基材和压贴工艺对浸渍胶膜纸饰面细木工板柜门翘曲度的影响∗

袁成龙 施晓宏 沈云芳 桂成胜 李延军

（1.浙江升华云峰新材股份有限公司，浙江 德清 313220;2.南京林业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210037）

随着定制衣柜行业的快速发展，浸渍胶膜纸饰面人造板在定制衣柜柜门上的用量越来越大[1-3]。目前用于定制衣柜柜门的浸渍胶膜纸饰面人造板主要以纤维板、刨花板等人造板为基材[4-5]。随着消费需求的变化[6]，部分企业为适应市场需求以及追求与现有产品的差异化，使用浸渍胶膜纸饰面细木工板制作定制衣柜门板。浸渍胶膜纸饰面细木工板是将浸渍氨基树脂胶膜纸铺装在细木工板基材上，经热压而成的装饰板材，具有免油漆、实木感强、握钉力强、锯截方便等优点[7-9]。但是，浸渍胶膜纸饰面细木工板的气候适应性较差[10-11]，如江浙沪地区生产的浸渍胶膜纸饰面细木工板作为定制衣柜柜门，在气候干燥的季节或地区使用时，易出现翘曲变形现象，极大地降低了其使用性能，使用范围也受到限制。

本研究以浸渍胶膜纸饰面细木工板定制衣柜柜门为研究对象，探讨了浸渍胶膜纸饰面细木工板基材结构、压贴工艺以及板材厚度对浸渍胶膜纸饰面细木工板定制衣柜柜门翘曲度的影响，为定制衣柜企业应用浸渍胶膜纸饰面细木工板提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

浸渍胶膜纸饰面细木工板芯材均外购，按照工艺分为炭化和异型结构，如图1所示。其中，炭化主要是杉木芯炭化，异型结构主要有三层桉木芯结构、杉木竖芯结构、杉木芯多层结构和杨木LVTT（单板侧积复合板）结构。

图1 异型结构示意图Fig. 1 Schematic diagram of special-shaped structure

1.2 浸渍胶膜纸饰面细木工板的制备

目前，浸渍胶膜纸饰面细木工板生产工艺主要有两种：1） 一次覆膜法，亦称“直贴法”，即先将芯材和平衡层单板热压胶合，再与缓冲层二次热压胶合，定厚砂光后再与浸渍胶膜纸三次热压胶合。2） 二次覆膜法，亦称“覆贴法”，即浸渍胶膜纸和缓冲层、平衡层单板和基材，先分别热压胶合，然后将上述两部分再二次热压胶合[12-13]。

炭化细木工板分别采用直贴重组装饰单板、覆贴重组装饰单板、覆贴1.0 mm厚的高密度纤维板（HDF）制作成浸渍胶膜纸饰面细木工板。异型结构细木工板统一采用覆贴1.0 mm厚的高密度纤维板（HDF）制作成浸渍胶膜纸饰面细木工板。将养生（养生环境为当地室内环境）结束后的浸渍胶膜纸饰面细木工板加工成定制衣柜规格尺寸为2 440 mm × 450 mm × 18 mm的柜门。为方便记录，对定制衣柜柜门进行命名，对使用炭化细木工板和异型结构细木工板的定制衣柜柜门分别简称为炭化柜门和异型结构柜门，具体命名如表1所示。

表1 定制衣柜柜门的命名Tab.1 Named of custom wardrobe doors

1.3 性能测试

将定制衣柜柜门用WWJ001 型号的莫干山全盖铰链安装，每扇柜门安装四个铰链，然后分别放置于干燥环境[温度（25 ± 2）℃、相对湿度（45 ± 3）%]和湿润环境[温度（25 ± 2）℃、相对湿度（85 ±3）%]中。以翘曲度衡量柜门的变形程度，按照GB/T 3324—2017《木家具通用技术条件》进行检测，每隔5 d测量一次柜门的翘曲度，直至稳定。

定制衣柜柜门的密度、含水率、24 h吸水厚度膨胀率、横向静曲强度和弹性模量按照GB/T 17657—2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行检测。

2 结果与分析

2.1 炭化细木工板对柜门翘曲度的影响

炭化柜门的含水率、密度、24 h吸水厚度膨胀率如表2所示。由数据可知，经过养生处理后，炭化柜门的含水率均在7%～8%之间，变化不大。炭化B-1柜门的密度最大为0.56 g/cm3，且与A柜门的密度相当，这是由于炭化B-1柜门、A柜门均采用覆贴1.0 mm厚的HDF，而HDF的密度高于重组装饰单板，从而使得B-1、A柜门具有较大的密度，也表明炭化细木工板对柜门的密度无显著影响。相较于其他3种柜门，B-1柜门的24 h吸水厚度膨胀率最低，仅为1.8%。

表2 炭化工艺柜门的基本物理性能Tab.2 Basic physical properties of carbonization cupboard door

炭化柜门的横向静曲强度和弹性模量如图2所示。从图中可看出，炭化柜门的横向静曲强度和弹性模量略低于A柜门的横向静曲强度和弹性模量，这主要是因为炭化会造成木材力学性能的降低[14-15]。另外，与B-3柜门相比，炭化B-2柜门的横向静曲强度和弹性模量分别提高了23.6%和12.7%。由此可见，覆贴工艺柜门的力学性能高于直贴工艺柜门。炭化B-1柜门在炭化柜门中的横向静曲强度和弹性模量最大，这表明覆贴1.0 mm厚的HDF能够有效提高柜门的力学性能。

