從實(shí)木拼板和集成材的生產(chǎn)來看,各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都比以前更加注重產(chǎn)品的質(zhì)量,隨著拼板工藝的不斷改進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量也得到了較大的提高。
但是,由于各個(gè)企業(yè)生產(chǎn)方式不同,工藝水平不同,實(shí)木拼板或集成材作為實(shí)木制品生產(chǎn)的主要原料,在生產(chǎn)和制成品中暴露出一些問題,突出的是如果生產(chǎn)工藝條件控制不好,很容易出現(xiàn)翹曲,嚴(yán)重的還會出現(xiàn)開裂,即使在生產(chǎn)中不出現(xiàn)上述問題,但在用戶的使用過程中也常了出現(xiàn)翹曲或開裂。
實(shí)木拼板和集成材生產(chǎn)工藝
現(xiàn)在實(shí)木拼板和集成材的生產(chǎn)根據(jù)使用設(shè)備的不同,其生產(chǎn)工藝也不盡一致,一般生產(chǎn)工藝為:
1.1實(shí)木拼板生產(chǎn)工藝??
干燥鋸材→選料/工作臺→橫截/橫截鋸→雙面刨光/雙面刨→縱剖/多片鋸(單片鋸)→配板/工作臺→涂膠/涂膠機(jī)→拼板/拼板機(jī)→含水率平衡/干燥窯→砂光/刨砂機(jī)→檢驗(yàn)/工作臺→實(shí)木拼板
1.2集成材生產(chǎn) ?
干燥鋸材→選料/工作臺→橫截/橫截鋸→雙面刨光/雙面刨→縱剖/多片鋸(單片鋸)→截?cái)啵ㄌ奕毕荩?截鋸→銑齒/鐵齒機(jī)→涂膠/涂膠機(jī)→接長/接長機(jī)→四面刨光/四面刨床→(指接材)→指接生產(chǎn)線/自動(dòng)指接機(jī)配板/工作臺→涂膠/涂膠機(jī)→拼板/拼板機(jī)→含水率平衡/干燥窯→砂光/刨砂機(jī)→檢驗(yàn)/工作臺→集成材
木材干燥后陳放,嚴(yán)格控制含水率
用于生產(chǎn)實(shí)木拼板或集成材的木材,必須嚴(yán)格控制干燥基準(zhǔn),確保整個(gè)材堆的木材含水率均勻一致,這是確保實(shí)木拼板或集成材不出現(xiàn)翹曲和開裂的首要因素。
2.1木材干燥后的陳放?
用于實(shí)木拼板或集成材的木材干燥必須嚴(yán)格控制其最終含水率,同時(shí)確保使整窯的木材含水率偏差控制到最小的范圍,即嚴(yán)格控制木材干燥后期的含水率平衡階段的干燥基準(zhǔn)。木材經(jīng)過干燥出窯后,必須放置在干料棚內(nèi)進(jìn)行陳放。
陳放的主要目的:一是進(jìn)一步平衡木材內(nèi)的含水率。木材在干燥過程中,材堆的上下部、內(nèi)外部,以及每一塊木材的內(nèi)外含水率均不同,適當(dāng)時(shí)間的陳放,可以使木材的含水率趨于一致。
二是可以使木材內(nèi)的應(yīng)力得到釋放。由于木材在干燥過程中,水分的變化導(dǎo)致木材各方向的尺寸和體積的變化,使木材產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,木材保持一定時(shí)間的陳放,可以有效地降低內(nèi)應(yīng)力。木材干燥后用于實(shí)木制品特別是家具生產(chǎn)時(shí),陳放時(shí)間應(yīng)不少于1個(gè)月。
2.2嚴(yán)格控制實(shí)木窄板和指接材的含水率??
實(shí)木窄板或集成材拼板前,必須嚴(yán)格控制其最終含水率,一般家具用實(shí)木的含水率要求在8-12%,但是具體的含水率還要根據(jù)產(chǎn)品使用地所對應(yīng)的平衡含水率而定。實(shí)木窄板或指接材拼接時(shí),相鄰的拼板窄條,木材含水率偏差必須控制在2%以內(nèi);如果可能,控制在1%以內(nèi)更好。
控制拼板木材的含水率,主要是在木材干燥后期進(jìn)行正確的含水率平衡處理,否是就必須在拼板前進(jìn)行強(qiáng)制含水率平衡,確保木材的含水率趨于一致。
實(shí)木拼板和集成材的拼接工藝條件
3.1嚴(yán)格控制實(shí)木窄板和指接材規(guī)格??
實(shí)木窄板和指接材可以采用不同的拼接結(jié)構(gòu)形式,拼合成所需寬度的板材。但是目前在生產(chǎn)中主要還是以平拼的形式較多。實(shí)木窄板或指接材的寬度一般應(yīng)控制在60mm以內(nèi),但這還要取決于實(shí)木拼板或集成材的厚度,如果實(shí)木拼板或集成材的厚度小于20mm,其寬度還應(yīng)減??;當(dāng)厚度大于30mm時(shí),其寬度可以適當(dāng)加大。拼接時(shí)相鄰窄板條的弦、徑向紋理要進(jìn)行適當(dāng)?shù)卮钆洌苊獬霈F(xiàn)過多的弦向板條。
3.2用于拼接的原料加工??
實(shí)木窄板或指接材應(yīng)采用刨床或精密修邊鋸進(jìn)行表面加工,使膠接表面的粗糙度不大于Rmax=200-300μm。涂膠量取決于膠合面的表面光潔度,一般涂膠量應(yīng)控制在150-180g/m2。表面粗糙度過大,涂膠量就會增加,而過量的膠料會大大降低膠合強(qiáng)度,這主要是由于膠粘劑在膠合時(shí)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),形成內(nèi)應(yīng)力,這個(gè)內(nèi)應(yīng)力恰好與膠合時(shí)的膠合國相反。
3.3合理的拼接膠合壓力??
