蘇 展 金月華 李 黎

筆者所在公司是一家實木復(fù)合地板專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，針對公司目前生產(chǎn)中存在的產(chǎn)品質(zhì)量問題，筆者按工藝生產(chǎn)流程，對一定時期內(nèi)生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題進(jìn)行統(tǒng)計，按照6σ管理方法，組織公司技術(shù)人員采用頭腦風(fēng)暴法，對造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的原因進(jìn)行仔細(xì)分析，歸納總結(jié)、甄別，通過測量和解析找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的原因。

1 多層實木復(fù)合地板生產(chǎn)工藝流程

該公司多層實木復(fù)合地板基材由外協(xié)工廠按其企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和供貨要求加工生產(chǎn)，經(jīng)公司采購部驗收合格后進(jìn)入生產(chǎn)車間。公司自主進(jìn)口加工表板所用的原木，加工生產(chǎn)從木段鋸方、蒸煮軟化、表板刨切、單板干燥、單板分選、單板鋸切加工開始，到地板成品包裝出廠為止，其主要工段及具體生產(chǎn)加工工藝如下。

1.1 表板加工工段

原木→原木橫截為木段→蒸煮池蒸煮→旋切機(jī)旋切單板→單板干燥機(jī)干燥。

原木→原木橫截為木段→大帶鋸剖成刨切方材→蒸煮池蒸煮→刨切機(jī)刨切單板→單板干燥機(jī)干燥。

原木→原木橫截為木段→大帶鋸剖成方材→干燥→臥式帶鋸鋸切單板。

縱向單板刨切線，主要用于刨切1～3 mm厚度的表板，橫向單板刨切線，主要用于刨切厚度1 mm以下的表板，臥式帶鋸機(jī)主要用于鋸切厚度3 mm以上的表板。

1.2 表、背板熱壓貼面工段

基材涂膠→組坯→預(yù)壓→熱壓→多片鋸剖板→定厚砂光→表面拋光→分等→檢驗→平衡調(diào)質(zhì)。使用冷壓預(yù)壓機(jī)、多層熱壓機(jī)對基材復(fù)貼表板和背板。

1.3 地板坯料縱橫向榫簧、榫槽加工工段

縱向開榫機(jī)對地板坯料兩側(cè)邊開榫槽→橫向開榫機(jī)對地板坯料兩端開榫槽。

1.4 表面涂飾工段

素板砂光→涂底漆、干燥→涂漆（雙輥）→干燥→底漆砂光→涂面漆→干燥→涂面漆→干燥。

1.5 分等包裝

成品檢驗→分等→熱縮膜包裝→入庫。

2 地板基材加工工段常見質(zhì)量問題及原因分析

多層實木復(fù)合地板基材由外協(xié)生產(chǎn)工廠按要求的組坯形式、膠黏劑種類、熱壓工藝參數(shù)等標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，以下是基材常見的質(zhì)量問題及其成因分析。

1）膠合強(qiáng)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求

多層實木復(fù)合地板基材使用桉木旋切單板、三聚氰胺改性脲醛樹脂膠黏劑經(jīng)涂膠、組坯、陳放、預(yù)壓、熱壓而成。

基材膠合強(qiáng)度未達(dá)到要求，其主要原因是膠黏劑未達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，基材熱壓參數(shù)控制不嚴(yán)，膠黏劑未充分固化，熱壓壓力不足。或單板未充分加壓接觸，膠黏劑提前固化，或熱壓時間短，膠黏劑未固化就失去了溫度和壓力。此外，單板的含水率過高，單板質(zhì)量差，涂膠量不足，涂膠后單板陳放時間過長或過短，均會造成基材膠合強(qiáng)度不同程度的降低。

2）基材局部分層、鼓泡

基材局部分層開膠和鼓泡是常見缺陷。其原因是熱壓時間不足，熱壓機(jī)開啟降壓速度太快，板坯含水率過高，單板涂膠不均，有漏涂或單板板面有污染等。

3）基材板面翹曲或扭曲

基材板面翹曲或扭曲是由于板內(nèi)應(yīng)力不均勻引起的。主要原因是基材組坯不對稱，表、背板含水率不一致，不同單板搭配不合理、相對中心層兩側(cè)單板層數(shù)不等、對稱單板厚度不等，單板有扭曲木紋、熱壓板溫度不均、板跺堆放不平等原因引起。

4）基材邊角開膠

造成基材邊角開膠最主要的原因是熱壓時熱壓板邊角壓力不足，與熱壓板的磨損、變形有關(guān)，以及熱壓裝板時熱壓板間隔中板坯邊角未對齊，板坯受壓不均，單板邊部過薄，邊角缺膠，涂膠后陳放時間過長，膠黏劑或單板失水過多，熱壓板局部溫度過低等原因。

