(质量管理知识)刨花板质量

（质量管理知识）刨花板质

量

如何提高刨花板质量（Ⅰ）--合理控制密度及垂直于板面密度分布

摘自：本站原创 作者：木业网

编者按：我国的刨花板生产近十年来受到中密度纤维板（MDF）的冲击，曾一度处于回缩低迷状态；但最近几年来刨花板年产量已开始回升，2003年产量已达547.1万m3，进入了一个重新发展时期。如何提高刨花板质量是众多的刨花板生产企业首要的感兴趣的问题。为此，本刊特将中国林科院木材工业研究所王培元研究员生前在1985～1986年撰写的《如何提高刨花板质量》系列文章略加删简，分成七篇汇入本刊，着重介绍刨花板的原材料性质、板子结构、物理力学性能与制板工艺等关系；限于篇幅，删除了有关管理与设备篇章。对于目前所发展的各种结构刨花板，刨花板新产品、复合板、脲醛胶以外其它胶种所制造的刨花板、非木质原料刨花板等质量有关的特殊问题，不作介绍。

一、合理控制密度及垂直于板面密度分布

有关刨花板的质量问题似乎可分为两类：一类是带有原理性质的，如密度，垂直于板面的密度分布，表面质量，用胶量，施胶效率，甲醛释放，原料性质，刨花几何形状，板坯结构，热压条件，回弹，含水率及尺寸稳定性，产品不同用途对产品质量的要求等。另一类则属于生产中的产品质量控制，如产品厚度控制，合理砂光量控制，抗弯强度、垂直于平面的抗拉强度及吸水厚度及吸水厚度膨胀控制，车间质量控制，过程控制等。

本文仅概要介绍密度和垂直于板面密度分布两个专题。 （一） 合理控制密度

从我国现阶段刨花板生产情况出发，合理控制刨花板密度可是刨花板生产技术管理中的一把金钥匙。提高刨花板的密度几乎可以改进所有的力学性能。一般认为，当板的密度增加100kg/m3，静曲强度约可增加8N/mm2（80kgf/cm2），垂直于平面的抗拉强度约增加0.2 N/mm2（2kgf/cm2）其它力学性能如

抗弯弹性模量、握钉力、硬度、抗压损等都有很大增强。其原因是随着压缩比的增大刨花之间的孔隙减小，而且胶接面积增加，板子的强度自然增加。

然而，随之而来也产生某些严重问题。

第一，既然增加密度对刨花板的质量有如此明显效果，人们便以此作为医治质量的灵丹妙药。其趋势是刨花板密度越来越高，于是在产品成本和产品利用方面产生极为不利的影响。这种密度不断提高的现象是因为木材原料的质量越来越差，使用阔叶材、木材剩余物以及锯末等低值原料的缘故。此外，某些新贴面材料的使用也要求刨花板密度提高。

第二，刨花板的密度对质量的影响既然如此敏感，在生产中就一定要有严格的措施，使板子的密度在平面方向力图尽可能均匀，才能保证质量的稳定。

如何合理选择刨花板的密度？对此，各国学者做了大量研究工作。一般认为在加工过程中，影响板子密度的工艺条件有：原料密度、板密度与原料密度之比（即压缩比），用胶量，刨花几何形状等数项参数。例如，美国科技人员Price和Lehmann在七十年代末，用五种木材原料，其中三种为低密度木材，两种为高密度木材，分别用双鼓轮刨片机、旋切切片机、鼓式切片机、盘式削片机四种备料设备做出不同几何形状的刨花；用液体酚醛树脂作为胶合剂，采用不同的压缩比，制成三层结构的建筑用板。

分别测试它们的静曲强度、平面抗拉强度（内结合力）和厚度膨胀率。从他们的试验结果可以看出以下几个趋势：

⒈ 力学指标（静曲强度和平面抗拉强度）都随压缩比的增加而得到不同程度的改善。然其厚度膨胀值的趋势并非一定如此。

⒉ 对于低密度木材原料，刨花的几何形状和用胶量这二参数对刨花板的物理力学性质的影响大于压缩比的影响。换言之，即刨花几何形状和用胶量对于用低密度木材所制成的刨花板的密度有比较明显的作用力。而对于高密度木材原料，则压缩比对刨花的性能有相当大的影响，其它因素只能起次要作用。

⒊ 对于大部分木材原料，合适的压缩比为1.3:1左右。不同的用胶量和不同的刨花几何形状应有一个

合适的压缩比值。

对于混合树种，有一些研究者的研究结果表明，对于板的强度和密度之间的合适平衡关系可取一个混合树种的平均密度及合适的压缩比。为此，很多刨花板厂在利用原料时，不在乎树种的复杂，而需要控制各树种的一定配比。在我国，很多小厂可利用对密度相近的树种分类这种简单易行的方法。

（二） 合理控制垂直于板面的密度分布

垂直于板面的密度分布是目前国际上广泛应用于刨花板质量控制，设备设计的改进，质量指标的预示，以及施胶效率的估计等方面的一个重要工具。国际上对此曾经进行了大量的研究工作，现在已相当普遍地利用其中有关的原理说明刨花板的质量问题，所以，对刨花板技术工作者，这方面的知识显得十分重要。

美国林产品研究所的一些研究人员，在五十年代后期就已注意到刨花板厚度方向的密度分布是不一致的。多数情况为具有一个类似V字形的分布，即板的中间层密度最低，靠近板面两侧的层密度为最高，由此再分别向两个表面方向，密度又逐渐降低，一直到板的表面。（见图1b）。他们认为产生这种形式的密度分布原因在于：⒈ 当刨花板坯在热压时，热量传导并非靠刨花的热传导，而是靠水分将热量由板坯表面带到里层，再由中心向中心层的四边扩散，然后逸出板坯；⒉ 当带着热量的水分通过某刨花层时，该刨花层的塑性便大大增加，非常容易被压实成为高密度的局部层；⒊ 当板坯开始经受加热，首先受热的是板坯上下两个表面，假如在某时板坯表面温度已超过胶的固化点，而板坯又由于热压板尚在闭合过程尚未受到一定的压力，便形成了一层疏松的胶料预固化层。随着时间的推移，虽然这层刨花也将受到较大的压力，但因胶料已经固化，而且已无水分在该层移动，所以它的密度便难以提高；⒋ 当压机压力达到最高的时刻，水蒸汽又正好通过板坯的某两层时，则此两层的刨花必将被压得最为密实。在成板之后，这两层的密度就是分布曲线中的两个最高点；⒌ 当水蒸汽进入中间层时，虽然此时位于中层的刨花的塑性也将有所提高，但这时为了要维持板的厚度，热压板的压力要不断地下降，一直到最低点。因此，反映在板的中层的密度也是越来越小。这种解释法在当时的科学水平基础上已相当深入，而且可认为是比较确切。

当时，对这些现象仅停留在一般的认识上。一直到七十年代初，才由联邦德国著名学者Plath对刨花

板的垂直于板面的密度分布作了精密的测定。并且作了力学分析。此后，世界各国有关学者都关心起这个领域的研究课题。迄今，有关这方面的知识已经相当丰富，并已有相当多的实践应用经验。 Plath等人使用精密圆锯将试材按厚度方向锯开，并将这些薄片加以测量和称重，得出各层密度值。将这些值按刨花板厚度方向画出曲线图，即得到垂直于平面的密度分布。图1是他们当时对四种不同样品进行分层测定的结果。这四种分布在当时可认为是典型分布。目前见之于国际市场上的刨花板，其垂直于平面方向的密度分布绝大部分属于第2种，即具有如图1b所示的分布曲线。在很多情况下，如图1c和d所示的某种不对称现象也常有所见。由于后两种板都取自于商品板，无疑是经过砂光的。实际上这四种板在未经砂光之前的毛板密度分布曲线都属于图1b所示的这一种。曲线a（图1a）是近似于抛物线的分布曲线。表面没有疏松层。表面密度与中层密度的比达到1.8:1。这样的分布曲线对静曲强度有很大的增强作用，不过很难做到。因为这样的板子不允许或只允许仅有微小的砂光余量，否则经济上难以立足。 图1 四种板子样品的垂直于板面剖面密度分布 a 取自气流铺装工艺的刨花板样品 b 取自三层刨花板的样品

c 取自经过预压，三层刨花板的样品 d 取自美国生产的中密度纤维板的样品

垂直于板平面的密度分布何以使人感到如此重要？因为它与板子的力学性能有密切关系，了解了他们之间的关系，就能掌握和利用。

近十年来，用的一种方法是根据垂直于板面的密度分布直接计算出抗弯弹性模量以及其它强度值。对于垂直于板面的抗拉强度及横向剪切强度仅与板内最低密度层处的密度值有关，正常板子的最低密度层处于板的中心层。对于抗弯强度则由以下数学式取得：

E·J＝EiJi i=1…n 式中：E — 板的E模量 J — 板的惯性力矩 Ei — 某层的E模量 Ji — 某层的惯性力矩 n — 层数

根据国外一些人的研究，获知刨花板的层密度与弹性模量具有密切的关系。假如板的原料，刨花几何形状及用胶量均是一致的话，则近似地可以认为弹性模量与层密度成正比。如果用比较精确的关系式，则：

层弹性模量E ＝ eµ×（层的密度）α

式中µ为常数，e为自然对数的底。α＝1.2~2.5，与树种、刨花几何形状、刨花排列方向及胶接强度等因素有关。

有了层弹性模量和层密度之间的关系之后，便可利用E·J＝ΣEiJi这个数学式来加以计算分析，从这个数学式可知，越是处于外层的层弹性模量越高，对板的总的抗弯弹性模量的提高作用越大，因为惯性力矩与距离的平方成正比。也即是说，板外层的密度越高，或说最高密度层越靠近板的表面，则板的抗弯弹性

