全 文 ：第 wu卷 第 v期
u s s y年 v 月
林 业 科 学
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¤µqou s s y
相思 !桉树刨花板两步法模压工艺的研究
王 正t 高 黎u 郭文静t
kt1 中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 tsss|t ~u1 北京林业大学材料科学与技术学院 北京 tsss{vl
摘 要 } 以相思 !桉树 u树种的木材加工剩余物为原料 o研究两步法刨花模压板的制造工艺以及各工艺参数与板
材性能的关系 ∀结果表明 }以刨花预压制坯再进行热压模压的两步法刨花模压工艺 o制备具有立体结构的刨花模
压装饰板材的技术路线是可行的 ∀相思和桉树 u树种的对比试验研究结果表明 }相思刨花模压制品性能优于桉树
刨花模压制品 ∀按选用工艺参数 o相思原料的刨花模压制品性能完全达到相关国家标准 ∀在工艺参数与板材性能
相关性研究中 o板材密度对模压板表观性能 !内结合强度 !静曲强度等板材性能具有显著性影响 ~热压模压温度和
热压模压时间对板材吸水厚度膨胀率有较显著影响 ∀施胶量增加 o板材的各种物理力学性能都会提高 o尤其对吸
水厚度膨胀率影响最为显著 ∀
关键词 } 相思 ~桉树 ~刨花 ~两步法 ~模压
中图分类号 }≥z{w 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylsv p ssw{ p sy
收稿日期 }ussv p ts p u| ∀
Τηε ΤωοpΣταγε Προχεσσ οφ Μολδεδ Παρτιχλεβοαρδ Μαδε οφ Αχαχια ανδ Ευχαλψπτυσ
• ¤±ª«¨ ±ªt Š¤²¬u Š∏² • ±¨­¬±ªt
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ Ινδυστρψo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|t ~ u1 Χολλεγε οφ ΜατεριαλΣχιενχε ανδ Τεχηνολογψo Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{vl
Αβστραχτ} ˜¶¬±ª·«¨ µ¨¶¬§∏¨¶©µ²° º²²§¦²±√¨ µ¶¬²± ²© Αχαχια ¤±§ Ευχαλψπτυσ ¶³¨¦¬¨¶¤¶ °¤·¨µ¬¤¯ o·«¨ °²¯§¨§ §¨¦²µ¤·¬√¨
³¤µ·¬¦¯¨ ¥²¤µ§³µ²§∏¦·¶º¨ µ¨ °¤±∏©¤¦·∏µ¨§¥¼·º²2¶·¤ª¨ ³µ²¦¨¶¶¤±§·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨ ±¨ ³µ²¦¨¶¶³¤µ¤°¨ ·¨µ¶¤±§³µ²³¨µ·¬¨¶²©
³µ²§∏¦·¶º¨ µ¨ ¶·∏§¬¨§¬±·«¬¶³¤³¨µq׫¨ µ¨¶∏¯·¶«²º¨ §·«¤··º²2¶·¤ª¨ ³µ²¦¨¶¶º¤¶³µ¤¦·¬¦¤¯ ·²³µ¨2³µ¨¶¶³¤µ·¬¦¯¨ ¥²¤µ§°¤··«¨ ±·²
«²·2³µ¨¶¶¬± °²¯§·² ³µ²§∏¦¨ ·µ¬§¬°¨ ±¶¬²±¤¯ §¨¦²µ¤·¬√¨ ³¤µ·¬¦¯¨ ¥²¤µ§q „¦¦²µ§¬±ª·² §¨¶¬ª±¨ §³¤µ¤°¨ ·¨µ¶o³µ²³¨µ·¬¨¶²© Αχαχια
³µ²§∏¦·¶¤¯¯ ¬¨¦¨ §¨¨§±¤·¬²±¤¯ ¶·¤±§¤µ§qŒ±·«¨ ¶·∏§¼ ²©µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³ ¥¨·º¨ ±¨ ³µ²¦¨¶¶³¤µ¤°¨ ·¨µ¶¤±§³µ²³¨µ·¬¨¶²©³µ²§∏¦·¶o¬·
º¤¶µ¨°¤µ®¤¥¯¨·«¤·¤¬°¬±ª§¨±¶¬·¼¬±©¯∏¨±¦¨§²± ³µ²³¨µ·¬¨¶²©¶∏µ©¤¦¨ o¬±·¨µ±¤¯ ¥²±§¶·µ¨±ª·«kŒ…l ¤±§¥¨±§¬±ª¶·µ¨±ª·«¤±§¶²
²±q‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤±§·¬°¨ ³¤µ¤°¨ ·¨µ¶«¤§√¬¶¬¥¯¨¤©©¨¦·¨§²±·«¬¦®±¨ ¶¶ ¬¨³¤±¶¬²±µ¤·¨²©º¤·¨µ¤¥¶²µ¥¬±ªk×≥l ²©·«¨
³¤±¨ ¶¯q„¶¤³³¯¬¦¤·¬²± ²©ª¯∏¨ ¬±¦µ¨¤¶¨§o¤¯¯³«¼¶¬¦¤¯2°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶¬±¦µ¨¤¶¨§o ¶¨³¨¦¬¤¯ ¼¯©²µ×≥ q
Κεψ ωορδσ} Αχαχια~ Ευχαλψπτυσ~³¤µ·¬¦¯¨ ~·º²2¶·¤ª¨ ³µ²¦¨¶¶~°²¯§³µ¨¶¶
相思属含羞草科k¬°²¶¤¦¨¤¨ l金合欢属k Αχαχιαl o共有 t uss多种 o主要产于澳大利亚和其他一些热带 !
