Wood Finishing

Wood or solid wood   ( ไม้จริง )  ในการเคลือบจะต้องอาศัยความรู้ในด้านต่างๆ

1. โครงสร้างของเนื้อไม้ ( Structure of wood )         
            -   ไม้จำพวกใบกว้าง  ( Hardwoods )  ซึ่งมีโครงสร้าง สลับซับซ้อนกว่าไม้จำพวกสน      
            -    ไม้จำพวกสน (Softwoods)

2.  สมบัติทางฟิสิกส์ของเนื้อไม้ ( Physical properties of wood )
            -   ความหนาแน่นของไม้ ( Wood density)
            -   ปริมาณความชื้น (Moisture content)
            -   สารแทรก (Extractives)

ผลกระทบที่เกิดขึ้นจากโครงสร้างของเนื้อไม้และคุณสมบัติทางฟิสิกส์บนผิวเคลือบแบ่งไม้ตามลักษณะโครงสร้างและการเปลี่ยนขนาดดังนี้

            1.  Coarse texture + high tangential movement
                        ( โครงสร้างเนื้อหยาบ + มีการเปลี่ยนด้านสัมผัสสูง )

            2.   Coarse texture + low dimensional change
                        ( โครงสร้างเนื้อหยาบ + มีการเปลี่ยนแปลงของขนาดต่ำ )

            3.   Fine texture + high tangential movement
                        ( โครงสร้างเนื้อละเอียด + มีการเปลี่ยนด้านสัมผัสสูง )

            4.   Fine texture + low dimensional change
                        ( โครงสร้างเนื้อละเอียด+ มีการเปลี่ยนแปลงของขนาดต่ำ )

ปัญหาของสารแทรก  ( Difficulties with extractives )

          -  ควิโนน ในไม้สักทำให้วัสดุเคลือบผิวแห้งช้า
          - โพลีฟีนอล ในไม้ที่มีสีอ่อนจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนทำให้สีของไม้คล้ำลง
          - ลิวโคแอนโทไซยานิน จะทำปฏิกิริยากับกรดในวัสดุเคลือบผิวทำให้ไม้มีสีแดง
          - กรดออกซาลิค ที่ใช้ในการทำให้สีของเนื้อไม้ดูดีขึ้นในตอนแรก หลังจากนั้นเนื้อไม้จะเปลี่ยนเป็นสีแดง

Finishing Materials   (วัสดุที่จะนำมาเคลือบผิว)
 สารอุดเสี้ยน  ( Fillers )

            1.  Paste filler   เป็นของเหนียวอาจจะใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย (Water based) หรือใช้น้ำมัน (Oil based)
                  -  Water  based   ใช้ง่าย แห้งเร็ว และไม่เป็นพิษ แต่จะหดตัวเมื่อแข็ง
                  -  Oil  based    แห้งช้า ก่อนจะใช้ต้องทำให้เจือจางลง ปริมาณที่ใช้ขึ้นอยู่กับขนาดของร่องเสี้ยน ไม้มีร่องเสี้ยนที่ใหญ่จะใช้สารอุดเสี้ยนที่เหนียวกว่าร่องเสี้ยนที่เล็ก เพื่อให้ได้สีของเนื้อไม้ที่สม่ำเสมอหลังจากใช้สารอุดเสี้ยนใช้ผงขัดของไม้ชนิดเดียวกันผสมลงในสารอุดเสี้ยน

            2.  Liquid filler   เป็นของเหลว เหมาะในการอุดเสี้ยนที่มีร่องเสี้ยนขนาดเล็ก (Closed grain timber ) ที่รู้จักกันดีคือเชลแล็กเป็นทั้งวัสดุเคลือบผิวและสารอุดเสี้ยน เชลแล็กสีส้มที่ได้จากธรรมชาติและสีขาวที่ได้จากการฟอกเชลแล็กสีส้ม  เวลาใช้จะละลายใน เมทิลแอลกอฮอล์ ในอัตราส่วนเชลแล็ก 1 กก.ต่อ เมทิลแอลกอฮอล์ 2 แกลลอน

สีย้อม ( Stains )

1)    สีย้อมที่ละลายได้ในน้ำ    ( Water Stain )
        เป็นกลุ่ม Aniline ราคาถูกสีไม่ซีด ซึมได้ลึกมาก ใช้ง่ายให้สีที่ค่อนข้างสะอาด ความเข้มควบคุมง่ายเพียงเติมน้ำลงไป    มีข้อเสียคือทำให้เสี้ยนของไม้กระดกหรือพองตัว (Raised grain)  แต่สามารถแก้ได้โดยขัดด้วยกระดาษทราย    หรือก่อนที่จะย้อมสีให้ใช้ฟองน้ำชุบน้ำแล้วทาไม้ให้เสี้ยนกระดกขึ้นมาแล้วใช้กระดาษทรายขัดออก ในการทำให้ต้องใช้เวลาไม่น้อยกว่า 12 ชั่วโมง แต่ถ้าใช้ความร้อนช่วยจะใช้เวลา 2 - 4 ชั่วโมง
 

2)    สีย้อมที่ละลายในน้ำมันชนิดเบา   ( Penetrating Oil Stains )
       ตัวทำละลายที่ใช้กับสีย้อมชนิดนี้คือน้ำมันชนิดเบา เช่น Benzolene   Naphtha   Turpentine (น้ำมันสน)   Petrol มีอัตราการซึมดี แต่จะลึกมากกว่าในไม้ที่มีเนื้ออ่อน ทำให้สีย้อมไม่สม่ำเสมอ และมีลักษณะเป็นจ้ำๆ สีชนิดนี้ใช้ง่ายและเสี้ยนไม่กระดก มีข้อเสียคือจะทำให้เกิดการปนเปื้อนในสารเคลือบชั้นถัดมา (Bleeding) เนื่องจากสีย้อมจะละลายในสารอุดเสี้ยน หรือละลายกับแลกเกอร์ที่ทาลงในชั้นถัดไป แต่อาจป้องกันโดยใช้เชลแล็กเจือจาง (เชลแล็ก 1 กก.ต่อ แอลกอฮอล์ 2 แกลลอน แล้วเติมแอลกอฮอล์อีก 6 เท่า) ทาลงไป สีชนิดนี้ใช้เวลาในการแห้งนาน 24 ชั่วโมง