模量及强度就越高。当然，板外层所用之原料、胶量及刨花形状，对板的抗弯弹性模量及强度有着显著作用。 由此可见，板的表面疏松层对板的抗弯弹性模量及强度相当不利。在生产中最好将热压后毛板密度分布中的最高点尽量靠近表面，表面疏松层正好在砂光操作中被除去。国外设计刨花板及中密度纤维板热压机时，在工艺上的依据最重要的是能压出合乎要求的垂直于板平面的密度分布。国外最近发展起来的平压连续式热压机的最主要优点即在于此。 除了设备设计之外，生产管理人员对密度分布的重要性也必须有所认识。否则，设备再科学，也难以生产出高质量且具有竞争力的产品。那么什么是合理的密度分布呢？ 图2 由连续式热压机所生产的板子（未经砂光）的密度分布 图3 由单层热压机所生产的板子（已砂光）的密度分布 图4 工业华夫刨花板剖面密度分布 左边：调整热压曲线之前 右边：调整热压曲线之后 ⒈ 如上所述，成品板的两个面层密度尽可能高，这将提高板的抗弯弹性横量和强度，并将大大提高表面质量。 ⒉ 板的中心层密度不能过低。否则将影响板的垂直于平面的抗拉强度。为满足某种特殊用途的需要，可提高板的中心层密度以增强垂直于平面的抗拉强度，而适当牺牲一些抗弯强度，反之也一样。 ⒊ 密度分布应该对称。正背两面密度分布不对称的板子容易产生翘曲。 ⒋ 密度分布应该连续升降。倘若所生产的板子密度分布忽升忽降，则各项强度值将明显下降。 加拿大有一家华夫刨花板厂，技术人员用X光分析产品的垂直于平面的密度分布情况（图4左半部），发现分布情况不连续而提出下列改进方向：将热压机闭合速度由开始到压着板坯为止这一阶段加快，将开始压着板坯到最高压力的这一阶段减慢。结果板的密度分布变得比较连续（图4右半部），各项指标随之发生明显的改进（表2）。由此可见，均匀的密度分布对板的质量有重要的影响。 表2 华夫刨花板的物理性能，改善垂直于平面的密度分布前后的比较 性能 板 厚 7.9mm 前 密度（g/cm3） 垂直于平面抗拉强度（N/mm2） 干静曲强度（N/mm2） *湿静曲强度（N/mm2） 厚度膨胀（％） 线性膨胀（％） , * 经2小时水煮后试验静曲强度。 在实际利用中，一个重要的问题是如何在设备设计和生产管理中控制板的垂直于平面的密度分布。在这方面做过研究工作的人相当多。以下只是概略地作些介绍。 0.675 0.60 23.7 11.0 11.1 0.13 后 0.700 0.72 28.8 24.6 11.1 0.11 前 0.6 0.65 27.5 20.9 9.0 0.10 9.5mm 后 0.669 0.77 27.5 20.9 9.0 0.10 前 11.mm 后 0.6 0.668 0.65 22.0 8.90 18.7 0.13 25.2 21.4 8.9 0.13 0.72 ⒈ 压机闭合速度。由以上所述的所谓预固化的原理，可知压机闭合速度加快，最高密度层必然靠近表面，而且最大密度与最小密度之差值也会增加。图5反映了一个试验结果，它证明了闭合速度对密度分布具有显著的影响。闭合速度慢的压机很难做出具有优良密度分布曲线的板子。对于我国目前的情况，这是特别需要加以研究和解决的问题。另一方面，压机闭合速度对密度分布曲线的改进也有一定的限度。要做到恰到好处，还需要与下述几个因素配合才能达到目的。 ⒉ 水分在板坯中的分配对于板的密度分布的影响，其重要性不亚于热压机闭合速度的影响。外层刨花较高含水率使表面刨花易于塑化，这便导致表面由较高的密度层。同时由于带着热量的水分较快地由面层向芯层移动，板坯中层的温度升高也较好。这就形成了较大的密度分布差，而且垂直于板面的抗拉强度也较好。然而，过量的水分对板的性能会带来不利的影响，它将导致中层密度偏低，从而降低平面抗拉强度，也会导致鼓泡或分层以及粘垫板等现象的发生。有人研究用很湿的刨花作表层：假如在芯层某些点积累水分超过了纤维饱和点，则树脂将被“冲洗”到刨花内部。图6展示了刨花含水率对板子密度分布的影响。该图也说明，在某种情况下过高的热压温度由于表面迅速预固化，表面疏松层较厚，芯层的密度偏高，形成了一种比较平稳的密度分布曲线。 ⒊ 刨花的几何形状对板的垂直于平面的密度分布有明显的影响。长而薄的刨花不但能阻止水分迅速通过，而且也容易被压缩。所以，长而薄的刨花使用于表面层，将使最高密度层向表面方向移动。 ⒋ 对于热压机，应要求上下热压板的温度一致。如为多层压机，应有同时闭合机构。这样做，才能使板的垂直于平面的密度分布趋于对称，并可减少表面疏松层的厚度。已如上述，刨花板和中密度纤维板的生产对热压机的闭合速度有相当高的要求。 图5 压机闭合速度（实验室用压机）对垂直于板平面的密度分布的影响（板厚19mm，三层结构）x 图6 不同含水率和不同温度对密度分布的影响 最后，介绍一下测定垂直于平面的密度分布的方法。最简单的方法是用一精密平刨机。一层层地刨掉，每刨掉一层计算其重量损失及厚度损失，再换算成层密度。这种方法比较简单易行。目前世界上有多种测密度分布的专用仪器。中国林科院木材工业研究所置有一台精密的密度分布测定仪，用γ射线自动检测层密度全部计算工作均由计算机完成，然后自动打印并描曲线图。测定一个试样只需20分钟时间。从分布曲线可以很快分析出板子加工工艺的合理性及热压设备的先进性。 参考文献：（略） 如何提高刨花板质量 （Ⅱ）--原料性质 摘自：本站原创 作者：王培元 刨花板加工中的原料性质问题虽然十分复杂，但还是可以根据目前世界上已有的研究结果把问题归纳成几个方面。对其中少量重要的，加以严格控制，对多数次要的，则暂且放在一边，这样也许能使问题简化而求把握关键。 ⒈ 已公认的，必须加以重视的因素有：原料的密度，原料的pH值和缓冲容量，原料的形态、质量和品种，原料的含水率。 ⒉ 研究尚未深入、问题尚未弄清的因素主要是原料的抽提物成份。世界上很多研究工作已表明，木材抽提物成份对木材胶合性能有重要影响，但对刨花的胶合性能的影响众说纷纭，没有得出结论。 ⒊ 在生产中一般不加考虑的因素：原料本身的其它材性，如木材的结构，木材物理性能，木材其它化学成份，木材力学性能以及木材机械加工性能等。在国内外，作为造诣较深的技术人员都有这些知识以分析车间中所出现的各种质量问题。不过这些知识还不能作为规律而编入车间质量管理的“软件”内。 由此可见，对于生产的质量管理工作，似乎只要掌握上述第一类问题即可。 （一） 原料密度 在前文（之Ⅰ）中，就板的密度问题已经附带述及原料密度问题。对各种不同的树种，根据胶料和各种具体条件要求选择一个合适的压缩比。压缩Ⅰ比（即板的绝于密度与原料本身的绝于密度之比）起码要大于1，一般在1.2-1.6的范围内。所以，车间质量管理人员要根据原料的密度和其它条件以确定合适的刨花板密度。 由此可以推论，从原料密度的角度看，即是常常要注意到原料本身密度的波动幅度。用不同密度的木材以同样条件制造同样密度的刨花板，彼此之间质量差异会很大。这里举一个例子，很能说明问题。表1是东德Kehr E.等人在1965年所做的试验结果。需要说明一下，这些数据只是作为两种松木原料和两种桦木原料之间相对比较，不能与我们现在生产的产品质量作比较。因为表1所列数据均按当时东德鉴定方法标准做出来的，又是二十年以前的试验结果，和我们现在的条件不相同。表中n为测量试样数， 为算术平均数，s为标准方差。每一种原料都是由几种不同径级去皮木材配比而成，它们的pH值在4.8-5.1范围内，胶粘剂为脲醛胶，试验板为三层刨花板。 从表1的数据看到： ⒈ 板的密度在0.5-0.7g/cm3范围内，以相同密度板比较桦木板的质量比松木板的总要差。但是只要提高桦木板的密度，各项指标都可与松木相一致。这是因为桦木本身的密度比松木高，如压制同样密度的刨花板，松木板的压缩比比桦木板的要高，德国的桦木平均密度为0.61 g/cm3，松木平均密度为0.49 g/cm3，密度差异是较为显著的。

⒉ 即使是同种木材，由于生长地点、取材部位、径级等不同，密度也有差异，因而所制成的同密度的板子，彼此之间也有差异。

从现代生产管理角度来看，德国松木刨花板的密度一般在0.65 g/cm3左右，而桦木板的密度要在0.70-0.72 g/cm3以上。假如以桦木为原料，仍制造密度为0.65 g/cm3的板子，则板的质量难以达到标准。在使用同种木材原料时，因原料密度不同而出现板的质量上的连续波动生产中较易调整；而要避免不同原料间密度的较大差别带来的问题，质量管理人员对此应胸中有数，否则就很难取得具有稳定质量的产品。

