木材涂饰和工艺.docx

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1、木材木材泛指用于工民建筑的木制材料，常被统分为软材和硬材。工程中所用的木材主要取自树木的树干部分。木材因取得和加工容易，自古以来就是一种主要的建筑材料。木材是国民经济的重要物资，森林是大自然的重要组成部分，它对大自然的物质循环及能量交换起到了不可替代的作用。1. 木材涂饰对木材及其制品按最终使用要求和视觉要求进行的表面加工处理过程。木制品大都在制成最终产品后进行，人造板则在使用之前或在制成木制品后进行。中国古代早已使用清漆、生漆、桐油涂饰木制品。明代家具除涂饰外，还有了雕刻、镶嵌等装饰技术。20 世纪 40 年代后，酚醛树脂涂料开始在一些国家被采用，以后合成树脂涂料逐渐占主要地位。60 年代陆

2、续出现的新颖贴面装饰材料，又为木材表面装饰工艺的进一步发展提供了条件。木材自然优雅的质地、颜色和花纹,一直深受广大消费者的喜爱,但自然生长的木材表面存在着各种缺陷如变色、腐朽、油脂、木节、裂缝、虫眼等,会直接影响木材的表面装饰质量和档次。所以必须对木材表面进行合理的优化处理。现代木材表面装饰方法主要有涂饰、覆贴和机械加工3 种。涂饰涉及木材的涂饰性,覆贴涉及木材的胶合性质（见木材胶合），而机械加工则涉及木材的切削性质（见木材切削）。1.1 装饰性1.1.1 木质材料表面涂饰是木材利用和加工的一个重要方面，木质材料涂饰的目的是在木材表面形成一层兼有保护性和装饰性。木材表面涂饰最初是以保护木材为目

3、的，如传统的桐油和生漆涂刷；后来逐渐演变为以装饰性为主，实际上任何表面装饰都兼有保护作用。在透明涂饰后，使木材表面光泽度提高，充分表现了木材的自然质感，具有顺畅自然、装饰性强等特点；同时又保护术材，不受腐蚀。1.1.2 提高木质装饰材料的装饰性和延长使用寿命, 不仅可以防止木材表面受腐蚀、受脏污、受划伤、保护木材表面，提高木材的耐久性，延长木材的使用期限，而且还可装饰木材表面，保持和改变木材原有的色泽和纹理，使木材外观更加美观悦目。通过涂饰，还可赋予 木材新的一面。表面色彩丰富、细腻、调和。耐碱性、耐水性、耐粉化性良好；透气性良好； 装饰性好；耐污染及耐候性良好。1.1.3 木材的装饰特性：纹

4、理美观，木材天然生长具有的自然纹理使木装饰制品更加典雅， 亲切，温和 ；色泽柔和，富有弹性，具有丰富的自然色彩与表面光泽；防潮，隔热，不变形，木材的装饰特性是极佳的，使用功能也是优良的，这是它的物理性质所决定的；耐磨， 阻燃，涂饰性好，木材的表面硬度使其具有要求的耐磨性，表面可图，可贴，充分显示木材人工与自然的互变性1.1.4 为了增强木制品装饰效果和耐用，木制品涂饰是必要的。透明涂饰可提高光泽度，使光滑感增强，但同时也会引起其它方面的变化。由于清漆本身都不同程度地带有颜色，涂在 木材表面会使木材颜色变深，阔叶树材的变化幅度高于针叶树材。另外，涂饰可提高阔叶树 材颜色的对比度，使木纹有漂浮感，

