木材学资料教材

第三章人造板生产工艺

概述原料基本单元加工干燥半成品加工和贮存施胶成型和预压热压后期加工第一节概述人造板定义人造板分类

人造板发展历史、现状及趋势

人造板性能及应用

人造板生产方法人造板标准人造板构成原则

木材综合利用示意图一、人造板的定义（Wood-BasedPanels)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-basedPanel)(3)以纤维为主的产品(Fiber-basedPanel)/

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。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。刨花板（ParticleBoard)：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。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；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；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；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。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<0.4g/cm3

）。制造1立方米纤维板约需2.5-3m3的木材，可代替3m3锯材或5m3原木。发展纤维板生产是木材资源综合利用的有效途径。纤维板的特点①在结构上不仅比天然木材均匀，而且完全避免了节子、腐蚀、虫蛀等缺陷，同时中密度纤维板胀缩性小；②便于加工、起线；③表面平整，易于粘贴饰面；④变形小，翘曲小；⑤内部结构均匀，有较高的抗弯强度和冲击强度。纤维板好坏质量差别很大。纤维板的用途软质纤维板：质轻，空隙率大，有良好的隔热性和吸声性，多用作公共建筑物内部的覆盖材料。经特殊处理可得到孔隙更多的轻质纤维板，具有吸附性能，可用于净化空气。中密度纤维板：结构均匀，密度和强度适中，有较好的再加工性。产品厚度范围较宽，具有多种用途，如家具用材、电视机的壳体材料等。硬质纤维板：产品厚度范围较小，在3-8毫米之间。强度较高,3-4毫米厚度的硬质纤维板可代替9-12毫米锯材薄板材使用。多用于建筑、船舶、车辆等。刨花板（ParticleBoard)：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。刨花板刨花板的特点优点①有良好的吸音和隔音性能；②各部方向的性能基本相同，结构比较均匀；③加工性能好，可按照需要加工或较大幅面的板件，根据用途选择厚度规格，不需要再在厚度上加工；④易于实现自动化、连续化生产，便于储存；⑤刨花板表面平整，纹理逼真，容重均匀，厚度误差小，耐污染，耐老化，美观，可进行油漆和各种贴面；⑥不需经干燥，可以直接使用。缺点①密度较重，因而用其加工制作的家具重量较大；②刨花板边缘粗糙，容易吸湿，作家具边缘暴露部位要采取相应的封边措施处理，以防止变形；③握螺钉力低于木材。刨花板用途：刨花板在建筑装饰装修中主要用作隔断墙、室内墙面装饰板。使用中，通常需要在刨花板表面覆盖塑料贴面。未经贴面的刨花板多用于护墙板的基层板等，只起承托作用。中密度（750kg/m3）刨花板和高密度（1000kg/m3）刨花板含胶量相当可观，可利用其制成可直接安装形式的半成品建筑装饰板。定向结构板定向结构板，又称为“定向刨花板（OrientedStrandboard,OSB）”，国内称之为欧松板。是采用经干燥、筛选，施加胶粘剂和添加剂的扁平窄长刨花，经定向铺装后热压而成的一种结构板材，由于是由许多木片层层交叉叠压在一起，所以具有很高的强度。在日本和欧美地区，OSB被认为发展速度快，最有生机和技术成熟的一种板材。目前，美国OSB的用量已占到人造板材总用量的一半，在许多用途方面已在逐渐取代胶合板、贴面板等人造板。2012年9月19日，康欣新材料科技股份有限公司上市募投项目奠基庆典在汉川经济开发区举行，这标志着目前国内最大的定向结构板生产线落户汉川。

定向结构板（OSB）的性能具有有很高的物理力学性能，结构紧密，强度高具备抗变形、抗剥离、抗翘曲的三重特点防腐、防蛀、抗形变，阻燃能力强完全的防水性能，可永久暴露在自然环境和潮湿条件下甲醛释放量极低，属于真正的绿色环保产品握钉力强，易于锯、钉、钻，开木槽、刨、锉或砂光具有优异的隔热，隔声效果，涂饰油漆性能好定向结构板（OSB）的用途：木结构建筑：外墙覆盖层、屋顶覆盖层、底层地板、结构性绝缘板、工字梁、单层地板包装箱、货箱、货架、托盘垫木（重型机械设备）卡车车身、装卸底盘陈列板、内衬板贮藏箱和贮藏柜装修材料时尚家具、厨房家具混凝土建筑模板定向结构麦秸板（OSSB）定向结构麦秸板（OSSB）是以麦秸秆为原料生产的一种板材，其生产工艺由加拿大阿尔伯塔研究院研究并完善。

世界第一条“定向结构麦秸板”生产线2009年10月在杨凌下线（荷兰林德森板业制造（杨凌）有限公司）

1.具有天然木材的各种长处，又消除了天然木材横向强度低、易开裂的缺点；其物理特性、经济特性和环保特性均优于木质板。2.麦秸是小麦收获后的废弃物，更便宜，更轻易获得。麦秸板内芯部分的麦秸横向排列，外部则呈纵向排列，因而比市场上用木屑等材料制作的人造板强度更大，性能更加稳定。3.保温性能很好，可以降低房间取暖降温的能耗，碳排放量比传统的以砖和水泥建造的房屋少25％，供暖需求降低了二分之一，制冷需求降低四分之一。有利于减少温室气体的释放。同时，这种板材不使用甲醛（以异氰酸酯（P-MDI）树脂为胶黏剂），有益于人体健康和环境保护。此外，以麦秸取代木材制作板材，还能减少木材砍伐量，更好保护森林和耕地，促进经济的循环和可持续发展。4.可以替代OSB，用于混凝土模板，承重／非承重墙体，室内装修等等，其阻燃性也要优于OSB，达到美国和加拿大政府的房屋防火标准。三、人造板发展历史、现状及趋势人造板发展简史

人造板生产现状人造板发展趋势国外人造板的发展历史胶合板：起源于公元前3000年的古埃及；1812年法国获得了第一个单板锯机专利；1818年，出现第一台旋切机；19世纪中叶，在德国诞生第一家单板制造工厂，使胶合板的工业化生产成为可能。刨花板：1887年德国人提出用锯屑和动物血胶混合热压制板的设想；1941年德国建成世界上首家刨花板工厂；1948年发明连续挤压机；20世纪50年代开始生产单层热压机，并发明了连续热压机。纤维板：20世纪初美国开始生产软质纤维板；1926年应用爆破法生产硬质纤维板；1931年瑞典人Asplund发明热磨法纤维分离技术；1934年瑞典建立第一家采用热磨法分离工艺的湿法硬质纤维板厂；1952年美国开始生产干法硬质纤维板；1965年美国开始生产中密度纤维板。国内人造板的发展历史胶合板：我国的第一条胶合板生产线由德国人1920年在天津建成（有的说为1953年），目前胶合板生产企业6000多家，主要以民营为主，90%的企业规模不到1万立方米。刨花板：我国的刨花板生产开始于1962年；80年代中期通过消化吸收引进的德国年产30000m3生产线的技术后，得以迅速发展。我国现有刨花板企业700多家，生产线800条，产量超过1500万m3，大部分企业规模为年产1.5万m3。纤维板：我国的纤维板生产开始于1958年；20世纪80年代开始成产中密度纤维板。纤维板发展速度最快，纤维板生产能力年度平均增长300万m3

