人造板工艺学

一、 名词解释而制成的板材。E1级刨花板——甲醛释放量低于10mg/100g的刨花板。的粗细程度。量的百分比。预固化层——人造板板面胶粘剂提前固化形成的疏松层。纤维或刨花，施加或不加胶粘剂，经过成型（或组坯、热（冷）压所制成的一类板材。胶合板：把由原木旋切或刨切成的单板按一定规则胶合起来形成的板材。（LVL成的板材。纤维板：以木材或其它非木材植物纤维原料，经分离纤维、干燥、铺装、热压而制成的板材。刨花板、碎料板：以小径木、间伐材、人工速生林为原料，通过刨片机加工成刨花，然后经过干燥、施胶、铺装板坯、热压制成的板材。华夫板：用扁平大片刨花胶合而成的板材。的重要特性。11、集成材（GluedLaminatedTimber)：是一种沿板材或枋材平行纤维方向，用胶粘剂沿其长度、宽度或厚度方向胶合而成的实木板枋材。人造板结构组成的三个基本原则是对称原则，层间纹理排列原则，奇数层原则衡量旋切单板质量的主要指标有厚度偏差背面裂隙横纹抗拉强度表面光洁度旋切机上压尺的主要作用是 降（消除超前裂缝提高单板表面质量和洁度，同时降低单板含水率 。生产中施胶量的表示方法为：胶合板 单位面积上所需的胶液量 ；刨花板 固体树脂与绝干刨花的质量百分比 ；纤维板 固体树脂与绝干纤维的质量百分比 。MDF制造过程中通常用 立式 贮存木片用 卧式 贮存干维。刨花板、纤维板板坯常用的成型方法有 机械成型 和 气成型 。热压过程中采用”汽击法”的主要目的是 提高表层含水率，促进坯芯层温度快速上升 。刨花板、纤维板砂光的主要目的是 降低板材的厚度公差、去除材的表面预固化层、提高板材表面质量等级 。二、 简答题（25分）1、简述刨花板的生产工艺流程。关键工序：削片，刨片，筛选，干燥，打磨，施胶，铺装、预压、热压、冷却、裁边、砂光。1、胶合板生产工艺流程：原木→截断→蒸煮→剥皮→旋切→剪切（干燥）→干燥（剪切）→修补→涂胶→配坯→预压→热压→裁边→表面砂光→后处理2理→预压→热压→热处理→吸湿处理→后处理（厚度去除缺陷→长度指接→指接材→四面刨→配板→涂胶→胶板→养生→胶合板组坯的原则①对称原则②奇数层原则指组成胶合板的单板数量是奇数。③相邻两层垂直原则胶合板的结构是相邻两层单板的纤维方向相互垂直。6、水热处理目的：①软化木段，增加塑性，便于旋切，减少应力，但也不能软化过度，否则会使单板起毛②延长刀具寿命③节能④防止单板在旋切时开裂，破碎过多。⑤能浸提出一部分木材细胞内含物：树脂、单宁等。影响木片质量的因素：①原料质量②削片机类型③刀具的锐钝度刀刃角的确定④刀片的安装纤维分离方法：①热机械法②化学法③化学机械法目的：目的是提高纤维原料的塑性，减少动力的消耗，缩短解纤的时间，提高分离纤维的质量。机理：松弛学说:将预热后的木片，送入热磨机的磨盘中，使其受压缩、拉伸、剪切、扭转、冲击、摩擦和水解等多次重复的外力作用，最终导致纤维分解。就是纤维分离的松驰理论。弹性变形→塑性变形（多次反复）→剥离游离甲醛产生主要有以下几个方面：①制胶过程中未参加反应的甲醛；②树脂固化过程中释放的甲醛；③产品内胶层老化过程中继续释放的甲醛。降低游离甲醛的方法很多，效果最好，最常用的方法是制胶时采用低摩尔比的制胶工艺(1：~，改进热压工艺也是降低人造板中甲醛释放量的一个有效途径。砂光的目的有三个：①获得均匀一致的板厚②达到所要求的表面质量③去除板面的预固化层热解。砂光余量：砂光余量与板材种类、厚度、生产工艺等有密切关系。①胶合板：~；②刨花板和中密度纤维板：~。胶黏剂应具备的条件①够的流动性，对固体表面很好的润湿。②各种胶黏剂使用时的特性不一样，应根据使用要求具备不同的使用性能。