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固体份通常在4-14%之间,因粘度很低故很快就能渗入木材的表面层,提供涂装过程中的“延续”效果。
3.6 吐纳:
是染料或颜料添加于头遍底漆配制而成的,固体份在2-10%之间,一般在素材着色或填充作业完成后,为了加深颜色而使用,其作用和头遍底漆一样,但也可直接用于素材上替代素材着色和胶固底漆二道工序,因其着色剂未渗入木材,因此极易因刮伤而产生白痕,须特别注意吐纳。
主要使用在涂装线较短,而难以分别使用素材着色及胶固头遍底漆的地方,吐纳在大的平面上效果较好,可喷足饰面及着色均匀,但在椅子、碗碟柜内侧和车轵造型配件上比较难喷涂均匀,所以颜色控制上比较困难,一般较少使用。
3.7 格丽斯透明主荆:
为了防止端面纹理变深,一般而言,要在使用着色剂之前先用格丽斯透明主剂封闭。
使用时用细布或刷子涂布于端面纹理处,这样可阻塞端面导管,擦拭干净后使颜色均匀一致。
3.8 格丽斯着色剂:
又可称为仿古漆,是在慢干及易于擦拭的油或树脂中,把半透明或透明颜料溶解于油脂性溶剂所制成。
其目的在于利用其半透明性以降低亮度,使材面柔和,形成对比及阴影效果,产生古典的趣昧。
3.9 二度底漆:
二度底漆用来保护底色着色剂与格丽斯着色剂,并增加涂膜厚度及使材面平滑。
其特征为密着性、填充性、砂光性、透明性、干燥性,起到和面漆作为“架桥”的作用。
3.10 修色着色 这是整个涂装过程中最后一道着色工序,这道过程必须对照标准色板进行修色,修色可全面喷涂,亦可按实际状况作局部加强修色;
若用酒精性着色剂修色,修色完成后,还可以用布或钢丝绒来作局部的修补工作。
3.11 面漆:
面漆是涂装流程的最后一步,是产品最直觉的外观,所以涂膜的丰满度和透明性是非常重要的。
3.12 抛光打蜡:
为使涂装表面更加平滑,增加涂膜的手感及提升涂膜美观性,必须抛光打蜡。
首先使用直线砂光机,使用800#-1000#的水砂纸蘸着润滑剂或松香水将表面的粗颗粒磨平,然后再用高速抛光机羊毛轮,用2000rpm以上速度将表面抛光至所需的亮度,最后用洁净的软布将表面擦拭干净。
4 美式涂装用涂料品种
美式涂装用涂料品种主要包括NC透明面漆、NC透明底漆、格丽斯着色剂、NC封闭底漆、染料着色剂、修色着色剂、NC天那水、渗透颜料着色剂、酒精性着色剂、布印着色剂等。
气力除尘技术在木材加工中的应用
1 引言
在各类木材加工工厂中,都有不同类型不同规格的木材加工设备,这些设备在加工过程中,会产生大量的各式各样的木材碎料,如一台普通的双面刨在连续加工中每小时产生的刨花可达20Okg之多。
常见的木材碎料形式一般包括锯屑、刨花、木纤维、木粉、小木块等,一些生产家具的工厂可能还有一些非木质碎料同时产生,如油漆粉尘、含胶粉尘、PVC碎屑等。
对这些散碎物料如不进行妥善处理,不仅对产品质量造成影响,还会对环境以及工人身体造成危害,同时也造成了一些火险隐患。
进入21世纪,我国经济将继续高速发展,公众对工作和生活环境的要求将更高,有关工业防尘方面的法规将更趋完善,执法力度也将更为加强。
所以,木材加工行业中的除尘问题必须得到充分的重视和彻底的解决。
2 实际应用中常见的问题
目前,在木材加工行业,气力输送被广泛地应用于散碎木废料的处理上,但由于实际应用中各种因素的考虑不周,以及除尘技术的不完善,各企业中都存在着不同问题。
常见问题有以下几种:
2.1 除尘设备的选用不合理。
表现为对不同形式的散碎木废料采用相同的除尘设备来处理,造成分离及除尘效果不佳。
各类常见木工机床和家具生产设备加工中产生的碎料形式如表1所列,但实际中,由于被加工材料的不同,碎料的性状可能有所不同,如中密度板在铣削和锯削加工中产生的主要是含胶的木粉尘,而不再是片状或粒状。