，纤维板生产能力东强西弱。人造板的生产现状人造板行业发展，我国现有人造板企业近万家，是世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国。2013年人造板行业实现销售额7066.66亿元，行业企业4753家。我国人造板生产企业地域分布很广，除西藏、青海外，各省均有人造板企业。三大板中胶合板一直以50%的份额长期占主导地位，“十一五”末占三大板总量的40%左右。刨花板和中纤板以次小薪材和林区剩余物为原料，受国家产业政策的鼓励。但是由于刨花板质量普遍不高及在家具制造中用量较少，近年发展缓慢。中纤板的生产资源利用率高，材质细密、性能稳定、边缘紧密便于加工，产量迅速增加。我国人造板工业存在的问题及发展趋势我国人造板工业存在的问题木材原料资源匮乏；企业规模偏小；相当数量的企业技术水平低，缺乏技术开发和科技创新能力，导致品种少，效益低；产品质量不稳定，能耗高；不重视环保，粉尘、噪声、污水等控制达不到要求。我国人造板工业的发展战略和发展趋势加快产业重组，发展出口市场；加强自主创新，实施品牌战略；重视资源培育、增值加工、节能环保和可持续发展；加快人造板在其他领域的应用开发。1、开拓人造板新原料

天然林向竹林、人工林、农作物秸秆等方向发展。利用秸秆、椰壳、葵杆、蔗渣、葵杆、竹材等非木质原料，研发、生产优质的非木质人造板。2、开发人造板新产品传统产品：刨花板、胶合板、纤维板现代产品：功能人造板—阻燃、防腐、抗静电、彩色、隔磁结构人造板—单板层积材（LVL)、定向成材（OSL)、

定向刨花板（OSB）、人造薄木、定向单板条成材（PSL)、重组木。复合人造板—多种人造板的复合、人造板与其他材料复合、人造薄木3、研究人造板新技术

胶合新工艺喷蒸真空热压(Steam-injection)新型胶粘剂MDI（异氰酸酯）计算机仿真技术Modeling四、人造板基本性能及应用

1、外观性能

外观和尺寸精度要求等。2、内在性能（1）物理性能

含水率、密度、吸水厚度膨胀率、吸水率、游离甲醛释放量（2）力学性能静曲强度、弹性模量、平面抗拉强度、握螺钉力、胶合强度（3）工艺性能机械加工性能（锯、刨、铣、砂光等），表面装饰性能（二次加工性能）涂饰、表面印刷、胶合、贴面、封边等。（4）功能性

防潮、防火、防腐、低游离甲醛或无甲醛板、绝缘及声学要求等。3、人造板的应用常用的国标人造板标准胶合板GB/T9846.1-12-2004难燃胶合板GB/T18101-2000细木工板GB/T5849-1999刨花板GB/T4897.1-7-2003定向刨花板GB/T1580-2000中密度纤维板GB/T11718-1999难燃中密度纤维板GB/T18958-2003人造板及其表面装饰术语GB/T18259-2001人造板及饰面人造板理化性能试验方法GB/T17657-1999室内装饰材料-人造板及其制品甲醛释放限量GB/18580-2001五、人造板的生产方法

当前人造板生产方法以干热法为主导方法。人造板生产过程可归纳成二大块，单元制造和板的成型及加工。普通胶合板生产工艺流程

普通刨花板生产工艺流程

纤维板生产工艺流程

胶合板

45

XY定心装料机和组合车床，用于软木剥皮下面是有关工艺流程各工段的图片46

上木设备47

单板刨切机（立式）

高生产能力旋切生产线的无卡轴旋切机以每分钟15根小径圆木的速度加工高质量单板。

48

刨切机49

单板旋切生产线中的新设备—双轴滚刀式剪板机50

三层网带式单板干燥机51

熨烫式单板干燥器（接触式）人造板生产工艺学第一章

总论52

依尺寸及含水率而自动选板和堆垛，地面升降台。53

单板横向拼胶机纵拼为胶线端拼为齿接人造板生产工艺学第一章

总论54

用于胶合板的预压机和40个间距热压机BSG2816六砂架双面宽带砂光机普通刨花板生产工艺流程

中密度纤维板(MDF)的一般生产工艺

连续平压法中密纤维板生产工艺流程六、人造板标准人造板标准分为四大类：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。国家标准国外先进标准国际上通行的团体标准七、人造板的构成原则对称原则层间纹理排列原则奇数层原则对称原则：对称中心平面两侧的单板，无论树种单板厚度、层数、制造方法、纤维方向和单板的含水率都应该互相对应，即对称原则胶合板中心平面两侧各对应层不同方向的应力大小相等。因此，当胶合板含水率变化时，其结构稳定，不会产生变形，开裂等缺陷；反之，如果对称中心平面两侧对应层有某些差异，将会使对称中心平面两侧单板的应力不相等，使胶合板产生变形、开裂。奇数层原则：由于胶合板的结构是相邻层单板的纤维方向互相垂，又必须符合对称原则，因此它的总层数必定是奇数。如：三层板、五层板、七层板等。奇数层胶合板弯曲时最大的水平剪应力作用在中心单板上，使其有较大的强度。偶数层胶合板弯曲时最大的水平剪应力作用在胶层上而不是作用在单板上，易使胶层破坏，降低了胶合板强度。第二节原料木质及非木质原料 胶粘剂及其他添加剂 贴面材料 原料的贮存与保管 一、木质及非木质原料

（一）木材原料

1、木材原料的特性木材原料的基本性质包括：物理性质、力学性质、化学性质和加工性质。前三项为基本性质，后一项包括刨、锯、旋、油漆、胶粘、干燥、防腐等，与木材的基本性质和木材构造有关。了解木材的基本性质，对木材的加工和利用有重要意义。（1）木材的物理性质

