杉木細(xì)木工板的生產(chǎn)技術(shù)
1 、開發(fā)生產(chǎn)杉木細(xì)木工板的意義
我國森林資源匱乏,森林覆蓋率僅為16 55%。在我國實行天然林保護(hù)工程以后,致使我國木材供需矛盾十分突出。因而,國家制訂了合理和綜合利用木材,發(fā)展速生豐產(chǎn)林、高效開發(fā)利用人工速生材的一系列政策和措施,以緩解當(dāng)前的木材供需矛盾。在我國南方地區(qū),人工杉木林源發(fā)展迅速,生長速度快,現(xiàn)已普遍成材,而且蓄積量大。人工速生杉木具有顏色淺、密度低、無氣味、易加工、膠合性能好等特點。但長期以來,由于杉木樹種和材性的原因,在杉木加工利用、開發(fā)杉木工業(yè)化板材產(chǎn)品等方面的工作力度不夠,這已成為全國性的問題。在加工方面,有“兩少兩多”問題,即規(guī)模大的杉木加工企業(yè)少、科技含量高的杉木制品少、杉木總體加工層次低、杉木綜合利用率低等;在流通方面,沒有形成自己的工業(yè)產(chǎn)品和品牌,市場競爭力不強。這些既影響了杉木產(chǎn)區(qū)的林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也有礙于我國杉木資源木材綜合利用率的提高。通過我們大量的實驗研究,證明杉木作為細(xì)木工板用材是可行的,而且其細(xì)木工板的質(zhì)量、性能和價格都優(yōu)于或高于速生意楊加工成的細(xì)木工板。目前,市場上質(zhì)量較好的“手拼”楊木芯細(xì)木工板的市場價為40～60元/張,“手拼”軟硬雜木芯細(xì)木工板的售價為50～70元/張,“機(jī)拼”楊木芯細(xì)木工板的售價為80～100元/張,“機(jī)拼”軟硬雜木芯細(xì)木工板的售價為90～100元/張,“機(jī)拼”柳桉芯細(xì)木工板的售價為95 ～120元/張,而杉木制造的“機(jī)拼”杉木芯細(xì)木工板的市場價也可以達(dá)到90～110元/張。因而,利用杉木生產(chǎn)的細(xì)木工板產(chǎn)品具有很強的市場競爭力。隨著我國建筑室內(nèi)裝飾行業(yè)和家具制造行業(yè)的迅猛發(fā)展,以及國際市場的不斷擴(kuò)大,預(yù)計未來的十幾年內(nèi),細(xì)木工板以其優(yōu)于其他人造板的材性,其國內(nèi)外市場的需求量將會大幅度地增長。因此,利用人工速生杉木制造細(xì)木工板不僅可緩解國內(nèi)市場供求矛盾、擴(kuò)大杉木產(chǎn)品出口創(chuàng)匯;而且也為我國擴(kuò)大細(xì)木工板用材找到了一條重要途徑;同時將有利于我國的天然林資源保護(hù)和杉木人工林繼續(xù)發(fā)展。為此,2001年南京林業(yè)大學(xué)與浙江省松陽縣林業(yè)局進(jìn)行合作,對該縣杉木資源的綜合開發(fā)和加工利用進(jìn)行了探討,研究、設(shè)計和建立了年產(chǎn)1 5萬ｍ3的細(xì)木工板廠,現(xiàn)已建成投產(chǎn)。該細(xì)木工板項目的設(shè)立與建設(shè)對實現(xiàn)該縣杉木資源加工增值,提高該縣木材加工產(chǎn)業(yè)化水平,增加地方利稅收入,特別是增強農(nóng)民引種杉木的積極性,均將發(fā)揮重要作用。
2、 生產(chǎn)工藝流程
杉木細(xì)木工板是在杉木木條或板條所組成的芯板兩面覆以單板制成的。其生產(chǎn)工藝包括單板制造、芯板制造和細(xì)木工板膠壓與加工等三大部分,即杉木小徑材的制材、干燥、配料、芯板膠拼、單板干燥與整理、預(yù)熱壓、尺寸與表面加工等過程。本項目杉木細(xì)木工板生產(chǎn)線或車間所用的單板一般都是外購,但也可在建設(shè)單位的其他場地或以后將擴(kuò)建的相鄰場地內(nèi)設(shè)置內(nèi)層單板(襯板)旋切線,旋制部分杉木單板,以便充分利用當(dāng)?shù)卦匣虮ＷC產(chǎn)品規(guī)模。杉木細(xì)木工板是將杉木原木或旋切單板后的木芯,經(jīng)帶鋸制材、自然堆垛晾曬及人工干燥窯烘干、橫截圓鋸截斷、雙面刨刨光、多片圓鋸開料、橫截圓鋸精截、人工選料與涂膠、拼板機(jī)膠拼成芯板、組坯配板、預(yù)壓、熱壓覆面、尺寸加工、表面處理、檢驗分等等過程得到成品。杉木細(xì)木工板生產(chǎn)工藝流程如下(不同企業(yè)在實際生產(chǎn)中略有差異):