3)   Pigment  Oil  Stains

      เป็นสีย้อมชนิดที่มีผงสีละลายอยู่ในน้ำมัน เป็นชนิดที่ใช้ผงสีแทนน้ำยาย้อม (Dyes)  เป็นสารละลายของผงสีที่ใช้ทาบ้านทั่วๆไป ซึ่งละลายในน้ำมัน Linseed   Turpentine  และ Naphtha  สีจะไม่ซีดและไม่ซึมเข้าหาชั้นที่มาทับต่อไป ให้สีที่ทึบ หรือได้ดีที่สุดแค่โปร่งแสง ความสวยงามของเสี้ยนจะลดลงไป แห้งช้าแต่ก็ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวทำละลาย
 

4)   Spirit  Stains
       ละลายในแอลกอฮอล์ โปร่งแสง สีสดใส สะอาด สีซีดเร็ว มักจะซึมเข้าหาชั้นที่พ่นทับลงไป แห้งเร็ว สามารถทาสีต่อหรือเคลือบผิวได้ในวันเดียวกัน เนื่องจากตัวทำละลายระเหยใช้เวลา 10 - 15 นาที ที่อุณหภูมิห้อง มักใช้กับงานภายใน งานพ่นเท่านั้นที่ใช้สีชนิดนี้ได้เนื่องจากแห้งเร็ว
 

5)   Wiping  Stains
      เป็นผงสีที่ละลายในน้ำมันมีความเข้มข้นสูง ให้สีหลังย้อมไม่ค่อยสะอาด โปร่งแสง ถ้าใช้ตัวทำละลายชนิดเดียวกับแลกเกอร์จะแห้งเร็ว สามารถให้สีเสมอได้โดยการเช็ด แต่ถ้าตัวทำละลายเป็นโพลียูรีเทนจะแห้งนานขึ้น เหมาะที่จะทาในที่ที่มีอากาศร้อน พื้นที่ผิวใหญ่ ซับซ้อน ปัจจุบันได้พัฒนาจนสีย้อมติดชิ้นงานได้ดีขึ้น หรือจับติดชนิดพันธะเป็นขั้ว ทำให้ซีดช้าลงและมีความทนทานต่อสารเคมี เช่น กรด ที่มีในสารเคลือบผิวหรือสีที่ใช้ย้อม และต้านทานต่อตัวทำละลาย

สารรองพื้น   ( Sealers )

เป็นชั้นเคลือบผิวระหว่างชั้นของสีย้อมและสารเคลือบผิวชั้นต่อๆไปและระหว่างสีย้อมกับสารอุดเสี้ยน เป็นสีรองพื้นหรือวัสดุรองพื้น ทำให้ขัดง่ายมีเนื้อสีมาก แห้งเร็ว ปกติจะทำการเคลือบสีย้อม และสารอุดเสี้ยนเพื่อป้องกันมิให้สีย้อม หรือตัวทำละลายที่มีอยู่ในสารอุดเสี้ยน มาปนเปื้อนกับสารเคลือบผิวในชั้นต่อๆไป

 

ชนิดของสารรองพื้น   ( Type of Sealers )

1)  เชลแล็ก  ( Shellac )
       ใช้เป็นวัสดุเคลือบผิว  สารอุดเสี้ยน และสารรอง ทำมาจากครั่ง เมื่อนำมาฟอกจะมีสีขาว มีความหยุ่นตัว ความต้านทานน้ำต่ำ ถ้าใช้ไปนานๆ จะเกิดรอยแยกที่ชั้นนี้ ปัจจุบันใช้น้อยลงเพราะมีสารตัวอื่นมาแทนที่

2)  Nitrocellulose Lacquer  ( NC Lacquer )
      มีสารยึดติด(Binder) คือ Nitrocellulose ใส่เพื่อให้มีสภาพพลาสติก เติม resin ชนิดอื่นๆเพื่อให้ได้เงาและการยึดติดที่ได้ตามต้องการ NC แห้งโดยการระเหยของตัวทำละลาย โดยไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น คือจะละลายได้อีกเมื่อถูกตัวทำละลาย มีสมบัติคือ
  -   มีความต้านทานต่อน้ำและแอลกอฮอล์ต่ำ ถ้าสัมผัสกับวัสดุบางชนิด ฟิล์มจะอ่อนตัวลงเนื่องจากสภาพการเป็นพลาสติคที่มีอยู่ในตัว
 -  ง่ายต่อการใช้ แห้งเร็ว ซ่อมง่ายเมื่อเกิดผิวกะเทาะ และสามารถทาซ้ำได้ง่าย

3)   Precatalysed Lacquer   ( Precats Lacquer , PC )
      ประกอบด้วยกาว (Resin) ตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไป เช่น Melamine   Alkyd   Urea   Nitrocellulose การพิจารณาชนิดของ resin ที่จะผสมขึ้นกับ

 -    ความต้านทานต่อความร้อนและน้ำ
 -    ระยะเวลาในการแห้ง
 -    ความยืดหยุ่นของฟิล์ม
 -    เนื้อของสี