木材的物理性质指不改变木材的化学成分，也无外界机械力的作用就能了解的性质，包括密度、水分与胀缩、电学、热学和声学等性质。前两者与木材的一般加工利用有密切关系。密度：单位体积木材的质量。木材体积由细胞壁物质和显微孔隙（胞腔、胞间隙、纹孔等）和超微孔隙（微纤丝之间的孔隙）构成，因而有体积密度和实质密度之分。体积密度：单位体积（木材自然状态下的体积，包括孔隙）木材的质量；实质密度：单位体积（木材密实状态下的体积，不含任何孔隙）木材的质量。木材的实质密度与树种关系很小，基本相同，通常取平均值1.5g/cm3。木材密度受含水率的影响较大，根据不同的含水率，密度可分为：基本密度ρI=绝干材重量/生材体积生材密度ρy=生材重量/生材体积气干密度ρg=气干材重量/气干材体积绝干密度ρv=绝干材重量/绝干材体积通常用气干密度和基本密度。影响木材密度的因素：含水率、木材构造、抽提物等，而木材构造和抽提物又受树龄、树干部位、立地条件等的影响。密度对产品性能的影响：木材的强度和韧性随密度的变化而变化。木材中的水分与胀缩木材中的水分：自由水和结合水。自由水：一般在微毛管孔隙中的水分达到饱和时才存在，其容量很大，有可能使木材的绝对含水率超过100%。自由水的增加或减小不影响木材尺寸和木材强度，只影响木材的重量、保存性和燃烧性等。结合水：存在于细胞壁中，直接影响木材的胀缩合强度。木材的胀缩：纵向收缩率1%，径向3-7%，弦向6-14%。（2）木材的力学性质强度：木材抵抗外部机械力作用（包括拉伸、压缩、剪切、弯曲等）的能力各向异性：在纵向、径向和弦向上木材的强度各不相同。

影响木材力学性质的因素:木材缺陷、木材密度、木材含水率

（3）木材的化学性质化学组成：有机物和无机物。有机物：细胞壁物质（存在于细胞壁中）：纤维素、半纤维素、木素。非细胞壁物质（存在于细胞间隙和细胞腔内）：抽提物。无机物：小于1%的灰分。木材的化学性质温带针叶材

温带阔叶材

纤维素

42±2%

45±2%

半纤维素

27±2%

30±5%

木素

28±3%

20±4%

抽提物

3±2%

5±3%

主要组分的结构与性质纤维素纤维素是不溶于水的简单聚糖。大量D-葡萄糖基通过1,4位碳原子上的β—甙键连接而成的直链巨分子化合物。分子式：（C6H10O5）n。天然状态下分子量大于10000。大分子——微纤丝（结晶区，非结晶区）——原纤维——纤维——木材物理性质：白色、无臭、无味、各项异性。无定型区有大量的游离羟基，易吸引水分子，形成氢键。这些吸附的水位结合水，当吸附水量达到饱和时，水就不能再与纤维素产生结合力，这些水就是自由水。纤维素定型区占百分比越大，结合水越多，吸湿量越大。力学性质：强度取决于分子链之间的结合力。结晶度越高，定向性越好，强度越大。化学性质：降解反应降解：用物理、化学或物理化学方法使高分子化合物分子尺寸减小、聚合度降低的现象。

酸性水解降解：纤维素在酸的作用下，缩醛链接断裂，产生水解反应，聚合度下降，还原能力增强，吸湿性增强，机械性能下降等。在人造板生产中，酸性来自于原料在高温蒸煮时，糖类物质分解的有机酸（如甲酸、乙酸），起到催化作用。

热解降解：高分子物质因受热而产生聚合度降低的作用。纤维素降解的程度与温度的高低、作用时间的长短以及介质的水分与氧气含量有密切关系。半纤维素（戊聚糖）

半纤维素由两种或两种以上单糖基构成的非均一结构的聚糖。分子式：（C6H8O4）n

性质（1）半纤维素聚合度低，强度低；（2）半纤维素为无定型物质，含有大量游离-OH，易吸湿。其含量过高，影响人造板的尺寸稳定性。半纤维素含有多种糖基和不同的连接方式，有的可以被酸溶解，有的可以被碱破坏，故易降解。在人造板生产过程中，凡有水、热作业工序都会出现程度不同的半纤维素反应。木素

木素在植物纤维中与半纤维素共同构成结构壳物质，存在于胞间层与细胞壁上微纤维之间。木素是一类复杂的芳香族化合物，基本单元是苯丙烷，通过醚键和碳—碳键连接成体型大分子，是无定型物质。性质颜色：白色或淡黄色，分离木材具有较深的颜色，与相应试剂有颜色反应。熔点：热塑性物质，无定型结构决定其无固定熔点，熔点随树种、含水率变化。通常针叶材(170-180℃)大于阔叶材（140-150℃），随含水率的增加而下降。木素的热塑性是人造板生产工艺制定的主要依据，特别是纤维板生产中它是纤维分离和重组的重要条件之一。降解：受水热作用产生水解降解，程度：半纤维素>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。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、胶合板用材原料：有一定径级的原木。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。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。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。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、原料种类小径级原木：速生材、间伐材、原料造材剩余物、采伐剩余物：枝桠加工剩余物：废单板、板皮、锯屑、木材切削废料、胶合板木芯回收利用的木质材料：废旧木材、人造板竹材、农作物秸杆、农作物加工剩余物2、原料的选择原则资源丰富

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=0.389g/cm2,Ⅰ-69ρ=0.379g/cm2,MOR=600-700Kg/cm2。目前，生产中多采用针阔叶混合原料。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。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。pH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<晚材早材<晚材早材<晚材同一株树从树根部向上逐渐增长，到树梢开始减短加工性能：加工性能是指切片和制浆的难易程度，硬材比软材难于加工，干材比生材难于加工，用于生产纤维板的木材，其密度为0.4-0.6g/cm2为好。3、原料选择原则资源丰富

M=KM′M-一年生材所需原料，M′-产量，K-生产1m3人造板所需原料中密度纤维板K=2.3原料质量

木材是最好的原料。针叶材优于阔叶材，树干优于树梢和枝桠材，边材优于心材，早材优于晚材。原料搭配：高质量与低质量原料搭配，不同树种搭配。原料含水率控制在40-50%树皮含量树皮内纤维含量低，制浆过程中易被压碎，过量会影响板的表面质量及内部结合强度。控制在10%以下。二、胶粘剂及其他添加剂