實(shí)木窄板或指接材膠合成實(shí)木拼板或集成材時(shí),主要是采用周期式和連續(xù)式的拼板機(jī)進(jìn)行加壓膠合。一般膠合壓力取決于木材樹種的軟硬度,通常膠合方向的加壓壓國為0.7-0.8MPa。為防止膠拼件膠合時(shí)出現(xiàn)翹起或隆起,常常在膠拼件的正面(膠合方向的側(cè)面)施加一定的壓力,其壓力一般為0.1-0.2MPa。拼接后板內(nèi)的殘留應(yīng)力需要進(jìn)行釋放才能進(jìn)行后續(xù)機(jī)械加工,陳放時(shí)間根據(jù)實(shí)木拼板或集成材的規(guī)格而定,通常自然陳放時(shí)間不少于7晝夜。
實(shí)木拼板或集成材生產(chǎn)原料和成品的強(qiáng)制含水率平衡
強(qiáng)制含水率平衡裨是快速平衡木材含水率和降低內(nèi)部應(yīng)力。強(qiáng)制含水率平衡處理,通常是在加工成實(shí)木拼板和集成材時(shí)進(jìn)行。如果木材干燥得不好,就必須在制成成品前的原料中進(jìn)行,但是采用哪一種方法,應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況而定。
4.1實(shí)木窄板或小料方材的強(qiáng)制含水率平衡??
如果木材在干燥的后期處理不好,即含水率平衡階段的基準(zhǔn)條件控制不好,木材還必須在干燥窯內(nèi)對實(shí)木窄板和指接的小料方材進(jìn)行強(qiáng)制含水率平衡,也稱為二次干燥處理,此時(shí)窯內(nèi)的干球溫度應(yīng)控制在50-60℃,干、濕球溫度差與窯內(nèi)的平衡含水率相對應(yīng)(表1、表2),窯內(nèi)的平衡含水率的成對應(yīng)關(guān)系,這樣可以大大縮短木材干燥后期的陳放時(shí)間,在一定的程度上減少成品的翹曲和開裂。但是這也存在一些問題,一是對木材的強(qiáng)制含水率處理后,雖然可以使整個(gè)木材的含水率偏差控制到最低范圍(理想狀態(tài)下可以使整堆木材的含水率偏差控制在1%左右),然而由于強(qiáng)制處理后,需要陳放一定的時(shí)間才能進(jìn)行后續(xù)加工,大量陳放的木材還會受到環(huán)境濕度的影響,使木材的含水率發(fā)生變化,降低拼接后的成品量;二是多了一道生產(chǎn)工序,增加了成本,同時(shí)生產(chǎn)中對木材干燥的后期處理更加不重視,使含水率偏差加大,有時(shí)即使經(jīng)過強(qiáng)制含水率平衡處理也無法達(dá)到應(yīng)有的木材最終含水率。
4.2實(shí)木拼板或集成材的強(qiáng)制含水率平衡 ?
制成的實(shí)木拼板或集成材進(jìn)行強(qiáng)制的含水率平衡處理,在工藝的控制上要求更嚴(yán)。用于實(shí)木拼板或集成材的強(qiáng)制含水率平衡應(yīng)按著木材干燥的要求進(jìn)行堆垛,多個(gè)材堆一起進(jìn)行含水率平衡時(shí),每個(gè)材堆的間跟不應(yīng)少于100mm,各個(gè)材堆要求方整,并做到“三平直”和“一面壓”,即材堆的上面和兩個(gè)側(cè)面平直,壓條對直并在材堆的上面加壓。實(shí)木拼板或集成材的強(qiáng)制含水率平衡的工藝條件如下:窯內(nèi)干球溫度應(yīng)控制在50℃左右,溫度不宜過高,否則容易開裂。濕球溫度應(yīng)根據(jù)木材的最終含水率而定,此時(shí)窯內(nèi)的工藝條件可以參考表1。在整個(gè)強(qiáng)制含水率平衡階段,根據(jù)干、濕球溫度差的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)貒娬?,保持干、濕球溫度差,同時(shí)開動(dòng)風(fēng)格并每小時(shí)根據(jù)木材的厚度而定。對于30mm厚的硬闊葉材,處理時(shí)間一般為72小時(shí)。如處理東北榆木,木材厚度為25mm時(shí),干球溫度和濕球溫度分別為50-52℃和45-47℃,處理時(shí)間72小時(shí),最終木材的含水率為12%,經(jīng)過強(qiáng)制含水率平衡后,實(shí)木拼板或集成材的含水率均勻一致。達(dá)到處理時(shí)間后,打開排濕孔,開動(dòng)風(fēng)機(jī),開始降溫,降溫速度不宜過快,一般降溫速度為每小時(shí)3-6℃,以防止木材開裂。當(dāng)降低到室內(nèi)溫度時(shí),即可出窯,陳放24小時(shí)后再進(jìn)一步加工。此階段的強(qiáng)制含水率平衡處理可以有效地防止實(shí)木拼板和集成材的翹曲與開裂,同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)在拼板前工藝條件控制失誤引起的質(zhì)量問題,避免流入下一道生產(chǎn)工序。
總之,實(shí)木拼板或集成材翹曲和開裂的原因很多,除上述外還涉及到膠粘劑的選等,但是主要原因還是拼接時(shí)的木材含水率,因此嚴(yán)格控制木材含水率,并采取有效的工藝措施,是完全可以避免實(shí)木拼板、集成材的翹曲和開裂。