自然環(huán)保 綠色低碳
木塑材料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型復(fù)合材料,質(zhì)輕、剛性大、耐酸堿、防水防蟲(chóng)、環(huán)保,既可以像木材一樣釘、鉆、刨、鋸、膠合和油漆,也可像熱塑性塑料一樣成型加工和表面裝飾印刷,目前在建筑材料、市政設(shè)施、包裝材料等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。除了以上優(yōu)點(diǎn),其手感極像木材,因此認(rèn)定在家具領(lǐng)域的應(yīng)用很有發(fā)展?jié)摿?。但目前木塑材料在家具行業(yè)的應(yīng)用還不多,導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是什么?本文從材料特性和消費(fèi)者兩方面探討這一問(wèn)題。
一、木塑材料在家具行業(yè)應(yīng)用的限 制因素
1. 生產(chǎn)方式
目前木塑材料的生產(chǎn)主要采用擠出成型,即把木粉和熔融的塑料混合后擠出??椎玫礁鞣N型材與板材,型材成長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于板材。為了減少原料用量,企業(yè)多采用微發(fā)泡技術(shù)降低材料的密度和通過(guò)模具技術(shù)在型材中產(chǎn)生細(xì)小通孔。表面可采用噴漆或油墨印刷技術(shù)進(jìn)行裝飾和保護(hù),其中印刷技術(shù)不僅可以得到非常逼真的木材、石材紋理,而且由于油墨滲透到材料內(nèi)部,一定范圍內(nèi)的表面劃傷不會(huì)對(duì)外觀產(chǎn)生較大影響。木塑材料的生產(chǎn)方式對(duì)于家具設(shè)計(jì)制造有以下限 制:
(1)造型自由度低
由于是擠出成型,木塑材料大多數(shù)情況下只能呈現(xiàn)直線狀態(tài),幾乎沒(méi)有曲線造型和圓滑的轉(zhuǎn)折,因此難以體現(xiàn)出家具應(yīng)有的親和感和舒適感,用于家具生產(chǎn)的造型設(shè)計(jì)自由度大打折扣。從目前的狀況來(lái)看,用木塑材料開(kāi)發(fā)家具產(chǎn)品可采用的生產(chǎn)方式更接近于板式家具,外觀也很類(lèi)似,但成本稍高因而市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱。所以,如果外觀不能具備實(shí)木家具的主要特征,木塑家具的開(kāi)發(fā)就會(huì)受到很大的市場(chǎng)阻力。
(2)端面處理要求高
型材的通孔可以減輕重量、節(jié)約用材,是木塑材料使用成本較低的主要原因。但是,型材的端面部位強(qiáng)度較低,易遭受碰撞或局部受力產(chǎn)生破損,而家具的受力節(jié)點(diǎn)又往往在材料的端部,因此需要對(duì)其端部進(jìn)行特殊的處理以增加強(qiáng)度,提高了成本和技術(shù)難度;另外,消費(fèi)者在欣賞家具時(shí)對(duì)細(xì)節(jié)的要求較高,要求端面處理不僅考慮受力,還必須考慮形式的美觀和變化、使用過(guò)程的清潔和舒適要求,這都為木塑材料在家具領(lǐng)域的使用帶來(lái)困難。
(3)聯(lián)結(jié)方式有限
目前木塑材料常用的聯(lián)結(jié)方式是通過(guò)企口卡接,釘合、粘結(jié)。企口卡接可以很好的限 制材料間兩個(gè)維度的活動(dòng),結(jié)構(gòu)可靠,但用途限于面的拼合,難以用作支撐結(jié)構(gòu);釘合要求有足夠的鉸釘深度,一般需要在中空的型材內(nèi)部填充木塊,生產(chǎn)效率偏低;粘結(jié)對(duì)接觸面有較高要求,生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,膠水可能流到表面影響美觀。
2. 表面質(zhì)量
(1)表面平整度是家具質(zhì)量的一個(gè)重要因素,無(wú)論實(shí)木家具還是板式家具對(duì)此都要求很高,對(duì)木塑材料來(lái)說(shuō),這個(gè)要求顯得尤為苛刻。木塑材料從型孔擠出后會(huì)因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生局部變形,雖然環(huán)境濕度的變化對(duì)木塑材料產(chǎn)生的影響微乎其微,但較大的溫差卻會(huì)導(dǎo)致平面薄板的翹曲變形。目前用木塑材料制作的辦公隔斷在出口時(shí)碰到的難題就是產(chǎn)地和出口國(guó)的溫差導(dǎo)致的產(chǎn)品變形。