（一）胶粘剂1、胶粘剂种类

脲醛树脂与酚醛树脂胶、三聚氰胺-甲醛树脂胶并称为人造板工业用三大胶。合成树脂胶粘剂脲醛树脂（UF）酚醛树脂（PF）

三聚氰胺树脂（MF）和三聚氰胺脲醛树脂（MUF）异氰酸酯树脂胶无机胶粘剂

石膏水泥镁质胶凝材料脲醛(UF)树脂胶黏剂

脲醛树脂胶黏剂以其价廉、生产工艺简单、使用方便、色浅不污染制品、胶接性能优良、用途范围广而著称。但用脲醛树脂作为胶黏剂所制的人造板普遍存在着两大问题:一是板材释放的甲醛气体污染环境;二是耐水性,尤其是耐沸水性差。国内外学者对如何降低脲醛树脂所制板材的甲醛释放量进行了多方面研究,提出了强酸—弱酸—碱(中性)的合成新工艺;控制F/U(甲醛/尿素）摩尔比;采用甲醛二次缩聚工艺;向成品胶黏剂中加入甲醛捕捉剂；在板制成后进行后期处理。为提高其耐水性,则通过加入改性剂共聚、共混,改变树脂的耐水性能,在合成过程中加入一定量的异氰酸酯(PMDI)或硼砂。酚醛(PF)树脂胶黏剂酚醛树脂胶黏剂原料易得,具有良好的耐候性,但存在着热压温度高、固化时间长和对单板含水率要求高等缺点。为了降低成本又不太影响其性能,可引入改性剂和替代物。另外,提高固化速度,降低固化温度是PF树脂胶黏剂研究的主要方向。三聚氰胺-甲醛(MF)树脂胶黏剂

三聚氰胺-甲醛树脂胶黏剂耐水性好、耐候性好、胶接强度高、硬度高、固化速度比酚醛树脂快,三聚氰胺-甲醛树脂胶膜在高温下具有保持颜色和光泽的能力。但三聚氰胺-甲醛树脂胶黏剂成本较高、性脆易裂、柔韧性差、贮存稳定性差。在三聚氰胺-甲醛树脂胶中引入改性剂甲基葡萄糖甙,不仅能提高树脂的贮存稳定性,还可以降低成本,改善树脂的塑性,提高树脂的流动性,降低游离甲醛含量。GB/T14732-2006，木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛树脂(国家质量监督检验检疫），2006年10月15日执行。

综合国内外木材用胶黏剂生产工艺、使用特点与环保要求,木材用胶黏剂有如下发展趋势:环保呼声的日益高涨和环保法规的日臻完善,环境友好型胶逐渐成为发展的主流。主要体现在:从溶剂型向水剂型、无溶剂型转变;从低甲醛排放向零甲醛排放的转变;大力发展天然再生资源类胶和生物技术胶;选择无毒、无臭的“绿色”原料、助剂,改善胶黏剂行业从业人员的工作环境。近年来高品质、高性能、高附加值胶异军突起,成为胶黏剂市场新的利润增长点和新的研究热点,主要表现在:研制具有多重官能团、多种功能基的胶黏剂,克服单一品种的性能缺陷;利用共聚、共混复合、接枝、交联、互穿网络等现代高分子材料科学的新手段,开发耐水、耐高温、高强度、阻燃、室温固化、纳米级、生命活性等新型功能化胶;发展具有新型固化方式的胶黏剂。合成工艺复杂、设备要求苛刻的胶种不易推广应用,而原料来源广泛、容易制备、使用方便的高性能“绿色”环保胶将成为市场的“宠儿”。2、胶粘剂应具备的条件

胶粘剂应具有极性

木材是极性物质，它内部异性基团相互吸引，正负电荷抵消呈饱和状态。它表面有部分极性基团发挥作用。当极性胶黏剂与木材接触时，表面的极性基团进行定向排列而互相吸引，使胶黏剂与木材有了牢固的结合条件。润湿性

润湿性：液体在固体表面的粘附能力。接触角：接触角>90°，胶黏剂不能润湿固体表面接触角<90°,胶黏剂能润湿固体表面,且角度越小润湿性越好。胶黏剂的润湿性过大时，胶液的渗透力过强，会有过多的胶液渗到木材内部，以致造成胶层缺胶或耗胶量过大等缺点；胶黏剂的润湿性过小时，会造成胶层过厚，胶液分布不均匀等特点。胶黏剂的润湿性与胶黏剂的粘度有关，粘度越大，分子内聚力大，润湿性越小。接触角：在固、液、气三相接触达到平衡时，三相接触周边的任一点上,液气界面切线与固体表面间形成的并包含液体的夹角。若θ<90°，则固体是亲液的，即液体可润湿固体，其角越小，润湿性越好；若θ>90°，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，容易在表面上移动，不能进入毛细孔。

杨氏方程胶黏剂应具有适当的分子量对于热固性树脂，在胶合过程中受热作用，继续缩聚为分子量较高的高分子化合物。胶液分子量较低时，胶合强度较高，而分子量较高时，胶合强度反而低。对于热塑性树脂，在胶合前树脂聚合或缩聚到最终的聚合度，在胶合过程中聚合度变化很小，对胶合强度影响较小，如PVAC(聚醋酸乙烯酯）聚合度为60-200为宜。胶黏剂应有适当的酸碱度强酸性和强碱性的胶黏剂都会降低木材的力学性质，尤以强酸为甚。酸对木材有水解作用，严重降低了木材的机械强度。当pH值在3.5以下时，木材的胶合强度开始下降，因此木材的胶黏剂pH值不应小于3.5。3、胶黏剂的选择（1）根据木材产品的要求选择

胶合强度：胶黏剂的强度一般要大于被胶合木材的强度。同种胶黏剂胶合不同树种的木材，其胶合强度不同；即使同种胶黏剂胶合同树种木材，胶合条件不同，胶合强度也不同。

胶合制品的耐水性：取决于胶黏剂的耐水性。通常用于室外的人造板，选用高耐水性和高强度的胶黏剂，用于室内的人造板，选用耐水性或非耐水性的胶黏剂均可。

胶合强度的耐久性：不同胶种的耐久性有差异。同一胶种在不同条件下使用，其耐久性也不同。即使在一般条件下，由于胶层逐渐老化也会降低胶合强度的耐久性。

（2）根据胶黏剂的特性选择

胶黏剂的固含量和粘度：影响施胶量、施胶方法、胶液的流动性、施胶设备及胶合质量。一般冷压胶合材、短周期胶压材选择固含量和粘度大的胶黏剂。对胶合强度要求较低或参胶量较大的制品，通常选固含量和粘度小的胶黏剂。

胶黏剂的活性期：胶液制成后，在室温条件下，从液体变成凝聚体的时间。影响施胶、成型、排芯等工艺。一般生产周期长的产品选择活性期长的胶黏剂，反之则选择活性期短的胶黏剂。气候条件、胶液固含量和粘度、固化剂种类和用量、添加剂等对活性期有影响。

胶黏剂的固化条件和固化时间：胶黏剂的固化条件：温度、压力、被胶合材料的含水率等。一般胶黏剂都需要在一定的压力下才能达到较好的胶合效果。个别不需要压力，如压敏胶。对温度的要求根据不同胶种。有些在常温下即可固化——冷固化胶黏剂；有些需加热到一定温度才固化——热固胶黏剂；有些常温和加热状态下均固化——脲醛树脂胶。被胶合材料的含水率过高，影响胶合强度，过低，胶量消耗大。胶黏剂的固化时间：胶黏剂制成后，在一定温度下，从液状变成凝胶状的时间。一般合成树脂的固化时间较短，蛋白质胶的固化时间较长。（二）其他添加剂固化剂填充剂防水剂阻燃剂防腐剂1、固化剂

