單板膠合彎曲木家具是目前世界上較為流行的家具產品之一,與實木和板式家具相比彎曲木家具在很多方面具有優勢。例如,可以使用三向或多向壓機方便地生產多曲面異性構件;由于構件由多層單板層積而成,可以將最好的原材料用在表面,而把有缺陷的原材料放在芯層,這樣就提高了產品的品質和木材利用率;由于單板順向層積,構件的靜曲強度和彈性模量也遠遠好于同等樹種的實木和人造板,因此,它可以以較小尺寸作為家具的承重部件,而用它制作的家具在舒適性和耐疲勞性方面也同樣具有優勢。隨著人民生活水平的日益提高,家具制造商品牌意識的不斷增強,環保型家具必將成為市場的主流。彎曲木膠合時由于采用大量的脲醛樹脂膠粘劑,所以游離甲醛問題一直是制約彎曲木家具發展的重要因素。隨著一些先進技術和生產工藝的引進,我國的環保型彎曲木家具得到了長足的發展,以下簡要介紹低甲醛型單板彎曲木家具生產工藝及質量控制。
1 單板彎曲木家具生產工藝流程
2 影響產品質量(與膠合有關)的主要因素
2.1 單板
實木單板是構成彎曲木的基本原料,單板要求厚度均勻,誤差一般控制在±0.1mm。
原料進廠時應及時測定單板含水率,適宜的含水率為6-10%;板間含水率差不得超過±2%。生產線上每隔4小時應測量一次單板的含水率,如發現含水率大于12%,單板必須剔除。單板含水率過高,會造成樹脂固化不完全、產品開膠、甲醛釋放量上升、產品尺寸不穩定等問題。
含水率對于采用高頻壓機的生產廠家影響更為明顯,除引起上述缺陷外,還會使膠粘劑的固化速度降低,嚴重時還會使產品鼓泡或被擊穿,從而使工廠的廢品率急劇上升。所以,對于采用高頻壓機的生產廠家,單板含水率的控制應更加嚴格,建議將含水率控制在4-8%的范圍以內。
2.2 膠粘劑的選擇
單板膠合彎曲木家具采用的膠粘劑絕大部分為脲醛樹脂膠粘劑。脲醛樹脂膠粘劑具有膠接力好、固化速度快、沒有顏色、易于調制、成本低廉等優點。膠粘劑的性能是關系到彎曲木家具內在質量的重要因素之一。膠的性能包括強度等級、耐水性、耐老化性、活性期、固化速度、可操作性等。由于尿素與甲醛反應合成脲醛樹脂的過程十分復雜,不同膠的性能和品質有極大的差別,因此選擇高品質的膠粘劑是保證單板膠合彎曲木質量的關鍵。在選擇膠粘劑時首先要清楚產品的最終用途、要求的檢測標準及運輸、貯存、使用條件等,經過嚴格的測試,比較各項性能后方能確定適用的膠粘劑。
2.3 涂膠量
在彎曲木的生產中我們建議的涂膠量為11O士1O g/m2,對于質量差、裂隙深的單板可適當增加涂膠量。對于生產線的要求是:每班生產開始時測定涂膠量一次,四個小時后再測一次(有經驗的操作工憑長期的工作經驗基本可以發覺涂膠量的微小變化),如發現涂膠量和膠層均勻性變異較大,應及時調整涂膠機,恢復正確涂膠量。涂膠量過高會使產品游離甲醛釋放超標,同時也會使產品發脆,生產成本提高。涂膠量過低會導致膠合強度達不到要求。
2.4 陳化時間
在彎曲木的生產中,陳化時間取決于混合膠液的粘度和固體含量。一定的閉合陳化時間對膠合強度是有利的,但原則上不宣過長,在高溫、干燥的季節更應引起重視。建議開放陳化時間越短越好,閉合陳化時間小于15min。季節不同時均應做閉合陳化檢測,如閉合陳化時間之內膠層變干,則說明膠層已預固化,會使膠合強度大大下降,應適當縮短閉合陳化時間。
2.5 熱壓
熱壓是彎曲木生產中的關鍵環節。下面根據加熱方式的不同介紹有關普通熱壓板熱壓與高頻熱壓的生產工藝及參數。
2.5.1 熱壓壓力
熱壓之前首先要確定熱壓壓力,熱壓壓力取決于被粘物的密度、表面光滑度、混合膠液的粘度、厚度公差以及鋪裝時間。正常的壓力是0.5-1.6MPa(約5-16Kg/cm2)。在一定的范圍內提高熱壓壓力會顯著提高膠合強度,但過高的壓力會使生產難度加大(熱壓時排氣困難),同時也會降低木材的利用率,造成產品生產成本提高;相反,如果壓力不足,則難以保證膠合時充足的壓力使粘接面緊密接觸,易造成產品開膠,特別是密度高的材種應采用較高的壓力;膠的粘度較大時也應適當提高壓力。一般低密度的樹種(密度小于0.4g/cm3)壓力應在0.6一1.OMPa左右,而密度高的樹種(密度大于0.4g/cm3)壓力應在1.0一1.6MPa左右。所以選擇合適的壓力是非常重要的。
2.5.2 熱壓溫度和熱壓時間
熱壓溫度可根據膠的熱壓參數決定,相反,也可根據熱壓機的參數調整膠粘劑的配方來適應熱壓機的工作參數。
(1)熱壓板熱壓
熱壓板熱壓的熱壓溫度一般應不低于75°C,否則會降低生產效率。每次變更熱壓參數或調整壓機后需檢測溫度的均勻性,在出板后應立即檢測產品表面不同位置的溫度。溫度過低或不均勻會造成膠層開膠。加壓時間取決于溫度、膠液的固化速度、被粘物的密度等因素。熱壓膠合時,
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