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人造板

补充:0  浏览:9058  发布时间:2012-8-10


  人造板(wood based panel),以木材或其他非木材植物为原料,经一定机械加工分离成各种单元材料后,施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。主要包括胶合板、刨花(碎料)板和纤维板等三大类产品,其延伸产品和深加工产品达上百种。人造板的诞生,标志着木材加工现代化时期的开始,使过程从单纯改变木材形状发展到改善木材性质。这一发展,不但涉及全部木材加工工艺,需要吸收纺织、造纸等领域的技术,从而形成独立的加工工艺。此外,人造板还可提高木材的综合利用率,1立方米人造板可代替3~5立方米原木使用。
  特点
  与锯材相比,人造板的优点是:幅面大,结构性好,施工方便;膨胀收缩率低,尺寸稳定,材质较锯材均匀,不易变形开裂;作为人造板原料的单板及各种碎料易于浸渍,因而可作各种功能性处理(如阻燃、防腐、抗缩、耐磨等);范围较宽的厚度级及密度级适用性强;弯曲成型性能比锯材好。人造板的缺点是胶层会老化,长期承载能力差,使用期限比锯材短得多,抗弯和抗拉强度均次于锯材。但终因木材日缺,人造板被用来代替锯材的许多传统用途,其产量也迅速增加。西欧国家锯材与人造板产量之比已从1950年的20:1下降到1983年的 2.1:1;中国的二者之比,也从1950年的34:1降到1983年的10:1,下降趋势尚在继续。
  随着科技的不断发展近些年来一种可以替代木质“屋面板”的新型建筑材料---高强防火屋面板已投入生产。其轻质、高强、防火、防水、隔音、隔热”等,适用于水泥梁厂房、C型钢厂房、办公楼、别墅等各种建筑屋面,解决了这些屋面原常用的木质屋面板不防火的难题。
  胶合板、刨花板和纤维板三者中,以胶合板的强度及体积稳定性最好,加工工艺性能也优于刨花板和纤维板,因此使用最广。硬质纤维板有可以不用胶或少用胶的优点,但环境污染是纤维板工业的严重问题。刨花板的制造工艺最简,能源消耗最少,但需用大量胶粘剂。
  生产工艺
  1、胶合板由蒸煮软化的原木,旋切成大张薄片,然后将各张木纤维方向相互垂直放置,用耐水性好的合成树脂胶粘结,再经加压、干燥、锯边、表面修整而成的板材。其层数成奇数,一般为3-13层,分别称三合板、五合板等。用来制作胶合板的树种有椴木、桦木、水曲柳、榉木、色木、柳桉木等。
  2、纤维板是将树皮、刨花、树枝等废料经破碎、浸泡、研磨成木浆,再经加压成型、干燥处理而制成的板材。因成型时温度和压力不同,可以分为硬质、半硬质、软质三种。
  3、刨花板 是利用施加或未施加胶料的木刨花或木纤维料压制成的板材。刨花板密度小、材质均匀,但易吸湿、强度低。
  4、细木工板 利用木材加工过程中产生的边角废料,经整形、刨光施胶、拼接、贴面而成的一种人造板材。板芯一般采用充分干燥的短小木条,板面采用单层薄木或胶合板。细木工板不仅是一种综合利用木材的有效措施,而且得到的板材构造均匀、尺寸稳定、幅面较大、厚度较大。除作表面装饰外,亦可兼做构造材料。
  5、其他关于人造板制作工艺的解说版本及新兴工艺:
  人造板所用原料,除胶合板需用原木外,大部分来自采伐和加工剩余物,以及小径材(直径在8厘米以下)。经破碎或削片、再碎后制成的片状、条状、针状、粒状材料可用于刨花板制造。木片经纤维分离后用于纤维板制造。这样可使木材利用率较传统利用方式提高20~25%。70年代开始注意利用树皮、木屑作人造板原料,但树皮只能用在刨花板中层,用量不能超过8%,否则会降低产品强度。此外,非木质材料也日益受到重视,除蔗渣、麻秆、等在人造板生产中早已被利用外,已扩大到多种植物茎秆及种子壳皮。
  各种人造板的制造过程都包括下述5个主要工艺。
  切削加工 原材料处理和产品最终加工,都要应用切削工艺,如单板的旋切、刨切,木片、刨花的切削,纤维的研磨分离,以及最终加工中的锯截、砂磨等。将木材切削成不同形状的单元,按一定方式重新组合为各种板材,可以改善木材的某些性质,如各向异性、不均质性、湿胀及干缩性等。大单元组成的板材力学强度较高,小单元组成的板材均质性较好。精确控制旋切单板的厚度误差,可提高出材率2~3%。切削出的刨花形态影响刨花板的全部物理力学性能;纤维形态对纤维板的强度同样有密切关系。板材最终的锯切、磨削等也影响产品的规格质量。
