利用速生杨木单板和高密度板的制造技术【批木网】
发布时间: 2015年12月14日 14:56:00
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木地板消费在中国先是实木地板块、强化木地板、实木地板，后发展到实木复合地板、竹地板，以至各类功能性木地板。实木地板是用天然实体木材直接加工而成的地板。
实木地板以其脚感舒适、自然温馨、高贵典雅等优点成为人们地面铺设的首选材料。但由于受材质要求高、原料来源不足、变异性大等因素的影响，实木地板的生产和使用已经受到限制。
实木复合地板作为一种新兴的铺地材料，在20世纪90年代以后进人了快速发展的时期，尤其从2003年开始，实木复合地板以超过40%以上的速度快速增长，成为我国木地板产业的主导产品之一。同时，由于实木复合地板优雅温馨而又性能稳定，还适用于地热采暖，并能够实现大规模机械化生产，具有优化木材利用等优势，也成为国内外市场消费的主流。
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笔者进行该项研究的目的是利用苏北盛产的速生杨木单板、高密度纤维板，通过一系列物理方法，采用层积复合技术，生产具有天然硬质实木效果的木地板，为速生杨木的利用增加新的途径，并提高杨木产品的附加值。利用速生杨木生产多层实木复合地板的结构设计目前常见的实木复合地板主要分为三层实木复合吴智慧，教授，博士导师.南京林业大学木材工业学院，南京21（X）37徐伟，陈于书，通讯地址同第一作者收稿日期:2007一12一10地板和多层实木复合地板两类。
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其中，三层实木复合地板是以实木锯制薄板为面层、实木条拼板为芯层、单板为底层制成的企口地板;多层实木复合地板是以刨切薄木（也有用锯制薄板）为面层、胶合板为基材制成的企口地板[’一4]。1.1以杨木单板为基材的多层实木复合地板的结构设计目前，在实际生产中或市场上常见的多层实木复合地板，其基材通常为优质阔叶树种或松木、杨木、杉木等速生木材的多层胶合板。
国内大多数多层实木复合地板生产企业一般都是选用人造板企业生产的多层胶合板定型产品作为地板基材，然后再在多层胶合板上表面采用刨切薄木（或锯制薄板）进行单面贴面装饰，由于这些多层胶合板一般都是根据“对称原则、奇数层原则、层厚原则”生产的定型产品，其合格产品应是结构对称、应力均匀、形状尺寸稳定，如果在其单面进行贴面并涂饰，就会破坏其结构对称与稳定性。为了克服上述常见多层实木复合地板存在的缺陷，笔者在该项目课题的研究中，不是选用已经成型的多层胶合板作为地板基材，而是根据多层复合地板的结构需要与厚度要求，直接选用杨木单板自己进行结构设计、多层组坯，并复合胶压制成专用的地板基材（既可为奇数层、也可为偶数层，专门设计、特殊组坯），然后再进行双面贴面（上表面选用优质刨切薄木、下表面选用普通旋切单板），以保证多层复合地板的结构对称和形状尺寸稳定。
其结构形式如图l所不。利用速生杨木单板和高密度板生产多层实木复合地板的制造技术—吴智慧徐伟陈于书夕生产与应用林产工业PRODUCllON&APPLICAn0NCllllNAFORI路TPRODUC路D田USTRY（一）奇数）2三图1、5.油漆层以杨木单板为墓材的多层实木复合地板的结构形式2.饰面刨切薄木3.多层单板4.旋切单板1.2以杨木单板和高密度板为基材的多层实木复合地板的结构设计尽管实木复合地板与实木地板相比，大量地使用了速生木材资源，大大地减少了天然优质或珍贵木材的使用量，但作为三层实木复合地板的芯板，通常选用松木、杨木、杉木等速生木材的实木条;作为多层实木复合地板的基材，通常选用松木、杨木、杉木等速生木材的多层单板或制成的优质胶合板，而这些实木条、单板或胶合板的制作对速生木材的径级、材质等还是有一定的要求，并受到速生木材的材源、产量、成本的限制。