定义：一种酸性物质，将其加入树脂中，可降低树脂的pH值，促使树脂固化的物质。

分类：按外观形态分：液体状、固体粉末状按固化速度分：速效性、迟效性按化学组分分：单一型、复合型

选择：加入固化剂后使胶的pH值在4-5之间，胶合性能好。UF通常用氯化铵，PF通常不加固化剂。

用量：以固体粉末计，为树脂重量的0.5-2%，一般都有先配成20%溶液使用。2、添加剂

目的：节约树脂的耗量，降低成本；增加胶液的固含量、粘度和初粘性；防止或减少胶层收缩产生的内应力；降低游离甲醛释放量。

使用条件：在化学性质上，应是不活泼的中性物质；能与树脂很好混合，不产生分层沉淀；对树脂质量和胶合质量不产生副作用；原料丰富、价格低廉，易加工成细度大于100网目以上的粉末。

种类：木粉、淀粉、大豆粉。

加量：为液体树脂量的5-50%3、防水剂

目的：提高板制品的耐水性，改善尺寸稳定性。

作用：堵塞了刨花之间与纤维之间的空隙；增大了水与刨花或纤维之间的接触角；部分遮盖了物料表面的极性官能团，降低了吸附作用。

种类：石蜡、松香、沥青、合成树脂、干性油、硅树脂。4、阻燃剂

目的：一定程度上降低烟的产生，减轻明火燃烧和火焰的蔓延，但一般防火剂不能对上面三项同时制止。

处理方法：对原料或素板进行浸泡或涂刷；在生产过程中施加防火剂。

要求：无毒无污染，其热解燃烧产物少烟、低毒、无刺激性。对原料本身和金属联接件无腐蚀作用；不影响胶合性能和耐水性；水溶性阻燃剂应具有高的溶解度，调配比较方便；施加工艺要简单，甚至可与胶黏剂混施，对胶性能无影响；化学稳定性好、来源广、价格低廉；产品表面不影响油漆或其他二次加工。

种类：磷-氮系列、硼系列、氨基树脂阻燃剂、防炎涂料。5、防腐剂

目的：防止、抑制或中止危害木质基材的细菌、微生物以及昆虫的侵害。

要求：对各种真菌、细菌和昆虫有杀伤力，但在处理过程中，对人、畜和环境无污染；化学稳定性好、不易挥发、不会遇水流失；与胶黏剂有较好的协效性，不影响胶合强度和表面装饰；原料来源广泛、价格便宜。

种类：水溶性、油溶性、油类。（三）贴面材料薄木类热固性合成树脂类（纸类）热塑性合成树脂类（塑料薄膜）印刷木纹纸类其它

图案、纹理、色彩的载体保护1、薄木类装饰材料

薄木：是指将纹理美丽的木材经旋切或刨切而成的很薄的单板。（1）薄木种类按厚度分：薄木：厚度>0.5mm，一般0.7-0.8mm;

微薄木：厚度<0.5mm，一般0.2-0.3mm.按制作方法分类：旋切薄木、刨切薄木、半圆旋切薄木。按形态分：天然薄木-由天然珍贵树种的木方直接刨切得到的薄木集成薄木-由对花纹有一定要求的木材按薄木图案先拼成集成木后再刨切成整张拼花薄木组合薄木-由一般树种旋切的单板按同一方向胶合成木方后制成的刨切薄木染色薄木-将一般树种薄木仿珍贵树种色调染色制成的薄木成卷薄木-由连续带状的旋切薄木与纸张复合在一起制成可卷薄木（2）薄木用树种早晚材较明显、木射线粗大或密集，能在径切面或弦切面形成美丽木纹的树种；易于切削、胶合和涂饰加工。对于阔叶材其导管直径不宜过大，否则易破碎或透胶。

常用树种：国产材：水曲柳、黄菠萝、花梨木、桦木、柞木、椴木、楸木、麻栎进口材：柚木、桃花芯木、色木、红木、榉木

生长迅速的杨木、桦木、松木、柏木等均可作为人造薄木树种。

集成薄木组合薄木天然薄木染色薄木成卷薄木2、热固性合成树脂类三聚氰胺树脂浸渍纸高压装饰层积板（HPL）也称三聚氰胺装饰板、塑料贴面板（由多层构成）三聚氰胺树脂浸渍纸（一般一层）三聚氰胺装饰板三聚氰胺树脂浸渍纸3、塑料薄膜类塑料薄膜经印刷图案、花纹并模压处理后，有较好的装饰效果。常用的树脂薄膜是聚氯乙烯薄膜（PVC薄膜）。PVC薄膜印刷性能好，可制成透明或不透明的，印刷各种图案、花纹后，色泽鲜艳悦目；透气性小，可减少空气湿度对基材人造板的影响；制造方便，适于连续化、自动化生产，而且价格低廉。耐热性比较差，表面硬度比较低，胶粘剂的选择也比较困难聚氯乙烯薄膜4、印刷装饰纸类普通木纹纸

印有木纹或其它图案的装饰纸预涂饰纸

表面印有木纹并预先涂饰（聚酯清漆漆），背面有胶粘剂。

多用于胶合板和中密度纤维板的贴面装饰。在胶合板表面贴一层印刷装饰纸，再在纸面上涂以不饱和聚酯树脂漆，即得到不饱和聚酯装饰胶合板，俗称保丽板。由于木纹纸比较柔软，因此比较适合于曲面或型面的装饰。

5、其它材料贴面纺织品金属薄板竹材等四、原料的贮存与保管

对贮存场的要求：干燥、平坦，并且要有良好的排水条件原料堆垛之间必须留出一定的间隔和通道，用于防火和保证通风与干燥场地大小取决于搬运方式：人工搬运的料堆，高度一般不超过2.0-2.5m。由机械搬运的料堆，允许高达10m以上。原料贮存应注意问题：

原料贮存量由原料种类、工厂规模、运输条件及原料来源是否有季节性等因素决定，一般备用贮料要供一个月的使用量，有季节性的原料，需贮存1-2个季度的量。不同树种、不同含水率的原料分开存放。非木质原料堆垛须注意保持原料的含水率为10-15%。含水率过高，会引起腐败发热，甚至导致原料自燃。对于胶合板用原料，有条件应尽量采用水中贮存。保持高含水率150%以上，防止真菌侵害和端裂，或可在木材两端涂刷保湿防腐材料。第三节基本单元加工原料的软化处理单板制造刨花制备纤维分离其他基本单元的制造与特殊加工一、原料的软化处理（一）软化目的