亚热带的干旱 !半干旱地区k江泽慧等 oussul ∀目前 o我国相思类树种的人工栽培面积超过 x1vv万 «°u o栽培
区域已扩展到华南 x个省区 |x万 «°u 的土地k龚木荣等 ousstl ∀除了作为薪炭材 o在造纸 !胶合板及装饰单
板 !实木家具 !栲胶和饲料等方面已广泛运用 ∀
桉树属桃金娘科k¼µ·¤¦¨¤¨ l桉属k Ευχαλψπτυσlk成俊卿 ot|{xl ∀同样原产于澳大利亚 o最早在 t{|w年引
种 ∀目前我国桉树面积已超过 txs万 «°uk殷亚方等 ousstl ∀桉树是家具和装饰的优质材料 ∀桉树造纸工艺
相对已经比较成熟 o生产桉树纤维板 !提炼桉树油发展前景很好k宋永芳 ot||{l ∀
上述 u树种在我国大面积栽培 o如何进一步扩展其应用领域 o特别是将其枝丫材 !间伐抚育剩余物和木
材加工剩余物充分利用 o已经成为亟需解决的问题 ∀通过刨花模压技术将其制成各种刨花模压制品的装饰
板材将是一种可行途径 ∀刨花模压技术是将木质材料及其加工剩余物 o制成一定规格的刨花 o施以一定数量
的树脂和其他添加剂 o在模具中热压成具有三维立体形状和规格的产品k科尔曼等 ot|{wl ∀中国林业科学研
究院木材工业研究所通过长期研究 o发明一种两步法刨花模压工艺 o适用于我国很多设备 !资金不足 o生产工
艺落后小型企业的技术改造和产品更新换代 ∀现将以上述 u树种为原料的刨花模压工艺研究情况和结果介
绍如下 o为开拓人工速生材的利用途径并达到工业生产目的提供理论依据 ∀
t 材料与方法
111 试验材料
相思树材料包括马占相思k Αχαχια µανγιυµl !大叶相思k Αq αχυριχυλαεφορµισl !厚荚相思k Αq χρασσιχαρπαl !
黑叶相思kΑq µελανοξψλονl等 w种 o取自广州龙洞林场 o密度 s qwx ∗ s qzs ®ª#¦°pv o³‹值 w qs ∗ y qt ~桉树材料
包括尾巨桉k Ευχαλψπτυσ υροπηψλλα ≅ χαµαλδυλενσισl !尾叶桉k Ε q ευροπηψλλαl !尾细桉k Ε q υροπηψλλα ≅ τερετιχορνισl !
