《人造板工艺学》

一、名词解释细木工板——由木条组成的拼板或木框结构外覆单板、胶合板或其他材料而制成的板材。E1级刨花板——甲醛释放量低于10mg/100g的刨花板。纤维分离度——纤维分离的程度，通常利用滤水性能的快慢，间接反映纤维的粗细程度。刨花板施胶量——在刨花拌胶过程中，加入的胶粘剂绝干质量与绝干木材质量的百分比。预固化层——人造板板面胶粘剂提前固化形成的疏松层。人造板：人造板是以木材或其他纤维植物为原料，通过专门的工艺加工成单板、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。单板层积材（LVL）：将单板基本按对称原则和沿长度方向顺纹排列的原则胶合而成的板材。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。胶合板的比强度：比强度是强度与密度的比值。该比值反映了某些运动构件材料的重要特性。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低（消除）超前裂缝，提高单板表面质量和光洁度，同时降低单板含水率。16．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质量；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。17．MDF制造过程中，通常用立式贮存木片，用卧式贮存干纤维。18．刨花板、纤维板板坯常用的成型方法有机械成型和气流成型。19．热压过程中采用”汽击法”的主要目的是提高表层含水率，促进板坯芯层温度快速上升。20．刨花板、纤维板砂光的主要目的是降低板材的厚度公差、去除板材的表面预固化层、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、纤维板生产工艺流程：原料→制片→筛选→水洗→料仓→热磨→板坯处理→预压→热压→热处理→吸湿处理→后处理集成材生产工艺流程：原木→制材→干燥→两面刨（厚度）→圆锯机纵剖→去除缺陷→长度指接→指接材→四面刨→配板→涂胶→胶板→养生→砂光→裁幅→修补→包装胶合板组坯的原则①对称原则要求对称中心平面两侧的单板在树种、单板厚度、层数、单板的制造方法、纤维方向、单板的含水率等应该互相对称。以保证胶合板的结构稳定，不会产生变形。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。纤维所受的压缩——剪切、扭转——剪切和拉伸都不是独立进行，而是混合进行的。纤维的分离也不是一次受力就能完成，而是干百次重复受力的结果，这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(1：1.05~1.2)，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预固化层产生的主要原因是胶提前固化，热压后表层刨花板的回弹、表层刨花的热解。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：0.15~0.20mm；②刨花板和中密度纤维板：0.5~1.5mm。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。（2）多层热压机的优缺点优点：①占地面积小，结构简单；②节省垫板费用，消除了垫板厚度误差引起的刨花板厚度偏差，提高了表面质量；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以下）。（3）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⑥生产率高热压过程中，不存在压机闭合、开启、装板和卸板等辅助时间，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、比较干法中密度纤维板生产中纤维“先干燥后施胶”与“先施胶后干燥”工艺的利弊。纤维先干燥再施胶：施胶均匀性差，纤维易结团，密度与厚度均匀性受影响，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上。一般多使用刷辊、刺辊或光滑辊作用转换为运动，将刨花抛撒在运行的铺装带上。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。气流式铺装机借助气流的流速和流量的作用，达到对刨花分选与铺装的目的。特点是效率高，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：（1）设备结构简单，动力消耗小（2）调整、维修方便；（3）细小纤维飞扬扩散少，对环境污染小。纤维机械铺装缺点：（1）板坯逢松，密度低，强度小，难以高速运输；（2）纤维沉降速度慢，生产率低纤维气流铺装优点：（1）板坯密实，有一定强度，便于运输；（2）铺装速度快，生产率高。纤维气流铺装缺点：（1）能耗较高；（2）气动特性较复杂，工艺控制难度较高；（3）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。（1）施胶量不够；（2）加压速度过快和热压时间不足；（3）板坯内部含水率高，温度低，胶粘剂没有完全固化；（4）密度偏低；（5）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。在热压过程中，热量主要依靠水分传递，先从板坯表面传递到中心，然后从中心扩散到板坯的四边，最后从板边逸出。因此，从板坯表面到中心形成由高到低的温度分布，各部分刨花的可塑性和受到的压缩力不一致，使得厚度方向的剖面密度也不一致，形成了密度梯度。2、试述UF、PF与MDI胶粘剂的性能特点及其在人造板生产中的应用情况。UF的特点与应用：具有较好的胶合性能、力学性能与耐水性能，价格低廉，但耐候性较差。在人造板生产中的应用最为广泛，可用于室内型的胶合板、刨花板、中密度纤维板等产品。PF的特点与应用：胶合强度高，耐候性突出，价格高于UF。广泛应用于室外型胶合板、定向结构板等人造板产品。MDI的特点与应用：胶合强度优异，耐候性较好，但价格高，热压粘板。用于结构人造板的芯层或农作物秸秆原料人造板。3、论述多层压机生产时减少人造板产品预固化层的工艺措施。适当提高闭合速度，因为闭合速度慢，则预固化层厚度大；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。压力大小：最高压力制定原则，次高压力为2/3Pmax，第三段压力为1/3Pmax。6、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。（1）图中MDF产品存在预固化层问题。（2）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板直接接触，使表层纤维水分子开始蒸发，部分胶粘剂开始缩聚，固化，因而表层密度低，疏松，形成了预固化层。（3）解决方法：采用同时闭合装置，提高压机闭合速度和升压速度；采用“汽击法”，提高表层纤维含水率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1、一台热压机，压板尺寸为2700×1370×45mm，油缸数2个，油缸直径为450mm，能产生的总压力为600T，现用来压制2500×1300×3mm的胶合板，板面压力要求为1.0MPa，问压机上油压表压力应为多少？（压力损失系数为0.9）设板面所受单位压力为p1，板面所受总压力P1，胶合板面积为F，则P1=p1·F；油压表压力（即油缸内油压力）p0，加压系统施加到热压板的总压力为P0，油缸直径为d，数量为n，压力损失系数为k，则P0=p0·n·k·d2/4当板面单位压力p1达到规定值及此后的保压阶段，板面所受总压力P1与加压系统所施加的总压力P0相等，所以p1·F=p0·n·k·d2/4221045014.39.02)13002500(14dknFp4p=11.36（MPa）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（单板、刨花、纤维、板材、木