié)果為評定結(jié)果。

3. 8 耐冷液性能

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4893.1–2005《家具表面耐冷液測定法》測定家具表面漆膜的耐冷液性能，即用浸透試液的濾紙放在試樣表面，經(jīng)過商定的時間后移去，根據(jù)漆膜變化的程度評級(對試樣數(shù)量和測試區(qū)數(shù)量不作規(guī)定)。測定用試液是在一般家具或工作地點接觸的液體，也可選用經(jīng)商定的其他試液?；瘜W(xué)品的純度應(yīng)符合有效的分析等級，配制水溶液采用蒸餾水或純凈水。測定試液及其要求見表6。

表6 試液及要求Table 6 Test solutions and their requirements

測試時間可從10 s，2 、10 min，1、6、16、24 h及7、28 d中選擇，也可協(xié)議采用更長的時間。

漆膜干透后的試樣先在(23 ± 2) °C、相對濕度50% ± 5%的環(huán)境中放置48 h，然后在(23 ± 2) °C的環(huán)境中試驗。試驗位置中心距邊緣不小于40 mm，兩試驗位置中心相距不小于60 mm。試驗時，將直徑25 mm的濾紙(400 ～ 500 g/m2)放入試液中浸30 s，用攝子夾起，擦去流液，迅速放到試驗區(qū)域上，立即用鋼化玻璃罩(內(nèi)徑40 mm、高25 mm)罩住。達(dá)到規(guī)定時間后，取下玻璃罩，揭去濾紙，用吸水紙吸干殘液，使試驗表面在試驗環(huán)境中靜置16 ～ 24 h，然后用吸水布蘸清潔液擦洗試驗表面，用干布擦干，靜置30 min。同時擦洗一個未試驗的位置作對比區(qū)域。

將試樣放入內(nèi)表面涂黑漆、帶60 W磨砂燈泡光源的觀察箱中，在距離0.25 ～ 1 m處觀察試驗區(qū)域漆膜變化情況，如褪色、變色、變澤、鼓泡及其他缺陷(也可用亮度2 000 lx ～ 5 000 lx的漫射光線觀察)。與對比區(qū)域作比較，按表7進(jìn)行分級評定。

表7 家具漆膜耐冷液性能評級標(biāo)準(zhǔn)Table 7 Grade standard for resistance to cold liquids of furniture surface coatings

3. 9 耐鹽浴性能

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1950–1994《家具表面漆膜耐鹽浴測定法》針對金屬家具測定其表面漆膜的耐鹽浴性能，評定其耐腐蝕能力。

測試試樣為120 mm × 50 mm × (0.6 ～ 0.8) mm的薄鋼板4件，3件作測試，1件作對比。試樣按規(guī)定制備漆膜后，常溫存放10 d，表面應(yīng)平整、光滑，無針孔、氣泡等缺陷。

測定時，用刀片在試樣上劃出2條對角線，割痕要劃穿漆膜至底材。配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaCl溶液500 mL，置于口徑為100 mm的燒杯中。將試樣放入燒杯內(nèi)靜置100 h，溫度為15 ～ 25 °C。到規(guī)定時間后，取出試樣，在靜水中洗凈，放入100 °C的干燥箱內(nèi)，30 min后取出。檢查試樣表面漆膜(割痕兩側(cè)3 mm內(nèi)不計)。如果漆膜出現(xiàn)膨脹、鼓泡、剝落、生銹、變色、失光等缺陷為不合格。3個試樣分別評定，2個一致的結(jié)果為評定結(jié)果。

4 結(jié)語

本文列出了9項家具表面漆膜性能的測定方法。但這不是全部，還可能有其他性能需要檢測。家具表面漆膜性能究竟需要測定哪些項目，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求決定，也可由供需雙方共同商定。

在每個項目的測定中，一般要求采用 3個試樣，并由 3名操作人員共同評定。在具體實施中，如果檢測人員業(yè)務(wù)很熟練，產(chǎn)品性能也較穩(wěn)定，無大起大落，適當(dāng)減少試樣和操作人員也是可行的。但若是仲裁試驗，則不能減少，以確保評定結(jié)果的可靠性和權(quán)威性。這既是對生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)，也是對消費者負(fù)責(zé)。

Determination of performance of furniture surface coatings //

HUANG Bing-sheng

According to the correlative national standards, an introduction was given of the test methods of some performances of the coatings on furniture surface, including glossiness, thickness, adhesion strength, wearability, impact resistance, wet/dry heat resistance, resistance to alternation of heat and cold, resistance to cold liquid and salt bath, etc. And a reference was provided for corporations to test the performance of coatings on surface of furniture.

coating; furniture; performance test; wearability; impact resistance; glossiness

TQ63

A

1004 – 227X (2011) 07 – 0076 – 05

2011–02–12

黃秉升（1938–），男，四川滎經(jīng)人，大學(xué)本科學(xué)歷，高級工程師，長期從事表面處理技術(shù)工作，發(fā)表論文數(shù)十篇。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) hbs0835@126.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]