5）基材板面透膠

基材板面透膠多是因為膠黏劑黏度過低、固體含量不足，涂膠量過大，單板背面有裂縫、裂縫太深，單板含水率過高，陳化時間過長，熱壓壓力過大。

6）基材疊層和離縫

基材疊層和離縫多是因為組坯所用單板沒有整張化，碎單板組坯時預(yù)留縫隙過大或過小，板坯預(yù)壓和熱壓裝板時板坯中單板錯位或重疊，單板邊部不齊造成的。

生產(chǎn)車間基材常見的質(zhì)量缺陷的統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

表1 地板基材常見質(zhì)量缺陷和比例Tab.1 Common quality defect and proportion of floor base material

3 地板表層壓貼工段常見質(zhì)量問題及原因分析

筆者所在公司采取公司自主進(jìn)口原木，以刨切和鋸切的加工方式進(jìn)行表板生產(chǎn)，因此，表板與基材壓貼工藝中常見的質(zhì)量問題主要來自表板刨切、鋸切加工時殘留于表板的加工缺陷和表、背板壓貼膠合時產(chǎn)生的缺陷，生產(chǎn)車間表板壓貼工段常見質(zhì)量缺陷統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

3.1 單板刨切、鋸切中常見缺陷及產(chǎn)生原因

1）單板厚度偏差大、厚度不均

出現(xiàn)這些問題的主要原因有以下幾個方面：木段卡緊夾持工作臺螺栓松動，木方固定不牢，刨切時木方移動。刨刀進(jìn)給量不均衡。刀架兩側(cè)螺母松動，刨刀刨切時波動爬行。刨刀與壓尺之間水平方向的間隙不等，刀門尺寸不一致。

2）單板表面粗糙、有毛刺和溝痕等

這些問題主要出自于刨切機(jī)，多數(shù)是因為：刨刀刃口變鈍，并有崩刃現(xiàn)象。壓尺長時間使用，刃口表面不平和變鈍。木方蒸煮溫度過低或蒸煮時間不夠，木段軟化不足，單板板面裂紋和起毛。

3）刨切單板破碎

刨切機(jī)壓尺壓緊力過大，致使單板纖維橫向或縱向折斷、撕裂。或木方蒸煮溫度過低或蒸煮時間不夠，木段軟化不足均會導(dǎo)致刨切單板破碎。

4）單板出現(xiàn)波浪形

刀門不等，單板兩端和中間的壓榨率不一致；壓尺磨損，刃口表面不平；刨刀楔角過大，這些均是單板出現(xiàn)波浪形的因素。

3.2 單板干燥中常見缺陷及產(chǎn)生原因

1）單板變形和開裂

首先是因為木材早晚材的材性不一；其次是木材節(jié)子等缺陷，致使單板組織不均勻，使單板在干燥過程中的收縮不一致，導(dǎo)致單板變形、開裂。在單板干燥過程中，單板邊緣水分蒸發(fā)得快，而單板邊緣部分的收縮變形又受到中間部分的限制，因此邊部容易出現(xiàn)波浪形或開裂。

2）單板終含水率不均勻

這往往是因為單板心材和邊材的差別，其初含水率不同，干燥速度不一致造成的。干燥機(jī)內(nèi)的溫度、濕度、風(fēng)速等隨單板位置和層數(shù)的不同而有所差異，也可能造成干燥完成后，單板的終含水率不均。

3.3 表板壓貼加工中常見缺陷及產(chǎn)生原因

1）表板透膠或裂紋

單板表面產(chǎn)生透膠或裂紋的原因是單板厚度過小，或單板有裂紋。熱壓溫度和壓力過高，膠黏劑的黏度小和涂膠量大，膠黏劑固體含量小。

2）地板坯料的色斑或底色透過表板

單板厚度過小，以致基材木材中的單寧、色素與鐵離子形成的污染透過單板。

3）小面積出現(xiàn)鼓泡、脫膠

基材或單板含水率不均勻，熱壓板加熱不均勻從而導(dǎo)致小面積的鼓泡和脫膠。

4）大面積鼓泡、脫膠

基材和表板含水率過高，基材與所選用的膠黏劑不完全相匹配?；谋砻嫔肮赓|(zhì)量不佳，基材表面平整度不夠。這些均是導(dǎo)致鼓泡和脫膠的原因。

5）表面凹凸不平

主要原因是基材的厚度偏差較大，基材表面含蠟質(zhì)或油脂污染物，阻礙膠液的浸潤，膠合強(qiáng)度下降。

表2 實木復(fù)合地板表板常見質(zhì)量缺陷和比例Tab.2 Common quality defect and proportion of engineering wood flooring