现时多数刨花板厂使用的是混合原料，对于混合树种，又如何考虑其密度问题呢？这里有一个试验结果可作参考。美国Vital等人用四种密度差异颇大的热带木材——A毛泡桐（paulawnia tomentosa），B维罗拉木（Virala spp），C艳榄仁树（Terminalia Superba），D非洲红豆树（Pericopsiselala）作试验。它们的密度分别为0.28，0.43，0.57，0.65 g/cm3。试验分：单独原料(A、B、C、D)和混合原料（搭配法为：AB，AC，AD，BC，BD，CD，ABC，ABD，ACD，BCD，ABCD）。每一种试验又分别以低压缩比（1.2:1）和高压缩比（1.6:1）两个条件进行铺模压板。试验结果表明，在压缩比相同的条件下，板的静曲强度和弹性模量与木材几乎成正比，平面抗拉虽然也随木材密度增加要有所提高，但直线关系不明显，厚度吸水膨胀与木材密度看不出有什么一定的关系。这说明了用混合树种原料生产刨花板可按平均密度选择一个合适的压缩比，板的静曲强度是各种原料配比量的平均数；平面抗拉有可能比各种原料配比量的平均数低，但能达到要求；吸水厚度膨胀则不会因原料配比而大幅度升降。由此可见，为什么世界上很多大型刨花板厂照样使用混合原料。他们并不怕几种原料的混合，而是怕不按固定比例混合。为此，便不惜以重金加大各工段的投资，设置多台刨花备料机械，并将其分开储存。我国小型刨花板厂很多，一般情况是来料较杂，而设备设置又不能过分细分，这给管理带来很大麻烦和困难。补救的办法是能否将密度相近的材种大致分类，然后再估计其混合原料的平均密度（有关木材的密度的数据，我国已有大量积累，请参看：中国林业出版社出版的《中国主要树种的木材物理力学性质》一书）。最好的办法是工厂管理人员使来厂

的原料树种达到稳定或趋于单纯，对厂内常用的几个树种其密度可按我国木材物理力学试验标准自己进行测定。这对一般木材加工企业来说并不困难。

（二） 原料的pH值及缓冲容量

树种影响刨花板质量的另一重要参数为木材的pH值及缓冲容量。我国刨花板生产几乎全部使用脲醛作胶粘剂。世界上刨花板工业中，虽已有多种胶料在使用着，但脲醛树脂仍占多数。脲醛树脂的固化对原料的pH值和缓冲容量是相当敏感的，它需在酸性条件下才能固化。为了补偿木材本身酸度之不足，在刨花板生产中一般要加入固化剂，使它与脲醛树脂接触后生成酸性物质。而另一方面，如脲醛树脂在过高的酸度环境中，在刨花板板坯未热压前就会发生固化。所以，在工艺上要针对原料本身的酸度加适量的固化剂。这就首先给车间管理人员提出这样的课题：“原料本身的酸度如何？”“原料酸度对固化剂用量的影响又如何？”

在这方面做过研究工作的人很多，而且都是在早期，这里仍引用一下Kehr E.在1965年的试验工作结果，它比较简单易懂。

从图1、2的曲线可以看出：（1）对低pH的树种——橡木和落叶松，在刨花板压制中即使不加固化剂，脲醛树脂也能固化得比较充分，取得较好的胶接效果：而对pH高的树种榆木及白杨，则需要加相当量的固化剂才能成板，且胶接强度始终不是很好。（2）当使用高pH值及低pH值原料混合制板时，可以按平均pH值的原料对待。从这一点看，在生产中使用混合原料时，除了注意原料密度之外，还要根据树

种的pH值来加以分类和配比，然后选择合适的成板密度和固化剂用量。 这里还需要再次强调，以上介绍的例子仅是说明原料pH值对制板的影响，在生产中只能按上述原则行事，不能直接使用这些数据。如图中的杨木pH为6.8…7.4…7.8，然而我国的杨木pH值却并非在此范围。根据李新时、相亚明1963年的研究结果，我国杨木的pH为：青杨8.0，大关杨5.9，胡杨6.7，小叶杨6.3，大青杨4.8。加之现代的脲醛和其他条件也与此不同，如果我们在生产中也按图中所示的情况用7％的固化剂，则将出现反常现象。有关固化剂的用量将在本连载中第Ⅲ部分介绍，这里只是说明为什么在生产管理中要强调注意原料pH值的不同。此外，从图中看，榆木和杨木的胶合强度总是很差，但这并不等于榆木和杨木不能制成标准刨花板。如果调整其它工艺条件，仍然可以使它们达到我国刨花板的Ⅰ级质量标准。 随着生产发展，人们觉得另一个与原料pH值有密切关系的参数，即缓冲容量，更能反映固化剂的需要量。“缓冲容量”是指木材原料抵抗自身pH值被改变的能力。有的木材虽然具有较低的pH值，然而由于它的缓冲容量较大，则需加较多的固化剂才能使它的pH值再度降低；如果缓冲容量较小，也许加入少量的固化剂就会产生树脂预固化现象而降低板的胶合强度。表2是八十年代初发表的西德比松公司的一个材料，该表列出对二种云杉和三种松木的试验结果。二种云杉，其他参数都相近，只有缓冲容量相差较大，导致了板的质量指标有较大差异。三种松木比较中，也有累似情况。它表明这样的趋向：假如对云杉Ⅱ适当降低固化剂用量，对于松木Ⅰ和Ⅱ适当加大固化剂用量，则它们的平面抗拉强度和吸水厚度膨胀性能都有可能得到改善；从这三个松木中看，松木Ⅰ和Ⅱ的pH值都低于松木Ⅲ，但酸缓冲容量却高于松木Ⅲ。 表2 原料的缓冲容量对刨花板质量的影响 参数 树种 云杉Ⅰ 云杉Ⅱ 松木Ⅰ 松木Ⅱ 松木Ⅲ 刨花厚（干）（mm） 0.39 pH值 缓冲容量： 到pH值＝11

4.2

0.38 4.1 26.0 2.0 37.0 48.0 15.0 9 26.0 0.47 5.4

0.32 4.5 8.5 4.0 37.0 49.4 13.6 7 24.3 0.47 6.1

0.35 4.2 19.0 2.5 15.9 72.8 6.3 9 24.1 0.42 4.4

0.38 4.6 15.0 2.0 27.9 52.6 18.5 651 24.8 0.52 3.2

（ml0.1nNaoH） 9.0 到pH值＝3（ml0.1nHCl）

3.0

刨花筛份（％）中 层 4mm 1.25mm 表层 1.25mm 板质量 密度（kg/m3） 静曲强度（N/mm2） 平面抗拉（N/mm2） 吸水厚度膨胀(%)2小时

34.4 51.2 14.4 651 26.5 0.66 3.3

吸水厚度膨胀（％）

24小时 12.2 15.0 15.6 13.0 11.8 固化剂NH4Cl用量3％（以绝干脲醛树脂为基准） 缓冲剂NH4OH用量0.5%（以绝干脲醛树脂为基准） 缓冲容量的表示法是将木粉置于冷蒸馏水中浸一定时间后，再用一定浓度的酸或碱滴定，使它的pH到一定值时的毫升数。由于各地所用的方法目前尚未统一，故此处无法一一介绍。表2中所列的数据是用0.1NHCl液将浸出液滴到pH=3时所消耗的HCl毫升数，作为酸缓冲容量；同理，用0.1NNaoH液将浸出液滴到pH=11时所消耗的NaoH毫升数，作为碱缓冲容量。我国教育和科学工作者对此已有若干研究结果（南京 林产工业学院学报，1982，第3期，143－157页；东北林学院学报1983，第4期，100－104页）可供参考。 木材pH值和缓冲容量都是表示木材酸度的指标。所测定的都是木材内可溶于冷水的抽提物的酸度。从以上所述的各种情况可知，木材pH值和缓冲容量虽然对刨花成板过程中的脲醛树脂胶的固化有明显的影响，但并未得出如密度和板质量之间这样确定的关系，严格地讲，至今只是处于定性分析的阶段，车间质量控制中主要依靠经验或经验方程式，在这方面仍有深入研究的必要。最近有人发现木材内不可溶物质的酸基含量与脲醛树脂胶凝胶时间的相互关系比pH值和缓冲容量有更加密切的关系，也即具有更高的相关关系（可参见Holzfor-schung 1983, No3, 117-120; 林业科学1985，No3, 260-267）这一结果很值得注意。

（三） 原料的形态、质量和品种

原料本身的形态对刨花板的质量能起决定性作用。利用小径木为原料，总是极为有利的，它可以随心所欲地加工成各种形态适宜的刨花，刨花的长度和厚度都比较容易控制。欲利用细木工下脚料或平刨下来的工厂刨花生产高质量的刨花板则难得多。这主要关系到刨花形态的问题，故拟于后文专述。此处着重介绍原料的质量和品种的问题。

现在多数人认为在一般情况下如将树皮混在原料之中，仍能制造出标准质量的刨花板。树皮中影响较大的主要是含有硅化物的存在是磨损刀具的主要因素，所以，在质量管理中，对于合理利用也有很大意义。

在本文第Ⅰ部分中已叙述，欲提高刨花板的静曲强度，重要的是需要加强二个面层的强度。因此，将树皮置于中层，则对板的静曲强度无多大影响，甚至有时还产生积极作用。Starecki A.于1979年发表了一项颇有意思的试验。他用松树皮分别配入松木中，分别以树皮含量为20，40，60，80，100％压制单层和三层刨花板。在制三层刨花板时，按总的百分比算出的芯层的树皮量，看它的效果究竟如何。从图3看出，随树皮含量的增长，只将树皮置于芯层树皮含量提高了之后，会不会导致平面抗拉强度的下降？试验结果（见图4）表明了三层刨花板的平面抗拉并不低于单层刨花板，反而还提高了一点。这是因为树皮的形态有利于平面抗拉。从吸水厚度膨胀率这方面考察，三层刨花板的要低得多。限于篇幅，这里不再详细解释为什么将树皮全放在芯层不但静曲强度有明显改善，而且平面抗拉不下降和吸水厚度膨胀明显降低。

