PVC封边条的制备及其光泽度衰减趋势研究

摘      要：介绍了板式家具常用封边条分类，阐述了哑光、平光和高亮光封边条分类以及封边条的主要功能，并对PVC封边条从混料、挤出造粒、挤出成型和印刷整个生产加工过程做了说明。对光泽度仪和光泽度测试原理做了论述，根据光泽度仪测试方法，跟踪测试封边条光泽度变化，分析探讨哑光、平光和高亮光封边条光泽度衰减变化趋势，分析了衰减原因。结果表明：哑光、平光最大衰减度为3 Gs，高亮光光泽度衰减无明显趋势。

关  键  词：封边条;哑光;高亮光;光泽度计

中图分类号：TQ050.4+25       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）04-0588-04

Abstract： The classification of common edge-sealing strips for panel furniture was introduced， the main functions of matt， flat and high-brightness edge-sealing strips were expounded， and the production process of PVC edge-sealing strips was explained， including mixing， extrusion granulation， extrusion moulding and printing. The glossiness tester and the principle of glossiness measurement were discussed in detail. According to the use method of glossimeter， the glossiness changes were tracked and tested. The glossiness decay trends of sub-gloss， flat gloss and high gloss seals were analyzed， and the reasons for the decay were discussed. The results showed that the greatest glossiness attenuation of sub-gloss and flat-gloss seals was 3 Gs， while that of high-gloss seals had no obvious trend of glossiness attenuation.

Key words： Edge; Matt; High gloss; Gloss meter

高分子封边条是以聚合物为主要原料，加入增塑剂、穩定剂、润滑剂、染料等助剂，一起混炼压制而成的热塑性卷材[1]。封边条主要作用是对板材断面进行固封，达到免受环境和使用过程中的不利因素（主要为水分）对板材的破坏，并阻止板材内部的甲醛挥发，同时也起到一定的美化作用。通常封边条挤出后，需要进行印刷后期处理工艺。印刷常用油墨有油性油墨、水性油墨，家具封边条越来越多地采用水性油墨进行印刷，既能净化车间生产环境，又能满足人们对于环保家居的需求[2-4]。高分子类封边条常见的材质主要有PVC、ABS、PE、PP、PMMA、PS等。PVC材料具有优异的阻燃性、良好的耐磨性、优良的抗化学腐蚀性、极佳的透明性与较强的电绝缘性[5]，因此PVC封边条是最常见的封边条类型，而且产品越来越朝着节能、环保、无毒的方向发展，成为高档的装饰材料[6]。

封边条产品光泽度除了受底材表面本身性能的影响，往往通过印刷时UV来控制，如高亮光UV、哑光UV等。通过两种UV的不同比例复配，得到不同光泽度的产品。UV油墨即紫外光固化油墨，是指在波长为200～450 nm的紫外光的照射下，从液态转变为固态并干燥的油墨。UV油墨因其干燥速度快，可以实现瞬间干燥[7，8]。按照封边条表面光泽度区分，一般可以分为高亮光（光泽度在90%以上）、亮光（光泽度在70%～90%之间）、普通光（光泽度在30%～70%之间）和哑光（光泽度在30%以下）[9]。本文主要就哑光、普通光和高亮光PVC封边条印刷后光泽度的衰减做了一定的跟踪测试以及相关分析，对产品的生产、使用和存放具有一定的参考意义。

1  实验部分

1.1  原材料

PVC，东曹（广州）化工有限公司;碳酸钙，市售;稳定剂，德国熊牌;ACR，山东瑞丰;润滑剂，市售;增塑剂，市售;UV，德国。

1.2  仪器与设备

冷热高速混合机组，张家港市贝尔机械有限公司;双螺杆挤出造粒机，贝尔机械;双螺杆挤出成型，贝尔机械;印刷机组，佛山市顺德区普瑞特机械制造有限公司;光泽度仪，台州市艾测仪器有限公司。

1.3  产品制备

PVC封边条属于硬质PVC产品，产品配方比例如表1所示。

按照配方比例称取相应质量的原材料，根据不同产品颜色称取相应的色粉，然后按照一定操作规则，进行后面的生产流程。

1.3.1  混料

将原材料在冷热高速混合机组中进行混料。混料前确认冷热高速混合机组热混机和冷混机内均已清洁完毕，无异物和异色在机内，然后将称量好的粉料投入到机组热混机内。开启高速搅拌，直至温度升到130 ℃。热混的作用是使所有原材料充分混合均匀，同时高温下排除原料中所含的水分，以免成型时造成产品表面异常。将混合好的物料放料至冷混机中，待物料充分冷却，即可进行造粒。

1.3.2  造粒

因为具有长径比小、压缩比大等结构特点，硬质PVC造粒通常采用锥形双螺杆挤出机作为常用加工设备[10]，所涉工艺参数如表2所示。

造粒完毕后，将颗粒进行分装备用，并做好标识。

1.4  挤出成型

PVC封边条挤出成型采用锥双螺杆挤出机，所涉挤出工艺如表3所示。

根据需求调整主机、喂料的速度，将产品宽度和厚度调整至合格范围内。片材挤出后小心将产品引至水槽冷却，并用收卷机收卷。

1.5  印刷

封边条挤出成型后，按照颜色和压纹需求，找出相应印刷版辊，并将颜色调试好。同时按照产品对光泽度的需求，调配好高亮光UV和哑光UV，然后在印刷机组上做产品表面印刷。在印刷完成后的成品封边条中，分别选取哑光、平光和高亮光封边条，跟踪测试产品表面光泽度数值变化。