(2)木塑材料的表面硬度低也是影響其在家具行業(yè)應(yīng)用的不利因素。家具在安裝、運(yùn)輸和使用過(guò)程都可能會(huì)遭到各種沖撞,如果家具的表面硬度低,很容易就會(huì)產(chǎn)生表面缺失。木塑型材的表面用鑰匙甚至指甲就能劃出痕跡,雖然印刷木紋可以起到掩飾作用,但作為家具材料畢竟是一個(gè)較大的不足。
(3)采用印刷面飾的材料表面紋理受印刷輥輪直徑限 制形成規(guī)律性重復(fù),大面積使用時(shí)影響其真實(shí)感。有些木材如櫸木的紋理呈點(diǎn)狀分布,沒(méi)有大的圖案化紋理,重復(fù)出現(xiàn)后不會(huì)有明顯的人工化痕跡,而花梨木、酸枝木則有明顯的線狀紋理,同樣的紋理重復(fù)出現(xiàn)后感覺(jué)很不自然。
3. 消費(fèi)價(jià)值觀念
現(xiàn)在大多數(shù)消費(fèi)者都認(rèn)為實(shí)木家具比板式家具好,一方面是因?yàn)榘迨郊揖叩拇笈繖C(jī)械化生產(chǎn)使得其成本下降,市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)木家具,另一方面,由于森林資源危機(jī)造成人們對(duì)木材的價(jià)值判斷提高,實(shí)木家具的身價(jià)也就不斷增長(zhǎng)。另外,一些企業(yè)為了提高自身的市場(chǎng)身價(jià),將名貴木材和能師巧匠的超凡雕刻技藝結(jié)合,生產(chǎn)出幾套鎮(zhèn)店之寶,標(biāo)出幾十萬(wàn)的天價(jià),引導(dǎo)消費(fèi)者的價(jià)值判斷。相比之下,密度板、膠合板等人造板材的價(jià)值感明顯偏低,這種價(jià)值觀決定了木塑家具很難以較大的利潤(rùn)空間擠進(jìn)家具市場(chǎng)。沒(méi)有較大的利潤(rùn),新材料是很難進(jìn)入市場(chǎng)的。
二、應(yīng)對(duì)方案的提出
1.采用二次加工技術(shù)和適用塑料、五金件設(shè)計(jì)彌補(bǔ)生產(chǎn)技術(shù)的不足。
(1)木塑型材的彎曲試驗(yàn)證明木塑型材的單一直線風(fēng)格可以得到改觀,曲線造型和彎折都可以在木塑家具上出現(xiàn)。試驗(yàn)方法和過(guò)程如下:
根據(jù)試點(diǎn)企業(yè)資料和初步測(cè)試,確定且變形溫度范圍在155度左右,參考金屬?gòu)澒芄に嚭统醪皆囼?yàn),確定選用填充熱砂,在模具內(nèi)彎曲的方法;根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)確定彎曲半徑和角度范圍;根據(jù)前階段試驗(yàn)確定較佳變形溫度;根據(jù)每次試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整彎曲技術(shù);根據(jù)試驗(yàn)紀(jì)錄分析得出結(jié)論。
本次試驗(yàn)共彎曲型材39次,有記錄價(jià)值的37次(部分試驗(yàn)樣本照片附后)。經(jīng)過(guò)分析得出結(jié)論:實(shí)心材料的佳變形溫度在攝氏155度左右;空心材料的變形溫度在攝氏162度左右;90度轉(zhuǎn)角時(shí)的小彎曲半徑極限:JF11020為20mm,JF7040為40mm;45度轉(zhuǎn)角時(shí)的小彎曲半徑:JF11020為31mm。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,木塑型材用于家具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的造型自由度和轉(zhuǎn)角問(wèn)題可以解決,彎曲工藝有利于產(chǎn)生造型特色。
(2)發(fā)泡成型技術(shù)是試點(diǎn)企業(yè)已經(jīng)成熟運(yùn)用的生產(chǎn)技術(shù),目前用于木塑房門(mén)的制造,基本原理是在兩塊木塑板中間充入發(fā)泡劑,利用發(fā)泡劑產(chǎn)生的熱量和壓力使木塑板材緊壓在模具內(nèi)表面產(chǎn)生拉伸變形,冷卻后自然粘結(jié)為整體門(mén)板。這樣生產(chǎn)的門(mén)板可以預(yù)埋鉸鏈、拉手、墊木和電路及鎖具的管道,生產(chǎn)效率高、成本低廉、具有實(shí)木門(mén)的外觀品質(zhì)。
這項(xiàng)技術(shù)稍加改進(jìn)就可用于生產(chǎn)有預(yù)埋件的家具門(mén)板、面板、整體靠背椅等部件,不但成本低、效率高、便于安裝,而且可以利用模具得到不同的浮雕圖案,使家具造型和表面裝飾形式的選擇更多。
