КОНСТРУЮВАННЯ МЕБЛІВ

Матеріали котирувальні

Назва походить від французького «cacher» - що у вільному перекладі означає «ховати», в прямому розумінні те ж саме, що личкувати. У загальному понятті каширування - процес покриття поверхні основного (основи) матеріалу з метою покращення його зовнішнього вигляду. Кашировані ДС'П чи МДФ - це плити, личковані по пластях рулонним личкувальним текстурним папером у вигляді безперервного полотна, що накочується на поверхню основи вальцями, з на - ступним затвердженням клеєвого шару різними способами - гарячим, у проміж­ках преса, в стопах та ін. Якість кашированих плит залежить від якості текстур­ного паперу. Так, імпортний папір з фініш-ефектом створює враження лакованої відкрито-пористої текстури деревини. Такі покриття не є вологостійкими і твер­дими, в меблевих виробах переважно використовуються для внутрішніх стінок і перегородок. Значною популярністю користуються погонні профільні деталі, ка­шировані ПВХ плівкою, що слугують для виготовлення рамкових фасадів. Най­більш поширеними для меблевої промисловості є кашировані профілі фірми «Platform profil», які є вологостійкими і можуть бути використані в меблях різ­ного призначення. Конструкцію такого профілю показано на рис. 5.8.

Профілі для фасадів виготовляються товщиною 18, і 22 і 25 мм (з пазом 8 мм) і шириною 50, 60, 70 і 90 мм. Профілі товщиною 22 мм для засклених фасадів мають паз шириною 4 мм; Г-подібний профіль товщиною 22 мм використовуєть­ся для плит товщиною 16 мм для оформлення їх крайок. Приклади використан­ня таких профілів наведено в табл. 5.10.

Аншбакгфіальнин верхній захисний шар

Декоративний шар

Таблиия 5.10

1

5.4.5- Синтетичні личкувальні матеріали

Безперечно, найкращим личкувальним матеріалом пласті і крайки € струга­ний шпон з натуральної деревини, який сьогодні використовують при виготов­ленні високохудожніх меблів. Однак дефіцит цього матеріалу поповнюється синтетичними личкувальними матеріалами, різноманітність яких з кожним ро­ком збільшується. Синтетичні личкувальні матеріали посіли провідне місце у виготовленні сучасних меблів. Впровадження цих матеріалів у виробництво спрощує технологічний процес виготовлення меблів, зростають продуктивність праці, якість продукції і архітектурно-художні властивості за рахунок великого асортименту кольорів та властивостей поверхні.

Плівковий крапковий рулонний матеріал (ДСТУ 2982-95) одержують на ос­нові паперу, просоченого полімерними смолами. Крайки щитових елементів та­кож можуть личкуватися натуральною або штучною шкірою, див. табл. 4.8, 5. Штучна шкіра на тканинній основі - тканина, покрита плівкою якого-небудь полімеру, що закріплена до основи шляхом термічного, хімічного або механічно­го оброблення. Виготовляють штучні шкіри каландровим, клеєним або пресо­вим способами. Найбільш поширеними штучними шкірами є текстовініт, полівініл, вініліт (усі з полівінілхлориди им покриттям).

Крайкові личкувальні матеріали розрізняють за такими ознаками: з частко­вою полімеризацією смоли та ґрунтовані, з повною поліконденсацією смоли і з облагородженою поверхнею та грунтовані. Найбільш поширеними є крайкові матеріали з відкрито пористою текстурою, що імітує поверхню натуральної де­ревини. Випускається крайковий рулонний матеріал одношаровий з лаковим покриттям (МКР-1), двошаровий з меламіновим покриттям (МКР-2), тришаро­вий з меламіновим покриттям (МКР-3) і смугастий двошаровий з поліефірним покриттям (МКСПЕ-2). Виготовляється крайка в рулонах перерізом, мм; 22 х 0,4; 23 х 0,4; 22 х 2,0; 45 х 0,8 і ЗО х 3,0.