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为了充分利用速生材或小径材、废旧材等资源，提高原材料综合利用率，达到中高档实木复合地板或实木地板的材质与装饰效果，笔者针对目前常见的实木复合地板的用材、结构进行了新的尝试和改进，对利用杨木单板和密度板生产高档实木复合地板的制造技术进行了试验和研究，利用普通的速生杨木单板和密度板开发出了高档次的实木复合地板。其结构形式如图2所示。及饰面刨切装饰薄木2的表面均经精细砂光并用UV光固化涂料的油漆层6、1进行装饰，四周铣有装配企口摔槽，饰面刨切装饰薄木2与多层单板3、高密度纤维板4以及多层单板5经组坯、迭合胶压成整体。利用杨木单板和密度板生产的多层实木复合地板，由于以多层杨木旋切单板为基材，配合杨木高密度板为芯材，表面采用硬质高档木材刨切薄木，应用复合材料技术，经科学合理组坯、热压胶合而成，所以它改变了杨木原有的软材、粗材缺陷，保证了产品形状尺寸稳定，密度、强度、硬度较高和耐久性、耐水性较好。
表面贴面与预制油漆，具有美丽的花纹和色泽，整体性强，铺设方便。此项目所设计研发的实木复合地板已于2005年4月6日申报了“利用杨木单板和密度板生产的复合地板”实用新型专利，并于2（X巧年4月26日获得了批准，专利号为zuoo520070481.x。
2利用速生杨木生产多层实木复合地板的工艺流程
2.1以杨木单板为基材的多层实木复合地板的工艺流程根据企业的生产条件、产品的质量要求、贴面用刨切薄木厚度的不同，以速生杨木单板为基材生产多层实木复合地板，可采用“一次迭合胶压”和“两次迭合胶压”两种工艺流程。对于产品质量档次要求比较高的多层实木复合地板，尤其是贴面用的刨切薄木厚度较薄时，一般常采用“两次迭合胶压”工艺。
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具体生产工艺流程如图3所示:l）杨木原木一旋切一「燥整平一养生一剪拼分选一—一，厂~—一一涂胶~—~二l组坯一预压一热仄一基材冷却（养生）一表面砂光}二上2）刨切薄术（木皮）一「燥一养生一剪拼分选一涂胶—一J厂~—~J组坯一加热胶版一陈放冷却（养生）一剖分一养生一一纵横向企日或样摘加工一（背l政l开变形梢）一表面砂光一一（背面及两侧边涂饰）一UV漆涂饰一检骏分等一包装一一成品人库圈3以杨木单板为基材生产多层实木复合地板的“两次迭合胶压”工艺流程圈2以杨木单板和商密度板为墓材的多层实木复合地板的结构形式l、6.油漆层2.饰面刨切装饰薄木3、5多层单板4.高密度纤维板在图2中，以杨木单板和高密度板为基材生产的多层实木复合地板，其结构特征是:在高密度纤维板4的上、下表面上分别是多层单板3、5，多层单板3的上表面是饰面刨切装饰薄木2，多层单板5的下表面以·30·2.2以杨木单板和高密度板为基材的多层实木复合地板的工艺流程以速生杨木单板和高密度板为基材生产多层实木复合地板也有“一次迭合胶压”和“两次迭合胶压”两种工艺流程。对于产品质量档次要求比较高的多层实木复合地板，尤其是贴面用的刨切薄木厚度较薄时，一般也常采用“两次迭合胶压”工艺。
其具体生产工艺流程如图4所示:林产工业2008年第35卷第2期夕生产与应用林产工业PRODUCT10N&APPLICAn0NCHINAFORESTPRODUCTS】NDUSTRYI）杨木原木一旋切一「燥整平一养’1扮一4剪拼分选咔甲呻一，2）杨木翩臃一荆一翻一上呻涂胶毛。一，J}组坏一预压一热J长一基材冷L1J（养生）一表面砂光}毒东3）刨切薄木（木皮）一!二燥一养，l几一剪拼分选一涂胶—，Jr一扣J组坏一加热胶环尸-申陈放冷却（养生）一剖分一养且一一纵横向企门或桦槽加T一（背面开变形槽）一翱衍砂光一一（背面及两侧边涂饰）一uv漆涂饰一检验分等一包装一一成品人库图4以杨木单板和高密度板为基材生产多层实木复合地板的“两次迭合胶压”工艺流程3利用速生杨木生产多层买木复合地板的生产技术及工艺说明根据上述利用速生杨木生产多层实木复合地板的工艺流程可知，以杨木单板为基材、或以杨木单板和高密度板为基材所生产的两类多层实木复合地板，除了基材及其结构有所不同之外，其工艺流程和工艺技术比较相近，现将两类多层实木复合地板的主要生产工艺技术的内容综合说明如下:3.1面板刨切加工通常以面板材料的树种来确定多层实木复合地板树种的名称。
