【技術干貨】細表面輕質刨花板生產技術

近年來，通過降低刨花板密度以節約有限的木材資源、降低成本，同時兼顧成品各項力學性能的要求，成為刨花板企業開發新產品的重要方向之一。寧豐集團承擔的國家“十三五”課題“輕質木基材料制造技術”，基于大片薄刨花的制備、干燥、施膠、鋪裝等特殊工藝，從設備選型到廠內運輸均進行了大量的創新，于2018年在安徽淮北投資建設了40萬m3/a連續平壓生產線。該生產線可通過設備和工藝路線的柔性快速組合，兼容生產定向結構刨花板、普通刨花板和細表面輕質刨花板。本文結合生產線的實際運行情況，對細表面輕質刨花板的生產工藝進行闡述，以期與同行探討。1 工藝流程細表面輕質刨花板生產工藝流程見圖1。木材原材料使用前應進行料場堆垛15～20天的平衡處理，含水率45%～55%，并應進行有效的剝皮，以確保大片刨花的完整形態、消除樹皮產生的異味和樹皮中夾雜的泥砂等雜質。在生產過程中，應重點控制干燥和施膠的生產工藝，防止大片刨花卷曲和二次破壞。

2 刨花制備制備大尺寸薄刨花是生產輕質刨花板的最重要工序，一般采用長材刨片機制備最為合適，可加工刨花厚度為0.45±0.10 mm，長度70～100 mm，寬度20～40 mm。當刨花過長或過寬時，會嚴重影響干燥效率，降低刨花干燥含水率的均勻性，同時施膠的均勻性也會下降，并影響到鋪裝精度，導致鋪裝面密度偏差過大而造成質量缺陷。因此在實際生產中，刨花長厚比應控制在150～200、長寬比控制在3以下較為理想，見圖2。

3 生產技術3.1 干燥工藝在傳統刨花板生產中，刨花干燥一般采用單通道或多通道輥筒干燥系統，以高溫煙氣為熱介質。經除塵混合后煙氣溫度一般為200～300 ℃，當過高溫度的煙氣與薄片刨花接觸時，巨大的溫差極易造成薄片刨花在寬度方向開裂或產生卷曲，從而破壞了刨花原有形態。而現生產線采用低溫帶式干燥系統，能較好地滿足大薄片刨花的干燥工藝要求。將除塵后的熱煙氣熱量轉換為過熱水，保證溫度穩定控制在110～120 ℃。溫度相對恒定的過熱水通過散熱器均勻散熱加熱空氣，與薄片刨花接觸時，熱空氣的溫度相對恒定。同時熱空氣設計了分區調節，通過每個區的獨立風機變頻控制，達到均勻、低速干燥，**限度地保證了薄片刨花不被破壞。3.2 施膠工藝采用高壓施膠系統，PMDI膠黏劑通過高壓霧化后，在環形腔體內（俗稱蘑菇頭）呈90o扇形噴射，計量好的大片刨花呈自由狀態下料，在腔體內與霧化的膠黏劑形成“紊流”混合，實現膠黏劑均勻地涂布在大片刨花上，可有效保證大尺寸薄片刨花不被破壞，施膠后刨花見圖3。

3.3 刨花輸送氣力輸送刨花時，由于高速管道摩擦易破壞刨花，因此采用皮帶運輸機或大容積刮板運輸機，刨花長度和寬度均保持完好。3.4 刨花鋪裝定向刨花板的平行方向和垂直方向的力學性能差異非常大，現行標準LY/T 1580—2010《定向刨花板》中規定，以18 mm板為例，靜曲強度（MOR）和彈性模量（MOE）差異尤其明顯，平行方向基本上是垂直方向的兩倍（見表1）。細表面定向刨花板在用于家具制造時，這種差異是非常不利的，因為在大規模流水線生產時，是無法按平行和垂直來區分板材的。

非定向鋪裝是解決力學性能方向性差異的關鍵，從圖1的流程圖上可以看出，該工序選擇了1+4+5+8鋪裝頭組合，其中4#和5#鋪裝頭內部各組合了正、反兩組非定向鋪裝機構，轉速為變頻可調，一般設定為1 500～2 000 rpm?，F場應根據實際生產速度作調整，以達到理想的大片刨花非定向鋪裝（見圖4）。

由于刨花長寬幾何尺寸較大，鋪裝精度控制相對于普通刨花板要困難得多。實際生產中，橫向和縱向鋪裝精度應控制在±5%以下，如果偏差過大會嚴重影響成品的均勻性和穩定性，因此在實際生產中應及時調整，盡可能保持勻速生產。3.5 熱壓工藝大片薄刨花的堆積密度較低，一般僅60～80 kg/m3，鋪裝后板坯刨花間的間隙相對較大，在熱壓時需要更高的熱壓溫度和壓力。當熱壓完成后，更薄的刨花促進了刨花之間的結合，密實度非常理想（見圖5），但同時也帶來了膠黏劑固化時水蒸氣外逸難度增加，易產生分層或鼓泡等質量缺陷。因此實際生產中應控制好熱壓曲線的設計。一般溫度230～245 ℃，壓力3.5～4.0 MPa，熱壓速度根據實際固化狀態進行合理調整。

通過對生產線上取樣檢測，采用PMDI生產零醛添加輕質刨花板，各項性能均達到了GB/T 4897—2015《刨花板》中P3干燥狀態下使用的承載型指標要求（見表2）。

4 結論大片薄刨花生產細表面輕質刨花板，融合了定向刨花板和普通刨花板的各自優點，實現了輕質條件下各項力學性能的大幅提高，板面質量可以滿足高質量二次飾面要求，彌補了家具設計和制造時對大幅面、大跨度、高承載部件板材的要求。以常規18 mm為例，砂光后板的密度為480～500 kg/m3，各項理化性能均符合GB/T 4897—2015中P2型指標要求，每立方板可節約木材20%～25%。當密度增加到590～610 kg/m3時，輕質結構板所有性能可達到GB/T 4897—2015中P3承載型指標要求，同時實現密度降低10%～15%。當密度控制在600±10 kg/m3時，各項物理力學性能指標均可達到GB/T 4897—2015中P3型要求，特別是握螺釘力明顯提高，平行和垂直方向基本一致。當密度提高到650 kg/m3左右，可達到重載型指標要求。相比于同型號刨花板，密度降低后可節約10%～15%木材，大幅降低下游家具產品對五金件的要求，同時也可大幅降低物流成本，是未來家具用板的發展方向。

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