泡桐材墻壁板兩種涂飾工藝效果差異1)

常德龍 張?jiān)茙X 馬志剛 胡偉華 黃文豪 韓黎雪

(國(guó)家林業(yè)局泡桐研究開發(fā)中心，鄭州，450003)

泡桐材墻壁板兩種涂飾工藝效果差異1)

常德龍 張?jiān)茙X 馬志剛 胡偉華 黃文豪 韓黎雪

(國(guó)家林業(yè)局泡桐研究開發(fā)中心，鄭州，450003)

以醇酸清漆、木蠟油為漆料，采用對(duì)比法，對(duì)泡桐材墻壁板進(jìn)行涂飾工藝實(shí)驗(yàn)，比較改進(jìn)工藝和傳統(tǒng)工藝涂飾效果的差異。結(jié)果表明：改進(jìn)工藝的涂飾效果，明顯好于傳統(tǒng)工藝。采用改進(jìn)工藝涂飾，明度下降較少；涂飾醇酸清漆，改進(jìn)工藝比傳統(tǒng)工藝的明度高4.62、明度偏差低3.47、明度變異系數(shù)低5.64%；涂飾木蠟油，改進(jìn)工藝比傳統(tǒng)工藝的明度高5.41、明度偏差低2.72、明度變異系數(shù)低4.25%。改進(jìn)工藝的色差好于傳統(tǒng)工藝的色差；涂飾醇酸清漆，改進(jìn)工藝的色差比傳統(tǒng)工藝的色差低0.94、色差偏差低2.80、色差變異系數(shù)低7.04%；涂飾木蠟油，改進(jìn)工藝的色差比傳統(tǒng)工藝的色差低6.10、色差偏差低1.80、色差變異系數(shù)低3.89%。仿珍貴木材色調(diào)涂飾正交優(yōu)選試驗(yàn)的色精涂飾量為11 g/m2、面漆涂飾量為37 g/m2，可使桐材表面涂飾達(dá)到理想效果。8種珍貴木材色調(diào)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明：改進(jìn)工藝對(duì)桐材仿珍貴木材涂飾效果，比傳統(tǒng)工藝效果好；色差偏差小，色度均一，顏色穩(wěn)定。

泡桐；墻壁板；木材；油漆涂飾工藝；色差

We studied thePaulowniawood panel to compare the differences of effect on traditional and modified process using alkyd varnish paint and wax oil with antitheses tests. Modified process of color stability was obviously better than the traditional one. Brightness of modified process declined less than that of traditional one. The difference of modified process using alkyd varnish were 4.62 brightness higher, 3.47 bias lower, 5.64% variable coefficient declined than those of traditional one, respectively. The differences of modified process on wax oil were 5.41 brightness higher, 2.72 bias lower, 4.25% variable coefficient declined than those of traditional one, respectively. General chromatism of modified process was obviously better than that of traditional one. The differences of modified process using alkyd varnish were that 0.94 chromatism lower, 2.80 bias lower, 7.04% variable coefficient declined than those of traditional one, respectively. The differences of modified process on wax oil were 6.10 chromatism lower, 1.80 bias decrease, 3.89% variable coefficient declined than those of traditional one, respectively. The suitable color concentrate painted was 11 g/m2, and the finishing coat was 37 g/m2with ideal paint effect. The painting test results of imitating eight kinds of precious hardwoods showed that modified process with small general chromtism, even and stable color was better than the traditional one.