因此，面板是多层实木复合地板的重要组成部分。多层实木复合地板的面板通常采用水曲柳、桦木、山毛样、栋木（柞木）、桦木、枫木、揪木、樱桃木等硬阔叶材以及其它进口材;刨切面板（又称刨切薄木）的常用厚度为0.5一Zmm。
3.2单板旋切加工上述两类多层实木复合地板的生产都使用杨木旋切单板，一种使用多层杨木单板直接胶合成专用的地板基材，另一种将杨木单板作为地板中板（介于面板与高密度芯板之间、高密度芯板与背板之间）起着过渡作用。由于单板的厚度偏差和表面光洁程度直接影响到胶合质量，因此，杨木单板的加工制备应要求采用精度较高的专用旋切机加工，以保证旋切单板的厚度均匀一致、表面光洁。
在多层实木复合地板生产中，单板厚度越薄，产品质量相对越好，但单板过薄，则层数增加、用胶量增大、成本提高、甲醛污染也会有所上升。因此，常用的旋切单板的厚度为1一3mm。
对于高档的多层实木复合地板，为了保证其结构对称和形状尺寸稳定，通常也采用旋切单板作背板，背板厚度规格一般视面层厚度根据对称原则而定。作为地板基材或中板、背板用的杨木单板可以是整张单板，也可以由多片单板按要求拼接而成。
3.3单板干燥处理由于木材含水率大小直接影响着木材加工产品的稳定性，而且单板含水率与胶液勃度、胶压时间和胶合质量等有密切关系。为了保证多层实木复合地板产品的质量，用于加工该产品的单板原料在生产前均需进行干燥，充分控制含水率、释放应力。
我国目前干燥后的单板含水率，一般控制在6%一12%，最大不能超过14%。
3.4高密度板（HDF）准备高密度纤维板（HDF）是此项研究开发的一种新型多层实木复合地板的主要芯层基材，因此对其必须经过严格挑选，其技术指标必须符合GB/Tll718一1999《中密度纤维板》国家标准的质量要求。
3.5第一次涂胶、组坯目前，许多企业生产的多层实木复合地板，其基材一般选用多层胶合板材成品。为了保证产品质量和稳定性，在此项研究中，对于高档的多层实木复合地板，主要使用杨木单板、或杨木单板与高密度板经多层组坯直接胶合成专用的多层地板基材。
对于单一以杨木单板为基材的多层实木复合地板，可对多层单板进行涂胶并按结构要求组坯;对于以杨木单板和高密度板为基材的多层实木复合地板，可分别对单板、高密度板进行涂胶并按结构要求组坯。组坯时，应根据多层复合地板的厚度结构尺寸、单板或高密度板厚度及其胶合时的压缩率来合理确定与配置单板的层数和方向。
涂胶使用的胶勃剂常为改性脉醛树脂胶（UF），甲醛释放量应符合国家标准要求，涂胶应均匀，涂胶量应满足胶合质量要求，一般为120一200岁m，（单面），氯化钱固化剂加放量根据温度的不同一般为0.3%一l%，有时可在脉醛胶中加人5%一ro%的工业面粉作填料。3.6第一次胶压（基材胶压）因由杨木单板或杨木单板与高密度板经多层组坯而成的基材板坯结构松散、厚度较大，无初始结合强度，为了保证基材的板坯结构和一定的密实度，防止板坯在运输过程中塌散，缩小压机压板间开档，提高生产率，所以在热压前要进行板坯预压。
预压是将基材板坯堆成一定高度在普通冷压机上先进行的短时间冷压，预压单位压力为1.0一1.ZMPa、预压时间为10-20min。为了保证基材具有一定的胶合强度并达到要求的厚度，在预压胶合平整后还需要再进人热压机进行热压。
使用脉醛树脂胶时的热压工艺参数为:热压温度为95一110℃，单位压力为1.0一1.SMPa，热压时间为0.8一1.Zmi可mm。
3.7基材冷却（养生）基材冷却是热压后必须进行的工序之一，其目的利用速生杨木单板和高密度板生产多层实木复合地板的制造技术—吴智慧徐伟陈于书夕生产与应用林产工业PRODUCfION&APPLICAn0NCll]INAFORESTPRODUCTSDmUSTRY在于钝化基材表芯层的温度梯度和含水率梯度，缓解以至消除板内的残余热压应力，使板内温湿度与环境趋于平衡，最大限度地避免板材翘曲变形，并有利于降低板材游离甲醛散发量。
一般常在板材卸离压机后立即堆垛，放置在保持一定温度的储存区进行堆放冷却或放入具有一定温湿度的循环空气处理室内进行养生调质处理。为了保证多层实木复合地板产品的质量和稳定性，要求其基材应平整，无腐朽、鼓泡、虫眼、裂纹、死节等缺陷，基材层间不能有分层现象，含水率也应满足相关工艺要求。