1、胶合板原料软化（1）软化木段，增加塑性（防止单板在旋切时开裂，破碎过多）（2）便于旋切，减少应力，延长刀具寿命，节能；（3）可浸提出部分木材细胞内含物：树脂、单宁等，有利于单板干燥、胶合和油漆。2、刨花板原料软化控制原料的含水率在40-60%之间，对于密度较大的树种可以在温水中浸泡适当增加含水率到70%。3、纤维板原料软化提高纤维原料的塑性，改善纤维质量；减少动力消耗，缩短纤维分离时间。（二）软化处理方法喷水处理:将水直接喷洒在原料上，主要用于对刨花板和纤维板原料中含水率较低的工厂废料、木工下脚料和混合原料。水煮、水与空气同时加热以及蒸汽热处理：将原料放在专用水池或蒸汽池中加热软化，用于胶合板原料。设备简单，操作方便。加压蒸煮：将纤维原料置于压力容器内，经过蒸汽热水处理后达到软化目的，主要用于纤维板生产中，纤维分离前的木片预处理。（三）软化处理工艺1、木段热处理工艺

木段在处理过程中经历升温、保温、自然冷却均温阶段，此过程不能剧烈升温和冷却，防止开裂。升温阶段:

木材的树种、含水率和单板的厚度要求等条件不同时，对木段的加热温度和升温速度要求也不同。一般：硬阔叶材比软阔叶材要求的温度高；陆地贮存的木材比水中贮存的木材要求的热处理温度高；旋切厚单板时，对木段的热处理温度要求高一些。

注意：木段热处理温度的合理选择温度过高，木段塑化过度，旋出的单板易起毛；温度过低，木材塑性不足，旋切的单板易裂。保温阶段:

加热时间的具体确定与木段的树种、直径、密度、含水率、介质温度、单板厚度要求和要求达到的木芯温度有直接关系。一般采用经验数据测定，多在60-90℃之间调节。自然冷却均温阶段:

木段在水热处理后，若直接放在室温条件下，易出现开裂现象（内应力导致），因此，需要一个自然冷却并使木段温度均衡的时间。初始温度分布开始加热继续加热加热到30分钟时继续加热继续加热继续加热加热到120分钟时加热到300分钟加热到700分钟时最终温度分布60-65℃50-60℃10-20℃20-30℃40-50℃30-40℃杉木木段直径222mm，长度2000mm，水温65℃，环境温度9.5℃。2、木片加压蒸煮工艺

木片蒸煮主要用于纤维分离前的木片软化。主要有蒸汽蒸煮和水蒸煮两种方式，常用的是蒸汽蒸煮。木片软化过程:

蒸汽

水热作用

浸透木片

软化木素，伴生水解

软化木片

汽蒸可以大大提高木材的塑性，降低纤维分离过程中的动力消耗，缩短分离时间，提高木浆质量。木片软化机理：

浸透作用：与木片厚度、树种和蒸煮工艺参数有关。塑化作用：木片因润胀而降低了纤维之间的结合力。预水解作用：指在不加酸和碱条件下木材的水解。木片中的化学组分在不同含水率状态下的软化点木素纤维素半纤维素绝干木片134

235℃231

258℃167

217℃含水率30

40%的木片90

110℃基本不变85

95℃显然：木片的软化点（实际上是木素的软化点）与原料的水分有密切关系。提高木片的含水率使其软化点下降，有利于木片的塑化（当“结壳物质”木素和“填充物质”半纤维素均被软化后，纤维素之间的结合力将大大下降）。木片软化时的预水解作用强弱与预热蒸煮温度的大小有直接关系。一般，预水解有几个阶段:（1）当预热温度达到100℃以上，预水解作用开始，木材中的热水抽出物、单宁和果胶等物质首先溶出。（2）当预热温度达到160

180℃，半纤维素开始降解，产生的有机酸对预水解具有催化作用，木素在此过程中进一步受热软化，纤维之间的结合力大大下降。（热磨机分离纤维时的温度通常控制在此温度范围）（3）当预热温度大于180℃，且维持的时间较长时，则开始出现纤维素的降解，这将直接导致纤维的强度下降。3、软化处理设备木段热处理设备煮木池:水煮池：间歇作业。采用较高水温（70-80℃），适宜大径级木段的软化。蒸汽热处理池：水与空气热处理池：有两种方式，为连续作业。二、木段剥皮（一）剥皮的原因

1、树皮是由外皮、韧皮部和形成层组成，树皮本身及树皮木质部之间结合力很弱，在胶合板生产过程中毫无用处。

2、树皮的韧皮部基本为细长纤维，旋切时容易堵塞刀门

3、树皮内常含有金属和泥沙等杂物，旋切时对旋刀磨损较大或直接损伤旋刀，影响旋切正常进行和单板质量。（二）剥皮的方法手工剥皮，机械剥皮（分切削型、摩擦型和冲击式剥皮。切削型，纵向：刀具沿木段长度方向运动。横向：刀具沿木段圆周方向运动。螺旋：质量好摩擦型：水刀冲击型：高压水）三、单板制造

包括木段定中心、单板旋切、单板运输以及旋刀维护和安装等工序。

（一）木段定心

1、目的准确确定木段在旋切机上回转中心的位置，是提高单板出板率的重要途径。定心准确可使木段连续单板出板率提高15%。一般的木段为非标准圆柱体，因此在旋切时，不可避免地出现碎单板和窄长单板，只能在旋成圆柱体后，再出连续整单板。保证正确定心，才能使碎单板、窄长单板减少。窄长单板增多会造成后工序加工量的负担，增加成本和能耗，如剪切、拼接、干燥。2、定心原则（1）直接在木段端面定心（2）在木断最大内接圆柱体断面定心（3）在最小内封闭曲线上寻找最大内切圆。3、定心的方法人工样板法定心和机械定心（光环定心、三点定中心、二只直角钢叉定中心、四点定中心、计算机扫描定心）。定心的好坏能使木段连续单板出板率相差15%。125

直接在木段端面定心人工定心：无需设备，操作方便，但误差较大。光环定心：采用光环发生器在木段端面定中心。适宜直径大，弯曲度和尖削度小、形状规则的木段定心。光环定心图工作原理：采用两组同心光环分别打在原木的两个端面上，由人工目测确定原木两端面的中心点，然后通过液压控制的机械式升降台架来调整原木的位置，通过操作者的目测使其在两端面上原木与光环相内接，从而确定出两端面的最大内接圆。对弯曲度不超过3%的大径级原木进行定心比较有效，但对于弯曲度较大的小径级原木就力不从心。同时效率较低。

