一、引言經(jīng)過一段時(shí)間的沉寂與積蓄，筆者又有機(jī)會(huì)在這里與業(yè)內(nèi)外人士作進(jìn)一步的探討與交流。若能夠給大家?guī)�來一些啟發(fā)和共鳴，我將非常榮幸。若有不當(dāng)之處也敬請(qǐng)各位指正。

　　近幾年通過對(duì)門窗行業(yè)的觀察與參與，深切感受到了中國門窗行業(yè)的快速發(fā)展和飛躍。產(chǎn)能的急劇擴(kuò)張，技術(shù)的不斷提升，各種體現(xiàn)最新科技成果的原輔材料紛紛進(jìn)入門窗市場(chǎng)，再加上也許是世界上獨(dú)一無二的巨大市場(chǎng)潛力，為門窗行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　然而，仍有一個(gè)因素可能會(huì)制約行業(yè)的健康發(fā)展。行業(yè)的參與者，尤其是終端用戶，過多地關(guān)注生產(chǎn)門窗所需的各種原輔材料的選擇，如型材、玻璃、膠條、五金、保護(hù)涂料等，而忽視了將門窗產(chǎn)品作為一個(gè)整體即門窗系統(tǒng)來對(duì)待，在實(shí)際操作過程中帶來了諸多負(fù)面效果。

　　來自德國的VBH，作為德國乃至歐洲最大的門窗系統(tǒng)集成商，多年來致力于門窗系統(tǒng)的開發(fā)，為市場(chǎng)提供全面的產(chǎn)品、服務(wù)與解決方案。在這個(gè)論壇上，我們?cè)敢馀c各位討論門窗系統(tǒng)所涉及的各種課題。

　　木材作為一種最古老、最經(jīng)典、最貼近自然的窗材料，伴隨著科技創(chuàng)新的活力和返樸歸真的時(shí)尚，重新進(jìn)入了我們的生活空間，也逐漸成為引導(dǎo)門窗行業(yè)向縱深發(fā)展與突破的重要力量。

　　當(dāng)然，現(xiàn)代意義上的實(shí)木門窗，與歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過的傳統(tǒng)木窗相比，從原材料的選擇與深加工，到斷面與窗型的設(shè)計(jì)，以及門窗制作工藝與設(shè)備，輔材和五金件的配套，直至對(duì)木材的各種保護(hù)，已經(jīng)完全脫胎換骨，成為頂級(jí)門窗的代名詞。

　　在這篇文章里，我們首先討論木窗表面處理技術(shù)這個(gè)課題。眾所周知，木材資源稀缺，再生周期比較長。我們之所以選擇木材作為窗材料，是充分利用了其一系列獨(dú)特的性能與優(yōu)勢(shì)，如果通過恰當(dāng)?shù)谋砻嫣幚�，顯著延長門窗的使用壽命，就可實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，創(chuàng)建人與自然更為和諧的氛圍。

　　二、為什么木材需要保護(hù)木材來源于大自然，本身具有生命，即使在經(jīng)過多種加工手段、轉(zhuǎn)變了多次形態(tài)后，仍然具有活性。具有活性的物質(zhì)自然會(huì)參與生態(tài)循環(huán)，而導(dǎo)致其物理、化學(xué)以及機(jī)械力學(xué)性能的變化。木材保護(hù)的目標(biāo)在于，通過恰當(dāng)?shù)奶幚�，使木材在我們所期待的產(chǎn)品生命周期內(nèi)，基本保持其形態(tài)與性能的穩(wěn)定。

　　木窗在使用過程中，長期受到雨水侵蝕、日光紫外線照射、各種外力的接觸和碰撞以及微生物的侵?jǐn)_，需要通過恰當(dāng)?shù)奶幚砗屯垦b，在木材表面形成一道連續(xù)的保護(hù)膜，使基材免遭上述因素的破壞。

　　由于制作木窗的材料，已經(jīng)經(jīng)過精心的選材和處理，如自然干燥、指接和層間壓合，在很大程度上消除了由于各相異性、濕漲干縮所導(dǎo)致的材料變形。在門窗制作過程中，也經(jīng)歷了多道精加工和連接組合工序。這些工序形成的接縫或連接點(diǎn)，日后有可能成為致命的薄弱環(huán)節(jié)。有效的表面處理與涂裝，將對(duì)這些部位形成特殊的保護(hù)。

