基于秸稈板的板木家具膠合作業研究

張 婷 申黎明 Zhang Ting&Shen Liming

(1.2.南京林業大學家具與工業設計學院，江蘇南京 210037）

基于秸稈板的板木家具膠合作業研究

張 婷1申黎明2Zhang Ting1&Shen Liming2

(1.2.南京林業大學家具與工業設計學院，江蘇南京 210037）

本文分析了秸稈板板木家具膠合作業的四種膠合方式：秸稈板拼厚、板木膠拼、表面貼面和板件封邊的特點及工藝要求，并在此基礎上，以板木膠拼為研究對象，運用工作抽樣法，分解膠拼作業，同時進行作業測定，對膠拼作業進行分析并提出改進建議，使優化后的作業能提高33.9%的效率。

膠合方式；板木膠拼；作業優化

1 膠合方式及工藝

板木膠合是指將板（木）材用膠黏劑，通過加壓或其他方式連接在一起，成為具有特定尺寸或某種強度的一體木材的工藝過程。在板木家具生產工藝中，膠合工藝占有重要位置[3]。秸稈板板木家具在生產過程中的膠合方式主要有四種：多層秸稈板拼厚、板木膠拼、秸稈板表面貼面、秸稈板板邊封邊。

1.1 多層秸稈板拼厚

將板材在長、寬、厚三個方向上進行膠合，又稱接長、拼寬、拼厚，目的是使其尺寸規格合乎特定的要求，這是最常見的膠合方式。最具代表性的構件是面板，將兩塊或兩塊以上的秸稈板用膠黏劑在冷壓機上進行平拼，就能獲得具有一定厚度的面板。秸稈板拼厚的工藝流程為：配膠→涂膠→組坯→陳放→冷壓→陳化[4]。

膠黏劑選用乳白膠（PVAC），配比為：502膠粉（100）：水（50）：乳白膠（10-15）：固化劑（0.1-0.3）：面粉（適量），膠黏劑應即用即配，并保證盡量在2h內用完；在其中一塊板面上進行涂膠，涂膠以板件表面均勻布膠為原則，操作時可按從左往右，同一方向上下涂刷兩遍即可；涂膠完畢后，取另一需要膠合的板件，與已經涂膠的板件進行對齊，組坯；組坯過后需要陳放2-3min再進行冷壓；冷壓時，單位壓力1.5-3.0MPa，夏季冷壓時間為2h，冬季冷壓時間為5-6h，春秋季冷壓時間為3-4h；冷壓完畢，需陳化一定時間，以消除板件內部的應力，提高穩定性。

1.2 板木膠拼

秸稈板先按1.1中介紹的方式進行拼厚，然后在拼厚的板件側部涂膠與實木膠拼，這種方法是板木膠拼比較常見的一種形式。實木與秸稈板進行膠拼，特點是在可以看見的部位用實木或中密度板，中間用秸稈板或其他人造板。板木膠拼的工藝流程為：秸稈板拼厚→側邊涂膠→組坯→上拼板機→陳化。所用的設備為摩天輪拼板機。組坯好的部件，需要在拼板機上至少固定5h（圖1、2、3）。

1.3 表面貼面（表1）

水稻旱育較好地解決了水育秧的爛秧和秧苗不壯兩大難題，對缺水地區更是解決了無水育秧的困難。旱育秧具有省水、省種、省工、省肥、省秧田、增產早熟等特點，且秧苗矮壯，根系發達，返青快，分蘗早，成穗多。

貼面材料為木皮或中密度薄板，在板件表面施以乳白膠，涂膠完畢后將貼面材料覆于板面上，在熱壓機上進行熱壓即可。熱壓壓力0.5-1.5MPa，單面貼面時熱壓溫度70℃-80℃，雙面貼面時熱壓溫度90℃-100℃，時間是3-4min。熱壓后需陳化一定時間，消散板件內部熱應力，增強穩定性（圖4、5）。

1.4 板件封邊

對板件進行封邊處理的目的是為了防止水分從邊部滲透進板件內部，明顯增加的線性膨脹量和吸濕厚度膨脹量會大大降低板件的尺寸穩定性。若板件進行過貼面，板件貼面時所用的膠黏劑會帶進去水分，此時板件的尺寸穩定性會更差[5]。板件封邊可以手工封邊，也可以用封邊機封邊（圖6、7）。

2 秸稈板膠合作業研究

2.1 研究對象

板木家具生產過程中，秸稈板和實木的膠合膠拼是重點工藝。作業時需要至少兩名操作者配合調膠機、涂膠機和拼板機的使用，作業程序復雜，作業時間長，是制約板木家具生產的瓶頸工序之一，因此，為了提高生產效率，需要對板木膠拼作業進行分析與優化。

2.2 研究方法

工作抽樣法（Work Sampling）指的是對工人和設備的工作狀態進行觀察，測出各項活動發生的次數和頻率，進行工時研究，同時推斷各觀測項目的時間構成。它是由觀測者通過對作業者和設備工作情況隨機選擇某段時間進行瞬時觀察，記錄某類工作發生的頻率，推斷被觀測對象的整體工作狀況[6]。工作抽樣測定具有效率高、易于掌握、方便簡便、測量精度高、經濟性好等優點，并且適用于多種作業[7]。

