莫 瀟，甘世存，張愉津，韋慧云，陸文吉

（廣西祥盛家居材料科技股份有限公司，廣西 寧明 532500）

與其他人造板材領(lǐng)域相比，定向刨花板生產(chǎn)加工領(lǐng)域的發(fā)展較慢。但隨著我國城市建設(shè)速度的加快、群眾生活水平的提高，定向刨花板的實(shí)際應(yīng)用范圍得到有效擴(kuò)增，各類附加價(jià)值得到顯著提高，發(fā)展前景較為廣闊。為進(jìn)一步提升定向刨花板生產(chǎn)加工質(zhì)量，需要相關(guān)人員從生產(chǎn)設(shè)備及工藝控制兩方面進(jìn)行分析、優(yōu)化，進(jìn)而促進(jìn)定向刨花板生產(chǎn)質(zhì)效的提高。

1 定向刨花板生產(chǎn)主要設(shè)備

板坯熱壓是生產(chǎn)定向刨花板的最后一道關(guān)鍵程序，該環(huán)節(jié)將直接決定板材的吸水厚度膨脹率、內(nèi)膠合強(qiáng)度、甲醛釋放量、彈性模量、靜曲強(qiáng)度等數(shù)值，由此就需要相關(guān)技術(shù)人員合理選擇熱壓設(shè)備。

1.1 單層及多層熱壓機(jī)

單層熱壓機(jī)具有上料、開合時(shí)間短的特點(diǎn)，主要用于對小工件進(jìn)行貼面作業(yè)。需要注意的是，在進(jìn)行雙貼面加工時(shí)，由于上料期間小工件下表面長時(shí)間接觸高溫板，將使得部分區(qū)域膠粘劑固化，出現(xiàn)離層、鼓包等問題。而多層熱壓機(jī)更適用于大體積、整板貼面作業(yè)，綜合雙面涂膠機(jī)使用將有效提高生產(chǎn)質(zhì)效。

1.2 連續(xù)平壓式熱壓機(jī)

連續(xù)平壓式熱機(jī)整體構(gòu)造與多層熱壓機(jī)不同，但在液壓缸及液壓板的選擇、使用方面具有一定的相似性。連續(xù)平壓式熱壓機(jī)在精度、自動(dòng)化程度等方面具有突出優(yōu)勢，且零部件及機(jī)體使用壽命得到有效延長，單機(jī)生產(chǎn)成本降低，但產(chǎn)量提高了3 倍左右。從機(jī)體構(gòu)成來看，單層及多層熱壓機(jī)均采用熱壓板直接熱壓的作業(yè)方式，因此導(dǎo)熱效率較高。連續(xù)平壓式熱壓機(jī)需要將熱壓板熱量通過輥桿傳給鋼帶，再傳給板坯，導(dǎo)熱能力較差，因此需要選擇密度大、直徑小的輥桿提高連續(xù)平壓式熱壓機(jī)導(dǎo)熱效果，也應(yīng)適當(dāng)提高熱壓板溫度，確保滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。無論選擇何種熱壓機(jī)，均應(yīng)保證其熱壓板受熱均勻，熱壓板蒸汽進(jìn)出口或板面溫度溫差小于5℃。另外，技術(shù)人員也可以通過觀察導(dǎo)熱油回油管及進(jìn)油管溫差判斷熱壓板溫度均勻性，二者呈反相關(guān)關(guān)系[1]。

2 定向刨花板生產(chǎn)工藝流程

2.1 刨花制備及輸送

定向刨花板的原材料要求使用單一樹種，且剝皮后原木直徑應(yīng)保證在8cm 以上，含水率在60%以上。大刨花制備一般需要配置兩工段及長材刨片兩條制備路線，兩工段生產(chǎn)路線實(shí)際上就是整合了削片+刨片的生產(chǎn)方式，主要可用于加工直徑較小的木材與預(yù)料處理。原料通過上料系統(tǒng)及削片機(jī)加工并制作成大木片，木材加工成長度為7cm 木片后，可依據(jù)不同需要靈活選擇地坑螺旋料倉或大型移動(dòng)螺旋料倉將木片送至料倉進(jìn)行存儲(chǔ)，利用鉆石輥分級篩去掉超大木片及廢料。隨后，大木片將送至大刨花環(huán)式刨片機(jī)設(shè)備中，生產(chǎn)出規(guī)格為長6cm～14cm、寬2cm～3cm、厚0.03cm～0.06cm的刨花。