2  结果与分析

光泽度计是平面制品的光泽度计量器具，广泛用在油漆、纸张、塑料、陶瓷和铝制品上[11]。如图1所示，光泽度计的测量原理是光源发射一束光经过聚光透镜到达样品表面，样品表面将光反射到准直透镜，准直透镜将光束会聚到检测器，检测器进行光电转换后将电信号送往处理电路进行处理，然后仪器显示测量结果。光泽度和颜色无关，只和物体表面的光滑程度有关，作为物体的表面特性，光泽度数值取决于表面对光的镜面反射能力。

使用前，先把光泽度仪在黑色定标板上（如图2所示），调节仪器定标旋钮，使显示屏的读数复合黑色定标板的数值;定标后，不要再碰动定标旋钮，然后放在白色校正板上（如图3所示），使得显示的数值与校正板数值之差不大于1.2 Gs即可。

2.1  哑光、普通光封边条

在产品印刷完毕后，即刻采集试样并测量当时的光泽度值，并做记录。随后按照一定的时间跟踪测试产品表面的光泽度值，对数据做分析处理（图4-5）。

从图4-5封边条光泽度衰减趋势可以看出，哑光和普通光封边条产品印刷后在2 d（48 h）内有明显的衰减，衰减幅度大;在2～16 d中，仍有较小幅度的变化;16 d后基本处于稳定的状态。哑光和普通光封边条最大衰减度均在3 Gs以内。

哑光和普通光封边条表面以漫反射为主，光泽度产生衰减的原因，可能是因为材料在印刷后，由于底材本身和油墨涂层均存在一定的收缩，造成表面存在一定的收缩应力而使材料表面密度不一致，表面发生漫反射的能力增加，因此光泽度会产生一定的衰减。印刷48 h内产品表层油墨收缩变形幅度最大，因此造成的光泽度变化较明显;而在48小时后产品形状基本稳定，不再有较大的表面收缩，所以光泽度基本趋于稳定。

2.2  高亮光封边条

通过图6中曲线可以看出，高亮光产品具有较高的光泽度，基本上在93 Gs以上。

高亮光产品表面光泽度并无明显变化趋势，出现无规则的数据变化。可能是由于高亮光产品镜面反射能力较强，产品收缩或表面的一些杂质对产品表面的镜面反射效果未造成明显影响，不会造成光泽度朝着逐步降低的方向衰减。因此，高亮光产品光泽度并无明显变化趋势。

从理论上分析来看，油墨涂层表面结构的粗糙度可以通过发生在不同长度范围的粗糙特征来描述，这些特征用微观粗糙度和宏观粗糙度来表示。微观粗糙度能够用振幅来表征，其数值小于或等于光的波长。颜料粒子聚集和薄层的收缩也能影响微观粗糙度。光泽度和表面粗糙度之间存在较高的相关性，同時涂层表面的孔隙结构在很大程度上影响印刷光泽度。颜料粒子的空隙体积越小，涂层收缩度越低，较低的收缩度可以促进形成光滑的表

面[12]。高亮光产品表面有相对致密的油墨涂层，因此表面可以实现高度的镜面反射。而在测量时每次测量的部位存在不确定性，不同部位的表面存在微小的空隙体积差别，便有可能产生不同的表面收缩，所以宏观表现为不同的光泽度。因此，高亮光产品每次测量的光泽度值均存在一定的差异，但没有明显的变化规律。

3  结 论

（1）哑光和普通光封边条在印刷后，因油墨和底材本身的收缩原因，导致产品表面光泽度存在一定的变化和明显的衰减趋势，在印刷成型2 d内衰减率最大，16 d后趋于平稳，最大衰减度小于3 Gs。

（2）因高亮光封边条产品表面主要以镜面反射为主，具有较高的光泽度，油墨涂层表面不同部位的空隙体积存在一定的差异，使得不同点存在不同的微小收缩，宏观表现为每次测试均有不同的光泽度数值，但呈现不规则的变化。

参考文献：

[1]文超， 吴智慧， 张继雷. 板式家具塑料封边条剥离方法的对比研究[J]. 南京林业大学学报， 2012， 36（6）： 151-153.

[2]Christian Vollmers. Mill away your problems[J]. Woodworking， 2013 （6）： 22-23.

[3]AN Tankut， N Tankut. Evaluation the effects of edge banding type and thickness on the strength of corner joints in case-type furniture[J]. Materials & Design， 2010， 31（6）： 2956-2963.

[4]胡晓丽. PVC发泡板及PP塑料在室内植物墙工程中的应用研究[J].当代化工，2017，（12）：2603-2605.

[5]周玲玲， 汪蓓蓓， 肖陆飞， 等.环境友好型增塑剂增塑PVC体系的性能测试与分析[J]. 化学研究与应用， 2018， 30（4）： 597-601.

[6]申洪泽， 孙娜娜， 杨勇旺， 等. 浅谈国内PVC行业的发展趋势[J]. 聚氯乙烯， 2017， （7）： 1-3.

[7]赵桐. UV油墨固化性能及组成[J]. 今日印刷， 2015， （8）： 57-60.

[8]刘培义， 曾庆景， 王金能. 水性油墨研究进展及其在封边条中的应用[J]. 广东化工， 2018， 45（21）： 60-61.

[9]QB/T 4463-2013， 家具用封边条技术要求[S]. 2013.

[10]边靖. 锥形双螺杆挤出机螺杆结构对制品性能的影响[D]. 北京： 北京化工大学， 2016： 1-2.

[11]夏阳. 镜向光泽度计和光泽度板示值误差测量不确定度评定[J]. 计量与测试技术， 2015， 42（3）： 88-89.

[12]徐婵娟， 周辉. 增稠剂对涂层表面结构的影响[J]. 国际造纸， 2008， 27（3）： 53-57.