人造板工藝學

一、 名詞解釋而制成的板材。E1級刨花板——甲醛釋放量低于10mg/100g的刨花板。的粗細程度。量的百分比。預固化層——人造板板面膠粘劑提前固化形成的疏松層。纖維或刨花，施加或不加膠粘劑，經(jīng)過成型（或組坯、熱（冷）壓所制成的一類板材。膠合板：把由原木旋切或刨切成的單板按一定規(guī)則膠合起來形成的板材。（LVL成的板材。纖維板：以木材或其它非木材植物纖維原料，經(jīng)分離纖維、干燥、鋪裝、熱壓而制成的板材。刨花板、碎料板：以小徑木、間伐材、人工速生林為原料，通過刨片機加工成刨花，然后經(jīng)過干燥、施膠、鋪裝板坯、熱壓制成的板材。華夫板：用扁平大片刨花膠合而成的板材。的重要特性。11、集成材（GluedLaminatedTimber)：是一種沿板材或枋材平行纖維方向，用膠粘劑沿其長度、寬度或厚度方向膠合而成的實木板枋材。人造板結構組成的三個基本原則是對稱原則，層間紋理排列原則，奇數(shù)層原則衡量旋切單板質量的主要指標有厚度偏差背面裂隙橫紋抗拉強度表面光潔度旋切機上壓尺的主要作用是 降（消除超前裂縫提高單板表面質量和潔度，同時降低單板含水率 。生產中施膠量的表示方法為：膠合板 單位面積上所需的膠液量 ；刨花板 固體樹脂與絕干刨花的質量百分比 ；纖維板 固體樹脂與絕干纖維的質量百分比 。MDF制造過程中通常用 立式 貯存木片用 臥式 貯存干維。刨花板、纖維板板坯常用的成型方法有 機械成型 和 氣成型 。熱壓過程中采用”汽擊法”的主要目的是 提高表層含水率，促進坯芯層溫度快速上升 。刨花板、纖維板砂光的主要目的是 降低板材的厚度公差、去除材的表面預固化層、提高板材表面質量等級 。二、 簡答題（25分）1、簡述刨花板的生產工藝流程。關鍵工序：削片，刨片，篩選，干燥，打磨，施膠，鋪裝、預壓、熱壓、冷卻、裁邊、砂光。1、膠合板生產工藝流程：原木→截斷→蒸煮→剝皮→旋切→剪切（干燥）→干燥（剪切）→修補→涂膠→配坯→預壓→熱壓→裁邊→表面砂光→后處理2理→預壓→熱壓→熱處理→吸濕處理→后處理（厚度去除缺陷→長度指接→指接材→四面刨→配板→涂膠→膠板→養(yǎng)生→膠合板組坯的原則①對稱原則②奇數(shù)層原則指組成膠合板的單板數(shù)量是奇數(shù)。③相鄰兩層垂直原則膠合板的結構是相鄰兩層單板的纖維方向相互垂直。6、水熱處理目的：①軟化木段，增加塑性，便于旋切，減少應力，但也不能軟化過度，否則會使單板起毛②延長刀具壽命③節(jié)能④防止單板在旋切時開裂，破碎過多。⑤能浸提出一部分木材細胞內含物：樹脂、單寧等。影響木片質量的因素：①原料質量②削片機類型③刀具的銳鈍度刀刃角的確定④刀片的安裝纖維分離方法：①熱機械法②化學法③化學機械法目的：目的是提高纖維原料的塑性，減少動力的消耗，縮短解纖的時間，提高分離纖維的質量。機理：松弛學說:將預熱后的木片，送入熱磨機的磨盤中，使其受壓縮、拉伸、剪切、扭轉、沖擊、摩擦和水解等多次重復的外力作用，最終導致纖維分解。就是纖維分離的松馳理論。彈性變形→塑性變形（多次反復）→剝離游離甲醛產生主要有以下幾個方面：①制膠過程中未參加反應的甲醛；②樹脂固化過程中釋放的甲醛；③產品內膠層老化過程中繼續(xù)釋放的甲醛。