③固化后能形成牢固的胶层，具有化学稳定性，制品具有足够的耐水性。④形成的胶接接头在其基本体积收缩时，产生的内部应变要小，且应具有逐渐消失的能力。19、刨花尺寸对板材性能的影响①刨花长度：刨花本身强度。②刨花宽度：影响校核面积，有效施胶量。③刨花厚度：一般刨花越薄，有效面积施胶量越高。三种压机比较1）单层热压机单层热压机与多层相比，具有以下优点：①取消了复杂的装卸板等配套设备，总体设施较为简单，维修工作量也少，单层热压机板的支承刚性好，且消除了多层压机层与层之间的厚度误差，因此产品的厚度误差小；②由于热压出制品的幅面大，裁边损失相对减小，使原材消耗降低。多层热压机的优缺点优点：①占地面积小，结构简单；了表面质量；③刨花板上下两面基本上保持热对称，减小刨花板翘曲变形；④用垫板，可减少热量损失。缺点：①板坯要有一定的强度，否则板坯在装板过程中容易损坏；②不适合于薄刨花板生产（8mm。连续式热压机优越性①生产连续化②产品质量好③板材厚度精高④原材料消耗率低原材料消耗率为周期式压机的90％。⑤板材规格多因而生产率高。⑦节电、省热⑧简化了生产设备⑨材尽其用2艺的利弊。热压前的板坯含水率不易控制；增加专门的施胶机。纤维先施胶后干燥：施胶均匀，纤维干燥后对含水率要求低，干燥工艺易控制，简化工艺流程，省却施胶机。但少量胶粘剂提前固化，施胶量略高。3、简述刨花分选的目的及常用方法。刨花分选目的：除去过大的不合格刨花和细碎粉屑；粗细刨花分开，便于施胶、铺装等工艺操作。分选方式：机械分选、气流分选与机械气流分选。4、简述刨花板机械式铺装机与气流式铺装机的工作原理。刨花板机械式铺装机是利用机械产生的动力，将刨花均匀地铺撒在铺装带带上。由于刨花的大小不同，抛撒的距离远近不同，对刨花起到分选作用。点是效率高，适合于大规模生产，动力消耗也高。5、热压过程中，热压温度和热压压力各有什么作用热压温度：提供胶粘剂固化所需要的热量，提高生产效率；增加物料塑性，便于加压。热压压力：使板坯内物料之间紧密接触，为胶合创造条件；使板坯达到预期的密度要求。6、试分析纤维机械和气流铺装的优缺点。纤维机械铺装优点：设备结构简单，动力消耗小调整、维修方便；细小纤维飞扬扩散少，对环境污染小。纤维机械铺装缺点：板坯逢松，密度低，强度小，难以高速运输；纤维沉降速度慢，生产率低纤维气流铺装优点：板坯密实，有一定强度，便于运输；铺装速度快，生产率高。纤维气流铺装缺点：能耗较高；气动特性较复杂，工艺控制难度较高；设备要求高，密封较难，易造成空气污染。7、某厂刨花板产品平面抗拉强度指标达不到标准要求，试从工艺方面分析可能产生的原因。施胶量不够；加压速度过快和热压时间不足；板坯内部含水率高，温度低，胶粘剂没有完全固化；密度偏低；板冷却不够，堆放时温度过高，胶粘剂过固化降解三、 论述题（45分）1、分析刨花板端面密度梯度形成的原因。度也不一致，形成了密度梯度。2UF、PFMDI况。UFPFUF外型胶合板、定向结构板等人造板产品。MDI用于结构人造板的芯层或农作物秸秆原料人造板。3适当降低热压温度，因为热压温度高，易产生预固化层；可以增加表层喷水，因为板坯含水率低，易增加预固化层厚度。4、比较辊压式连续热压机和钢带滚子链式连续平压机的工艺特点。辊压式连续热压机的工艺特点：简单、配套、投资省；制品长度不限，适合薄板生产；厚度偏差小，砂光量小；制板同时可以贴面等二次加工。钢带平板式连续压机的工艺特点：板面平整，厚度均匀；生产率高；裁边损失小；厚度偏差小；热能利用率高，电能消耗较低；断面密度分布均匀，强度性能好，质量稳定；节省占地面积，可减小厂房高度50%。但结构复杂，一次性投资大，维护保养要求高。5、以三段降压曲线（图1）为例，分析人造板时间压力曲线的特点及其制定的理论依据。