主要工藝技術(shù)在杉木細(xì)木工板生產(chǎn)過程中,影響其質(zhì)量好壞的技術(shù)因素很多,其中杉木細(xì)木工芯板的制造、單板的干燥與整理、預(yù)熱壓、尺寸與表面加工等工序是工藝技術(shù)的關(guān)鍵部分。
1 芯板的制備
(1) 芯板的材種:本項目主要選用人工速生杉木小徑材。杉木材軟容易加工、芯條容易壓平、木材干縮變形小、板材質(zhì)量輕。在生產(chǎn)中,不同樹種或材性不相近的樹種不可混雜在同一塊芯板中。
(2)芯板的要求:芯板厚度占細(xì)木工板總厚度的60%～80%,厚度要求一致。拼成芯板的杉木芯條,通常采用厚寬比為1∶1 5～2的木條比較適宜,而且芯條的厚度公差要求±0.2ｍｍ左右,以免膠拼后產(chǎn)生翹曲變形和板面不平。芯條必須經(jīng)過干燥處理,其含水率為6%～12%。
(3) 芯條的制造:本項目采用收購杉木板方材或自己收購原木通過配置幾臺帶鋸機(jī)和截斷圓鋸機(jī)進(jìn)行制材。收購或制材的杉木板方材先在板院內(nèi)進(jìn)行堆垛和自然干燥,干燥到木材含水率約為30%后,再送入木材干燥窯進(jìn)行人工干燥。為節(jié)省能源和提高木材廢料的利用,人工干燥窯擬選用燃木屑的爐氣間接加熱木材干燥窯。窯干周期為5～6ｄ。
(4) 芯板的膠拼與刨(砂)光:杉木芯條拼成芯板有2種方法,一種是把芯條橫向側(cè)邊涂膠拼合成一定規(guī)格尺寸的芯板,然后再進(jìn)行表面的刨光或砂光處理,使芯板厚度均勻一致。要求細(xì)木工芯板的厚度公差為±0.2ｍｍ,寬度上的彎曲度不能超過2ｍｍ,含水率在12%以下,無嚴(yán)重材質(zhì)缺陷,以保證細(xì)木工板的質(zhì)量。另一種是芯條不預(yù)先膠拼,直接排成芯板。芯板可采用機(jī)拼(拼板機(jī))或手拼的膠拼工藝。
2 單板的干燥、整理與保存
(1) 內(nèi)層單板(襯板1220ｍｍ):采用杉木或楊木的旋切單板,可以自設(shè)小型旋切機(jī)旋制杉木單板,也可外購楊木單板。不管是杉木單板,還是楊木單板,都必須按膠合板國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗,含水率應(yīng)小于14%,如果含水率太高,必須進(jìn)行干燥。
(2) 面層單板(表背板2440ｍｍ):面層表背板一般采用外購形式,以便減少大幅面單板制造設(shè)備的投資。外購的柳桉單板或其他樹種的單板到廠以后,應(yīng)按膠合板國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗,含水率小于14%,如果含水率太高,也必須進(jìn)行干燥。
(3) 單板干燥與整理:外購的柳桉或楊木單板送到工廠以后,要及時進(jìn)行干燥,防止霉變。干燥后的單板含水率必須小于12%,單板厚度必須均勻,厚度公差為±0.1ｍｍ。經(jīng)干燥后的單板,由剪切機(jī)剪切齊邊,再進(jìn)行拼縫修補,最后整齊堆放。
3 板坯預(yù)熱壓
(1) 涂膠:目前,細(xì)木工板生產(chǎn)常用熱壓低毒脲醛樹脂膠(ＵＦ)或三聚氰胺改性脲醛樹脂膠(ＭＵＦ),涂膠設(shè)備為雙輥或四輥涂膠機(jī)(帶溝紋膠輥)。
