封边技术(edgebanding technology)是随着家具制造行业所使用的材料不断发生演变而得到持续发展和开拓的。在20世纪中期,行业开始逐渐将各种合成材料来替代实木材料在某些应用领域的使用。其中,表面装饰用高压防火板(HPL),纤维板或刨花板等人造材料得到了广泛的应用。
第一款粘合解决方案完全是手动式的, 即使用合成型的水性分散体胶粘剂来粘接天然木皮单板或实木边缘,或使用基于合成橡胶的接触型胶粘剂来粘接各种合成材料,例如上述提到的高压防火板等。
然而,接触型胶粘剂要求将粘合剂涂覆在板材和覆盖材料的两侧,并且在胶粘工艺开始之前,需要等待一段时间,使粘合剂完全干燥。除此之外,接触型胶粘剂的耐热性一般,使用寿命也比较有限。
之后,采用自动化工艺来粘合材料边缘的需求逐渐推动了第一款封边设备的应运而生(20世纪60年代),这一系列的封边机主要与水性分散体胶粘剂搭配使用,它将粘合剂分别涂布在板材和覆盖材料的两侧。粘合剂主要使用热灯装置来完成干燥。
当板材的两侧形成接触时,一个新的热源重新激活粘合剂,从而即刻创建出一个高质量的粘合力。这个工艺流程能够连续进行,并且使每分钟的加工速度约可达到25米。然而,该工艺却不适合被应用在非吸收性的合成材料领域,主要因为水性分散体粘合剂无法与这类基材形成渗透力。
这类封边机非常类似于如今的封边机械,亟需做的便是开发出适用于非吸收性合成材料(HPL, PVC, ABS...)的粘合剂,以及充足的涂布系统。在这种情况下,热熔胶(Hot-Melt Glue)便应运而生, 它是以热塑性树脂或热塑性弹性体为主要成分,以增粘剂、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂及填料为添加成分经熔融混合而制成的不含溶剂的固体状粘合剂。使用时只需加热便会熔融,待冷却后即形成粘结力。在过去40年里,热熔胶已经在许多封边应用领域大显身手。
对热熔胶在封边领域的应用归纳也为胶合设备的制造商开辟了非常巨大的市场空间和潜力;同时,这些机械制造商之间的竞争也反过来持续改进了许多工艺流程和技术。
目前,绝大多数的封边机都是通过使用一款立式涂辊将粘合剂直接涂布到板材上的。同时,另外两种植入系统是通过注射式涂覆以及通过槽式喷嘴来涂覆胶水,这要求将一款自动化系统集成到封边设备内。
家具制造商提出的新需求
随着行业的持续发展,家具制造商也对封边工艺提出了许多相应的要求。以下是观察到的几个趋势:
生产效率
致力于提高家具制造的生产效率的需求已经促使行业开发出更多加工速度得到显著提升的封边设备。当前,市场上提供的这类封边机械在粘合工件边缘时所实现的进给速度为每分钟5米到100米。因此,热熔胶的发展也必须满足这种加工速度。
另外一个重要的趋势是对生产灵活性所提出的需求,从而使制造商能够以小批量以及优化工艺成本的方式来自动化生产不同型号的家具产品。另外一方面,当用户投资一款新的封边机械时,他必须考虑所需使用的粘合剂应用系统。
就这方面来说,某些封边机械制造商正在开发能够在无需直接投资专用涂布设备或系统的情况下,与不同类型的粘合剂(例如EVA热熔胶,APA热熔胶,PUR颗粒热熔胶等)具备兼容性的封边机。
改善耐热性和耐低温性
随着国际贸易的深化以及消费者对品质需求的不断提升,制造商愈发注重家具产品的最终抗性。此要求必须与家具的最终用途以及在其使用期限内的合理预期条件等因素息息相关。
热熔胶对温度也非常敏感。然而,品质良好的热熔胶(即使采用EVA基体)可以广泛地满足各种质量法规所要求的应用条件。