在基材冷却养生后或贴面装饰之前，还应对其表面存在的各种不同程度的缺陷进行修补，同时还应对其进行定厚砂光处理。
3.8第二次涂胶、组坯根据多层实木复合地板的产品类型、结构组成、基材种类及其工艺要求的不同，对面板、基材、背板进行涂胶并组坯。
涂胶使用的胶勃剂必须环保，符合国家标准要求，涂胶应均匀，涂胶量应满足胶合质量要求。根据面板薄木厚度的不同，在单板或胶合板基材表面单面涂胶量一般为120一180岁扩，氯化按固化剂加放量根据温度的不同一般为0.3%一1%，有时可在脉醛胶中加入5%一ro%的工业面粉作填料。
涂胶量不宜太大，胶层应均匀，为此常使用带挤胶辊的四辊涂胶机。为了防止透胶，地板基材涂胶后应陈放一段时间（15一Zomin左右）。
3.9，第二次热压（大板热压）地板基材表面采用刨切薄木贴面时常用热压法，即根据多层复合地板的结构要求将组坯好的板坯按照热压工艺要求在压机中进行热压贴面成型（俗称“大板生产”:尺寸通常最好为4’x4’）。热压贴面时可用多层压机（2一ro层）或单层压机加压，各层板坯应在压机中对齐。加压时，压力上升不宜过快，使薄木有舒展机会，但从升压到闭合不得超过2而n，以防止胶层在热压板温度下提前固化。各层压板间隔中的板坯厚度相差不得大于0.2一0.3mm。热压条件与地板基材的种类和厚度、刨切薄木的树种和厚度、胶勃剂的种类有关[’·，]。热压参数如温度、时间、压力必须与热压工艺相适应，以保证产品质量要求。对于使用脉醛树脂胶时的热压工艺参数一般为:热压温度为100-110℃，单位压力为0.8一1.OMPa，热压时间根据面板厚度有所不同（当面板薄木厚度‘0.4mm时，热压时间为1一Zmin;当面板薄木厚度弟0.4mm时，热压时间为2一4min）。
3.10大板养生·32·为使多层实木复合地板形状尺寸稳定，地板基材经过薄木装饰贴面卸压后，通常需要将热压制成的地板大板进行热堆放24h以上（大约需要几天到1一2周），使其胶勃剂充分固化，并使其热压过程中产生的应力均衡和消除内应力，即在恒温、恒湿的条件下进行冷却、养生或平衡处理。如果贴面热压后的大板不采取养生使板材冷却到室温，马上进行剖分锯切，将会使锯剖后的地板条的板面弯曲变形，影响板面平直度。同时，热压后还应立即检查面板薄木胶贴质量，并用2%一3%的草酸溶液擦除表面因单宁与铁离子作用产生的变色，或用酒精、乙醚等除去表面油污。然后用填木丝、刮腻子等方法修补裂缝、虫眼、节孔等缺陷，并使其颜色与地板的木色相近。
3.11n大板剖分大板的锯切剖分工序一般是由多片锯来完成的，在该锯机上有多个圆锯片，以一定的间距（即地板条毛坯的宽度尺寸）被固定在主轴上。在切割前，要调准板材位置，以免切割后的板条与地板花纹不相对应，影响美观。
3.12地板条养生大块板材被多片锯切割成小块地板条后，地板条的应力有所减小。但由于温差和湿度的原因，仍会有内应力存在，特别是在被切割过程，最外边的板条会出现弯曲现象（常称为“香蕉弯”），使地板质量等级下降。这种弯曲在一定时间以后还会恢复原状，恢复时间的长短与温度、湿度、基材都有直接关系。因此，为了使地板达到良好的质量，必须把切割后的地板条平直存放养生几小时到几天之间（一般地板条的养生期为2一sd或以上），使地板条在这段养生时间内应力平衡和形态固定。养生期长短直接影响仓储的占有率。因此，为了提高仓储利用率，可以在锯切时将最外边的板条，用人工的方法从生产线上筛选下来，单独堆垛和单独养生，使其有足够的养生时间后再进行后期加工，这样既可提高仓储的周转率，同时也能保证地板条的质量。
3.13纵横向企口或桦槽加工在养生期后就要对每块地板条进行企口或桦槽加工，加工时首先要确定企口或掉槽的连接形式，并常采用四面刨与横向双端铣、或纵横向双端铣联合的机械设备进行铣削加工。为了符合地板的质量标准，经企口或槽样铣削加工后，地板的长宽尺寸必须误差小、边缘保证通直、四边应成直角、企口或桦槽形状尺寸精度高，以保证地板拼装后平整、密实。有时应用户要求或林产工业2008年第35卷第2期夕生产与应用林产工业PRODUCTION&APPLICAn0NCHINAFORESTPRODUCTS】NDUSTRY特殊情况下，为了减少地板的变形、消除地板内部的残余应力，有时通常需要在地板条的背面加工槽口（俗称“变形槽”）。