尾赤桉k Ε q υροπηψλλα ≅ γρανδισl和大花序桉k Ε q χλοεζιανεlx种 o取自广西南宁东门林场 o密度 s1yv ∗ s1{z ®ª#
¦°pv o³‹值 x1t ∗ y1v ∀u树种的原料都采用原木加工剩余的边角废料制备刨花 ∀刨花芯层料的尺寸为k{ ∗
usl °° ≅ ks1w ∗ s1{l °° ≅ ks1w ∗ s1{l °° o表层料的尺寸为kt ∗ xl °° ≅ ks1t ∗ s1vl °° ≅ ks1t ∗ s1vl °°∀
胶粘剂为 °ƒ胶 o由中国林业科学研究院木材工业研究所胶粘剂室制备 ∀理化指标 }固体含量 wz h ∗
w{ h o粘度 |s ∗ tss ¦³o³‹值 |1x ∗ ts o固化温度  tvx ε ∀助剂为 ∞∂ „ 热塑粘合剂 ∀固体含量 xx h o粘度
tts ∗ tus ¦³∀
112 试验设备
vxΠ{Πu∂ 型削片机 ~°{°型双鼓轮刨片机 ~⁄ƒvsu型干燥箱 ~×≥ |xsΠv型筛选机 ~ƒ tvs⁄Π≥型拌胶机 ~
±⁄p tss型预压机 ~≠zt p tss型模压机 ∀
113 试验设计
t1v1t 工艺流程 两步法刨花模压工艺流程如下 ∀
第一步 }
木片 刨片 湿料仓 干燥 筛分 干料仓 拌胶 计量 铺装 预压 模压板坯
∞∂ „ 调胶 ζ °ƒ
第二步 }
模压板坯 热压模压 修边 成品库
在上述工艺中 o首先将木材加工剩余物经过削片制成木片 o然后再经过刨片 !干燥 !施胶 !铺装 !预热压等
工序制成模压用板坯 ∀该种板坯具有一定的强度 o可以搬运和切割 o其另一个特点是可以通过进一步热压模
压形成具有一定强度和三维形状的模压板材 ∀
t1v1u 工艺因子的选择 在两步法工艺中 o经过预热压工艺试验 o确定第一步的预热压工艺参数如下 }预压
温度 {s ε !预压时间 | °¬± !预压压力 t1x °¤!∞∂ „加量 w h和板坯初含水率 t| h ∀预压后模压用板坯幅面
vt ¦° ≅ vt ¦° !目标厚度 y °°∀
在确定预压工艺参数的基础上 o通过正交设计考察以下热压模压工艺因子对最终的模压装饰板材性能
的影响 }树种 !热压时间 !热压温度 !施胶量和目标密度 ∀选用正交表 t{kut ≅ vzl o留出 v个空白列 ∀模压热
压工艺因子 p水平表见表 t ∀
表 1 刨花模压热压因子 −水平表
Ταβ .1 Τηε χοδινγ φαχτοριαλλεϖελσ
树种
≥³¨¦¬¨¶
热压时间
‹²·2³µ¨¶¶¬±ª
·¬° Π¨°¬±
热压温度
‹²·2³µ¨¶¶¬±ª
·¨°³¨µ¤·∏µ¨Πε
施胶量
Š¯ ∏¨
¤³³¯¬¦¤·¬²±Πh
目标密度
„¬°¬±ª§¨±¶¬·¼Π
kª#¦°pvl
t 相思 Αχαχιαk„l x txs y s1zx
u 桉树 Ευχαλψπτυσk∞l z tyx { s1{x
v | t{s ts t1ss
最终形成的模压装饰板主要考察
以下几个性能指标 }板面表观质量k观
测热压模压后板材表面拉伸撕裂状
况 o采用/多人目测评分法0 o即相同人
群根据具体情况对板表面质量进行评
分 ots分为满分l !静曲强度 !内结合
强度和吸水厚度膨胀率 ∀试验物理力
学性能指标测定参照刨花板 Š…Π× w{|z1t ∗ w{|z1z p ussv进行 ∀测试方法按照人造板及饰面人造板物化性
能试验方法 Š…Π× tzyxz p t|||进行 ∀
u 结果分析和讨论
通过热压模压试验 o测出的物理力学性能见表 u ∀
|w 第 v期 王 正等 }相思 !桉树刨花板两步法模压工艺的研究
表 2 相思 !桉树刨花模压试验结果
Ταβ .2 Προχεσσ παραµετερσ ανδ τεστ ρεσυλτσ
试验号
∞¬³¨µ¬° ±¨·
‘²q
试验参数 °¤µ¤°¨ ·¨µ¶ 试验结果 • ¶¨∏¯·¶
树种
≥³¨¦¬¨¶
热压时间
‹²·p³µ¨¶¶¬±ª
·¬° Π¨°¬±
热压温度
‹²·p³µ¨¶¶¬±ª
·¨°³¨µ¤·∏µ¨Πε
施胶量
Š¯ ∏¨
¤³³¯¬¦¤·¬²±Πh
目标密度
„¬°¬±ª§¨±¶¬·¼Π