泡桐是我國(guó)長(zhǎng)江與黃河流域重要的速生人工用材林樹種，其種植面積廣、蓄積量大。據(jù)國(guó)家林業(yè)局泡桐研究開發(fā)中心調(diào)查，泡桐年產(chǎn)約850萬m3木材。因其材質(zhì)均勻、加工容易、色澤淡雅、尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)[1-2]，很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用泡桐加工桐木拼板或抽屜板等低端家具材料半成品。由于對(duì)泡桐木材深加工利用研究起步晚、投入少、技術(shù)儲(chǔ)備不夠，導(dǎo)致目前我國(guó)泡桐加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀是：產(chǎn)品檔次低，效益不高，缺乏大規(guī)模工業(yè)化加工渠道。為拓寬泡桐木材利用途徑，加快產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)，研發(fā)高端室內(nèi)建材產(chǎn)品迫在眉睫。不同品種泡桐木材，顏色有明顯差異[3-4]；且因泡桐生長(zhǎng)速度快，材質(zhì)疏松(密度多在0.19～0.30 g/cm3范圍內(nèi)，木材內(nèi)部空腔大，孔隙率多[5])，為后續(xù)加工利用帶來諸多難題。木材涂飾可以最大限度保持增強(qiáng)木材天然花紋和顏色[6-8]。泡桐木材采用傳統(tǒng)涂飾工藝處理多出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，產(chǎn)品顏色不均一、色差大、裝飾效果不好、不美觀，降低了桐材產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值，影響了對(duì)泡桐木材規(guī)?；纳罴庸だ谩Ｒ虼?，為研發(fā)高品質(zhì)裝飾墻壁板、高附加值產(chǎn)品提供有效技術(shù)支撐，研究解決泡桐木材涂飾后顏色失真、色差大等技術(shù)問題刻不容緩。以往只對(duì)某些珍貴樹種、觀光木的涂飾性能進(jìn)行研究[9-13]，截至目前，對(duì)泡桐木材涂飾研究少有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)開展了泡桐木材天然色涂飾和針對(duì)市場(chǎng)不同需求實(shí)驗(yàn)了多種珍貴木材色嘗試，旨在分析比較泡桐木材涂飾效果，確定相關(guān)工藝及參數(shù)。

1 材料與方法

試材：蘭考泡桐(Paulowniaelongata)，取自蘭考縣固陽鎮(zhèn)，10株，樹齡16 a，主干高7 m，平均胸徑49 cm。取去掉原木根部的主干材，前期處理后，加工成1 800 mm×100 mm×10 mm規(guī)格的墻壁板。

素板：泡桐木材經(jīng)防變色處理，未加任何涂料涂飾的墻壁板。

涂料：紫荊花(醇酸清漆品牌)，葉氏化工集團(tuán)有限公司；切瑞西(木蠟油品牌)，上海切瑞西化學(xué)有限公司；大寶(聚氨酯清漆品牌)，東莞大寶化工制品有限公司。以上油漆涂料均在鄭州當(dāng)?shù)亟ú难b飾市場(chǎng)采購。

測(cè)色儀：型號(hào)為CR-400，柯尼卡美能達(dá)(中國(guó))投資有限公司。

顏色檢測(cè)方法：透明涂飾，改進(jìn)工藝和傳統(tǒng)工藝采用對(duì)照法；素板、改進(jìn)工藝、傳統(tǒng)工藝，各采用20塊板材對(duì)照，每塊板樣均勻分布測(cè)定5個(gè)點(diǎn)顏色色差，然后計(jì)算均值。待漆膜干后，置于室內(nèi)1 a，用以觀察耐光色牢度。

傳統(tǒng)涂飾工藝：按照表面清潔、打磨砂光、打膩?zhàn)?、砂光、底漆、面漆，漆種分別為常用的木蠟油、醇酸清漆。

改進(jìn)涂飾工藝：按照表面清潔、打磨砂光、封閉底漆、面漆，漆種分別為醇酸清漆、木蠟油。

仿珍貴木材涂飾：針對(duì)聚氨酯清漆涂飾，采用L18(37)設(shè)計(jì)(見表1)?？紤]色精、面漆、老化時(shí)間及交互作用因素，每因素3個(gè)實(shí)驗(yàn)水平，每個(gè)水平試驗(yàn)采用20塊板材，每塊板樣均勻分布測(cè)定5個(gè)點(diǎn)顏色，篩選最佳實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)。設(shè)計(jì)8種珍貴木材色調(diào)，每個(gè)色調(diào)選擇色差均一的10片墻壁板做涂飾材料；每片墻壁板涂飾后隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)測(cè)試顏色，3次重復(fù)，共計(jì)150個(gè)樣點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行顏色檢測(cè)。