5、并使木材的华丽、光滑、寒冷、沉静等感觉增强。涂饰对木材具有一定的保护和装饰效果，不透明涂饰会掩盖木材的视觉效果，而透明涂 饰则可提高木材的光泽度，使光滑感增强；增强木材纹理的对比度，使纹理线条表现得更清 晰、更具动感和美感。但同时涂饰也会带来其他一些方面的影响，如涂饰会减弱木材的温暖 感，减弱木材表面的柔和光感效果，从而降低了木材的质感，并且由于清漆本身都不同程度 地带有颜色，涂在木材表面也会使木材颜色变深。因而，涂饰会使木材的豪华、华丽、光滑、坚硬、寒冷、沉静等感觉增强。1.2 保护性（防水、防潮等）1.2.1 防腐（虫、菌）损害木材由纤维素、半纤维素和木素组成，在适合生物活动的环境下易受细

6、菌、真菌、昆虫等的侵害，影响木材的使用寿命；木材涂饰是木材加工利用中的一个重要方面，对木材具有保护和装饰的双重意义涂料与术质材料之间的界面性质，人造板的表面装饰，可以在板坯制造过程中同时进行。木材 保护包括木材防腐、防蛀和木材阻燃等，系用相应药剂经涂刷、喷洒、浸注等方法，防止真菌、昆虫、海生钻孔动物和其他生物体对木材的侵害；或阻滞火灾的破坏。木材改性是为提高或改善木材的某些物理、力学性质或化学性质而进行的技术处理。1.2.2 防潮、防霉木材的干缩与湿胀，以及由于各向尺寸变化不一致而引起的翘曲变形，是木材利用中的一大缺陷，为了提高木材尺寸的稳定性，防止木材变形的发生，其种一种方法：用防水涂料进行

7、内部或外部的涂饰：经过良好的外部涂饰处理的木材，可以形成一个完 整的外表面涂层，因而大大减少木材吸收水分的速率，得到相当好的阻湿效果。应该指出， 外部涂饰处理材的尺寸稳定性，只是暂时的，如果较长时间放置在相对湿度高的环境中，或 者放置在相对湿度急剧变化的环境中，或是露天存放，其阻湿率都大幅度下降。而内部涂饰， 由于涂料的浸渍，而形成一个内部因而具有一定的尺寸稳定性，但以涂饰处理的防水、防湿 机理来看，复盖木材内部微观表面比复盖外部表面的效果要差，因内部表面积比外部表面积大得多，要使全部内表面形成完整的涂层是困难的，所以，内部涂饰处理材的尺寸稳定性还不如外部涂饰处理材。涂饰后的地板表面防水性较好

8、，但未涂饰部分如端头和边缘仍会吸潮，所以对这些表面还需要进行防水处理（即所谓的六面封漆）。生产上常用防水处理方法有喷涂防水剂和热贴防水薄膜等。1.2.3 防变形木材属各向异性材料，易吸湿膨胀干燥收缩，引起尺寸变化，造成开裂、翘曲、变形等； 实际上是将木材加工成胶合板或集成材，通过胶粘剂的作用，防止了变形的发生。涂料中采 用异氰酸酯与多元醇作用形成预聚体，再混入填料、助剂和稀释剂等制成防裂剂，涂覆于木 材端部后，防裂剂中的 NCO 在木材中水分和游离羟基的作用下发生化学反应，固着在木材表面上，形成封闭性较好的涂层，抑制木材端部水分的散发速度，使木材中的水分从端面和侧 面散发速度趋于一致，有效控制

9、木材产生端裂的内因。该防裂剂避免了过去采用浸注石蜡或 沥青防裂导致木材污染（影响着色、涂饰）和只能处理中小规格板方材的弊端，防裂效果好， 木材完好率可达到 98%。该项技术成果广泛用于木材在贮存、运输、干燥及加工过程中防裂处理，对原木、板方材、小规格料均可使用，应用范围广，具有较高的经济效益和社会效益。1.2.4 防变色阳光和紫外线的辐射长期下来会影响木材的色泽，室内地板、家具及装饰时，可以和未处理 的木材一样进行表面涂饰和维护。一般可以通过磨光或涂刷的方法来提高木材保护剂对木材的透入程度。一些用于户外的木质，建议采用比炭化木本色略深一点的户外木材涂料，使用 半透明的木材涂料和木蜡油。为减少或

