刨花板
刨花板是将木材加工过程中的边角料、木屑等切削成一定规格的碎片,经过干燥,拌以胶粘剂、硬化剂、防水剂,在一定的温度下压制而成的一种人造板材。
因为刨花板结构比较均匀,加工性能好,可以根据需要加工成大幅面的板材,是制作不同规格、样式的家具较好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥,可以直接使用,吸音和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺点,因为边缘粗糙,容易吸湿,所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要。另外由于刨花板容积较大,用它制作的家具,相对于其他板材来说,也比较重。
一、刨花板分类:根据用途分:A类刨花板;B类刨花板
根据刨花板结构分:单层结构刨花板;三层结构刨花板;渐变结构刨花板;定向刨花板;华夫刨花板;模压刨花板。
根据制造方法分:平压刨花板;挤压刨花板。
按所使用的原料分:木材刨花板;甘蔗渣刨花板;亚麻屑刨花板;棉秆刨花板;竹材刨花板等;水泥刨花板;石膏刨花板。
根据表面状况分:1、未饰面刨花板:砂光刨花板;未砂光刨花板。
2、饰面刨花板:浸渍纸饰面刨花板;装饰层压板饰面刨花板;单板饰面刨花板;表面涂饰刨花板;PVC饰面刨花板等。
种类及性质 刨花板按产品分低密度(0.25~0.45克/厘米3)、中密度(0.55~0.70克/厘米3)、高密度(0.75~1.3克/厘米3)3种,但通常生产的多为0.65~0.75克/厘米3密度的刨花板。按板坯结构分单层、三层(包括多层)、渐变 3种结构。按耐水性分室内耐水类和室外耐水类。按刨花在板坯内的排列方式有定向型和随机型两种。此外,还有非木材材料如棉秆、麻秆、蔗渣、稻壳等所制成的各种刨花板,以及用无机胶粘材料制成的水泥木丝板、水泥刨花板等。刨花板的规格较多,厚度从1.6毫米到75毫米不等,以19毫米为标准厚度。
在评定刨花板的质量时,经常考虑的物理性质有密度、含水率、吸水性、厚度膨胀率等,力学性质有静力弯曲强度、垂直板面抗拉强度(内胶结强度)、握钉力弹性模量和刚性模量等,工艺性质方面有可切削性、可胶合性、油漆涂饰性等。对特殊用途的刨花板还要按不同用途分别考虑电学、声学、热学和防腐、防火、阻燃等性能。
生产技术 刨花板的生产方法按其板坯成型及热压工艺设备不同,分为间歇性生产的平压法和连续性生产的挤压法、辊压法。实际生产中以用平压法为主。典型制造工艺流程如图。
制作刨花板的原料包括木材或木质纤维材料,胶粘剂和添加剂两类,前者占板材干重的90%以上。木材原料多取自林区间伐材、小径材(直径通常在 8厘米以下)、采伐剩余物和木材加工剩余物等。加工成片状、条状、针状、粒状的木片、刨花、木丝、锯屑等,称碎料。此外,非木质材料如植物茎秆、种子壳皮也可制成板材,其定名往往冠以所用材料名,如麻秆(刨花)板,蔗渣(刨花)板等。胶粘剂多用脲醛树脂胶和酚醛树脂胶。前者脂色淡,固化温度低,对各种植物原料如麦秆、稻壳等的刨花板都有良好胶合效果,热压温度为195~210℃。在生产中广为应用,但有释放游离甲醛污染环境的缺点。
刨花形态是刨花板质量的决定性因素,因此首先要制造出合格的刨花。木材加工中剩余物的刨花经再加工可用作刨花板的芯层。表层刨花主要用采伐或加工中的高级剩余物(木材截头、板边等)专门加工制取。刨花的长、厚、宽的尺寸规格因生产方法及用于制作芯层或表层等而异。制备刨花的加工设备有削片机、再碎机、打磨机及纤维分离机,切削方式有切削、切断及破碎。为获得优质刨花,要经过初碎、打磨、再碎及筛分等过程。
经加工制成的刨花,其初含水率大致为40~60%,符合工艺要求的含水率芯层为2~4%,表层为5~9%。因此,要用干燥机对初含水率不等的刨花进行干燥,使之达到均匀的终含水率。然后将经过干燥的刨花与液体胶和添加剂混合。通常在刨花的每平方米表面积上,施胶8~12克。胶料由喷嘴喷出后成为直径8~35微米的粒子,在刨花表面上形成一个极薄而均匀的连续胶层。再将施胶后的刨花铺成板坯,其厚度一般为成品厚度的10~20倍。即可进行预压和热压处理。预压压力为0.2~2兆帕,用平板压机或辊筒压机进行。
