刨花闆

刨花闆

碎料合成的人造闆
刨花闆(Particle board)又叫微粒闆、顆粒闆、蔗渣闆,由木材或其他木質纖維素材料制成的碎料,施加膠粘劑後在熱力和壓力作用下膠合成的人造闆,又稱碎料闆。[1]主要用于家具制造和建築工業及火車、汽車車廂制造。因為刨花闆結構比較均勻,加工性能好,可以根據需要加工成大幅面的闆材,是制作不同規格、樣式的家具較好的原材料。制成品刨花闆不需要再次幹燥,可以直接使用,吸音和隔音性能也很好。[2]
    中文名:刨花闆 外文名: 所屬品牌: 英文名:Particle board 主要用于:家具制造和建築工業等 特 點:結構比較均勻、加工性能好 又 叫:微粒闆、顆粒闆 刨花形态:是刨花闆質量的決定性因素

原料

制作刨花闆的原料包括木材或木質纖維材料,膠粘劑和添加劑兩類,前者占闆材幹重的90%以上。木材原料多取自林區間伐材、小徑材(直徑通常在8厘米以下)、采伐剩餘物和木材加工剩餘物等。加工成片狀、條狀、針狀、粒狀的木片、刨花、木絲、鋸屑等,稱碎料。此外,非木質材料如植物莖稈、種子殼皮也可制成闆材,其定名往往冠以所用材料名,如麻稈(刨花)闆,蔗渣(刨花)闆等。膠粘劑多用脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠。前者脂色淡,固化溫度低,對各種植物原料如麥稈、稻殼等的刨花闆都有良好膠合效果,熱壓溫度為195~210℃。在生産中廣為應用,但有釋放遊離甲醛污染環境的缺點。

刨花形态是刨花闆質量的決定性因素,因此首先要制造出合格的刨花。木材加工中剩餘物的刨花經再加工可用作刨花闆的芯層。表層刨花主要用采伐或加工中的高級剩餘物(木材截頭、闆邊等)專門加工制取。刨花的長、厚、寬的尺寸規格因生産方法及用于制作芯層或表層等而異。制備刨花的加工設備有削片機、再碎機、打磨機及纖維分離機,切削方式有切削、切斷及破碎。為獲得優質刨花,要經過初碎、打磨、再碎及篩分等過程。

經加工制成的刨花,其初含水率大緻為40~60%,符合工藝要求的含水率芯層為2~4%,表層為5~9%。因此,要用幹燥機對初含水率不等的刨花進行幹燥,使之達到均勻的終含水率。然後将經過幹燥的刨花與液體膠和添加劑混合。通常在刨花的每平方米表面積上,施膠8~12克。膠料由噴嘴噴出後成為直徑8~35微米的粒子,在刨花表面上形成一個極薄而均勻的連續膠層。再将施膠後的刨花鋪成闆坯,其厚度一般為成品厚度的10~20倍。即可進行預壓和熱壓處理。預壓壓力為0.2~2兆帕,用平闆壓機或輥筒壓機進行。

工藝

刨花闆的生産方法按其闆坯成型及熱壓工藝設備不同,分為間歇性生産的平壓法和連續性生産的擠壓法、輥壓法。實際生産中以用平壓法為主。

熱壓是刨花闆生産一個關鍵性工序,所起作用是使闆坯中膠料固化,并将松散的闆坯經加壓後固結成規定厚度的闆材。

其工藝要求為:①适當的含水率。表層含水率為18~20%時有利于抗彎強度、抗拉強度和表面光潔度的提高,減少卸壓時闆坯鼓泡分層的可能。芯層含水率應适當低于表層,以保持适當的平面抗拉強度。

②适當的熱壓壓力。壓力能影響刨花之間接觸面積、闆材厚度偏差和刨花之間膠料轉移程度。按照産品不同密度要求,熱壓壓力一般1.2~1.4兆帕。

③适當的溫度。溫度過高不僅會使脲醛樹脂分解,也會造成升溫時闆坯局部提前固化而産生廢品。

④适當的加壓時間。時間過短,則中層樹脂不能充分固化,成品在厚度方向的彈性恢複加大,平面抗拉強度顯着降低。熱壓後的刨花闆應經一段時期的調濕處理使其含水率達平衡狀态,然後鋸裁砂光,檢驗包裝。但卸壓後不能熱态堆疊,否則将增加闆材脆性。

