裝飾薄木飾面木門靜電噴涂前表面電阻的研究

李 博， 張占寬

(中國林科院木材工業研究所，北京 100091)

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裝飾薄木飾面木門靜電噴涂前表面電阻的研究

李 博， 張占寬

(中國林科院木材工業研究所，北京 100091)

靜電噴涂技術在木門制造中的應用剛剛起步，木門表面電阻的大小直接影響靜電噴涂的效果，木門在靜電噴涂前需要利用裝飾薄木對其表面進行飾面處理。以常用的3個樹種裝飾薄木對木門進行飾面處理，以飾面后木門的橫、順紋方向表面電阻作為研究對象，探究其影響因子與變化規律，為其后續的靜電噴涂工藝提供關鍵數據及理論依據。試驗結果表明，裝飾薄木樹種、測量長度、橫順紋方向都對靜電噴涂前木門的表面電阻有很大的影響。

靜電噴涂；裝飾薄木；木門；表面電阻

2015年，我國木門產量已達5 000萬套，產值超過1 200億元，產量和產值均為世界第一[1-2]。木門的環保及其自動化制造技術一直是公認的木門產業未來的發展方向。在木門產業向資源節約、環境友好方向發展的過程中，木門涂裝成為非常重要的一個環節。靜電噴涂技術以其涂料利用率高、環境污染小、自動化程度高、噴涂質量好和效率高等特點深受木門制造企業的青睞[3]。近年來，以廣東潤成創展木業有限公司為代表的國內木門生產龍頭企業，率先將靜電噴涂技術引進到木門涂裝過程中，取得了良好的效果[4]。

木門靜電噴涂的原理是使涂料微粒經霧化裝置(旋杯或圓盤)處理后帶負電荷，而被涂飾的木門工件接地，涂料在離心力和靜電斥力的作用下得以霧化，并在電場力的作用下向木門表面移動，進而吸附到木門工件表面形成均勻的涂層[5]。木門靜電噴涂時，其接地端置于木門長度方向的兩個端部，當木門表面電阻較大時，木門表面相應噴涂區域到木門端部的電阻就會增大，這樣會減小靜電噴涂時噴槍與相應噴涂區域之間的電壓差，進而減小電場力，從而影響木門靜電噴涂的效果(漆膜厚度及其均勻性)，降低涂料的上漆率。因此，在靜電電壓、噴槍與工件間距、旋杯轉速、涂料流量和黏度等參數不變的情況下，木門表面電阻的大小直接影響其最終的靜電噴涂效果，針對木門靜電噴涂前表面電阻的研究，可為靜電噴涂工藝的優化提供理論依據。

在靜電噴涂前，大多數木門都需要利用裝飾薄木進行飾面處理，即利用裝飾薄木對木門上下表面進行熱壓膠合飾面處理，以提高其表面的視覺美感。探究木門經裝飾薄木飾面后，木門表面電阻的影響因子及變化規律能夠為其后續的靜電噴涂工藝提供關鍵數據及理論依據。目前，針對木材電阻方面的研究主要集中在單一木材含水率與電阻關系的研究上[6-8]。本文以黑胡桃、金絲柚、沙比利3種裝飾薄木飾面的木門為研究對象，研究其靜電噴涂前表面電阻的影響因子及變化規律。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

(1)試驗材料：黑胡桃、金絲柚、沙比利3種裝飾薄木飾面木門，規格為2 000 mm×800 mm×45 mm，如圖1所示。

(2)試驗儀器：ACL 800型表面電阻測試儀，測量精度1%，量程103～1012Ω，濕度量程10%～90%RH，溫度量程0～37.8 ℃，如圖2所示。

(a)黑胡桃裝飾薄木飾面木門

(b)金絲柚裝飾薄木飾面木門

(c)沙比利裝飾薄木飾面木門圖1 裝飾薄木飾面木門

圖2 表面電阻測試儀

1.2 測量方法

(1)選取黑胡桃、金絲柚、沙比利裝飾薄木飾面的木門各1扇，在每扇木門其中一個角的區域取一點作為起始點。從每個起始點開始，按照順紋方向標記距起始點距離為2.5 cm、12.5 cm、22.5 cm、32.5 cm、42.5 cm、52.5 cm的點；然后按照橫紋方向標記距起始點距離為2.5 cm、12.5 cm、22.5 cm的點。

(2)校準ACL 800型表面電阻測試儀并記錄環境的溫濕度；將表面電阻測試儀的一個輸入端放在起始點上，另一輸入端放在其他標記點上，用表面電阻測試儀依次測量每扇木門標記長度的表面電阻值。

2 試驗結果與分析

2.1 裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻

在測量長度2.5～52.5 cm范圍內，以黑胡桃、金絲柚與沙比利裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻為研究對象，測量并分析其電阻值。

飾面木門順紋方向表面電阻隨測量長度的變化如圖3所示，3種裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻皆隨測量長度的增加而呈近似線性的增加。3種裝飾薄木飾面木門中，黑胡桃裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻最大，金絲柚次之，沙比利最小。測量長度在2.5～22.5 cm范圍內，黑胡桃裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻變化范圍在70～140 MΩ之間，金絲柚裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻變化范圍在45～75 MΩ之間，沙比利裝飾薄木飾面木門的順紋方向表面電阻變化范圍在15～38 MΩ之間。黑胡桃裝飾薄木侵填體常見、木射線細，不易吸收導電性能較好的膠黏劑，因此用其飾面后木門的表面電阻最大；金絲柚裝飾薄木油性光亮，同樣不易吸收導電性能較好的膠黏劑，但因其材色均一、紋理通直、侵填體較少，因此用其飾面后木門的表面電阻小于用黑胡桃裝飾薄木飾面的木門；沙比利裝飾薄木生長輪細膩不明顯、光澤好、木材結構細、略均勻、不含油性物質、侵填體較少，因此用其飾面后木門的表面電阻最小。

