摘要:文章讨论了影响细木工板质量的主要因素,指出在提高表面平整度、尺寸稳定性和减小厚度偏差三个方面的工 艺难度并介绍了相应的工艺改革措施。建议改进热压工艺来生产高质量的细木工板。

关键词:细木工板;工艺改革;热压工艺

近年来,我国大力发展杨木、杉木、泡桐、湿地松 等速生工业用材的生产,取得显著成就。由于速生林 木材较适宜于加工细木工板,为生产细木工板提供了 丰富的原料,又由于家具和家装业的迅猛发展为细木 工板提供了广阔的市场,因此,细木工板巳成为目前 我国人造板品种中发展最快的板材之一。与刨花板和 中密度纤维板相比,细木工板的工艺与设备似乎较为 简单,但从板材结构来分析,细木工板不仅层次较为 复杂,而且引起板材表面不平、厚度偏差、翘曲变形的 因素也更多。细木工板的表面平整度、厚度偏差和翘 曲变形等指标要达到刨花板和中密度纤维板同等水 平,难度要大得多。近些年来,中、高档细木工板生产 工艺不断变革,以期改善产品质量,但由于激烈的市 场竞争及其它因素,有关工艺改造的报道极其有限。 笔者根据多年对细木工板生产的实践与研究,将有关 情况介绍如下,以供科研、生产和应用人员参考。

1影响细木工板质量的主要因素

细木工板的肢合强度、成品板幅面偏差、含水率、 握钉力、吸水厚度膨胀率等质量指标所受的影响因素

收稿日期:2002-04-01

作者简介:向仕龙U948 —),男,中南林学院教授,博士生导师。

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与刨花板和纤维板等大致相同,在此不须赘述,而细 木工板的表面平整度、翘曲变形和厚度偏差是其相对 重要的质量指标[1],主要影响因素如下。

1.1 板芯芯条单元的影响

一般来说,人造板的基本构成单元越小,材性就 越趋于均一。纤维板的构成单元为细小纤维,刨花板 是经削片和打磨的刨花,肢合板是较薄的单板,这些 单元在高温热压下易于达到塑性变形,残余应力较 小。而细木工板主要是由芯条拼合成的板芯构成,芯 条尺寸远大于纤维和刨花,加之加工精度和含水率等 的影响,难以在同一时间达到相同的塑性变形和均一 的材性。

1.2板芯芯条材质的影响

板芯的芯条即使釆用相同树种的木材,也由于受 立地条件、早晚材、树龄、木材缺陷等因素的影响,芯 条的硬度、干缩湿胀等性质仍有差异。相邻芯条的材 性相差较大时,釆用普通的加工工艺难以制造出高质 量的细木工板。如果对芯条材料按材质不同进行分 选,分别加工,虽可以减小其影响程度,但在规模化生 产中显然是不现实的[2]。

1.3 芯板的影响

国内细木工板生产厂家的面、背板基本釆用进口

单板材料,由于考虑成本因素,巳日趋薄型化,最薄的 已到0.2 mm以下。采用这样薄的面、背板,要生产高 表面平整度的细木工板,对芯板的要求显然更高。目 前芯板大都采用杨木、泡桐等国产速生材进行旋切, 由于材质较差,旋切单板孔洞多,表面粗糙,毛刺沟槽 多,厚度偏差大,不但对表面平整度影响很大,而且在 釆用芯板整张化工艺时.使后续的修补、干燥等工序 难以进行。工厂基本采用剪切取材然后多张单板手工 拼合或机械自动拼合的工艺。这样,拼合后的单张芯 板中各单板的厚度偏差、含水率高低、心边材或早晚 材的材性等差异累计后就会反映到芯板质量上,从而影 响细木工板的表面平整度、尺寸稳定性和厚度偏差。

1.4结构层次的影响

普通细木工板一般为五层结构,即面板、芯板、板 芯、芯板、背板。这种不同材质、不同几何尺寸单元的 层积结构,由于各层材料的树种、材性、几何尺寸、加 工和处理方式的不同,易于产生局部应力,从而引起 板材尺寸和形状的变化。此外,多层结构材料要保持 尺寸和形状的稳定,重要的条件之一就是结构的对 称。对细木工板来说,要做到面板、背板和两芯板在树 种、材性、厚度、含水率等方面的对称也有一定难 度[2]。

