泡桐材墙壁板两种涂饰工艺效果差异1)

常德龙 张云岭 马志刚 胡伟华 黄文豪 韩黎雪

(国家林业局泡桐研究开发中心，郑州，450003)

泡桐材墙壁板两种涂饰工艺效果差异1)

常德龙 张云岭 马志刚 胡伟华 黄文豪 韩黎雪

(国家林业局泡桐研究开发中心，郑州，450003)

以醇酸清漆、木蜡油为漆料，采用对比法，对泡桐材墙壁板进行涂饰工艺实验，比较改进工艺和传统工艺涂饰效果的差异。结果表明：改进工艺的涂饰效果，明显好于传统工艺。采用改进工艺涂饰，明度下降较少；涂饰醇酸清漆，改进工艺比传统工艺的明度高4.62、明度偏差低3.47、明度变异系数低5.64%；涂饰木蜡油，改进工艺比传统工艺的明度高5.41、明度偏差低2.72、明度变异系数低4.25%。改进工艺的色差好于传统工艺的色差；涂饰醇酸清漆，改进工艺的色差比传统工艺的色差低0.94、色差偏差低2.80、色差变异系数低7.04%；涂饰木蜡油，改进工艺的色差比传统工艺的色差低6.10、色差偏差低1.80、色差变异系数低3.89%。仿珍贵木材色调涂饰正交优选试验的色精涂饰量为11 g/m2、面漆涂饰量为37 g/m2，可使桐材表面涂饰达到理想效果。8种珍贵木材色调验证试验结果表明：改进工艺对桐材仿珍贵木材涂饰效果，比传统工艺效果好；色差偏差小，色度均一，颜色稳定。

泡桐；墙壁板；木材；油漆涂饰工艺；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.

泡桐是我国长江与黄河流域重要的速生人工用材林树种，其种植面积广、蓄积量大。据国家林业局泡桐研究开发中心调查，泡桐年产约850万m3木材。因其材质均匀、加工容易、色泽淡雅、尺寸稳定性好等特点[1-2]，很多乡镇企业用泡桐加工桐木拼板或抽屉板等低端家具材料半成品。由于对泡桐木材深加工利用研究起步晚、投入少、技术储备不够，导致目前我国泡桐加工产业现状是：产品档次低，效益不高，缺乏大规模工业化加工渠道。为拓宽泡桐木材利用途径，加快产品转型升级，研发高端室内建材产品迫在眉睫。不同品种泡桐木材，颜色有明显差异[3-4]；且因泡桐生长速度快，材质疏松(密度多在0.19～0.30 g/cm3范围内，木材内部空腔大，孔隙率多[5])，为后续加工利用带来诸多难题。木材涂饰可以最大限度保持增强木材天然花纹和颜色[6-8]。泡桐木材采用传统涂饰工艺处理多出现质量缺陷，产品颜色不均一、色差大、装饰效果不好、不美观，降低了桐材产品经济价值，影响了对泡桐木材规模化的深加工利用。因此，为研发高品质装饰墙壁板、高附加值产品提供有效技术支撑，研究解决泡桐木材涂饰后颜色失真、色差大等技术问题刻不容缓。以往只对某些珍贵树种、观光木的涂饰性能进行研究[9-13]，截至目前，对泡桐木材涂饰研究少有报道。本实验开展了泡桐木材天然色涂饰和针对市场不同需求实验了多种珍贵木材色尝试，旨在分析比较泡桐木材涂饰效果，确定相关工艺及参数。

1 材料与方法

试材：兰考泡桐(Paulowniaelongata)，取自兰考县固阳镇，10株，树龄16 a，主干高7 m，平均胸径49 cm。取去掉原木根部的主干材，前期处理后，加工成1 800 mm×100 mm×10 mm规格的墙壁板。

素板：泡桐木材经防变色处理，未加任何涂料涂饰的墙壁板。

涂料：紫荆花(醇酸清漆品牌)，叶氏化工集团有限公司；切瑞西(木蜡油品牌)，上海切瑞西化学有限公司；大宝(聚氨酯清漆品牌)，东莞大宝化工制品有限公司。以上油漆涂料均在郑州当地建材装饰市场采购。

测色仪：型号为CR-400，柯尼卡美能达(中国)投资有限公司。

颜色检测方法：透明涂饰，改进工艺和传统工艺采用对照法；素板、改进工艺、传统工艺，各采用20块板材对照，每块板样均匀分布测定5个点颜色色差，然后计算均值。待漆膜干后，置于室内1 a，用以观察耐光色牢度。

传统涂饰工艺：按照表面清洁、打磨砂光、打腻子、砂光、底漆、面漆，漆种分别为常用的木蜡油、醇酸清漆。

改进涂饰工艺：按照表面清洁、打磨砂光、封闭底漆、面漆，漆种分别为醇酸清漆、木蜡油。

仿珍贵木材涂饰：针对聚氨酯清漆涂饰，采用L18(37)设计(见表1)。考虑色精、面漆、老化时间及交互作用因素，每因素3个实验水平，每个水平试验采用20块板材，每块板样均匀分布测定5个点颜色，筛选最佳实验工艺参数。设计8种珍贵木材色调，每个色调选择色差均一的10片墙壁板做涂饰材料；每片墙壁板涂饰后随机选取5个点测试颜色，3次重复，共计150个样点，对其进行颜色检测。