長材刨片加工路線則是對直徑在12cm 以上的原木進(jìn)行加工。在原木經(jīng)過剝皮處理后，進(jìn)料系統(tǒng)可將原木壓緊、壓實(shí)并利用長材刨片機(jī)順著木材纖維生長方向進(jìn)行加工，生產(chǎn)的刨花規(guī)格為長8cm～14cm、寬8cm～20cm，厚0.03cm～0.08cm。加工后的刨花需要利用膠帶輸送機(jī)進(jìn)行輸送，避免刨花在氣流及葉片的作用下受力破碎，影響后續(xù)的鋪裝效果。長材刨片生產(chǎn)得到的廢料可直接利用皮帶傳輸至熱能中心進(jìn)行統(tǒng)一焚燒，并將合規(guī)刨花送入后續(xù)的干燥系統(tǒng)中進(jìn)行加工。

2.2 刨花干燥

定向刨花板材料干燥環(huán)節(jié)以結(jié)晶高溫?zé)煔鉃榻橘|(zhì)，利用單通道式滾筒干燥機(jī)對濕刨花進(jìn)行加工，刨花在滾筒內(nèi)可利用桶內(nèi)氣流進(jìn)行螺旋狀懸浮式移動(dòng)，此時(shí)刨花主要受到刨花間出現(xiàn)軟碰撞與氣流發(fā)生軟摩擦?xí)r產(chǎn)生的力，可極大保護(hù)刨花完整性。應(yīng)注意，干燥后的刨花含水量需控制在2%左右。

2.3 刨花篩選

2.3.1 大刨花篩選

技術(shù)人員可利用落料箱收集大刨花，并送入配套的篩選設(shè)備，如滾筒分級篩或滾筒篩完成分級作業(yè)，并設(shè)計(jì)擋板控制產(chǎn)品表芯層刨花比例，分級篩下方可加裝切換閥對不同生產(chǎn)路線進(jìn)行靈活切換，并對后續(xù)的表芯層刨花料倉進(jìn)行合理控制。生產(chǎn)五層定向刨花板，需要將篩選得到的大刨花作為芯層，將次大刨花作為表層。篩選后的刨花可輸送至指定料倉進(jìn)行存儲(chǔ)。由于不同板材的用料比例不同，因此需要按照干燥最大產(chǎn)能的60%設(shè)計(jì)輸送量。

2.3.2 細(xì)刨花篩選

利用旋風(fēng)分離器收集細(xì)刨花，與利用矩形振動(dòng)篩等設(shè)備得到的細(xì)刨花進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)。若是在旋風(fēng)分離器中收集較多的樹皮，則需重新利用振動(dòng)篩進(jìn)行過濾，降低后續(xù)篩選壓力，避免樹皮對后續(xù)鋪裝生產(chǎn)造成影響。搜集得到的細(xì)刨花可利用供料螺旋送入振動(dòng)篩中進(jìn)行復(fù)篩，并將不合格的細(xì)料統(tǒng)一送至熱能中心進(jìn)行焚燒。生產(chǎn)五層定向刨花板，需要將篩選合格的刨花送至風(fēng)選機(jī)，除去其中的砂石、雜質(zhì)、厚度較大的刨花，并進(jìn)行存儲(chǔ)，需要存儲(chǔ)一周以上、統(tǒng)一板材的細(xì)刨花材料，并劃定專門的區(qū)域及輸送設(shè)備進(jìn)行刨花存儲(chǔ)，應(yīng)按照干燥最大產(chǎn)能的20%設(shè)計(jì)輸送量。篩選后得到的大料可重新送入打磨機(jī)進(jìn)行加工，并再次送入風(fēng)送機(jī)中進(jìn)行篩選[2]。

2.4 刨花施膠

大刨花在出倉后，需進(jìn)行稱重，并送入拌膠機(jī)中進(jìn)行施膠。為保證大刨花完整性，技術(shù)人員可利用中空滾筒拌膠機(jī)進(jìn)行作業(yè)。干燥后的刨花經(jīng)稱重后，可直接從滾筒高處加入滾筒中，在抄板的帶動(dòng)下使得刨花不斷抬高、落下，并向著低端出口移動(dòng)，常用的膠粘劑為粉狀酚醛樹脂膠，具有極高的耐水性及耐久性，在刨花運(yùn)用期間，膠粘劑可通過霧化的方式均勻噴涂在刨花表面，保證噴膠質(zhì)量。細(xì)刨花則需要在定量出倉后送入環(huán)式拌膠機(jī)進(jìn)行拌膠作業(yè)，此時(shí)可選擇MDI作為膠粘劑，應(yīng)保證施膠量在4%以下。施膠后的刨花即可進(jìn)入后續(xù)的裝鋪環(huán)節(jié)。