模壓技術系指一次操作即形成産品的技術。成熟的工藝有3種。熱模法可以少用膠料或不用膠料,靠木質素在封閉熱模中活化流動而起膠合作用,但需冷卻脫模,熱量消耗大,生産率低,已逐漸淘汰。箱體成型法是用特殊壓機加壓,一次加壓制成産品,用于制造包裝箱。熱壓成型法主要制造家具配件、室内裝修配件及托闆等産品,膠粘劑以脲醛樹脂為主,制品表面用單闆或樹脂浸漬紙複貼,一次成型。

此外,還有在已制成的刨花闆表面,或未經熱壓的成型闆坯上用模闆加壓,以制成浮雕圖案的平面模壓法等。

質量判别

1.從外觀上來看,看橫斷面中心部位木屑顆粒大大小和形狀,長度一般在5-10MM長度為宜,太長結構疏松,太短抗變形力差,所謂的靜曲強度不達标;

2.人造闆的防潮性取決于其密度和防潮劑,在水中浸泡防潮性再好也不行,防潮是指防潮氣,不是防水性,所以在以後的使用中一要區分開,北方地區,包括華北、西北、東北闆材的含水率一般要控制在6-8%為宜;南方地區包括沿海地區要控制在8-10%之間,否則闆材容易吸濕變形。

3.表面平整度,光滑度來看,一般出廠時候都要經過200#左右的砂紙光,一般情況上下是細點好,但是在某些時候,比如粘防火闆等,太細了反到不好挂膠。

不利因素

不利行業發展因素

創新是企業發展的源動力,企業是創新活動的主體,同時也是創新成果應用的主體。從全國範圍看,人造闆企業專利擁有數量、專利申請數量以及專利應用情況極少,而人造闆的科研主要集中在研究所和高校,高新科研成果與生産脫節。

人造闆産業的産品結構,在很大程度上是由市場需求、資源狀況和技術水平決定的。現在,中國人造闆産業的産品結構不盡合理,難以适應市場需求。木材利用率僅為50%的膠合闆比例偏大,占人造闆總産量的38%,高于30%的世界平均水平;而以采伐和加工剩餘物為原料,木材利用率接近90%的刨花闆比例偏小,遠低于37%的世界平均水平。

此外,定向刨花闆、木塑複合闆、華夫闆和農作物稭稈闆等産品的技術不成熟,所占市場比例很低;特種用途闆、特種規格闆、後成型闆和環保型闆材産量很少,不利于中國人造闆産業的全面協調可持續發展。

市場及發展

市場現狀

中國的第一條OSB生産線是在1985年,由南京木器廠引進的,年産量1萬立方米。第二條生産線是江西贛州第二木材廠引進的,年産量1.68萬立方米。兩條生産線建成後一直未正常生産。2005年黑龍江嘉穆闆業有限公司采用德國辛北爾康普的全套設備建成年産1.2萬立方米生産線,運行狀況良好,也開啟了中國真正意義上的OSB生産的先河。徐州長青定向刨花闆有限公司建成年産1.5萬立方米的生産線一條、廣東封開縣建成1.6萬立方米生産線一條、雲南普洱林達木業公司建成年産1.6萬立方米生産線一條。

後來山東魯麗、山東臨沂進超木業以及福建漳州的鴻偉人造闆公司也都有少量的定向刨花闆生産。最具标志性的是2010年,湖北寶源木業斥巨資建成亞洲最大的年産22萬立方米的OSB生産線,翻開了亞洲OSB發展史的新的一頁。

幾乎所有的樹種都可以生産定向刨花闆,在歐美地區,大多采用松木作為原料,松木所生産的OSB木片紋理清晰,色澤柔和美觀。澳大利亞采用桉樹,其很多理化性能指标優于采用松木生産的OSB。中國的東北地區一般采用當地林區的松、楊、桦、色、柳等為主混雜制作定向刨花闆,生産出來的定向刨花闆密度大、物理力學性能優異、表面呈現出各種木材的花色紋理。華中及以南的地區一般采用速生楊,楊木生産的OSB顔色淺、密度小,由于沒有松脂油,所以楊木闆材理化指标也比較突出。

