第三章 人造板生产工艺 l 概述 l 原料 l 基本单元加工 l 干燥 l 半成品加工和贮存 l 施胶 l 成型和预压 l 热压 l 后期加工 第一节 概述 Ø人造板定义 Ø人造板分类 Ø人造板发展历史、现状及趋势 Ø人造板性能及应用 Ø人造板生产方法 Ø人造板标准 Ø人造板构成原则 木材综合利用示意图 一、人造板的定义（Wood-Based Panels) 人造板定义：是指以木材或其他植物纤维材料为原料，经机 械加工分离成各种形状的组元后，再经组合压制成的板材 是一种高效利用和节约木材资源的有效途径 人造板=单元（A）×胶粘剂（B1）×添加剂（B2）×产品形状（C) 单元：单板、竹片、板材、木条、大片刨花、刨花、纤维等 胶黏剂（B1):合成树脂胶—脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胶树 脂、异氨酸脂树脂 无机胶黏剂—水泥、石膏、粉煤灰、矿渣等 添加剂（B2)：阻燃剂、防虫剂、防水剂、防腐剂等 产品形状（C）：平面状、异状（曲面、弯曲）、表面模压等 例如：单板×脲醛树脂×平面状=脲醛树脂胶合板 单板、木条×脲醛树脂×平面状=细木工板 刨花×脲醛树脂/防水剂=普通刨花板 原料基本单元加工干燥半成品加工 施胶成型与预压热压 后期处理 生产工艺 ： 二、人造板分类 1、按组成木质（非木质）单元分类 2、按生产过程类型分类 3、按使用性能分类 1、按组成木质（非木质）单元分类 (1)以单板、板、片为主的产品 (Veneer-basedPanel) (2)以刨花为主的产品(Particle-based Panel) (3)以纤维为主的产品(Fiber-based Panel) / 胶合板 华夫板 定向结构板 刨花板 大片刨花板 中密度纤维板 中密度纤维板 硬质纤维板 硬质纤维板绝缘板 纸 实木 （g/cm3）高 低 单 板 刨 花 板 纤维 干法湿法 人造板依生产过程类型分类 2、按生产过程类型分类 干法和湿法的主要区别： 干法是以空气为纤维运输 和成型的介质，需要加入 胶黏剂，产品为两面光； 湿法是以水为纤维运输和 成型的介质，无需（或少 量）加入胶黏剂，产品以 面光。
3、按使用性能分类 集成材 细木工板 单板层积材 木材层积塑料 我国主要人造板产品 老三板：胶合板、刨花板、纤维板（硬质） 新三板：细木工板、定向结构板、中密度纤维板 竹材人造板：竹编胶合板、竹材胶合板、竹席竹帘胶合板等 v胶合板（Plywood):是一组单板按相邻层木纹方向互相垂直 组坯胶合而成的板材 v刨花板（Particle Board)：利用施加胶料和辅料或未施加 胶料和辅料的木材或非木材植物制成的刨花材料（如木材刨 花、亚麻屑、甘蔗渣等）压制而成的板材 v胶合板是将原木沿年轮方向旋切成大张单板，经干 燥、涂胶后按相邻单板层木纹方向相互垂直的原则 组坯、胶合而成的板材单板层数为奇数，一般为 三层至十三层，常见的有三合板、五合板、九合板 、和十三合板（市场上俗称为三厘板，五厘板，九 厘板，十三厘板）最外层的正面单板称为面板， 反面的称为背板，内层板称为芯板胶合板主要用 于装饰面板的底板、板式家具的背板等各种木制品 工艺、产品包装等 胶合板 胶合板的分类 v一类胶合板为耐气候、耐沸水胶合板，由此及彼有 耐久、耐高温，能蒸汽处理的优点； v二类胶合板为耐水胶合板，能在冷水中浸渍和短时 间热水浸渍； v三类胶合板为耐潮胶合板，能在冷水中短时间浸渍 ，适于室内常温下使用。