        การแห้งของ PC เกิดจากการระเหยของตัวทำละลาย พร้อมกับปฏิกิริยาเคมี ระหว่างกรดกับสารยึดติดเกิดเป็น Cross-linked หรือ โครงสร้างขนาดใหญ่ (Polymerization) จะให้ฟิล์มที่ไม่ละลายในตัวทำละลาย ต้านทานต่อน้ำ ความร้อน และการขีดข่วนดีกว่า   NC

4)    แลกเกอร์ที่ใช้กรดเป็นตัวเร่ง    ( Acid Catalysed Lacquer , AC )
      เป็น resin ชนิด Alkyd ผสม Amino ยังมีการปรับปรุงคุณภาพโดยการเติม nitrocellulose เพื่อให้แห้งเร็วขึ้น เติมกรดเป็นตัวเร่งให้เกิด Cross-linked ดังนั้น Lacquer ชนิดนี้จึงประกอบด้วย 2 ส่วน มีปริมาณเนื้อ (Volume solid) สูง การแข็งตัวของฟิล์มเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยา Polymerization ฟิล์มที่ได้มีความต้านทานต่อ แอลกอฮอล์ ความร้อน น้ำ ดีกว่า Precat และ NC

5)    โพลียูรีเทน   ( Polyurethane , PU )
      เป็นวัสดุเคลือบผิวที่มี 2 ส่วนที่แตกต่างกันมารวมกันเหมือนกับ AC การเกิด Polymer จะเกิดทันที เมื่อสารยึดติดและสารเร่งแข็งผสมเข้าด้วยกันตามสัดส่วนที่กำหนด ต้านทานต่อสารเคมีได้สูง มีความยืดหยุ่นสูง ทนต่อการขัดถูได้ดี

6)   ผลิตภัณฑ์ของโพลีเอสเทอร์   ( Polyester Product , PE )
      ประกอบด้วยสารยึดติด Polyester ที่ไม่อิ่มตัวและประกอบด้วย Styrene monomer  แข็งตัวโดยการเติมสารเร่งแข็งลงไป มีเนื้อสีสูง จะได้ฟิล์มหนา แต่มีอายุหลังจากผสมค่อนข้างสั้นประมาณ 5 – 20 นาที อุปกรณ์พ่นต้องพิเศษ เนื่องจากแข็งตัวเร็ว ฟิล์มที่ได้มีความต้านทานดีมาก  บางชนิดจะดีกว่าหรือเท่ากับ PU

7)   สารเคลือบผิวที่มีความไวต่อแสง  ( Ultraviolet (UV) - Curable -  Coatings )
      เป็นการเติมสารที่มีความไวต่อแสงลงใน Resin ชนิดที่จับตัวกันโดยปฏิกิริยา Polymerization และการแผ่รังสี UV จะทำให้วัสดุเคลือบผิวเกิดการแข็งตัวเร็ว จึงเหมาะสำหรับผลิตชิ้นงานที่มีผิวหน้าเรียบ และต้องการกำลังผลิตสูง อย่างไรก็ตามก็มีหลายปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการใช้สารเคลือบชนิดนี้ โดยเฉพาะผงสีซึ่งดูดซับรังสี UV และความหนาของวัสดุเคลือบผิว ส่งผลทำให้การแผ่กระจายของรังสีไม่ถึงระดับที่ต้องการ ถ้าความหนาของวัสดุเคลือบหนาไป มีเนื้อสีค่อนข้างมาก มีเพียงส่วนผสมเดียว (One-pack) และอายุของการเก็บประมาณ 6 เดือนขึ้นกับอุณหภูมิ

 
วานิช  ( Varnish )

                เป็นวัสดุเคลือบผิวขั้นสุดท้ายเพื่อให้ได้ชั้นที่โปร่งแสง จะให้ผิวที่มีความคงทนดีมีความแข็งดี ใช้แปรงทาทำให้ผิวหน้าเรียบ และสามารถแห้งภายใน  24 – 48 ชั่วโมง ปัจจุบันถูกแทนโดย    แลกเกอร์สังเคราะห์ที่มีสมบัติตามต้องการ มีหลายชนิดให้เลือก Varnish ประกอบด้วย Copal gum ผสมกับ Linseed oil และ Turpentine เป็นตัวทำละลาย

                ชนิดของ Varnish    :  ปกติจะมีอยู่ 3 ชนิด แต่ละชนิดแยกเป็นหลายอย่างแล้วแต่วัตถุประสงค์ในการใช้ เช่น Oil Varnish   Spirit Varnish และ Japan Varnish ซึ่งมีชื่อเรียกแตกต่างกันไปตามสถานที่
 

แลกเกอร์  ( Lacquer )
                สำหรับ  Lacquer นี้จะคำนึงถึงผิวหน้าหลังจาก Lacquer นั้นแข็งตัว คือความเป็นมันวาว ความคงทน ความเรียบสม่ำเสมอ สำหรับเคลือบผิวที่มีความหนาน้อย ถ้าหนามากอาจจะทำให้เกิดการแตกที่ผิวหน้าที่เคลือบ ถ้าต้องการให้หนามากควรทาครั้งที่ 2 มากกว่าครั้งเดียว Lacquer อาจจำแนกโดยถือลักษณะการรวมตัวว่าสามารถกลับคืนสภาพเดิมได้หรือไม่ได้ ( Convertible , Non-convertible ) สำหรับชนิดที่กลับคืนสภาพเดิมได้ฟิล์มที่ได้เกิดจากการระเหยของตัวทำละลาย ได้แก่  NC , Shellac , Cellulose acetate butylate  และ Acrylics resin ที่ทำให้เกิดฟิล์มดังกล่าวเป็นพวก สารที่เปลี่ยนสภาพได้โดยความร้อน (Thermoplast) ซึ่งทนทานต่อความร้อนไม่ได้ มีความต้านทานต่อตัวทำละลายน้อย ดังนั้นกาวชนิดนี้สามารถแยกจากเนื้อไม้ได้เพียงใช้ตัวทำละลายดังกล่าวล้างออก

