家具表面漆膜性能的測定

黃秉升

（《涂裝與電鍍》編輯部，四川 成都 610041）

家具表面漆膜性能的測定

黃秉升

（《涂裝與電鍍》編輯部，四川 成都 610041）

依據國家相關標準，介紹了家具表面漆膜光澤、厚度、附著力、耐磨性、抗沖擊性、耐濕/干熱性、耐冷熱溫差性、耐冷液性、耐鹽浴性等性能的測定方法，為企業檢測家具漆膜表面性能提供參考。

漆膜；家具；性能測試；耐磨性；抗沖擊性；光澤

Author’s address: Editorial board of Painting and Electroplating, Chengdu 610041, China

1 前言

家具是人們非常熟悉的東西。從古至今，家庭、辦公及公共場所都離不開家具。隨著時代的進步，家具不斷變化，材質越來越講究，而且表面需要涂漆，以達到防護和裝飾的目的。家具漆膜質量的好壞既影響家具的銷售，也影響家具的使用壽命。因此，對家具漆膜的性能進行適當的檢測十分必要，尤其是企業批量生產的家具，漆膜的性能檢測更是必不可少。

對于木器家具及其他家具木制件的表面漆膜，可檢測光澤，厚度，附著力，耐磨性，抗沖擊性以及耐濕熱、干熱、冷熱溫差性和耐液性等項目。對于鋼家具表面漆膜，應按鋼件上漆膜的要求進行檢測。有特殊要求的，應按雙方協商一致的合同規定進行檢測。

家具漆膜性能的測定，可按國家相關標準執行，也可按國際標準和國外先進標準執行。采用企業標準時，企業標準不應低于國家相關標準。

2 試樣及環境溫、濕度要求

試樣規格定為250 mm × 200 mm(特殊要求除外)，木材材質與家具相同，并按家具制作的要求加工。試樣漆膜制備最好與家具同步進行，并采用相同材料和工藝方法。漆膜制備完成后存放10 d，使之達到完全干燥。試樣表面應平整，漆膜無劃痕、鼓泡等缺陷。

每項性能測定的試樣為 3件，必要時可增加對比試樣。測定結果由3名操作人員共同評定。

試驗環境溫度為(20 ± 2) °C，相對濕度60% ～ 70%。

3 家具表面漆膜性能的測定方法

3. 1 光澤

按照國家標準GB/T 4893.6–1985《家具表面漆膜光澤測定法》，測定家具表面漆膜光澤采用光電光澤儀。對光澤儀的要求是：儀器重現性好，誤差不超過2%。光澤值以漆膜表面正反射光量與相同條件下標準板表面的正反射光量之比的百分數表示。

測試方法為：按儀器使用說明書選擇量程，并校正光電光澤儀指針至標準板的標定值。用絨布或擦鏡紙擦凈試樣表面。每一試樣選取3個試驗點，一個在試樣中心，另兩個在任意位置。將儀器測頭放在選定的試驗點上，使木紋方向順著測頭內光線的入射和反射方向，讀出光澤值，讀數準確至1%。取3點讀數的算數平均值為該試驗的測定值。每測一個試樣，用標準板校對一次儀器。選擇 3個試樣測試，取其平均值為測定結果。

必要時可測定光澤等級。根據GB/T 4893.6–1985標準，光澤值的測定可按光線以60°角投射到試樣上進行，由此將光澤等級分為4級，如表1所示。

表1 家具表面漆膜光澤分級標準Table 1 Grade standard for glossiness of furniture surface coatings

3. 2 厚度

按照國家標準GB/T 4893.5–1985《家具表面漆膜厚度測定法》測定家具表面漆膜厚度時，在漆膜上鉆一頂角為 120°的錐孔，孔壁在顯微鏡中成像，讀出漆膜垂直于顯微鏡主光軸的母線長度，再求得漆膜厚度。