10、防止太阳紫外线的辐射使木材表面的颜色会变浅或变灰，应使用户外木材涂料，其维护方法和其它普通木材维护一样。在维护前，木材表面要进行清洁和干燥处理。1.2.5 防火（阻燃）木材本身易燃，有一些专利提供了木材阻燃剂、防火涂料等2. 木材涂饰的种类涂料由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质 3 种成分组成。主要成膜物质即固着剂,是构成涂料的主要成分，它使涂料固着在木材表面而形成漆膜。其原料为油料(干性油、半干性油)，树脂（天然树脂、合成树脂）以及硝化纤维素等。次要成膜物质主要是颜料， 又分着色颜料和体质颜料两种,后者大都为白色,仅能使漆膜增加厚度及硬度。颜料借主要成膜物质作为粘结剂而附着于木材表面

11、。辅助成膜物质有溶剂、稀释剂、助溶剂、催干剂、增塑剂、固化剂等。不含有次要成膜物质的涂料为透明涂料，也称清漆；加有着色颜料的涂料 为不透明涂料，又称色漆（调合漆、磁漆、厚漆）；加有大量体质颜料的涂料为腻子。3. 木材涂饰加工方式3.1 涂饰工艺透明涂饰一般分基材表面处理、涂饰和漆膜修整 3 个阶段进行。基材表面处理包括精砂、去木毛、脱脂、脱色、嵌补等工序，要求达到基材表面光洁，无油污粉尘，无切削刀痕及砂痕，含水率以 812为宜,且水分分布均匀。表面光洁度越高,则基材对光线的反射能力和涂饰表面的光泽度越强。涂饰包括染色、填密、涂底漆、涂面漆等工序。漆膜修整包括打磨、抛光等。不同涂料的工艺过程繁简

12、不一。涂饰硝基清漆时，基材染色、填密后要用经过着色的虫胶漆封底，以防面漆渗入木材过多。面漆需涂布多次，每次均需经过干燥和湿砂， 使涂层平滑、光亮并达到一定厚度。不透明涂饰的工艺较简单，无需脱色、染色、漆膜修整等。涂饰除用手工操作外、也可用机械化操作。模拟木纹是以涂饰技术为基础，吸收印刷工业和印染工业的技术而形成的工艺。即用涂刷、丝网漏印、胶辊印刷等方法在木材表面形成模拟珍贵树种的木纹。制作木纹前，木材表面的处理方法和不透明涂饰的基底处理方法相同。木材表面的木节、腐朽等大的缺陷可采用挖补的处理工艺,传统的挖补方法采用手工挖补或钻孔补圆木块,效率低且修补效果不佳。多数木材色不均,有时受金属、酸、碱

13、及菌类污染也会变色,形成色斑。高档家具或高档装饰木材,为提高木材表面涂层的染色装饰效果在涂饰前有必要对木材进行漂白处理。如用35%的双氧水(H2O2)与 28%的氨水在使用前等量混合均匀涂刷于木材表面，约 30 分钟后用清水洗掉残液晾干，即可达到较好的漂白效果。对于木材表面-些细小的缺陷如裂缝、虫眼、钉眼等可用腻子嵌补。腻子用碳酸钙、滑 石粉与胶、油、猪血及各种漆、再加人着色颜料调配成胶腻子、油腻子、猪血腻子或虫胶腻子、硝基腻子、聚氨脂腻子、聚脂腻子等,可根据需要选用。木家具上常用的虫胶腻子是用75%的碳酸钙、24%的虫胶漆(农度为 15%20%)和约 1%的着色颜料调配而成,虫胶腻子嵌补孔、