2板芯加工工艺

细木工板实际上是特种肢合板之一,与普通胶合 板的区别就在于中心层为小规格木条的组合,即板 芯。板芯质量的高低对细木工板质量的影响很大,同 时对产品的成本反应也极其敏感,细木工板的档次往 往因板芯的质量而区别。因此,板芯的用材和加工工 艺是生产细木工板的关键工段。

2.1 板芯的芯条及其加工

板芯的芯条即规格木条一般釆用杨木、杉木、泡 桐、池杉和马尾松等木材及其加工边脚料。只要经过 合适的干燥和加工,这些材料都可以生产出合格甚至 高质量的细木工板。即使钝棱木条,经过一定的拼合 和处理,也可以生产出较高质量的细木工板。同芯板 一样,芯条也存在心边材或早晚材等的差异,在压制 中会由于压缩率和收缩率的差异,引起板面的不平和 厚度偏差。因此,出现了预压修补二次热压工艺,这将 在以下论述中进行分析。

芯条的加工工艺有以下3种:(1)干燥后的板材 经双面刨光,用多片精光合金锯锯切成芯条,刨光面 成为拼条侧面,锯切面成为拼条正面,故芯条是由多 片锯定厚;(2)干燥后的板材加工成规格毛条,或湿材
加工成毛条后再干燥,毛条经四面刨加工成芯条;(3) 原木或木材加工边脚料经普通锯床和刨床加工成芯 条。工艺1的加工效率高,芯条尺寸精度高,材料损失 少,但一般要求材料加工尺寸较大;工艺2的加工效 率高,芯条四面光洁,精度很高,但出材率较低;工艺 3对材料的要求灵活,大、小径级木材和各种木材下 脚料均可应用,但受机床精度和操作工人水平影响 大,加工质量不易保证。对生产高质量的细木工板且 规模较大的国内许多大型企业,主要釆用工艺1,小 型企业多以工艺3为主。

2.2 板芯成型工艺

板芯成型有两种方式:一种是芯条以手工铺装, 与面板、背板和芯板一起组坯进入压机,侧边涂胶或 不涂胶。这种方式的弊端是芯条侧边存在缝隙,但可 在压机上安装侧向挤压装置,在压机加压前的闭合期 内由气缸或油缸向板坯中部的芯条侧边加压。这种方 式简单而适用,但对于层数多的压机不易实现侧向挤 压的精确定位。虽然现有带端头加压的四向挤压机, 以减小芯条端头的缝隙,但总体而言,采用此工艺生 产细木工板的芯条一般质量较差,钝棱多且厚度偏差 大,组坯时往往在芯条上填撒拌有胶料的锯屑,以减 少不平度。国内小厂大多采用这种成型方式,生产较 低档次的细木工板。

另一种是将芯条涂肢拼合成一定规格的板芯,再 经创光或者砂光。拼板方式多种多样,林区小厂多采 用手工夹具,有模框式、夹持式、边柱式等不同形式。 肢拼成所谓二拼、三拼、四拼板芯,即指组坯时按产品 幅面要求用两块、三块或者四块拼合成整块。中、大型 的企业多釆用机械拼板,目前有框架式、风车式、回转 式、连续式等多种方式,采用螺旋、液压、气压、偏心轮 挤压等加压方式进行板芯拼合。连续式液压拼板机是 目前广泛应用的拼板机械,其拼板效率高,质量好,机 械化程度较高[3]。

2. 3板芯后加工

肢拼后的板芯如果平整度较高,可以直接进行组 坯。但是,无论采用何种肢拼方式,板芯的表靣都不可 能完全平整,而且在肢拼中厚度偏差增大。对于质量 要求高的板材来说,板芯还需进行砂光或刨光等后加 工,以提高表面平整度和减小厚度偏差。显然,板芯后 加工会增加木材消耗,使产品成本提高。板芯后加工 的设备常用普通压刨,适用于二拼、三拼、四拼板芯, 此外还有1 300 mm的大尺寸压刨和定厚砂光机。一 般釆用三砂架和双砂架砂光机,也有少数厂家釆用单 砂架定厚砂光机,都有较好的整平定厚效果。近年出