測試采用直徑6 mm、長約48 mm、頂角120°的高速鋼鉆頭，淬火硬度不低于63 HRC。

每一試樣選取3個測試點，其中1點在試樣中心，另外2點在對角線上，距邊緣不小于50 mm。將鉆頭對準測試點，平穩轉動齒輪鉆孔，加力不能過大，漆膜鉆透即停止，并清除鉆屑。

將錐孔置于顯微鏡(× 40)視場中，顯微鏡聚焦于錐孔與主光軸垂直的母線上，測出漆膜部分母線的長度(見圖1)，代入下式計算漆膜厚度：

式中，δ為漆膜厚度，b為漆膜部分母線的長度，單位均為μm。

測定結果取3點的算術平均值。

圖1 家具表面漆膜厚度測定示意圖Figure 1 Schematic diagram for determination of thickness of furniture surface coatings

3. 3 附著力

按照國家標準GB/T 4893.4–1985《家具表面漆膜附著力交叉切割測定法》測定漆膜附著力，是用鋒利刀片在漆膜表面切割成互成直角的方格，根據方格內漆膜損傷程度評級。此方法適用于測定厚度在250 μm以下的漆膜對木材的粘附牢度或底面漆互相結合的牢度。

測定家具漆膜附著力采用FE-漆膜附著力測定儀，這種儀器是按英國標準BS 3962-6:1980《木制家具表面涂飾試驗方法 第6部分：耐機械損傷性評定》中的切割器械仿制的。這種儀器包括刀片、金屬模板及刀片夾緊器3部分。

在試樣上選取 3個測試區(盡量選擇不同紋理部分)，測試區中心距試樣邊緣不小于40 mm，兩兩相距不小于65 mm。先在每個測試區相鄰部位測3個點的漆膜厚度，取其平均值。

將刀片裝入夾緊器，使刀刃露出模板0.3 mm。將刀刃沿著模板切割槽在測試區的漆膜表面切割出兩組互成直角的方格，每組為11條平行線，長35 mm，間距2 mm。割痕應穿透漆膜至木材表面，割痕方向與木紋方向約成45°角。

用漆刷輕輕刷去漆膜表面浮屑，將氧化鋅橡皮膏粘貼按壓在測試區上，順對角線方向猛揭撕開。用 4倍放大鏡仔細檢查測試區漆膜損傷情況。漆膜附著力按表2并參照圖2評級。

表2 家具漆膜附著力評級標準Table 2 Grade standard for adhesion strength of furniture surface coating

圖2 與家具漆膜附著力評級對應的畫格試驗照片Figure 2 Photos of cross cut test corresponding to adhesion grade of furniture surface coatings

給同一試樣上3個測試區分別評級，以2個測試區一致的結果為評定值。不一致時，可復試一次。

測定結果應包括每一測試區的漆膜厚度(平均值)、附著力等級和漆膜剝落情況及最終評定結果。

測試期間應經常檢查刀片刃口，發現磨損及碎缺，應立即更換刀片。

3. 4 耐磨性能

按照國家標準GB/T 4893.8–1985《家具表面漆膜耐磨性測定法》測定家具表面漆膜的耐磨性，采用漆膜磨耗儀，以經過一定的磨轉次數后漆膜的磨損程度評級。一般采用JM-1型漆膜磨耗儀，工作盤轉速為70 ～ 75 r/min。磨轉次數根據產品技術要求或由雙方商定，通常選擇400、1 000、2 000、3 000、4 000或5 000次等。

試樣規格為直徑100 mm，厚3 ～ 5 mm的圓板，中心開一個直徑為8.5 mm的小孔，其他要求與性能測定試樣的要求相同。

先在試樣中部φ 65 mm范圍內均勻選取3個點測定漆膜厚度，取其算術平均值。

將試樣固定于磨耗儀工作盤上，加壓臂上加1 000 g的砝碼和經整新(按使用說明書操作)后的橡膠砂輪(JM-120型，δ = 10 mm，φ = 50 mm)，加壓臂末端加上與砂輪質量相等的平衡砝碼。

