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在木器涂裝中,全封閉清漆著色涂裝是一種最常見的涂裝風格。由于其不僅可以通過底著色顯露出木紋紋路,還可以通過底色和面色的色差體現出層次感。對木器保護的同時,賦予了木器極大的美感,達到了極佳的裝飾效果。因此,在整個木器涂裝領域占有很大的比重。該種涂裝工藝伴隨著溶劑型木器涂料的成長壯大已發展得十分成熟。但在水性木器涂料發展進程中,這一工藝卻難以推廣。這是由于水性木器涂料以水為溶劑,表面張力較大,在采用傳統的著色方法(把著色劑加入到面漆中)時,往往會因為面漆對基材潤濕不好,導致局部著不上色或著色不勻,難以達到理想的裝飾效果,從而使水性木器涂料的應用局限于實色涂裝(顏料型著色劑著色)和一些清漆本色涂裝,制約了水性木器涂料的快速發展。水性木器涂料封閉清漆著色涂裝問題是水性木器涂料發展進程中不得不解決的問題,本文正是從這一問題出發,針對水性木器涂料的性能特點,通過實驗和生產實踐,對水性木器涂料的全封閉(半封閉)清漆著色涂裝問題進行了探討。
1、底著色工藝及底著色劑
在木器的全封閉涂裝中,一般溶劑型木器涂料的涂裝工序大致為：基材—底著色—底漆—面修色—面漆。在具體的施工過程中,會根據基材或涂裝效果選用不同的著色方法及著色劑。如做深色效果(如咖啡色)時,底著色可采用格麗斯著色,根據不同基材或著色效果選擇是否在擦格麗斯之前做頭度封閉；在做淺色效果(如櫻桃色)時,底著色可直接用色精加稀釋劑修色,然后做頭度底漆。若基材顏色差別大,還須在修色前用綠水(稀釋劑加色精調色)對基材修色,使基材的顏色基本一致。在上述涂裝工藝上,水性木器涂料與溶劑型木器涂料是一致的,不同的是,在使用溶劑型木器涂料做淺色涂裝時,一般要在修色前做頭度封閉,這樣可使著色后的基材顏色均勻清爽,而采用水性木器涂料時,若先做頭度封閉底,則底修色會因為水的張力較大而難以潤濕基材；不做頭度封閉底,則底色會因為毛細管對著色劑吸收程度不同而顏色不均勻,清爽性較差。實際生產中,一般不做頭度封閉,若對底色的清爽性要求較高,則可先做頭度封閉底,然后用一些醇類溶劑(如乙醇等)稀釋水性色精,進行底著色。在采用該類著色方法時,一般要在著色后噴涂頭度底漆,對顏色進行固定,頭度底漆施工時不宜過厚和噴濕,否則著色劑會返滲入底漆而出現發花。頭度底漆完全干燥后,可直接噴涂底漆,一般需2～3道底漆。
2、常用的面修色方法及面修色劑
2.1修色水修色法
修色水修色是指把水性色精加入水或一些醇類溶劑中進行修色的方法。在使用水稀釋時,由于水不容易潤濕底漆,容易出現發花,操作時,必須噴得很干,一旦噴濕就有花點,較難操作。
在使用醇醚類溶劑稀釋時,著色容易,但由于修色水中沒有成膜物,顏色控制比較困難。筆者在開放或半開放著色[1]時提到過使用專用修色水的方法,但這種方法不適合于水性木器涂料全封閉涂裝的大面積操作,這是因為在全封閉涂裝大面積操作時,為了保證板面的平整和均一效果,面漆一般都需噴得較厚,這就會使下層著色劑溶解滲透到面漆中。由于底漆砂磨后對著色劑的吸收程度不同及施工時噴涂的不均勻性,當著色劑被溶解進入面漆時就會深淺不一,出現發花。小面積操作時,面漆的厚度和干燥速度可以控制,因此小面積操作一般不會出現問題,大面積操作則需謹慎使用。