表1 各种常见废料形式
设备类型
废料形式
数量(kg/h)
重量浓度(kg/kg)
锯类
锯末
10-120
0.02-0.08
刨类、立铣类
片状刨花
100-400
0.08-0.24
车床
80-100
0.07-0.08
镂铣机
团状木屑
80-200
0.07-0.18
钻孔设备
粒状木屑
10-50
0.02-0.04
砂光磨光
木粉
5-20
<
0.02
2.2 片面追求抽尘效果,排风风量及风压过大,从而增加设备投入和运行费用。
一般说来,在设计计算时,可采用各机床吸料器要求的最小气流量总和加大10%来选择风机的风量。
木工机床出厂时一般都对最小吸尘风量进行要求,可作为设计时的参考依据。
2.3 设备安装位置发生变动或新设备安装时,采用直接在系统中接入分支管道或改变原分支管道长度的方法,从而引起气流分配的重新改变,甚至会由于不能保持原来的平衡状态而破坏吸尘装置系统的正常工作。
2.4 设备及管道设计制造质量及安装质量得不到保证,阻力损失较大,漏风严重,影响吸尘效果。
对分离设备来说,造成分离效果不佳,产生漏灰现象。
3 设计和布置除尘系统的原则
设计车间气力除尘系统时,首先应根据现场的实际情况,确定采用何种结构的系统,再根据车间的平面图和立面图来布置主管道、支管道、风机、除尘器、料仓等的位置。
一般在设计与布置时,应考虑如下原则:
3.1 尽量采用室外集中除尘方式,这样不仅能保证车间内的环境,又便于对废料进行集中处理。
但需吸尘的机台分布较为分散或数量较少时,也可采用单机式除尘器,能够节省管道制作安装方面的投入。
3.2 主管道的布置要考虑车间采光,走向要兼顾美观,尽量平行或垂直。
分支管道除了遵照上述要求外,还要以不影响交通和工人操作为原则,并尽量减少弯头的数量,而且要注意输送的最远距离不要超过250米。
3.3 三通管、多通管、弯头、变径管等要按标准结构设计和制造,并要保证内壁的光滑整齐,接头法兰必须有密封措施,以减少风压及风量的损失。
图1中是一些常见的不合理结构,应在设计及安装中尽量避免。
图1 一些常见的不合理除尘管件结构
3.4 机床吸尘口前应加设自动或手动闸门开关,以调节与节约风量。
设计布置主管道或物料流量较大的管道时,在弯头、多通、三通的后方以及直立管的下方等易发生堵塞的部位,应开设检查门或检查口,以便随时清除堵塞的散碎物料。
3.5 根据车间加工设备所产生的碎料种类及性状选用分离设备及数量。
常见的木材加工产生的散碎废料的分离方法见表2。
实际情况中,各车间均有不同的加工设备,产生的废料多是各种性状废料的混合物,如采用集中除尘系统,则应考虑多级除尘的方案,即采用预分离和细分离。
表2 散碎废料的分离方法
性状
最小颗粒
分离状态
锯末、钻屑
粒状
100mm
机械除尘
刨花
片状粒状
>
1mm
过滤除尘
3.6 风机尽量安装在室外,进风口和出风口与管道相连处要采用软管连接或漆布包裹的方式,以减少噪声及震动。
风机进风口前应设筛孔尺寸不大于4cm的铁筛网,防止较大木块或其它杂物对凤机叶轮造成损坏。
3.7 应在管道、风机、分离器及料仓全部选配妥当后,再进行整套系统的计算和设计。
一般来说,为了形成较大空气更换量,以尽可能干净彻底地吸走散碎废料,对于木工车间吸尘装置,混合重量浓度应取为O.1kg/kg以下。
由于混合浓度较小,故可先按纯空气的情况来进行计算,而将最后得出的压力值增大7%-10%即可。
风速选择一般要在20米/秒以上,对于以吸木粉为主的系统,风速应该再提高30-50%。
4 木工车间气力除尘系统常用的几种除尘器
由于木材加工行业不同于采矿、水泥等行业,产生的尘屑重量均比较轻,不易分离,因此对分离器的净化效率要求也比较高。
一些厂家还专门针对木工行业设计了专用的除尘器。