kª#¦°pvl
表面质量评分
≥∏µ©¤¦¨ ³µ²³¨µ·¼
¶¦²µ¨
uw «吸水厚
度膨胀率
uw «×≥Πh
静曲强度
 ’•Π°¤
内结合强度
Œ…А°¤
t „ x txs y s1zx w1v u|1u{ |1y| s1xwt
u „ x tyx { s1{x y1s t|1z{ ty1uu t1txz
v „ x t{s ts t1ss {1v tx1xv t|1xu t1xzw
w „ z txs y s1{x y1z ux1wx tx1vs s1z{y
x „ z tyx { t1ss {1y ty1vx t{1|v t1ww{
y „ z t{s ts s1zx x1y tt1vy tz1yx s1|wt
z „ | txs { t1ss {1t tz1yy uu1t{ t1wsz
{ „ | tyx ts s1zx x1x tu1v| tt1z{ s1zzv
| „ | t{s y s1{x x1{ tz1zz tz1ww s1y|x
ts ∞ x txs ts s1{x x1y uw1uy us1sw t1sy{
tt ∞ x tyx y t1ss z1s w{1wv tt1zw s1yu|
tu ∞ x t{s { s1zx w1y u|1vx ty1ss s1t|v
tv ∞ z txs { s1zx x1| vs1sz tv1wz s1uux
tw ∞ z tyx ts s1{x x1z ux1z| ux1zz s1{xx
tx ∞ z t{s y t1ss z1v vu1yw t{1z{ s1xtw
ty ∞ | txs ts t1ss {1u uv1{w t{1sw t1twx
tz ∞ | tyx y s1zx x1u vs1tw ts1zx s1vt|
t{ ∞ | t{s { s1{x w1v uz1vv tz1yt s1vtu
对试验结果进行方差和极差分析 o结果如表 v !w所示 ∀
表 3 工艺参数对产品性能影响方差分析表
Ταβ .3 ς αριανχε αναλψσισ ον πηψσιχαλ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ οφ µ ολδεδ παρτιχλεβοαρδ( Α= 0 .05)
性能
°µ²³¨µ·¬¨¶
方差来源
≥²∏µ¦¨¶
自由度
⁄ƒ
偏差平方和
×¼³¨ ¶ ≥≥
平均偏差平方和
 ¤¨± ¶´∏¤µ¨
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
Π
表面质量
≥∏µ©¤¦¨
³µ²³¨µ·¼
树种 ≥³¨¦¬¨¶ t |1|st |1|st |1{t s1ssu
热压时间 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¬°¨ u |1tzw w1x{z w1xw s1stv
热压温度 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ u x1usz u1ysw u1x{ s1s{t
施胶量 Š¯ ∏¨ ¤³³¯¬¦¤·¬²± u v1tzz t1x{| t1xz s1utv
目标密度 „¬°¬±ª§¨±¶¬·¼ u txx1wzt zz1zvx zz1ss s1sss
误差 ∞µµ²µ |{ |{1|v| t1sts
总误差 ײ·¤¯ µ¨µ²µ tsz u{t1{y|
uw «吸水厚度
膨胀率
uw « ×≥
树种 ≥³¨¦¬¨¶ t x wxy1stx x wxy1stx vvy1{vs s1sss
热压时间 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¬°¨ u t syt1sxz xvs1xu| vu1zxu s1sss
热压温度 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ u uzz1z|| tv{1|ss {1xzx s1sss
施胶量 Š¯ ∏¨ ¤³³¯¬¦¤·¬²± u v zuw1ztz t {yu1vx| ttw1|zw s1sss
