黃祖青 葉新華

(滬千森工科技股份有限公司,浙江杭州 311700)

1.8MM厚中(高)密度纖維板的生產(chǎn)工藝

黃祖青 葉新華

(滬千森工科技股份有限公司,浙江杭州 311700)

纖維板又稱密度板，廣泛應(yīng)用于家具、室內(nèi)裝修(強(qiáng)化地板、吊頂、墻板)、音響或樂(lè)器的殼體、建筑、車(船)裝飾等，根據(jù)密度的不同纖維板可分為高、中、低密度纖維板。中密度纖維板是以小徑級(jí)原木、采伐、加工剩余物及其它植物纖維經(jīng)過(guò)一系列工藝加工而成的人造板材，它的密度一般在500到880kg每立方米左右，具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能(靜曲強(qiáng)度、平面抗拉強(qiáng)度高，彈性模數(shù)較刨花板好，吸水性能較低、厚度膨脹率低)、裝飾性能(纖維板表面光滑、平整度好，便于涂飾、節(jié)約涂料)和加工性能(可以鋸、鉆、開槽、雕刻、拋光、開榫)。其特點(diǎn)為：變形量少、屋里力學(xué)性能適中特點(diǎn)，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、密度適中、加工性能好、表面平整光滑。高密度纖維板是指密度大于880kg/m3的纖維板，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)密，強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)，耐溫耐濕性能好，常用于復(fù)合地板、強(qiáng)化地板、室內(nèi)外裝潢以及高檔家私、音響、車船裝飾材料等。本文主要介紹中密度纖維板的生產(chǎn)工藝，并結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并提出有效策略。

中(高)密度纖維板 生產(chǎn)工藝

1 中密度纖維板的生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝流程：木材挑選→削片→篩選→水洗→蒸煮→熱磨→施膠→干燥→鋪裝→預(yù)壓→熱壓→鋸切→涼板→堆垛→砂光(壓光板)→質(zhì)量檢驗(yàn)

根據(jù)表1-1，1．8mm成品板力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)的要求，制定1．8mm的工藝參數(shù)，如表1-2所示，嚴(yán)格控制纖維含水量、素板厚度、磨室壓力、蒸煮壓力、蒸煮時(shí)間、壓機(jī)速度，確保產(chǎn)品質(zhì)量。具體操作如下：

(1)木材挑選。中密度纖維板所用的植的纖維素含量一般應(yīng)在30%以上，原材料可以是木質(zhì)樹木也可以是非木質(zhì)草本。木質(zhì)原料可采用馬尾松、桉樹、衫木紅松、落葉松、樺木、楊木、水曲柳等砍伐剩余物、廢舊木料、加工剩余物等；非木質(zhì)纖維原料可以為棉桿、甘蔗渣、竹、蘆葦、麥秸等。對(duì)原材料的要求為含水率應(yīng)控制在40%～60%，樹皮含量控制在10%以內(nèi)，非木質(zhì)材料合理?yè)椒?。挑選好的原料應(yīng)清楚表面泥沙、石塊等雜物，過(guò)干或過(guò)臟的木材使用噴水器潤(rùn)濕或清洗，清洗完畢后分類儲(chǔ)藏，使用時(shí)根據(jù)不同樹種纖維組織不同和pH值的不同，科學(xué)搭配使用。

(2)削片。削片為木材加工的第一道工序，常用削片設(shè)備有削片機(jī)鼓式削片機(jī)和盤式削片機(jī)。盤式削片機(jī)是將木料從減料口送入后，受到高速旋轉(zhuǎn)切削盤上的切削刀片切削，把木片削成長(zhǎng)16～30mm，寬15～25mm，厚3～5mm的木片，切削完畢的木片被高速旋轉(zhuǎn)的切屑盤產(chǎn)生的氣流送出，切除的木片要求木片大小均勻、平整。盤式切削機(jī)生產(chǎn)效率較高，適用于對(duì)較直的原木，彎度較大的木塊必須使用故事切片機(jī)。

(3)篩選。如果木片過(guò)大或過(guò)碎將會(huì)影響蒸煮的效果，需要對(duì)切片進(jìn)行篩選，篩選出尺寸較大的木片進(jìn)行第二次切片。

(4)水洗。切片之后的木片含有泥沙、金屬(廢木料中的鐵釘)、細(xì)屑等雜物，且一些木片的含水率不足，需要進(jìn)行水洗。通過(guò)水洗可以有效地清除各種雜物，能提高、均勻木片的含水率，使纖維分離時(shí)能順利進(jìn)料，水分能吸收研磨時(shí)的摩擦熱，降低原料軟化的溫度。