用于家具和一般建筑用途 ； v四类胶合板为不耐潮胶合板，在室内常态下使用， 一般用途胶合板用材有榉木、椴木、水曲柳、桦木 、榆木、杨木等 纤维板的分类 v纤维板（Fiberboad):是以木质纤维或其它植物纤维为原料 ，施加脲醛树脂或其他合成树脂，在加热加压条件下，压制 而成的一种板材 v按原料可分为：木质纤维板，非木质纤维板；按容重可分为 ：硬质纤维板（又称高密度纤维板,密度0.8g/cm3），半硬 质纤维板（又称中密度纤维板,0.4-0.8g/cm3），软质纤维 板（又称低密度纤维板,密度纤维素木素 缩合：水热反应产生有机酸，使木素降解活化，在热的继续作用下，又 重新缩合木质原料经蒸煮，大于110 ℃则降解，开始软化，大于 130 ℃，木素缩合开始，此后，缩合和降解同时存在，在140-160 ℃，木材缩合加速水的存在促进木素的缩合，起保护作用 l抽提物与酸碱性 抽提物:是指除构成细胞壁物质的纤维素、半纤维素和木 素以外，经中性溶剂（水、乙醇、苯、乙酸、水蒸气或稀酸、 稀碱溶液抽提出来的物质的总称（所有内含物） 含量少的1%,多的超过40%含量随树种、树干部位、立地 条件等不同而不同。
心材大于边材 抽提物影响人造板产品的质量，并对设备造成腐蚀 抽提物与原料的酸碱度有关一般木材呈酸性（pH：4.0- 6.1），主要因为原料中含有醋酸、蚁酸、树脂酸以及其他酸 性物质此外，原料在贮存过程中含酸量会不断增加在干燥 过程中，由于半纤维素乙酰基水解而形成了游离醋酸 原料的酸碱度对人造板生产有重要影响比如胶合时， 酸性物质不利于UF胶的固化 (二）胶合板生产木质原料 1、胶合板用材 Ø原料：有一定径级的原木 Ø树种:制得的单板变形小，易于胶合 针叶材：马尾松、云南松、樟子松等 阔叶材：水曲柳、荷木、杨木、樟木、榆木、椴木、桦木 、 枫香、核桃楸、泡桐等 进口材：柳桉、阿必东、奥克曼等 目前，工厂常用树种：杨木、水曲柳、柳桉、马尾松等 l尺寸要求（GB/T15779-1995 ） 直径26cm,检尺直径按2cm进级 2、木材结构对胶合板生产的影响 年轮：环孔材旋切单板具有美丽的花纹，但易透胶 散孔材旋切单板均质光滑，组织均匀致密，可旋切薄单板 心材与边材：心边材差异明显，其含水率、木材硬度、胀缩都有差异，对 热处理、旋切、干燥和热压生产工艺有影响 木射线：能增加单板表面美观，但影响胶合强度。
树脂道：旋切和干燥时，松脂会沾污旋刀和干燥机，热压时容易脱胶和鼓 泡 硬度：过高会损伤旋刀，单板易开裂；过低单板易起毛，表面不平滑 尖削度：有尖削度的木材旋切的单板花纹美观，但影响单板强度 3、对原料的要求 Ø原木质量：对出材率有影响的缺陷：弯曲度、较大的削度、 机械损伤、环裂、端裂、伤疤、空心、腐心等 对板材质量有影响的缺陷：斜纹理、节子、涡纹、变色等 Ø原木长度：原木检尺长度：4，5，6米，长度公差：±6-2cm 根据胶合板规格和质量要求，将原木截断成所需要的木段， 同时要根据原木的缺陷，确定合理的锯断位置，保证单板质 量，获得最大的利用率 Ø原木径级：国家规定胶合板用材最小直径26cm检尺直径按 2cm进级 人工速生林直径趋小 考虑采用无卡轴旋切机以减小木芯直径（5mm，有卡轴旋切 机10mm) （三）刨花板生产木质原料 1、原料种类 n小径级原木：速生材、间伐材、原料造材剩余物、 n采伐剩余物：枝桠 n加工剩余物：废单板、板皮、锯屑、木材切削废料、 胶合板木芯 n回收利用的木质材料：废旧木材、人造板 n竹材、农作物秸杆、农作物加工剩余物 2、原料的选择原则 Ø资源丰富 M=KM′ M-一年生材所需原料， M′-产量，K-生产1m3人造板所需原料 刨花板K=1.5 胶合板K=2.5 中密度纤维板K=2.3 原料本身密度低、强度高：密度低，可增大板材的压缩率，板 材能获得较高的强度。