ชื่อ	ข้อดี	ข้อเสีย	ชนิด/สถานที่ของวัสดุที่ใช้
1.NC	-ง่ายต่อการใช้ -ทำความสะอาดง่าย -แห้งเร็วโดยการระเหยของตัวทำละลาย -ขัดง่าย  -ใช้ได้ทุกวิธีการเคลือบผิว -มีส่วนผสมเดียว อายุหลังผสมยาวขึ้น	-มักจะแตกที่ผิวง่าย -เมื่อใช้นานๆจะสีเหลือง -มีความต้านทานต่อตัวทำละลายต่ำ -ใช้สารอื่นทาซ้ำไม่ได้สามารถใช้ NC ได้เท่านั้น -มีความต้านทานต่อการขูดขีดต่ำมาก -อ่อนตัวเมื่อร้อน(Thermoplastic) -มีความต้านทานต่อน้ำและแอลกอฮอล์ต่ำ -ปริมาณเนื้อสีน้อย	-ห้องนอน -ห้องน้ำ -ห้องทั่วๆไป -ใช้ในการทำห้องใหม่ -เคลือบฝาผนัง
2.PC	-แห้งเร็ว -ต้านทานต่อการขูดขีดดีกว่า NC -มีความต้านทานต่อน้ำและแอลกอฮอล์ดีกว่า NC -ยืดหยุ่นตัวดี -ใช้กับอุปกรณ์เคลือบสีได้ทุกชนิด -มีเพียงส่วนเดี่ยว(Single pack)	-ขัดยาก -อายุเก็บ 6 เดือน -ทาทับบน NC ไม่ได้	-ห้องอาหาร -ห้องครัว -ฝาผนัง -สำนักงาน -เฟอร์นิเจอร์
3.AC	-มีเนื้อสีมาก -แต่ละชั้นของสีที่เคลือบลงไปไม่หนา -ต้านทานต่อน้ำ ความร้อน และการขูดขีดดี -ต้านทานต่อตัวทำละลายและสารเคมีที่ใช้ในครัวเรือนดีเยี่ยม	-มีส่วนประกอบสองส่วน(Two pack) -อายุหลังผสมแล้วเพียง 2-3 วัน -เมื่อแข็งตัวแล้วยากที่จะทำความสะอาด -สัดส่วนผสมต้องเป็นไปตามคำแนะนำ -ไม่สามารถใช้ร่วมกับ NCได้	-ห้องอาหาร ครัว -เฟอร์นิเจอร์ ทั่วๆไปที่ใช้งานหนัก -ใช้ในที่ๆมีการใช้งานอย่างสม่ำเสมอ
4.PU	-มีปริมาณเนื้อสีมากทา 2-3 ครั้งก็พอ -มีความต้านทานต่อตัวทำละลาย น้ำและแอลกอฮอล์ดี -มีความต้านทานต่อการขูดขีดดีมาก	-มีส่วนประกอบสองส่วน(Two pack) -อายุหลังผสมแล้วเพียง 2-8 ชั่วโมง -ห้องพ่นต้องไม่มีฝุ่นเลย -ขัดยาก -ซ่อมผิวชำรุดยาก	-ห้อง Lab -โรงแรม -เฟอร์นิเจอร์ -ใช้ในบาร์ -ภัตตาคาร
5.UP	-ใช้กับวัสดุที่นำมาเคลือบได้หลายชนิด -แข็งตัวเร็วมาก -ให้เนื้อสีมาก -ลดปัญหาเรื่องของตัวทำละลาย -สามารถเคลือบทับหน้าวัสดุเคลือบได้หลายชนิด -ใช้แรงงานน้อย -พลังงานที่ใช้น้อยให้ Lacquer แข็งตัวเมื่อเทียบกับวิธีอื่น	-การเคลือบผิววัสดุต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะ -ผงสีที่เติมลงไปมีขอบเขตที่ใช้ได้จำกัด (สีขาวเมื่อถูกแสง UV. จะดูดซับทำให้แข็งตัวช้า) -อายุการเก็บจำกัด -ในระยะที่เป็นของเหลวจะเป็นอันตรายต่อผิวหนัง -อุปกรณ์ที่ใช้เป็นตัวเร่งการแข็งตัวแข็งมีราคาแพง	-วัสดุที่จะนำมาเคลือบจะต้องมีผิวเรียบอย่างเดียว

Paints

 เป็นวัสดุที่ใช้เคลือบผิวชนิดที่มีผงสี อาจอยู่ในรูปของของเหลว หรือผง เมื่อทาแล้วจะให้สมบัติในการป้องกันหรือตกแต่งผิวให้ดีขึ้น paint นั้นคือ Lacquer ที่เติมผงสีลงไป

            1.   Binder / Resins   เป็นสารที่ก่อให้เกิดการยึดติด ทำให้เกิดฟิล์มหลังจากที่ตัวทำละลายระเหยออกไปจะทำให้เกิดการเคลือบผิวป้องกันวัสดุที่ถูกกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ความเสียหายเชิงกลและเคมี สารที่ก่อให้เกิดการยึดติด อาจเป็น Oil หรือ Resins หรือทั้งสองอย่างรวมกัน หากต้องการให้มีสีต่างๆ ก็สามารถทำได้โดยเติมผงสีลงไป