14、缝,干燥快,附着力强,并且打磨方便,染色性能好。如果木材表面缺陷较多较严重,则可先用 腻子嵌补平整,涂饰前可在缺陷部位手工粘贴木纹、颜色与木材相似的装饰纸(30g/m2),采用 面着色工艺涂饰,其修补效果也较佳,并且修补工艺简单方便。如在木材表面粘贴一层薄木, 将所有缺陷完全覆盖,则效果更佳等。3.2 涂层干燥自然干燥最为简便，常用于无有害挥发气体的树脂清漆、水性涂料和快干涂料。用热空 气干燥的干燥速度较快，但涂层表面结膜会使下层溶剂气化后难以逸出，从而产生外孔、开 裂等缺陷。使用红外线、远红外线辐射干燥，可使涂层表面和内部同时加热，干燥速度快于热空气干燥。远红外线对涂层穿透力强，加热效率比红

15、外线高，但如照射距离不同，可引起涂饰工件加热不均。紫外线干燥通常只需数十秒到数分钟，仅适用于光敏涂料。不论采用何 种干燥方法，都须注意及时排除挥发气体，以免影响干燥速度和引起火灾。不同涂料干燥时 的温度应控制在相应的范围内，如天然漆以 40左右为宜,油性漆最高温度可达 105。在干燥环境中，湿度应与木材平衡含水率相适应，以免由于木材收缩率与涂层收缩率不同而使 漆膜剥落或龟裂。3.3 木材的涂饰性表现为木材涂饰施工的难易及在同样工艺条件下涂饰效果的优劣。它因树种而异，具体 的制约因子有木材结构、纹理、色泽、含水率、内含物等。如松树、杉木等针叶材纹理不美观,生长轮结构特殊,影响表面平整性，不宜用透

16、明涂饰；核桃木、花梨木等阔叶材则宜用透 明涂层以充分显现其优美花纹。对管孔较粗的泡桐、水曲柳等用柔光或无光工艺能取得较好 的装饰效果。某些树种的木材还需经过处理以改善其涂饰性，如含松脂的针叶材表面应以碱 液清洗去脂；含单宁酚基物质的阔叶材常在其表面先涂一层封闭底漆，使木材表面与涂面层 隔开；色调深浅不均的木材须先脱色等。3.4 覆贴可用于木材及其制品表面覆贴的方法和材料很多，其中历史最久、应用最广的是单板和 薄木贴面。单板由木材经旋切、半圆旋切、刨切等制成，幅面较大、花纹美观；厚度小于1 毫米的单板称薄木，小于 0.5 毫米者为微薄木，都可用于家具生产或室内装潢工程，以及其他木材制品的表面装饰

17、。除天然薄木外，对某些纹理色调比较单调的木材（如针叶材等）还可通过组合薄木、集合薄木和染色薄木等方法加以人工改制，使纹理多变，色调丰富，不仅 可模拟美观的天然花纹，还可组拼成天然木材所没有的纹理。其他贴面材料还有三聚氰胺装 饰板、树脂浸渍装饰纸、非浸渍装饰纸、塑料薄膜、金属箔材等，主要用于人造板表面覆贴， 少量用于木材制品的装饰。3.5 机械加工即用切削工具或模具对木材制品表面进行装饰性加工，是传统手工雕花方法的机械化。常用的方法有铣沟、刨槽、钻孔、压纹等。一定距离的平行沟槽，多用于建筑物、船舶和车辆内壁的表面装饰，起增加表面阴影及隐蔽拼缝作用。木材表面钻孔有盲孔、半盲孔、穿孔 等型式,孔距按

18、声学驻波原理排列,可以增强吸音效果；也可按各种图案花纹排列，以增加美 观。此外，还可用铣削或模压方法制成具有立体效果的浮雕图案等。不论用何种机械加工方 法，最后都需用适当涂料作终饰加工。4. 设计中的加工木材4.1 原木原木是原条长向按尺寸、 形状、质量的标准规定或特殊规定截成一定长度的木段，这个木段称为原木。木材的用途：要分为直接使用和经过化学或特殊加工做原料使用。木材直接使用的有：建筑、坑木、电柱、枕木、包装、家具、工艺雕刻、船舶、体育器械、文教用品、乐器、装饰、手榴弹柄、枪托、人造板等。经过化学加工或特殊加工做原料使用的有：造纸、人造丝、再生纤维素、硝化纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素、羟