表3是木材加工行业中常用的几种除尘器,在选用时,应充分考虑生产线的实际情况,一般说来,如果是综合性加工,废料形式是刨花、锯末及粉尘的混合物,则应采用两级或多级除尘。
若是配料车间或集成材车间,废料形式以片状、块状或较大颗粒状为主,则选用高效旋风分离器即可。
若是砂光打磨工段,废料形式以木粉尘为主,数量又不大,则可直接采用布袋、滤筒等过滤式除尘器。
在北方高寒地区,为了节能,一般来说需要将排出的热空气净化后送回车间,在其它地区如果车间封闭且排风量较大,为了保证室内压力平衡,不产生较大负压,有时也需将空气送回,这时为了保证室内的空气清洁,则最少要经过两级以上的净化方可送回车间。
总之,应以排放空气的洁净度是否达到标准作为选用除尘器的主要依据。
表3 木材加工厂常用除尘器
名称
适用范围
优点
缺点
惯性除尘器
可作为预除尘用
压力损失小
除尘效率低
旋风除尘器
除砂光、磨光工序所有机台
构造简单,投入小
无法处理微细粉末
室内简易袋式除尘器
砂光、锯类等粉尘粒径小、数量少的部位
净化效率高,占地面积小
密封要求高,且需人工清灰及二次运输
脉冲袋式除尘器
所有工序
能自动清灰,净化效率高
需配压缩空气
旋风袋式除尘器
配反吹风机无需压缩空气
维护修理不方便
惯性脉冲袋式除尘器
有两级除尘,适合于各生产线
可处理刨花、锯末、粉尘的混合物
占地面积较大
移动式布袋除尘机
适用于单机使用
使用灵活方便
废料需二次运输
滤筒式除尘器
适用于空气回送
净化效率高
要求入口含尘浓度较低,不大于40mg/m3
5 废料的最终处理
木材加工产生的碎料由于质量轻,遇风飘扬,极易对环境造成污染,且存在一定的火险隐患,对其最终处理一直是个难题。
如果厂内有人造板生产线,可直接送往铺装线;
如果有生产用锅炉,可对锅炉进行适当改造后,送往炉膛进行燃烧,还能节约燃煤。
目前,这两种办法均有较成型的工艺方案。
还有一些厂家开发出一些小型设备,可利用这些废料来生产人造木炭,市场效益也很可观。
在废料最终处理过程中,注意要以减少运输次数为原则,尽量一次输送到位,以避免粉尘对环境造成的污染。
6 设计安装及使用中必须考虑的几个安全问题
由于除尘系统多为公用设备,一般来说责任落实得都不好,巡视及监护也不到位,比较容易发生问题。
所以必须落实专人负责开启关闭和运行巡视。
除此之外,在设计安装及使用中还应注意以下几方面:
6.1 设计时要考虑消除静电。
因除尘器及料仓内粉尘浓度较大,干燥的废料在管道内输送时,由于摩擦会产生较多的静电,放电现象会造成打火引起粉尘爆炸。
室外除尘器如果超出建筑物高度时,还应考虑采取避雷措施。
6.2 料仓内废料长时间堆积,在高温季节易发生自燃现象。
在系统性能正常的情况下,一般也会有约2%的废料沉积在输送管底部。
因此,应定期对管道、除尘器、料仓等部位进行检查及彻底清理。
6.3 砂光涂漆产品时产生的油漆粉尘易燃易爆,最好单独使用除尘系统,不要和木粉混合,并对其做特殊处理。
6.4 吸料器旁不要放擦机布、工具、零件等物品,教育工人不要使用吸尘管吸衣服或身上的粉尘,以防异物进入管道或风机,引起事故。
非木材植物人造板工艺与设备进展
随着世界性的森林资源短缺,木材的供应日趋紧张,木材人造板的生产已受到一定程度的影响,而人造板的需求正在逐年增长。
因此,寻找新的人造板代用原料早已势在必行。
通过数十年的研究与探索,非木材植物人造板的产品种类、生产规模、工艺技术、性能质量、检验标准以及应用开拓等,都得到了不同程度的发展与提高。
本文就非木材植物人造板的工艺与设备进展等情况作介绍与分析。
1 非木材植物人造板的开发品种与概况
国外20世纪初已开始利用非木材植物原料制造人造板。
我国开发非木材植物人造板始于50年代末。
迄今为止,据不完全统计,仅利用蔗渣与棉麻茎秆生产人造板的厂家或车间,已有60余家,年生产能力已达30万m3以上。
