浅谈人造板结构对称性【批木网】

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  内容摘要：人造板工业是高效利用木材或其他植物纤维资源、缓解木材供需矛盾的重要，也是林业可持续发展的重要组成部分。在我国实施天然林保护工程后，可供采伐的森林资源严重不足，同时在资源结构失衡的情况下，充分利用林业“剩余物”、“次小薪材”和短周期速生丰产林等资源加速发展人造板工业，发展人造板产品来替代面临枯竭的大径级木材，对于调整森林资源的培育结构，满足国民经济建设对林产品的不同需求具有不可替代的作用。

  人造板工业是高效利用木材或其他植物纤维资源、缓解木材供需矛盾的重要，也是林业可持续发展的重要组成部分。在我国实施天然林保护工程后，可供采伐的森林资源严重不足，同时在资源结构失衡的情况下，充分利用林业“剩余物”、“次小薪材”和短周期速生丰产林等资源加速发展人造板工业，发展人造板产品来替代面临枯竭的大径级木材，对于调整森林资源的培育结构，满足国民经济建设对林产品的不同需求具有不可替代的作用。人造板工业在我国林产工业中占有重要地位，人造板产品已被广泛地应用于家具制造、室内外装饰和建筑等领域。

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  1人造板结构对称性原则

  在人造板生产中常强调“对称”原则。为了保证人造板产品尺寸稳定，一般在结构上都要尽量遵守“对称”原则，即在人造板对称中心面两侧的相应层内的单元，要求其树种、厚度、制造方法、纹理方向、含水率等方面均应相同或相近。例如，对于普通胶合板产品就是按“对称”原则生产的。今年来由于资源条件的变化，北方大多数胶合板厂所用的原木种类已由原来的全部采用椴木、水曲柳等单一树种变为不得不采用多树种组合使用，但为了保证胶合板产品的稳定性，胶合板对称中心面两侧的相应层内的单板其树种尽管不可能做到完全相同，也应采用材性相近的树种。

  在生产中人造板产品要尽量复合结构对称原则。生产中常常遇到的木质产品的变形问题，许多就是由于产品结构不对称造成的。例如：在中密度纤维板生产中，热压过程也是产品密度建立的过程，中密度纤维板的剖面密度曲线是“马鞍型”的曲线，即在板材的厚度方向上，两个表面密度高，中间偏低，同一块板材在厚度上其表层和芯层的密度存在差别。在中密度纤维板热压过程中，如果热压机上下热压板存在温度偏差，使中密度纤维板板坯上下两面的传热不均，会导致中密度纤维对称中心面两侧的上、下两表层高密度区域由于胶黏剂固化速度不一致而造成厚度不对称，由于这种不对称的结构就会使中密度纤维板易产生翘曲、变形等缺陷。对于刨花板生产，由于刨花板碎料有粗有细，板坯厚度方向的对称性显得更为重要，注重刨花板结构的对称性是防止刨花板变形的关键之一。刨花板结构的对称性要求刨花板的对称中心平面两侧的相应层内刨花的大小、密度、厚度等方向均应相同，这样当外界湿度和温度发生变化时，不会造成刨花板因对称层内容重差异大，在使用过程中吸湿和排湿行为不一致，导致了收缩或膨胀不一致而产生的变形。在刨花板铺装过程中，应严格控制刨花板的对称中心平面两侧的对称性，保证对称层内刨花铺装厚度的一致性。在刨花热压过程中，应保证热压机上下热压板温度的一致性，以使刨花板板坯上下两面传热一致，保证对称中心面两侧的上、下两表层高密度区域厚度对称。在后续的运输过程中，要防止破坏铺装板坯在厚度方向上的对称性，勿使板坯扭曲、拉扯，以免造成刨花板成品因厚度对称性差而发生翘曲变形。

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  人造板产品在加工过程中也应注意其结构对称性。例如，热压后的中密度纤维板如果表面不平整或有预固化层，均会影响板材的性能和表面质量，会给下一步的深加工带来困难。为了得到坚实、平滑的表面和控制产品的厚度公差，需要对中密度纤维板表面进行砂光处理。但在砂光处理时，应注意控制中密度纤维板两表面的砂光余量，使砂光后的中密度纤维板剖面密度曲线中上下表面对称，以防止板材因上下表面厚度不一致而导致翘曲、变形。

  人造板表面装饰时也常应用对称原则。不论采用哪一种人造板做基材，在正面贴了装饰材料后，破坏了基材原有结构的对称性，易导致贴面板材变形，因此在对板材平整度要求比较高的情况下，正面贴了装饰材料的板材，其背面也应贴一层平衡层与与之平衡，以避免结构不对称而发生的变形。当基材表面覆贴薄木时，需考虑上下覆贴的薄木厚度和纹理方向的一致性。基材表面覆贴浸渍纸时，应注意上下面覆贴的胶膜纸应匹配，如胶膜纸的克重、使用的胶种、上胶量及其进行性等。基材进行涂饰加工时，需要注意板件上下表面涂饰量的匹配，防止涂饰板件的变形。

