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刨花板如何制造?

壹定形狀和大小的刨花或碎料,施加膠粘劑後,經熱壓制成的壹種人造板。又稱碎料板。各國對刨花板定性敘述並不完全壹致。中國刨花板國家標準GB 4896~4905—85,對刨花板的膠粘劑不加任何限制。不少國家規定只限於使用有機合成樹脂膠的才算是刨花板。有的則規定使用其他類型膠粘劑的承認是刨花板,但不包括無膠的板材。

簡史

用碎料加膠粘劑壓制刨花板開始於20世紀初。1901~1940年,美、德、法、捷克斯洛伐克、瑞士等國都出現過刨花板的專利。其中最有名的是瑞士福爾(F.Pfohl)1937年發表的用平刨花(刨片刨花)制造三層刨花板的專利。1941年德國不來梅出現了第壹個刨花板廠,用雲杉鋸屑加酚醛膠壓制3×2米規格的板材,其密度為0.9~1.1克/立方厘米。但真正與現代刨花板相似的產品系由法爾尼(F.Fahrni)發明,並於1944年在瑞士建立了壹座稱為諾沃潘(Novopan)法的刨花板廠。板的密度為0.6克/立方厘米,而且是三層結構的。在此後幾年裏(到50年代初),聯邦德國克勞底茲(W.Klauditz)、希曼赫伯(M.Himmelheber)等人對刨花板制造中的原料樹種、刨花形態、板子密度、板子性能等若幹重要問題進行研究,掌握了知識,積累了經驗,加之壹些關鍵設備研制成功,於是現代化的刨花板工業開始出現。1950~1955年,聯邦德國刨花板工業有很大發展,其他工業國如比利時、法國、英國、意大利、日本、荷蘭、奧地利、捷克斯洛伐克、美國等都競相建廠,刨花板制造業已成為世界上的新興工業之。刨花板產量僅歐洲由1950年的12萬噸,增至1955年的35萬噸。1955~1958年,不但擠壓法刨花板生產在世界各地得到迅速推廣,而且在平壓法中,相繼出現了氣流鋪裝、拋輥鋪裝等工藝,以及單層熱壓機和各種備料設備。刨花板學術方面的研究和交流以及各方面的協調工作也在這壹時間得到迅速開展。1957年聯合國糧農組織(FAO)在日內瓦安排了壹次關於刨花板與纖維板的協商會。1958年創立了刨花板制造商協會歐洲分會(FESYP)。1961~1963年很多國家頒布了刨花板標準,並且研究制訂了刨花板質量控制方法。由於刨花板能夠使用小材、劣材、廢材作原材料,並且在科研、開發都已具備了良好的基礎,現代的機械化、自動化、企業管理等手段都在刨花板企業中得到應用,產量迅速上升。1950年世界刨花板產量只有20萬立方米,到1977年總產量發展到3250萬立方米。並且品種也日趨增多,主要的有細表面刨花板、纖維刨花板、薄型刨花板、定向刨花板和華夫刨花板等。

中國刨花板生產開始於20世紀50年代初期,當時上海揚子木材廠生產蛋白膠刨花板。北京市木材廠和中國林業科學研究院木材工業研究所,在進行幾年試驗工作的基礎上,於1958年建立了中國最早用合成樹脂膠粘劑生產刨花板的車間。60年代初,北京市光華木材廠、上海人造板廠、成都木材綜合加工廠、長沙木材廠等相繼從瑞士和聯邦德國引進擠壓法和平壓法刨花板成套生產設備進行生產。由於中國當時缺乏膠料,在以後的十幾年內,刨花板工業發展緩慢,直到70年代後期,才開始發展較快。到1983年,全國已有刨花板企業127個,設計能力達100萬立方米。