目标密度 „¬°¬±ª§¨±¶¬·¼ u tyw1{xs {u1wux x1s{| s1ssz
误差 ∞µµ²µ txs u wu|1zt| ty1t|{
总误差 ײ·¤¯ µ¨µ²µ tx| tv syw1zsv
静曲强度
 ’•
树种 ≥³¨¦¬¨¶ t v1wzw v1wzw s1vss s1x{w
热压时间 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¬°¨ u uuv1|y| ttt1|{w |1yz| s1sss
热压温度 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ u tv{1y{| y|1vww x1||v s1ssv
施胶量 Š¯ ∏¨ ¤³³¯¬¦¤·¬²± u y|z1wxs vw{1zux vs1tws s1sss
目标密度 „¬°¬±ª§¨±¶¬·¼ u t swv1v{u xut1y|t wx1s{| s1sss
误差 ∞µµ²µ t{u u tsx1z{w tt1xzs
总误差 ײ·¤¯ µ¨µ²µ t|t w uuv1zyu
内结合强度
Œ…
树种 ≥³¨¦¬¨¶ t z1zzz z1zzz ty|1zz{ s1sss
热压时间 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¬°¨ u s1uwz s1tuw u1y|y s1szt
热压温度 ‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ u s1zty s1vx{ z1{tz s1sst
施胶量 Š¯ ∏¨ ¤³³¯¬¦¤·¬²± u y1sww v1suu yx1|zw s1sss
目标密度 „¬°¬±ª§¨±¶¬·¼ u |1zyx w1{{v tsy1x|s s1sss
误差 ∞µµ²µ twv y1xxt w1x{t∞p su
总误差 ײ·¤¯ µ¨µ²µ txu u|1uvs
sx 林 业 科 学 wu卷
表 4 工艺参数对产品性能影响极差分析表
Ταβ .4 Ρανγε αναλψσισ ον πηψσιχαλ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ αφφεχτεδ βψ προχεσσ ϖαριαβλεσ
性能
°µ²³¨µ·¬¨¶
树种 ≥³¨¦¬¨¶ 热压时间‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¬°¨
热压温度
‹²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨
施胶量
Š¯ ∏¨ ¤³³¯¬¦¤·¬²±
目标密度
„¬°¬±ª§¨±¶¬·¼
t u v t u v t u v t u v t u v
表面质量评分
≥∏µ©¤¦¨ ³µ²³¨µ·¼ ¶¦²µ¨ y1x y qs x q| y qy y qu y qw y qv y qs y qs y qu y qx x qu x qz z q|
uw «吸水厚度膨胀率
uw « ×≥Πh t{ qws vs qut uz qzz uv qyt ut qxu ux qs| ux qw{ uu qvv vs qyu uv qwv t{ q{y uv qzz uv qws ux qzw
静曲强度  ’•Π°¤ ty qxu ty q|t tx qxv t{ qvu ty qvs ty qwx tx q{z tz q{v tv q|x tz qws t{ q{s tv quu t{ qzv t{ qus
内结合强度 Œ…А°¤ t qsvy s qx{w s q{ys s qz|x s qzzx s q{yu s q{yv s qzsx s qx{t s qz|s t qsx| s qw|| s q{tu t qtus
211 工艺参数对表面质量的影响
从表 u可以看到 o表面质量评分最高 {1y o最低 w1v o水平间差异性很大 ∀通过方差分析发现施胶量 !热
