摘要:隨著人們生活水平的提高、環保意識的增強,實木家具以其紋理天然、綠色環保、保值增值等原因深受消費者青睞。但實木家具在使用過程中經常出現實木部件變形、彎曲、開裂,結構連接處松動等現象,不但嚴重影響產品的質量、使用和壽命,更會遭到消費者的投訴,損害了企業信譽,造成經濟損失。通過對家具工廠的調研,分析發現實木部件的變形開裂一般存在以下原因:一是木材干燥工序上,干燥質量差,含水率相差較大或養生周期不夠致使殘留在木材內部的應力發生作用;二是生產加工工藝存在問題;三是膠粘劑質量或使用有關;四是存在結構設計不夠科學。本文綜合實木家具整個生產工藝流程針對其生產過程中需重點關注的工序及工藝要求進行綜合論述,希望對家具質量改善能有所幫助。
關鍵詞:實木家具;變形;原因;措施
隨著人們生活水平的提高、環保意識的增強,實木家具以其紋理天然、綠色環保、保值增值等原因深受消費者青睞。但實木家具在使用過程中經常出現實木部件變形、彎曲、開裂,結構連接處松動等現象,不但嚴重影響產品的質量、使用和壽命,更會遭到消費者的投訴,損害了企業信譽,造成經濟損失。
通過對家具工廠的調研,分析發現實木部件的變形開裂一般存在以下原因:一是木材干燥工序上:干燥質量差,含水率相差較大或養生周期不夠致使殘留在木材內部的應力發生作用;二是生產加工工藝存在問題;三是膠粘劑質量或使用有關;四是存在結構設計不夠科學。下面,綜合實木家具整個生產工藝流程針對其生產過程中需重點關注的工序及工藝要求論述如下,希望對家具質量改善能有所幫助。
一、木材的干燥、養生與平衡
1.木材干燥基準。針葉材和闊葉材干燥基準不同。針葉材一般密度小,材質軟,結構均勻,紋理直,干縮量不大,水分傳導性能好,因此容易干燥,干燥過程中含水率梯度和內應力都不會過大,不易產生開裂和變形等缺陷,所以可以采用較硬的干燥基準表和較快的干燥方法;闊葉材則相反,其特點是密度大,材質堅硬,干縮量大,水分移動得慢,容易出現較大的含水率梯度和較大的內應力,在干燥過程中,容易產生開裂、變形或水分不均等缺陷,所以必須采用較軟干燥基準表和較緩慢的干燥方法。周期較長,干燥費用高,但能保證木材干燥質量。特別注意的是干燥窯出爐的木材最終含水率應比制品中木材含水率低1%～2%,這是因為沿板材的厚度存在著一定的含水率梯度,加工時板材表面較干的一層要刨掉,因而制成成品的含水率比剛出爐的含水就高。
2.干燥板材的養生。濕木材暫時不用一般以自然干燥為主去除部分內應力并減少干燥成本。干燥后的板材需要一段時間的自然時效養生,方法是板材按干燥堆垛的方法堆積,放置在干板棚內陳放,養生期與樹種、厚度、干燥軟硬基準等因素有關,一般用于實木家具生產的硬木養生期宜在20天以上,以去除板材內部殘余應力,進一步平衡木材內的含水率(國家標準規定放置2～7天是最起碼時間,但要求干板庫內濕度控制在40%～50%,溫度控制在35～40度)。
3.木材強制含水率平衡。如果用于生產的木材含水率不均,就必須在干燥窯內進行強制含水率平衡(二次干燥處理)。可減少成品的翹曲和開裂,使整窯木材含水率偏差控制在家具要求的2%左右。也可對制成的實木拼板和集成材進行強制的含水率平衡處理,可有效防止因水份不均造成的部件變形開裂。平衡時窯內干球溫度應控制在50度左右,溫度過高易開裂,濕球溫度應根據木材的最終含水率而定。平衡時間根據木材的厚度與含水率情況等而定(對于30mm厚的硬闊葉材,處理時間一般為72小時)。
二、集成材生產期間工藝控制
1.調膠與施壓:膠粘劑最好隨用隨調,每一批配量不要超過一小時消耗量(膠水的活性期為45～60分鐘)。且主劑與固化劑混合后,要求人工攪拌時間在三至五分鐘,機器攪拌0.5至1分鐘。膠合壓力:針葉材為0.5～1MPa,闊葉材為1～1.5Mpa。
2.木材加工前的預熱:北方冬季寒冷用于拼板的木材在使用前需進行預熱處理,防止木材溫度過低而使粘合劑處于低溫狀態影響拼板粘合效果。當環境溫度和木材溫度在20--30度時,粘合效果最佳,若環境溫度和木材溫度低于10度操作者應適當延長拼板的保壓時間,否則將引起粘接不良。