3.14表面涂饰未经油漆涂饰的地板常称为“素板”，板面经过油漆涂饰加工后的地板均称其为“漆板”。油漆涂饰是实木复合地板不可缺少的表面处理方法，旨在提高地板表面装饰效果，保持地板表面光洁，保护地板木材表面，保证使用寿命要求。多层实木复合地板的涂饰通常使用专用涂饰生产线进行表面砂光和油漆涂饰，常用紫外光固化（UV）涂料，这是一种环保型涂料。为了保证产品质量和稳定性，通常也要对地板条的背面及两侧边进行修整砂光和油漆涂饰。
3.15检验分等与包装根据多层实木复合地板的分等等级、外观质量、规格尺寸及其加工精度、理化力学性能等技术要求，进行产品的检验与分等，并在产品适当部位标记生产企业、日期、型号、商标、等级、规格等内容。检验分等后，按照要求采用适当方式将地板产品进行包装，并在包装箱上注有生产企业单位、地址、生产日期、产品名称、型号、等级、规格、数量、商标以及防潮、防晒等标记。包装后的产品贮存应按类别、规格等级分别堆放并固定，每堆都应注有相应标记。
4结论：此项研究通过对上述各项工艺的分段试验以及利用上述工艺技术进行速生杨木多层实木复合地板的小批量生产制造，从获得的研究结果可知，利用速生杨木单板和密度板生产多层实木复合地板的制造技术，经济合理、切实可行，它不仅能拓宽高档木质复合地板的树种、丰富木质复合地板的类型、改善木质复合地板的质量性能和提升产品的档次，而且能实现杨木多层实木复合地板的批量生产和提高生产效率，同时还扩大了意杨的使用范围、提高了意杨原材料的综合利用率，增加了杨木产品的附加值和科技含量，使杨木这种速生材逐步代替高档硬质实木材，生产高档实木复合地板，因此，对杨树产业的发展具有重要的现实意义和推广应用价值。
5----参考资料：1中国林产工业协会.中国林产工业博览·地板卷【M」.北京:中国林业出版社，2峨】拓.2吴智慧.利用小径材生产木地板的工艺技术（1）〔J〕.建筑人造板，1995，（4）:11一15.3吴智慧.利用小径材生产木地板的工艺技术（2）「J」.建筑人造板，1996，（1）:20一22.4昊智慧.复合地板的生产工艺技术仁J〕.林产工业，1997，（2）:引-43.5昊智慧.薄木（木皮）装饰贴面技术及其应用仁Jj.中国木材，2007，（2）:11一17.（责任编辑张国萍）（上接第22页）3结论（l）采用共混的方法将三聚氰胺胶勃剂分别与两种低毒脉醛树脂混合，混合液的胶接强度和甲醛释放量有所差异。同时采用共聚和共混两种方法进行改性的脉醛树脂，其胶接强度和甲醛释放量均优于单一的采用共混改性的脉醛树脂。（2）在不同的固化体系条件下，共混改性后低毒脉醛树脂的胶接强度和甲醛释放量均有所不同。综合试验结果表明:固化体系1下脉醛树脂的胶接性能优于固化体系2。（3）用三聚氰胺作为改性剂对脉醛树脂进行改性，耐沸水性能有了显著地提高，并有效地降低了游离甲醛含量。在共混试验中，随着三聚氰胺混合比例的增加，胶接强度提高较为明显，适宜的混合比例为三聚氰胺占混合胶液的40%一50%。（4）在两种固化体系下，同时采用共聚和共混两种方法改性的脉醛树脂，随着摩尔比的升高，胶接强度呈上升趋势。三种摩尔比的改性低毒脉醛树脂，在固化体系1下，MF/UF=5:5时均达GB/叨846.3一2（{幻4I类胶合板标准，甲醛释放量也达E:级标准。（5）胶勃剂的种类不同，其胶接强度也有所差异。当共混比例为50%时，对于未共聚改性的低毒脉醛树脂，在固化体系1下胶接强度均达到标准要求;而在固化体系2下只有当摩尔比为1.巧时才能达标。对于经过共聚改性的低毒脉醛树脂，两种固化体系下胶接强度达到令人满意的效果;且在固化体系2下，当三聚氰胺混合比例降到40%时，也能够达到标准。因此，在实际生产应用过程中，应根据具体情况，选择适宜的固化体系，才能达到良好的胶接性能。
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