　　對(duì)于木窗而言，表面處理與涂裝還具有另一層含義，即賦予產(chǎn)品豐富的表面持久的顏色、光澤與質(zhì)感，提高了門窗作為建筑室內(nèi)外裝飾元素的特殊價(jià)值。

　　三、木窗涂裝材料與其它基材的涂裝材料相類似，用于木材的涂料大體分為油性（溶劑型）和水性（水基）涂料。如今，水性涂料在漆膜彈性、光潔度、耐水性和附著力等方面，已經(jīng)與傳統(tǒng)的油性涂料不相上下，再加上水性漆在環(huán)境保護(hù)與勞動(dòng)保護(hù)方面的雙重優(yōu)勢(shì)，水性漆已成為木窗行業(yè)的主導(dǎo)技術(shù)趨勢(shì)。

　　從涂料主要組分即成膜物質(zhì)來看，以丙烯酸樹脂為主材的水性涂料占據(jù)了木窗行業(yè)的主體地位。

　　四、從原材料到成品窗從處于自然生長狀態(tài)的樹木，到安裝在建筑物上的成品窗，木材經(jīng)歷了十分復(fù)雜的工藝過程。在示意圖中，我們以木材表面處理為主線簡(jiǎn)述了這一過程。

　　在集成材的生產(chǎn)、木型材的加工過程中，木材內(nèi)部及表面也經(jīng)歷了一系列的保護(hù)和預(yù)處理，為進(jìn)一步的表面處理和涂裝打下了良好的基礎(chǔ)。

　　下一步對(duì)木材表面進(jìn)行浸漬與底涂，干燥后進(jìn)一步打磨修補(bǔ)。

　　接下來進(jìn)行一道或多道人工或自動(dòng)涂裝，此時(shí)需要對(duì)噴涂區(qū)域進(jìn)行加濕處理，過度噴涂的漆料可以進(jìn)行回收再利用，在經(jīng)過自然或強(qiáng)制干燥工序后，在窗表面形成穩(wěn)定堅(jiān)固的的漆膜。

　　經(jīng)過恰當(dāng)表面處理的木窗，能夠持久地保持木材優(yōu)雅的外觀和杰出的性能。

　　五、木材涂裝前的加工處理在進(jìn)入正式的涂裝工序之前，需要對(duì)木材表面進(jìn)行下列加工和預(yù)處理：

　　去皮：將木料在橡膠輸送帶上向前推進(jìn)，通過固定的刀刃。在去皮過程中幾乎不產(chǎn)生木纖維或毛刺，中間打磨因而非常容易。處理效率比較低，刀具使用壽命短，因而成本較高。

　　刨平：是一個(gè)旋轉(zhuǎn)切削過程，刀具切入與離開之間會(huì)在木材表面產(chǎn)生刨痕。刀具的使用壽命取決于切削速度、切削類型（順切或反切）、切削厚度以及卡具的直徑。刨平效率很高，但由于不精確的張緊會(huì)導(dǎo)致明顯的刨痕。明顯的纖維取向和刨痕，加大了中間打磨的工作量。

　　液壓刨平：是對(duì)上述刨平工藝的改進(jìn)，卡具通過液壓方式在軸上保持對(duì)中，明顯提高加工精度，無規(guī)運(yùn)動(dòng)及刨痕幾乎消除。所有的刀都參與切削，因?yàn)樗�有的刀具都被縮至相同的長度。當(dāng)?shù)毒咦冣g時(shí)，表面擠壓效應(yīng)明顯，使用鋒利的刀具才能降低中間打磨工作量。

　　打磨：需要使用鋒利的砂紙（不低于120目）打掉木材表面的毛刺。有不同的機(jī)器可供選用，如粗磨和精磨。使用不合適的或鈍的砂紙，或者壓緊力過大，會(huì)導(dǎo)致打磨效果不好。采用精磨甚至于可以省卻后續(xù)的中間打磨工序。