圖3 飾面木門順紋方向表面電阻隨測量長度的變化

2.2 裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻

在測量長度2.5～52.5 cm范圍內，以黑胡桃、金絲柚與沙比利裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻為研究對象，測量并分析其電阻值的大小。

飾面木門橫紋方向表面電阻隨測量長度的變化如圖4所示，3種裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻都隨測量長度的增加而呈近似線性的增加。3種裝飾薄木飾面木門中，黑胡桃裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻最大，金絲柚次之，沙比利最小，其原因如2.1節所述。測量長度在2.5～22.5 cm范圍內，黑胡桃裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻變化范圍在160～250 MΩ之間，而金絲柚與沙比利裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻變化范圍均在50～70 MΩ之間。

圖4 飾面木門橫紋方向表面電阻隨測量長度的變化

2.3 裝飾薄木飾面木門順紋與橫紋方向表面電阻的對比分析

在測量長度2.5～22.5 cm范圍內，對3種裝飾薄木飾面木門橫紋與順紋方向的表面電阻進行對比分析。黑胡桃、金絲柚和沙比利飾面木門橫紋與順紋方向表面電阻分別如圖5、圖6、圖7所示。

圖5 黑胡桃橫紋與順紋方向表面電阻

圖6 金絲柚橫紋與順紋方向表面電阻

圖7 沙比利橫紋與順紋方向表面電阻

由圖5可知，黑胡桃裝飾薄木飾面木門，橫紋表面電阻大于順紋表面電阻，且橫紋電阻約為順紋電阻的兩倍。由圖6可知，金絲柚裝飾薄木飾面木門，橫紋表面電阻也大于順紋電阻，但橫紋表面電阻高于順紋電阻較少。由圖7可知，沙比利裝飾薄木飾面木門，橫紋表面電阻同樣大于順紋表面電阻，而且橫紋電阻也約為順紋電阻的兩倍。黑胡桃裝飾薄木在橫紋方向上侵填體常見、木射線細、紋理間隙較大，因此用其飾面后木門的橫紋方向表面電阻遠大于順紋方向表面電阻；金絲柚裝飾薄木材色均一、紋理通直、侵填體較少，橫紋、順紋方向差異較小，因此用其飾面后木門的橫紋方向表面電阻與順紋方向表面電阻差異不大；沙比利裝飾薄木橫紋方向紋理間隙較大，因此用其飾面后木門的橫紋方向表面電阻遠大于順紋方向表面電阻。

綜上所述，3種裝飾薄木飾面的木門，橫紋方向表面電阻均高于順紋方向表面電阻。黑胡桃與沙比利裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻高于順紋方向表面電阻較多，金絲柚裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻高于順紋方向表面電阻較少。

3 結論

(1)黑胡桃、金絲柚與沙比利3種裝飾薄木飾面木門，其橫紋和順紋方向的表面電阻皆隨測量長度的增加而增加。不論是橫紋方向還是順紋方向，黑胡桃裝飾薄木飾面木門的表面電阻都是最大的，金絲柚次之，沙比利最小。

(2)黑胡桃、金絲柚與沙比利3種裝飾薄木飾面木門，在相同的測量長度上，各材種木門相應的橫紋方向表面電阻都高于順紋方向表面電阻。黑胡桃與沙比利裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻高于順紋方向較多，橫紋、順紋方向表面電阻差異較大；金絲柚裝飾薄木飾面木門的橫紋方向表面電阻高于順紋方向較少，橫紋、順紋方向表面電阻差異較小。

[1] 李偉光，姚遙，張占寬.典型木門門扇自動化柔性生產線[J].木材工業，2015，29(1)：24-27.

[2] 姚遙，許亞東，許厚榮，等.我國木門自動化制造特點及發展趨勢[J].木材工業，2015，29(2)：26-29.

[3] 劉春景，王科元.氣助式靜電噴頭設計及試驗研究[J].林業機械與木工設備，2007(8)：25-27.

[4] 王嘉明，張繼強，朱大軍.紫外光固化靜電噴涂透明底漆在木門涂裝中的應用[J].木材工業，2014，28(3)：43-45.

[5] 朱毅，張文超.木家具靜電涂裝參數的控制[J].家具，2006(12)：50-53.

[6] 周永東.木材含水率測量方法及影響因素分析[J].木材工業，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] 高萬輝，孫建平，單海濱.現代歐式實木門仿古涂飾技術分析[J].森林工程，2013，29(4)：134-136+140.

(責任編輯 張雅芳)

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

國家林業局引進國際先進林業科學技術計劃項目(“948”計劃)“木門旋杯式靜電噴涂技術引進”(2014-4-44)

李 博(1986-)，男，北京人，助理研究員，工學博士，研究方向為木材切削理論與刀具，E-mail：libohongxing@sina.com。

TS664

A

2095-2953(2017)08-0018-04

研究與設計