作者：Robert Cox, 半退休的咨询师及作家，前总裁兼CEO, The Gilbert Spruance Co,宾夕法尼亚州费城; Spruance Southern Inc., 北卡拉罗纳州温斯顿塞勒姆镇
在一个有着87年木材涂饰材料制造和供应经验的家族企业，三代人都听过这样一句话“木器漆是艺术与科学的结合。集时尚与耐久性于一体的木器漆就如 ‘包膜’一般包裹、保护并美化了木材”。Spruance公司在费城和北卡拉罗纳州的温斯顿塞勒姆设有生产基地，并在弗吉尼亚州的巴西特（Bassett）设有色彩设计工作室。Spruance公司向制造商提供的木材涂饰材料产品多达250多种，采购额高达一百万美金，最高销售额1000万美金。
木器涂料供应商为木质家具、厨房、办公家具及多功能橱柜制造商制配、生产木器涂料产品及服务。这些木器涂料供应商利用其专业技术知识及服务经验，帮助培训这些家具生产企业如何涂布并控制这些木器涂料的涂装质量。
木器涂层是家具或橱柜制造的最后工序之一，是零散木板在外观上的第一展示。木器涂层担负着决定家具和橱柜外观和视觉效果的使命，能够激发消费者在视觉和感官上的情感反馈：物件是否具有吸引力。如果足够吸睛，下一步，顾客就会去感受或摩挲漆面。如果这件家具看起来、摸起来都不错，那就产生了一种信号，“把我带回家。”家具或橱柜上令人愉悦的效果可以很大程度上抵消设计的平庸。相反，平庸的表面效果则会拉低经过精心设计且组装的家具或橱柜本该具有的价值。
涂层将会强化木材的美感或者掩盖基材的缺陷。它可以“充分发挥”木材的原始美感。涂层可以是半透明的，赋予工件一种 “流木”的外观和感受，或者整个工件被涂布后，较少地呈现或完全看不出木材纹理。
木器涂层可以传达某一历史时期或者某个地理区域的声音。樱桃木、橡木、桃花芯木及枫木的深棕色饰面描述了英国、法国和德国曾经法庭时代正规而肃穆的氛围；而浅棕色饰面则突显着地中海或西班牙厚重而华丽的设计风格。深黑松木饰面让传统样式的家具和橱柜则有了更为深邃的外观。更明快的表面效果则代表了开阔且富高级感的乡村风情。
在家具和橱柜整体制作的相关工序中，高达90%的费用都耗费在“无尘室”，只有10%的费用是用于木器涂饰及其组件。“无尘室”费用是指那些属于家具或橱柜组装工序而产生的费用。它们包括锯切、刨平、胶合、砂光及人工成本—使工件适于涂装。这是“第一阶段”的费用。涂装和组件费用与涂装工序相关，包括物料、喷涂、人工、抹布、摩擦及抛光。这些视作“第二阶段”费用。
全球各个厂家木器涂装室的空间分配就反映了这种比率。饰面涂装虽占据总成本的最小比例，但却极大程度上决定了家具的吸睛程度。因此，木器漆的设计、配方及相关服务需要引起高度重视。
对时尚和耐久性的双重考量影响着木器涂料及其涂装工艺的发展。为了降低问题发生的概率，一家公司及其涂料供应商必须综合考量设计、质量、操作执行、时效以及涂装成本。
到底是哪个部门来决定木器涂料及其涂装工艺？市场部、生产部、工程部、设计部还是木器涂料供应商？涂装的战略计划必须基于横向的沟通，且所有相关方需达成一致意见。只有这样，才能达成理想的结果—帮助企业实现更高盈利。
我建议由专人或特别小组，在公司不同部门和涂料供应商之间协调涂料涂装事宜。该协调人或特别小组需要清楚在涂装方面企业需要达成的市场性目标，不应受迫于日常生产方面的压力。如果涂料供应商和生产厂商在评估产品性能以及在木器漆涂装工艺服务供应理念上能够达成一致，这是最理想的状态。
涂料供应商必须帮助涂料应用厂家消除有关涂料的一些秘密。所有的产品及工艺从整体到细节都需要解释清楚。我们从基材往上开始构筑木器涂层，而不仅仅是从最后一道涂料（通常称之为“面漆”）。在我45年的从业经历中，Spruance公司定义并聚焦于木器涂料的四个不可分割的层面：产品、操作、环保法规和质量控制。