　　經(jīng)過上述預(yù)處理后，在理想的狀態(tài)下，木材表面應(yīng)呈現(xiàn)下列形態(tài)：

　　六、浸漬和底涂浸漬與底涂實(shí)際上是兩個(gè)過程，但在很多情況下沒有被區(qū)分。

　　配方合理的浸漬料中含有分子量較低的聚合物樹脂，能夠深入滲透至木材毛孔中，形成“錨固”效應(yīng)，顯著提高表面附著力。浸漬料中含有的防腐劑成分，能夠有效保護(hù)木材，防止色變，徹底封閉木材表面。這一工序?qū)τ诜乐拱咨�涂層變黃以及消除某些樹種較大的天然色差尤其重要。

　　此外，較低分子量的聚合物樹脂能夠?qū)⒛静拿�刺固定，打磨時(shí)直立的毛刺能夠被完全打掉，結(jié)果是表面變得更加光滑流暢。

　　而在普通配方的底漆中，單個(gè)的木材毛刺被大分子丙烯酸樹脂包裹，在打磨過程中可能發(fā)生移動(dòng)，之后毛刺無法被完全打掉，而僅僅被壓平。結(jié)果：需要越來越多的砂紙進(jìn)行打磨，表面粗糙。

　　浸涂可以針對(duì)單根的木料，也可以針對(duì)已經(jīng)組框的窗體。針對(duì)單個(gè)部件的浸涂，可以有效提高榫頭和榫槽部位的防霉菌和防霉變性能，也是對(duì)橫斷木料的附加保護(hù)。

　　浸漬與底涂可以采用傳統(tǒng)的浸涂方式，也可以采用改進(jìn)的淋涂方式。淋涂類似于噴涂，只是在較低的壓力下工作，而且噴嘴的直徑較大。淋涂是一種連續(xù)的涂裝，需要配置的漆料收集與回收系統(tǒng)。

　　浸漬與底涂層經(jīng)過充分的自然或強(qiáng)制干燥后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑俅蚰ズ托扪a(bǔ)，進(jìn)入中間涂層和面涂工序。

　　七、中間涂層與面涂噴涂過程分為人工和自動(dòng)涂裝。

　　人工噴涂可以采用傳統(tǒng)的杯槍，或者采用高壓無氣噴槍。與通常的空氣霧化相反，在無氣霧化過程中，物料僅僅通過物料本身的壓力，而不借助空氣實(shí)現(xiàn)霧化。通過一臺(tái)電動(dòng)、氣動(dòng)或汽油泵給物料加壓，并將一定數(shù)量的物料在250 bar的壓力下擠壓通過噴頭。在那里物料被分散呈噴射料流。

　　一種改進(jìn)的高壓無氣噴涂，是借助空氣輔助霧化。物料在柱塞泵或薄膜泵的作用下在較低的壓力下 （30 - 120 bar） 擠壓通過噴頭，同時(shí)借助壓縮空氣 （0.5 - 2.5 bar） 的輔助作用完成霧化過程。圍繞在噴頭四周的空氣入口，將噴射物料包裹住。這是一種新開發(fā)的噴涂技術(shù)，結(jié)合了傳統(tǒng)的空氣霧化噴涂技術(shù)和無空氣噴涂技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。在空氣輔助無氣噴涂工藝中，輔助空氣在物料噴出之前沿噴嘴頭部的錐面供給到噴射料流周圍。這確保噴射料流的穩(wěn)定，以及非常均勻的涂裝。

　　越來越多的企業(yè)采用自動(dòng)涂裝。與粉末噴涂相類似，水性漆的涂裝也可以采用靜電方式，即通過噴嘴與工件表面之間的電位差，使噴射料流指向并吸附在工件表面。

　　最為理想的噴涂是通過智能化機(jī)械手來進(jìn)行操作，掃描裝置能夠準(zhǔn)確地感知工件的位置、形狀與面積，智能化機(jī)械手根據(jù)采集的信號(hào)有選擇地、有目標(biāo)地將漆料噴涂至工件表面。

　　一種比較經(jīng)濟(jì)的解決方案是所謂的動(dòng)態(tài)噴涂 （Dynflow）。不管工件的具體尺寸與位置，只要有工件懸掛通過，移動(dòng)式噴涂裝置就自動(dòng)在一定的區(qū)域內(nèi)按預(yù)設(shè)的方式向工件噴射料流，過剩的物料即時(shí)收集回收。

　　八、噴涂區(qū)域加濕對(duì)于水性漆，要防止漆膜表面干燥過快，阻礙水分進(jìn)一步向外遷移蒸發(fā)，必須對(duì)噴涂區(qū)域進(jìn)行加濕處理，維持恒溫恒濕的環(huán)境。