2.3 板木膠拼作業步驟分解

秸稈板拼厚作業由兩名操作工共同完成，所需設備有調膠機、涂膠機、摩天輪拼板機。具體操作可以分解為：①?取料：由一名操作工負責將堆放的板料搬到操作臺上，并負責檢驗板料尺寸；②涂膠：由一名操作者負責調膠，同時負責在涂膠機上進行涂膠；③組坯：由一名操作者負責將涂過膠的板件放到拼板機上進行組坯；④緊固：由一名操作工負責將組坯好的板件緊固在拼板機上，根據不同的板件尺寸調整緊固件，同時確保板件表面平整；⑤調機：由一名操作者負責調整機器。作業時，兩名操作工分工，操作工甲負責取料、調膠、涂膠、檢驗；操作工乙負責組坯、緊固和調機。

圖1 冷壓機

圖2 板木膠拼

圖3 摩天輪拼板機

圖4 木皮貼面

圖5 中密度板貼面

圖6 板件封邊

圖7 封邊機

表1 不同飾面材料表面貼面工藝

2.4 板木膠拼作業分析

板木膠拼作業測定結果如表2所示：

將作業分解后按基本操作時間、輔助操作時間和寬放時間進行劃分，基本操作時間內的動作包括：取料、涂膠、組坯、緊固、調機，輔助操作時間內的動作包括：調膠和檢驗，寬放時間內的動作有：等待、走動。由表2可知，基本操作時間、輔助操作時間和寬放時間占總觀測時間的74.3%、18.1%和13.0%，其中在基本操作時間中，緊固和調機所用的時間最多，分別占觀測時間的21.01%和26.28%，這也是勞動強度比較高的作業，而這兩項作業又是由同一人負責；在輔助操作時間中，調膠所用時間相對較多，這是因為調膠機離膠拼作業區域的距離較遠，所以每次調膠耗費的時間較長；在寬放時間中，等待的時間比較長，尤其是在第13個周期時，等待的時間比較長，這是因為負責緊固和調機的操作工，由于勞動強度大，需要休息。

2.5 板木膠拼作業優化

根據生產現場的實際調查，給出的秸稈板膠拼作業優化建議如下：

（1）從現場作業中可以看出，組坯、緊固和調機所用時間最多，勞動強度也比較大，而這些工作都是由一人負責完成，勞動量大，對體力要求較高。所以，可以考慮再增加一名操作工，協同作業，這樣，原先這三項工作需要花費984.69s，增加一名工人后，這三項工作所需時間能減少一半，即至少節約493.345s；

（2）在進行現場調查時發現，調機時間比較長，主要是需要調整夾緊器的距離以適應不同尺寸規格的部件，所以，為了減少調機時間，應使用成組技術，對零部件合并同類項，批量加工，減少頻繁調機；

（3）調膠機距離作業地點比較遠，每次調膠都需要花費時間走到調膠機處，表2中的走動時間基本都是去取膠、調膠所耗費的時間，時間浪費嚴重。所以，可以考慮將調膠機移動到離作業地點近的地方，或者直接增設一臺調膠機，這樣可減少一半走動時間，即節約46.095s；

（4）在現場觀測時發現，物料堆放雜亂，在取料和擺放時不方便，所以應該規范物料擺放，減少搬運的距離；

（5）另外，由于膠拼作業勞動量大，體力消耗大，而且設備復雜，可以挑選身強力壯、四肢靈活的工人來作業。在作業時，可以在完成一部分作業任務后適當休息，以恢復體力，這樣就不會有在第13周期中出現的長時間休息等待。

優化后的膠拼作業，能節約時間493.345+46.095+67.30=606.74s，比原先未改進時能至少提高33.9%的效率。

表2：板木膠拼工序作業測定

3 結論

秸稈板板木家具膠合方式可以歸納為四種：秸稈板拼厚、板木膠拼、表面貼面和板件封邊，具體加工工藝可見前文1.1-1.4，這里不再贅述。對于板木膠拼工序，為了提高生產率，企業應該注意：兩人多機的配合模式稍顯緊湊，可以適當增加一名工人，協同工作，同時合理安排休息時間；其次是運用成組技術，批量生產，減少調機時間；另外在對作業進行現場調查時發現，調膠機距離作業點稍遠，延長了調膠和取膠的時間，因此可以將調膠機移至作業點附近或在膠拼作業點直接增設一臺調膠機，同時規范擺放物料以減少搬運距離。經過優化后的膠拼作業，與未經優化相比能提高33.9%的效率。

（責任編輯：黃 炎）

[1]范麗麗等.秸稈板在家具方面的應用對策探析[J].家具與室內裝飾,2011(10)：104-105.

[2]于文吉等.農作物秸稈人造板發展現狀與應用前景[J].木材工業,2005(4)：5-8.

[3]千一凡等.秸稈板在板木結構美式床具中的應用[J].家具與室內裝飾,2014(7)：18-19.

[4]陳蕓.板木家具生產作業分析與優化研究[D].南京：南京林業大學,2014.

[5]饒鑫.稻草板無醛家具制造技術的研究—板件貼面技術與尺寸穩定性[D].南京：南京林業大學,2008.

[6]齊二石等.工業工程與管理[M].北京：科學出版社,2011.

[7]劉培義.家具配料工段的作業研究[D].南京：南京林業大學,2004.

The Operations Research of Glue for Plate Wood Furniture by The Straw Board

The characteristics and technical requirements of the four agglutination are analyzed in this paper,they are upset for straw board,glue stick between wood and straw board,cover on surface and sealing side .On this basis,With plate wood glue spell as the research object,by using the method of work sampling,decomposition glue spell homework,with homework determined at the same time,analyze the glue spell work and put forward suggestions for improvement,make the optimized operation which can improve the effi ciency of 33.9%.

The Method of the Glue;Glue Stick Between Wood and Straw Board;Operation for Optimization

TS664.0

A

1006-8260(2015)02-0011-03

國家林業局合作項目“環境友好型秸稈板家具制造技術推廣”（編號：201253）