以上所叙的试验结果说明，凡利用高树皮含量的原料，将其放在刨花板的芯层，会有很多好处，那么又如何对待表层呢？Kehr E.(1959)对此仔细作了研究。结果表明，如表层刨花的树皮含量达到8－10％，可将刨花板的密度提高2－5％，补偿了其静曲强度下降的部分。此外，表面受空气湿度变化而发生湿度变化时，因树皮和木质纤维的胀缩不同而起糙，这需要适当加大表面层的用胶量及提高其密度。对此，工厂管理人员就需要根据具体情况权衡利弊，从而找出一个有利于自身产品质量及经济利益的平衡点。 总的来说，如树皮全用于芯层，则板的树皮绝对含量大致可划一个范围：对于标准刨花板，可以达到30％左右；对结构大片刨花板则不能超过25％。如树皮用于表层就要考虑具体情况。 对于枝桠和梢头，主要考虑的也是树皮问题。用小的枝桠和梢头直径（2.5cm）做刨花板，在各项物理力学性能中，板的吸水线性膨胀值太高，做结构板是不可取的。随着枝桠和梢头的直径加大到10cm，这项指标会有所改善。从应用的角度看，用于家具的标准刨花板和吸水膨胀的要求不像结构板那么高。 只具有轻度腐朽的木材（腐朽程度小于50％）是可以利用的，在板的物理力学性能中不会有很大影响。如腐朽程度太大（>50），即使与好木材各搭一半使用，其平面抗拉强度也将有大幅度下降。 有关平刨所产生的刨花、废单板、锯屑等利用的问题拟于后文“刨花几何尺寸”部分再作介绍。 （四） 原料含水率 原料含水率对刨花板质量有重要影响，而且直接关系到刨花干燥机的能源消耗，干燥机的能力是否能够平衡等问题。 如果原料的含水率过低，除了原料粉碎时所消耗能源多，刀具易于磨钝之外，刨花易于卷曲，平面不光滑，而且易起毛刺并开裂。刨花卷曲对施胶极为不利。因为喷入的胶滴不能均匀地分布在刨花表面，有的部分可能形成空白。刨花表面的毛刺和开裂对胶接强度及抗水性都是不利的。原料含水率过高也会产生问题，主要是湿刨花在运输汇中易结团，而且刨花干燥耗能提高，干燥时间加长。 原料的含水率究竟多高才合适？据东德、西德如波兰等一些研究人员研究，原料含水率在40-60%为最佳。如范围再宽一些，可认为在30-70%之间为合适。而美国人对此范围不怎么强调。这多半是因为德国所用的原料多为小径木，容易控制其含水率。而美国的刨花板原料较杂。随着木材原料供应趋于紧张，现在即使在西德也不再强调这点了。 但是无论怎样，车间管理人员需力求原料的含水率控制在一定范围之内，波动不可太大。否则将会产生两个问题：一是刨花干燥操作无法稳定。目前我国有些刨花板厂不太注意刨花干燥后含水率的稳定；二是由于原料含水率大幅波动，其可塑性不同，制刨花过程中，刨花的塑性也会有很大波动。以上二点都是产生热压板坯反弹波动的原因。于是在热压中虽有厚度规控制热压板的间隔，却无法控制板坯的反弹量，最后导致板的厚度偏差加大。 参考文献：（略） 如何提高刨花板质量（Ⅲ）--合理掌握施胶量,提高施胶效率，降低甲醛释放量 摘自：本站原创 作者：王培元 刨花板用胶主要是脲醛树脂。其它如酚醛、三聚氰胺——脲醛胶以及异氰酸酯等，在国外也有使用，不过所占比例较小；在国内还极少使用。因此这里所述的内容仅限于脲醛树脂。

胶在热压中，为了加速固化，需要将胶处于酸性的条件。而商品脲醛胶是碱性的（pH=7.5～8.0）。利用胺盐作为生成酸的物质，如氯化铵，硫酸胺，磷酸胺等。我国习惯用NH4Cl，其作用为：

4NH4Cl+6HCHO

4HCl+(CH2)6N4+6H2O

所以，当氯化铵（NH4Cl）加入胶料中，便生成盐酸（HCl）及六亚甲基四胺［(CH2)6N4］。六亚甲基四胺与氯化铵再继续反应生成盐酸（HCl）和氢氧化铵（NH4OH）。这样，酸性条件便形成了，而且由羟甲基所释放出来的甲醛进一步导致pH值降低。

固化剂增进脲醛树脂的固化作用是不论在高温或常温下都会发生的。为了抑制胶的预固化，可以加入一些缓冲剂。一般用NH4OH作为缓冲剂。在前文已有叙述，原料的pH值和缓冲力对于固化剂的加量有很重要的关系。

（一）合理掌握施胶量：

一般均认为，随着用胶量的提高，板的静曲强度、平面抗拉强度及吸水膨胀性能都将随之改善，这一见解可以说是对的。不过这里有一个成本问题，不能无限止地多用胶料。而且，有些性能，随着用胶量的增加，其改善的幅度也不会很大。

目前世界各国对刨花板的用胶量的看法已趋于一致。很早以来就已有大量的研究结果表明，当用胶量超过一定量后，对静曲强度的改进作用不是很大了，只是对板的平面抗拉强度仍有明显的改进。但从产品成本角度看，在某些场合下，用加大胶量的方法以改善平面抗拉强度，还不如用增加板的密度方法来得经济。以下简略举几例子：

日本人木本（19）以脲醛树脂用量为8、10、15％作试验，没有发现板子的各项性能随着胶用量增加而降低的情况。然而发现很多性能在这三种胶量或其中两种用胶量中几乎相等的情况。特别是用胶量为15％时，与10％相比只有少许改进。

美国人Post（1958）用各种不同的刨花，以脲醛施胶量为3.27、6.54及13.07g/m2作比较，发现，

增加施胶量对静曲强度的改进远不如刨花的几何形状来得重要。 美国人Lehmann (1970)用酚醛施胶量为2、4和8％作试验，发现静曲强度、抗弯弹性模量以及吸水膨胀性能随用胶量由4－8％增大，只有少量改进，仅平面抗拉强度仍不断地由较大改进。 西德比松公司的一个资料（1979）说，多加1％的用胶量，平面抗拉强度可提高0.06N/mm2,24小时浸水厚度膨胀率可改善10％。而对于板的静曲强度则主要要靠合理的刨花几何形状和垂直于板面的密度分布加以改善。当然，提高板子的平均密度可改善各种力学性能。 这里着重介绍一下东德Kehr等人在1967年所发表的有关这方面的研究工作的结果。能把上述的意思说得更具体和明确一些。该试验是在工厂生产线上进行的。原料为松木、三层刨花板，面芯层刨花重量比为1：2，板密度0.60g/cm3, 拌胶前刨花水份5％，板坯表面加100g水/m2予以加湿，热压时间在温度为155℃下为0.3min/mm板厚。热压压力为1.5N/mm2。其结果列于图1—3。 图1－3 刨花板用胶量与吸水厚度膨胀，平面抗拉强度和静曲强度之间的关系 从图1－3可以看出，对三层刨花板（该试验所用之刨花尺寸为：表层长10mm,厚0.2mm，中层长18mm,厚0.4mm）,用胶量增加到10％，静曲强度便不再因用胶量加大而有所改善，仅吸水厚度膨胀率和平面抗拉强度仍有所改善。然而，合适的用胶量还应该再来对照一下下列结果：如果增加板的密度，是否比增加用胶量更有利。图4－5是一个很好的例子。 图4－5 板密度、用胶量与基本材料消耗成本之间的关系 由图4－5的结果可看出，在该试验的条件下，板的用胶量为8.5％，密度为0.60时最为经济。欲使板的强度再进一步提高，则不如提高板子的密度更为经济。从平面抗拉强度这一指标来看，虽然增加用胶量可有明显改善，但其改善的情况，在正常密度范围时，还不如提高板的密度合算。当然，这是东德的一个厂的情况，由于各地原料价格及管理情况不同，用胶量和板密度之间的经济比较不可能都是这样。总之，从以上种种例子说明，过多地施以胶量对刨花板质量的好的作用与成本增长的反作用比较非常不利。对静曲强度的提高要着眼于垂直于板面的密度分布、刨花尺寸以及板的密度的合理选择。

合适的用胶量应随着刨花的几何形状不同而有所改变。在东、西德，一般的生产情况与上述试验条件很接近，故用胶量也在8.5％左右（指表、芯层平均用胶量）。此外，由于其它需要，如前文所述，因树皮的掺入表层或为改善刨花板的表面质量则在表层应当多加入一些胶量。

目前我国有些小型刨花板车间往往使用大量胶粘剂生产刨花板，检验其平面抗拉强度，则大大超过了国家标准的规定。这说明，这种刨花板使用了过量的胶料，使成本大为提高。用这么多胶料以生产刨花板，有各种原因。很重要的一个理由是，如不用超量的胶粘剂，则刨花在板坯热压之前大量散落，无法成型。事实上，这需要着眼于刨花几何形状，铺模成型设备及运板装置的改进。当然，胶的性能本身也有问题。这牵涉到胶的冷粘性（tack,tackness）。 在刨花板及中密度纤维板生产中，对胶的冷粘性都有一定的要求。对后者，要求低冷粘性。以防止纤维板结团。对前者，则要求有一定的冷粘性，使刨花之间在热压之前有一定的黏附能力。据国外研究结果，胶的冷粘性与胶的粘度无关，与涂胶量，温度等因素有关。在一定的涂胶量及温度的范围才显得有明显的冷粘性。在刨花板生产工艺上，为保证胶料有一定的冷粘性要注意拌胶前刨花的温度。据Maloney的意见，拌胶前刨花温度最好〈38℃，否则胶的冷粘性将受影响，而且将有过多的胶渗入刨花，严重的可能引起胶的预固化。