(5)蒸煮。熱磨前使用熱水或飽和蒸汽對(duì)木片進(jìn)行水煮或汽蒸，使纖維胞間層軟化或部分溶解，提高纖維原料的塑性，減少動(dòng)力消耗，縮短解纖的時(shí)間，提高纖維分離的質(zhì)量。蒸煮時(shí)應(yīng)控制蒸煮溫度，隨著蒸煮溫度的提高，纖維之間的聯(lián)接被削弱，解纖時(shí)纖維所受的機(jī)械損傷減少，纖維形態(tài)較好，有利于纖維之間的結(jié)合，板強(qiáng)度提高。蒸煮溫度過(guò)高，纖維本身將受到嚴(yán)重破壞，機(jī)械強(qiáng)度降低，所以板強(qiáng)度降低；蒸煮溫度不變時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)蒸煮時(shí)間，板強(qiáng)度得到提高。但蒸煮時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，板強(qiáng)度反而下降。一般采用飽和蒸汽壓0．8～1．2MPa，蒸煮軟化時(shí)間控制在1．2～1．7min，蒸煮溫度160～180℃。

(6)熱磨。充分利用植物纖維胞間層纖維素含量高、軟化點(diǎn)低的特點(diǎn)，使用飽和蒸汽將原料加熱到160～180℃，熱磨壓力控制在7．4～7．6bar，植物纖維受熱軟化，當(dāng)熱磨機(jī)的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，木片受到壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和拉伸力，產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)外力消失后纖維又恢復(fù)原狀，當(dāng)經(jīng)過(guò)上千次的變形恢復(fù)后產(chǎn)生疲勞，最后分離。在實(shí)際生產(chǎn)中，增大磨盤的直徑或提高磨盤的轉(zhuǎn)速都會(huì)加快分離速度。

(7)施膠。首先制備CARB，制備方法為按1．1～1．5的摩爾比稱量甲醛與尿素，然后將尿素分批加入反應(yīng)液中，反應(yīng)溫度控制在75～95℃，當(dāng)反應(yīng)液的粘度為20s時(shí)停止反應(yīng)，配置完畢后，然后按照固體樹脂對(duì)絕干纖維之比8～12%均勻施膠。

(8)干燥。由于經(jīng)過(guò)熱磨工藝后纖維含水率為30%～40%，施加液體膠粘劑后的含水率可高至40%～50%，導(dǎo)致纖維易結(jié)團(tuán)，難以輸送和達(dá)到均勻鋪裝效果，需要進(jìn)行干燥處理。中密度纖維板生產(chǎn)線干燥劑均采用閃急式管道干燥系統(tǒng)，由燃燒爐、空氣預(yù)熱器、干燥管道、風(fēng)送系統(tǒng)、旋風(fēng)分離器、監(jiān)控裝置及防火安全設(shè)施組成[1]。要求干燥介質(zhì)溫度為160℃～200℃，氣流速度為20～30m/S，干燥時(shí)間為4到5秒，干燥后纖維含水率為8%～12%。

表1-1 1.8MM成品板力學(xué)性能要求標(biāo)準(zhǔn)

表1-2 1.8mm工藝參數(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

(9)鋪裝。鋪裝包括機(jī)械鋪裝和氣流鋪裝，機(jī)械鋪裝利用機(jī)械所產(chǎn)生的動(dòng)力，將纖維打散，然后在離心力和重力的作用下沉降成型，均勻的鋪撒在鋪裝運(yùn)輸帶上；氣流成型是在氣流作用下，纖維成分散狀態(tài)自由下落并沉積在成型網(wǎng)帶上，形成一定厚度的板坯。鋪裝成型工序直接影響制品的各項(xiàng)物理力學(xué)性能，而且影響板的翹曲變形、尺寸穩(wěn)定性及其密度、厚度偏差。因此鋪裝板坯時(shí)要求密度均勻穩(wěn)定，厚薄一致，具有一定的密實(shí)度，并保證達(dá)到足夠的厚度和尺寸規(guī)格，以滿足產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

(10)預(yù)壓。預(yù)壓的作用是排除板坯內(nèi)留存的空氣，防止熱壓時(shí)大量空氣外逸沖破板坯；通過(guò)預(yù)壓，使板坯具有一定的密實(shí)度，提高自身的支撐強(qiáng)度，以保證板坯在輸送、切割、裝板時(shí)，不致產(chǎn)生斷裂和破損。

(11)熱壓。熱壓指在熱量和壓力的聯(lián)合作用下，板坯中的水分汽化、蒸發(fā)、密度增加、膠粘劑固化、防水劑重新分布，經(jīng)過(guò)生一系列物理化學(xué)變化，從而使纖維間形成各種結(jié)合力，使制品達(dá)到并符合質(zhì)量要求，是纖維板成型的重要工序之一。熱壓分為四個(gè)階段分別為板坯壓縮排空氣、溫度滲透、加壓至規(guī)定厚度、卸壓排氣定型。熱壓過(guò)程中控制的主要工藝參數(shù)有：溫度、壓力、時(shí)間、位置、含水率等，影響壓后毛板質(zhì)量的因素還有：壓機(jī)閉合速度的快慢(一般控制在1300mm/s)、同閉機(jī)構(gòu)的同步性、卸荷速度的快慢。

溫度提高了纖維的塑性，為各種鍵的結(jié)合創(chuàng)造了有利條件；熱量使板坯中的水分汽化；熱量使脲膠受熱，流動(dòng)性增加，有利于加速固化。常用的脲醛樹脂膠熱壓溫度為160～180℃，酚醛樹脂膠熱壓溫度為185～195℃。