(3)借助專(zhuān)用五金件和塑料件解決木塑型材的封口和聯(lián)結(jié)問(wèn)題。通常鋁合金型材制品是通過(guò)著色或電鍍塑料扣件封閉端口的,木塑型材不僅可以借鑒這種方法,而且可以利用材料的彈性使扣件與型材結(jié)合的更緊密,從而起到更整體的視覺(jué)效果。一個(gè)較好的例子是木塑裝飾絨的安裝方式:裝飾錢(qián)上開(kāi)有一個(gè)帶封條的釘槽,用釘子固定好裝飾線后再把封條卡在槽上,這樣釘孔就不會(huì)影響美觀了。
木塑件專(zhuān)用聯(lián)結(jié)件設(shè)計(jì)要考慮以下因素:木塑型材內(nèi)孔尺寸沒(méi)有鋁合金型材精確,聯(lián)結(jié)件要有較大的適應(yīng)性;薄壁強(qiáng)度較金屬材料小,五金件和木塑型材的固定要有足夠大的接觸面積;利用型材的內(nèi)腔空間安裝微妙的機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)某些特殊功能;利用發(fā)泡技術(shù)可以把五金件預(yù)埋在型材內(nèi)部。
2. 用設(shè)計(jì)手段提高表面質(zhì)量
(1)材料變形輕則影響家具外觀,重則影響家具的使用,無(wú)論實(shí)木家具還是板式家具都面臨這個(gè)問(wèn)題。目前通常采用油漆或貼面的方法保持材料內(nèi)部水分含量的穩(wěn)定防止變形,或在較大面積的家具部件上用色彩或雕刻紋樣來(lái)掩飾變形并起到裝飾作用。由于木塑材料變形的主要原因是溫度變化所以用油漆隔離的方法無(wú)濟(jì)于事,這就使得表面裝飾設(shè)計(jì)成為非常重要的一項(xiàng)工作。除了雕花、鑲嵌、分割、質(zhì)感變化等常用表面裝飾手法外,木塑材料還有其獨(dú)特的裝飾手法,如印刷、拼接、模壓等等。
(2)木塑材料的表面硬度可以通過(guò)涂飾高硬度漆層提高,一些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了木塑地板,其硬度雖然不能和強(qiáng)化復(fù)合地板相比,但用作家具表面卻是不成問(wèn)題的。
(3)通過(guò)增加印刷輥輪的直徑來(lái)解決表面紋理的重復(fù)成本高但效果有限,可以考慮用噴墨印刷機(jī)取代現(xiàn)有輥印方式。目前德國(guó)愛(ài)克發(fā)公司生產(chǎn)的噴墨印刷機(jī)可以印刷大幅面海報(bào)、廣告牌及招牌,通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和模仿使之適應(yīng)板材的表面印刷能夠使木塑板材的表面質(zhì)量大幅提高。
3. 選準(zhǔn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向
按照傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)看木塑材料可以得出一個(gè)結(jié)論,即處在實(shí)木家具的高品質(zhì)和板式家具的低價(jià)格這個(gè)夾縫中的木塑家具很難在客廳和臥室占有一席之地,但是木塑材料優(yōu)良的防水性能決定了它獨(dú)特的使用價(jià)值。衛(wèi)浴裝修風(fēng)潮和整體廚房的高價(jià)位給木塑材料提供了進(jìn)軍家具市場(chǎng)的契機(jī),以衛(wèi)浴家具為木塑家具開(kāi)發(fā)的突破口是讓消費(fèi)者認(rèn)識(shí)和接受木塑材料的捷徑。
戶(hù)外家具對(duì)材料的耐侯性要求較高,木塑材料能夠滿(mǎn)足這一要求。陽(yáng)光中的紫外線使大多數(shù)塑料制品加速老化,但是木塑材料中的木粉能夠有效遮擋紫外線進(jìn)入材料內(nèi)部,從而使木塑材料可以在戶(hù)外有較長(zhǎng)的使用時(shí)間。從經(jīng)濟(jì)因素分析,木塑材料比木材和金屬材料的生產(chǎn)成本和維護(hù)成本都要低,因此,用它來(lái)開(kāi)發(fā)戶(hù)外家具很有發(fā)展前途。
三、結(jié)論
在木塑材料的針孔注射成型技術(shù)成熟以前,二次加工技術(shù)是解決單件和小批量家具造型和結(jié)構(gòu)問(wèn)題的有效手段,發(fā)泡填充成型技術(shù)可用于大批量制作外觀較為復(fù)雜的裝飾部件或預(yù)埋聯(lián)結(jié)件生產(chǎn)組合家具的部件;通過(guò)專(zhuān)用五金件和塑料件設(shè)計(jì)可以解決型材的封口和聯(lián)結(jié)問(wèn)題;用模壓、高硬度漆和噴墨印刷技術(shù)能夠提高板材的表面質(zhì)量;重要的是選準(zhǔn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向,衛(wèi)浴家具、櫥柜和庭院家具是木塑材料進(jìn)軍家具市場(chǎng)的突破口。