            2.    ผงสี   ( Pigments )   คือ ของแข็งที่ผ่านการบดจนละเอียด แล้วเติมลงไปในสีเพื่อให้ได้สมบัติตามต้องการ ผงสีที่เติมลงไปจะทำหน้าที่ดังนี้
                  1)   Optical function ทำให้เกิดสีที่มีความทึบหรือโปร่งตามต้องการ
                  2)   Protective เพื่อป้องกันผลกระทบจากสภาพอากาศขณะใช้ เพิ่มความแข็ง
                         ของฟิล์ม   และเพิ่มการยึดเกาะ 
                  3)   Reinforcing function เสริมความแข็งแรง เป็นตัวยึดให้สารยึดเกาะกัน
                        อย่าง แข็งแรง มี   ความยืดหยุ่น ต้านทานการขูดขีดได้ดี มักผสมกับ   Polyhydricalcohol  Glycol  Pentaerythreitol

            3.   Extender pigment / fillers   ผงสีชนิดนี้ที่เติมลงไปไม่มีส่วนทำให้เกิดสี ไม่ทำให้เกิดความทึบของสีหรือเกิดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่จะเติมให้มีเนื้อสีมากขึ้นเพื่อลดค่าใช่จ่าย และสมบัติในความต้านทานต่างๆ   สารที่ใช้กันอยู่  เช่น  Calcium carbonate   Talc   China clay

            4.   ตัวทำละลาย / สารระเหย   ( Solvent / volatiles ) เป็นของเหลวที่ระเหยได้ นำมาเติมเพื่อลดความหนืดของสี ถ้าเป็นการนำตัวทำละลายหลายๆชนิดมาผสมกันจะได้ ทินเนอร์ หรือ Reducer ซึ่งจะมีผลต่อการแห้ง การเกิดฟิล์ม และความอยู่ตัวของสี

            5.   สารเติมหรือสารปรุงแต่ง  ( Additives )   ใช้ประมาณ 1 – 2 % ใส่ลงไปเพื่อปรับปรุงให้สมบัติทางฟิสิกส์และ/หรือสมบัติทางเคมีดีขึ้น โดยมีวัตถุประสงค์ดังนี้
 -   เพื่อช่วยให้เกิดสมบัติต่างๆ ในการผลิตสี
 -   เพื่อไม่ให้สีเสื่อมสภาพในขณะเก็บ    
 -   เพื่อให้ทาง่ายขึ้นใช้ง่ายขึ้น  มีเนื้อสีมากขึ้น (Body thickening)  ลดอัตราการย้อยของสี (Anti-sag agent)เพื่อให้เกิด Film ตามสมบัติที่ต้องการ

 Finishing  Equipment ant System  ( อุปกรณ์และระบบที่ใช้ในการเคลือบ )

Sanding System  (การขัด)
           ชนิดของกระดาษทราย
             -   Glass -paper ( glass - cloth )
            เป็นกระดาษทรายที่มีมาแต่เก่าแก่ และปัจจุบันก็ยังมีใช้กันอยู่ในงานทั่วไป ทำจากแก้วบดละเอียดและยึดติดกับกระดาษเหนียว ความหนาของกระดาษจะแตกต่างกัน ตามแต่ขนาดและชั้นคุณภาพของเม็ดขัด ที่ทำจากกระจก

             -   Garnet-paper   ( garnet - cloth )
            เม็ดขัดทำมาจากแร่จากธรรมชาติเหมือนพวกเพชรพลอย แต่เป็นชิ้นที่มีขนาดเล็กและไม่บริสุทธิ์จึงนำมาใช้ทำกระดาษทราย โดยที่เม็ดขัดจะแข็งกว่าชนิดแรก เหมาะสำหรับขัดไม้ที่แข็ง แต่ถ้านำไปขัดไม้ที่มีเนื้ออ่อนกระดาษทรายจะอุดคันและขัดได้ยากขึ้น

             -    Flint-paper   ( Flint - cloth )
            ไม่เหมาะในการใช้ขัดเนื้อไม้ แต่ใช้ในการขัดชิ้นงานหลังจากที่ทาสีแล้ว

             -   Aluminum oxide
            ได้จากแร่ Bauxite ใช้ถลุงเพื่อให้ได้ Aluminum มีความเหนียวเท่ากับ Garnet ใช้ทำกระดาษทรายที่ใช้เครื่องขัด

             -  Silicon carbide paper  ( silicon carbide cloth )
            เม็ดขัดได้จากการนำเอา  Silica  มาหลอมที่อุณหภูมิสูงโดยผสมกับทรายและถ่านหิน  (Coke)  จะได้ผลึกที่แข็ง คม แต่เปราะ ส่วนใหญ่ไม่นิยมมาขัดไม้ จะใช้นำมาขัดวัสดุที่มีองค์ประกอบค่อนข้างแข็ง เช่น พลาสติก หรือ แลกเกอร์

เครื่องขัด    สามารถแยกได้โดยใช้หลักการดังต่อไปนี้

            -    การออกแบบ ( Design and construction )
            -    ภาระหรือสิ่งที่เครื่องขัดจะกระทำ ( Task )
            -    ตามการนำไปใช้งาน  ( Operation ) เป็นลักษณะสำคัญที่ใช้ในการจำแนก โดยแยกเป็น

                        *  การปรับให้เสมอหรือไสด้วยเม็ดขัด  ( Calibration or  abrasive  planing )
                        *  เครื่องขัดขั้นสุดท้าย   ( Finishing sanding )
                        *  De - nibbing   ( Contact sanding ) 

ขบวนการและอุปกรณ์ในการพ่นสี  ( Spray equipment and system )
ปืนพ่นสีชนิดธรรมดา  ( Conventional spray gun )