Плівки на основі полімерних матеріалів (дуже широкий асортимент) виготов­ляють на основі полівінілхлориду (ПВХ), акрилнітрил-бутадеїн-стиролу (АБС), поліпропілену (ПП), поліетилену, полістиролу та інші.

У меблевій промисловості найбільш поширеними € плівки на основі полівініл­хлориду (ПВХ). їх основу становить суспензійний полівінілхлорид з модифікато­рами (каучук, сополімер АБС), пластифікаторами, пігментами та стабілізатора­ми. Залежно від кількості пластифікаторів вони бувають жорсткі (до 5 %), напів­жорсткі {5-г15%)) та м'які (вище 15%)). Такі плівки мають широку палітру кольорів або імітують текстуру деревини з глянцевою, півматовою або матовою поверхнею.

Якщо розглядати крайкові матеріали за колірними характеристиками, то вони є такими - одноколірні, двоколірні, декоративні, з коекструдованим ущіль­нювачем і відкритопористою поверхнею натуральної деревини.

Одноколірні крайки суцільно однорідні випускаються у широкому колірному спектрі, і їх легко підібрати до кольору пласті, що вивело їх на чільне місце у практичному використанні. Якщо дизайнер хоче досягнути ефекту поєднання різних кольорів або нюансових гармоній, то використовують дво- або триколірні крайки.

Декоративні крайки однотонні з надрукованим на лицьовій стороні декором, який може бути найрізноманітнішим (за задумом дизайнера): текстура каменю, мармуру, граніту, мультиплекс (імітація склеєних ділянок), з металічним ефек­том і, звичайно, текстура різних порід деревини.

Крайковий матеріал з коекструдованим ущільнювачем використовують як амортизатори гасіння ударів (закривання розхристних або розсувних дверей, шухляд тощо) і ізоляції ємностей від попадання пилу і бруду. Виготовляються такі крайки з жорсткого або м’якого ПВХ або комбінації поліпропілену і синте­тичного термопластичного каучука. Такий крайковий матеріал з успіхом можна замінити штовхальними демпферами, які ставляться (як дюбелі) у лицьову край­ку корпусного виробу, штовхальний стержень яких гасить удар (стук) при закри­ванні дверей, шухляд тощо.

Для бездоганного приклеювання крайкового матеріалу до основи його внут­рішню поверхню обробляють спеціальним складником - праймером, який має універсальні адгезійні властивості термоплавких клеїв на основі EVA, РА і HUR. Перевагами використання крайкового матеріалу з термопластів, порівняно з ме - ламіновими, є їх зносостійкість і вологостійкість. Характеристику імпортних крайок з термопластів наведено в табл. 5.11.

Таблиця S. 11

Перспективним синтетичним плівковим матеріалом для личкування € «Touchwood», що являє собою багатошарову конструкцію: прозора перевідна поліестерова плівка (19-4-23 мкм), клеєний шар, захисний шар, декоративна лич- ківка і адгезійний шар, який активізується при 140*200 °С. І Іа відміну від нане­сення лакофарбових матеріалів, процес опорядження цим методом відбувається

«насухо» при високому тиску і температурі еластичними роликами. «Touchwood» дає можливість личкувати складні за формою поверхні і крайки.

RESOPAL* (імовірно «resin» + «ораї» - смола + стан поверхні матеріалу) - но­вий личкувальний матеріал однойменної фірми. Завод RESOPAL спеціалізова­ний на випуск: пластику високого тиску HPL, ламінованих стільниць, будівель­них панелей і штучного каменю товщиною 3 та 13 мм.