2.2清漆修色法
清漆修色法是指把著色劑加到清底漆或清面漆中修色的方法,一般采用噴涂。這種方法在不透明色或半透明色(用不透明顏料或半透明顏料著色)著色時使用較多,透明著色(一般使用水性色精)時,則非常困難,尤其是在對顏色一致性要求較高的辦公家具涂裝時,這種方法幾乎不能滿足批量生產要求。主要問題有：(1)縮邊或黑邊。這種現象是在修色修得比較濕時出現,現象是板面四周沒有顏色或顏色太濃。前者是因為水的表面張力大的緣故,后者則是因為面漆流動性強,在噴槍氣流或重力作用下流到邊緣形成黑邊。其實,這兩個問題在水性清漆不著色涂裝時就已經存在,只是在清漆不著色時由于涂膜干燥后是透明的,不明顯罷了。(2)橘皮、麻點或白點。由于在清漆修色時存在上述問題,這就使施工人員不得不在修色時通過調節噴槍的油氣量把面漆噴得很干,著色清漆在到達基材表面時黏度就已經很高甚至已成顆粒,涂膜不能流平,就出現橘皮或麻點,表面效果很差。若基材表面不夠平整或清漆的基材潤濕不好,則坑凹處就會因著不上色而露出白點。(3)色差控制仍有困難。在使用清漆修色時,由于著色劑中有了成膜物,增強了著色劑的展色性,方便了顏色控制,但水性木器涂料濕膜外觀大多都是半透明或不透明的,現場施工時,施工人員是根據色板顏色來修色的,若濕膜不透明,則大大增加了顏色的控制難度,而在清漆中,不管是清底漆還是清面漆,為了增強打磨性、降低光澤或改善涂膜性能都會添加一些粉料(如打磨劑或消光粉)或蠟漿,這使水性木器涂料的濕膜透明性變得較差,增大了顏色控制的難度。因此,這種方法也有較多的弊端。
2.3專用修色漆修色法
2.3.1專用修色漆的設計原理及其特點
在水性木器涂料的全封閉著色涂裝的面修色施工時,上述方法都有一定的弊端,為了解決面修色問題,就必須針對上述困難,研究一種專用于面修色的產品。專用修色清漆就是專門為了解決面修色問題而設計的。它是在普通清漆的基礎上,加入水性染料,去掉清底漆或清面漆中的一些功能性材料(如打磨劑、消光粉等),增強清漆面修色施工時的可操作性和便利性之后的一種產品。筆者在通過反復試驗比較,并經過生產應用認為,在全封閉清漆著色涂裝中,專用修色清漆比使用修色水能更好地解決生產問題。這是因為在修色控制過程中,修色清漆中有較多的成膜物,能使顏色在操作過程中就能很好地顯現出來,并使顏色固定下來,避免了下道工序中咬色(即施工面漆時顏色不均勻地滲透到面漆中)問題的發生。并且,與修色水和普通清漆修色相比,這種修色漆具有以下好處：(1)施工操作性好；(2)顏色控制方便；(3)減少了VOC排放(不使用醇溶性修色水,因其含有較多醇或醇醚類溶劑)；(4)降低了生產成本(修色面漆本身有一定的填充作用,可以減少面漆的涂裝厚度,而修色水中的VOC則為揮發物)。
2.3.2顏色控制的影響因素
2.3.2.1水性樹脂
水性木器涂料用樹脂(乳液型或分散體型)一般都是淡黃半透明或乳白不透明的,樹脂本身的透明性越差,調色或施工時顏色對比就越困難。因此,在制作修色清漆時,水性樹脂應盡量透明。
2.3.2.2其他影響清漆透明性的因素
在使用普通清漆修色時,顏色控制之所以有一定的困難就是因為其中有一些非透明的、影響清漆透明性或影響層間附著力的材料,如打磨劑、不透明蠟漿、消光粉等。在修色清漆中這些材料應盡可能去掉,使修色清漆的功能性更專一。