图1人造板热压时间－压力曲线热压时间段分为：板坯送入压机的时间，闭合时间，升压时间，压力保持时间，压力下降时间，压板张开时间，卸板时间等。三段降压曲线利用分段降压以释放板坯内的蒸汽，有效防止鼓泡与分层。压2/3Pmax1/3Pmax6、下图为一中密度纤维板产品厚度方向密度分布图，试分析该产品存在何种质量问题、产生原因，并提出三种改善措施。MDF产生原因：板坯在热压板中，尚处于较低压力时，由于表层与高温热压表层密度低，疏松，形成了预固化层。在保证产品质量的前提下，适当降低热压板的初始温度计算题12600T，2500×1300×3mm设板面所受单位压力为p，板面所受总压力P，胶合板面积为F，则1 1P=p·F；1 1油压表压力（即油缸内油压力）p，加压系统施加到热压板的总压力为P，0 0油缸直径为d，数量为n，压力损失系数为k，则P=p·n·k·/40 0pP1

与加压系统所施加的总压力P0

相等，所以p·F=p·n·k·/41 04pF 41(25001300)p 1 0 nkd2 20.93.144502人造板：以木材或其它非木材植物为原料，经机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶、添加剂胶合而成的板材、方材、横压制品。构成要素：原料（木、竹、农作物秸秆，纤维单元（木条，胶和添加剂（有机合成树脂：MF、PF、U、MDI，无机胶凝材料：水泥、石膏、矿渣、菱苦土，添加剂：阻燃剂、防水剂、防虫剂，产品形状（平面状、曲面状。4RRenewableReduceEntropyReuseRecycle。外观性能：规格尺寸及偏差、翘曲度、边缘不直度、对角线差、材质缺陷、加工缺陷。内在性能：物理性能（尺寸不变能力、吸水厚度膨胀率TS=厚度变化量/原厚度、吸水率=质量增量/原质量，力学性能（MORMOEIBSHC耐久性（人造板抵抗外界作用的耐久能力，表面物理力学性能（颜色、纹理、粗糙度、表面吸收性能，特殊性能（环保性能、阻燃性、防腐性）原料：植物纤维原料：木质（各种径级原木、采伐剩余物、加工剩余物质（竹材、秆类、草类、壳类、渣类）木质物理性质FSPEMC，性质。力学性质：强度、弹性、影响因素：缺陷、密度、温度MC。化学性质：纤维素：聚合度、吸湿性、化学性质（降解反应，酸性水解，热解半纤维素：聚合度小更易吸湿润胀。木素：热塑性。抽提物与酸碱性：缓冲容量（pH。非木质物理力学性质热压时粘板；灰分高表面润湿性差胶合差；纤维素含量低本身强度低。胶粘剂：应具有①流动性，很好润湿固体表面②满足使用性能（粘度，固含量，合成树脂胶粘剂：优点：资源品种地理条件限制少，可根据需要选择工艺。UF①特点：生产工艺简单，胶合性好，固化后胶层无色，价廉②应用：室内③形式：水溶液、固体粉末、泡沫状④问题：游离甲醛⑤解决途径：合成工艺、添加辅助剂、降低F/UUF，耐沸水热化学腐蚀摩擦，价高②应用：浸渍纸③改性：M+UF—MUF。异氰酸酯①特点：化学活性高②易与垫板粘连、毒性、价高③应用：秸秆类、农作物人造板。胶粘剂使用特性：①粘度：过小加压时过度渗透②固含量：冷压短周期时高，强度低渗透量大时低③适用期：生产周期长短而定④固化条件、时间。固化剂NH4Cl（NH4）2SO4PF固化剂苯磺酸。填充剂：作用：改善赋予胶粘剂新的性能，降低成本。提高粘度和固含量，降低胶层内应力。面粉、木粉、淀粉、大豆粉。大于5%，过多降低胶合质量。阻燃剂：防止抑止终止微生物、昆虫对木质材料的侵害。胶合板：三层或以上的单板按对称原则、直角组合原则组坯后胶合而成的板材。流程分类（按耐水性（室内用、室外用，其他。