2.5 鋪裝

板坯的定向裝鋪方式可分為有機(jī)械定向裝鋪及高壓靜電裝鋪兩類。其中機(jī)械定向裝鋪主要利用各類設(shè)備將碎料進(jìn)行有序排列，可分為板式、圓盤、旋轉(zhuǎn)輥簡、定距鏈板、益面流料板、差動(dòng)齒形插片等定向排列方式。靜電裝鋪則是利用木材自身特性使得碎料在靜電作用下自動(dòng)進(jìn)行定向排序，效果良好，可隨時(shí)改變定位方向，但需注意控制刨花的含水量在10%～12%內(nèi)。在生產(chǎn)定向刨花板時(shí)，需要利用多個(gè)鋪裝頭，其中芯層為大刨花，可利用橫向鋪裝的方式進(jìn)行生產(chǎn)，次表層材料為次大刨花，可利用縱向鋪裝的方式進(jìn)行生產(chǎn)，上下表層則可利用機(jī)械加氣流的方式對細(xì)刨花進(jìn)行加工，保證板材表面平整性，同時(shí)在上下表層進(jìn)行鋪裝之前應(yīng)利用預(yù)壓機(jī)對板材進(jìn)行預(yù)壓，防止表層細(xì)刨花與次大刨花相融合，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2.6 熱壓

鋪裝好的板坯在進(jìn)行齊邊、測重、預(yù)壓、金屬探測后需進(jìn)入連續(xù)熱壓機(jī)進(jìn)行加工，不合格的板材需直接送入廢料斗，篩選出可重復(fù)利用的刨花進(jìn)行回收使用，含金屬的刨花則需要送入熱能中心進(jìn)行焚燒。通過熱壓機(jī)可有效縮短板坯內(nèi)膠粘劑固化時(shí)間，保證材料密實(shí)性，使得板坯達(dá)到規(guī)定生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。主要加熱方式有高頻加熱、接觸加熱、綜合加熱、噴蒸加熱等。與一般刨花板相比，定向刨花板對于熱壓時(shí)間及溫度的要求較高，要求定向刨花板無裸露、不砂光。若是熱壓溫度過高，將影響板面顏色及強(qiáng)度，若是熱壓溫度較低，將影響其膠合強(qiáng)度。相關(guān)技術(shù)人員需控制好該環(huán)節(jié)的溫度等影響因素。

2.7 后期加工

由熱壓機(jī)加工得到的連續(xù)毛板帶，需要進(jìn)行冷卻、齊邊、截?cái)?、稱重、測厚、磨光、分級、修補(bǔ)等工序。不合規(guī)的板材直接剔出生產(chǎn)線，合格產(chǎn)品則進(jìn)入冷卻翻板機(jī)、星形冷卻器或利用強(qiáng)制通風(fēng)、自然通風(fēng)等方式進(jìn)行冷卻，隨后需使用縱橫聯(lián)合鋸邊機(jī)依據(jù)毛板規(guī)格切成所需尺寸，并利用寬帶式砂光機(jī)進(jìn)行打磨，降低材料板厚度，保證板面光滑性，便于后續(xù)的裝飾、使用。之后，可將處理的板材進(jìn)行分等、檢測，修補(bǔ)破損及鼓包處，再送入堆垛機(jī)堆垛、自動(dòng)倉存儲(chǔ)，使得膠粘劑進(jìn)行同化，即可得到成品[3]。

3 定向刨花板的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝

3.1 板坯結(jié)構(gòu)

在定向刨花板制備工作中，刨花形態(tài)、含水量、膠粘劑類型、用膠量、噴膠均勻性、裝鋪定向率、板坯密度等均將直接影響定向刨花板的膠合強(qiáng)度、彈性模量、靜曲強(qiáng)度等特性。其中，定向刨花板的上下表層密度受到板坯密度因素的影響最大，其彈性模量及靜曲強(qiáng)度均會(huì)隨之發(fā)生較大改變，呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，而板材結(jié)合強(qiáng)度則與芯層密度有關(guān)，二者呈現(xiàn)反相關(guān)關(guān)系。技術(shù)人員需要從控制斷面密度的角度保證實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)性能達(dá)到出廠標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 熱壓工藝

板坯熱壓實(shí)際上就是實(shí)際對滿足生產(chǎn)要求的刨花進(jìn)行干燥，保證其含水量在1.95%～2.05%之間，并分別對芯層及表層施加濃度為2%～8%及濃度為3%～12%的MUF 和PF 或PMDI 膠粘劑，保證裝鋪后板坯橫向密度偏差滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，此時(shí)，芯層及表層的含水率分別為2%～8%及10%～18%，并完成后續(xù)的熱壓成型作業(yè)。在進(jìn)行板坯熱壓工作中，熱壓板可將熱量均勻傳遞至板坯表面，使得刨花板表層水分在高溫條件下以水蒸氣的形式傳遞至芯層。