2.3.3施工性控制的影響因素
2.3.3.1流變性
理想的修色效果是能得到一個著色均勻、平整光滑的平面。為了盡量達到這種效果,就必須在施工過程中不能有縮邊、黑邊、流掛、橘皮、顆粒。在實際施工過程中,少量橘皮和顆粒是難以避免的,可以通過適度砂磨和面漆遮蓋填補,最終可得到較理想的涂裝效果。幾乎沒有了縮邊、黑邊和流掛問題。因此,在修色清漆施工時必須有效限制漆液流動。為了保證板面的平整性,施工后的涂膜又要能盡量流平,這就要求修色清漆還要有一定的流平性。一般地,可以通過選擇合適的增稠劑和延長涂膜的干燥時間來解決流平問題。
2.3.3.2施工黏度
在批量生產中,修色都是靠手工生產完成,噴涂設備一般選擇下壺式普通空氣噴槍,噴槍口徑一般為1.3ｍｍ或1.5ｍｍ。施工黏度則需根據噴涂物件的大小適當調節,施工物件大時,黏度應適當低些,一般在13～15s(2#鹽田杯)；施工物件小時,黏度應適當高些,可以在16～20s(2#鹽田杯)。這是因為在大面積操作時,噴槍離被涂物件表面距離會較遠,漆霧在空氣中暴露的時間會更長,漆霧到達被涂物件表面時的黏度會較高,這就需要降低施工黏度以保證漆霧在達到被涂物件表面時的黏度比較合適。同時,大面積操作時噴槍一個來回的周期也較長,涂膜暴露在空氣中的時間也會延長,這也需要降低施工黏度以保證修色結束時涂膜能有時間流平。
2.3.4施工中常見問題及解決方法
2.3.4.1層間相容性及附著力
在修色時,要求修色清漆越透明越好,但透明性越好的水性樹脂,在機械性能或性價比上往往不高。這就意味著為了到達較好的機械性能或性價比,一些透明性不高的水性樹脂會大量應用在底漆和面漆中。在整個施工過程中,若僅僅只考慮修色問題,修色清漆可采用透明性較好的水性聚氨酯分散體,不僅透明性好,還有較好的潤濕性。但水性PU(聚氨酯)分散體與水性AC(丙烯酸)型底漆及水性AC型面漆往往有相容性不好及層間附著力不好的問題。因此,制作修色清漆時,不僅要考慮修色施工問題,還得考慮修色后,修色清漆與底漆、面漆間是否有相容性及附著力不好的問題。為了減少產品在使用過程中的隱患,修色清漆與底漆及面漆用樹脂應盡量一致。
2.3.4.2白點
白點是指在修色時,修色清漆對底漆基材上不平整或沒有打磨到的地方著不上色的現象。這種現象是修色清漆潤濕性不好或底漆本身難以潤濕造成的,多半與底漆或修色清漆中的樹脂性能有關,通過改變潤濕劑的種類及用量往往難以達到徹底改善的目的。因此,一般出現這種問題時更換底漆或修色清漆的樹脂是首選,若確定是底漆問題而非修色清漆問題,也可在底漆上施工一道能容易潤濕且不存在相容性和附著力問題的過渡底漆,等底漆干燥后再修色,就不會有白點。
3、結語
水性木器涂料封閉清漆著色涂裝是水性木器涂料發展進程中一道不得不越的坎。本文介紹并比較了一些常見的著色方法,并提出了專用修色清漆修色的方法。生產實踐證明該方法是較為有效的,但在修色清漆的產品研制方面也還有許多有待改進的地方,如修色施工時還有較多的微泡,涂膜在干燥過程中如何盡量保證整個平面的平整性以減少面漆的噴涂厚度等。筆者相信,通過業內人士的共同努力,這些問題一定能夠得到解決,也只有徹底解決了這一問題,水性木器涂料才能擺脫其原有涂裝風格的局限,進入到木器涂裝的更大領域,才可能真正地成長壯大起來。
