浅谈实木家具开裂变形的原因与措施

摘要:随着人们生活水平的提高、环保意识的增强,实木家具以其纹理天然、绿色环保、保值增值等原因深受消费者青睐。但实木家具在使用过程中经常出现实木部件变形、弯曲、开裂,结构连接处松动等现象,不但严重影响产品的质量、使用和寿命,更会遭到消费者的投诉,损害了企业信誉,造成经济损失。通过对家具工厂的调研,分析发现实木部件的变形开裂一般存在以下原因:一是木材干燥工序上,干燥质量差,含水率相差较大或养生周期不够致使残留在木材内部的应力发生作用;二是生产加工工艺存在问题;三是胶粘剂质量或使用有关;四是存在结构设计不够科学。本文综合实木家具整个生产工艺流程针对其生产过程中需重点关注的工序及工艺要求进行综合论述,希望对家具质量改善能有所帮助。

关键词:实木家具;变形;原因;措施

随着人们生活水平的提高、环保意识的增强,实木家具以其纹理天然、绿色环保、保值增值等原因深受消费者青睐。但实木家具在使用过程中经常出现实木部件变形、弯曲、开裂,结构连接处松动等现象,不但严重影响产品的质量、使用和寿命,更会遭到消费者的投诉,损害了企业信誉,造成经济损失。

通过对家具工厂的调研,分析发现实木部件的变形开裂一般存在以下原因:一是木材干燥工序上:干燥质量差,含水率相差较大或养生周期不够致使残留在木材内部的应力发生作用;二是生产加工工艺存在问题;三是胶粘剂质量或使用有关;四是存在结构设计不够科学。下面,综合实木家具整个生产工艺流程针对其生产过程中需重点关注的工序及工艺要求论述如下,希望对家具质量改善能有所帮助。

一、木材的干燥、养生与平衡

1.木材干燥基准。针叶材和阔叶材干燥基准不同。针叶材一般密度小,材质软,结构均匀,纹理直,干缩量不大,水分传导性能好,因此容易干燥,干燥过程中含水率梯度和内应力都不会过大,不易产生开裂和变形等缺陷,所以可以采用较硬的干燥基准表和较快的干燥方法;阔叶材则相反,其特点是密度大,材质坚硬,干缩量大,水分移动得慢,容易出现较大的含水率梯度和较大的内应力,在干燥过程中,容易产生开裂、变形或水分不均等缺陷,所以必须采用较软干燥基准表和较缓慢的干燥方法。周期较长,干燥费用高,但能保证木材干燥质量。特别注意的是干燥窑出炉的木材最终含水率应比制品中木材含水率低1%～2%,这是因为沿板材的厚度存在着一定的含水率梯度,加工时板材表面较干的一层要刨掉,因而制成成品的含水率比刚出炉的含水就高。

2.干燥板材的养生。湿木材暂时不用一般以自然干燥为主去除部分内应力并减少干燥成本。干燥后的板材需要一段时间的自然时效养生,方法是板材按干燥堆垛的方法堆积,放置在干板棚内陈放,养生期与树种、厚度、干燥软硬基准等因素有关,一般用于实木家具生产的硬木养生期宜在20天以上,以去除板材内部残余应力,进一步平衡木材内的含水率(国家标准规定放置2～7天是最起码时间,但要求干板库内湿度控制在40%～50%,温度控制在35～40度)。

3.木材强制含水率平衡。如果用于生产的木材含水率不均,就必须在干燥窑内进行强制含水率平衡(二次干燥处理)。可减少成品的翘曲和开裂,使整窑木材含水率偏差控制在家具要求的2%左右。也可对制成的实木拼板和集成材进行强制的含水率平衡处理,可有效防止因水份不均造成的部件变形开裂。平衡时窑内干球温度应控制在50度左右,温度过高易开裂,湿球温度应根据木材的最终含水率而定。平衡时间根据木材的厚度与含水率情况等而定(对于30mm厚的硬阔叶材,处理时间一般为72小时)。

二、集成材生产期间工艺控制

1.调胶与施压:胶粘剂最好随用随调,每一批配量不要超过一小时消耗量(胶水的活性期为45～60分钟)。且主剂与固化剂混合后,要求人工搅拌时间在三至五分钟,机器搅拌0.5至1分钟。胶合压力:针叶材为0.5～1MPa,阔叶材为1～1.5Mpa。

2.木材加工前的预热:北方冬季寒冷用于拼板的木材在使用前需进行预热处理,防止木材温度过低而使粘合剂处于低温状态影响拼板粘合效果。当环境温度和木材温度在20--30度时,粘合效果最佳,若环境温度和木材温度低于10度操作者应适当延长拼板的保压时间,否则将引起粘接不良。