放下加壓臂和吸塵嘴，開啟電源，磨耗儀開始工作。先磨50 r，使試樣表面形成平整均勻的基準磨耗園環(如果出現磨耗不均勻，則應更換試樣)，取下試樣，刷去浮屑，稱重(準確至0.001 g)。

繼續砂磨100 r后，取下試樣，刷去浮屑，稱重(準確至0.001 g)。前后質量差為漆膜砂磨100 r后的失重。

調整計數器到規定磨轉次數(減去 100)，繼續砂磨。試驗終止后，觀察漆膜表面的磨損情況。按表 3評級。如果難以判斷漆膜是否輕微露白，可用軟布蘸少許彩色墨水涂抹該部位后迅速擦去，留下墨水痕跡則為輕微露白。

表3 家具表面漆膜耐磨性評級標準Table 3 Grade standard for wearability of furniture surface coatings

測定用 3個試樣分別評定，兩個試樣一致的為評定結果。每個試樣測試時均應先打磨橡膠砂輪，測試中途不得更換砂輪。

測試報告應包括每個試樣的漆膜厚度、100 r后漆膜失重、耐磨性等級和最終評定的結果。

3. 5 抗沖擊性能

按照國家標準GB/T 4893.9–1992《家具表面漆膜抗沖擊測定法》測定家具表面漆膜抗沖擊性能采用沖擊器。沖擊器包括水平基座、導管、沖擊塊和鋼球4部分。基座為放置試樣的剛性底座，大小為250 mm × 200 mm；垂直導管內徑為40 mm，底端圓盤厚10 mm。圓盤中心有φ 14 mm的孔，用以放置鋼球；沖擊塊為質量500 g、外徑比垂直導管內徑小1 mm的合金鋼圓柱體(硬度略低于鋼球)，鋼球φ 14 mm，硬度60 ～ 66 HRC。沖擊高度分別為10、25、50、100、200和400 mm。沖擊高度以鋼球頂至沖擊塊底面距離計，按產品技術要求規定來選擇。測定漆膜最大抗沖擊性時，應逐級通過各沖擊高度，直到最大沖擊高度或漆膜出現第 5級破壞為止。

各沖擊部位中心距試樣邊緣不小于50 mm，兩沖擊部位中心相距不小于20 mm(可間隔20 mm縱橫劃線，其交叉點即為沖擊部位中心)。試樣基材表面有結構紋理的，其長度應順紋理方向裁取。用成品家具或部件作試驗時，應選擇剛性較好的部位。

測定時，將試樣放在水平基座上，所有沖擊部位均應處于基座范圍內。用成品家具做試驗時，應放在水平剛性基面上或水泥地面上。

將沖擊器放在試樣上，使鋼球位于沖擊部位中心。將沖擊塊提升至規定高度，自由落下沖擊鋼球。每個沖擊高度沖擊5個部位。沖擊后將試樣置于60 W磨砂白熾燈泡下，用10倍放大鏡檢查各沖擊部位漆膜損傷程度，必要時可將彩色墨水涂在沖擊部位，片刻后擦去，再進行檢查。

漆膜抗沖擊性按表4并參照圖3評級。

表4 家具漆膜抗沖擊性評級標準Table 4 Grade standard for resistance to impact of furniture surface coatings

圖3 與家具漆膜抗沖擊性評級對應的沖擊試驗照片Figure 3 Photos of impact test corresponding to impact resistance grades for furniture surface coatings

評定結果時，先評出同一沖擊高度各沖擊部位的等級，然后取算術平均值最接近的等級作為抗沖擊性等級。每一沖擊高度的試驗均應評出抗沖擊性等級。

必要時，可同時測量沖擊部位印痕直徑，測量時將復寫紙和拷貝紙(17 g/m2)重疊平放在試樣表面，沖擊后用游標卡尺測量沖擊留在拷貝紙上的最大印痕直徑，取其算術平均值。