在木器涂裝中,全封閉清漆著色涂裝是一種最常見的涂裝風格。由于其不僅可以通過底著色顯露出木紋紋路,還可以通過底色和面色的色差體現出層次感。對木器保護的同時,賦予了木器極大的美感,達到了極佳的裝飾效果。因此,在整個木器涂裝領域占有很大的比重。該種涂裝工藝伴隨著溶劑型木器涂料的成長壯大已發展得十分成熟。但在水性木器涂料發展進程中,這一工藝卻難以推廣。這是由于水性木器涂料以水為溶劑,表面張力較大,在采用傳統的著色方法(把著色劑加入到面漆中)時,往往會因為面漆對基材潤濕不好,導致局部著不上色或著色不勻,難以達到理想的裝飾效果,從而使水性木器涂料的應用局限于實色涂裝(顏料型著色劑著色)和一些清漆本色涂裝,制約了水性木器涂料的快速發展。水性木器涂料封閉清漆著色涂裝問題是水性木器涂料發展進程中不得不解決的問題,本文正是從這一問題出發,針對水性木器涂料的性能特點,通過實驗和生產實踐,對水性木器涂料的全封閉(半封閉)清漆著色涂裝問題進行了探討。
1、底著色工藝及底著色劑
在木器的全封閉涂裝中,一般溶劑型木器涂料的涂裝工序大致為：基材—底著色—底漆—面修色—面漆。在具體的施工過程中,會根據基材或涂裝效果選用不同的著色方法及著色劑。如做深色效果(如咖啡色)時,底著色可采用格麗斯著色,根據不同基材或著色效果選擇是否在擦格麗斯之前做頭度封閉；在做淺色效果(如櫻桃色)時,底著色可直接用色精加稀釋劑修色,然后做頭度底漆。若基材顏色差別大,還須在修色前用綠水(稀釋劑加色精調色)對基材修色,使基材的顏色基本一致。在上述涂裝工藝上,水性木器涂料與溶劑型木器涂料是一致的,不同的是,在使用溶劑型木器涂料做淺色涂裝時,一般要在修色前做頭度封閉,這樣可使著色后的基材顏色均勻清爽,而采用水性木器涂料時,若先做頭度封閉底,則底修色會因為水的張力較大而難以潤濕基材；不做頭度封閉底,則底色會因為毛細管對著色劑吸收程度不同而顏色不均勻,清爽性較差。實際生產中,一般不做頭度封閉,若對底色的清爽性要求較高,則可先做頭度封閉底,然后用一些醇類溶劑(如乙醇等)稀釋水性色精,進行底著色。在采用該類著色方法時,一般要在著色后噴涂頭度底漆,對顏色進行固定,頭度底漆施工時不宜過厚和噴濕,否則著色劑會返滲入底漆而出現發花。頭度底漆完全干燥后,可直接噴涂底漆,一般需2～3道底漆。
2、常用的面修色方法及面修色劑
2.1修色水修色法
修色水修色是指把水性色精加入水或一些醇類溶劑中進行修色的方法。在使用水稀釋時,由于水不容易潤濕底漆,容易出現發花,操作時,必須噴得很干,一旦噴濕就有花點,較難操作。
在使用醇醚類溶劑稀釋時,著色容易,但由于修色水中沒有成膜物,顏色控制比較困難。筆者在開放或半開放著色[1]時提到過使用專用修色水的方法,但這種方法不適合于水性木器涂料全封閉涂裝的大面積操作,這是因為在全封閉涂裝大面積操作時,為了保證板面的平整和均一效果,面漆一般都需噴得較厚,這就會使下層著色劑溶解滲透到面漆中。由于底漆砂磨后對著色劑的吸收程度不同及施工時噴涂的不均勻性,當著色劑被溶解進入面漆時就會深淺不一,出現發花。小面積操作時,面漆的厚度和干燥速度可以控制,因此小面積操作一般不會出現問題,大面積操作則需謹慎使用。
2.2清漆修色法