4 地板榫槽加工工段常見質(zhì)量問題及原因分析

多層實木復(fù)合榫槽加工屬于木材制品的縱橫向銑削加工，在縱向和橫向榫槽成型機(jī)床上進(jìn)行，地板坯料經(jīng)過榫槽加工后在地板的兩側(cè)邊和兩端獲得榫頭和榫槽，以便于地板的安裝。地板坯料經(jīng)定厚砂光、表面拉絲、榫槽銑削加工后，不可避免地具有一定的尺寸誤差和加工缺陷存在，這里統(tǒng)計的不是尺寸誤差，是加工缺陷，尺寸誤差在后面繼續(xù)研究。

尺寸偏差主要包括長度和寬度尺寸偏差，以及地板的形狀位置偏差，這是由于機(jī)床、刀具和工件組成的加工系統(tǒng)加工過程不穩(wěn)定造成的，同時還有刀具與工件相互作用引起的木材劈裂、工件偏移加工偏差。

表面加工質(zhì)量缺陷包括各種不平度，主要有因為刀刃刃磨不平在加工表面上留下的刀痕，運動軌跡產(chǎn)生的波紋，木纖維被撕裂、崩掉、劈裂、搓起等引起的表面破壞，刀具、工件、機(jī)床系統(tǒng)振動引起的不平，木材年輪等質(zhì)地不同引起的彈性恢復(fù)不平，木材本身的多孔構(gòu)造等引起的構(gòu)造性不平等。

由上述各種原因而導(dǎo)致的各種表面不平度通常都不是單一出現(xiàn)的，往往都是交錯重疊出現(xiàn)。

1）銑刀轉(zhuǎn)速、直徑、刀齒數(shù)和進(jìn)給速度對運動不平度的影響

圓柱銑削時，由于切削軌跡為擺線，所以，即使所有刀刃都在同一切削圓柱上，也會在加工表面留下有規(guī)律的波紋。波紋高度可由下式計算。

式中：D——銑刀直徑，mm；

Uz——每齒進(jìn)給量，mm/Z。

由上式可見,增大銑刀直徑或降低每齒進(jìn)給量可以降低運動不平度。因為

因此，要降低每齒進(jìn)給量，當(dāng)銑刀轉(zhuǎn)速和刀齒數(shù)一定時，需降低進(jìn)料速度。而進(jìn)料速度一定時，則可增加銑刀轉(zhuǎn)速和刀齒數(shù)。增大銑刀刀齒數(shù)和銑刀外徑受機(jī)床結(jié)構(gòu)空間限制，為提高產(chǎn)品的加工精度和表面質(zhì)量最簡便的方法就是降低加工時工件相對刀具的進(jìn)料速度，但同時也意味著單位時間內(nèi)完成加工的產(chǎn)品數(shù)量減少，生產(chǎn)效率減低，產(chǎn)量下降。

2）刀刃的位置精度和運動精度對表面不平度的影響

無論是整體銑刀還是裝配式銑刀，刀具刃磨和安裝時，刀刃都不可能絕對精確地位于同一切削圓上。即使刀刃都能位于同一圓周上，因為刀軸的制造精度、安裝精度，以及不平衡質(zhì)量所限，銑刀在回轉(zhuǎn)時總會有徑向跳動。由于刀齒的徑向跳動而使每一刀齒在工作時切下的切屑厚度不等。從刀具制造、安裝等方面，應(yīng)盡量提高刀刃的位置精度，降低徑向跳動量，也可以提高產(chǎn)品加工精度。

3）前角對表面不平度的影響

前角對表面不平度的影響是通過前刀面上作用力的大小和方向而表現(xiàn)出來的。端向銑削時，因為平行于進(jìn)料速度水平方向的分力是造成末端開裂的主要原因，這常發(fā)生在地板橫向榫槽加工中。

多層實木復(fù)合地板榫槽加工在切削方式上屬于木材縱向銑削和端向銑削，因此處理不當(dāng)極易發(fā)生超前劈裂和末端開裂的加工缺陷。雖然刀具的刃磨和安裝角度在刀具投入使用前已經(jīng)確定，但由于木材的自然屬性，在加工時木材纖維紋理與刀具刃口相遇的角度是隨時變化的，因此刀具前角對破壞性不平度影響顯著。

4）刀具的變鈍對表面不平度的影響

在任何情況下，變鈍了的刀具都會對加工質(zhì)量帶來不利的影響，當(dāng)?shù)毒咦冣g時，刃口鈍半徑變大，刃口在加工表面引起的變形區(qū)面積和壓力都會增加，這不但會引起破壞性不平度和彈性恢復(fù)不平度的增加，而且由于摩擦力大大增加，還會搓起加工表面的木纖維，故導(dǎo)致表面起毛或毛刺等方面破壞性不平度的增加。