（二）注意合理使用固化剂

前文已叙述过，使用固化剂时要根据原料的pH值，缓冲容量等情况而选择其合适的用量。有必要时加入一点缓冲剂（当固化剂用NH4Cl时，缓冲剂用NH4OH，其量为胶量的0.5％），以防止预固化。事实上，单纯使用高pH值的原料情况很少。我国在生产上一般加入NH4Cl作为固化剂，其量不超过3％，然而在用量为0－3％之间，还是非常值得仔细分析，然后选择一个更适合的用量。

例如：图6－8表明固化剂用量对松木刨花板质量的影响，该结果也是Kehr在上述的试样中得出的。用胶量为表层10.5%，中层7.5%。从图6－8看出，固化剂用量2.8%时为最好。从用量0.5％至2.8%，刨花板的性能变化颇大，用过了也不行，刨花板的性能也会下降。 图6－8 固化剂（NH4Cl）用量对刨花板吸水厚度膨胀，静曲强度，平面抗拉强度的影响 东德Sirch等（1981）对固化剂做了另一种意义上的试验。脲醛胶由尿和醛聚合而成。在酸性条件下生成亚甲基桥即交联键，这便是胶的固化。然而，这一系列反应全是可逆的，当固化了的脲醛胶在高温高湿的条件下。亚甲基桥会被破坏，然后一直变为游离甲醛放出来为止，胶粘作用也就丧失。所以脲醛胶不耐水，更不耐高温条件的水浸。这对于水溶性涂料进行表面加工时很不利，它不但必须接触水份，而且要在较高温度下干燥，这样，脲醛胶就会发生水解。其结果表明，如固化剂用NH4Cl，其用量为2％时，对于脲醛胶抗水解性能为最好，到用量为3％时，抗水解性能下降不少。 此外，为了降低刨花板的甲醛释放量有时需要多加入一些NH4Cl。 总之在确定加入NH4Cl时，其用量也需根据各方面要求而选定。 （三）注意施胶效率 有一个更重要的问题，即如何充分发挥胶的作用。用同样多的胶料，使它发挥更大的作用，即所谓提高施胶效率。这是关系到降低产品成本，提高产品质量的重要手段，是刨花板工业中很重要的技术竞争内容之一。从大量研究结果来看，一些重要的影响因素，主要要在设备设计中加以体现。只要设备设计合理，车间管理和操作人员，除了严格按要求行事之外，日常可变的因素活动余地不是很大。以下几点，对管理和操作人员为了保证产品质量也许是有用的。

⒈ 对于施胶的方法，有两种意见。一种意见认为采用涂胶的方法能更好地提高施胶效率，另一种意见则认为喷胶比较有利。早期的施胶设备多数用喷胶的方法。这种方法的特点是，刨花在拌胶机中停留几分钟，要使刨花能在搅拌中抛开，而且喷出的胶滴要小，这样才能使胶滴在刨花表面均匀地分布，而且覆盖面积加大，从而提高其施胶效率。六十年代后期出现了高速拌胶设备，叶轴转速达到700－1400转/分。胶液从拌胶机的端头喷入，或通过轴心向外的离心力甩出，这些颗粒的胶滴喷到被高速旋转叶片强烈搅拌的刨花后，进一步又被摩擦作用而被抹开，使胶液分布更加合理。稍后，改进胶为直接加入方式，没有喷头和压缩空气，只有一个胶泵作为加胶之用。据推测，胶液进入刨花堆后，由于刨花剧烈运动，胶液被冲撞而成为细粒，然后又进一步摩擦而被抹开。这种拌胶机可免除空气的污染。这实际上，是使胶膜涂在刨花表面的方法。不过胶膜并非连续地涂在刨花表面，而是一种具有较为均匀分布而又非连续的胶膜。由于上述两大类的拌胶机对施胶方式的出发点不同，故在生产管理和操作工作中也就不能一概而论地同等对待了。

⒉ 对于喷胶时的胶料温度、固体物含量对板的质量影响，总的来说不是很大。一般以高固体物含量胶在室温下进行喷胶，其效果最佳。至于胶的粘度，如胶的粘度低，容易雾化成小颗粒，可以提高施胶效率，但它是由喷胶时的胶液温度和固体物含量两者所决定的，改变的幅度便不会很大。

⒊ 细小的刨花混入正常刨花中一起拌胶时，一般认为不理想。因为刨花随着体积减小，则比表面（即单位体积或重量的表面积）迅速增大。所以，细小刨花在与正常刨花一起拌胶时，要吸取更多的胶量。一些试验结果表明，能通过1mm筛孔的刨花混入正常刨花时，刨花板的平面抗拉强度和静曲强度下降。然而也有人用试验结果表明；实际上，在细小刨花混入正常刨花一起拌胶时，对刨花板各项物理力学指标均

有好的作用，上述强度下降系由其它原因造成。总的来说，在正常刨花中混入少量细小刨花，对拌胶质量不会造成什么大的问题。

⒋ 拌胶时刨花温度不能过高。已如前述。

⒌ 使用喷胶机时，为使胶液可均匀地喷到刨花表面上，胶的喷咀与刨花流表面的距离要适当，一般在200mm左右。拌胶要有一定速度，使刨花能够充分抛开，并抛至与喷咀有合适的位置。为此，要根据拌胶机中装入刨花的量的多少而选定其最小的转速。喷咀对着搅拌叶旋转方向装置比顺方向装要稍好一些。有关喷胶机的最重要的因素是喷头设计和喷胶所用压力，因此，轻易地改变喷胶压力，喷胶时间，喷咀型号等，对板的质量将可能产生很大影响。

⒍ 对各种拌胶机进行试验的结果表明，具有正常设计的拌胶机，刨花在拌胶后并不应该有很大幅度的破碎从而也不会在很大程度上改变其长宽比或筛分组成。即使现在高速拌胶的设备，对大片刨花的破碎作用也是不大的。

（四）关于甲醛释放的问题

游离甲醛的释放，源出于脲醛树脂胶料中的游离甲醛以及在热压中由于酸性的影响及温度的作用。胶的N-羟甲基醚链和亚甲基桥而形成甲醛。

由于游离甲醛问题牵涉到人们的健康，所以一直很为人所注意。国际上对此进行了大量研究工作。迄今，所提到能降低游离甲醛的方法大致有下列这些方面：⒈ 用其它类型胶合剂，如异氰酸脂，用水泥、石膏等无机矿物质作胶合剂；⒉ 降低甲醛与尿素克分子比；⒊ 控制拌胶后刨花含水率；⒋ 材种的关系；⒌ 用胺盐类型的固化剂，并掌握用量；⒍ 提高热压温度；⒎ 加长热压时间；⒏ 热压后板子经冷却后才堆放；⒐ 延长贮藏时间和注意堆放条件；⒑ 注意成品板的含水率；⒒ 注意刨花板应用现场的温度，相对湿度，空气对流情况，刨花板数量的情况与甲醛释放的关系；⒓ 在胶中加入如尿素等甲醛捕捉剂等；⒔ 板子表面装饰加工可以大大降低甲醛释放量。

其中，在制胶中降低甲醛与尿素克分子比对降低游离甲醛的作用很明显，我国已经加以推广。但其同

时，在工艺上必须采取相应的热压条件，因此以下主要就这个问题进行叙述。 图9表示甲醛与尿素克分子比与甲醛释放量的关系。这里可清楚地看出，随着甲醛与尿素的克分子比由1.8-0.9下降，甲醛释放量连续下降。然而，随着甲醛与尿素克分子比下降，胶的反应能力下降，最后表现在一系列的性能下降。而胶中的游离甲醛量下降导致凝胶时间延长，说明胶的反应灵敏性下降。图11是甲醛与尿素克分子比对于树脂胶的水溶损失率（也即是成板在20℃水中浸一天后测定树脂胶的损失率）的关系，这也说明，随着甲醛与尿素克分子比下降，固化不完善的树脂份增加。图12、13的虚线表示当胶的甲醛与尿素克分子比下降时，虽然甲醛释放量降低但由于胶的反应能力差，如用传统的热压条件，则板的质量明显随之下降。可以采用较高的热压温度和较长的热压时间的办法促进胶的反应。当热压条件合适时，板的质量可以改善到如图12、13中实线的情况。但不论怎样改变热压条件，用低克分子比脲醛树脂所生产的板子，其质量总是要差。 图9 甲醛和尿素的克分子比与甲醛释放量的关系 图10 甲醛与尿素克分子比与游离甲醛的关系 图11游离甲醛与凝胶时间的关系（固化剂1.5%NH4Cl） 图12 甲醛与尿素克分子比与板的平面抗拉强度的关系 图13甲醛与尿素克分子比与板的厚度膨胀率的关系 参考文献：（略） 如何提高刨花质量（Ⅳ）--刨花的几何尺寸和形态问题 摘自：本站原创 作者：王培元 刨花的几何尺寸和形态是影响刨花质量极为重要的因素。然而其中关系相当复杂，不太容易掌握。美国的Malonery 在其著作《现代刨花板和干法纤维板制造》一书中说，掌握刨花几何尺寸问题还是一种技巧和艺术。Mottet 则说：大部分仍然要凭经验。这种说法有一定的道理。 然而，从近些年的发展情况来看，世界上有关刨花的几何尺寸和形态问题的看法日益趋于接近。虽然尚有很多问题还未弄清，有待于进一步研究，但还是有很多规律可供有关的工程技术人员加以利用。本文着重介绍西德系统有关刨花几何尺寸和形态的基本问题的研究结果，这对于生产现场的质量管理可能是有用处的。事实上，其它国家有很多与此有关的研究结果，其趋势与德国人所得出的结论也很相似。 （一） 刨花的几何尺寸 所谓刨花的几何尺寸，即指刨花的长、厚、宽的尺寸。在刨花板制造中，究竟具有什么样的几何尺寸才合适？从世界上实践情况看，已被公认为有效的几何尺寸就有好几种，它们彼此之间的差异很大，其长×厚×宽分别为：