清漆修色法是指把著色劑加到清底漆或清面漆中修色的方法,一般采用噴涂。這種方法在不透明色或半透明色(用不透明顏料或半透明顏料著色)著色時使用較多,透明著色(一般使用水性色精)時,則非常困難,尤其是在對顏色一致性要求較高的辦公家具涂裝時,這種方法幾乎不能滿足批量生產要求。主要問題有：(1)縮邊或黑邊。這種現象是在修色修得比較濕時出現,現象是板面四周沒有顏色或顏色太濃。前者是因為水的表面張力大的緣故,后者則是因為面漆流動性強,在噴槍氣流或重力作用下流到邊緣形成黑邊。其實,這兩個問題在水性清漆不著色涂裝時就已經存在,只是在清漆不著色時由于涂膜干燥后是透明的,不明顯罷了。(2)橘皮、麻點或白點。由于在清漆修色時存在上述問題,這就使施工人員不得不在修色時通過調節噴槍的油氣量把面漆噴得很干,著色清漆在到達基材表面時黏度就已經很高甚至已成顆粒,涂膜不能流平,就出現橘皮或麻點,表面效果很差。若基材表面不夠平整或清漆的基材潤濕不好,則坑凹處就會因著不上色而露出白點。(3)色差控制仍有困難。在使用清漆修色時,由于著色劑中有了成膜物,增強了著色劑的展色性,方便了顏色控制,但水性木器涂料濕膜外觀大多都是半透明或不透明的,現場施工時,施工人員是根據色板顏色來修色的,若濕膜不透明,則大大增加了顏色的控制難度,而在清漆中,不管是清底漆還是清面漆,為了增強打磨性、降低光澤或改善涂膜性能都會添加一些粉料(如打磨劑或消光粉)或蠟漿,這使水性木器涂料的濕膜透明性變得較差,增大了顏色控制的難度。因此,這種方法也有較多的弊端。
2.3專用修色漆修色法
2.3.1專用修色漆的設計原理及其特點
在水性木器涂料的全封閉著色涂裝的面修色施工時,上述方法都有一定的弊端,為了解決面修色問題,就必須針對上述困難,研究一種專用于面修色的產品。專用修色清漆就是專門為了解決面修色問題而設計的。它是在普通清漆的基礎上,加入水性染料,去掉清底漆或清面漆中的一些功能性材料(如打磨劑、消光粉等),增強清漆面修色施工時的可操作性和便利性之后的一種產品。筆者在通過反復試驗比較,并經過生產應用認為,在全封閉清漆著色涂裝中,專用修色清漆比使用修色水能更好地解決生產問題。這是因為在修色控制過程中,修色清漆中有較多的成膜物,能使顏色在操作過程中就能很好地顯現出來,并使顏色固定下來,避免了下道工序中咬色(即施工面漆時顏色不均勻地滲透到面漆中)問題的發生。并且,與修色水和普通清漆修色相比,這種修色漆具有以下好處：(1)施工操作性好；(2)顏色控制方便；(3)減少了VOC排放(不使用醇溶性修色水,因其含有較多醇或醇醚類溶劑)；(4)降低了生產成本(修色面漆本身有一定的填充作用,可以減少面漆的涂裝厚度,而修色水中的VOC則為揮發物)。
2.3.2顏色控制的影響因素
2.3.2.1水性樹脂
水性木器涂料用樹脂(乳液型或分散體型)一般都是淡黃半透明或乳白不透明的,樹脂本身的透明性越差,調色或施工時顏色對比就越困難。因此,在制作修色清漆時,水性樹脂應盡量透明。
2.3.2.2其他影響清漆透明性的因素
在使用普通清漆修色時,顏色控制之所以有一定的困難就是因為其中有一些非透明的、影響清漆透明性或影響層間附著力的材料,如打磨劑、不透明蠟漿、消光粉等。在修色清漆中這些材料應盡可能去掉,使修色清漆的功能性更專一。