3.指接條養生:指接條的養生溫度在室溫(20℃～0℃)范圍內,養生時間在24小時以上,保證膠液充分固化后,進入下一道工序。
4.集成材養生:在冬季膠合操作一定要在環境溫度20度以上的暖氣房內進行。集成材卸壓后,移動到有暖氣設備的地方進行固化和養生。養生期間集成材底部要放墊木,集成材間要放墊條,墊木和墊條處在一條直線上。集成材端部用塑料布罩上,防止因空氣流通造成集成材端部膠層開裂。養生環境溫度和膠粘劑的種類決定養生時間,水性高分子異氰酸酯膠的養生時間在室內15℃以上,集成材放置24小時以上,即可進行切削加工,放置72小時以上,達到最終強度,即可進行砂削加工。當溫度低于10度時,建議5～7天的養生。
三、家具部件機加工過程控制
在配料工序要嚴格按含水率要求選材料,需要二次加工(就是指家具零件經過木工組裝后還要重新回到機加工車間進行尺寸修正、砂光等再次加工)的家具部件要優先加工,避免由于個別部件未加工出來而使其他部件長時間滯留于車間。有條件企業應在機加車間備料倉庫安裝除濕設備,可以較好降低白坯部件的吸濕速度。
工藝流程設計原則是使部件加工周期盡量短。對于可拆裝家具,再生產安排時應視其部件加工難易程度來安排生產先完成機加工的部件應先涂飾、先入庫。對于不可拆裝家具生產,應以零部件加工最后完成時間為參照指標安排生產,從配料起就要配套加工以保證同一批次、同一品種的產品的所有部件在同一時間被加工完成,使各零部件的含水率同時均衡到位。
單次產品加工量應視車間生產能力合理確定,對大批量的生產任務,可采取多批次的加工方式,盡量縮短每一批次加工時間。鑒于實木家具生產周期較長,建議實行零部件專業化生產,可達到縮短生產周期的目的。目前,在臺灣許多企業,部件加工周期控制在3—5天,而國內大部企業生產周期一般在10—15天,這是我們急需改進的。
四、油漆涂裝階段生產控制
一般對拋光類實木家具用料的初含水率控制在8%以內為宜,對非拋光類實木家具用料控制在10%以內為宜,木制品前段完成后的產品白坯應盡快安排后段工序涂裝,如涂裝時間較長,最好是完成封閉底漆的涂裝,在成本許可的情況下,部件需全封閉涂飾,防止部件在未封閉處吸濕膨脹,使家具與大氣之間形成保護膜,暫不噴漆部件須用塑料薄膜包覆。
五、加工生產環境的控制
實木產品在加工過程中應重視環境因素影響,環境含水率高于木制品含水率,則部件自然吸濕。為保證質量需建立低含水率環境。首先要求車間密閉性能要好,一年四季南北方氣候條件、干濕度迥然不同,冬季北方氣候寒冷、室內干燥,在車間一般都設蒸汽調濕器,以空氣濕度控制在50%左右為佳;南方溫度高、濕度大,車間需配備除濕設備在必要時做抽濕處理控制室內含水率,空氣濕度應控制在65%左右。在夏季,大氣濕度大,在陰雨天氣最好關閉門窗加工,而在晴天時,則最好打開門窗進行通風、通氣,以降低車間內空氣濕度。
包裝紙箱含水率也影響實木部件含水率,包裝紙箱的含水率一般在14%～18%,一般應除濕處理到10%左右。
六、對使用實木家具的建議
1.遠離熱源。特別是北方家庭,在冬季最好將木制家具擺放在距離取暖源1米左右遠的地方,避免家具長時間在較高溫度下烘烤,使部件發生局部干裂、翹曲變形等。
2.避免陽光直射。應盡量避免室外陽光對木制家具整體或局部的長時間曝曬,擺放位置需避免陽光直射到的地方。
3.環境過干燥則開裂變形,環境過潮濕則遇濕膨脹,更不能用水沖洗或被雨淋著。
4.若地面不平,要將腿底墊實,使家具保持平穩,避免門板變形,在大衣柜等家具頂上忌壓重物,以免柜門凸出,致柜門關不嚴。
質量是企業的生命,企業在生產環節嚴格遵守質量流程,環環相扣、一絲不茍,所帶來的不僅是質量的提升,更是企業信譽度的提升、競爭力的提升、經濟效益的提升,也將極大推進國內家具業科學技術水平的提升!
參考文獻
[1]戰劍鋒,顧繼友 木材流變學特性對板材常規干燥開裂、變形的影響[J]. 林業機械與木工設備, 2007, (10) .
[2]王明剛. 實木家具廠對木材含水率的控制[J]. 企業科技與發展, 2009, (8) .
[3]何京. 關于實木家具含水率的問題[J]. 木工機床, 2008, (2) .