3. 6 耐濕熱和耐干熱性能

家具表面漆膜耐濕熱和干熱性能的測定須按照國家標準GB/T 4893.2–2005《家具表面耐濕熱測定法》和GB/T 4893.3–2005《家具表面耐干熱測定法》進行。

測定耐濕熱性采用帶散熱槽的鋁合金錐體(AlMgSi合金6060，中間有插溫度計的垂直孔)為熱源，隔一片濕布置于試樣表面。經規定時間后，移去鋁合金塊和濕布，根據漆膜變化程度評定耐濕熱性等級。測定耐干熱性時不隔濕布，其余均與耐濕熱性相同，而且對試樣數量和測試區數量不作規定。

測試溫度可在70、85、100、120、140、160、180和200 °C中選擇，也可采用雙方商定的其他溫度。

漆膜干透后的試樣先在(23 ± 2) °C、相對濕度50% ± 5%的環境中放置48 h后，再在(23 ± 2) °C的環境中試驗。試驗區域距試樣邊緣不小于15 mm。試驗時，先將帶溫度計的鋁合金塊在烘箱中加熱至高于試驗溫度10 °C，然后移到隔熱墊上，達到試驗溫度的±1 °C時，放到以噴灑了2 mL蒸餾水浸濕的聚酰胺纖維布(50 g/m2，規格120 mm × 120 mm)覆蓋的試驗區上，20 min后移去鋁合金塊和濕布，軟布擦凈試驗區，放置16 h。再用軟布擦凈后，將試樣放入內表面涂黑漆、帶60 W磨砂燈泡的觀察箱中，距離0.25 ～ 1 m觀察試驗區漆膜變化情況(也可用亮度2 000 lx ～ 5 000 lx的漫射光線觀察)，按表5進行分級評定。

表5 家具漆膜耐濕熱(干熱)分級評定標準Figure 5 Grade standard for resistance to wet heat (dry heat) of furniture surface coatings

3. 7 耐冷熱溫差性能

按照國家標準GB/T 4893.7–1985《家具表面漆膜耐冷熱溫差測定法》測定家具表面漆膜的耐冷熱溫差性能。

試樣為4件，3件作測試，1件作對比。試樣先在測試環境溫、濕度條件下穩定24 h。

測試溫度為(40 ± 2) °C，相對濕度98% ～ 99%，低溫為(?20 ± 2) °C。測試周期按3、6、9、12、15等選定。

用1∶1的石蠟–松香混合液將試樣周邊及背面封閉。將試樣放入恒溫恒濕箱中1 h后，移到冰箱中1 h，此為1個周期(轉移時間不超過2 min)。每經3個周期，將試樣置于測試環境條件下靜置18 h，然后用4倍放大鏡檢查漆膜表面(試樣邊緣20 mm范圍不計)，出現裂紋、鼓泡、明顯失光及變色(與對比試樣比較)等缺陷為不合格，不考慮缺陷形狀、尺寸和數量。

3個試樣分別評定，2個試樣一致的結果為評定結果。

3. 8 耐冷液性能

按照國家標準GB/T 4893.1–2005《家具表面耐冷液測定法》測定家具表面漆膜的耐冷液性能，即用浸透試液的濾紙放在試樣表面，經過商定的時間后移去，根據漆膜變化的程度評級(對試樣數量和測試區數量不作規定)。測定用試液是在一般家具或工作地點接觸的液體，也可選用經商定的其他試液。化學品的純度應符合有效的分析等級，配制水溶液采用蒸餾水或純凈水。測定試液及其要求見表6。