2.3.3施工性控制的影響因素
2.3.3.1流變性
理想的修色效果是能得到一個著色均勻、平整光滑的平面。為了盡量達到這種效果,就必須在施工過程中不能有縮邊、黑邊、流掛、橘皮、顆粒。在實際施工過程中,少量橘皮和顆粒是難以避免的,可以通過適度砂磨和面漆遮蓋填補,最終可得到較理想的涂裝效果。幾乎沒有了縮邊、黑邊和流掛問題。因此,在修色清漆施工時必須有效限制漆液流動。為了保證板面的平整性,施工后的涂膜又要能盡量流平,這就要求修色清漆還要有一定的流平性。一般地,可以通過選擇合適的增稠劑和延長涂膜的干燥時間來解決流平問題。
2.3.3.2施工黏度
在批量生產中,修色都是靠手工生產完成,噴涂設備一般選擇下壺式普通空氣噴槍,噴槍口徑一般為1.3ｍｍ或1.5ｍｍ。施工黏度則需根據噴涂物件的大小適當調節,施工物件大時,黏度應適當低些,一般在13～15s(2#鹽田杯)；施工物件小時,黏度應適當高些,可以在16～20s(2#鹽田杯)。這是因為在大面積操作時,噴槍離被涂物件表面距離會較遠,漆霧在空氣中暴露的時間會更長,漆霧到達被涂物件表面時的黏度會較高,這就需要降低施工黏度以保證漆霧在達到被涂物件表面時的黏度比較合適。同時,大面積操作時噴槍一個來回的周期也較長,涂膜暴露在空氣中的時間也會延長,這也需要降低施工黏度以保證修色結束時涂膜能有時間流平。
2.3.4施工中常見問題及解決方法
2.3.4.1層間相容性及附著力
在修色時,要求修色清漆越透明越好,但透明性越好的水性樹脂,在機械性能或性價比上往往不高。這就意味著為了到達較好的機械性能或性價比,一些透明性不高的水性樹脂會大量應用在底漆和面漆中。在整個施工過程中,若僅僅只考慮修色問題,修色清漆可采用透明性較好的水性聚氨酯分散體,不僅透明性好,還有較好的潤濕性。但水性PU(聚氨酯)分散體與水性AC(丙烯酸)型底漆及水性AC型面漆往往有相容性不好及層間附著力不好的問題。因此,制作修色清漆時,不僅要考慮修色施工問題,還得考慮修色后,修色清漆與底漆、面漆間是否有相容性及附著力不好的問題。為了減少產品在使用過程中的隱患,修色清漆與底漆及面漆用樹脂應盡量一致。
2.3.4.2白點
白點是指在修色時,修色清漆對底漆基材上不平整或沒有打磨到的地方著不上色的現象。這種現象是修色清漆潤濕性不好或底漆本身難以潤濕造成的,多半與底漆或修色清漆中的樹脂性能有關,通過改變潤濕劑的種類及用量往往難以達到徹底改善的目的。因此,一般出現這種問題時更換底漆或修色清漆的樹脂是首選,若確定是底漆問題而非修色清漆問題,也可在底漆上施工一道能容易潤濕且不存在相容性和附著力問題的過渡底漆,等底漆干燥后再修色,就不會有白點。
3、結語
水性木器涂料封閉清漆著色涂裝是水性木器涂料發展進程中一道不得不越的坎。本文介紹并比較了一些常見的著色方法,并提出了專用修色清漆修色的方法。生產實踐證明該方法是較為有效的,但在修色清漆的產品研制方面也還有許多有待改進的地方,如修色施工時還有較多的微泡,涂膜在干燥過程中如何盡量保證整個平面的平整性以減少面漆的噴涂厚度等。筆者相信,通過業內人士的共同努力,這些問題一定能夠得到解決,也只有徹底解決了這一問題,水性木器涂料才能擺脫其原有涂裝風格的局限,進入到木器涂裝的更大領域,才可能真正地成長壯大起來。