[4]莫銀輝. 三層實木復合地板背板含水率對其變形的影響[J]. 木材工業, 2004, (2) .
[5]莊壽增. 對我國木材干燥技術創新與發展問題的幾點思考[J]. 林產工業, 2008, (2) .
[6]張璧光,謝擁群. 木材干燥的國內外現狀與發展趨勢[J]. 干燥技術與設備, 2006, (1) .
[責任編輯:杜紅艷]
關鍵詞:實木家具;變形;原因;措施
隨著人們生活水平的提高、環保意識的增強,實木家具以其紋理天然、綠色環保、保值增值等原因深受消費者青睞。但實木家具在使用過程中經常出現實木部件變形、彎曲、開裂,結構連接處松動等現象,不但嚴重影響產品的質量、使用和壽命,更會遭到消費者的投訴,損害了企業信譽,造成經濟損失。
通過對家具工廠的調研,分析發現實木部件的變形開裂一般存在以下原因:一是木材干燥工序上:干燥質量差,含水率相差較大或養生周期不夠致使殘留在木材內部的應力發生作用;二是生產加工工藝存在問題;三是膠粘劑質量或使用有關;四是存在結構設計不夠科學。下面,綜合實木家具整個生產工藝流程針對其生產過程中需重點關注的工序及工藝要求論述如下,希望對家具質量改善能有所幫助。
一、木材的干燥、養生與平衡
1.木材干燥基準。針葉材和闊葉材干燥基準不同。針葉材一般密度小,材質軟,結構均勻,紋理直,干縮量不大,水分傳導性能好,因此容易干燥,干燥過程中含水率梯度和內應力都不會過大,不易產生開裂和變形等缺陷,所以可以采用較硬的干燥基準表和較快的干燥方法;闊葉材則相反,其特點是密度大,材質堅硬,干縮量大,水分移動得慢,容易出現較大的含水率梯度和較大的內應力,在干燥過程中,容易產生開裂、變形或水分不均等缺陷,所以必須采用較軟干燥基準表和較緩慢的干燥方法。周期較長,干燥費用高,但能保證木材干燥質量。特別注意的是干燥窯出爐的木材最終含水率應比制品中木材含水率低1%～2%,這是因為沿板材的厚度存在著一定的含水率梯度,加工時板材表面較干的一層要刨掉,因而制成成品的含水率比剛出爐的含水就高。
2.干燥板材的養生。濕木材暫時不用一般以自然干燥為主去除部分內應力并減少干燥成本。干燥后的板材需要一段時間的自然時效養生,方法是板材按干燥堆垛的方法堆積,放置在干板棚內陳放,養生期與樹種、厚度、干燥軟硬基準等因素有關,一般用于實木家具生產的硬木養生期宜在20天以上,以去除板材內部殘余應力,進一步平衡木材內的含水率(國家標準規定放置2～7天是最起碼時間,但要求干板庫內濕度控制在40%～50%,溫度控制在35～40度)。
3.木材強制含水率平衡。如果用于生產的木材含水率不均,就必須在干燥窯內進行強制含水率平衡(二次干燥處理)。可減少成品的翹曲和開裂,使整窯木材含水率偏差控制在家具要求的2%左右。也可對制成的實木拼板和集成材進行強制的含水率平衡處理,可有效防止因水份不均造成的部件變形開裂。平衡時窯內干球溫度應控制在50度左右,溫度過高易開裂,濕球溫度應根據木材的最終含水率而定。平衡時間根據木材的厚度與含水率情況等而定(對于30mm厚的硬闊葉材,處理時間一般為72小時)。
二、集成材生產期間工藝控制
1.調膠與施壓:膠粘劑最好隨用隨調,每一批配量不要超過一小時消耗量(膠水的活性期為45～60分鐘)。且主劑與固化劑混合后,要求人工攪拌時間在三至五分鐘,機器攪拌0.5至1分鐘。膠合壓力:針葉材為0.5～1MPa,闊葉材為1～1.5Mpa。
2.木材加工前的預熱:北方冬季寒冷用于拼板的木材在使用前需進行預熱處理,防止木材溫度過低而使粘合劑處于低溫狀態影響拼板粘合效果。當環境溫度和木材溫度在20--30度時,粘合效果最佳,若環境溫度和木材溫度低于10度操作者應適當延長拼板的保壓時間,否則將引起粘接不良。
3.指接條養生:指接條的養生溫度在室溫(20℃～0℃)范圍內,養生時間在24小時以上,保證膠液充分固化后,進入下一道工序。