表1-3 成品板外觀質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

表1-4 電機(jī)姐恩能夠項(xiàng)目測(cè)試表

熱壓力克服板坯的反彈力，進(jìn)一步排除板坯中的空氣，增大纖維之間的接觸面與交織性 達(dá)到控制板厚度和密度的要求，一般熱壓壓力為2．5～3．5MPa，制造高強(qiáng)度板或用硬質(zhì)木材纖維時(shí)，壓力可達(dá)5．0～5．5MPa。

熱壓時(shí)間由膠的種類與性能、纖維的質(zhì)量、板坯含水率、熱壓的溫度、壓力、加熱方式、板的厚度與密度等工藝因素來(lái)確定。

一般板坯含水率控制在8%～12%，為了提高傳熱效率和板面硬度，可允許表層纖維含水率比芯層高1%～2%。

在相同的熱壓壓力下，不同的加壓速度，影響板的性能和斷面密度分布；加壓速度快，板的靜曲強(qiáng)度高，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度降低。加壓速度慢，板的靜曲強(qiáng)度下降，預(yù)固化層加厚，內(nèi)結(jié)合力提高，但過(guò)慢會(huì)使整張板松軟達(dá)不到質(zhì)量要求，一般平均加壓速度為5mm/s。

(12)鋸切。為了保證產(chǎn)品具有一定的規(guī)格，需要對(duì)熱壓成型的板材鋸邊，鋸切時(shí)經(jīng)常檢查鋸片外觀，確保鋸切質(zhì)量。

(13)涼板、堆垛。熱壓結(jié)束之后，纖維板的溫度較高需要降至60攝氏度以下具有一定的強(qiáng)度后進(jìn)行堆垛，涼板過(guò)程中可以通冷風(fēng)冷卻，利于排除熱壓后存在的甲醛，涼板結(jié)束后便可進(jìn)行堆垛。

(14)砂光。熱壓后板制品的表面不平整，有預(yù)固化層，密度不夠，影響外觀和性能。砂光操作時(shí)，注意控制進(jìn)料速度，砂帶應(yīng)與砂光機(jī)保持平行，防治振動(dòng)產(chǎn)生波紋，同時(shí)注意砂光結(jié)束后厚度偏差符合要求。

(15)質(zhì)量檢驗(yàn)。砂光結(jié)束后檢查纖維板的外觀質(zhì)量、密度、厚度、尺寸、平整度、強(qiáng)度是否滿足要求，其外觀質(zhì)量檢測(cè)如表1-3所示，檢測(cè)纖維板外觀、板面等是否存在缺陷，纖維含水率是否達(dá)到要求，按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)劃分優(yōu)等品、合格品和次品，然后根據(jù)不同材質(zhì)、質(zhì)量分別存放。

2 中密度纖維板生產(chǎn)過(guò)程中常見的質(zhì)量問(wèn)題及對(duì)策

2.1 耗能問(wèn)題及對(duì)策

問(wèn)題：纖維板生產(chǎn)過(guò)程中用到高耗能設(shè)備，如送料電機(jī)、除塵電機(jī)、熱能電機(jī)和干燥電機(jī)，如果采用傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式耗能較高，增加了生產(chǎn)成本。

對(duì)策：為降低電能的損耗，采用變頻技術(shù)。從表1-4電機(jī)節(jié)能項(xiàng)目測(cè)試表和表1-5滬千節(jié)電工頻與變頻狀態(tài)下用電對(duì)比表中可以看出，在滿足生產(chǎn)需要的情況下，采用變頻工作可以降低4．5%左右的電耗。

2.2 生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定，游離甲醛含量高

問(wèn)題：中密度纖維板局部松軟、邊角缺失等產(chǎn)品表面達(dá)不到要求；厚度、幾何偏差過(guò)大，邊緣垂直度過(guò)大等尺寸偏差達(dá)不到要求；靜曲模量、彈性模量等強(qiáng)度達(dá)不到要求。

對(duì)策：嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)程，加強(qiáng)重要環(huán)節(jié)的管控，提高產(chǎn)品質(zhì)量；增加自動(dòng)化設(shè)備的投入，提高自動(dòng)化控制水平；加強(qiáng)游離甲醛的檢測(cè)，確保甲醛釋放在規(guī)定范圍內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)中密度纖維板的快速發(fā)展，纖維板的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，但與歐美國(guó)家相比，生產(chǎn)工藝相對(duì)落后。我們應(yīng)加大對(duì)纖維板生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，提高纖維板的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性，通過(guò)引用新技術(shù)提高生產(chǎn)能力、降低能耗，采取有效措施降低游離甲醛的含量。

[1]歐陽(yáng)琳.中密度纖維板生產(chǎn)工藝學(xué)[J].北京木材工業(yè),1994:20-21.

黃祖青,男,1965年2月,浙江省淳安縣,大專,工程師,研究方向:人造板生產(chǎn)技術(shù)與改造。

葉新華,男,1961年10月,大專,工程師,研究方向:人造板工藝質(zhì)量與技術(shù)。