表1 仿珍貴木材(櫻桃)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分析方法：采用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用SPSS軟件選擇LSD法對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 涂飾工藝對(duì)泡桐木材色澤的影響

由表2可見，醇酸清漆和木蠟油，采用改進(jìn)工藝和傳統(tǒng)工藝涂飾后，木材亮度均有下降，總色差提高，色度指標(biāo)劣化。但從兩種工藝涂飾效果看，改進(jìn)工藝的涂飾效果好于傳統(tǒng)工藝的涂飾效果：采用改進(jìn)工藝涂飾，明度下降較少、色差低。

反映到視覺效果方面，采用傳統(tǒng)工藝涂飾后，泡桐板材整體色感不均、顏色深淺不一，特別是在年輪結(jié)合處早材與晚材色差變化明顯，這可能與泡桐木材是半環(huán)孔材、泡桐木材密度低、孔隙率大有關(guān)。蘭考泡桐密度雖然適中，但也只有0.25 g/cm3。傳統(tǒng)涂飾工藝，是涂飾前要進(jìn)行打膩?zhàn)犹矶鹿芮唬蚺萃┠静牟煌课豢障恫灰恢?，?dǎo)致膩?zhàn)痈街糠謩e不均，造成木材油漆涂飾后的反光率不一致，故看起來泡桐材不同部位顏色深淺、色調(diào)不一[14]。

針對(duì)泡桐木材密度低、孔隙率大的特性，本研究不用打膩?zhàn)犹矶驴浊?，而使用封閉透明底漆進(jìn)行封堵的改進(jìn)工藝，實(shí)驗(yàn)效果明顯。改進(jìn)工藝透明涂飾對(duì)木材色度指標(biāo)影響較小，基本不改變木材本身色調(diào)，其視覺效果是泡桐板材顏色均勻一致，不會(huì)出現(xiàn)色差大、色調(diào)深淺不一的缺陷。

由表3可見，改進(jìn)工藝透明涂飾，其色度指標(biāo)與傳統(tǒng)工藝相比有極顯著改進(jìn)，木材紋理清晰自然，涂飾色差小，色調(diào)飽滿。這主要得益于使用封閉型涂飾底漆，其封閉效果好，使用量少，滲入木材量??；不會(huì)像膩?zhàn)幽菢雍幸恍o機(jī)礦物質(zhì)成分，在不同木材部位附著量不一致，進(jìn)而對(duì)光的吸收與反射不一致形成色差，基本保持木材原有色調(diào)。與置于室內(nèi)1 a的樣品板進(jìn)行比較，未發(fā)現(xiàn)材色有明顯變化。

2.2 仿珍貴木材色調(diào)涂飾效果

木材色澤主要決定于總色差，其變異系數(shù)越小，說明木材不同部位顏色越趨向一致，表面色感均勻，不會(huì)出現(xiàn)深淺不同的色調(diào)。板材油漆涂飾效果，關(guān)鍵決定于色調(diào)輕重、用量多少、顏色是否均一。經(jīng)仿珍貴木材色調(diào)涂飾正交試驗(yàn)結(jié)果的極差分析(見表4)和顯著性檢驗(yàn)(見表5)，可看出：色精、面漆涂飾量對(duì)漆膜色差影響達(dá)到極顯著，交互作用達(dá)到顯著水平，老化時(shí)間對(duì)漆膜影響未達(dá)到顯著水平，色精、面漆涂飾量均是試驗(yàn)水平2的效果好，最佳涂飾工藝組合為A2B2C2，即色精涂飾量11 g/m2，面漆涂飾量為37 g/m2。