美国的大片刨花：50×(0.2-0.8)×12.5 mm 华夫刨花： ：(60-90)×(0.4-1.2)×(20-90) mm 普通刨花板刨花：(18-25)×(0.2-0.6)×(3-6) mm 细刨花 ：(3-8)×(0.1-0.15)×(--) mm 砂光粉尘 ：(0.4-0.6)×(--)×(--) mm

乍一看来，似乎很难相信有什么规律可供遵循。这就有必要先从介绍理论上的探讨着手，然后才能将各种几何尺寸的刨花之间的关系作出交待。

如今看来，西德的Klauditz(1952)，Rackwitz(1963)所提出的研究结果，虽然时间很早，但却与现在所公认的原则比较接近。他们的理论中的第一个基点是：当刨花生产拉应力时，假如断裂既不是全都发生在刨花本身，也不是全都因刨花之间胶层所产生的剪应力而遭破坏，则其板子在平行于板面的抗拉和拉压强度，静曲强度方面，可认为它的结构是最佳的。根据这一基点，他们从理论上导出\"最佳\"的刨花长度及厚度，然后用实验的方法再加以验证和修正。

他们将刨花板的结构简化到最简单的墙体结构模型时所导出的关系式为：

式中 Sopt：刨花最佳长厚比； C：与刨花板很多因子有关的常数； τl：胶层的剪应力； δzh：木刨花的拉应力。

由这个关系式可知，刨花板的刨花最佳长厚比与刨花本身破坏应力及胶层的破坏剪切应力有关。也就是说，刨花本身的抗拉强度越大，最佳的刨花长厚比越大；胶层的抗剪强度越小，最佳的刨花长厚比也应该越大。