Нова колекція фірми: CASUAL WEAR мае деревні відтінки мокрого та сухого тютюну, природні кольори та малюнок - сланцю, повсті, бронзи, міді, скла тощо; W1LSONART” - конструкційний листовий гомогенний камінь (однорідної структури), до складу якого входять смола та мінеральні домішки. Цей матеріал має нетрадиційні властивості: йому можна надати будь-які форми під впливом високих температур, охолодившись - твердне. Триміліметровий матеріал безде­фектно гнеться з мінімальним радіусом 3 мм. Матеріал личкують акриловим клеем, фуга непомітна, а поверхню можна полірувати до бажаного блиску - від матового до високоглянцевого. Матеріал стійкий до впливу хімікатів, оброб­ляється як камінь, рис. 5.9.

Подібним личкувальним матеріалом є RAUSOLID - плити товщиною 3 мм і формовані мийки. Це однорідні за структурою і кольором з ідентичним природ­ним мінеральним наповнювачем акрилові листи, що слугують для личкування робочих поверхонь і крайок кухонних меблів. Для надання матеріалу різних форм його слід рівномірно прогріти до 140+160 °С.

Компанія DOELLKEN представила {2005 р.) інноваційний матеріал - три­вимірна крайка (з 3D - ефектом) для личкування крайок щитових елементів. Особливість цього матеріалу полягає в тому, що звичайна гладка поверхня край - кового матеріалу піддається рельєфному тисненню, що надає поверхні нового тривимірного вигляду, рис. 5.10. В основу зовнішнього вигляду крайки можуть бути закладені найактуальніші тенденції у сфері дизайну: оптичне плетення, рет - ро-крайка, декор металу тощо. 3D з акриловим покриттям може додатково поліруватися з метою створення єдиного ансамблю з полірованими меблями.

5.5.1. Загальна характеристика пластмас

Конструкційний матеріал є найбільш консервативна, але чи не найголовніша частина технічного прогресу. Цього не можна сказати про пластмаси, які вросли в наше життя і стали матеріалом майбутнього. Випуск цих матеріалів забезпе­чується наявністю доступної сировини - природні і супутні гази, відходи наф­тохімії, коксохімії, лісопсрероблення і деякі відходи сільського господарства. Виробництво нових видів синтетичних матеріалів посприяло підняттю техніч­ного рівня й економіки всіх галузей промисловості, в тому числі і меблевої. Можливості використання пластичних мас і полімерних матеріалів у меблевій промисловості безмежні, це - конструкційні матеріали, еластичні губчасті ма­теріали і деталі, личкувальні і декоративні матеріали, профільні погонні вироби, кріпильна і лицьова фурнітура, клеї і лакофарбові матеріали.

Різні види пластиків об’єднуються тим, що складаються з високомолекуляр - них органічних сполук. Молекулярна вага всіх полімерів, побудованих з моле - кул-гігантів, виражена в десятках, сотнях тисяч і навіть мільйонів одиниць, тоді як молекулярна вага всіх не полімерних хімічних сполук - в десятках, макси­мально в сотнях одиниць (вода - 18, етиловий спирт - 46, цукор - 32 одиниці).

Молекула полімеру - макромолекула - це ланцюг багаторазово повторюва­них ланок, що створений з тисяч і десятків тисяч невеликих молекул низькомо­лекулярної сполуки - мономера. За хімічним складом і будовою полімер не відрізняється від вихідного мономера. Природні полімери - вовна, шовк, шкіра, каучук, рослинні волокна тощо. Створені в кінці позаминулого століття перші штучні матеріали називали пластичними масами за їх властивості легко форму­ватися при нагріванні. Нині термін пластичні маси узагальнює поняття про ве­лику кількість найрізноманітніших полімерних матеріалів. Вони відрізняються за своїм хімічним складом, фізичним станом, зовнішнім виглядом і властивостя­ми, але їх об’єднує спроможність набувати попередньо задану форму на відповід­них етапах оброблення і зберігати її у звичайних умовах.