表3 泡桐板材涂飾效果方差分析

注：** 表示差異極顯著。

表4 珍貴木材色調(diào)涂飾正交優(yōu)選試驗(yàn)結(jié)果的極差分析

表5 珍貴木材色調(diào)涂飾正交優(yōu)選試驗(yàn)結(jié)果的顯著性檢驗(yàn)

注:F0.10(2,17)=2.64；F0.10(4,17)=2.31；F0.05(2,17)=3.59；F0.05(4,17)=2.96。*表示差異顯著；** 表示差異極顯著。

8種珍貴木材色調(diào)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果(見表6)表明：應(yīng)用改進(jìn)工藝涂飾法進(jìn)行仿珍貴木材涂飾效果好，色差偏差小，色度均一，顏色穩(wěn)定；即使色調(diào)變化最大的烏木的明度變異系數(shù)也僅有3.63%，總色差變異系數(shù)是1.34%，明顯好于傳統(tǒng)工藝的色調(diào)指標(biāo)。說明改進(jìn)工藝適合泡桐木材仿珍貴木材涂飾。

表6 8種色調(diào)涂飾驗(yàn)證結(jié)果

3 結(jié)論

醇酸清漆和木蠟油，采用改進(jìn)工藝和傳統(tǒng)工藝涂飾后，木材亮度均有下降，總色差提高，色度指標(biāo)劣化。但從兩種工藝涂飾效果看，改進(jìn)工藝的涂飾效果好于傳統(tǒng)工藝的涂飾效果：采用改進(jìn)工藝涂飾，明度下降較少、色差低。

用醇酸清漆和木蠟油，采用改進(jìn)工藝涂飾，用封閉底漆替代膩?zhàn)臃獾?，?duì)木材色度指標(biāo)影響較小，基本不改變木材本身色調(diào)，涂飾后泡桐板材顏色均勻一致，不會(huì)出現(xiàn)色差大、色調(diào)深淺不一的缺陷。SPSS分析表明：改進(jìn)工藝透明涂飾，其色度指標(biāo)與傳統(tǒng)工藝相比有極顯著改進(jìn)。這主要得益于使用封閉型涂飾底漆，其封閉效果好，滲入木材量小，使用量低；不會(huì)像傳統(tǒng)膩?zhàn)幽菢雍幸恍o機(jī)礦物質(zhì)成分，因不同木材部位附著量不一致，導(dǎo)致對(duì)光的吸收與反射不一而出現(xiàn)色差偏高。

仿珍貴木材色調(diào)涂飾正交試驗(yàn)表明：色精涂飾量11 g/m2、面漆涂飾量為37 g/m2，可使桐材表面涂飾達(dá)到理想效果。8種珍貴木材色調(diào)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明：應(yīng)用改進(jìn)工藝涂飾法進(jìn)行桐材仿珍貴木材涂飾效果較好，色差偏差小，色度均一，顏色穩(wěn)定；即使色調(diào)變化最大的烏木的明度變異系數(shù)，也僅有3.63%，總色差變異系數(shù)1.34%，明顯好于傳統(tǒng)工藝的效果。說明，改進(jìn)工藝適合泡桐木材仿珍貴木材涂飾。

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Painting Technologies ofPaulowniaWood Panels

Chang Delong, Zhang Yunling, Ma Zhigang, Hu Weihua, Huang Wenhao, Han Lixue(China Paulownia Research Center, Zhengzhou 450003, P. R. China)/Journal of Northeast Forestry University，2015,43(2)：116-118.

Paulownia； Wood panel； Wood； Paint； Chromatism

常德龍，男，1963年2月生，國(guó)家林業(yè)局泡桐研究開發(fā)中心，研究員。E-mail：chdelong@126.com。

2014年9月18日。

S781.6；TQ633.2；TQ639.2

1) 林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201204705)。

責(zé)任編輯：張 玉。