降低游離甲醛的方法很多，效果最好，最常用的方法是制膠時采用低摩爾比的制膠工藝(1：~，改進熱壓工藝也是降低人造板中甲醛釋放量的一個有效途徑。砂光的目的有三個：①獲得均勻一致的板厚②達到所要求的表面質量③去除板面的預固化層熱解。砂光余量：砂光余量與板材種類、厚度、生產工藝等有密切關系。①膠合板：~；②刨花板和中密度纖維板：~。膠黏劑應具備的條件①夠的流動性，對固體表面很好的潤濕。②各種膠黏劑使用時的特性不一樣，應根據(jù)使用要求具備不同的使用性能。③固化后能形成牢固的膠層，具有化學穩(wěn)定性，制品具有足夠的耐水性。④形成的膠接接頭在其基本體積收縮時，產生的內部應變要小，且應具有逐漸消失的能力。19、刨花尺寸對板材性能的影響①刨花長度：刨花本身強度。②刨花寬度：影響校核面積，有效施膠量。③刨花厚度：一般刨花越薄，有效面積施膠量越高。三種壓機比較1）單層熱壓機單層熱壓機與多層相比，具有以下優(yōu)點：①取消了復雜的裝卸板等配套設備，總體設施較為簡單，維修工作量也少，單層熱壓機板的支承剛性好，且消除了多層壓機層與層之間的厚度誤差，因此產品的厚度誤差?。虎谟捎跓釅撼鲋破返姆娲?，裁邊損失相對減小，使原材消耗降低。多層熱壓機的優(yōu)缺點優(yōu)點：①占地面積小，結構簡單；了表面質量；③刨花板上下兩面基本上保持熱對稱，減小刨花板翹曲變形；④用墊板，可減少熱量損失。缺點：①板坯要有一定的強度，否則板坯在裝板過程中容易損壞；②不適合于薄刨花板生產（8mm。連續(xù)式熱壓機優(yōu)越性①生產連續(xù)化②產品質量好③板材厚度精高④原材料消耗率低原材料消耗率為周期式壓機的90％。⑤板材規(guī)格多因而生產率高。⑦節(jié)電、省熱⑧簡化了生產設備⑨材盡其用2藝的利弊。熱壓前的板坯含水率不易控制；增加專門的施膠機。纖維先施膠后干燥：施膠均勻，纖維干燥后對含水率要求低，干燥工藝易控制，簡化工藝流程，省卻施膠機。但少量膠粘劑提前固化，施膠量略高。3、簡述刨花分選的目的及常用方法。刨花分選目的：除去過大的不合格刨花和細碎粉屑；粗細刨花分開，便于施膠、鋪裝等工藝操作。分選方式：機械分選、氣流分選與機械氣流分選。4、簡述刨花板機械式鋪裝機與氣流式鋪裝機的工作原理。刨花板機械式鋪裝機是利用機械產生的動力，將刨花均勻地鋪撒在鋪裝帶帶上。由于刨花的大小不同，拋撒的距離遠近不同，對刨花起到分選作用。點是效率高，適合于大規(guī)模生產，動力消耗也高。5、熱壓過程中，熱壓溫度和熱壓壓力各有什么作用熱壓溫度：提供膠粘劑固化所需要的熱量，提高生產效率；增加物料塑性，便于加壓。熱壓壓力：使板坯內物料之間緊密接觸，為膠合創(chuàng)造條件；使板坯達到預期的密度要求。6、試分析纖維機械和氣流鋪裝的優(yōu)缺點。纖維機械鋪裝優(yōu)點：設備結構簡單，動力消耗小調整、維修方便；細小纖維飛揚擴散少，對環(huán)境污染小。纖維機械鋪裝缺點：板坯逢松，密度低，強度小，難以高速運輸；纖維沉降速度慢，生產率低纖維氣流鋪裝優(yōu)點：板坯密實，有一定強度，便于運輸；鋪裝速度快，生產率高。