З метою одержання пластмас із специфічним поєднанням властивостей, за вихідний продукт беруть не один мономер, а декілька. У цьому разі процес полі­меризації називають сополімеризацією, а кінцевий продукт - сополімером. По відношенню до нагрівання синтетичні смоли і пластмаси поділяють на два види:

- термопластичні (термопласти) (thermos - теплий, жар + plastas - ліпити пом’якшений матеріал), матеріли, які при підвищенні температури пом’як­шуються;

- термореактивні (реактопласти) (ге - приставка, що означає назад), матеріали, що втратили можливість пом'якшуватись при підвищенні температури. Термопласти переробляються у вироби найбільш досконалим способом -

поліетилен, поліпропілен, поліхлорвініл, полістирол, поліамід та інші.

Реактопласти в процесі перероблення тверднуть, і ми отримуємо надзвичай­но важливі експлуатаційні властивості — високу механічну міцність, теплостій­кість, світлостійкість та інші - фенол-формальдегідні, формальдегідні (карба - мідні), епоксидні смоли і пластмаси на їх основі.

Пластики залежно від їх еластичності діляться на (£ - модуль пружності в МПа): жорсткі - £ > 700, півжорсткі - Е = 70+700 і м’як; - £ < 70,

Полімери, які характеризуються високою гнучкістю ланцюгових молекул і проявляють усі ознаки еластичної деформації, називають еластомерами - кау­чук, гума.

Поряд з чистими полімерами практичне використання мають пластичні маси, до складу яких входять наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, піг­менти, барвники та інші добавки.

Наповнювачі (порошкоподібні, волокнисті або шаруваті) вводяться для збіль­шення міцності, жорсткості і термічної стійкості, зменшення усадки і здешев­лення пластмас. Це целюлоза, папір, деревна мука, бавовняні очіси, бавовняно - прядильні тканини та інші органічні наповнювачі, а також графіт, азбест, кварц, слюда, скловолокно, склотканина та інші неорганічні наповнювачі.

Пластифікатори - висококипучі органічні рідини або тверді речовини, які підвищують пластичність матеріалу, полегшуючи його перероблення (дибутил - фталат, диоктилфталат, трикрезилфосфат і т. п.). пластифікатори знижують крихкість матеріалу і в той же час зменшують його міцність і жорсткість.

Стабілізатори - речовини, що вводяться в полімерний матеріал для збіль­шення його тепло - і світлостійкості, а також стійкості до дії кисню повітря.

Пігменти - забарвлювальні речовини, які практично ме розчиняються у воді і розчинниках. Вони мають вигляд тонко змеленого порошку того чи іншого ко­льору. У якості барвників у виробництві пластмас використовують сурик заліз­ний, окис хрому, охру, мумію, берлінську блакить, цинкові білила та інші неор­ганічні речовини.

Барвники - фарбувальні речовини, що розчиняються уводі, спирті тощо. За хімічним складом майже всі барвники - складні органічні речовини циклічної будови.

Пластичні маси характерні тим, що шляхом різних методів оброблення (пре­сування, лиття під тиском, неперервним витискуванням тощо) їм можна надати будь-якої необхідної форми.

У виробництві конструкційних елементів меблів застосовують як термоплас­тичні, так і термореактивні полімерні матеріали. Розглянемо послідовно найпо­ширеніші види цих матеріалів та їх застосування [51].

рельефного оброблення їх поверхні, остання личкується Г1ХВ ПЛІВКОЮ З ВІДКрИ' топористою текстурою, яка імітує різні породи деревини. Технологія напресу - вання тонких плівок проводиться у мембранних пресах, де під дією температури плівка пом’якшується, а під впливом вакууму і тиску обгортає рельєфну поверх­ню і приклеюється до неї (плівка має заздалегідь нанесений клей). Використання оброблювальних центрів дає змогу дуже швидко змінювати орнамент профіль - ного декору, що є досить вагомим фактором в умовах кон’юнктури, яка також дуже швидко змінюється, рис. 5.11.