生産定向刨花闆的膠種也比較多,一般以酚醛膠(PF)、脲醛膠(UF)三聚氰胺改性脲醛膠(MUF)、異氰酸酯膠(MDI)為主。膠種不同生産出的産品品質也有較大的差異,PF膠顔色呈棕紅色,所以生産的OSB顔色偏深一些,如果施膠系統霧化不好會呈現出明顯的膠斑,影響闆子美觀。該膠種固化後較硬較脆,生産的OSB加工性能不如其他膠種。MUF膠顔色呈乳白色,所以生産的OSB闆面幾乎不受膠液顔色的影響,膠液固化後柔韌性較好,闆材的握釘力好,易于加工易于雕刻,但是不耐水煮,隻能生産OSB2,但是闆材的其他性能都很優異。

MDI膠無色無醛,是現在最具環保性能的膠種,施膠量低,每立方米闆材施膠9-24公斤,闆材顔色好,理化性能優異,通過對施膠量的控制可以生産OSB2、OSB3、OSB4,但是在生産過程中需要脫模劑,闆材表面的脫模劑影響二次加工時的膠、油漆等的附着,大多情況需要砂光處理,但是如果闆子直接裸露使用,闆子表面的脫模劑将對闆子起到極好的保護作用,同時闆子表面光潔度也很好。

由于采用了特殊工藝和專用設備,保留了木材纖維原有的力學性能,同時利用膠粘劑的優良化學性能,從而使定向刨花闆具有更加優異的性能:強度高、吸水厚度膨脹率小、尺寸穩定性好、材質均勻、握釘力強。由于定向刨花闆的刨花是按一定方向排列的,所以其闆材各個方向的強度和韌性都優于其他闆材和實木闆材。近幾年,刨片工藝、幹燥工藝及刨片輸送工藝不斷改進,刨片形态破壞極小,闆子表面的刨花呈規則的長方形,反而影響了闆子的美觀,經過多年的實踐證明,表面刨片一般長9-13cm,寬1.5-3.5cm的不規則形态時,闆面效果最佳。

中國自1985年由南京木器廠引進第一條生産線以來,OSB生産一直掙紮在資金投入不足、技術落後、産品研發能力低下、産品推廣不利的境況,與歐美迅速風靡的OSB發展勢頭呈鮮明對比。

南京木器廠引進的1萬立方米的生産線,設備安裝完後一直沒有生産,江西贛州第二木材廠引進的OSB生産線由于多種原因也沒有形成批量生産就停滞下來,後來設備被拆解賣掉了。從1985年到2004年這19年的時間裡一批又一批探索者圍着OSB這樣一塊既誘人但又充滿風險的蛋糕觀望、嘗試、欲罷不能。

2005年黑龍江嘉穆闆業有限公司在黑龍江建成年産1.2萬立方米的生産線,采用東北林區的枝丫樹頭等伐區剩餘物生産OSB。但是由于中國生活習慣等與歐美不同,加之銷售渠道和終端市場都對OSB認識不足,國内市場一直沒有打開,銷路不暢,每年僅有15%在國内銷售,其餘85%銷往俄羅斯等國家。山東魯麗、徐州長青、廣東封開、雲南普洱的林達木業、臨沂進超木業、福建鴻偉木業等廠家均采用當地的速生楊樹、桉樹生産OSB,由于對OSB的理解相去甚遠,所以生産出來的OSB也千差萬别。

國内OSB生産廠家除湖北寶源及黑龍江嘉穆闆業為專業OSB生産設備以外,其他多數廠家資金有限,沒有能力投入全套的專業生産線,而經過改造的密度闆或普通刨花闆生産線生産設備先天不足,産品質量無法保證。還有部分廠家采用半機械化手工鋪裝,鋪裝厚度不均勻,定向效果不好。

由于中國木材資源短缺,歐美生産OSB所采用的松木大多被木材加工廠加工成附加值較高的家具材料,而OSB生産隻能采用其他木材加工行業無法再進行利用的枝丫樹頭等最低檔的木材,一些廠家幹脆采用價格更低的廢單闆通過粉碎機粉碎後作為OSB 的原料來生産所謂的OSB,木片形态無法保證,這種方法所生産的闆材已經不是嚴格意義上的OSB了。