根据板材的不同结构,可将已研制和开发的非木材植物人造板分为如表1的4大类数十个板种。
1.1 非木材植物纤维板
根据表1,非木材植物纤维板的开发中,包含了木材纤维板的软质、硬质、中密度3个品种,而以非木材植物软质纤维板开发较早,硬质纤维板开发较为普遍、中密度纤维板开发速度最快。
由于原料的特殊性,在木材纤维板的工艺与设备基础上,对非木材植物纤维制浆、浆料处理、成型与热压等工段的工艺与设备均作了较大的改进。
如增大进料口和进料螺旋直径及转速,加大磨盘直径和转速,改进磨盘齿形,强化长网脱水措施等。
目前国内生产非木材植物纤维板工艺与设备较成熟的原料为棉秆与蔗渣,这两种原料也是较早应用的原料。
表1 非木材植物人造板种类
类别
品种
板种举例
纤维板
软质纤维板
硬质纤维板
中密度纤维板
棉秆软质吸音板、稻草软质吸音板、草筋板
剑麻头硬质纤维板、豆秸硬质纤维板、烟秆硬质纤维板
蔗渣中密度纤维板、棉秆中密度纤维板、竹材中密度纤维板
碎料板
普通碎料板
废渣板
废壳板
麻屑板、芦苇碎料板、烟秆碎料板、稻草(麦秸)碎料板
蔗渣板、烤胶渣板、麻黄渣板、玉米芯板
稻壳板、花生壳板、核桃壳板、垃圾板
胶合板
普通胶合板
积成胶合板
特种复合板
竹席(帘)胶合板、竹片胶合板、高梁秆帘胶合板
竹篾积成板、葵花秆积成板
竹材空心胶合板、竹材(蔗渣)瓦楞板、重组竹板
复合板
夹心复合板
复合胶合板
无机复合板
秆段夹心细木工板、碎料夹心胶合板
竹木复合胶合板、复合层积材、复合空心胶合板
石膏碎料板、水泥碎料板、菱苦土碎料板
纸面稻草(麦秸)板、果壳核人造木、网络板
1.2 非术材植物碎料板
应用于碎料板生产的非木材植物原料很多,包含了几乎所有的植物纤维。
碎料板是用非木材植物原料生产人造板中最有潜力的品种。
用非木材植物纤维生产碎料板最关键的工序是备料,因为非木材植物碎料的表面状态、形态特征、筛分值等均极大地影响到碎料板的工艺流程和产品性能。
非木材植物纤维表层往往存在不易胶合的疏水性物质,芯部常常含有强度弱、吸水性强的软组织,部分原料有难以切断的韧皮。
因此,在备料中需采取特殊的工艺措施和相应的特殊设备。
在备料之后的施胶、预压、热压等工序中,则与木材碎料板的生产大同小异。
1.3 非木材植物胶合板
非木材植物胶合板主要以竹材为原料,近年来也出现了以高梁、葵花秆为原料的新型胶合板材。
与木材单板相比,非木材植物胶合板的构成单元较小,需将圆筒状或圆柱状的植物茎秆展平或剖分成片状、块状,再将片状、块状材料连结或编织成大幅面基材,因此需采用专用设备。
如竹材的展平、干燥、定型等,生产的关键工序在于茎材的制备,相当于木材胶合板的单板制备。
其后的涂胶、组坯、热压等工序则与普通木材胶合板相类似。
1.4 非木材植物复合板
非木材植物复合板较为复杂,有不同材料、不同结构、不同层次、不同空间对应的各种组合。
其中纸面稻草(麦秸)板是一种采用侧向挤压成型的特殊板材,有别于大多数板材的平压工艺。
此外,用无机胶粘剂如石膏、水泥、菱苦土等作粘结材料的无机复合板,其工艺与设备也与用有机高分子胶粘剂的板材有较大的区别。
2 非木材植物人造板的构成、工艺特点与关键设备
表2列出了常见的非木材植物人造板的基本构成单元、板材结构、关键工艺及专用设备或处理方法。
表2 常见非木材植物人造板的构成、关键工艺与设备
板材名称
构成单元
板材结构
关键工艺
专用设备或处理方法
纸面稻草(麦秸)板
稻、麦轩段
纸板覆面平行草秆
卧式挤压、无胶结合
卧式挤压成型机
稻草(麦秸)碎料板
稻草(麦秸)碎料
三层结构
表面处理、形态处理
碎料制备、用特种胶
稻壳板
经碾磨稻壳
均质结构
稻壳碾磨机、用特种胶
棉轩碎料(纤维)板
碎料或纤维
三层或均质
韧皮切断、碎料或纤维制备
棉轩切断机、热磨机
煎渣碎料(纤维)板
除髓、分选
蔗渣除髓机、分选机