纖維氣流鋪裝缺點：能耗較高；氣動特性較復雜，工藝控制難度較高；設備要求高，密封較難，易造成空氣污染。7、某廠刨花板產品平面抗拉強度指標達不到標準要求，試從工藝方面分析可能產生的原因。施膠量不夠；加壓速度過快和熱壓時間不足；板坯內部含水率高，溫度低，膠粘劑沒有完全固化；密度偏低；板冷卻不夠，堆放時溫度過高，膠粘劑過固化降解三、 論述題（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況。UFPFUF外型膠合板、定向結構板等人造板產品。MDI用于結構人造板的芯層或農作物秸稈原料人造板。3適當降低熱壓溫度，因為熱壓溫度高，易產生預固化層；可以增加表層噴水，因為板坯含水率低，易增加預固化層厚度。4、比較輥壓式連續(xù)熱壓機和鋼帶滾子鏈式連續(xù)平壓機的工藝特點。輥壓式連續(xù)熱壓機的工藝特點：簡單、配套、投資??；制品長度不限，適合薄板生產；厚度偏差小，砂光量小；制板同時可以貼面等二次加工。鋼帶平板式連續(xù)壓機的工藝特點：板面平整，厚度均勻；生產率高；裁邊損失小；厚度偏差?。粺崮芾寐矢?，電能消耗較低；斷面密度分布均勻，強度性能好，質量穩(wěn)定；節(jié)省占地面積，可減小廠房高度50%。但結構復雜，一次性投資大，維護保養(yǎng)要求高。5、以三段降壓曲線（圖1）為例，分析人造板時間壓力曲線的特點及其制定的理論依據(jù)。圖1人造板熱壓時間－壓力曲線熱壓時間段分為：板坯送入壓機的時間，閉合時間，升壓時間，壓力保持時間，壓力下降時間，壓板張開時間，卸板時間等。三段降壓曲線利用分段降壓以釋放板坯內的蒸汽，有效防止鼓泡與分層。壓2/3Pmax1/3Pmax6、下圖為一中密度纖維板產品厚度方向密度分布圖，試分析該產品存在何種質量問題、產生原因，并提出三種改善措施。MDF產生原因：板坯在熱壓板中，尚處于較低壓力時，由于表層與高溫熱壓表層密度低，疏松，形成了預固化層。在保證產品質量的前提下，適當降低熱壓板的初始溫度計算題12600T，2500×1300×3mm設板面所受單位壓力為p，板面所受總壓力P，膠合板面積為F，則1 1P=p·F；1 1油壓表壓力（即油缸內油壓力）p，加壓系統(tǒng)施加到熱壓板的總壓力為P，0 0油缸直徑為d，數(shù)量為n，壓力損失系數(shù)為k，則P=p·n·k·/40 0pP1

與加壓系統(tǒng)所施加的總壓力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為原料，經(jīng)機械加工分離成各種單元材料后，施加或不施加膠、添加劑膠合而成的板材、方材、橫壓制品。構成要素：原料（木、竹、農作物秸稈，纖維單元（木條，膠和添加劑（有機合成樹脂：MF、PF、U、MDI，無機膠凝材料：水泥、石膏、礦渣、菱苦土，添加劑：阻燃劑、防水劑、防蟲劑，產品形狀（平面狀、曲面狀。4RRenewableReduceEntropyReuseRecycle。外觀性能：規(guī)格尺寸及偏差、翹曲度、邊緣不直度、對角線差、材質缺陷、加工缺陷。