網(wǎng)格狀空芯制造工藝技術(shù)研究

呂雷昌，李長貴，韋巖海

（山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟南250014）

網(wǎng)格狀空芯新型人造板是由板芯和表板構(gòu)成，板芯是由異型層板垂直膠合和剖分而成，表板為珍貴樹種木材。傳統(tǒng)人造板產(chǎn)品的重量較重，采用這種板芯制成的新型人造板的密度僅為原料密度的70%，大大減輕了人造板產(chǎn)品的重量，降低了膠粘劑的用量，使產(chǎn)品更環(huán)保。同時也可降低生產(chǎn)原料成本。板芯原料來源廣泛，利用低質(zhì)木材或傳統(tǒng)人造板都可以，表面依據(jù)產(chǎn)品用途可為薄型珍貴樹種木材，也可為傳統(tǒng)人造板表板；由于芯板的網(wǎng)格狀空芯結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能優(yōu)良，產(chǎn)品具有良好的隔熱性和保溫性能。

圖1 網(wǎng)格狀空芯板芯實物圖

網(wǎng)格狀空芯人造板可用于家庭和場館裝飾裝修材料，也可用來制造家具、木質(zhì)門及地板等產(chǎn)品。由于網(wǎng)格狀空芯人造板產(chǎn)品在功能和性能上具有優(yōu)于傳統(tǒng)人造板產(chǎn)品諸多優(yōu)點，如力學(xué)性能優(yōu)良，產(chǎn)品具有良好的隔熱性和保溫性能，與集成材等實木產(chǎn)品相比，大大減少了板坯內(nèi)部應(yīng)力，提高了產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性?？赏耆娲鷤鹘y(tǒng)人造板在裝飾裝修材料和木質(zhì)產(chǎn)品方面的應(yīng)用，具有廣泛應(yīng)用前景。

1 工藝流程

板材檢驗—層板刨削—層板開槽—異形層板配板—涂膠和組坯—加壓膠合—檢驗?zāi)z合性能—網(wǎng)狀柵格板坯方刨分—芯條整張化和定厚加工—網(wǎng)狀柵格芯板。

2 層板質(zhì)量標準確定

用于制造網(wǎng)格狀空芯輕體人造板板芯的板材通常是密度比較高，尺寸穩(wěn)定性較好的樹種；應(yīng)采用同一樹種或物理力學(xué)性能相近的樹種。本試驗采用落葉松刨光板材為試驗材。試驗用落葉松刨光材規(guī)格尺寸：1200×90×40mm，含水率平均9.6%，密度為0.65g/cm3。

通過開槽鋸割試驗研究，板材開裂不許有；活節(jié)不限，死節(jié)和節(jié)漏可為15mm以下；樹脂囊不限（有樹脂露出需要清理）。借鑒集成材等類似產(chǎn)品對層板要求和具體規(guī)定，確定了網(wǎng)狀柵格芯輕體人造板芯板用層板的技術(shù)標準和質(zhì)量要求。

圖2 木材缺陷在異型層板上的情況

2.1 含水率

板材的最終含水率應(yīng)控制在8%～12%；通常含水率均勻度不超過3%。新出干燥室的板材要堆垛放置一周以上，使含水率平衡后再進行加工。

2.2 規(guī)格尺寸

依據(jù)芯板的斷面結(jié)構(gòu)、芯板構(gòu)成形式和芯板規(guī)格尺寸確定板材的規(guī)格尺寸。板材的厚度由異形層板的斷面參數(shù)和厚度及加工余量來確定；板材寬度范圍由異形層板的斷面參數(shù)和刨削設(shè)備來確定，通常應(yīng)保證異形層板寬度方向兩側(cè)面為槽肩寬度的1/2；板材的最小長度在300mm以上。