木器涂料对木质基材具有美化和防护功用。美化作用来自于最初涂布的着色剂和格丽斯，它们被随后的各种透明载体涂料、底漆和面漆封闭，以强化美感和保护木材，接着再涂布最后一道更坚韧的面漆来提升保护性和美感。
木器涂料的基础是基于化学的分支学科——有机化学。有机化学包含对有机化合物的研究及对各种各样含有碳原子物质的研究。
在有机化学中，一个碳原子可以和其他的碳原子键合—最多4个碳原子，产生大量化学键的集合。木器涂料具有两种类型：（1）一种在木材或基材上形成涂膜或漆膜，及（2）一种涂料渗透进入木材或基材。木器涂料配方通过悬浮作用、乳化作用和溶解作用将无机和有机物质结合在一起。这些无机物质，例如颜料和填充剂，来自于自然界或人工合成。
要开始为特定的一个客户开发一款木器涂料，就必须向实验室填写关于该客户产品线的总用量。还必须严格地给出生产线的长度和时间，以及哪里有加速涂膜干燥的烘箱（如果有的话）。漆膜必须从基材就开始干燥。这也是涂料产品、操作、环境及质控的相互依存之处，并融合为一个相互协作的流程。
木器漆产品的配方由客户的需求决定：客户需要哪种类型的保护性能，客户的生产装备是如何排布的，木器涂料涂装的间隔时间，干燥时间和空气补充系统。接着，理想的涂层通过在备选的供应商中选择合适的产品进行配方组合，从基材开始，一步步地搭建起目标涂层系统。
木器漆的色彩基于染料和颜料。染料色彩是溶解在液体中的色粉。一旦这些色粉溶解在水或者有机溶剂如酒精中，我们就使用机器将其喷涂在基材上，然后染料被木材吸收。染料色可以赋予漆层鲜艳的色彩效果。
以下是描述色彩的术语。
透明色是指一种非常浅，完全清澈的色调，无论是“暖色（红）”或者“冷色（绿色）”。透明色彩提升了木材的真实美感。这种透明色的反射率极高。
半透明色赋予木材清澈度和层次感。半透明色更多的强调覆盖在木材上，给予基材更多的遮盖性。而配套的漆层仍然是浅色的，色彩的变化更加轮廓分明，对木质基材的提升较少。
半遮盖色常常是以白色为基调，由更高颜料含量的产品组成。其配方的目的就是部分遮盖木材。半遮盖色具有浮木外观，例如白中带红、蓝、绿、黄或者组合的色调。这种着色剂在涂布后，用抹布强力抹去，从而显现出木材纹理的轮廓（木孔）。
遮盖色是色彩范围的“终点”。色彩被完全涂布到木材上或者只“留下木纹的触感”。遮盖性涂层是按照多步骤喷涂的。关于遮盖性涂层的例子就是白色橱柜，或者一个黑色或红色的工件。
颜料
颜料着色剂在配方中更重更浓厚。颜料可以是无机的（来源于地球）或者有机的（人工合成的）。两种类型的颜料都是悬浮在溶剂或者水中；它们可以提升木材的纹孔并赋予木材最大的色彩轮廓。颜料着色剂可以通过喷涂、浸涂或者擦涂来施工，控制着家具或橱柜外观的主体效果。
树脂
树脂是在溶剂或水蒸发后留在家具或橱柜上的透明木材清漆的固体有机成分。这些固体有机成分留在基板上，作为表面处理的保护层。它们形成了木器涂层的“基料”。硝基清漆、醇酸-脲醛转化涂层、聚氨酯和聚酯，这一系列树脂在应用于配方中后，开始加以命名。透明漆、烷基–尿素转换漆、聚氨酯漆和聚酯漆以它们的配方中使用的树脂族命名。
溶剂
溶剂使木器漆可以涂布到基材上，它是让漆料经由喷枪从存储容器到达家具或橱柜的媒介。溶剂让木器涂料产品可以进行“湿”涂布，接着，利用空气的流动和加热而闪蒸出去。溶剂将固态的木器漆组分（如颜料、树脂和助剂）溶解达到可以施工的黏度，在操作区域内，在理想的干燥环境下挥发。大部分的溶剂都来源于石化原油，和汽油的生产制造方式类似。
助剂
用于木器涂料的助剂用量非常小。用于木器漆涂装的助剂主要有：增塑剂（使涂层在木材呼吸时进行移动）、催干剂、增滑剂和紫外线吸收剂。
对于木器涂料产品的选择，根据希望得到的色彩开发效果，耐久性（耐光性、耐化学性、机械抗性及耐热性等），成本和对于污染的考虑而不断变化。