在用胶量不大的情况下，为了提高板的静曲强度，加大用胶量和增大刨花的长厚比具有相似的效果，当用胶量大于某一程度时，增大用胶量便难以起到作用，需要在刨花几何尺寸上下功夫。具体地讲，要加大刨花的长厚比。 Rackwitz 在分析有关刨花几何尺寸的刨花板结构模型之后，接着使用云杉进行试验。刨花厚度取0.2及0.4mm，板的密度约600㎏/m3，用胶量8%。厚度为0.2mm的刨花，布胶量为3.1-3.4g/m2；厚度为0.4mm的刨花，布胶量为6.2-6.8 g/m2。其结果表于图1和图2。这说明，如果对板的静曲强度、平行于表面的抗拉和抗压强度而言，云杉刨花的长厚比最佳范围为100-125，又根据他的另一系列的试验，刨花的长宽比m应为：m＜6（关于宽度的问题在本段后即将叙述，此处略）。但是从图1、图2可清楚地看出，随着刨花的长厚比增大，板的平面抗拉强度便随之下降。可见，制造三层刨花板具有很大优点，中层刨花可用长厚比小的刨花，而表层则用以上所述尺寸的刨花，则其效果必定佳于单层刨花板。在制造单层刨花板时，必须得考虑照顾平面抗拉强度的问题，也即适当降低一些刨花的长厚比。 刨花长厚比对板的静曲强度平行于表面的抗拉强度及抗压强度；平面抗拉强度及吸水厚度膨胀之间的关系。 刨花长厚比对板的静曲强度，平行于表面的抗拉强度及抗压强度；平面抗拉强度及吸水厚度膨胀之间的关系。 他们的理论中的第二个基点是：刨花板平面抗拉强度取决于刨花层叠胶合面积及胶接强度。 Rackwitz认为刨花的层间交织对平面抗拉强度有很大影响。如图3所示，当板子受垂直于平面拉力载荷时，由于斜搭刨花产生斜的拉应力，这种斜的拉应力在垂直方向只产生一个较小的垂直于板面的拉应力，一部分应力则由斜刨花传递分解为平行于板面的拉应力。 图3 刨花层间交织而改善平面抗拉强度的模型 这就减少了垂直于板面得拉负荷，其抗拉强度便随之增高。而长厚比小的刨花有更多机会造成斜搭接合。所以，小的长厚比刨花有利于板的垂直于平面的抗拉强度。其试验的结果及趋势已于上述图1和图2中表出。 由于他们的理论是以砖墙结构为最基本的初始展开点，所以对刨花的宽度便无法作有力的分析。Rackwitz仅以试验的结果提出刨花得长宽比以m＜6为好。以往很多人做过试验，发现刨花宽度对刨花板的静曲强度的关系不很大，对平面抗拉却有一定影响。然而，在对很大的范围内仔细分析刨花宽度问题之后获知，刨花的宽度却影响刨花层叠长度l,层叠空隙Z,铺模板坯的高度偏差，板子平面密度偏差，刨花排列方向等参数。Kusian(1968)在这方面的研究结果指出，板坯的密度与刨花长宽比有很密切的关系。刨花的形态越呈细长，铺模的板坯密度越小。刨花长宽比还影响密度不均匀程度及刨花平均重叠长度l。刨花宽度越小，平面密度波动的可能性频率也就越大；刨花长宽比越小，刨花平均层叠长度也就越大。 Kusian所推导出的结果，只是一种趋势，他用实验方法所得到的数据，其偏差值很大，故这里不再介绍。 根据以上介绍，以及目前世界上很多研究工作和实际生产情况，大致可总结出这么几条： ⒈ 从板子的强度角度考虑，刨花形态应该是长而薄的用之于表层刨花，厚度0.2-0.5mm左右，用于中层刨花的厚度0.3-1.0mm，长度为25-50mm；长厚比100左右。 ⒉ 用于中层刨花，长度可以短一些，宽度应大一些，也即长宽比要小，这样，有利于刨花板的平面抗拉强度。对中层刨花，长宽比应小于6。 ⒊ 长宽比大的刨花，板坯密度小，刨花之间的空隙大，层叠长度小，热压时较难致密。 ⒋ 园棒形的，近似于立方形的，火柴梗形的刨花，对于刨花板的质量无论如何极为不利。从我国一些刨花厂的情况看，最要紧的是将刨花形态控制到上述第一点那样的范围。 ⒌ 刨花的表面要求光滑，刨花与刨花之间要求均整。 由以上两点可见，具有良好设计和制造的备料设备，并且经常保持这些设备的良好状态，对刨花板的质量具有极为重要的作用。 ⒍ 近几年来，一些刨花板生产领先的国家都认为，最佳的刨花形态是大片刨花。美国流行的\"flake\"（大片刨花），加拿大和美国流行的\"wafer\"（华夫刨花），目前在世界上很流行。 ⒎ 家具用刨花板，表面宜用细刨花，虽然板的静曲强度必有降低，但为了板的表面质量，特别是需要某些方法进行二次加工的板子，必须用细刨花或细粉末。假如刨花板欲用于单张纸贴面的基材，则表面的粗糙度不可大于50μm，对于这样的表面质量要求，不用细刨花或木粉作表层，是无法达到的。所以，对于刨花几何尺寸及形态的要求，不但要顾及到强度，还要顾及到其它方面。 图4 刨花长宽比与平面密度波动或然率频率之间的关系 图5 刨花长宽比与刨花平均层叠长度之间的关系 （二） 细刨花的几何尺寸 如上所述，对于某些家具用板或作为某些二次加工方法的基材的刨花板，为了达到必要的表面细度，必须使用细刨花覆面。因此，有关这方面的技术，在国际上也有大量的研究结果。 Kehr·E（1970）等对这5种细刨花作几何形状的分析，这5种刨花都可以使刨花表面粗糙度达到50μm以下。其几何尺寸列于表1。表1中，微细刨花的长宽比为6-9，具有强的纤维化程度的纤维刨花的长宽比为15-20。 根据Kehr·E（1970）等对这5种细刨花的压板试验结果列于表2。本处略去他所进行的压板条件介绍，从表2可看到这5种细刨花对板子质量的相对比较。 从国外经验来看，用表2中1-3的三种细刨花作表层或覆面，可用于单张纸贴面装饰。粗糙度越小，静曲强度越高，所指出的纸饰面板产品质量等级越高。第四种，系用纤维作表层，在国外资料中很少报道有这样的生产厂的实例。用砂光粉尘作刨花板表面层，虽具有最高的表面平滑度，但静曲强度大为降低。 表1 五种细刨花的几何尺寸 表2 五种细刨花作刨花板表层时的刨花板质量 Neusser（1979）则认为，为了改进刨花板在经过装饰纸贴面后的光滑度，也可用具有特定硬度的粗刨花置于标准刨花中作表层。但其效果比不上长形细胞花，只能其一部分作用。如图6所示，细长形微细刨花由于在拌胶和铺模中所形成的密度较高的部位，在成板后虽形成较长的\"小岛\"，贴好装饰纸后，受气候变化的影响，贴面纸就开始变为凹凸不平。由于光线反射的关系，人的视觉反应较弱。 利用的刨花和细粉末作刨花板，对某些刨花板种十分重要，但也有不少难点。例如，部份的粉末结块及离隙而因此影响板的强度，粉尘的沉积易于引起火灾及爆炸，降低电气设备效率，危害人的健康等。此外，细料及粉尘混在正常刨花一起拌胶，前者由于比表面大，会吸收更多量的胶料，从而降低正常刨花的受胶量，就将影响刨花板的质量。这些都是需要在生产设备劳动保护等方面逐一加以注意和克服的。 图6 用标准刨花中加入粗硬刨花与微细刨花作表层时，对装饰纸贴面表面质量的比较 （三） 工厂刨花的几何尺寸 衡量工厂刨花的质量远比标准刨花要复杂。除了几何尺寸之外，对工厂刨花来说，还有木纹方向，卷曲程度，刨花碎裂，厚度不匀等问题。对于工厂刨花来说，几何尺寸对于板的质量影响并不会完全遵循上述等人们所提出的理论中所阐明的规律，但不管怎么说，人们还是认为首先应该尽量遵循理论上所提出的要求而设计刨花几何尺寸，尽可能向标准刨花的几何尺寸靠拢才使用放心。 美国Heebink（19）等详细地研究了平刨刨花。他们认为，对平刨刨花来说，最佳的刨花形态，其长、厚尺寸应为25mm、0.38mm。木纹要尽量平行于刨花长度方向的边。任何木纹倾斜就趋向于刨花强度的减弱，严重的卷曲及碎裂就会大大降低板的质量。他们的研究结果证明，平刨机的设计对刨花及刨后木板表面的质量有密切的关系。从图7可看出，刀辊的切割圆周越大，单位长度切割越多（即刀辊上多装刀），刨花的质量越好。降低切割深度则能改进刨花质量。此外又发现，刀辊与木材进料方向的角度越小，刨花的质量越好，因为木纹的斜度减少了。然而，对前几点要求在平刨的设计和制造上克服很多难点，并非易事。试验指出，减小刀辊与木材进料方向的角度，例如从90°减到45°，刨花质量提高了很多，但木板表面的粗糙度大大增加。要降低切割深度，在生产上也是行不通的。为此，国外有一种专用平刨刨机，用双刀辊，平行排列，并带有刨花的抽吸装置，这样，可解决不少问题。 图7 A:每25mm切割数 B:切割深度 C:切割圆周直径对刨花的最大厚度、长度、木纹斜度的影响 东德的Zenker R.提出另一种改善工厂刨花质量（主要是指刨花几何尺寸及形态）的方法。说起来很简单，即将工厂刨花在湿状态下经过再碎，则其质量可大为提高。这种处理方法的根据就是改善刨花的几何尺寸及形态。表3表示一种旋切刨花和一种平刨刨花的几何尺寸。将这刨花经过再碎，这一种旋切刨花的长度降到3～10mm,厚度降了一点，为0.27-0.35mm，宽度降到6-9mm，这样一来，长厚比S由304降到了38-59，长宽比m仍基本保持不变，为6-9。这一种平刨刨花长度减到了7.4mm，厚度基本不变，宽度减到2.3mm。计算其长厚比S=43，长宽比m=3.9。以上这二种刨花用于刨花板芯层，从几何尺寸来看是合适的，而且把刨花的卷曲问题解决了很多。他的试验结果也指出，再碎时的来料应该为湿态，这种刨花在再碎后比较规整，而且刨花的二端带有纤维化，有利于结合。 表3 某种旋切刨花及平刨刨花的几何尺寸 (四) 施胶和刨花几何尺寸的关系 本文前三部分所介绍的原料和刨花板的密度，原料材性及施胶与刨花板质量之间的因果关系中，对于刨花的几何尺寸及形态都有牵连。有些关系是不言而明的。如原料的形态与刨花的形态有密切的关系，细木工下脚料不可能制出大片刨花，大片刨花必须由小径木或原木来做等等，这里不再赘述。 需要再一次强调的是用胶量对板的静曲强度的影响。只有在低用胶量的范围内才有明显的作用，到了一定程度，作用就不明显了。这已经在前文第四部分中作了介绍。从道理上来说，本文前半部分已谈过，当胶层的厚度增加到一定程度时，胶层剪切强度不会再继续提高。有人甚至认为合理使用具有优质的几何尺寸刨花比增高用胶量总是显得重要。图7是Post在1961年时所发表的论文中的一个结果图。这个结果在当时很有名，它使很多人懂得了刨花的几何尺寸对静曲强度的重要性。这图表明，增加布胶量对静曲强度的增强作用不如增长刨花长度和减薄刨花厚度的作用来得显著。这实际上暗示了刨花胶层厚度及胶层剪切强度的增长对刨花板的静曲强度只是起一种局部的作用。这点与Klauditz，Rackwitz等所提出的理论是一致的。前文第四部分中介绍的用胶量与静曲强度的关系的趋势也与此没有矛盾。因为图7的用胶量起始点为2 g/m2，而且曲线图系根据回归方程式画出，在曲线的起端究竟有多大误差很难从这里看出。 刨花几何尺寸与用胶量之间的关系中，有一个很重要的因素是刨花表面积的问题。刨花体积越大，比表面越小，这样，只要用较少量的胶就能达到同等程度的刨花单位面积的布胶量。所以，在一定的刨花长厚比及长宽比的范围内，大而薄的刨花不但有利于强度的提高，而且还可降低用胶量。但是，制作大刨花必须用较大规格的木材原料。 如有细料混入正规刨花，则随着细料百分比的含量增加而静曲强度、平面抗拉、厚度吸水膨胀率都下降。特别是静曲强度的下降尤为明显。当然，厚度吸水膨胀的下降是好事。这是因为细料的比表面积很大，在与正规刨花一起拌胶时，细料总要吸收更多的胶量，正规刨花的施胶量就相应地减少。Kehr(1969)的试验表明，假如细料（<1mm）在正规刨花中混合的百分比为30%，细料的吸胶量与正规刨花的吸胶量之比为2:1至3:1时，刨花板的质量可发展到比较好的水准。但这需要施胶设备及操作等方面加以保证。 图7 刨花长度、厚度、布胶量与刨花板的静曲强度的关系 参考文献：（略） 如何提高刨花板质量（Ⅴ）--表面质量和板的结构 摘自：本站原创 作者：王培元 对刨花板表面质量有要求的表面装饰二次加工可分为两大类：一类为胶贴装饰，如单板贴面、薄膜贴面、塑料贴面板贴面、轻金属贴面、纸贴面等；另一类为涂布装饰，如淋漆、喷漆、树脂涂饰、直接印刷等。由于这些二次加工方法多种多样，对基材表面质量的要求也就各不相同。因而，迄今国际上还没有一个国家能对刨花板的表面质量制订出完整的检验和质量标准。但是，在刨花板供销双方之间早已存在各种衡量刨花板表面质量的专用指标。有些专用指标和检验方法已陆续被一些国家纳入国家标准之中，还有不少则正在考虑列入标准。 所谓刨花板表面质量有表面粗糙度、表面剥离强度、表面孔隙度及吸收能力、表面pH、硬度、色泽等。本部分只对表面粗糙度及表面剥离强度作一些必要的叙述，其余的拟于第七部分“用于家具的刨花板质量要求”中介绍。 （一） 表面粗糙度 刨花板用于单板或塑料贴面板贴面时，对表面粗糙度的要求不是很高，但用于贴纸、贴薄木、贴薄膜，以及涂饰时，此项指标就显得十分重要。 测定刨花板表面粗糙度的方法很多。有些国家已制订出有关标准，如英国BS1811,西德的DIN4768,东德的TGL26662等。英国测定表面粗糙度的方法时用指尖在一长度为200mm的试样上扫描，然后计算其每毫米长度峰谷值之和（图1）。试样分别在相对湿度为35％及85％中平衡后再进行测试，所以得出的两个数据，即干的和湿的两种情况下的数据。用这种方法所测定的各种商品刨花板峰谷值如下： o:p> v:line id=__TH_L4 style=\"LEFT: 0px; POSITION: absolute; TEXT-ALIGN: left; Z-INDEX: 1\" o:spid=\"_x0000_s1026\" from=\"-5.15pt,0\" 峰谷（PV）值（干）μm 峰谷（PV）值（湿）μm to=\"136.35pt,38.5pt\" strokeweight=\".5pt\"> 峰谷值 刨花板类型 结构刨花板 标准刨花板 较细表面刨花板 细表面刨花板 15－30 10－15 5－10 3－5 50－250 15－50 10－30 10－20 根据英国人的经验，各种表面装饰二次加工方法对基材的表面粗糙度以及加工完成后表面粗糙度的要求如下： 基材： 高质量，光泽、装饰纸贴面 质优，柔光、装饰纸贴面 质良，柔光、装饰纸贴面 单板，薄 单板，厚 PVC，薄，平 PVC，厚，平 PVC，浮雕面 涂料 PV值（干）μm 10－15 20－30 30－50 20－50 50－100 1－5 5－10 30－50 PV值（湿）μm 30－50 40－60 80－120 50－80 100－200 20－40 40－60 50－150 与装饰纸贴面要求相似 二次加工完成板： 高质量，光泽、装饰纸贴面 高质量，半柔光、装饰纸贴面 PVC，平，柔光 PVC，木纹状浮雕面 PVC，木纹状，柔光 1－5 5－10 5－10 10－30 5－15 图1 用英国F1RA仪测定表面粗糙度的方法 图2 贴面表面峰谷示意图 图3 用于刨花板细表面刨花的筛分曲线 西德对刨花板表面粗糙度的测定方法规定得细一些，检测的长度按表面粗糙度的范围划分，并分五个阶段，中间为最大值。东德则规定测二个数据：干的，以及在水中浸二小时后再干燥测得的数据。由此可见，各国所发表的人造板及二次加工完成板板面的粗糙度数值之间是不可直接对比的，只有在同一测定方法的前提下，其数值之间才有直接的可比性。 根据东德一些人的研究，提出贴面质量与基材表面粗糙度之间的关系，此研究结果也为西德所利用。假如把板面峰谷放大，可示意为如图2这样的图形。图中Y及L分别代表峰谷高度差及峰间距，下标T及D分别代表刨花板基材及贴面后的板材。通过试验得出，假如刨花板贴面后的表面峰间距及峰谷高度差值之比，即LD/YD=VD值在500－1500之间，则人的眼睛看起来就比较舒适。VD>1500时，虽然表面更为光滑，人的眼睛难以分辨，但没有必要做到这种程度。这里所说是Böhne及karger的研究结果，还有一些人们所得出的结论与此有很大差异，在此就不再介绍。基材的峰谷值与其峰间距之间有一定关系，都可以通过上述这些仪器测出。而贴面后的峰间距与基材峰间距大致相等。基材表面的VT值，即峰间距与峰谷差值之比一般在13－29之间，通过贴面，要求将峰间距与峰谷差值之比提高到VD=500~1500。