19、基纤维素、苯基纤维素。4.2 木质加工制品以木材为原料，主要用机械或化学方法进行的加工，其产品仍保持木材的基本特性。木材具有重量轻、强重比高、弹性好、耐冲击、纹理色调丰富美观，加工容易等优点，自古至今都被列为重要的原材料。木材加工技术 包括木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰等基本加工技术，以及木材保护、木材改性等功能处理技术。切削有锯、刨、铣、钻、砂磨等方 法。由于木材组织、纹理等的影响，切削的方法与其他材料有所不同。木材含水率对切削加工也有影响， 如单板制法与木片生产需湿材切削， 大部加工件则需干材切削等。干燥通常专指成材干燥。其他木质材料如单板、刨花、木纤维等的干燥，都分别是胶合板

20、、刨花板、纤维板制造工艺的组成部分。4.3 人造板材4.3.1 人造板，顾名思义，就是利用木材在加工过程中产生的边角废料，混合其他纤维制作 成的板材。人造板材种类很多，常用的有刨花板、中密度板、细木工板（大芯板、）胶合板， 以及防火板等装饰型人造板。因为它们有各自不同的特点，被应用于不同的家具制造领域。刨花板是将木材加工过程中的边角料、木屑等切削成一定规格的碎片，经过干燥，拌以 胶粘剂、硬化剂、防水剂，在一定的温度下压制而成的一种人造板材。 因刨花板结构比较均匀，加工性能好，可以根据需要加工成大幅面的板材，是制作不同规格、样式的家具较好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥，可以直接使用，吸音和

21、隔音性能也很好。但它也有其固有的缺点，因为边缘粗糙，容易吸湿，所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别 重要。另外由于刨花板容积较大，用它制作的家具，相对于其他板材来说，也比较重。中密度纤维板是将木材或植物纤维经机械分离和化学处理手段，掺入胶粘剂和防水剂等，再经高温、高压成型制成的一种人造板材，是制作家具较为理想的人造板材。中密度纤维板的结构比天然木材均匀，也避免了腐朽、虫蛀等问题，同时它胀缩性小， 便于加工。 由于中密度纤维板表面平整，易于粘贴各种饰面，可以使制成品家具更加美观。在抗弯曲强度和冲击强度方面，均优于刨花板。装饰的人造板材是普通人造板材经饰面二次加工的产品。按饰面材料区分，有天然

22、实木饰面人造板、塑料饰面人造板、纸质饰面人造板等多种类型。防火板又称“塑料饰面人造板”，它具有优良的耐磨、阻燃、易清洁和耐水等性能。这种人造板材是做餐桌面、厨房家具、卫生间家具的好材料。纸质饰面人造板这种板材是以人造板为基材，在表面贴有木纹或其他图案的特制纸质饰面材料。它的各种表面性能比塑料饰面人造板稍差，常见的有宝丽板、华丽板等。4.3.2 人造板表面涂饰用涂饰、覆贴以及机械方法加工处理人造板表面，使之增加美观和提高使用效能的工艺过程。是木材加工工艺的重要组成部分。各种人造板表面有不同的特性和外观：有的保存了木材原有的纹理色泽（胶合板、细木工板），有的色泽和组织过于单调（纤维板），或者易吸湿

