装饰薄木饰面木门静电喷涂前表面电阻的研究

李 博， 张占宽

(中国林科院木材工业研究所，北京 100091)



装饰薄木饰面木门静电喷涂前表面电阻的研究

李 博， 张占宽

(中国林科院木材工业研究所，北京 100091)

静电喷涂技术在木门制造中的应用刚刚起步，木门表面电阻的大小直接影响静电喷涂的效果，木门在静电喷涂前需要利用装饰薄木对其表面进行饰面处理。以常用的3个树种装饰薄木对木门进行饰面处理，以饰面后木门的横、顺纹方向表面电阻作为研究对象，探究其影响因子与变化规律，为其后续的静电喷涂工艺提供关键数据及理论依据。试验结果表明，装饰薄木树种、测量长度、横顺纹方向都对静电喷涂前木门的表面电阻有很大的影响。

静电喷涂；装饰薄木；木门；表面电阻

2015年，我国木门产量已达5 000万套，产值超过1 200亿元，产量和产值均为世界第一[1-2]。木门的环保及其自动化制造技术一直是公认的木门产业未来的发展方向。在木门产业向资源节约、环境友好方向发展的过程中，木门涂装成为非常重要的一个环节。静电喷涂技术以其涂料利用率高、环境污染小、自动化程度高、喷涂质量好和效率高等特点深受木门制造企业的青睐[3]。近年来，以广东润成创展木业有限公司为代表的国内木门生产龙头企业，率先将静电喷涂技术引进到木门涂装过程中，取得了良好的效果[4]。

木门静电喷涂的原理是使涂料微粒经雾化装置(旋杯或圆盘)处理后带负电荷，而被涂饰的木门工件接地，涂料在离心力和静电斥力的作用下得以雾化，并在电场力的作用下向木门表面移动，进而吸附到木门工件表面形成均匀的涂层[5]。木门静电喷涂时，其接地端置于木门长度方向的两个端部，当木门表面电阻较大时，木门表面相应喷涂区域到木门端部的电阻就会增大，这样会减小静电喷涂时喷枪与相应喷涂区域之间的电压差，进而减小电场力，从而影响木门静电喷涂的效果(漆膜厚度及其均匀性)，降低涂料的上漆率。因此，在静电电压、喷枪与工件间距、旋杯转速、涂料流量和黏度等参数不变的情况下，木门表面电阻的大小直接影响其最终的静电喷涂效果，针对木门静电喷涂前表面电阻的研究，可为静电喷涂工艺的优化提供理论依据。

在静电喷涂前，大多数木门都需要利用装饰薄木进行饰面处理，即利用装饰薄木对木门上下表面进行热压胶合饰面处理，以提高其表面的视觉美感。探究木门经装饰薄木饰面后，木门表面电阻的影响因子及变化规律能够为其后续的静电喷涂工艺提供关键数据及理论依据。目前，针对木材电阻方面的研究主要集中在单一木材含水率与电阻关系的研究上[6-8]。本文以黑胡桃、金丝柚、沙比利3种装饰薄木饰面的木门为研究对象，研究其静电喷涂前表面电阻的影响因子及变化规律。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

(1)试验材料：黑胡桃、金丝柚、沙比利3种装饰薄木饰面木门，规格为2 000 mm×800 mm×45 mm，如图1所示。

(2)试验仪器：ACL 800型表面电阻测试仪，测量精度1%，量程103～1012Ω，湿度量程10%～90%RH，温度量程0～37.8 ℃，如图2所示。

(a)黑胡桃装饰薄木饰面木门

(b)金丝柚装饰薄木饰面木门

(c)沙比利装饰薄木饰面木门图1 装饰薄木饰面木门

图2 表面电阻测试仪

1.2 测量方法

(1)选取黑胡桃、金丝柚、沙比利装饰薄木饰面的木门各1扇，在每扇木门其中一个角的区域取一点作为起始点。从每个起始点开始，按照顺纹方向标记距起始点距离为2.5 cm、12.5 cm、22.5 cm、32.5 cm、42.5 cm、52.5 cm的点；然后按照横纹方向标记距起始点距离为2.5 cm、12.5 cm、22.5 cm的点。

(2)校准ACL 800型表面电阻测试仪并记录环境的温湿度；将表面电阻测试仪的一个输入端放在起始点上，另一输入端放在其他标记点上，用表面电阻测试仪依次测量每扇木门标记长度的表面电阻值。

2 试验结果与分析

2.1 装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻

在测量长度2.5～52.5 cm范围内，以黑胡桃、金丝柚与沙比利装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻为研究对象，测量并分析其电阻值。

饰面木门顺纹方向表面电阻随测量长度的变化如图3所示，3种装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻皆随测量长度的增加而呈近似线性的增加。3种装饰薄木饰面木门中，黑胡桃装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻最大，金丝柚次之，沙比利最小。测量长度在2.5～22.5 cm范围内，黑胡桃装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻变化范围在70～140 MΩ之间，金丝柚装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻变化范围在45～75 MΩ之间，沙比利装饰薄木饰面木门的顺纹方向表面电阻变化范围在15～38 MΩ之间。黑胡桃装饰薄木侵填体常见、木射线细，不易吸收导电性能较好的胶黏剂，因此用其饰面后木门的表面电阻最大；金丝柚装饰薄木油性光亮，同样不易吸收导电性能较好的胶黏剂，但因其材色均一、纹理通直、侵填体较少，因此用其饰面后木门的表面电阻小于用黑胡桃装饰薄木饰面的木门；沙比利装饰薄木生长轮细腻不明显、光泽好、木材结构细、略均匀、不含油性物质、侵填体较少，因此用其饰面后木门的表面电阻最小。