原料

可用於刨花板生產的纖維原料由於科技的發展而日趨廣泛,這是刨花板得以迅速發展的重要原因之壹。可供利用的原料有:①小徑級材或劣質材。林區采伐木材中,徑級較大的木材主要用於其他工業,刨花板廠只利用其中小徑的間伐材、薪材、速生材,劣質木材、多節的和彎曲的木材,以及細枝椏材。②木材加工剩余物。板皮是刨花板極好的原料,但壹般多用之於制漿造紙工業。大量利用的則是由木材刨、銑下來的工廠刨花,但要求較單純的樹種。木屑也可與其他原料壹起配合使用生產刨花板。細木工的邊角余料經過合適的粉碎機粉碎也能用於刨花板生產。③壹年生植物纖維原料。亞麻屑及甘蔗渣是刨花板優良的纖維原料。用它們制造刨花板,其產品密度低而性能好,特別是用於需帶有絕熱能性的受力構件,有其獨特的優越性,在經濟上也較合理。棉稈、麥稭、稻殼、竹材也可用於刨花板的生產。中國根據國情,正在開發具有大宗資源的壹年生植物纖維原料以供刨花板工業的需要。

使用的膠粘劑

膠粘劑是刨花板生產的主要原料之壹。壹般用量為刨花量的6~12%,利用貴重膠種時也需2~8%。膠粘劑費用在刨花板成本中占有相當大的比重。世界各國所使用的膠種有:①脲醛樹脂膠。因具有快速固化、價格便宜的特點,世界上約有90%刨花板使用脲醛樹脂膠作為膠粘劑,中國目前則幾乎占100%。②三聚氰胺樹脂膠。耐濕性能比酚醛樹脂膠差,比脲醛樹脂膠為佳。在具有高濕空氣環境內,常使用以三聚氰胺樹脂改性脲醛樹脂作為刨花板的膠粘劑。③酚醛樹脂膠。用它作膠粘劑所制成的刨花板在潮濕空氣中或受到水浸後,仍有相當高的膠合強度,故多用於建築受力構件或室外用材。但其價格遠遠高於脲醛樹脂膠。④異氰酸酯樹脂膠。抗水性能和膠結力都很強,適用於難膠合的纖維材料如禾草刨花板的制造。利用它還可省去添加防水劑。異氰酸酯樹脂膠還可以粘結較濕的纖維材料,在刨花板制造中可以節約幹燥成本。其缺點是價格昂貴,並且易於粘連鋁板及鋼板,給操作帶來困難,故用它作膠粘劑,在熱壓中要使用脫模劑或板坯表層使用其他種樹脂膠。在世界上以聯邦德國使用異氰酸酯膠粘劑的刨花板工廠數量最多。⑤天然膠粘劑。其中使用於刨花板生產的最主要和有前途的是單寧膠粘劑。它是由某些樹種樹皮抽提而得的單寧與甲醛或對甲醛反應後所制成。在使用中常用少量的酚醛或其他膠料加以改性。硫酸鹽紙漿廢液(SSL)經過提煉後也可制成刨花板用膠粘劑。

規格和性能

刨花板的規格按其不同用途可以裁割成合適的尺寸,也可按使用的要求而賦於各種人造的性能。中國現有的刨花板國家標準為GB 4896~4905—85。按規定,其規格及性能為:①刨花板厚度。6、8、10、(12)、13、16、19、22、25、30、……毫米等。經供需雙方協議,可生產其他厚度尺寸。②厚度偏差。厚度<16毫米的平壓法不砂光刨花板的厚度偏差,壹等品≤±0.8毫米,二等品≤±1.0毫米;厚度≥16毫米,壹等品≤1.0毫米,二等品≤1.2毫米。平壓法砂光刨花板不論其厚度多大,其偏差均應≤0.3毫米。不砂光的擠壓法刨花板厚度偏差≤0.8毫米。③刨花板幅面尺寸。寬度915毫米,長度915、1220、1525、1830、2135毫米;寬度1000毫米,長度2000毫米;寬度1220毫米,長度1220、1525、1830、2135、2440毫米。經供需雙方協議,可生產其他幅面尺寸。寬度和長度的允許偏差均為0~+8毫米。④翹曲度。平壓法刨花板:壹級品<5/1000,二級品<10/1000。物理力學性能:含水率為5.0~11.0%;密度為0.50~0.85克/立方厘米;靜曲強度為壹級品≥18兆帕,二級品≥15兆帕;平面抗拉強度為壹級品≥0.40兆帕,二級品≥0.30兆帕;吸水厚度膨脹率(20℃,水浸2小時)為壹級品≤6.0%,二級品≤10.0%;握螺釘力為垂直板面壹級品≥1100牛,平行板面壹級品≥700牛;彈性模量為壹級品2.0×103兆帕;遊離甲醛釋放量為<50毫克/100克刨花板。

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