压温度对表面质量影响不明显 o其他 v个因素影响极为显著 o顺序为 }目标密度 树种 热压时间 ∀通过极
差分析找出影响装饰板表面质量的显著水平k表 wl ∀
u1t1t 目标密度对表面质量的影响 密度 t1ss ª#¦°pv的板表面质量比密度 s1zx ª#¦°pv的高 u1z分 ∀平面
板坯在模具中发生形变 o刨花随着模具的凹陷和凸起受到拉伸和挤压 o并随着模具形状流动 ∀刨花的变形和
流动直接造成了板面受到张力严重时撕裂 o减少这种状态只能由板坯其他位置的刨花对受力点的及时补充 ∀
同一平面中密度越大 o可流动的刨花越多 o就越有机会弥补表面撕裂这重要缺陷 ∀
u1t1u 树种对表面质量的影响 相思表面性能优于桉树表面性能 s1x分 o主要由材料的硬度和密度不同引
起 ∀桉树材质较硬 !密度较大 o同样的热压条件下 o刨花的柔韧性低于相思 o流动性相对差些 o因此表面受到
拉伸时及时补充的刨花量少 o产生的撕裂多 ∀
u1t1v 热压时间对表面质量的影响 z °¬±的表面质量比 x °¬±的高 s1z分 o| °¬±的比 x °¬±时高 s1v分 ∀
热压时间对刨花的作用是增加刨花的韧性 o对胶粘剂的作用是使其固化充分 ∀热压时间越长 o板坯中刨花受
热塑化机会越多 o韧性提高 o受拉时不容易断裂 o模压的最终形态较好 ∀
u1t1w 热压温度对表面质量的影响 热压温度相对影响较小 otxs ε 比 t{s ε 高 s1w分 o比 tyx ε 高 s1t分 ∀
本试验工艺板坯含水率很高 o湿热状态下刨花能在较低温度下达到较好的塑性状态 ∀热压时若温度过高 o反
而容易使表面胶粘剂提前固化降低刨花流动性 o因此 t{s ε 时的表面性能最低 ∀
u1t1x 施胶量对表面质量的影响 施胶量 ts h比 y h的高 s1x分 ∀模压主要影响因素是材料的流变性能 o
施胶量对表面质量没有太大影响 ∀
212 工艺参数对吸水厚度膨胀率的影响
从表 u可以看出 ouw «吸水厚度膨胀率最低 tt1vy h o最高 w{1wv h o差异极为显著 ∀通过方差分析发现
所有因素对吸水厚度膨胀率的影响都极为显著 o影响因素显著性顺序为 }树种 施胶量 热压时间 热压温
度 目标密度k表 wl ∀
u1u1t 树种对吸水厚度膨胀率的影响 相思比桉树吸水厚度膨胀率低 tt1{t h ∀树种作为最显著因素 o应
和细胞构造和性质有关 ∀桉树平均密度比相思大 o相同切削条件下 o刨花形态比相思刨花粗短 o受压时压缩
率小 !弹性大 o刨花间空隙大 o置于水中水分更容易渗入桉树刨花 o桉树板材内应力释放板坯膨胀率高 ∀
u1u1u 施胶量对吸水厚度膨胀率的影响 施胶量 ts h的板材吸水厚度膨胀率比 y h的低 tt1zy h o比 { h的
低 w1xz h ∀胶粘剂除了粘结刨花外 o本身在刨花表面热固化后形成严密的隔水层 o施胶量越大 o水分隔离越
充分 o吸水厚度膨胀率越低 ∀
u1u1v 热压时间对吸水厚度膨胀率的影响 随着热压时间增加 o吸水厚度膨胀率呈下降趋势 ∀板坯受热受
压到热压过程结束 o热量从表层逐渐传递到芯层 o芯层温度足够时才能固化起到防水的作用 ∀适当延长热压
时间对板芯层k尤其是厚板l固化有利 o可以降低吸水厚度膨胀率 ∀
u1u1w 热压温度对吸水厚度膨胀率的影响 与 tyx ε 时吸水厚度膨胀率相比 otxs ε 时低 s1v| h o变化不
大 ~t{s ε 时低 v1tx h o温度有一定的影响 ∀适当提高热压温度 o热量可以较迅速传递到芯层 ∀
tx 第 v期 王 正等 }相思 !桉树刨花板两步法模压工艺的研究
u1u1x 目标密度对吸水厚度膨胀率的影响 目标密度 s1zx ª#¦°pv的产品比 s1{x ª#¦°pv的低 s1vz h o比
t1ss ª#¦°pv的低 t1|z h ∀主要原因是同样厚度中 o目标密度大的制品刨花压缩率大 o润胀时密度大的膨胀
的刨花量多 o总变化量大 ∀
213 工艺参数对静曲强度的影响
表 u中静曲强度最高达 ux1zz °¤o最低仅 |1y| °¤∀通过方差分析发现树种对静曲强度的影响非常