  干燥 包括单板干燥、刨花干燥、干法纤维板工艺中的纤维干燥,及湿法纤维板的热处理。干燥的工艺和过程控制与成材干燥有所不同。成材干燥的过程控制是以干燥介质的相对湿度为准,必须注意防止干燥应力的产生;而人造板所用片状、粒状材料的干燥则是在相对高温、高速和连续化条件下进行的,加热阶段终了立即转入减速干燥阶段。单板及刨花等材料薄,表面积大,干燥应力的影响甚小或者不存在。加之在切削过程中木材组织发生不同程度的松弛,水分扩散阻力小,木材内部水分扩散规律对单板、刨花等就失去意义。
  干燥的热源,大都是用蒸气或燃烧气体。红外线干燥能量消耗太大,每蒸发1千克水需要5500~18000千焦;而蒸气干燥仅需4200~5000千焦。高频干燥优点是被干物料含水率高时的干燥速度快、终含水率均匀,但干燥成本过高。若与蒸气联合使用实现复式加热则有利的。真空干燥不仅费用大,生产效率也低。当以蒸气为热源时,每蒸发1千克水分,单板干燥需1.75~2千克蒸气,刨花干燥需1.8千克左右的蒸气,软质纤维板坯干燥需1.6~1.8千克蒸气。
  施胶 包括单板涂胶、刨花及纤维施胶。单板涂胶在欧洲仍沿用传统的滚筒涂胶,美国自70年代起许多胶合板厂已改用淋胶。中国胶合板厂也用滚筒涂胶。淋胶方法适宜于整张化中板和自动化组坯的工艺过程。刨花及纤维施胶现在主要用喷胶方法。
  7 0年代末期,欧美一些国家研究无胶胶合技术,较有进展的是使木质素分子活化,在一定条件下利用木质素胶合;或者利用木材或其他材料中的半纤维素,经处理使之转化为胶结物质进行胶合。80年代初,加拿大成功地利用蒸渣制成了无胶刨花板。中国林业科学研究院和东北林业大学也都在进行无胶胶合技术的研究,已取得初步成果。
  成型和加压 胶合板的组坯,刨花板纤维板的板坯成型和加压都属于人造板制造的成型工艺。木材学对木材构造的研究揭示了木纤维在天然木材中的排列方式有层次性和方向性,因而能承受自然界对木材所施加的一定限度的外力。人造板制造工艺的演变,无疑受到这一认识的影响:刨花板、纤维板板坯层次由单层改变为3层及多层结构;板坯中刨花及纤维的排列也由随机型趋向于定向型;而胶合板的相邻层纤维方向互相垂直排列则改善了木材在自然生长条件下形成的各向异性缺点,提高了尺寸稳定性。
  加压分预压及热压。使用无垫板系统时必需使板坯经过预压。它使板坯在推进热压机时不致损坏。热压工序是决定企业生产能力和产量的关键工序,人造板工业中常用的热压设备主要是多层热压机,此外,单层大幅面热压机和连续热压机也逐渐被采用。刨花板工厂多用单层热压机,中密度纤维板制造中使用单层压机就可以实现高频和蒸气联合使用的复式加热,有利于缩短加压周期和改善产品断面密度的均匀性。
  最终加工 板材从热压机卸出后,经过冷却和含水率平衡阶段,即进行锯边、砂光,硬质纤维板需经热处理及调湿处理。过去板材锯边都是冷态锯切,现在也用热态锯切法,但决不能采用热态砂光方法,热砂会损坏成品表面质量。根据使用要求,有些板材还需进行浸渍、油漆、复面、封边等特殊处理。
  分类
  人造板的新品种日益增多,其分类方法也随之不断变化。常用的分类方法有下述几种:
  ①按所用树种分
  有针叶材胶合板、阔叶材胶合板等;
  ②按用途性质分
  有室外用胶合板、室内用胶合板、结构用胶合板、装饰用胶合板等;
  ③按成型工艺分
  有湿法、干法、半干法纤维板;
  ④按加压方式分
  有平压、挤压、辊压刨花板等;
  ⑤按产品密度分
  有低密度、中密度、高密度刨花板;软质、中密度、高密度(硬质)纤维板等;
  ⑥按胶合材料分
  有有机胶合人造板、无机胶合人造板等。
  建筑类人造木板分类:
  1、胶合板 亦称层压板
  2、纤维板
  3、刨花板
  由于各种人造板之间互相渗透,加上复合板的出现,分类概念逐渐模糊,各种板材之间的界限也将逐渐打破。
  新一代的人造板,其组成单元和结构方式将会按特定的要求经过预先设计制成,产品设计概念将进入人造板工业,复合结构和定向结构尤将经过产品设计。这将在更大程度上提高木质材料的利用率并扩大其用途范围。
  人造板工业所用的材料,也将由单一型向复合型发展。此时人造板在数量上和品种上定会急剧增长。现在人造板所用的木质材料可按其形状从单板直到最小的木纤维分成14种。如果人造板板坯结构由单一型改变为二元型和三元型(即用2或3种不同形状的木质材料组成板坯),则14种形状的材料可制出上千种产品。而当前国际市场上的人造板品种仅有64种,中国包括正在试产的品种在内仅18种。已有的产品大都系单一结构。这说明人造板开发的潜力还很大,如果再进一步发展木质材料与金属、塑料、非金属矿物等组成的复合结构,则人造板工业的前景将更为广阔。

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