               เป็นปืนพ่นทั่วๆไปเป็นอุปกรณ์ที่ใช้อากาศอัดเข้าไป คือเป็นพวก Pneumatic principle (ใช้ลม) ปืนชนิดนี้ประกอบด้วยตัวปืนซึ่งสีนั้นจะไหลผ่านรูเล็กๆที่เรียกว่า  Fluid tip โดยจะถูกปิดและเปิดด้วยเข็มโดยการบีบที่ไกปืน ภายใต้ภาวะดังกล่าวสีจะไหลลงมาถูกทำให้เป็นละอองและไปเคลือบบนผิวหน้าของชิ้นงาน

            -   Gravity feed   ปืนพ่นชนิดนี้มีถ้วยติดอยู่ด้านบนเพื่อให้สีไหลลงด้านล่าง สามารถพ่นสีที่มีความหนืดสูงๆได้ มีข้อเสียคือ ไม่สามารถพ่นสีลงบนชิ้นงานที่จำเป็นจะต้องตะแคงหรือคว่ำปืนพ่นสี
            -    Suction feed   ปืนชนิดนี้ประกอบด้วยกาที่บรรจุสีติดอยู่ด้านล่าง และจำเป็นที่จะต้องให้กาที่ใส่สีอยู่ตั้งตรงตลอดเพื่อไม่ให้สีไหลออก
            -    Pressure feed   ใส่สีได้ประมาณ 200 CC. เป็นระบบที่ใช้งานสะดวกที่สุดเนื่องจากตัวปืนจะเอียงอยู่ในลักษณะใดก็ได้ ตัวปืนจะเหมือนกับระบบ 1 และ 2 เพียงแต่สีจะไหลภายใต้ความดัน โดยอาจใช้ปั้มหรือ pressure pot ก็ได้

ปืนพ่นสีชนิดที่ไม่ใช้อากาศ  ( Airless spray gun )                        

เพื่อลดการสูญเสียของสีและตัวทำละลายจึงนำเอาระบบนี้มาใช้โดยมีหลักการคือ ของเหลวที่อยู่ภายใต้กำลังอัด และถูกปล่อยออกในทันทีจะเกิดการขยายและแตกตัวเป็นละอองเล็กๆ ความดันของของเหลวจะเป็น 20 เท่า ของความดันของอากาศที่ใช้ในการพ่นด้วยอากาศ โดยอาจสูงถึง 1,000 ปอนด์/ตารางนิ้ว เมื่อความดันของของเหลวสูงขนาดนี้ จึงจำเป็นต้องใช้ด้วยความระวังอย่างสูงเพราะอาจแทรกเข้าไปในผิวหนังได้ รูเปิดของปืนทำมาจากวัสดุที่มีความแข็งแรงค่อนข้างสูง เนื่องจากวัสดุที่ใช้เคลือบมีผงสีผสมอยู่ ซึ่งผงสีดังกล่าวเป็นตัวทำให้รูเปิดขยายใหญ่ขึ้นโดยเฉพาะที่ความดันสูงๆ รูเปิดจะใช้วัสดุพวก  Stellite หรือ  Acate

Airmix spray gun 

                 เป็นการพัฒนาโดยการรวมเอาข้อดีของปืนพ่นสีทั่วไปและปืนที่ไม่ใช้อากาศ ทำให้คุณภาพหลังจากที่เคลือบสีแล้วดีขึ้น โดยที่จะสามารถลดการพ่นที่ฟุ้งกระจายให้ลดลง ทำให้ประหยัดเนื้อสีมากขึ้น และตัวพนักงานพ่นสีก็มีความปลอดภัยมากขึ้นด้วย
                 ระบบ Airmix ก็คือการนำระบบ Airless มาพ่นด้วยความดันต่ำ โดยมีอากาศอัดเข้ามาช่วย ปกติจะใช้ความดันของของเหลวประมาณ 600 ปอนด์/ตารางนิ้ว ระบบ Airmix นี้นิยมใช้กันในงานเคลือบผิวไม้

Hot spray system  
                   สีจะถูกทำให้ร้อนในขณะที่พ่น ตัวทำละลายซึ่งเป็นสารระเหยจะมีจุดเดือดต่ำจะระเหยออกอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถพ่นให้เกิดฟิล์มที่มีความหนาในการพ่นแต่ละครั้งได้ โดยไม่เกิดการไหลเยิ้ม อุปกรณ์ที่ใช้ประกอบด้วยถังบรรจุสีที่ทำให้ร้อน และสายลำเลียงสีที่มีผนัง 2 ชั้น เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิตามที่ต้องการ Hot spray สามารถใช้กับปืนได้ทุกชนิดรวมทั้ง Airless ซึ่งจะใช้เป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันไม่ค่อยนิยมใช้ระบบนี้ เนื่องจากสามารถหาวัสดุเคลือบที่มีเนื้อสีปริมาณมาก เช่น PU (Polyurethane)

Electro static spray system       
                 อณูของสีที่ออกจากปืนพ่นสีแล้วจะมีแรงเคลื่อน ไฟฟ้าสูงถึง   50,000 – 100,000 โวลท์  จะทำให้อนุภาคของสีติดกับวัสดุเคลือบที่มีขั้วตรงข้าม ในทางปฏิบัติเม็ดสีจะถูกทำให้มีประจุลบ และวัสดุจะมีประจุบวก การที่จะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงๆ นั้นจะทำโดยใช้หม้อแปลงหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตย์แต่ที่ใช้กันมากคือ Voltage multipliers ซึ่งออกแบบโดยวิศวกร การเกิดละอองสีอาจทำได้   2 วิธี คือ
                        1. ให้สีผ่านหัวพ่น เหมือนในระบบธรรมดาทั่วๆไป
                        2. ใช้ระบบ Ransburg ซึ่งระบบนี้ประกอบไปด้วยจานหมุนรอบตัวเองและมีสีที่ทำให้เป็นอนูเล็กๆ ผ่านออกไปตามช่องขนาดเล็กที่อยู่ที่ของของจานหมุน