新材料
家具制造与室内设计是密切相关的。最初,许多家具制造商主要感兴趣的事便是竭力模仿木材等天然材料的质感。后来,趋势发生了变化: 他们致力于创造出更多看上去极具天然质感,事实上却是由人造材料打造的新型材料品种。
目前,合成产品的重要性已提到了显著的提升,例如采用“高光泽”设计,或采用铝质或金属表面等设计。热熔胶的应用与这些新的发展趋势已经得到了成功的对接。
可持续发展和社会责任
用户越来越多地认识到他们自己的行为会对环境造成很大的影响。因此,诸如“碳足迹”以及使用可再生或有机材料等一系列战略举措正在广泛实施。此外,针对化学制品的控制,行业推出了更严格的控管机制,例如欧盟化学品法规“REACH”标准,而消费者关心的则是家具产品中的甲醛排放问题,他们需要的是低排放甚至于零甲醛排放的板材制品。
PVC热熔胶的使用也得到了监控,并且在很久以前针对该款粘合剂就存在替代型产品。从这个意义上看,传统的EVA热熔胶不会造成任何问题,因为它们甚至可使用能够与食品接触的合适的原材料来制造。相比之下,反应性粘合剂(PUR热熔胶)却会在其使用过程中排放出有害的气体。
无胶线
为改善工件的外观以及仿造出一种天然质感,粘合工艺需要实现无胶线的目标。这一趋势已经随着新型合成材料的发展而得到了深化,并且从某种程度上来看,新型胶合系统可以响应这种需求。
PUR热熔胶允许使用更少的涂覆量,但却会造成显著的额外成本,并且这种热熔胶较难涂布。另外一方面,使用透明的EVA热熔胶结合充足的涂布系统,便能够在最终的外观,成本,易用性以及填充到材料中的能力等方面取得一个良好的平衡。
选择最合适的粘合剂
使用热熔胶来粘接工件边缘的家具制造商仍然占据绝大多数的比例,并且这种情况会持续下去,因为封边机械生产商依旧会出售更多与热熔胶搭配使用的设备,数量也要超过那些应用激光封边,等离子封边或热空气封边工艺的设备。
如今,这些家具生产商能够找到比以往门类更多的粘合剂系统,并且必须选择最适宜他们生产线要求的粘合剂产品。另外一方面,当投资封边机械时,粘合剂的选择也可能会产生某种程度的密切关联。究竟该怎么做呢?
首先,用户必须明确了解其家具产品的用途。例如,这些家具究竟是用于国内市场的消费或是用于出口。再比如,对办公家具所要求展现的抗性功能(例如耐热性或耐湿性)几乎不可能与对一款餐桌或一套厨柜所要求的抗性功能一样。
从这点来看,制造商必须牢记,针对粘合剂的抗性所出台的法规条例为他们在确定常规条件下,封边品质需要实现的最大抗性提供了判定依据。有些胶粘剂制造商制定的规则要求比较含糊其辞,并且与某些专业机构所发布的认可的规章有所冲突。鉴于此,针对粘合剂的耐热性,各方绝不能混淆。
针对粘合剂的抗性所出台的法规条例为他们在确定常规条件下,封边品质需要实现的最大抗性提供了判定依据。这些标准要求不仅仅对粘合剂本身开展试验,还需要对成品家具进行测试。
另一方面,也必须高度关注粘合材料的内在抗性和其它性能。例如,塑料边缘的软件点(维卡软化点,Vicat)介于72℃(PVC)和94℃(ABS)之间,因此使用抗性指数更高的粘合剂产品可能会在某种程度上引发经济层面的问题。
结语
在这篇文章中,我们已经简单介绍了几种在当前市场上比较流行的封边技术和工艺。在我们看来,所有系统对于特定用户而言都会产生不同程度的作用。
粘合剂市场取得的新进展和新突破已经显著改善和提升了现有EVA热熔胶的应用性能,并且为最苛刻的用户设计和提供了理想的解决方案,例如那些要求在不改变其生产线的情况下需使用聚烯烃热熔胶(APAO)的终端用户。