行業發展

中國的刨花闆生産經曆了由20世紀80年代的上升,到90年代的下降再由2000年的再上升的反複過程。刨花闆由于質量差和其它一些原因,被市場抛棄後,許多刨花闆企業吸取教訓,引進國外的先進生産線和提高工藝水平後,中國的刨花闆質量有了明顯提高,又重新被市場所接受,許多家具生産企業又重新選用刨花闆為原料,再者,定向刨花闆也逐漸被消費者所接受,因此,近幾年來,中國的刨花闆需求量是逐年上升。随着國内外對刨花闆的需求量不斷增加,和國家出台優惠政策鼓勵人造闆業發展,為刨花闆業的發展創造了極好的條件。

2006年1-12月,中國規模以上刨花闆制造企業實現累計工業總産值7,072,059千元,比上年同期增長了26.10%;實現累計産品銷售收入6,666,291千元,比上年同期增長了24.80%;實現累計利潤總額136,464千元,比上年同期下降了25.30%。

2007年1-11月,中國規模以上刨花闆制造企業實現累計工業總産值9,643,562千元,比上年同期增長了58.17%;實現累計産品銷售收入8,937,280千元,比上年同期增長了59.41%;實現累計利潤總額409,659千元,比上年同期增長了225.92%。

中國刨花闆行業發展較快,但普遍存在規模小、設備和技術落後的問題,加上許多企業不注意産品質量,把樹皮和中纖闆生産出的粉塵等都用作刨花闆的原料,所以,中國生産的刨花闆普遍質量較差,而且也普遍存在甲醛嚴重超标的問題。

在這種形勢下,刨花闆業必須迅速提高産品的質量和降低成本,積極參與市場競争,産品的市場空間還是巨大的。除了保證原材料供應和提高産品質量外,企業要加大科技創新,大力回收廢舊木材,實現循環經濟。努力開發刨花闆新用途,特别要加大對定向刨花闆的研究和對刨花闆用途的宣傳力度,為了提高刨花闆的質量和降低成本及提高研發能力,必須提高項目的建設規模,把小型的刨花闆廠進行重組,體現規模效益。

中國人均消費的刨花闆水平還比較低,但是随着中國建設小康社會步伐的推進,對人造闆産品的需求不斷增加。北京奧運會2800億元的投資,上海世搏會250多億元的直接投資,加上“十一五”期間中國城市公用設施固定資産投資超過萬億元,這些都給中國刨花闆行業發展帶來機遇。因此,中國的刨花闆消費量也會逐年增加。

前景展望

尋求資源豐富、價格低廉的膠粘劑是發展刨花闆生産重要因素,因此林産資源和造紙制漿廢液的有效利用已越來越受到重視。單甯甲醛膠及亞硫酸鹽紙漿廢液膠用作膠粘劑已取得成功,水泥、石膏等制成的無機膠粘劑也已得到應用;而更具吸引力的是無膠粘合新技術,它的出現将使刨花闆工業發生根本性變革。至于刨花闆本身,由于定向型結構在力學性能方面顯着優于随機型結構,可以用來代替膠合闆甚至部分鋸制闆材,故大有發展前途。

刨花闆表面裝飾加工也會出現更多的新材料和新工藝,并有可能通過多品種多功能飾面材料預制的專業化,形成一個獨立的新興工業門類。

環保性能

由于在刨花闆生産過程中,一般會使用甲醛基膠粘劑,因此其成品會或多或少地釋放遊離甲醛,當遊離甲醛含量超過一定限制時,會影響人體健康。檢測刨花闆的甲醛釋放量是一個複雜過程,通過以下方法簡單初步地判斷刨花闆闆的甲醛釋放量。首先,将未使用的刨花闆闆堆放在一間小屋内,關閉門窗,待存放一段時間後入室觀察。若無刺鼻子氣味則表明細木工闆的甲醛釋放量少,使用不會影響人體健康;若氣味較大或有流淚感覺時,說明刨花闆闆的甲醛釋放量可能較高。

針對刨花闆闆的甲醛問題,現在除甲醛最好用的是使用瑪雅藍,它是以凹凸棒土及海泡石為基礎的吸附劑,通過加入矽藻土、電氣石等其它天然礦物質,經過特殊加工工藝制作而成,其内部孔隙的孔徑在0.27到0.98納米之間,呈晶體排列。同時具有弱電性,甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯的分子直徑都在0.4到0.62納米之間,且都是極性分子,具有優先吸附甲醛、苯、TVOC等有害氣體的特點,達到淨化室内空氣的效果。它可以将甲醛吸附并分解掉,而且經過太陽暴曬後可以重複使用。

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