热压是刨花板生产一个关键性工序,所起作用是使板坯中胶料固化,并将松散的板坯经加压后固结成规定厚度的板材。其工艺要求为:①适当的含水率。表层含水率为18~20%时有利于抗弯强度、抗拉强度和表面光洁度的提高,减少卸压时板坯鼓泡分层的可能。芯层含水率应适当低于表层,以保持适当的平面抗拉强度。②适当的热压压力。压力能影响刨花之间接触面积、板材厚度偏差和刨花之间胶料转移程度。按照产品不同密度要求,热压压力一般1.2~1.4兆帕。③适当的温度。温度过高不仅会使脲醛树脂分解,也会造成升温时板坯局部提前固化而产生废品。④适当的加压时间。时间过短,则中层树脂不能充分固化,成品在厚度方向的弹性恢复加大,平面抗拉强度显著降低。热压后的刨花板应经一段时期的调湿处理使其含水率达平衡状态,然后锯裁砂光,检验包装。但卸压后不能热态堆叠,否则将增加板材脆性。
模压技术系指一次操作即形成产品的技术。成熟的工艺有3种。热模法可以少用胶料或不用胶料,靠木质素在封闭热模中活化流动而起胶合作用,但需冷却脱模,热量消耗大,生产率低,已逐渐淘汰。箱体成型法是用特殊压机加压,一次加压制成产品,用于制造包装箱。热压成型法主要制造家具配件、室内装修配件及托板等产品,胶粘剂以脲醛树脂为主,制品表面用单板或树脂浸渍纸复贴,一次成型。
此外,还有在已制成的刨花板表面,或未经热压的成型板坯上用模板加压,以制成浮雕图案的平面模压法等。
展望 寻求资源丰富、价格低廉的胶粘剂是发展刨花板生产重要因素,因此林产资源和造纸制浆废液的有效利用已越来越受到重视。单宁甲醛胶及亚硫酸盐纸浆废液胶用作胶粘剂已取得成功,水泥、石膏等制成的无机胶粘剂也已得到应用;而更具吸引力的是无胶粘合新技术,它的出现将使刨花板工业发生根本性变革。至于刨花板本身,由于定向型结构在力学性能方面显著优于随机型结构,可以用来代替胶合板甚至部分锯制板材,故大有发展前途。刨花板表面装饰加工也将出现更多的新材料和新工艺,并有可能通过多品种多功能饰面材料预制的专业化,形成一个独立的新兴工业门类。
2.1 技术要求
2.1.1 分等
A类刨花板分为:优等品、一等品、二等品三个等级。
B类刨花板仅为一个等级。
2.1.2 厚度
2.1.2.1
各类刨花板的公称厚度为4、6、8、10、12、14、16、19、22、25、30mm等。
注:经供需双方协议,可生产其他厚度的刨花板。
2.1.2.2
各类刨花板的任意一点厚度偏差均不得超过表1规定。测量方法见附录A(补充件的)A1。
表1 刨花板厚度允许偏差 mm
公称厚度 A类 B类
优等品 一等品 二等品
砂 光 未砂光 砂 光 未砂光 未砂光 砂 光
≤13 0.20 +1.20
+0.30 0.30 +1.20
0 +1.20
+0.30 0.30
>13~20 0.20 +1.40
+0.30 0.30 +1.60
0 +1.40
+0.30 0.30
>20 0.20 +1.60
+0.30 0.30 +2.00
0 +1.60
+0.30 0.30
2.1.3 幅面
2.1.3.1 各类刨花板幅面尺寸按表2规定
表2 刨花板的幅面尺寸
宽 度 长 度
915 -- 1830 2000 --
1000 -- -- -- --
1200 1220 -- -- 2440
注:经供需双方协议,可生产其他幅面尺寸的刨花板。
2.1.3.2 长度和宽度允许偏差为0~5mm。测量方法见附录A(补充件)的A2。
2.1.4 刨花板边缘不直度不超过1/1000(mm/mm)。测量方法见附录A(补充件)的A3。
2.1.5 刨花板两对角线之差允许值按表3规定。
表3 刨花板两对角线差 mm
板 长 度 允 许 值
≤1220 ≤3
>1220~1830 ≤4
>1220~1830 ≤5
>2440 ≤6