我在Spruance任职期间，大多数的家具制造商（约75%）会偏好使用硝基纤维素木器漆产品。硝基漆通过溶剂的干燥和木器漆内的化学反应来干燥。由于硝基漆在遇到溶剂后可以重新软化，和其他木器漆产品比较，硝基漆更容易洗掉并重新返工。硝基木器漆产品遇到高温也容易重新软化，而在冷却后则变硬。这种“热塑性”涂层具有很高程度的可塑性。
木器着色涂料在一定程度上比较灵活。它们可以是较软的或者更硬的，可以通过干燥条件的变化及基材润湿的变化而加以调整。在配方阶段既可以通过添加颜料来强化色彩，也可以通过添加溶剂来冲稀色彩。任何产品的变化都必须进行检测，以确定这种变化是暂时性的调节，还是永久性的调整。许多家具生产商认为，如果他们必须在生产时，由于日常的变化而频繁调整，那么这种木器漆产品就“太敏感”了。不幸的是，完美的产品是不存在的，也不是固定的，突破界限的解决方案往往会拉低质量。
以下讨论描述了下述产品的历史概况：
在木质家具的多步骤涂装流程中通常会使用的产品；
用于涂布厨房橱柜和办公室家具的涂料产品；
特种木器漆；和
水性涂料产品。
多步骤木器家具涂料
在我的从业经历中，传统的木质家具涂装操作包括多达12道甚至更多的工序步骤，这包括七至八道着色工序，四至五道清漆涂装工序。
厨房橱柜及办公家具涂料
大部分的厨房橱柜生产商和办公家具生产商都使用传统涂料。这些涂层比热塑性涂层（硝基涂料）更强韧。这种涂料是基于醇酸树脂和脲醛树脂之间的化学交联。在涂料中添加催化剂，当涂层遇到热量时，涂料开始进行化学交联。这种涂层被称为“热固性”木器涂料。这种热固性涂料更稳定，不会发生“二次软化”问题（化学术语，称为不溶和不熔的）。着色工序一般来说，每次有一到两道。
厨房用具制造商协会（KCMA）已经推出了针对传统厨房家具涂料的严苛的测试方法。当这些家具接触到家用化学品和洗涤剂时，家具涂料必须符合标准。另外，这些家具涂料必须耐刮擦和耐擦拭。要通过KCMA的标准，厨房家具涂料必须可以抵抗一般的家用洗涤剂和调味品如芥末、醋等。这些涂层经过KCMA的严格检测，就可以贴上“KCMA许可”的涂料标签了。
而优良硬木协会（FHA）对木器涂料的要求则更为严格。要达到3*的优良硬木等级（只有Formica比3*更硬更强韧），这种转化涂层需要经过物理和化学的测试，包括闪焰和防火性能的测试。
特种木器涂料
以下列出的是广泛应用于西欧、日本和加拿大的木器涂料产品。特殊情况下，它们也会用在美国和亚洲区域。这些木器漆必须在严格控制、资金密集型的环境中使用，最出流行于海外的精加工线。上世纪80年代，欧洲是最初的木器漆主流趋势引领者。
聚氨酯底漆和面漆—聚氨酯系列的树脂以其强韧性和优异的耐刮擦及防水性而著称。它们具有优异的耐久性，还具有良好的外观和触感。其固含量通常在24-27%范围内。聚氨酯树脂对湿气和高湿度环境比较敏感。当其暴露在湿气和高湿环境下时，聚氨酯树脂会发白，并在基材或在其储存容器内硬化。聚氨酯木器漆需要添加催化剂以进行交联和获取稳定的固化（这种固化必须是彻底和均匀的）。聚氨酯木器漆最好使用一种双组份喷枪进行喷涂涂装。第一组分喷涂完成后，第二组份与催化剂在喷枪的顶端处混合。这种涂料的流动性不像硝基漆那么好，更坚韧，不那么容易修补。一旦完全固化，聚氨酯漆膜不可能被洗掉。
聚酯类—对于那些希望使用最高固含量，降低和消除环境污染的需求，聚酯类木器漆是最优选择。其固含量可以高达100%（无论是重量百分比还是体积百分比）。由于具有极高的固含量，所以聚酯木器漆在用于装饰性的家具和橱柜涂装时，操作灵活性较差，也很难被修复。聚酯木器漆最好被应用于平面线、紫外光固化（UV）辊涂系统或者用于平面涂装的双组份喷涂操作。