表1 仿珍贵木材(樱桃)试验设计

分析方法：采用Excel对数据进行整理，用SPSS软件选择LSD法对测试结果进行多重比较分析。

2 结果与讨论

2.1 涂饰工艺对泡桐木材色泽的影响

由表2可见，醇酸清漆和木蜡油，采用改进工艺和传统工艺涂饰后，木材亮度均有下降，总色差提高，色度指标劣化。但从两种工艺涂饰效果看，改进工艺的涂饰效果好于传统工艺的涂饰效果：采用改进工艺涂饰，明度下降较少、色差低。

反映到视觉效果方面，采用传统工艺涂饰后，泡桐板材整体色感不均、颜色深浅不一，特别是在年轮结合处早材与晚材色差变化明显，这可能与泡桐木材是半环孔材、泡桐木材密度低、孔隙率大有关。兰考泡桐密度虽然适中，但也只有0.25 g/cm3。传统涂饰工艺，是涂饰前要进行打腻子添堵管腔，因泡桐木材不同部位空隙不一致，导致腻子附着量分别不均，造成木材油漆涂饰后的反光率不一致，故看起来泡桐材不同部位颜色深浅、色调不一[14]。

针对泡桐木材密度低、孔隙率大的特性，本研究不用打腻子添堵孔腔，而使用封闭透明底漆进行封堵的改进工艺，实验效果明显。改进工艺透明涂饰对木材色度指标影响较小，基本不改变木材本身色调，其视觉效果是泡桐板材颜色均匀一致，不会出现色差大、色调深浅不一的缺陷。

由表3可见，改进工艺透明涂饰，其色度指标与传统工艺相比有极显著改进，木材纹理清晰自然，涂饰色差小，色调饱满。这主要得益于使用封闭型涂饰底漆，其封闭效果好，使用量少，渗入木材量小；不会像腻子那样含有一些无机矿物质成分，在不同木材部位附着量不一致，进而对光的吸收与反射不一致形成色差，基本保持木材原有色调。与置于室内1 a的样品板进行比较，未发现材色有明显变化。

2.2 仿珍贵木材色调涂饰效果

木材色泽主要决定于总色差，其变异系数越小，说明木材不同部位颜色越趋向一致，表面色感均匀，不会出现深浅不同的色调。板材油漆涂饰效果，关键决定于色调轻重、用量多少、颜色是否均一。经仿珍贵木材色调涂饰正交试验结果的极差分析(见表4)和显著性检验(见表5)，可看出：色精、面漆涂饰量对漆膜色差影响达到极显著，交互作用达到显著水平，老化时间对漆膜影响未达到显著水平，色精、面漆涂饰量均是试验水平2的效果好，最佳涂饰工艺组合为A2B2C2，即色精涂饰量11 g/m2，面漆涂饰量为37 g/m2。

表3 泡桐板材涂饰效果方差分析

注：** 表示差异极显著。

表4 珍贵木材色调涂饰正交优选试验结果的极差分析

表5 珍贵木材色调涂饰正交优选试验结果的显著性检验

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。*表示差异显著；** 表示差异极显著。

8种珍贵木材色调验证试验结果(见表6)表明：应用改进工艺涂饰法进行仿珍贵木材涂饰效果好，色差偏差小，色度均一，颜色稳定；即使色调变化最大的乌木的明度变异系数也仅有3.63%，总色差变异系数是1.34%，明显好于传统工艺的色调指标。说明改进工艺适合泡桐木材仿珍贵木材涂饰。

表6 8种色调涂饰验证结果

3 结论

醇酸清漆和木蜡油，采用改进工艺和传统工艺涂饰后，木材亮度均有下降，总色差提高，色度指标劣化。但从两种工艺涂饰效果看，改进工艺的涂饰效果好于传统工艺的涂饰效果：采用改进工艺涂饰，明度下降较少、色差低。

用醇酸清漆和木蜡油，采用改进工艺涂饰，用封闭底漆替代腻子封底，对木材色度指标影响较小，基本不改变木材本身色调，涂饰后泡桐板材颜色均匀一致，不会出现色差大、色调深浅不一的缺陷。SPSS分析表明：改进工艺透明涂饰，其色度指标与传统工艺相比有极显著改进。这主要得益于使用封闭型涂饰底漆，其封闭效果好，渗入木材量小，使用量低；不会像传统腻子那样含有一些无机矿物质成分，因不同木材部位附着量不一致，导致对光的吸收与反射不一而出现色差偏高。

仿珍贵木材色调涂饰正交试验表明：色精涂饰量11 g/m2、面漆涂饰量为37 g/m2，可使桐材表面涂饰达到理想效果。8种珍贵木材色调验证试验结果表明：应用改进工艺涂饰法进行桐材仿珍贵木材涂饰效果较好，色差偏差小，色度均一，颜色稳定；即使色调变化最大的乌木的明度变异系数，也仅有3.63%，总色差变异系数1.34%，明显好于传统工艺的效果。说明，改进工艺适合泡桐木材仿珍贵木材涂饰。

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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

常德龙，男，1963年2月生，国家林业局泡桐研究开发中心，研究员。E-mail：chdelong@126.com。

2014年9月18日。

S781.6；TQ633.2；TQ639.2

1) 林业公益性行业科研专项(201204705)。

责任编辑：张 玉。