板材的厚度公差應(yīng)小些或無負公差，避免板材加工中厚度尺寸不夠，造成木材的浪費。板材厚度加工余量依據(jù)刨削時板材的長度、寬度和翹曲程度來確定。一般長度2m以上的板材刨削時，其加工余量為4～5mm；1～2m板材刨削時，其加工余量為4mm；1m以下板材刨削時，其加工余量為3mm。寬度大而且翹曲嚴重的板材，加工余量要取大值。

2.3 質(zhì)量要求

無瓦楞狀鋸痕、無波紋狀、毛刺粗糙面及鋸口偏傾等加工缺陷；無端裂、內(nèi)裂、皺裂、炭化和嚴重變色等干燥缺陷；無較大節(jié)子（大于15mm）、集中節(jié)子和腐朽等材質(zhì)缺陷。

3 異形層板加工與膠合工藝

層板要經(jīng)過精刨加工，加工精度達到層板各部位尺寸之差在0.2mm以下，各層板尺寸之差不大于0.2mm；再經(jīng)鋸割加工為異形層板，按照截面形狀常用異形層板有梳型和弓型兩種。

圖3 異形層板示意圖

異形層板截面技術(shù)參數(shù)的選擇：截面寬度L由開槽鋸割設(shè)備最大加工寬度確定，本試驗中為90mm；截面高度H為30mm；槽底高通常為5～8mm，本試驗中為6mm；槽口寬3mm，槽口與槽肩比為1:1和1:2兩種。試驗分別采用梳形層板和弓形層板進行鋸割和膠合試驗。

試驗流程：層板刨削截斷開槽 （90mm倍數(shù)×3段）—異形層板截斷（90mm）—涂膠垂直組坯—加壓膠合—檢驗?zāi)z合性能

采用裁板鋸進行層板開槽鋸割。鋸割情況如圖3所示。

據(jù)有關(guān)試驗研究得知，膠合面木材纖維方向夾角對膠合強度有較大影響。纖維方向平行，膠合強度和木材破壞率最高；纖維方向垂直時，膠合強度和木材破壞率最低。見表1。試驗中異形層板之間膠合屬于纖維方向垂直膠合，通過測試試件的浸漬剝離率和結(jié)合強度，評價膠合程度和效果。

圖4 異形層板鋸割實物圖

表1 膠合面木材纖維方向?qū)δz合性能影響

膠合試驗的試件幅面為90×90mm，試驗中采用3種異形層板截面，3種單位壓力進行。涂膠量、加壓時間按膠粘劑說明書規(guī)定；單位壓力分別為0.5MPa、0.8MPa和 1.0MPa。膠 合 性 能依 據(jù) GB/T17657《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》分別測試浸漬剝離和內(nèi)結(jié)合。每個試驗條件下有3塊 90×90mm試件，每塊 90×90mm試件鋸出 70×40mm浸漬剝離試件個，鋸出40×40mm內(nèi)結(jié)合強度試件2個。膠合性能測試結(jié)果見表2。

表2 異形層板垂直膠合性能

4 結(jié)論

異形層板截面形狀對膠合性能影響不大，浸漬剝離率均為零；壓力對異形層板截面形狀有影響，槽口與槽肩比為1:1的梳形層板在膠合加壓時，槽肩壓潰。通過內(nèi)結(jié)合性能試驗發(fā)現(xiàn)拉伸斷裂部位均在槽肩木材之間，這對于早晚材差別較大、早材強度較低的落葉松樹種，采用3mm槽肩會影響網(wǎng)狀柵格芯板的整體強度和性能；而采用1:2的槽口與槽肩比，會增加芯板的重量，增加產(chǎn)品的整體密度。最佳截面形狀應(yīng)采用弓形，加工和實施更方便容易；取槽口與槽肩比為1:1，增加鋸路尺寸為4～5mm；單位壓力范圍為0.5～0.8MPa，考慮到異形層板加工厚度偏差影響，單位壓力選0.8MPa較為合適。

參考文獻：

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