聚酯/聚氨酯类“光面”木器漆研发于欧洲。20世纪80年代，这种亮光涂层系统开始在北美地区流行。随着家具行业面临来自海外的激烈竞争，行业变得愈发趋于市场导向型，被迫采用，至少部分开始采用这种“欧式亮光面”。
对于家具生产商来说，从之前主流的硝基漆产品系统，改换成高技术的聚酯和聚氨酯涂料系统，是非常困难的且具有很大的成本风险。在欧洲，这些特种木器漆的涂装流程的操作环境是密封的 “无尘室”，且需持续的资金投入。涂装方式科学、新潮，且需严格的操作控制。
这种高技术、洁净室内的聚酯/聚氨酯工艺对于许多一直使用更宽容、更容易使用的硝基木器漆产品的美国家具制造商来说，是一场巨大的“文化冲击”。硝基漆产品的缺陷可以被冲洗掉并很容易修复。这点并不适用于聚酯漆/聚氨酯漆，聚酯/聚氨酯漆很难被修补。流程中的错误要求生产商必须重新开始。桌子和家具的边角在漆膜干燥之前发生的“凸起”问题，是聚酯/聚氨酯涂料使用时的主要质量问题，也会产生额外的费用。
聚氨酯涂料和聚酯涂料对于气候和大气变化很敏感。它们的干燥时间很长。如果在“无尘室”之外的环境下，这种漆面很容易沾染上污垢、线头和灰尘。
水性涂料系统
伴随对如何减少木器漆涂装过程造成的空气污染的高度重视，水性涂料产品被推广开来。从自上世纪70年代水性涂料推入市场以来，它们的整体性能有所改善（显示出一些“灰色”的光洁度），但产品仍需要特殊处理。和传统的油性木器漆产品相比，这些水性涂料在涂装、干燥和储存方面有不同的要求。水性涂料需要使用不锈钢设备，在储存时，还需要进行一定的温度控制，以防止寒冷气候下的结冰问题。
水性涂料相对于溶剂型涂料有几个优势，包括具有比溶剂型产品更低的气味和更低火灾风险，和其他绿色技术产品（如UV固化涂料）相比，资金投入更低，符合绝大多数的法规和认证要求，更低的VOC释放量，不易黄变，对人类健康和安全的危害性更小。当然，水性涂料仍然面临着一些挑战，如木刺的凸起，干燥时间更久，干燥用时会随湿度的变化而变化等等。直到20世纪50年代，酒精代替水作为首选溶剂，酒精不会像水性着色剂那样让木刺凸起那么多。
水性丙烯酸涂料是可以应用于家具、板材、装饰柜、楼梯件、窗框、窗户、百叶窗和门的低VOC涂料。大多数的水性丙烯酸涂料具有优良的漆膜清透性和耐黄变性能。但如果丙烯酸没有交联的话，其耐久性、耐溶剂性和耐热性较差。如果选择了自交联的丙烯酸涂料，其耐久性优良，耐磨性、耐溶剂性和耐污性也会大大提高。耐水汽和耐酒精性能也会明显提升。
水性聚氨酯涂料可以是单组份，也可以是双组份系统。其化学、和机械抗性，以及耐热性均明显优于水性丙烯酸涂料系统。其耐磨性、耐溶剂性和耐污性及基本耐化学性也相对优秀。其漆膜可以完美抵御湿气。正是由于这些原因，水性聚氨酯涂料业可以用作木地板涂料。水性丙烯酸-聚氨酯涂料已经有售。其性能介于丙烯酸涂料和聚氨酯涂料之间。
木器涂料系统的备选项及选择
对于木器涂料系统的选择取决于需要的质量水平、时尚性、漆膜的耐久性等因素。替代涂料方案必须基于生产商的现有资源。表1总结了不同木器涂料系统的性能，以0-10为界限，0级代表最差，10级代表最优。需要考虑的性能包括：
强韧性（强度）：涂层可以吸收常用家庭危害品，如水、弱酸、弱碱如氨水的危害的能力。
耐刮擦性能：涂层抵抗锐物刮擦或者涂层表面耐磨性能。
耐压痕性：涂层在高温下防止变软或发粘的能力。这种测试针对的是涂层实干的能力。
附着：涂层在干燥之后可以强力粘附在木质基材上的能力。具有优异附着力的涂层将会极好地封闭木材，从而防止水汽、家用弱洗涤剂、弱酸等物质的渗入，防止这些物质渗入木质基材。
透明性：指的是漆膜的外观，从雾蒙蒙到全清透。
保色性：涂层在暴露在紫外光和热量的环境下，抵御褪色的能力。
喷涂性：指喷涂操作的方便性及涂料维持良好流动性的能力。良好的流动性指的是涂料的黏度及其通过喷涂设备时的雾化能力，从而在工件表面流平的能力。