麻屑碎料板
麻屑
麻纤分离、麻屑形态处理
麻纤分离机、碎茎机
芦苇碎料板
芦苇碎料
芦苇破碎机、碎料处理
葵花轩积成板
剖分、展平轩段
轩段平行积成
展平、去芯、定厚
展平机、刮芯机、刨平机
高粱秤帘胶合板
碾平后织帘
直交组坯层压
碾压、织帘
碾压机、织帘机
花生壳碎料板
经碾压花生壳
形态处理、防水处理
碾压机
竹片胶合板
展开、刨削竹片
竹筒展开、竹片定型
辊压、干燥定型机
竹席(帘)胶合板
竹席或竹帘
层叠或直交层压
竹席(帘)制造
竹席(帘)编织机
竹蔑积成板
竹蔑片
平行铺装积成
均匀铺装成型
成型机
2.1 基本构成单元与结构
由表2可以看出,非木材植物人造板的基本构成单元有纤维、碎料、秆段、片材和帘席,相当于木材人造板的纤维、刨花、单板等基材。
除纤维的制造均采用磨浆外,非木材植物的碎料、秆段、片材与帘席的制造与木材的刨花及单板制造在工艺与设备上均有较大差别。
从板材的结构看,非木材植物纤维板与木材纤维板没有差别,一般为均质结构。
非木材植物碎料板与木材刨花板相类似,一般为三层结构。
非木材植物胶合板或积成材的构成与木材胶合板基本相同,胶合板采用直交组坯,遵循奇数层原则(除竹席胶合板外)。
层积材采用同向组坯。
但由于构成单元较小,虽经编织或合缝处理,内部缝隙仍然较大。
2.2 关键工艺
非木材植物纤维人造板的关键工艺与原料的特性和板材的结构等有关。
在非木材植物纤维板的生产中,以制浆工艺为关键。
在进料、磨浆温度、磨浆压力等方面都与木材制浆有所区别,一般采用低温延时、大磨盘和高速制浆工艺。
在非术材植物碎料板生产中,则以原料的表面处理和形态处理为关键。
因为非木材植物的表面常含有不易胶合的疏水性物质,如稻麦秆、芦苇、高粱秆、竹材等,表面处理和形态处理不好,则影响到碎料之间的胶合性能。
一般采用碾磨、破碎、化学降解、特种胶料等方式进行处理。
此外,某些原料的韧皮切断和髓芯分离为工艺中的关键,如棉秆、麻屑的韧皮纤维的处理和蔗渣、葵秆中髓芯的去除。
在非木材植物胶合板生产中,则以平面成型为重要,因为合适的平面是普通胶合板成板的重要基础,因此剖分、展平、编织等成为非木材植物胶合板的关键工艺。
复合板中的纸面稻草(麦秸)板比较特殊,其关键在板芯的无胶结合,而且要在卧式挤压中完成,因此要掌握好草秆的含水率、挤压温度和时间等。
2.3 专用设备或特种处理
根据非木材植物人造板的关键工艺,开发了相应的专用设备,或采用了特殊的原料处理方法,或施加不同的添加材料,见表2。
3 非木材植物人造板设备的开发
由于非木材植物原料来源广泛,材性较杂,在人造板的生产上与木材人造板存在一定差别,因此国内外科研人员在工艺与设备方面进行了大量的研究与实践。
表3、表4是国内外80~90年代末开发的非木材植物人造板的专用单机和成套设备。
表3、表4中仅列出了主要研制单位,实际上尚有许多其它单位的研究人员为此付出了辛勤的劳动。
表3 部分非木材植物人造板成套生产线
序号
生产线产品名称
年产量(m3)
主要研制单位
1
5000
哈尔滨林业机械厂
2
50万m2
英国引进,常州建材机械厂
3
江苏泗洪轻工机械厂
4
竹材胶合板
2000-4000
南京林业大学
5
蔗渣碎料板
10000-30000
昆明人造板机器厂
6
15000-30000
上海人造板机器厂
7
高梁秆帘胶合板
日本光洋产业株式会社
8
麻屑板
10000-15000
四川东华机械厂
9
棉秆碎料板
30000-50000
瑞典Sunds公司
10
热压法植物水泥碎料板
10000
德国Bison公司
11
冷压法植物水泥复合板
100万(m2)
表4 部分非木材植物人造板专用单机(组)
单机名称
型号或参
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