內在性能：物理性能（尺寸不變能力、吸水厚度膨脹率TS=厚度變化量/原厚度、吸水率=質量增量/原質量，力學性能（MORMOEIBSHC耐久性（人造板抵抗外界作用的耐久能力，表面物理力學性能（顏色、紋理、粗糙度、表面吸收性能，特殊性能（環(huán)保性能、阻燃性、防腐性）原料：植物纖維原料：木質（各種徑級原木、采伐剩余物、加工剩余物質（竹材、稈類、草類、殼類、渣類）木質物理性質FSPEMC，性質。力學性質：強度、彈性、影響因素：缺陷、密度、溫度MC?；瘜W性質：纖維素：聚合度、吸濕性、化學性質（降解反應，酸性水解，熱解半纖維素：聚合度小更易吸濕潤脹。木素：熱塑性。抽提物與酸堿性：緩沖容量（pH。非木質物理力學性質熱壓時粘板；灰分高表面潤濕性差膠合差；纖維素含量低本身強度低。膠粘劑：應具有①流動性，很好潤濕固體表面②滿足使用性能（粘度，固含量，合成樹脂膠粘劑：優(yōu)點：資源品種地理條件限制少，可根據(jù)需要選擇工藝。UF①特點：生產工藝簡單，膠合性好，固化后膠層無色，價廉②應用：室內③形式：水溶液、固體粉末、泡沫狀④問題：游離甲醛⑤解決途徑：合成工藝、添加輔助劑、降低F/UUF，耐沸水熱化學腐蝕摩擦，價高②應用：浸漬紙③改性：M+UF—MUF。異氰酸酯①特點：化學活性高②易與墊板粘連、毒性、價高③應用：秸稈類、農作物人造板。膠粘劑使用特性：①粘度：過小加壓時過度滲透②固含量：冷壓短周期時高，強度低滲透量大時低③適用期：生產周期長短而定④固化條件、時間。固化劑NH4Cl（NH4）2SO4PF固化劑苯磺酸。填充劑：作用：改善賦予膠粘劑新的性能，降低成本。提高粘度和固含量，降低膠層內應力。面粉、木粉、淀粉、大豆粉。大于5%，過多降低膠合質量。阻燃劑：防止抑止終止微生物、昆蟲對木質材料的侵害。膠合板：三層或以上的單板按對稱原則、直角組合原則組坯后膠合而成的板材。流程分類（按耐水性（室內用、室外用，其他。結構基本原則：對稱原則、直交組合、奇原木鋸斷：原木橫截得到一定長度規(guī)格的木段。目的：得到所需木段，提高利用率。原則：按料取材，缺點集中，合理下鋸，材盡其用。鏈鋸、截鋸機、圓鋸。剝皮：目的：皮無用；堵塞刀門，影響旋切進行；夾雜物損傷旋刀。方法：化學旋切刀刃基本平行木材纖維，刀刃做垂直于纖維方向的切削。旋切質量評定：①厚度偏差（①原因：機床精度、切削條件、木材彎曲②影響：涂膠不均、壓縮不均、膠合強度不均、板材易變形、成板厚度差異大③指標：實（①cm）③表面粗糙度（①原因：撕裂、溫度過高或刀刃鈍②影響：膠合強度，耗膠量增大③指標：輪廓算術平均偏差，不平度十點高度，最大高度）④橫紋抗拉強度：與裂隙相關。質量影響因素：工藝條件；旋切機精度及切削被加工物系統(tǒng)的剛性；機床磨損及保養(yǎng)。出板率：減小厚度偏差，提高有用體積。措施：降低木芯D；合理挑選單板及窄長單板。干燥MC：PF5—15%，UF8—12%（10—12%，8—16%）特點：①單板厚度小，v設備：傳熱方式分（對流式、接觸式、聯(lián)合式，傳送方式分（網(wǎng)帶、輥筒干燥質量評定：①干縮（寬弦向，厚徑向）②變形（①板邊緣中心差別②措施：逐張干燥時前后板邊重疊1—2cm；帶狀干燥邊部6mm寬噴水；遍布貼上加強膠帶，提高橫紋強度）③MC（干燥機各處介質MCMC剪切：先剪后干需要二次剪切，濕剪時暫保留邊部內缺陷。