抛光性：指的是涂层被摩擦直至形成一个完全光亮且柔和的“高端”表面外观的能力。
成本/成膜量：基于涂料每次涂布在板面留下的有效固含量的涂料成本。固含量越高，工件上留下的膜厚越多，漆膜越好。
漆膜完整性/保持性：指随时间变化，漆膜抵抗大量收缩的能力。所有的木器涂层随各种木质基材的收缩都会发生变化，但越少发生皱缩会使漆膜完整性保留的时间越长，从而保持住整体漆膜外观和触感。
大气敏感性：指的是涂料可以在不同的气候条件下施工的能力，例如热、冷和湿度。
架桥能力：指涂料在工件表面铺平的能力。
防鼓包性：指涂料在施工时，不会在漆膜表面下阻止溶剂溢出，形成起泡和鼓包的能力。
修补性：修补的难易程度，或者当基材在涂装过程中损坏，对涂层进行返工的能力。
VOC/污染削减：指的是涂料中的溶剂（挥发性化合物）VOCs，和任何其他导致污染的化合物的降低。
木器涂料的施涂
施涂是指木器涂料产品的应用。在这个阶段，木器涂料供应商和生产商之间的沟通显得尤为重要。
木器涂料供应商给予生产商服务的其中一部分，就是向生产商提供产品和涂装操作流程，以尽可能地提升效率、质量及降低污染。涂布时用到的所有喷枪、喷漆柜和干燥时间都必须详细记录下来。另外，还需记录木器漆涂装人员，包括熟练工和生手。有些涂装线的运行速度明显比其他工厂快。一些涂装线包括超过30道木器涂装步骤，其他的涂装线则低于5道工序（主要是橱柜木器漆）。
木器涂料涂装应用的硬件设施
大部分木器涂料的重型操作区域都是使用机械喷枪在喷漆柜进行。电眼、机器涂装等硬件设施的设置，对于木器涂料的涂装操作是非常重要的。以下是一些备选的硬件设备及其设置：
成本的测定
根据我的经验，木器涂料产品成本测定的方法经常被人曲解。人们过去经常使用重量固含量来计算每道木器涂料应用时的污染物释放量（VOCs/HAPs）。每种涂料都有一个体积百分比固含量，它常常用于表征木器清漆涂装时的真实涂布量。
作为一个“经验法则”，在我那个年代大多数木器涂料的重量固含量高达50%，而体积固含量则达到约80%。当这个固含量比率变得更高，达到100%时，重量百分比固含和体积百分比固化就一样了。一个在重量百分比固含量和体积百分比固含量为100%的范例就是聚酯面漆。
传输效率（TE）衡量的是喷涂设备将木器涂料传递到木质基材的程度。硬件设施的传输效率（TE）越高，涂料的体积百分比固含越高，就有更多平方英尺的基材被涂覆，相应地，就会有更少的污染排放。
在木器涂料操作流程中，作为与环境相互依赖的一部分，涂料供应商会向生产商提供物料安全数据表（法律要求的MSDS）。MSDS会向生产商给出使用的每种涂料产品每加仑的重量百分比和体积百分比固含量。MSDS也会记录每种木器涂料产品如何被安全的使用和废弃处理。
覆盖性
我们知道，一加仑100%体积固含和重量固含的木器涂料，传输效率为100%时，可以覆盖1,604英尺木质基材，用于大多数工厂的木器清漆要么是硝基漆（家具），要么是传统涂料（橱柜）。其体积百分比固含量范围在（8-32）%。建议的涂布工艺为3-4密耳的载体涂料、底漆、面漆组合，大概得到1干密耳漆膜。唯一的例外是低固含的载体涂料—它主要是为了封闭柔弱的着色涂层。即使涂布了3-4湿密耳，载体涂料不可能达到1干密耳的漆膜覆盖性。湿膜膜厚测试仪可以帮助测量，并确保涂布适当的漆膜厚度。它们帮助搭建从基材开始的涂层体系，并限制“过量喷涂导致的漆液反弹”，帮助控制由VOCs（挥发性有机物）和HAPs（有毒的空气污染物）带来的污染物排放。这是确保涂层质量的非常重要的一步。着色涂层则取决于涂层的时尚因素，应该进行喷湿涂布（Spruance的经验）。如果进行喷涂并抹去，或者使用了格丽斯着色剂，那么就应该按照最终所需要达到的外观，来决定抹去处理的等级。
本文的第二部分将会讨论木器涂料与施工环境，以及相关的质量控制。