图3 饰面木门顺纹方向表面电阻随测量长度的变化

2.2 装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻

在测量长度2.5～52.5 cm范围内，以黑胡桃、金丝柚与沙比利装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻为研究对象，测量并分析其电阻值的大小。

饰面木门横纹方向表面电阻随测量长度的变化如图4所示，3种装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻都随测量长度的增加而呈近似线性的增加。3种装饰薄木饰面木门中，黑胡桃装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻最大，金丝柚次之，沙比利最小，其原因如2.1节所述。测量长度在2.5～22.5 cm范围内，黑胡桃装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻变化范围在160～250 MΩ之间，而金丝柚与沙比利装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻变化范围均在50～70 MΩ之间。

图4 饰面木门横纹方向表面电阻随测量长度的变化

2.3 装饰薄木饰面木门顺纹与横纹方向表面电阻的对比分析

在测量长度2.5～22.5 cm范围内，对3种装饰薄木饰面木门横纹与顺纹方向的表面电阻进行对比分析。黑胡桃、金丝柚和沙比利饰面木门横纹与顺纹方向表面电阻分别如图5、图6、图7所示。

图5 黑胡桃横纹与顺纹方向表面电阻

图6 金丝柚横纹与顺纹方向表面电阻

图7 沙比利横纹与顺纹方向表面电阻

由图5可知，黑胡桃装饰薄木饰面木门，横纹表面电阻大于顺纹表面电阻，且横纹电阻约为顺纹电阻的两倍。由图6可知，金丝柚装饰薄木饰面木门，横纹表面电阻也大于顺纹电阻，但横纹表面电阻高于顺纹电阻较少。由图7可知，沙比利装饰薄木饰面木门，横纹表面电阻同样大于顺纹表面电阻，而且横纹电阻也约为顺纹电阻的两倍。黑胡桃装饰薄木在横纹方向上侵填体常见、木射线细、纹理间隙较大，因此用其饰面后木门的横纹方向表面电阻远大于顺纹方向表面电阻；金丝柚装饰薄木材色均一、纹理通直、侵填体较少，横纹、顺纹方向差异较小，因此用其饰面后木门的横纹方向表面电阻与顺纹方向表面电阻差异不大；沙比利装饰薄木横纹方向纹理间隙较大，因此用其饰面后木门的横纹方向表面电阻远大于顺纹方向表面电阻。

综上所述，3种装饰薄木饰面的木门，横纹方向表面电阻均高于顺纹方向表面电阻。黑胡桃与沙比利装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻高于顺纹方向表面电阻较多，金丝柚装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻高于顺纹方向表面电阻较少。

3 结论

(1)黑胡桃、金丝柚与沙比利3种装饰薄木饰面木门，其横纹和顺纹方向的表面电阻皆随测量长度的增加而增加。不论是横纹方向还是顺纹方向，黑胡桃装饰薄木饰面木门的表面电阻都是最大的，金丝柚次之，沙比利最小。

(2)黑胡桃、金丝柚与沙比利3种装饰薄木饰面木门，在相同的测量长度上，各材种木门相应的横纹方向表面电阻都高于顺纹方向表面电阻。黑胡桃与沙比利装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻高于顺纹方向较多，横纹、顺纹方向表面电阻差异较大；金丝柚装饰薄木饰面木门的横纹方向表面电阻高于顺纹方向较少，横纹、顺纹方向表面电阻差异较小。

[1] 李伟光，姚遥，张占宽.典型木门门扇自动化柔性生产线[J].木材工业，2015，29(1)：24-27.

[2] 姚遥，许亚东，许厚荣，等.我国木门自动化制造特点及发展趋势[J].木材工业，2015，29(2)：26-29.

[3] 刘春景，王科元.气助式静电喷头设计及试验研究[J].林业机械与木工设备，2007(8)：25-27.

[4] 王嘉明，张继强，朱大军.紫外光固化静电喷涂透明底漆在木门涂装中的应用[J].木材工业，2014，28(3)：43-45.

[5] 朱毅，张文超.木家具静电涂装参数的控制[J].家具，2006(12)：50-53.

[6] 周永东.木材含水率测量方法及影响因素分析[J].木材工业，2000，14(5)：29-30.

[7] Lin R T.A study on the electrical conduction in wood[J].Forest Prod，1965(15)：506-514.

[8] 高万辉，孙建平，单海滨.现代欧式实木门仿古涂饰技术分析[J].森林工程，2013，29(4)：134-136+140.

(责任编辑 张雅芳)

Research on the Surface Resistance of Wooden Doors Decorated withDecorative Veneer before Electrostatic Spraying

LI Bo， ZHANG Zhan-kuan

(Research Institute of Wood Industry，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China)

Electrostatic spraying technology has just been applied in the manufacturing of wooden doors.The surface resistance of wooden doors has a direct effect on the quality of electrostatic spraying.Wooden doors need to be decorated by decorative veneer before electrostatic spraying process.Therefore，three kinds of decorative veneer are chosen for decoration of wooden doors.The surface resistance of wooden doors after decoration parallel to grain and perpendicular to grain is taken as the research object，the influence factors and influence law are studied，which can provide key data and theoretical basis for the electrostatic spraying process of wooden door.The results show that the wood species of decorative veneer，measured length and directions parallel to grain and perpendicular to grain have great influence on the surface resistance of wooden doors before electrostatic spraying.

electrostatic spraying；decorative veneer；wooden doors；surface resistance

2017-04-19

国家林业局引进国际先进林业科学技术计划项目(“948”计划)“木门旋杯式静电喷涂技术引进”(2014-4-44)

李 博(1986-)，男，北京人，助理研究员，工学博士，研究方向为木材切削理论与刀具，E-mail：libohongxing@sina.com。

TS664

A

2095-2953(2017)08-0018-04

研究与设计