23、、易污染、易损坏（刨花板），不经表面装饰加工处理，会影响使用范围和使用效果。表面装饰加工的基本要求是：保护板材表面；装饰美化表面；改善板材表面的物理机械性质；提高板材等级4.3.3 加工工艺所用材料分两大类：一类是含有成膜物质的涂饰材料；一类是各种片材、卷材的预制覆贴材料，包括单板、三聚氰胺塑料板、塑料薄膜、金属薄膜和各种树脂浸渍纸等。 装饰方法有涂饰、覆贴、表面模压 3 种。涂饰：即使用油漆涂料改进装饰表面的光泽，延长其使用寿命，并使材料表面具有特种功能。操作时先把涂料均匀地涂在材料表面，然后经固化成表面装饰层。涂布方法有辊筒涂布、幕式涂布（又称淋涂）、喷雾涂布 3 种(图 1)。涂料有氨基

24、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂等。由涂饰衍化而来的印刷（印涂）分直接印刷和转移印刷。直接印刷实质上是涂饰的进一 步机械化。即将各种花纹图案直接印刷在人造板基材上,并在表面涂漆,使涂饰与花纹制作结 合成一条连续生产线。需要的设备较多。但辅助材料费用低。在同一加工线上还可进行胶合 板单板贴面涂漆，加工对象较广。木纹印刷过程中，对作基材的各种人造板表面质量要求细 致均匀，厚度公差小，板材无挠曲变形。一般在印刷之前基料要打两次腻子，涂两次底漆。转移印刷是涂层的预制化。基本原理是以塑料薄膜为载体，在薄膜上预先用选定的涂料、树 脂涂饰几次，使底涂、装饰花纹、表涂等附着在载体薄膜上，然后加热、加压，使花纹及

25、全部涂层一次转印到基板上。准备作业只需把基板精细砂光即可。此法特点是无污染空气的溶 剂，花纹逼真，设备较少，操作简单。覆贴： 装饰材料经过预制，使加工过程的可变性增强，形成弹性工艺，是装饰工艺的一大进步，有利于人造板工业的发展。此外覆贴工艺还提高了人造板的强度和尺寸稳定性， 并可按产品不同要求增加本来不具有的使用功能（如阻燃、防虫、耐化学腐蚀等）。北欧国 家的人造板表面装饰已转到以功能性为主要目的。覆贴工艺有以下 3 种：单板(或微薄木)贴面。它是将优质木材(红木、柚木、桃花心木等)经过旋切、刨切或裂切等方法制成厚度一般为0.250.5 毫米的单板,进行干燥，拼接拼花,然后再用胶粘剂贴在人造板

26、材上。这是很受欢迎的一种天然木纹高级产品，质量优良, 但生产机械化程度较差,耗费人工多，成本高。人造板表面贴了单板以后，能增加强度。 纸张贴面。使用装饰纸或预制的贴面纸卷通过辊压粘贴在人造板材上。工艺分干法和湿法两种。胶膜纸（包括装饰板）贴面。用作人造板贴面的低压胶膜纸有聚酯树脂、三聚氰胺树脂、鸟粪胺树脂以及邻苯二甲酸二丙烯酯树脂浸渍的装饰花纹纸；按用途不同有时配以覆盖 纸或芯层纸，以热压法粘贴于人造板表面。加压的方法有平压法和立压法。胶膜纸贴面人造 板的表面物理特性，随胶膜纸的树脂浸渍量、浸渍用原纸的定量和质量以及贴面施工工艺条 件而异。高压三聚氰胺装饰板贴面，是世界上大量应用的一种人造板表面装饰方法。它的特 点是表面硬度高，耐磨、耐热、耐化学药剂，光稳定性好。无论用何种材料贴面，人造板的背面必须有相应的平衡措施，否则会造成板材变形。 模压：使表面装饰技术从平面型演变到立体型，是传统木制品表面花纹雕刻工艺的现代化。可得到立体感和真实感的效果。方法可采用与贴面花纹相协调的、具有凸凹层次的膜板压制而成，也可在贴面材料上加压沟痕或浮雕图案，以便更逼真地反映木纹的立体感及装饰表面的美感。模压可以在预制贴面材料时进行，也可在贴面材料粘合在基材上以后进行，或者在人造板热压过程中在板坯上加铺覆面材料一次模压完成。