  一般家具厂对家具的主要部件如柜门、台面、床帮等的正面都采用了比较精细的加工工艺，板件由于其正反两面对空气中湿气的吸湿能力不同，吸湿速度不同，而极易造成板件的变形。因此板件在贴面和涂饰加工中一定要注意正反两面对称，使其结构对称、平衡，这是很重要的。

  在径向面竹地板的生产中，也体现了对称性的应用。径向面竹地板是将长条竹片在弦向面涂胶沿顺纹排列组坯胶合而成，故径向面竹地板的大表面为径向面。径向面竹地板胶合时往往采用竹青面对竹青面，竹黄面对竹黄面进行组坯，以保证径向面竹地板结构的对称性，减少径向面竹地板的横向变形量。

  对于复合木门的生产，在设计复合木门胶合结构是要注意其结构的对称性，往往将普通木材作为门的骨架，而以材质均匀的中密度纤维板覆贴其两面，注意两边中密度纤维板厚度和结构的一致，以免复合门产生翘曲变形。

  2结构不对称或不完全对称性举例

  有时考虑到生产成本等原因，人造板的对称中心面两侧的同以对称层不对称或不完全对称，由于结构上就存在这种不对称或不完全对称的因素，产品亦产生变形问题，这就要求在工艺等方面采取措施来消除产品的翘曲变形。例如，常见的三层结构实木复合地板就是这样一种产品。三层结构实木复合地板的相应对称层面板和底板结构并非完全对称，面板厚度一般为3.5mm和4mm，芯板由锯制板条组成，板条常用厚度为8mm和9mm；底板厚度规格为2.0mm，在厚度上，面板厚度是底板的2倍；另外，三层结构实木复合地板的面板是由应阔叶材锯制薄板胶拼而成，而底板则是软杂木的旋切单板。由于这种非对称结构的缘故，三层结构实木复合地板中心面两侧的对称层处于失衡状态，从而使产品很容易因失衡而产生弯曲变形，生产中应采取措施加以防止。例如：在热压工艺中分别控制好热压机上、下压板的温度以及热压时间，使面、底两胶层通过固化及控制面、底板在热压过程中水分的排放量，最终达到保证三层结构实木复合地板胶合质量良好，板面平稳不变形的目的。由于三层结构实木复合地板的面板是应阔叶材制造而成，底板有软材制造而成，且面板的厚度是底板的2倍，故一般上压板温度调成不下板的温度高出5~8℃，使面、底板两胶层能够同时固化。这种通过调整热压工艺防止三层结构实木复合地板的翘曲变形在强化复合地板的生产中也常应用，为防止强化复合地板的翘曲变形，除了要控制好耐磨胶膜纸纸重加上装饰胶膜纸纸重之和与平衡胶膜纸纸重相接近外，上下热压板的温度差要设置合理，以便保证强化复合地板的上下两面浸渍纸中的胶黏剂固化速度一致，否则，将导致强化复合地板朝着胶黏剂固定快的一面弯曲。生产中可根据各层浸渍纸挥发分含量的不同，调整热压机上下压板间的温度差。

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  另外，防止三层实木复合地板变形比较有效的办法还可对底板进行机械处理，在三层实木复合地板的底板上划出斜刀隙或开槽，使原来地板受温、湿度影响产生的整体伸缩变为局部伸缩，从而达到消除产品变形的目的，斜刀隙或开槽的数量可根据实际情况掌握。这种措施在门业生产中也被广泛地应用，在门的生产中，为防止门在今后使用中由于含水率变化而发生变形，在制作过程中木门框往往每隔一定的距离被锯出沟槽（卸力槽），用以释放应力，以防止门在今后使用过程中由于环境变化而发生扭曲变形。

  在生产中为了节省生产成本等原因，板材装饰时往往采用单面覆贴装饰材料，这就破坏了原有基材的对称性。单面贴装饰材由于结构不对称易产生变形，但如果能适当控制工艺条件，也可保证不对称结构的产品不发生变形。例如：单面贴面时可inline减少贴面材料的厚度，以减少由于单面贴的装饰材料结构不对称而引起的内应力；也可适当调整贴面热压机上下压板的温度，使得贴面后的板材平直；还可尽量减少贴面处理过程中附加的水分，这就要求所采用的胶黏剂的黏度要高、板坯涂胶之后要有适当的陈化时间，所用材料都必须干燥至平衡含水率以下等措施，这些措施可避免材料复合过程中含水率的剧烈变化；另外，可采用冷压胶黏剂进行黏接，以减少材料间因热胀冷缩的差异性而引起的内应力，进而减小产品变形。指接板是一种可以充分利用小径材生产大幅面人造板的产品，如泡桐、杉木、杨木、桉木等等，最近几年来，已出现不少企业利用南方速生杉木生产指接板，也形成了一定的市场需求。但由于南方速生杉木，其径级小、节子多，材质不佳，材性差别大，杉木指接板表面装饰效果差，产品附加值低。生产企业尝试采用天然薄木、人造薄木和旋切（刨切）竹单板对其表面进行单面贴面，以提高其表面的装饰效果和产品附加值。但由于产品结构的不对称，易产生变形问题，对杉木指接板的单面贴面中发生的产品变形问题可通过上述提到的方法来控制解决。

  

来源：批木网整理

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