                 เนื่องจากไม้มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี เพราะฉะนั้นวิธีการนี้จึงไม่ค่อยจะเป็นที่นิยมมากนัก แต่ถ้าจะใช้จริงๆ แล้วก็มีสิ่งที่จะต้องคำนึงถึงคือ ปริมาณความชื้นจะต้องไม่น้อยกว่า  8% ถ้าจะให้ดีควรจะอยู่ที่  12% จะเป็นระดับที่เหมาะสม อีกปัจจัยก็คือ วัสดุที่จะเคลือบจะต้องต่อสายลงดิน (Earthed)  จึงต้องมีการนำเอาขั้ว Electrode ต่อเข้าไปในเนื้อไม้ หรือใช้ Clip จับกับเนื้อไม้เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้

Automated spraying system
เป็นระบบพ่นสีอัตโนมัติที่ใช้กันอยู่ในงานเฟอร์นิเจอร์ไม้
           1)  ระบบที่พ่นลงบนแผ่นเรียบ  ( Flat panel spray unit ) จะประกอบด้วยสายพานลำเลียงที่ผ่านไปยังปืนพ่นสีที่ติดตั้งไว้ โดยมีองศาของปืนพ่นที่ทำกับชื้นงานสามารถปรับเปลี่ยนไปตามรูปร่างของวัสดุที่จะใช้เคลือบ โดยปืนแต่ละกระบอกเป็นอิสระต่อกัน ปืนพ่นเป็นแบบที่ใช้ทั่วไป หรือใช้ Airless หรือ Airmix ก็ได้ ความเร็วที่ใช้อาจสูงถึง 120 เมตร/นาที จะประกอบด้วยสายพานลำเลียงหลายๆชุด เพื่อลำเลียงแผ่นชิ้นงายผ่านไปยัง Booth พ่นสี
           2)ระบบที่พ่นลงบนชิ้นงานที่มีความหนาและกว้างน้อยแต่จะมีความยาวมาก ( Linear )

Automated rollor coater
           การเคลือบสีผิวของไม้โดยใช้ลูกกลิ้ง นิยมใช้กันส่วนใหญ่ เนื่องจากสีที่ใช้เคลือบนั้นไม่สูญเสีย ยกเว้นกรณีที่ความสะอาดลูกกลิ้งเท่านั้น และสีที่ใช้เคลือบก็จะใช้แสง UV ในการทำให้สีแข็งตัว ปกติจะมีลูกกลิ้ง 2 ตัว ตัวแรกคือ Applicator rollor และอีกตัวคือ Doctor rollor ในปัจจุบันจะใช้ระบบที่มีการสูญเสียน้อยนี้มากขึ้น เพราะหลังจากที่เริ่มทำการผลิตแล้วก็ไม่ต้องให้ความสนใจ แลกเกอร์ที่ใช้ก็จะมีปริมาณตัวทำละลายต่ำ หรือไม่มีเลย ข้อจำกัดในการใช้ระบบนี้คือสามารถที่จะเคลือบได้เฉพาะแผ่นเรียบเท่านั้น ดังนั้นเมื่อแผ่นเรียบมีร่อง ชั้น รู จึงไม่สามารถเคลือบได้ตลอดทั้งผิวหน้า เครื่องจักรสามารถที่เคลือบให้ฟิล์มมีความหนาได้ถึง 37 กรัม/ตารางเมตร ด้วยความเร็ว 16 เมตร/นาที ปริมาณการเคลือบสีต่อตารางเมตรจะควบคุมโดยการปรับระยะห่างระหว่างลูกกลิ้งทั้ง 2

Curtain coater
             เป็นการเคลือบแบบม่านสี ก็สามารถที่จะเคลือบคราวละหนาๆ ได้ ตั้งแต่ 46 กรัม/ตารางเมตร หรือมากกว่านี้ วัสดุเคลือบจะมีสองส่วน และมีอายุการผสมนานจะเหมาะสมกับระบบนี้

Spray booth
         ห้องพ่นสีจะเป็นห้องที่มี 3 ด้าน มีพัดลมติดตั้งอยู่เพื่อดูดเอา สี ละอองสี ทินเนอร์ ออกจากห้องพ่นสี ส่วนด้านหน้าเปิดเพื่อให้พนักงานพ่นสามารถทำงานได้สะดวก ปกติจะมีขนาดประมาณ 1.5  X  1.5   เมตร หรือมากกว่าขึ้นอยู่กับวัสดุที่จะใช้เคลือบ แค่สิ่งที่ต้องคำนึงถึงมากที่สุดก็คือระบบระบายอากาศ

 

วิธีการและกลไกในการทำให้แห้ง  ( Drying mechanism and method )
Drying mechanism   ไม่ว่าสี วานิช หรือ แลกเกอร์ จะแห้งโดยกลไก 3 ชนิด

                        -    ปฏิกิริยาการระเหยของตัวทำละลาย  ( Solvent evaporation )
                        -    ปฏิกิริยาอ๊อกซิเดชั่น ( Oxidation )
                        -    ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชั่น  ( Polymerization )

 

วิธีการในการทำให้แห้ง ( Drying method )
                1.  Solvent evaporation (Flash off) ที่อุณหภูมิประมาณ 35  ํC
                2.  การทำให้สารเคลือบแห้งด้วยอุณหภูมิที่สูงกว่า Flash off
                3.  การ Cooling ทำให้ฟิล์มที่ได้ไม่เป็น Thermoplastic ต่อไป

