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實(shí)木拼板與集成材翹曲和開(kāi)裂的主要原因及解決方法

發(fā)布時(shí)間:

2023-07-27

  從實(shí)木拼板和集成材的生產(chǎn)來(lái)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(zhù)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(wèn)題，突出的是如果生產(chǎn)工藝條件控制不好，很容易出現翹曲，嚴重的還會(huì )出現開(kāi)裂，即使在生產(chǎn)中不出現上述問(wèn)題，但在用戶(hù)的使用過(guò)程中也常了出現翹曲或開(kāi)裂。如何解決這一問(wèn)題是企業(yè)技術(shù)人員和管理者普遍關(guān)心的。
 

 
 
  實(shí)木拼板與集成材翹曲和開(kāi)裂的主要原因及解決方法
 
  1、實(shí)木拼板和集成材生產(chǎn)工藝
 
  現在實(shí)木拼板和集成材的生產(chǎn)根據使用設備的不同，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→拼板/拼板機→含水率平衡/干燥窯→砂光/刨砂機→檢驗/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）→截斷（剔缺陷）/截鋸→銑齒/鐵齒機→涂膠/涂膠機→接長(cháng)/接長(cháng)機→四面刨光/四面刨床→（指接材）→指接生產(chǎn)線(xiàn)/自動(dòng)指接機配板/工作臺→涂膠/涂膠機→拼板/拼板機→含水率平衡/干燥窯→砂光/刨砂機→檢驗/工作臺→集成材
 
  2、木材干燥后陳放，嚴格控制含水率
 
  用于生產(chǎn)實(shí)木拼板或集成材的木材，必須嚴格控制干燥基準，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翹曲和開(kāi)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，即嚴格控制木材干燥后期的含水率平衡階段的干燥基準。木材經(jīng)過(guò)干燥出窯后，必須放置在干料棚內進(jìn)行陳放。陳放的主要目的：一是進(jìn)一步平衡木材內的含水率。木材在干燥過(guò)程中，材堆的上下部、內外部，以及每一塊木材的內外含水率均不同，適當時(shí)間的陳放，可以使木材的含水率趨于一致。二是可以使木材內的應力得到釋放。由于木材在干燥過(guò)程中，水分的變化導致木材各方向的尺寸和體積的變化，使木材產(chǎn)生內應力，木材保持一定時(shí)間的陳放，可以有效地降低內應力。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)間應不少于1個(gè)月。
 
  2.2嚴格控制實(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產(chǎn)品使用地所對應的平衡含水率而定。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?xún)龋蝗绻赡埽刂圃?%以?xún)雀谩？刂破窗迥静牡暮剩饕窃谀静母稍锖笃谶M(jìn)行正確的含水率平衡處理，否是就必須在拼板前進(jìn)行強制含水率平衡，確保木材的含水率趨于一致。
 
  3、實(shí)木拼板和集成材的拼接工藝條件
 
  3.1嚴格控制實(shí)木窄板和指接材規格
 
  實(shí)木窄板和指接材可以采用不同的拼接結構形式，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控制在60mm以?xún)龋@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，其寬度還應減小；當厚度大于30mm時(shí)，其寬度可以適當加大。拼接時(shí)相鄰窄板條的弦、徑向紋理要進(jìn)行適當地搭配，避免出現過(guò)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，一般涂膠量應控制在150-180g/m2。表面粗糙度過(guò)大，涂膠量就會(huì )增加，而過(guò)量的膠料會(huì )大大降低膠合強度，這主要是由于膠粘劑在膠合時(shí)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，形成內應力，這個(gè)內應力恰好與膠合時(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式的拼板機進(jìn)行加壓膠合。一般膠合壓力取決于木材樹(shù)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)出現翹起或隆起，常常在膠拼件的正面（膠合方向的側面）施加一定的壓力，其壓力一般為0.1-0.2MPa。拼接后板內的殘留應力需要進(jìn)行釋放才能進(jìn)行后續機械加工，陳放時(shí)間根據實(shí)木拼板或集成材的規格而定，通常自然陳放時(shí)間不少于7晝夜。
 
  4 實(shí)木拼板或集成材生產(chǎn)原料和成品的強制含水率平衡
 
  強制含水率平衡裨是快速平衡木材含水率和降低內部應力。強制含水率平衡處理，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，應根據企業(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條件控制不好，木材還必須在干燥窯內對實(shí)木窄板和指接的小料方材進(jìn)行強制含水率平衡，也稱(chēng)為二次干燥處理，此時(shí)窯內的干球溫度應控制在50-60℃，干、濕球溫度差與窯內的平衡含水率相對應（表1、表2），窯內的平衡含水率的成對應關(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(kāi)裂。但是這也存在一些問(wèn)題，一是對木材的強制含水率處理后，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），然而由于強制處理后，需要陳放一定的時(shí)間才能進(jìn)行后續加工，大量陳放的木材還會(huì )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(guò)強制含水率平衡處理也無(wú)法達到應有的木材最終含水率。
 
  4.2實(shí)木拼板或集成材的強制含水率平衡
 
  制成的實(shí)木拼板或集成材進(jìn)行強制的含水率平衡處理，在工藝的控制上要求更嚴。用于實(shí)木拼板或集成材的強制含水率平衡應按著(zhù)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制含水率平衡的工藝條件如下：窯內干球溫度應控制在50℃左右，溫度不宜過(guò)高，否則容易開(kāi)裂。濕球溫度應根據木材的最終含水率而定，此時(shí)窯內的工藝條件可以參考表1。在整個(gè)強制含水率平衡階段，根據干、濕球溫度差的要求進(jìn)行適當地噴蒸，保持干、濕球溫度差，同時(shí)開(kāi)動(dòng)風(fēng)格并每小時(shí)根據木材的厚度而定。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(guò)強制含水率平衡后，實(shí)木拼板或集成材的含水率均勻一致。達到處理時(shí)間后，打開(kāi)排濕孔，開(kāi)動(dòng)風(fēng)機，開(kāi)始降溫，降溫速度不宜過(guò)快，一般降溫速度為每小時(shí)3-6℃，以防止木材開(kāi)裂。當降低到室內溫度時(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(kāi)裂，同時(shí)可以發(fā)現在拼板前工藝條件控制失誤引起的質(zhì)量問(wèn)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(kāi)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(kāi)裂。
 

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