图2 炭化工艺柜门的横向静曲强度和弹性模量Fig. 2 MOR and MOE of cupboard door of carbonization cupboard door

炭化柜门在干燥和湿润环境中的翘曲度如图3所示。由图可知，经养生处理的定制衣柜柜门在干燥和湿润环境中均会产生变形，与湿润环境相比，干燥环境中的柜门变形程度更大。这是由于木材具有干缩湿胀性[16-17]，当空气中湿度发生变化时，导致木材吸湿或解吸，从而造成木材发生尺寸和形状的变化[18-19]。另外，在两种环境中，炭化柜门的翘曲度均小于A柜门的翘曲度。这是由于在炭化过程中，木材中的亲水基团数量减少[20-21]，导致木材的吸湿性降低，从而提高了柜门的尺寸稳定性[22-23]。此外，炭化B-2柜门的翘曲度小于炭化B-3柜门翘曲度，这表明覆贴工艺的尺寸稳定性高于直贴工艺。炭化B-1柜门的翘曲度为最小，干燥环境下为0.82 mm/m，湿润环境下为0.65 mm/m，进一步证明覆贴1.0 mm厚的HDF可以有效提高柜门的尺寸稳定性，降低其翘曲度。

图3 炭化工艺柜门的翘曲度Fig. 3 Warpage of carbonization cupboard door

2.2 异型结构细木工板对柜门翘曲度的影响

异型结构柜门的含水率、密度、24 h吸水厚度膨胀率如表3所示。由表可知，经过养生处理后，异型结构柜门的含水率均在7%～8%之间。C-1柜门的密度最大，为0.63 g/cm3，其24 h吸水厚度膨胀率最低为1.4%，这主要是由于C-1柜门使用的是桉木芯，而其他柜门使用的是杉木芯或杨木芯，而桉木的密度和吸水率要优于杨木和杉木[24-26]。

表3 异型结构柜门的基本物理性能Tab.3 Basic physical properties of cupboard door with special-shaped structure

异型结构柜门的横向静曲强度和弹性模量如图4所示。由图可知，异型结构柜门的横向静曲强度和弹性模量均高于A柜门的横向静曲强度和弹性模量，这表明异型结构能够提高柜门的力学性能。此外，异型结构C-1柜门的横向静曲强度和弹性模量为最大，分别为46.8 MPa和5 740 MPa，可见三层桉木芯结构覆贴1.0 mm厚的HDF能够显著提高定制衣柜柜门的力学性能。

图4 异型结构柜门的横向静曲强度和弹性模量Fig. 4 MOR and MOE of cupboard door with specialshaped structure

异型结构柜门在干燥和湿润环境中的翘曲度如图5a所示。由图可知，现有工艺柜门和异型结构柜门，在干燥环境中的变形程度比在湿润环境中更大。柜门的横向静曲强度和弹性模量与干燥环境中柜门的翘曲度呈线性的负相关关系，即柜门的翘曲度随着横向静曲强度和弹性模量的增加而减小，如图5b、c所示。由于异型结构柜门均具有高于A柜门的横向静曲强度和弹性模量（图4），因此异型结构柜门的翘曲度均低于A柜门的翘曲度（图5a）。同样，由于C-1柜门的横向静曲强度和弹性模量最大，因此其翘曲度也表现为最小，干燥环境下为0.59 mm/m，湿润环境下为0.32 mm/m （图5a）。

图5 异型结构柜门的翘曲度Fig. 5 Warpage of cupboard door with specialshaped structure

2.3 柜门厚度对翘曲度的影响

为研究柜门厚度的增加对翘曲度的影响，根据上述结果，选取在干燥环境中翘曲度较小的几种方案，分别制作了18 mm和22 mm厚度的B-1和C-1、C-3、C-4的柜门。18 mm和22 mm厚度柜门在干燥环境中的翘曲度如图6所示。由图可知，在炭化和异型结构细木工板中，22 mm柜门的翘曲度均略小于18 mm的翘曲度，加厚后B-1、C-1和C-3、C-4柜门的翘曲度分别降低了6.10 %、7.25%、23.94%、10.96%。由此可见，增加柜门厚度有利于降低其翘曲度，提高柜门的尺寸稳定性。

图6 厚度18 mm和22 mm柜门的翘曲度Fig. 6 Warpage of cupboard doors with thickness of 18 and 22 mm

3 结论

本文探讨浸渍胶膜纸饰面细木工板基材结构、压贴工艺以及板材厚度对浸渍胶膜纸饰面细木工板定制衣柜柜门翘曲度的影响，结果表明：基材结构、压贴工艺、板材厚度对浸渍胶膜纸饰面细木工板定制衣柜柜门的翘曲度具有显著影响。炭化和异型结构细木工板基材能够降低柜门的翘曲度；覆贴工艺柜门的尺寸稳定性优于直贴工艺柜门，且覆贴1.0 mm厚的HDF可以有效降低柜门的翘曲度；此外，增加衣柜柜门的厚度也可以降低其翘曲度。