在木段最大内接圆柱体断面定心（机械定心）三点定心：利用三个相互交叉成120°角、并与回转中心始终保持等距离的点来确定该断面的中心。只适用于横断面为圆形的木段。四点定心：利用两个对称的点，使其与未来的回转中心始终保持相等的距离来确定该断面的中心。适用于对称的断面，当断面不对称时会有误差。成对直角钢叉定心：上钢叉可左右转动，使直角的交点与回转中心始终保持等距离。方法简单，装置可直接安装在旋切机上。适用于木段外形比较规整，且基本上是圆形或椭圆形。该设备定心精度不高，但可以直接安装在旋切机上，结构简单、紧凑，使用方便。可使连续单板带数量比人工定心多3-4%。

在最小内封闭曲线上确定最大内切圆（计算机扫描定心系统）计算机X-Y定心系统工作原理：当木段转动360°时，摄像机同时扫描了木段外形，每当木段转15°角，摄像机就摄取一次木段外貌尺寸并输送给计算机。计算机根据输入信息自动找出该木段的最大内接圆柱体的轴线位置，伺服油缸使木段运动到合适位置，然后运用上木装置卡住木段送到旋切机上。可适应比较复杂的原木，定心精度较高（可使单板出板率提高10-12%），速度快（每分钟可处理9根以上的木段），目前是国际上公认的最先进的旋切定心机。根据扫描时所采用的技术不同，计算机扫描定心分为四种：（1）摄像扫描定心：利用计算机视觉检测技术，通过计算机分析和处理图像确定原木中心，日本桥本VCC型自动定心装置就是这个原理。将黑白摄像机置于原木定心卡轴旁，摄取原木两端图像，将图像资料输入计算机并显示在监视器上，计算机分析自动找出原木端头图像的几何中心点，算出该点与卡轴之间的位置差值，然后指令XY轴油缸做XY方向上的补差移动，使原木端面的几何中心能与卡轴处于同一水平线上，完成定心。（2）激光扫描定心：利用原木外表面的反射光束，测出原木与激光器之间的距离，获得原木轮廓的外形信息。芬兰Raute公司的XY原木定心机就利用此原理。（3）光束扫描定心：利用光束被阻断原理，测取原木直径。该装置包括光源，抛物镜，扫描器或检测器等。抛物镜和光源可位于原木同一侧或同侧。（4）感应器扫描定心：先将原木卡入定心卡轴，进行试运转，在原木上方安有3个感应器，可以是光感或触感，每个感应器测取所处位置原木回转表面上1280个点的形状特征数值，并将信息输入计算机，计算机分析比较最后定心。132

XY定心设备木段定中心的实质，就是准确地确定木段在旋切机上的回转中心位置，使获得的圆柱体最大。所以，完成木段回转中心线与最大内接圆柱体中心线相重合的操作称为定中心。人工定中心误差较大；机械定中心比人工定心可提高出材率约2％-4％；计算机扫描定心可提高出材率5％-10％，整幅单板比例可增加7％-15％，但投资较大。（二）单板旋切

单板制造方法有旋切、刨切、锯切三种。

98％以上的单板是由旋切或刨切制成。其中旋切单板占总产量的95％，所以旋切是胶合板工业的基础技术。刨切多用于制造薄木。锯切单板仅用于乐器制作。

1、旋切的基本原理

木段做定轴回转运动，旋刀做直线进给运动。旋刀刃口平行于木材纤维方向，进给方向垂直于纤维方向，旋刀从木段上依次旋切下碎单板、窄长单板、连续单板，剩下木芯。单板厚度为木段回转一周的旋刀进刀量。有卡轴旋切机。该机利用卡轴支持木段，并使其转动。有卡可以旋切直径大的木头,直径1.3m都可以,一般旋切后的木芯直径为9

14cm。有卡轴旋切机有卡轴旋切机先进的无卡轴旋切机由支持动力辊支持木段，并使其转动。上压辊起定位和压尺作用。旋切时，旋刀和上压辊不动，而依靠支持动力辊作同步转动和向上的移动，使木段始终压在上压辊下，以便连续地旋切单板。无卡只可以旋切小径木材但必须木材要圆，一般30cm之内可以旋切，且木心小，可以旋到3cm左右,一般旋切后的木芯直径为50-60mm。而价格根据不同生产厂家、不同档次、差距很大，如同样都是8尺有卡，日本产的约100万美金，国产的价格从100万人民币到5万人民币都有，一般可切0.03mm-4mm，宽度在900mm-2700mm，精度有卡在0.05mm以内，无卡在0.1-0.2mm。高生产能力旋切生产线的无卡轴旋切机以每分钟15根小径圆木的速度加工高质量单板。

无卡轴旋切机机械无卡轴旋切机BQ1813

单板旋切单板刨切数控无卡轴旋切机2、旋切力学

旋切过程中，作用在木段上的力包括:旋刀对木段的作用力压尺对木段的作用力卡头对木段的作用力3、旋刀和压尺的位置为得到优质单板，在旋切时应注意保持合理的工艺条件，安装和调整好旋刀和压尺的位置是十分重要的。旋刀的位置：旋刀安装应根据h和后角α。压尺的位置：教材4、单板质量与出板率

（1）单板质量评价单板质量的几项指标：

单板厚度偏差（旋刀压弯木板形成两端厚中间薄的单板，可用旋刀刃口形状变化来调整）单板背面裂隙（过深会造成单板断开）单板表面光滑度（软化不足或过度，旋刀磨钝会加大涂胶量，砂光量）单板横向抗拉强度（太低会造成单板破碎）影响单板质量的因素木段处理质量，达到适度塑化。旋切工艺条件：旋刀参量，压尺的运用，旋刀刃口对于卡轴水平成的垂直距离。旋切机的精度，保养程度。被加工物系统的刚性（木段弯曲，刀架变形）。（2）单板出板率

木段旋切产生的四个部分：碎单板V1：木段开始旋切时产生窄长单板V2：木段长度方向旋平后产生连续单板V3：木段旋圆后产生木芯V4：旋切剩余物单板出板率：

连续单板出板率:

提高单板出板率的措施提高单板的旋切精度，减少单板实际厚度与名义厚度的偏差。使用多重卡轴或无卡轴旋切机，减少木芯尺寸准确定心，木段截弯取直。避免旋切中连续单板破碎，尽量利用碎单板（采用单板自动分选系统、木段旋圆与旋切分开），窄长单板拼接成整幅单板。有关标准：GB/T15104-94《装饰单板贴面人造板》，该标准对装饰单板贴面胶合板在外观质量、加工精度、物理力学性能三个方面规定了指标。其物理力学性能指标有：含水率、表面胶合强度、浸渍剥离。GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》规定了该产品的甲醛释放限量指标。三、刨花制备（一）刨花制备的准备工序1、原木（小径木）截断、调湿、去皮原木含水率在制刨花前以40％－60％为宜。刨花中树皮含量应小于10％。2、去除金属杂物铁片、铁钉（原木运输中捆扎用）用电子金属探测器（二）刨花类型与形态