3.指接条养生:指接条的养生温度在室温(20℃～0℃)范围内,养生时间在24小时以上,保证胶液充分固化后,进入下一道工序。

4.集成材养生:在冬季胶合操作一定要在环境温度20度以上的暖气房内进行。集成材卸压后,移动到有暖气设备的地方进行固化和养生。养生期间集成材底部要放垫木,集成材间要放垫条,垫木和垫条处在一条直线上。集成材端部用塑料布罩上,防止因空气流通造成集成材端部胶层开裂。养生环境温度和胶粘剂的种类决定养生时间,水性高分子异氰酸酯胶的养生时间在室内15℃以上,集成材放置24小时以上,即可进行切削加工,放置72小时以上,达到最终强度,即可进行砂削加工。当温度低于10度时,建议5～7天的养生。

三、家具部件机加工过程控制

在配料工序要严格按含水率要求选材料,需要二次加工(就是指家具零件经过木工组装后还要重新回到机加工车间进行尺寸修正、砂光等再次加工)的家具部件要优先加工,避免由于个别部件未加工出来而使其他部件长时间滞留于车间。有条件企业应在机加车间备料仓库安装除湿设备,可以较好降低白坯部件的吸湿速度。

工艺流程设计原则是使部件加工周期尽量短。对于可拆装家具,再生产安排时应视其部件加工难易程度来安排生产先完成机加工的部件应先涂饰、先入库。对于不可拆装家具生产,应以零部件加工最后完成时间为参照指标安排生产,从配料起就要配套加工以保证同一批次、同一品种的产品的所有部件在同一时间被加工完成,使各零部件的含水率同时均衡到位。

单次产品加工量应视车间生产能力合理确定,对大批量的生产任务,可采取多批次的加工方式,尽量缩短每一批次加工时间。鉴于实木家具生产周期较长,建议实行零部件专业化生产,可达到缩短生产周期的目的。目前,在台湾许多企业,部件加工周期控制在3—5天,而国内大部企业生产周期一般在10—15天,这是我们急需改进的。

四、油漆涂装阶段生产控制

一般对抛光类实木家具用料的初含水率控制在8%以内为宜,对非抛光类实木家具用料控制在10%以内为宜,木制品前段完成后的产品白坯应尽快安排后段工序涂装,如涂装时间较长,最好是完成封闭底漆的涂装,在成本许可的情况下,部件需全封闭涂饰,防止部件在未封闭处吸湿膨胀,使家具与大气之间形成保护膜,暂不喷漆部件须用塑料薄膜包覆。

五、加工生产环境的控制

实木产品在加工过程中应重视环境因素影响,环境含水率高于木制品含水率,则部件自然吸湿。为保证质量需建立低含水率环境。首先要求车间密闭性能要好,一年四季南北方气候条件、干湿度迥然不同,冬季北方气候寒冷、室内干燥,在车间一般都设蒸汽调湿器,以空气湿度控制在50%左右为佳;南方温度高、湿度大,车间需配备除湿设备在必要时做抽湿处理控制室内含水率,空气湿度应控制在65%左右。在夏季,大气湿度大,在阴雨天气最好关闭门窗加工,而在晴天时,则最好打开门窗进行通风、通气,以降低车间内空气湿度。

包装纸箱含水率也影响实木部件含水率,包装纸箱的含水率一般在14%～18%,一般应除湿处理到10%左右。

六、对使用实木家具的建议

1.远离热源。特别是北方家庭,在冬季最好将木制家具摆放在距离取暖源1米左右远的地方,避免家具长时间在较高温度下烘烤,使部件发生局部干裂、翘曲变形等。

2.避免阳光直射。应尽量避免室外阳光对木制家具整体或局部的长时间曝晒,摆放位置需避免阳光直射到的地方。

3.环境过干燥则开裂变形,环境过潮湿则遇湿膨胀,更不能用水冲洗或被雨淋着。

4.若地面不平,要将腿底垫实,使家具保持平稳,避免门板变形,在大衣柜等家具顶上忌压重物,以免柜门凸出,致柜门关不严。

质量是企业的生命,企业在生产环节严格遵守质量流程,环环相扣、一丝不苟,所带来的不仅是质量的提升,更是企业信誉度的提升、竞争力的提升、经济效益的提升,也将极大推进国内家具业科学技术水平的提升!

参考文献

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[责任编辑:杜红艳]