先干后剪以補代拼，盡可能不進行二次剪切。設備分選修補：①修理小裂縫：中板不影響膠合不處理，面板疊層離縫，正面貼膠帶紙②挖補：去除標準不允許缺陷，貼上補片，人工機械。拼接：①接長：斜接指接。②膠拼：縱拼橫拼?？v橫向紙帶式膠拼機，縱橫向無帶式，熱熔性樹脂橫拼機。膠合UFNH4ClPF熱固性PF，粉狀膠（噴粉裝置或拋撒輥將粉狀樹脂均勻散落在單板表面。液體：淋膠、擠膠、噴膠、輥筒涂膠法。施膠UF60—65%220—340g/m2，PF45—48%200—320g/m2。組坯對稱、奇數(shù)層、層厚。陳化目的：降低水分，提高粘度聚合度，避免膠液擠出造成缺膠透膠。預壓：熱壓前在冷壓機中短期加壓，使單板基本粘合成一整體。目的：板坯厚減小，降低開檔和熱壓周期，提高生產率；整體防止芯板錯位歪斜，保證質量。周期式冷壓機成摞加壓，壓力：1—時間：10—20min。熱壓：作用：固化塑化汽化，膠流展再分布。UF105—120℃，PF130—150℃。壓力：作用：使木材—膠層—木材接觸緊密，實現(xiàn)要求的壓縮率?？紤]因素：板用途結構密度，樹種，膠使用性能，溫度，MC。普通板—航空膠合板20—25MPa。（單位壓力×4（πdmk變化的曲線。T1T2，P=0T3P0T4PT5P0T6T7T1—7T2—5（板坯壓力達到最大—卸壓開始—多段連續(xù)，—mm—mm。裁邊：目的：裁去疏松的邊部，使長寬達到規(guī)定的要求。要求：四角呈直角，邊部平直，保邊部質量。余量：25—30mm/邊，設備：縱橫裁邊鋸，圓鋸。表面加工：目的：提高板材表面質量，彌補缺陷，為二次加工準備。方法：表面（可修復缺陷（木材損失大（常見缺陷：①膠合強度低（膠質量、膠合工藝、單板陳化、涂膠工藝）②鼓泡、局部開膠（膠合工藝、單板MC、涂膠空白點單板污染和夾雜物）③翹曲（內應MC）④透膠（膠液稀、膠量過大、背面裂隙深、單MC）⑤邊角開膠⑥芯層疊層離縫⑦表板砂透。特種膠合板：特殊結構膠合板LVL、夾芯結構：細木工板、復合膠合板特殊加工（表面機械加工、貼面、涂飾，藥劑處理（防火防蟲尺寸穩(wěn)定等（曲面模具壓制成曲面形狀（PF（竹材。刨花板作用下壓制成的板材。纖維板：以植物纖維為原料，經(jīng)過纖維分離，成型，干燥或熱壓等工序制成的板分類：①按原料分（木材，非木材）②按加壓方法分（平壓法、擠壓法、輥壓法、模壓法）③按使用膠凝材料分（有機，無機）④按產品密度分（高500-800，200-400）⑤按產品適用范圍分：刨花板（干態(tài)普通板、干態(tài)家具裝修用材、干態(tài)結構用板、潮濕結構用板、干態(tài)增強結構用板、潮濕增強結構用板；纖維板（室內型、室內防潮型、室外型）⑥a（多層、漸變bc生產工藝流程：刨花板：干法；纖維板：干法（以空氣為輸送成型介質，板坯MC8%左右；濕法（以水作為纖維輸送和成型介質）原料及準備：原料種類：三剩（原木造材剩余物，采伐剩余物，加工剩余物）及小徑級原木等外材。非木質原料：竹材及農作物桔桿：原料選擇原則12（密度比原料密度。