5 地板涂飾加工工段常見質(zhì)量問題及原因分析

紫外光光敏（UV）涂料在多層實木復(fù)合地板涂裝和使用過程常因涂料的質(zhì)量、人為因素、或者客觀環(huán)境原因引起一系列問題，常見的問題主要有：涂膜附著力不佳，涂膜表面出現(xiàn)縮孔，涂膜表面存在顆粒和麻點，涂膜黃變，涂裝時涂料沒有完全流平，涂膜硬度不夠，涂膜不耐水煮，涂膜表面出現(xiàn)裂紋8種缺陷。對產(chǎn)生這些問題的原因歸納如下：

1）涂膜附著力不佳的原因

底漆原因：底漆涂膜硬度過高，膜層太厚，雙組分涂料烘烤時間過長，交聯(lián)密度太大，以及鋁粉漆中鋁粉含量過高等。

面漆原因：漆料自身的附著力不高，涂膜過厚，涂膜收縮率過大，固化不完全，溶劑揮發(fā)太快。涂料配方設(shè)計不合理。

2）涂膜表面出現(xiàn)縮孔的原因

地板坯料表面有蠟和灰塵等污染物。涂裝時空壓機(jī)有油或水混進(jìn)了涂料中。涂裝的表面張力過高，地板坯料表面能過低。地板坯料表面被有機(jī)硅污染或是涂料中使用了過量的短波有機(jī)硅油。

3）涂膜表面存在顆粒和麻點的原因

外部因素：底漆涂裝工藝存在缺陷，細(xì)度不夠或返粗，工作環(huán)境中有灰塵污染，地板坯料表面清理不干凈（灰塵，油污，靜電等）。

涂料因素：涂膜體積收縮過大，涂料配方體系的搭配不合理，涂料的潤濕性和鋪展性不佳，形成局部的團(tuán)聚，導(dǎo)致麻點產(chǎn)生。

4）涂膜黃變的原因

光引發(fā)劑經(jīng)紫外線照射后產(chǎn)生活性自由基引發(fā)雙鍵聚合，產(chǎn)生的活性碎片遷移到了涂層表面引起黃變。另外，低聚物和單體中含有的一些生色基團(tuán)如酯基、羰基和醚鍵經(jīng)紫外光照射后產(chǎn)生黃變。

配方中使用的有機(jī)胺經(jīng)紫外光照射后產(chǎn)生了黃變。膜厚太厚以及光照時間過長產(chǎn)生了黃變。

5）涂裝時涂料沒有完全流平的原因

涂料樹脂分子量大，固體含量低，稀釋劑溶解力不佳，揮發(fā)速率過快，樹脂相容性不佳，稀釋劑比例偏低，黏度過高。

6）涂膜硬度不夠的原因

影響涂膜硬度的原因有：UV主體樹脂的官能度和結(jié)構(gòu)不匹配，丙烯酸雙鍵的交聯(lián)密度不夠，涂膜最終UV固化轉(zhuǎn)化率較低，涂膜硬度和厚度的影響等。

7）涂膜不耐水煮的原因

涂層偏薄或涂層固化不徹底，涂層的交聯(lián)密度偏低。底漆配套涂層的封閉性差，底漆與基材的附著不佳或不耐水煮。

表4 實木復(fù)合地板涂飾常見缺陷和比例Tab.4 Common quality defect and proportion of finishing cover of engineering wood flooring

8）涂膜表面出現(xiàn)裂紋的原因

底漆未干燥完全，面漆稀釋劑揮發(fā)過快，曝光能量太高，曝光過程的溫度太高，交聯(lián)密度高，涂膜過厚，收縮率太大等。

6 結(jié)語

地板生產(chǎn)中提高關(guān)鍵工段或機(jī)臺的產(chǎn)能是提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，即意味著提高進(jìn)料速度，受加工對象木質(zhì)原料自身性質(zhì)和力學(xué)強(qiáng)度的制約，以及加工機(jī)械與刀具系統(tǒng)振動和噪聲限制，其切削速度一般不超過90 m/s，如果提高進(jìn)料速度，不能相應(yīng)地提高切削速度和增大刀具直徑，加工件的表面質(zhì)量會下降，加工造成的破壞性缺陷增多，產(chǎn)品合格率下降。在多層實木復(fù)合地板生產(chǎn)中，高產(chǎn)和質(zhì)優(yōu)之間是一對難以調(diào)和的矛盾，但是，任何情況下都不能不顧產(chǎn)品質(zhì)量而單方面強(qiáng)調(diào)產(chǎn)量的提高。如在地板涂飾工段，提高進(jìn)料速度，可能會引起漆膜輥涂不勻，漆膜自然流平不夠，紫外光固化干燥不足，漆膜起皺，漏涂，未完全固化等缺陷。因此，分析工藝過程中發(fā)生加工質(zhì)量的主要原因，并針對性地采取技術(shù)措施控制關(guān)鍵加工參數(shù)，可以減少加工缺陷從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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