结构基本原则：对称原则、直交组合、奇原木锯断：原木横截得到一定长度规格的木段。目的：得到所需木段，提高利用率。原则：按料取材，缺点集中，合理下锯，材尽其用。链锯、截锯机、圆锯。剥皮：目的：皮无用；堵塞刀门，影响旋切进行；夹杂物损伤旋刀。方法：化学旋切刀刃基本平行木材纤维，刀刃做垂直于纤维方向的切削。旋切质量评定：①厚度偏差（①原因：机床精度、切削条件、木材弯曲②影响：涂胶不均、压缩不均、胶合强度不均、板材易变形、成板厚度差异大③指标：实（①cm）③表面粗糙度（①原因：撕裂、温度过高或刀刃钝②影响：胶合强度，耗胶量增大③指标：轮廓算术平均偏差，不平度十点高度，最大高度）④横纹抗拉强度：与裂隙相关。质量影响因素：工艺条件；旋切机精度及切削被加工物系统的刚性；机床磨损及保养。出板率：减小厚度偏差，提高有用体积。措施：降低木芯D；合理挑选单板及窄长单板。干燥MC：PF5—15%，UF8—12%（10—12%，8—16%）特点：①单板厚度小，v设备：传热方式分（对流式、接触式、联合式，传送方式分（网带、辊筒干燥质量评定：①干缩（宽弦向，厚径向）②变形（①板边缘中心差别②措施：逐张干燥时前后板边重叠1—2cm；带状干燥边部6mm宽喷水；遍布贴上加强胶带，提高横纹强度）③MC（干燥机各处介质MCMC剪切：先剪后干需要二次剪切，湿剪时暂保留边部内缺陷。先干后剪以补代拼，尽可能不进行二次剪切。设备分选修补：①修理小裂缝：中板不影响胶合不处理，面板叠层离缝，正面贴胶带纸②挖补：去除标准不允许缺陷，贴上补片，人工机械。拼接：①接长：斜接指接。②胶拼：纵拼横拼。纵横向纸带式胶拼机，纵横向无带式，热熔性树脂横拼机。胶合UFNH4ClPF热固性PF，粉状胶（喷粉装置或抛撒辊将粉状树脂均匀散落在单板表面。液体：淋胶、挤胶、喷胶、辊筒涂胶法。施胶UF60—65%220—340g/m2，PF45—48%200—320g/m2。组坯对称、奇数层、层厚。陈化目的：降低水分，提高粘度聚合度，避免胶液挤出造成缺胶透胶。预压：热压前在冷压机中短期加压，使单板基本粘合成一整体。目的：板坯厚减小，降低开档和热压周期，提高生产率；整体防止芯板错位歪斜，保证质量。周期式冷压机成摞加压，压力：1—时间：10—20min。热压：作用：固化塑化汽化，胶流展再分布。UF105—120℃，PF130—150℃。压力：作用：使木材—胶层—木材接触紧密，实现要求的压缩率。考虑因素：板用途结构密度，树种，胶使用性能，温度，MC。普通板—航空胶合板20—25MPa。（单位压力×4（πdmk变化的曲线。T1T2，P=0T3P0T4PT5P0T6T7T1—7T2—5（板坯压力达到最大—卸压开始—多段连续，—mm—mm。裁边：目的：裁去疏松的边部，使长宽达到规定的要求。要求：四角呈直角，边部平直，保边部质量。余量：25—30mm/边，设备：纵横裁边锯，圆锯。表面加工：目的：提高板材表面质量，弥补缺陷，为二次加工准备。方法：表面（可修复缺陷（木材损失大（常见缺陷：①胶合强度低（胶质量、胶合工艺、单板陈化、涂胶工艺）②鼓泡、局部开胶（胶合工艺、单板MC、涂胶空白点单板污染和夹杂物）③翘曲（内应MC）④透胶（胶液稀、胶量过大、背面裂隙深、单MC）⑤边角开胶⑥芯层叠层离缝⑦表板砂透。特种胶合板：特殊结构胶合板LVL、夹芯结构：细木工板、复合胶合板特殊加工（表面机械加工、贴面、涂饰，药剂处理（防火防虫尺寸稳定等（曲面模具压制成曲面形状（PF（竹材。刨花板作用下压制成的板材。