小 o其余 w个因素显著性很大 o目标密度 施胶量 热压时间 热压温度k表 wl ∀
u1v1t 目标密度对静曲强度的影响 目标密度 s1zx ª#¦°pv时静曲强度比 s1{x ª#¦°pv时低 x1xt °¤o比
t1ss ª#¦°pv时低 w1|{ °¤o目标密度 s1{x ª#¦°pv时最高 ∀板受压时产生的应力是由受力点刨花承担的 ∀密
度越大 o受力的刨花数量越多 o单个刨花分摊的力也就越小 o因此密度越大的板静曲强度越大 ∀试验中密度
t1ss ª#¦°pv的静曲强度低于 s1{x ª#¦°pv的静曲强度 o从 ≥„≥分析表中证实由试验误差造成 ∀
u1v1u 施胶量对静曲强度的影响 施胶量 y h的静曲强度比 { h的低 v1wx °¤o比 ts h的低 w1{x °¤o静曲
强度随施胶量的增加而增大 ∀刨花之间的结合胶粘剂起主要作用 ∀施胶量越大 o刨花间结合越紧密 o能承受
的外界压力越大 o所以仅从力学强度来说施胶量越多越好 ∀
u1v1v 热压时间对静曲强度的影响 热压 x °¬±比 z °¬±时静曲强度低 u1z| °¤o比 | °¬±时低 s1zz °¤o
在热压 z °¬±达到最高值 ∀从 x °¬±到 z °¬±静曲强度提高 o热量从表层传递到芯层并保证了芯层胶的固化 o
强度值有所提高 ∀| °¬±时反而比 z °¬±值低 o因为时间的延长降低了板坯密度梯度 o甚至发生了胶粘剂的水
解 ∀
u1v1w 热压温度对静曲强度的影响 txs ε 时静曲强度比 tyx ε 时高 s1x{ °¤ot{s ε 时比 txs ε 时高 t1v{
°¤∀刨花板的表面密度是影响静曲强度的重要因素 o弯曲应力在表层最高 ∀同一平均密度下 o热压温度
高 o表层胶固化快 o产生的密度梯度高 o静曲强度就高 ∀
u1v1x 树种对静曲强度的影响 数据显示桉树比相思静曲强度高 s1v| °¤o≥„≥分析结果说明树种对其影
响不明显 o可以不考虑其作用 ∀
214 工艺参数对内结合强度的影响
表 u中内结合强度最高 t1xzw °¤o最低 s1t|v °¤o差异极为显著 ∀通过方差分析发现热压时间对内结
合强度没有显著性影响 o其他因素对内结合强度影响非常显著 o树种 目标密度 施胶量 热压温度k表
wl ∀
u1w1t 树种对内结合强度的影响 相思比桉树内结合强度高 s1wxu °¤o树种影响内结合强度显著 ∀刨花
板芯层刨花形态越大 o内结合强度越低 ∀由于桉树刨花比相思硬度大 o同样切削条件下桉树刨花形态相对粗
短 o热压时芯层刨花间接触点少 o变形产生的应力大 o受拉时容易分离 o内结合强度表现很低 ∀
u1w1u 目标密度对内结合强度的影响 密度 s1zx ª#¦°pv时的内结合强度比 s1{x ª#¦°pv时低 s1vtv °¤o比
t1ss ª#¦°pv时低 s1yut °¤o递增趋势明显 ∀目标密度越大 o刨花间隙越小 o粘结越充分 o力学强度越大 ∀
u1w1v 施胶量对内结合强度的影响 随着施胶量的增加 o内结合强度几乎呈直线递增趋势 ∀施胶量的增加
使得芯层刨花结合更加紧密 o内结合强度随之上升 ∀
u1w1w 热压温度对内结合强度的影响 从 txs ε 到 tyx ε o内结合强度几乎没有变化 ot{s ε 时下降 s1tx{
°¤∀温度越高 o表面预固化越快 o产生的密度梯度越大 o密度梯度越大 o内结合强度越低 ∀
u1w1x 热压时间对内结合强度的影响 按照人造板生产的规律 o随着热压时间的延长 o内结合强度应该因
为密度梯度的降低而增大 ∀≥„≥分析发现由于试验误差没表现出应有规律 ∀
215 工艺参数的筛选和确定
通过对模压刨花板物理力学性能显著性检验和极差分析 o初筛出较好的工艺参数水平 ∀
/树种0选用的水平为相思 ∀在本文测定的 w项指标中 o树种对吸水厚度膨胀率 !表面质量和内结合强度
性能有显著影响 o尤其是相思比桉树吸水厚度膨胀率低 tt1{t h ∀对表面质量和内结合强度来说 o相思的性
能都优于桉树 ∀
/热压时间0参数选用的水平值为 z °¬±∀热压时间对吸水厚度膨胀率影响最为显著 o时间适当延长有利