密度低，提高单位重要原料的刨花表面积（ 比表面积），可使板材获得最高的胶合强度 (g/cm2) Ρ-原料密度，t-刨花厚度 但是由于木材的强度S=K（ρ）n， 低密度、高强度的木材在 实际中选择比较困难，通常选择针叶材、软阔叶材例：落叶松 ρ=0.68g/cm2,速生杨树Ⅰ-72 ρ=0.389 g/cm2, Ⅰ-69 ρ=0.379 g/cm2,MOR=600-700Kg/cm2 目前，生产中多采用针阔叶混合原料 Ø树皮含量尽量少 树皮对板材的影响：树皮颜色深，板材质量差（有斑点 ）；树皮中有角质物质，影响板材强度；树皮的强度与木材 不同影响工艺条件 通常要求树皮的含量小于10%，且仅作芯板材料 Ø含水率要合适 一般要求在40-60%以内含水率过小，木材脆性大， 原料制备过程中产生的碎屑多，影响板材质量；含水率过大 ，干燥时耗能 ØpH值要合适 木材pH值影响固化剂的用量和胶黏剂的固化速度 固化剂呈酸性，原料若呈碱性，则固化剂用量多，反之则少 抽提物含量尽量少：抽提物多为油脂类物质（如石蜡、 树脂、油脂等），影响胶黏剂对木材的润湿性，不利于胶合 但能起到防水作用 （四）纤维板生产木质原料 1、原料种类 原料基地提供的小径级原木 采伐剩余物（间伐剩余物、枝桠） 加工剩余物（碎单板、锯屑、木芯、边角料） 竹材和农作物秸秆（秆类、壳类、渣类） 2、原料质量的评定 化学成分：纤维素含量应大于30%，纤维素含量高意味着纤 维的得率高，产品的耐水性好，机械强度大。
纤维含量及形态：纤维含量高低是决定某种阔叶材是否能 用于纤维板的依据杂细胞含量过高，导致纤维得率 低和滤水困难，影响产品质量（针叶材的管胞占 90%，阔叶材纤维多的为80%，少的为16%） •纤维板生产的目的是把各类不同形态的原料一律分离成纤维 ，严格的讲是木质化植物纤维，纤维中厚壁细胞是主要单元 •针叶材中纤维主要是指管胞，占材积90% •阔叶材中纤维主要是指木纤维，占材积50%-80% •农作物各种纤维含量占材积的30%-70%，秸秆70.5％，玉 米秆30％，竹材68.8％ •纤维含量小于70%的原料不用于纤维板原料 纤维各组分含量 纤维素 %半纤 %木素 % 针叶材452629 阔叶材453421 棉秆305119 水抽提物：单宁、色素、糖类 木材 纤维 胞间质 纤维 细胞壁 细胞腔 纤维素 半纤维素 木素 有机溶剂抽提物：树脂、树胶、生物蜡 不溶物：灰份、果胶、蛋白质 主要成分为木素 纤维的化学组成 纤维形态：一般长度达，长宽比大，细胞壁薄的纤维具有较好 的交织能力 长度长宽比壁厚 不同树种针阔针阔针阔 同一类树种早材0.5mm，一般0.7-0.8mm; 微薄木：厚度40min， 单位压力：1.0-1.2MPa，预压时间10-20min (三）刨花板坯预压 n预压方式：周期式预压，连续式预压 n预压工艺： n压缩量1/2-1/3， n压力1.5-1.6MPa，最小不低于1.0MPa， n预压时间：10-30s。
预压机 n连续式预压是板坯在连续式预压机中，板坯在被 压缩状态下移动，板坯直接在铺装钢带上铺装和 预压 n辊式预压机 n履带式预压机（高压预压机） （四）纤维板坯预压 预压工艺： n对于木材原料，压缩率一般在60％-75％，回弹率则多 在15％-30%，对于甘蔗渣原料，压缩率比木材原料要 高70％-90％预压后板坯宽度方向要伸张约5％ n板坯预压的压缩程度主要取决于预压机的压力、纤维 含水率、纤维分离程度、树种、施胶量等因素，也与 成型工艺与方式有关 预压机 预压工艺一定程度上取决于所用预压机的 类型连续式带式预压机在目前MDF生产中 应用较普遍 1 2 3 4 连续带式预压机 1、主动辊 2、保压辊 3、主压辊 4、从动辊 六、板坯纵横锯裁 v板坯纵横锯裁的目的 齐边：铺装的连续板坯带，经预压后边部不够整齐，甚 至呈松散状，必须将其裁齐到毛边板的宽度 横截：对于采用周期式热压的生产线，必须使板坯尺寸 满足热压机压板的幅面的要求，需要对板坯进行横向锯 截，通常采用的是横截锯板坯横切时，由于板坯带是 运动的，要横切成直角，则切割工具必须与网带运动方 向呈一定倾角。
横截速度必须等于网带速 v锯裁设备 中密度纤维板制品一般厚度较大，板坯亦厚而密实，因 此，一般采用带齿圆锯片对板坯进行纵横向切割 第八节 热压 l人造板热压基本原理 l主要热压工艺对板材性能的影响 l制品的密。