纤维板：以植物纤维为原料，经过纤维分离，成型，干燥或热压等工序制成的板分类：①按原料分（木材，非木材）②按加压方法分（平压法、挤压法、辊压法、模压法）③按使用胶凝材料分（有机，无机）④按产品密度分（高500-800，200-400）⑤按产品适用范围分：刨花板（干态普通板、干态家具装修用材、干态结构用板、潮湿结构用板、干态增强结构用板、潮湿增强结构用板；纤维板（室内型、室内防潮型、室外型）⑥a（多层、渐变bc生产工艺流程：刨花板：干法；纤维板：干法（以空气为输送成型介质，板坯MC8%左右；湿法（以水作为纤维输送和成型介质）原料及准备：原料种类：三剩（原木造材剩余物，采伐剩余物，加工剩余物）及小径级原木等外材。非木质原料：竹材及农作物桔杆：原料选择原则12（密度比原料密度。比表面积：单位质量所具有的表面积A=2/（密度×厚度）3456原料质量评定30%，2原料贮存：1目的：保持生产连续，有利于原料之间相互搭配，原料的预处理。2方法类或碎料成捆。原料准备：1MC：40%--60%；234刨花的类型与特征b：工厂刨花、颗粒状刨花及木粉。刨花制备的工艺流程：1直接刨片（工艺特点：刨花质量）2削片—刨（）制造设备：分类：1按设备的切削原理分（纵向，横向，端向）2按加工原料分（初碎型，再碎型，研磨型初碎型机床：削片机（盘式，鼓式、刨片机（盘式，鼓式再碎型机床（双鼓轮刨片机：作用：对削片机削得的木片进行再加工；锤式再碎机：作用：冲击将大刨花或木片进行再加工研磨型剪切、摩擦等共同作用下加工成细小刨花。干燥目的：控制含水率，使前后工序更好配合，满足干热法要。影响干燥的因素（1MC厚度。2vRHv3（充实系数；干燥转筒安装角度与转速；物料停留时间）4围环境（温湿度）b（（热几种典型干燥机2（工作原理：圆筒滚动，加热管道不动）3（工作原理：圆筒可回转，对刨花形态破坏小。分选目的：去除不合格料，合格刨花，合理施胶。分选工序的设置：1干燥之前（过细小易粘附在湿刨花表面；干燥再破碎）2（尺寸，保证施胶均匀性）3（悬浮式气流干燥机）4分选方法（振幅大，分选效果尚好，生产能力小，目前已少用）振动筛（借重力，垂直方向惯性力分选，振幅小，分选效果差）摆动筛（几种平面与振动筛的特点，优点。分选效果好，生产能力高，普遍使用）圆筒筛（借绕轴转动的圆形筛网上的网孔进行分选。2气流分选：工作原理：根据刨花厚度分选，刨花质量与表面积比例。分选方式：单击气流分选，双级，曲折型。3刨花施胶：将胶与其他添加剂施加到刨花表面上的过程。树脂与添加剂（PFMDIMUFUF—P：7—8；游离醛：小于%）2（NH4Cl，延迟剂(抑制剂尿素)340，但易堵塞喷头，管MC。施胶量=固体树脂/确定依据：胶量越高，性能越好，成本越高，在保证性能合格时，降低胶量。施胶方法和设备：喷胶法、摩擦法。搅拌机按施胶方法分为喷雾式、淋胶式(摩擦法)。按刨花运动状态分：重力式、抛料、环式。纤维制备及加工：备料、筛选、水洗（排除杂物，延长磨盘寿命，提高MC，有利于纤维分离、干洗（筛选与重力分离相结合，去除杂质)一些术语单个纤维类细胞，形态细长，厚壁细胞，针之管胞，阔之木纤维。纤维板中，纤维分离所得的全部，即单个纤维类细胞，纤维束（多个纤维类细胞的结合）少量纤维得率分离要求：纤维损失和损伤尽可能小，能耗小，形态好（单体纤维或细长纤维束，碎屑少，柔韧性好（有一定比表面积，交织能力）方法（加热机械法95％，方化学机械法：化学药品预处理，经机械外力作用分离纤纯机械法爆破法色泽深，设备要求高。（木片压力蒸煮软化处理）目的：提高原料塑性，提高分离纤维质量，降低解纤时间，降低能耗，方法是加压蒸煮，蒸煮工艺5－10（热磨法分离纤维原理是冲击疲劳，多次机械力作用，弹性塑性变影响因素（且时间短，解纤时间长，纤维切断多，塑性好，解纤时间短，温度含水率与分子间结合力，聚合度等有关3纤维分离单位压力（单位磨削面积上所受的压力：41