2.1.6 刨花板翘曲度允许值按表4规定。测量方法见附录A(补充件)的A4。
表4 刨花翘曲度
厚 度
mm 允 许 值, %
A类 B类
优等品 一等品 二等品
>10 ≤0.5 ≤0.5 ≤1.0 ≤0.5
≤10 不测
2.1.7 刨花板的外观质量应符合表5规定。
表5 刨花板外观质量要求
缺 陷 名 称 A类 B类
优等品 一等品 二等品
断痕、透裂 不许有
金属夹杂物 不许有
压 痕 不许有 轻微 不显著 轻微
胶斑、石蜡斑、油污斑等污染点数 单个面积大于40mm2 不许有
单个面积10--40mm2之间的个数 不许有 2 不许有
单个面积小于10mm2 不计
漏 砂 不许有 不计 不许有
边 角 残 损 在公称尺寸内不许有
在任意400cm2板面上各种刨花尺寸的允许个数 ≥10mm2 不许有 3 不计
≥5~10mm2 3 不计 不计
<5mm2 不计 不计 不计
注:断痕、透裂、压痕计算方法见附录A(补充件)的A5、A6。
2.1.8 刨花板最低物理力学性能要求见表6-8。
表6 A类刨花板优等品物理力学性能指标
项目 单位 公 称 厚 度,mm
≤13 >13~20 >20~25 >25~32 >32
静曲强度 MPa ≥16.0 ≥15.0 ≥14.0 ≥12.0 ≥10.0
内结合强度 MPa ≥0.40 ≥0.35 ≥0.30 ≥0.25 ≥0.20
表面结合强度 MPa ≥0.90
吸水厚度膨胀率 % ≤8.00
含水率 % 5.0~11.0
游离甲醛释放量 mg/100g ≤30
密度 g/cm3 0.50~0.85
密度偏差 % ≤5.0
握螺钉力 垂直板面 N ≥1100
平行板面 N ≥800
表7A类刨花板一等品物理力学性能指标
项目 单位 公 称 厚 度,mm
≤13 >13~20 >20~25 >25~32 >32
静曲强度 MPa ≥16.0 ≥15.0 ≥14.0 ≥12.0 ≥10.0
内结合强度 MPa ≥0.40 ≥0.35 ≥0.30 ≥0.25 ≥0.20
吸水厚度膨胀率 % ≤8.00
含水率 % 5.0~11.0
游离甲醛释放量 mg/100g ≤30
密度 g/cm3 0.50~0.85
密度偏差 % ≤5.0
握螺钉力 垂直板面 N ≥1100
平行板面 N ≥800
表8 A类刨花板二等品物理力学性能指标
项目 单位 公 称 厚 度,mm
≤13 >13~20 >20~25 >25~32 >32
静曲强度 MPa ≥15.0 ≥14.0 ≥13.0 ≥11.0 ≥9.0
内结合强度 MPa ≥0.35 ≥0.30 ≥0.25 ≥0.20 ≥0.20
吸水厚度膨胀率 % ≤8.00
含水率 % 5.0~11.0
游离甲醛释放量 mg/100g ≤30
密度 g/cm3 0.50~0.85
密度偏差 % ≤5.0
握螺钉力 垂直板面 N ≥1100
平行板面 N ≥800
2.2 统计计算
2.2.1 平均值
一块板的平均值是由该板内n个试件的测试值的算术平均值,按式(1)计算:
ˉX=1/n(X1+X2+……Xn)=1/n(n∑i=1)Xi…………………(1)
2.2.2 找出一张板的几个试件中最小值(静曲强度、内结合强度、表面结合强度)或最大值(吸水厚度膨胀率)。
2.3 性能值判定方法
2.3.1 一张板的静曲强度、内结合强度、表面结合强度的平均值和任一试件的最低值必须满足:
ˉX≥Su………………………………………………… (2)
Xmin≥0.8Su…………………………………………… (3)
式中:Su――表6、7、8、9中规定值。
2.3.2 一张板的吸水厚度膨胀率的算术平均值和任一试件的最低值必须满足:
2.3.3 在检验多张板时,每一张板应满足4.3.1和4.3.2要求。如不满足要求,则按第 6.4.1条重新检验和判定。
2.3.4 对未作规定的其他性能指标,只按其算术平均值判定。
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