                                -   การทำให้แห้งโดยใช้แสงอินฟาเรด  ( Infra-red drying )
                                -   การทำให้แห้งโดยใช้แสงยูวี   ( UV drying )
                                -   การทำให้แห้งโดยใช้การยิงอิเล็กตรอน  ( Electron beam curing )

อุปกรณ์ในการทำให้แห้ง     ( Drying equipment )
          การใช้อากาศร้อน   ( Warm or hot air drying )

                                -   ห้องอบ  ( Drying room )
                                -   Tunnel Oven with Carousell or Floor Conveyers
                                -   อุโมงค์อบร้อนชนิดแบน ( Flat Tunnel Ovens )
                                -   ท่อในแนวตั้งฉากกับพื้น   ( Vertical  Oven )

         Infra-red Drying
         UV drying

Material control and waste prevention

ป้องกันการสูญเสียของวัสดุเคลือบผิวในขณะเคลือบผิว ซึ่งก็จะขึ้นอยู่กับการเก็บวัสดุเคลือบผิว การผสม การพ่น ก็จะขึ้นกับปัจจัยดังนี้

               -Improper spray techniquers (เทคนิคในการพ่นสีไม่ถูกต้อง)
              -แรงดันอากาศ (Excessive air pressures) ใช้ 3.5 bars
              -ใช้ตัวทำละลายไม่ถูกต้อง
              -Over spray
              -ในการใช้วัสดุทำความสะอาดผิวและกระดาษทราย ควรใช้ให้หมดสภาพแล้วจึงเปลี่ยนใหม่
              -มีการป้องกันฝุ่นที่ดี
              -กำหนดความหนาของชั้นเคลือบผิวให้เหมาะสม
              -ปรับความหนืดของวัสดุเคลือบผิวขณะใช้ให้เหมาะสม
              -มีการฝึกอบรม

ความมันวาว   ( Gloss )
              เป็นสิ่งที่บอกถึงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ที่ถูกเคลือบด้วยวัสดุเคลือบผิวเมื่อมองด้วยมุมมองน้อยๆ จะต้องทำให้วัสดุที่เคลือบในปีนี้ยังคงมีความมันวาวเหมือนปีที่แล้วค่าความมันวาวจะคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ มีค่ามากที่สุด 90% ในการเคลือบที่มีความมันวาวสูงๆ ทำให้สามารถสังเกตตำหนิที่เกิดขึ้นได้ว่ายอมรับได้หรือไม่ วัสดุที่มีความมันวาวระดับหนึ่งเมื่อทิ้งไว้ความมันวาวอาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงก็ได้ ความมันวาวก็ยังขึ้นอยู่กับความหนาของผิวหน้าว่าเรียบเพียงใด ถ้าความหนาของชั้นทับหน้าน้อยความมันวาวอาจลดลง 

Wet  Heat  Resistance   ( ความต้านทานต่อความร้อนในสภาวะเปียก )
              เพื่อตรวจสอบสภาพเมื่อถูกใช้งาน เช่น เมื่อมีเครื่องดื่มหรือน้ำร้อนหกลงไปบนพื้นผิวแล้วจะเกิดรอยด่างขึ้นมาหรือไม่ สามารถทำการทดสอบโดยง่ายโดยใช้วิธีของบริษัท Wattyl Co.,th โดยใช้ภาชนะที่มีความจุ 250 cc. เติมน้ำร้อนให้เต็มแล้ววางลงบนผิวหน้าของวัสดุที่ผ่านการเคลือบผิวแล้ว 1 สัปดาห์ โดยทำให้ผิวหน้าเปียกก่อน เมื่อเวลาผ่านไป 12 ชั่วโมง ให้เช็ดผิวหน้าให้แห้งแล้วตรวจสอบรอยด่างที่เกิดขึ้น

              -Dry heat resistance (ความต้านทานต่อความร้อนในสภาวะแห้ง)เพื่อที่จะทดสอบสภาพที่จะใช้งานว่าจะทนต่อของที่ร้อนในสภาวะแห้งได้ดีเพียงไร
              -Household fluids   ( ความทนทานต่อของเหลวที่ใช้ภายในบ้าน )
              -Scuff resistance  ( ความต้านทานต่อการถูกทำลายเชิงกล )
               เพื่อทดสอบในสภาพการใช้งานที่ถูกขัดถู ขูดขีด และกระทบบ่อยๆ ว่าจะเป็นรอยขีดข่วนหรือกะเทาะมากน้อยเพียงไร บางครั้งลูกค้าก็จะทดสอบโดยใช้เหรียญขูดก็พอที่จะประเมินได้

Faults and rouble shocting  ( ปัญหาที่เกิดขึ้นในการเคลือบสีผิวและวิธีการแก้ไข )
           - การย้อย  ( Sage and runs  )
           - เปลือกส้ม  ( Orange Peel  )
           - หมอกจางๆและควัน  ( Excessive spray fog )
           - รูเท่าปลายเข็มหมุด ( Pinholes )
           - Whitish  coat of   lacquer
           - ความมันวาวไม่สม่ำเสมอกัน  Uneven Gloss
           - ตาปลา  Crater ( Fish eyes )
           - รอยแตกเล็กๆในขณะที่วัสดุเคลือบผิวกำลังแห้งหรือขณะที่พ่นอยู่  Flying ( Cockling )
           - การลอกออกมาที่ละชั้น  Peeling or delamination
           - รอยย่นเกิดขึ้นขณะวัสดุเคลือบผิวกำลังแห้งตัว  Wrinkling
           - Bleeding  สีย้อม ,ชั้นรองพื้น ซึมทะลุผ่านชั้นทับหน้า
           - Tacky  surface  ผิวหน้ายังคงอ่อนเหนียว