3.2.1 單層及多層熱壓機(jī)熱壓作業(yè)

單層及多層熱壓機(jī)均屬于間歇式熱壓機(jī)的一種，可滿足各階段定向刨花板素板熱壓成型工作需要，在極短的時(shí)間內(nèi)可將壓力從零提升至規(guī)定壓力值，并在加壓一定時(shí)間后將壓力逐漸降低至零，其實(shí)際產(chǎn)能與定向刨花板層數(shù)及熱壓機(jī)幅面掛鉤。

3.2.2 連續(xù)平壓式熱壓機(jī)熱壓作業(yè)

相較于單層及多層熱壓機(jī)熱壓作業(yè)，利用連續(xù)平壓式熱壓機(jī)進(jìn)行作業(yè)需要依據(jù)不同的預(yù)壓階段設(shè)計(jì)不同的溫度及壓力值，保證其溫度、壓力、時(shí)間三要素均滿足預(yù)定的工作需要。以往的單層及多層熱壓機(jī)主要通過控制熱壓時(shí)間即可完成熱壓作業(yè)，但連續(xù)平壓式熱壓機(jī)需要以時(shí)間變化為參考，對熱壓因子及壓機(jī)速度進(jìn)行改變。其中，壓機(jī)速度v 與時(shí)間t 的關(guān)系式為t=L/t，熱壓因子p 與壓機(jī)速度v 的關(guān)系式為p=L/（vδ），其中L（mm）為熱壓機(jī)有效加壓長度，v（mm/s）為壓機(jī)速度，δ（mm）為設(shè)定素板厚度，p（s/mm）為熱壓因子，t（s）為熱壓時(shí)間。若是將上述關(guān)系式中的熱壓機(jī)有效加壓長度L 視為特定常數(shù)，并在熱壓因子與壓機(jī)速度關(guān)系式中帶入v 與t 的關(guān)系，則可得到單層及多層熱壓機(jī)熱壓作業(yè)計(jì)算表達(dá)式[4]。

4 影響定向刨花板性能的主要因素

4.1 樹種

從樹種的角度進(jìn)行分析，影響定向刨花板質(zhì)量的主要因素即為樹木中的纖維素。若是木材本身纖維素具有一定的柔韌性，則實(shí)際加工生產(chǎn)流程較為順暢，不會(huì)出現(xiàn)刨花破碎、板面破損等問題。若是原料本身纖維較粗，則在進(jìn)行刨花處理期間極難達(dá)到使用要求。由此，盡量選擇品種單一、纖維良好的樹種作為定向刨花板的生產(chǎn)原料。

4.2 木材密度

從木材密度進(jìn)行分析，密度越小，則其實(shí)際壓縮能力就越高。由此，在開展刨花生產(chǎn)作業(yè)期間，應(yīng)盡量挑選低密度木材開展生產(chǎn)，保證作業(yè)順暢性。另外，低密度木材自身具有極高的可塑性，在刨花作業(yè)環(huán)節(jié)的接觸面較大，因此在粘膠環(huán)節(jié)，在壓縮比及用膠量相同的情況下，利用低密度木材生產(chǎn)出來的刨花力學(xué)性能更高。

4.3 膠粘劑和添加劑

在實(shí)際開展定向刨花板生產(chǎn)期間可選擇多種膠粘劑及添加劑，技術(shù)人員應(yīng)首先考慮板材使用性能及材料自身特性，適當(dāng)選擇合理的粘膠品種進(jìn)行定量添加[5]。

5 結(jié)論

綜上所述，流程創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步、設(shè)備優(yōu)化將直接促進(jìn)定向刨花板行業(yè)的蓬勃發(fā)展，相關(guān)企業(yè)需要時(shí)刻注意滿足社會(huì)發(fā)展需要，升級現(xiàn)有板材生產(chǎn)流水線，靈活選用單層、多層、連續(xù)平壓熱壓機(jī)等設(shè)備，提高對刨花制備及輸送、刨花干燥、刨花篩選、刨花施膠、鋪裝、熱壓、后期加工等環(huán)節(jié)的管理，保證不同生產(chǎn)線路的有序運(yùn)營，滿足廣大消費(fèi)者及市場需要，保障產(chǎn)品生產(chǎn)加工質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。