比表面積：單位質量所具有的表面積A=2/（密度×厚度）3456原料質量評定30%，2原料貯存：1目的：保持生產連續(xù)，有利于原料之間相互搭配，原料的預處理。2方法類或碎料成捆。原料準備：1MC：40%--60%；234刨花的類型與特征b：工廠刨花、顆粒狀刨花及木粉。刨花制備的工藝流程：1直接刨片（工藝特點：刨花質量）2削片—刨（）制造設備：分類：1按設備的切削原理分（縱向，橫向，端向）2按加工原料分（初碎型，再碎型，研磨型初碎型機床：削片機（盤式，鼓式、刨片機（盤式，鼓式再碎型機床（雙鼓輪刨片機：作用：對削片機削得的木片進行再加工；錘式再碎機：作用：沖擊將大刨花或木片進行再加工研磨型剪切、摩擦等共同作用下加工成細小刨花。干燥目的：控制含水率，使前后工序更好配合，滿足干熱法要。影響干燥的因素（1MC厚度。2vRHv3（充實系數(shù)；干燥轉筒安裝角度與轉速；物料停留時間）4圍環(huán)境（溫濕度）b（（熱幾種典型干燥機2（工作原理：圓筒滾動，加熱管道不動）3（工作原理：圓筒可回轉，對刨花形態(tài)破壞小。分選目的：去除不合格料，合格刨花，合理施膠。分選工序的設置：1干燥之前（過細小易粘附在濕刨花表面；干燥再破碎）2（尺寸，保證施膠均勻性）3（懸浮式氣流干燥機）4分選方法（振幅大，分選效果尚好，生產能力小，目前已少用）振動篩（借重力，垂直方向慣性力分選，振幅小，分選效果差）擺動篩（幾種平面與振動篩的特點，優(yōu)點。分選效果好，生產能力高，普遍使用）圓筒篩（借繞軸轉動的圓形篩網(wǎng)上的網(wǎng)孔進行分選。2氣流分選：工作原理：根據(jù)刨花厚度分選，刨花質量與表面積比例。分選方式：單擊氣流分選，雙級，曲折型。3刨花施膠：將膠與其他添加劑施加到刨花表面上的過程。樹脂與添加劑（PFMDIMUFUF—P：7—8；游離醛：小于%）2（NH4Cl，延遲劑(抑制劑尿素)340，但易堵塞噴頭，管MC。施膠量=固體樹脂/確定依據(jù)：膠量越高，性能越好，成本越高，在保證性能合格時，降低膠量。施膠方法和設備：噴膠法、摩擦法。攪拌機按施膠方法分為噴霧式、淋膠式(摩擦法)。按刨花運動狀態(tài)分：重力式、拋料、環(huán)式。纖維制備及加工：備料、篩選、水洗（排除雜物，延長磨盤壽命，提高MC，有利于纖維分離、干洗（篩選與重力分離相結合，去除雜質)一些術語單個纖維類細胞，形態(tài)細長，厚壁細胞，針之管胞，闊之木纖維。纖維板中，纖維分離所得的全部，即單個纖維類細胞，纖維束（多個纖維類細胞的結合）少量纖維得率分離要求：纖維損失和損傷盡可能小，能耗小，形態(tài)好（單體纖維或細長纖維束，碎屑少，柔韌性好（有一定比表面積，交織能力）方法（加熱機械法95％，方化學機械法：化學藥品預處理，經(jīng)機械外力作用分離纖純機械法爆破法色澤深，設備要求高。（木片壓力蒸煮軟化處理）目的：提高原料塑性，提高分離纖維質量，降低解纖時間，降低能耗，方法是加壓蒸煮，蒸煮工藝5－10（熱磨法分離纖維原理是沖擊疲勞，多次機械力作用，彈性塑性變影響因素（且時間短，解纖時間長，纖維切斷多，塑性好，解纖時間短，溫度含水率與分子間結合力，聚合度等有關3纖維分離單位壓力（單位磨削面積上所受的壓力：41