表6 試液及要求Table 6 Test solutions and their requirements

測試時間可從10 s，2 、10 min，1、6、16、24 h及7、28 d中選擇，也可協議采用更長的時間。

漆膜干透后的試樣先在(23 ± 2) °C、相對濕度50% ± 5%的環境中放置48 h，然后在(23 ± 2) °C的環境中試驗。試驗位置中心距邊緣不小于40 mm，兩試驗位置中心相距不小于60 mm。試驗時，將直徑25 mm的濾紙(400 ～ 500 g/m2)放入試液中浸30 s，用攝子夾起，擦去流液，迅速放到試驗區域上，立即用鋼化玻璃罩(內徑40 mm、高25 mm)罩住。達到規定時間后，取下玻璃罩，揭去濾紙，用吸水紙吸干殘液，使試驗表面在試驗環境中靜置16 ～ 24 h，然后用吸水布蘸清潔液擦洗試驗表面，用干布擦干，靜置30 min。同時擦洗一個未試驗的位置作對比區域。

將試樣放入內表面涂黑漆、帶60 W磨砂燈泡光源的觀察箱中，在距離0.25 ～ 1 m處觀察試驗區域漆膜變化情況，如褪色、變色、變澤、鼓泡及其他缺陷(也可用亮度2 000 lx ～ 5 000 lx的漫射光線觀察)。與對比區域作比較，按表7進行分級評定。

表7 家具漆膜耐冷液性能評級標準Table 7 Grade standard for resistance to cold liquids of furniture surface coatings

3. 9 耐鹽浴性能

行業標準QB/T 1950–1994《家具表面漆膜耐鹽浴測定法》針對金屬家具測定其表面漆膜的耐鹽浴性能，評定其耐腐蝕能力。

測試試樣為120 mm × 50 mm × (0.6 ～ 0.8) mm的薄鋼板4件，3件作測試，1件作對比。試樣按規定制備漆膜后，常溫存放10 d，表面應平整、光滑，無針孔、氣泡等缺陷。

測定時，用刀片在試樣上劃出2條對角線，割痕要劃穿漆膜至底材。配制質量分數為3%的NaCl溶液500 mL，置于口徑為100 mm的燒杯中。將試樣放入燒杯內靜置100 h，溫度為15 ～ 25 °C。到規定時間后，取出試樣，在靜水中洗凈，放入100 °C的干燥箱內，30 min后取出。檢查試樣表面漆膜(割痕兩側3 mm內不計)。如果漆膜出現膨脹、鼓泡、剝落、生銹、變色、失光等缺陷為不合格。3個試樣分別評定，2個一致的結果為評定結果。

4 結語

本文列出了9項家具表面漆膜性能的測定方法。但這不是全部，還可能有其他性能需要檢測。家具表面漆膜性能究竟需要測定哪些項目，應根據產品技術要求決定，也可由供需雙方共同商定。

在每個項目的測定中，一般要求采用 3個試樣，并由 3名操作人員共同評定。在具體實施中，如果檢測人員業務很熟練，產品性能也較穩定，無大起大落，適當減少試樣和操作人員也是可行的。但若是仲裁試驗，則不能減少，以確保評定結果的可靠性和權威性。這既是對生產企業負責，也是對消費者負責。

Determination of performance of furniture surface coatings //

HUANG Bing-sheng

According to the correlative national standards, an introduction was given of the test methods of some performances of the coatings on furniture surface, including glossiness, thickness, adhesion strength, wearability, impact resistance, wet/dry heat resistance, resistance to alternation of heat and cold, resistance to cold liquid and salt bath, etc. And a reference was provided for corporations to test the performance of coatings on surface of furniture.

coating; furniture; performance test; wearability; impact resistance; glossiness

TQ63

A

1004 – 227X (2011) 07 – 0076 – 05

2011–02–12

黃秉升（1938–），男，四川滎經人，大學本科學歷，高級工程師，長期從事表面處理技術工作，發表論文數十篇。

作者聯系方式：(E-mail) hbs0835@126.com。

[ 編輯：韋鳳仙 ]