(2) 配坯與預(yù)壓:配坯就是按對稱性原則、奇數(shù)層原則、紋理垂直原則將細(xì)木工芯板、內(nèi)層單板、表背板組成板坯;預(yù)壓是將板坯堆成一定高度在冷壓機(jī)上先進(jìn)行的短時間冷壓,待初步膠合平整后再進(jìn)入熱壓機(jī)熱壓。在5層結(jié)構(gòu)的杉木細(xì)木工板生產(chǎn)中,配坯與預(yù)壓主要有3種形式:一種是傳統(tǒng)工藝,即將經(jīng)雙面涂膠的內(nèi)層單板(第2、4層)與未涂膠的細(xì)木工芯板(第3層)和表背板(第1、5層)一起組坯,一次配板、一次預(yù)壓;第2種是新工藝,由于目前常用的表背板的厚度較薄、內(nèi)層單板(尤其是楊木)翹曲變形較大或不平整,常將一張經(jīng)單面涂膠的內(nèi)層單板與未涂膠的表板或與背板先進(jìn)行一次配板和預(yù)、熱壓,然后進(jìn)行修補整理、再在內(nèi)層單板(襯板)一側(cè)涂膠、與細(xì)木工芯板進(jìn)行第2次配板和預(yù)壓;第3種也是新工藝,先將一張經(jīng)單面涂膠的內(nèi)層單板與未涂膠的細(xì)木工芯板先進(jìn)行一次配板和預(yù)、熱壓,然后進(jìn)行修補整理,再在內(nèi)層單板(襯板)一側(cè)單面涂膠,并與表板或與背板進(jìn)行第2次配板和預(yù)壓。上述3種方案,第1和第3種比較常用,但第3種方案的產(chǎn)品質(zhì)量最能保證。
(3) 熱壓:經(jīng)預(yù)壓機(jī)預(yù)壓后的細(xì)木工板的板坯須再經(jīng)熱壓機(jī)熱壓。在熱壓時,每層壓板間隔中,一次只能壓一張板,所以一般采用多層熱壓機(jī)。使用脲醛樹脂膠時的熱壓工藝條件為:溫度100～110℃,壓力0 8～1.2ＭＰａ,熱壓時間8～12ｍｉｎ。
3、裁邊與砂光加工
(1) 鋸邊與砂光:熱壓后的板坯經(jīng)裁邊機(jī)進(jìn)行縱、橫向鋸邊后,再經(jīng)寬帶砂光機(jī)對細(xì)木工板表面進(jìn)行磨削加工,以保證細(xì)木工板的表面光潔、厚度均勻、板邊整齊和幅面規(guī)格。(2)檢驗分等與修補:砂光后的細(xì)木工板應(yīng)進(jìn)行檢驗、分等和修補,然后再按等級包裝入庫。
4 、生產(chǎn)設(shè)備
細(xì)木工板生產(chǎn)設(shè)備包括主要加工設(shè)備和輔助生產(chǎn)設(shè)備等。主要加工設(shè)備包括:帶鋸機(jī)、干燥窯、橫截鋸、雙面刨、多片鋸、拼板機(jī)、單板干燥機(jī)、剪板機(jī)、涂膠機(jī)、預(yù)壓機(jī)、熱壓機(jī)、縱橫鋸邊機(jī)、寬帶砂光機(jī)等。輔助生產(chǎn)設(shè)備有:調(diào)膠設(shè)備、修鋸機(jī)、磨鋸機(jī)、磨刀機(jī)、升降臺、軌道車、叉車、除塵設(shè)備系統(tǒng)、鍋爐等。目前,細(xì)木工板生產(chǎn)設(shè)備的制造廠家很多,本項目可立足于國內(nèi)的設(shè)備廠家,按照“性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠、使用方便、價格合理”的原則選購設(shè)備。
5 、結(jié)語
杉木細(xì)木工板研究和生產(chǎn)對于充分利用我國南方豐富的杉木資源,進(jìn)一步進(jìn)行工業(yè)深度加工,實現(xiàn)資源的就地加工的轉(zhuǎn)化和增值,培育和建設(shè)杉木地區(qū)的骨干企業(yè),保證杉木產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,提高山區(qū)與林區(qū)人民的經(jīng)濟(jì)收入和生活水平,是一項十分重要的舉措。該項目采用國內(nèi)較為先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和成熟的工藝技術(shù)路線,已在浙江林區(qū)松陽縣建廠投產(chǎn)。