На рис. 5.12 наведено конструктивне рішення крайок з полівінілхлориду та їх установка в крайку щитового елемента. Зазвичай усі полівінілхлоридні обкладки випускаються з увігнутою внутрішньою поверхнею радіусом R, рис, 4.12в, яка випрямляється після установки обкладки на клею. Перед установкою обкладки прогріваються (в гарячій воді) і стають більш еластичними, що сприяє, під час їх установки, вирівнюванню внутрішньої сторони, а після їх охолодження краї крайки самопритискаються до крайки плити.

Виготовлення шухляд і погонних елементів, які виготовляються методом екструзії (лат. extrude - виштовхування тиском), на відміну від інших методів перероблення пластмас, є економічно вигідним. Для виробництва шухляд цим методом застосовують частково пластифікований полівінілхлорид, який має 7*15% пластифікатора, ПВХ-композиції виготовляються при температурі 150*180 °С і швидкості 1,2 м/хв. На рис. 4.79« показано порожнистий погонний профіль для виготовлення коробок шухляд з цього матеріалу.

Ударостійкий полістирол суспензійний (за способом виробництва) вико­ристовують для виготовлення ємностей, різних профілів, кріпильної фурнітури
тощо, виготовляють методом лиття під тиском, вакуум - і пневмоформуванням. Для збільшення міцності при ударі і пластичності матеріалу полістирол сполуча­ють з синтетичним каучуком. Полістирол-каучукові суміші називаються ударос­тійкими, або високоміцними, полістиролами. Ударостійкий полістирол випуска­ють під маркою СНП - хімічно стійкий, світло-буроватого кольору, добре спри­ймає введення пігментів і барвників. На рис. 4.79а, 6, в показані ємності з цього матеріалу.

При конструюванні виробів, що виготовляються методом пресування або лиття, мають дотримуватись спеціальні технологічні і конструкторські вимоги: наявність технологічних ухилів, поглиблень, виступів, закруглень, а також умови рівностінності. Ухили стінок у виробах з пластмас повинні збігатися з напрямом виймання їх з пресформ. Елементи виробу, висота яких не перевищує 5 мм або які мають конусну чи сферичну форму, конструюються без ухилів.

Ухили виражаються величинами нормальних відношень - 1: 50; 1:100 і т. д.

Товщина стінок шухляд залежить від їх висоти, табл. 5.12. Відношення висоти виробу до його ширини (Н/В) має бути не більше 1, тому що знижується жорст­кість виробу. У таких виробах слід передбачати ребра жорсткості, або нервюри (фр. nervure - буквально прожилки - виступаюче і профільоване ребро, яке на­дає жорсткості конструкції). Найбільш поширені форми нервюр наведено на рис. 5.13. Ребра жорсткості, паралельно з наданням стінці виробу жорсткості, можуть виконувати і якусь функціональну роль - ходовий брусок шухляди тощо. Вироби можна конструювати без ухилів, якщо пресформа складається з декіль­кох частин, які після формування виробу розкриваються.

Поліетилен - продукт полімеризації етилену за трьома способами: високого тиску, середнього тиску і низького тиску. Являє собою твердий матеріал, безко­лірний і прозорий, з високими технічними властивостями, має стійкість до агре­сивного середовища. У меблевій промисловості використовують поліетилен низького тиску. 1 Іоліетилен низького тиску має властивість добре забарвлюва­тися в різні кольори, стійкий до ударних навантажень, морозостійкий, нетоксич - ний, а також легко переробляється у вироби. Слід відзначити, що цей матеріал - один з найдешевших видів пластмас. Температура пом'якшення поліетилену становить 108*128 °С, що дає змогу його переробляти методом вакуум-форму - вання - елементи дитячих меблів і меблів для сидіння, опор корпусних меблів і фурнітури.

Поліпропілен має вищу жорсткість, твердість і міцність у порівнянні з поліе­тиленом низького тиску при більш низькій щільності, що дає можливість засто­совувати його в різних елементах складної геометричної форми. Жорсткість поліпропілену може бути збільшена, якщо застосувати наповнювач у вигляді ко­ротких скляних волокон (Е = 39 000 кг/смг). Поліпропілен має більшу теплову стійкість ніж поліетилен, зате не морозостійкий і вже при температурі -5 * - 15 °С стає крихким.