　　簡(jiǎn)單的加濕方法是定期向地面灑水。也有很多專用的設(shè)備，將水分散成極小的顆粒，產(chǎn)生水霧而不會(huì)在空氣中冷凝成液滴。

　　九、漆膜的干燥漆膜的干燥工序往往成為木窗企業(yè)提高產(chǎn)能的瓶頸。從干燥原理上分為空氣循環(huán)干燥、除濕干燥和照射干燥。

　　傳統(tǒng)的自然干燥，將工件懸掛緩慢通過干燥區(qū)域，利用工件表面與空氣中的濕度差實(shí)現(xiàn)水分子的遷移和蒸發(fā)，不飽和空氣在流動(dòng)中將潮氣帶走。干燥過程受氣候條件影響很大，干燥效率較低，需要很大的干燥區(qū)域。

　　采用熱空氣干燥。懸掛的工件通過密閉的烘道，經(jīng)過加熱且相對(duì)濕度較低的熱空氣從另一端進(jìn)入烘道，吸收工件表面的水分，隨著空氣中濕度的增加，溫度也隨之降低�？諝庵匦卤患訜�，相對(duì)濕度降低，再次循環(huán)進(jìn)入烘道。漆膜干燥過程顯著縮短。

　　除濕干燥又稱為冷干燥，是在相對(duì)較低的工作溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行的加速干燥工藝。干燥過程也是在封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的�？諝庠谥评溥^程中水分冷凝出來，絕對(duì)濕度降低，經(jīng)過加熱（30 - 40 °C）后，相對(duì)濕度降低，進(jìn)入干燥通道，吸收工件表面的水分，空氣趨于飽和，溫度降低，再次通過制冷過程除濕后，重新加熱，如此循環(huán)。由于在較低溫度區(qū)間內(nèi)工作，漆膜得到很好的保護(hù)，涂料中的有效成分不會(huì)因高溫而揮發(fā)或分解。

　　照射干燥是通過特定頻率微波或紅外線的照射，激發(fā)漆膜及基材表面水分子的震蕩，分子之間發(fā)生摩擦，使溫度升高，達(dá)到水分的遷移和蒸發(fā)。照射干燥能夠?qū)⒏稍飼r(shí)間縮短至10分鐘以內(nèi)。有時(shí)也輔助紫外線的照射，使干燥的漆膜在短時(shí)間內(nèi)完全固化。照射干燥顯著提高了干燥效率，但設(shè)備投資成本相對(duì)較高。

　　十、漆料的回收由于在噴涂過程中不可避免地會(huì)噴出過量的漆料，如能有效地將過量漆料回收再利用，將顯著降低木窗制作的綜合成本。

　　在德國廣泛采用冷卻回收墻。表面為特氟隆不粘涂層，內(nèi)置與壓縮機(jī)相連的冷卻管道，通過與空氣濕度的聯(lián)動(dòng)控制，使回收墻表面始終處于恒定的露點(diǎn)溫度。過量噴涂的漆霧因而能夠冷凝成漆料得到有效回收。經(jīng)測(cè)算，采用回收裝置后，可以節(jié)省大約30-40%的漆料。

　　十一、結(jié)論水性漆能夠給與木窗表面有效的保護(hù)，并賦予持久的色彩、光澤與質(zhì)感。在水性漆涂裝之前，需要對(duì)木材表面進(jìn)行必要的加工和預(yù)處理。通過浸漬、底涂、中間涂層和面涂，形成完整的漆膜保護(hù)體系�？梢圆捎靡幌盗腥斯ず妥詣�(dòng)工藝進(jìn)行木材的表面涂裝，在此過程中需要對(duì)噴涂區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訚裉幚�。干燥工序的效率影響了門窗制作的周期，需要根據(jù)產(chǎn)能與投資預(yù)算選擇合適的干燥工藝。若在噴涂過程中對(duì)漆料進(jìn)行回收再利用，可以顯著降低門窗制作綜合成本。

　　十二、感謝本文涉及的很多資料、數(shù)據(jù)和圖片是由德國阿克蘇-諾貝爾集團(tuán) （Akzo Nobel） 旗下木器漆著名品牌鸚鵡漆 （Glasurit） 提供，在此表示感謝！