網格狀空芯制造工藝技術研究

呂雷昌，李長貴，韋巖海

（山東省林業科學研究院，山東 濟南250014）

網格狀空芯新型人造板是由板芯和表板構成，板芯是由異型層板垂直膠合和剖分而成，表板為珍貴樹種木材。傳統人造板產品的重量較重，采用這種板芯制成的新型人造板的密度僅為原料密度的70%，大大減輕了人造板產品的重量，降低了膠粘劑的用量，使產品更環保。同時也可降低生產原料成本。板芯原料來源廣泛，利用低質木材或傳統人造板都可以，表面依據產品用途可為薄型珍貴樹種木材，也可為傳統人造板表板；由于芯板的網格狀空芯結構，力學性能優良，產品具有良好的隔熱性和保溫性能。

圖1 網格狀空芯板芯實物圖

網格狀空芯人造板可用于家庭和場館裝飾裝修材料，也可用來制造家具、木質門及地板等產品。由于網格狀空芯人造板產品在功能和性能上具有優于傳統人造板產品諸多優點，如力學性能優良，產品具有良好的隔熱性和保溫性能，與集成材等實木產品相比，大大減少了板坯內部應力，提高了產品的尺寸穩定性?？赏耆娲鷤鹘y人造板在裝飾裝修材料和木質產品方面的應用，具有廣泛應用前景。

1 工藝流程

板材檢驗—層板刨削—層板開槽—異形層板配板—涂膠和組坯—加壓膠合—檢驗膠合性能—網狀柵格板坯方刨分—芯條整張化和定厚加工—網狀柵格芯板。

2 層板質量標準確定

用于制造網格狀空芯輕體人造板板芯的板材通常是密度比較高，尺寸穩定性較好的樹種；應采用同一樹種或物理力學性能相近的樹種。本試驗采用落葉松刨光板材為試驗材。試驗用落葉松刨光材規格尺寸：1200×90×40mm，含水率平均9.6%，密度為0.65g/cm3。

通過開槽鋸割試驗研究，板材開裂不許有；活節不限，死節和節漏可為15mm以下；樹脂囊不限（有樹脂露出需要清理）。借鑒集成材等類似產品對層板要求和具體規定，確定了網狀柵格芯輕體人造板芯板用層板的技術標準和質量要求。

圖2 木材缺陷在異型層板上的情況

2.1 含水率

板材的最終含水率應控制在8%～12%；通常含水率均勻度不超過3%。新出干燥室的板材要堆垛放置一周以上，使含水率平衡后再進行加工。

2.2 規格尺寸

依據芯板的斷面結構、芯板構成形式和芯板規格尺寸確定板材的規格尺寸。板材的厚度由異形層板的斷面參數和厚度及加工余量來確定；板材寬度范圍由異形層板的斷面參數和刨削設備來確定，通常應保證異形層板寬度方向兩側面為槽肩寬度的1/2；板材的最小長度在300mm以上。

板材的厚度公差應小些或無負公差，避免板材加工中厚度尺寸不夠，造成木材的浪費。板材厚度加工余量依據刨削時板材的長度、寬度和翹曲程度來確定。一般長度2m以上的板材刨削時，其加工余量為4～5mm；1～2m板材刨削時，其加工余量為4mm；1m以下板材刨削時，其加工余量為3mm。寬度大而且翹曲嚴重的板材，加工余量要取大值。

2.3 質量要求

無瓦楞狀鋸痕、無波紋狀、毛刺粗糙面及鋸口偏傾等加工缺陷；無端裂、內裂、皺裂、炭化和嚴重變色等干燥缺陷；無較大節子（大于15mm）、集中節子和腐朽等材質缺陷。

3 異形層板加工與膠合工藝

層板要經過精刨加工，加工精度達到層板各部位尺寸之差在0.2mm以下，各層板尺寸之差不大于0.2mm；再經鋸割加工為異形層板，按照截面形狀常用異形層板有梳型和弓型兩種。

圖3 異形層板示意圖

異形層板截面技術參數的選擇：截面寬度L由開槽鋸割設備最大加工寬度確定，本試驗中為90mm；截面高度H為30mm；槽底高通常為5～8mm，本試驗中為6mm；槽口寬3mm，槽口與槽肩比為1:1和1:2兩種。試驗分別采用梳形層板和弓形層板進行鋸割和膠合試驗。

試驗流程：層板刨削截斷開槽 （90mm倍數×3段）—異形層板截斷（90mm）—涂膠垂直組坯—加壓膠合—檢驗膠合性能

采用裁板鋸進行層板開槽鋸割。鋸割情況如圖3所示。

據有關試驗研究得知，膠合面木材纖維方向夾角對膠合強度有較大影響。纖維方向平行，膠合強度和木材破壞率最高；纖維方向垂直時，膠合強度和木材破壞率最低。見表1。試驗中異形層板之間膠合屬于纖維方向垂直膠合，通過測試試件的浸漬剝離率和結合強度，評價膠合程度和效果。

圖4 異形層板鋸割實物圖

表1 膠合面木材纖維方向對膠合性能影響

膠合試驗的試件幅面為90×90mm，試驗中采用3種異形層板截面，3種單位壓力進行。涂膠量、加壓時間按膠粘劑說明書規定；單位壓力分別為0.5MPa、0.8MPa和 1.0MPa。膠 合 性 能依 據 GB/T17657《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》分別測試浸漬剝離和內結合。每個試驗條件下有3塊 90×90mm試件，每塊 90×90mm試件鋸出 70×40mm浸漬剝離試件個，鋸出40×40mm內結合強度試件2個。膠合性能測試結果見表2。

表2 異形層板垂直膠合性能

4 結論

異形層板截面形狀對膠合性能影響不大，浸漬剝離率均為零；壓力對異形層板截面形狀有影響，槽口與槽肩比為1:1的梳形層板在膠合加壓時，槽肩壓潰。通過內結合性能試驗發現拉伸斷裂部位均在槽肩木材之間，這對于早晚材差別較大、早材強度較低的落葉松樹種，采用3mm槽肩會影響網狀柵格芯板的整體強度和性能；而采用1:2的槽口與槽肩比，會增加芯板的重量，增加產品的整體密度。最佳截面形狀應采用弓形，加工和實施更方便容易；取槽口與槽肩比為1:1，增加鋸路尺寸為4～5mm；單位壓力范圍為0.5～0.8MPa，考慮到異形層板加工厚度偏差影響，單位壓力選0.8MPa較為合適。

參考文獻：

［1］國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》[S].北京.中國標準出版社，2013.

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