1、刨花类型

刨花形状、尺寸直接影响刨花板的静曲强度、平面抗拉强度、握螺钉力以及生产工艺等。刨花一般分为两大类：工艺刨花（特制刨花）、废料刨花。（1）特制刨花：是采用专业设备生产的专供刨花板生产用的刨花，包括宽平刨花、棒状刨花、微型刨花和纤维刨花。

窄长平刨花：长25-80mm、宽8-13mm、厚度0.2-0.4mm，用刨片机加工。

宽平刨花：长20-50mm、宽20-40mm、厚0.2-0.7mm，华夫板用。

针状刨花：宽约0.2mm、长8mm，最长可达30mm,优质表层材料。

棒状刨花：形状像火柴杆。宽厚相近6mm或更小，长度为宽度的4-5倍。

木片：长度与宽度接近，通常为13-15mm，厚度不等。

纤维或纤维束：纤维板用的木纤维，用作表层料。制成的刨花板表面光滑平整。（2）废料刨花：在木工机床上进行各种机加工(例如刨、铣、锯、砂光等)时产生的一种废料。主要有工厂刨花（刨、铣等加工产生的废料）、颗粒刨花（锯屑及砂光粉）。呈C型，纤维切断多，不易施胶，强度不高，但价格低，废料利用，表层刨花中可有20％锯末，但耗胶量大。制造普通刨花板的刨花是窄长平刨花。锯末加量＜15%有好处，板面较平，且有填空作用，＞15%则影响强度。锯末能提高表面质量，但成本较高。2、刨花形状尺寸对刨花板质量的影响（1）刨花的厚度刨花越薄，制成的刨花板强度越高，尺寸稳定性越好，表面平度增加。但过薄，刨花易碎，强度反而下降，刨花的厚度一般为0.2mm为佳。（2）刨花长度刨花越长，制成的刨花板强度越高。但刨花太长，施胶不均匀，铺装易搭桥。（3）刨花宽度随刨花宽度增加，刨花板的强度下降，但影响不很明显。刨花太窄，表面不平度增加，因而工艺上加一个打磨工序，使刨花再碎，从而保证表面质量。（4）长厚比（刨花形态的形状系数）长厚比=刨花长度/刨花厚度表层刨花150-200，芯层刨花60左右。（三）刨花制造1、直接刨片法

对于形状比较规整宜采用此法。（1）直接刨片法的特点对原材料有一定的要求，只适应于小径材和木芯采用横向或接近于横向切削的方法，加工的刨花纤维比较完整，厚度比较均匀，长度比较一致，表面光洁度好。加工的刨花宽度方向上易碎，长度和厚度易于控制。能耗低。（2）刨片设备盘式刨片机：加工产品质量表面光滑，胶合性能好，但生产率低，为提高产量，必须加大圆盘直接，动力消耗大。刨花加工常用设备-鼓式刨片机加工小径材，用于OSB生产刨花厚度较均匀

主要取决于刀的伸出量刨花长度较均匀主要取决于割刀间距

刨花宽度不定

一般须在宽度方向再碎2、削片-刨片法（1）削片-刨片法的特点对原材料的适用性较强，形状可以不规则。先用削片机将木材加工成木片，然后用刨片机将木片加工成刨花。

木片尺寸：长30-50mm，宽20mm，厚12-15mm

刨花尺寸：长10-30mm，宽10mm左右，厚0.3-0.7mm盘式削片机：刨花的长度和厚度较易控制盘式削片机，结构紧凑合理，操作简便，生产能力大，木片合格率高，单位木片产量能耗低，是生产优质木片的理想设备。盘式削片机的原料适应范围较小，一般只能切削通直的大直径规格材料。

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盘式削片机刨花加工常用设备-鼓式削片机鼓式削片机对原料的适应范围广，用于普通刨花板的生产，加工出的木片不能直接使用。木片长度较均匀，主要取决于刀的伸出量。木片宽度、厚度不定，一般需在厚度方向上再碎后才能使用。在人造板业中，采用鼓式削片机较多。

鼓式削片机162

削片机进料机构削片机外形及削出的木片刨花加工常用设备-双鼓轮刨片机对削片机加工出的木片进行（厚度方向的）再加工。木片厚度度较均匀，主要取决于刀的伸出量刨花加工常用设备-（十字型、锤式再碎机）用于加工对大木片或大刨花,生产细小刨花或在宽度方向对大片刨花进行再碎（四）刨花的制备工艺

利用刨片机直接由原木刨制刨花（薄片状）做刨花板芯层。再用刨磨机研磨进一步粉碎成细刨花做刨花板表层。对不规则原料如枝桠、枝皮、碎单板可用削片机加工成削片，再用双毂轮刨片机加工成窄长刨花。刨花制备工艺过程。

刨花的制备工艺四、纤维分离（一）削片

各种原料首先加工成木片，设备为削片机或刨片机（与刨花板所用相同）（二）纤维制备1、纤维分离方法

（1）机械法用磨盘磨搓木片，木片事先未经预热软化，导致能耗大，此种方法已淘汰。

（2）热机械法（又称热磨法）使用机械为热磨机，先在热磨机的预热部分对木片进行预热软化，使胞间质软化易纤分。由于木片经预热软化，纤维分离质量好，能耗较低，生产率高，木片中的纤维有90-95%可分离出来，称为纤维得率。

（3）化学机械法用化学药品处理木片，除去部分胞间质，再进行机械磨搓分离。由于用化学药品易造成纤维损失，使成本较高，只有85%的纤维能从木片中取得，并且废水污染严重。（4）爆破法

将木片封闭在高压容器中，在8Mpa高压蒸汽处理5秒后，快速开启缸压阀，使木片中浸入的蒸汽迅速膨胀，把木片爆破成卷曲的纤维。该法纤维形态好，木片中95%的纤维能分离开，但能耗高，设备造价高。以上各种方法的特点对比化学法热磨法爆破法

纤维得率低最高中

纤维形态较差较差完好

能耗低较低高污染物产生高较高少生产效率较高高较高纤维分离程度较高较高最好2、热磨法制备刨花木片先经饱和蒸汽预热蒸煮（蒸汽压力0.8-1.2MPa，温度170-188℃，5-10min)木片在磨室中受磨片的研磨作用以及相互之间的作用下，分离成单根纤维或纤维束开始阶段：木片受磨盘挤压揉搓作用，经历断片→材梗→纤维束的过程

预备阶段：木片进入预磨区，受挤压。

初级过程次级过程：主磨区完成纤维束→单体纤维→分丝帚化的过程

纤维分离过程理论

3、热磨设备我国目前使用的热磨机均为单旋磨盘的热磨机，磨盘可单或双向旋转，木片通过螺旋送料器由固定磨盘中心孔挤入磨盘间。

热磨设备173

BW1111热磨机BW116/10(SRMB6)热磨机BW116/10B(QW6B)热磨机BW116/10D(QM9D)热磨机BW116/