4.集成材養生:在冬季膠合操作一定要在環境溫度20度以上的暖氣房內進行。集成材卸壓后,移動到有暖氣設備的地方進行固化和養生。養生期間集成材底部要放墊木,集成材間要放墊條,墊木和墊條處在一條直線上。集成材端部用塑料布罩上,防止因空氣流通造成集成材端部膠層開裂。養生環境溫度和膠粘劑的種類決定養生時間,水性高分子異氰酸酯膠的養生時間在室內15℃以上,集成材放置24小時以上,即可進行切削加工,放置72小時以上,達到最終強度,即可進行砂削加工。當溫度低于10度時,建議5～7天的養生。
三、家具部件機加工過程控制
在配料工序要嚴格按含水率要求選材料,需要二次加工(就是指家具零件經過木工組裝后還要重新回到機加工車間進行尺寸修正、砂光等再次加工)的家具部件要優先加工,避免由于個別部件未加工出來而使其他部件長時間滯留于車間。有條件企業應在機加車間備料倉庫安裝除濕設備,可以較好降低白坯部件的吸濕速度。
工藝流程設計原則是使部件加工周期盡量短。對于可拆裝家具,再生產安排時應視其部件加工難易程度來安排生產先完成機加工的部件應先涂飾、先入庫。對于不可拆裝家具生產,應以零部件加工最后完成時間為參照指標安排生產,從配料起就要配套加工以保證同一批次、同一品種的產品的所有部件在同一時間被加工完成,使各零部件的含水率同時均衡到位。
單次產品加工量應視車間生產能力合理確定,對大批量的生產任務,可采取多批次的加工方式,盡量縮短每一批次加工時間。鑒于實木家具生產周期較長,建議實行零部件專業化生產,可達到縮短生產周期的目的。目前,在臺灣許多企業,部件加工周期控制在3—5天,而國內大部企業生產周期一般在10—15天,這是我們急需改進的。
四、油漆涂裝階段生產控制
一般對拋光類實木家具用料的初含水率控制在8%以內為宜,對非拋光類實木家具用料控制在10%以內為宜,木制品前段完成后的產品白坯應盡快安排后段工序涂裝,如涂裝時間較長,最好是完成封閉底漆的涂裝,在成本許可的情況下,部件需全封閉涂飾,防止部件在未封閉處吸濕膨脹,使家具與大氣之間形成保護膜,暫不噴漆部件須用塑料薄膜包覆。
五、加工生產環境的控制
實木產品在加工過程中應重視環境因素影響,環境含水率高于木制品含水率,則部件自然吸濕。為保證質量需建立低含水率環境。首先要求車間密閉性能要好,一年四季南北方氣候條件、干濕度迥然不同,冬季北方氣候寒冷、室內干燥,在車間一般都設蒸汽調濕器,以空氣濕度控制在50%左右為佳;南方溫度高、濕度大,車間需配備除濕設備在必要時做抽濕處理控制室內含水率,空氣濕度應控制在65%左右。在夏季,大氣濕度大,在陰雨天氣最好關閉門窗加工,而在晴天時,則最好打開門窗進行通風、通氣,以降低車間內空氣濕度。
包裝紙箱含水率也影響實木部件含水率,包裝紙箱的含水率一般在14%～18%,一般應除濕處理到10%左右。
六、對使用實木家具的建議
1.遠離熱源。特別是北方家庭,在冬季最好將木制家具擺放在距離取暖源1米左右遠的地方,避免家具長時間在較高溫度下烘烤,使部件發生局部干裂、翹曲變形等。
2.避免陽光直射。應盡量避免室外陽光對木制家具整體或局部的長時間曝曬,擺放位置需避免陽光直射到的地方。
3.環境過干燥則開裂變形,環境過潮濕則遇濕膨脹,更不能用水沖洗或被雨淋著。
4.若地面不平,要將腿底墊實,使家具保持平穩,避免門板變形,在大衣柜等家具頂上忌壓重物,以免柜門凸出,致柜門關不嚴。
質量是企業的生命,企業在生產環節嚴格遵守質量流程,環環相扣、一絲不茍,所帶來的不僅是質量的提升,更是企業信譽度的提升、競爭力的提升、經濟效益的提升,也將極大推進國內家具業科學技術水平的提升!
參考文獻
[1]戰劍鋒,顧繼友 木材流變學特性對板材常規干燥開裂、變形的影響[J]. 林業機械與木工設備, 2007, (10) .
[2]王明剛. 實木家具廠對木材含水率的控制[J]. 企業科技與發展, 2009, (8) .
[3]何京. 關于實木家具含水率的問題[J]. 木工機床, 2008, (2) .
[4]莫銀輝. 三層實木復合地板背板含水率對其變形的影響[J]. 木材工業, 2004, (2) .
[5]莊壽增. 對我國木材干燥技術創新與發展問題的幾點思考[J]. 林產工業, 2008, (2) .
[6]張璧光,謝擁群. 木材干燥的國內外現狀與發展趨勢[J]. 干燥技術與設備, 2006, (1) .
[責任編輯:杜紅艷]