Поліметилметакрилат - відомий під назвою «термопластичне скло», ор­ганічне скло, або плексиглас. Випускається безколірними, затемненими або не­прозорими листами. Застосування прозорого плексигласу підвищує декоративні властивості меблів і інтер’єру - стільниці, полиці, стінки стелажних меблів тощо. Випускаються на основі полі мета крилата пресувальні і литтєві матеріали, які за­стосовуються для виготовлення під тиском меблевих виробів різної конфігура­ції, декоративних погонних елементів меблів, прозорих ручок тощо.

АБС-пластики (потрійні сополімери) мають більш високі, ніж ударостійкий полістирол, фізико-механічні та інші показники. АБС-пластики випускають різ­них видів за призначенням - теплостійкі, ударостійкі при різних температурах, металізовані, нетоксичні, спінені для модифікації інших полімерних матеріалів (ПВХ, полікарбонату, поліуретану, нейлону).

Для меблевої промисловості найбільш цікавими є АБС-1 і АБС-2. Пластик АБС-1 має найбільшу жорсткість, твердість і найменшу повзучість і застосо­вується для несучих меблевих опор і інших елементів. Пластик АБС-2 характе­ризується високою текучістю і здатністю до металізації і застосовується для формування крупногабаритних виробів. Здатність до металізації дає змогу реко­мендувати його для масового виробництва металізованої пластмасової фурніту­ри. Цей матеріал, так само як ударостійкий полістирол, переробляється всіма методами, характерними для термопластів. Володіючи багатим комплексом властивостей, АБС-пластики виключно перспективні для виготовлення широ­кого асортименту деталей і виробів меблів, особливо меблів для сидіння,

Поліформальдегід - конструкційний матеріал, який отримують методом полімеризації формаліну (виділення і очистка полімерного формальдегіду); си­ровина - природний газ.

Поліформальдегід - термопластичний матеріал, що має рідкісну сукупність високих фізико-механічних показників: міцність, жорсткість, питому ударну в’язкість, твердість, опір повзучості при нормальній, підвищеній (до 120 °С) і низькій температурах (до -40 °С), не боїться вологи і хімічних речовин. Він

Стійкий до стирання і має низький коефіцієнт тертя. Він має високий опір втомі і добрі пружні властивості при граничних деформаціях, забарвлюється в будь - який колір і переробляється у вироби методом лиття під тиском. Деталі з полі - формальдегіду можна піддавати механічному обробленню і забивати в них цвя­хи. Поліформальдегід і його сополімери перспективні для виготовлення несучих елементів меблів, що піддаються великим статичним і динамічним навантажен­ням і тертю, виявляючи пружинні властивості цих елементів; кріпильної фур­нітури, замків, завісів, кронштейнів, пружинних елементів тощо.

Поліамід - високомолекулярна сполука, яку отримують полімеризацією або поліконденсацією амінокислот. Це твердий і високоплавкий продукт з дріб­нокристалічною структурою - капрон. На міцність поліамідів великою мірою впливають вологість і температура: при низькій - стає ламким, при підви­щеній - втрачає міцність при згині й ударних навантаженнях. Як конструкцій­ний матеріал поліамід витіснили більш досконалі сучасні полімерні матеріали, хоча використання його не виключене. Капронове волокно застосовують у ви­робництві оббивних тканин.

Полікарбонат — порівняно новий термопласт з такими перевагами: надзви­чайно висока питома ударна в’язкість у широкому діапазоні температур, висока міцність при згині, атмосферостійкий. Полікарбонат має високі декоративні властивості, прозорість, здатність забарвлюватись і металізуватись у вакуумі. У. меблях використовується там, де деталі повинні мати високі декоративні влас­тивості і міцність - декоративні погонні профілі, елементи фурнітури, несучі елементи тощо.