ux 林 业 科 学 wu卷
于降低吸水厚度膨胀率 ∀密度梯度对静曲强度和内结合强度正好起着相反的作用 ∀因此 o有必要适当的控
制热压时间保证这 u项指标都满足国标要求 ∀
/热压温度0参数选择的水平值为 t{s ε ∀前述分析中热压温度对每个性能影响都不是最显著但不容忽
视 o热压温度对吸水厚度膨胀率比其他几个性能影响较大 ∀由于热压温度提高 o增加了板坯密度梯度 o进而
使静曲强度增加 o内结合强度降低 ∀因此 o在选取热压温度数值时应综合考虑各方面的影响 ∀
/施胶量0选用的水平值为 ts h ∀施胶量对吸水厚度膨胀率影响最明显 ∀施胶量增加 o各种力学性能都
因为刨花间胶合状态越好而增加 ∀施胶量对表面性能影响很小 ∀若考虑到经济性 o施胶量应尽量减少 ∀
/目标密度0选用的值为 t1ss ª#¦°pv ∀目标密度对内结合强度影响相对其他性能最为显著 o目标密度增
加 o表面性能 !静曲强度和内结合强度都随着增加 ~不过吸水厚度膨胀率随密度增加略有降低 ∀
表 5 验证试验结果
Ταβ .5 Ρεσυλτσ οφ ϖαλιδατιον εξπεριµεντ
树种 ≥³¨¦¬¨¶ 表面质量≥∏µ©¤¦¨ ³µ²³¨µ·¼
uw «吸水厚度膨胀率
uw « ×≥Πh
静曲强度  ’•Π
°¤
内结合强度 Œ…Π
°¤
相思 Αχαχια |1s tu1yz uv1y| t1ytt
桉树 Ευχαλψπτυσ |1t uv1|y ut1|u t1tws
216 最佳工艺参数的试验验证
根据初筛得到的优化工艺条件 o
分别用 u树种进行验证试验 o得出的
结果见表 x ∀可以看出 o除表面质量 u
树种基本上持平外 o其他性能相思树
种均为优于桉树树种 ∀由于以桉树为
原料的模压装饰板吸水厚度膨胀率指标超过国标要求 o因此 o若要开发桉树在此工艺上的应用 o需要采取一
定的防水措施 ∀
v 结论
相思和桉树 u树种的对比试验表明 o相思刨花模压制品性能优于桉树 o按照现有工艺相思原料的刨花模
压制品性能完全达到国标要求 ∀如利用桉树刨花为原料 o则还需在板材耐水性和刨花形态方面进一步探索 ∀
除了树种对模压制品性能的影响外 o目标密度对模压板表观性能 !板材内结合强度 !板材静曲强度具有
显著性影响 o在模压板材制备时 o应选择较高的板材密度 ∀热压温度和热压时间在板材吸水厚度膨胀率表现
出较显著的影响 ∀施胶量增加 o板材的各种力学性能都有提高 o尤其对吸水厚度膨胀率影响最为显著 ∀但从
经济性考虑 o施胶量应在保证性能的条件下尽量减少 o以降低生产成本 ∀
研究结果表明 }通过刨花预压再进行模压的两步法刨花模压工艺制备各种具有三维立体结构的刨花模
压装饰板技术路线是可行的 ∀该工艺充分利用了木材加工剩余物 o产品附加值高 ∀工艺方法有利于中小型
刨花板厂的技术改造和产品更新换代 o将产生良好的经济效益和社会效益 ∀通过该工艺生产的刨花模压制
品外观和力学性能均能达到国家相关标准的要求 ∀
参 考 文 献
成俊卿 qt|{x q木材学 1 北京 }中国林业出版社
科尔曼 ƒ ƒ ° k德国l o库恩齐 ∞ • k美国l o施塔姆 „ k美国l著 q杨秉国 o译 qt|{w q木材学与木材工艺原理 ) ) ) 人造板 q北京 }中国林业出版社
龚木荣 o李忠正 qusst q值得大力推广的造纸速生材 ) ) ) 相思木 q中华纸业 ouuktul }wu p ww
江泽慧 o刘君良 o覃道春 o等 qussu q相思类类树种木材的资源 !材性与加工利用 q木材工业 otykyl }y p |
宋永芳 qt||{ q我国桉树资源的利用与展望 q林产化工通讯 okwl }v p z
王 恺主编 qt||{ q木材工业实用大全 ) ) ) 刨花板卷 q北京 }中国林业出版社
殷亚方 o姜笑梅 o吕建雄 o等 qusst q我国桉树人工林资源和木材利用现状 q木材工业 otxkxl }v p x
余雪标 o李维国 qt||z q桉树人工林的若干生态问题及其研究进展 q热带农业科学 okwl }ys p y{
k责任编辑 石红青l
vx 第 v期 王 正等 }相思 !桉树刨花板两步法模压工艺的研究