根据以上理论可见，贴面过程是使刨花板表面粗糙度降低的过程，从而可以大幅度地改善板面美观程度。但是决不能进一步对此作简单地理解，认为贴面可以改善刨花板的表面光滑程度，基材的表面粗糙度即不必多加考虑。相反，正是要进行二次加工的刨花板，对表面粗糙度的要求才必须重视。研究结果指出，刨花板表面峰间距对贴面后的峰谷高度差值YD的影响呈多次方的关系，也就是说，基材表面粗糙度增大一点点，贴面材料的厚度及刚度就要增加很多方能使贴面后的粗糙度达到标准，而且需保证贴面纸不开胶。这说明了这样一个问题，改善刨花板基材表面粗糙度在经济上大大优于加厚或加强帖面材料。

表面直接印刷或涂饰与基材表面粗糙度的关系问题在理论上研究得更多，由于篇幅所限，这里不作详细介绍，但道理相似，要求刨花板素材具有低的粗糙度。特别使用水基涂料时，假如刨花板表面有粗刨花，经浸湿后再干燥，峰谷值会有很大增长，使成板质量大为降低。 （二） 如何使表面粗糙度降低

如何使刨花板表面粗糙度达到要求，通用的方法有采用细刨花作表层，加大刨花板的密度及提高刨花板表面层的用胶量。其中利用细刨花作刨花板表层是重要和有效的措施，其它二种方法只是辅助性的。

在本文第Ⅳ部分有关刨花板几何尺寸中已经叙述，要制成具有细表面的刨花板，表层刨花可用细刨花，微细刨花，纤维状刨花，纤维及粉尘等几类。用纤维作刨花板表层所得板面不但表面粗糙度极低，而且刨花板的很多力学性能都很好，只是生产中难以实现，在干燥、拌胶以及成型等工序均亦不如用细刨花或微细刨花来得方便。此外，有经验证明，用平刨花作表层，虽然刨花很薄，但效果较差。因此，在西欧流行的表面细结构板种仍是用细刨花或微细刨花作表层。

如何合理利用细刨花或微细刨花作表层，在工艺上需要掌握的知识相当多，这里只能对最主要的几方面作一概略介绍。

① 采用什么样的板子结构更合理：

为了适应刨花板表面装饰加工，需要细表面结构，于是很自然地会想到，是否只要表面挂一层微细刨花就可以了。为使粗大的中层刨花不致损坏细刨花表面层，再加一层薄平刨花作为过渡层，这就是出现五层刨花板的原因。然而，西欧一些国家经过一段时间的实践，以及一些研究结果表明，五层刨花板不如三层刨花板好，尽管三层刨花板使用的细刨花较多。以下是松木五层刨花板和三层刨花板的比较试验： 五层刨花板中层为厚0.4mm的平刨花，约占50％，用胶量7％；过渡层为厚0.2mm的平刨花约占25％，胶量9％；表层刨花为留于0.2mm而通过1.0mm筛网的微细刨花，约占25％，用胶量12％。三层刨花板的中层为厚0.4mm的平刨花，约占35％，施胶量7％；表层刨花为与上相同的微细刨花，约占65％，施胶量12％。这两种板子的总施胶量均为8.8%左右。从这两种板子的性能上比较，五层的并不比三层的好（见表1）。而在生产线中，必须有三条备料流水线，铺装设备也会大为复杂化。

研究的结果还表明，气流成型的渐变结构三层刨花板其性能比机械成型三层刨花板的要好。表2数据明显地说明，对于具有细刨花表面结构的刨花板，气流成型的质量由于表面细刨花的大小按渐变方式排列而大有提高。表2中所用的表层刨花均为微细刨花，占35％，施胶量12％，中层刨花均为厚度0.4mm的平刨花，占65％，施胶量7％，平均施胶量为10％。 ② 细刨花和微细刨花的定义是什么？

以上曾谈到，对于要求表面粗糙度低的刨花板最好使用更细一些的表层刨花。微细刨花的出现是由于欧洲研制了一些特殊的打磨机，这些打磨机可制备细度由于一般细刨花的刨花也可制备一般细刨花。为了明确一下概念，便于对比，特作一个介绍。根据Kehr（1970年）等人的意见，认为判断细刨花的类别，应从刨花的几何尺寸、成型板坯的密度及筛分曲线几个方面的指标来考虑。细刨花的成型板坯密度为80－120kg/m3, 刨花长5－8mm，厚0.15-0.25mm，长厚比20－50；微细刨花的相应数值为120－

180kg/m3，3－6mm，0.10－0.25mm，15－40。从筛分曲线（图3）的范围可知，它们都分布在一个广泛的区域。一般将通过1mm×1mm筛孔、留于0.25mm×0.25mm筛孔的刨花作为微细刨花。在此组分中，如以松木为原料，尚有15％左右的粉尘，但这些粉尘并不影响刨花板强度及表面质量。经仔细观察，通过0.315mm筛孔的组分中，粉尘的比例也只占85％左右，尚有15％左右的细 表1 三层刨花板和五层刨花板性能的比较 密度（g/cm3） 平均含水率（％） 三层 0.745 8.8 五层 0.755 8.5 10.5 40.5 32.6 0.51 31.6 浸水24小时后厚度膨胀率（％） 8.6 浸水24小时后吸水率（％） 静曲强度（N/mm2） 平面抗拉强度（N/mm2） 表面粗糙度（µm） 20.3 31.4 0.55 26.2 表2 三层刨花板使用细刨花板表面层时，机械成型及气流成型渐变结构板的性能比较 密度（g/cm3） 平均含水率（％） 三层机械成型 0．749 9．0 三层气流成型 0．767 9．6 4．5 11．1 38．3 0．95 44 浸水24小时后厚度膨胀率（％） 6．1 浸水24小时后吸水率（％） 静曲强度（N/mm2） 平面抗拉强度（N/mm2） 表面粗糙度（µm） 18．4 29．4 0． 50 55 料层微细刨花的范畴，但这个组份可认为是粉尘。至于微细刨花与纤维的区别在于前者的长宽比为6－9，二端无帚化现象，后者的长宽比则为15－20，两端有帚化现象。 ③ 制备细刨花或微细刨花的某些要点：

制备刨花板细料的机械在国内称为打磨机。我国不少地方使用的打磨机主要由西德引进，有Pallmann厂出产的PSKN型打磨机，或由此型加以仿制。此类打磨机按德文“Doppelstrommühle”，原意为“双气流打磨机”。英文称“Wing Bester”，意为翼式打磨机。此种打磨机的产量与进料含水率的关系十分密切。进料含水率为80％时的生产能力一般只有干料的生产能力的一半。因本文的目的在于介绍质量问题，故着重于与质量有关的一些因素。

控制打磨机出料的粗细程度有三个主要因素。除使用一定的筛网控制出料的粗细外还有二个很重要的因素：进料刨花的大小及进料含水率。图4表明筛网孔大小与进料刨花厚度对出料粗细程度的影响。从中可以看到，进料刨花厚度对出料粗细度有很大的影响。图4的下图是用打磨机底筛2.0mm筛孔所得的筛分曲线，上图是用0.35mm厚的进料刨花作原料。当进料刨花的厚度由0.35mm增至0.65mm时，出料刨花的增粗程度远远超过底筛筛孔由2.0mm增至3.0mm的增粗程度。

原料的含水率对出料粗细程度的影响是十分显著的。有人用一种称为Ultrafibrator PPF的打磨机进行试验，用含水率为9％，15%, 29%, 厚0.2mm松木平刨花进行打磨，得出如图5这样的结果。可见，原料含水率越高，出料中的较粗成分比例就越大。图中I为粉尘组分，Ⅱ为微细刨花组分，Ⅲ为细刨花组分。实际上留于2.50mm筛孔的刨花有很大一部分已不属于细刨花范围，其中混有相当大的刨花。由此可见，进料刨花的含水率最好在9％－15％范围内。

以上已经提到，在<1.0mm,>0.25mm这一组分中虽可认为是微细刨花，但仍包含有15％左右的粉尘。经试验证明，这15％左右混在微细刨花中的粉尘对刨花板的质量没有多大影响。表3所表示的结果说明了这个问题。试验的条件是刨花板表层用微细刨花，施胶量为12％；刨花板中层用厚0.4mm的平刨花，施胶量为7％。热压温度165℃，热压压力2.5N/mm2，热压时间360秒。

④ 各种细刨花与刨花板表面质量及物理力学性能之间的关系： 表3 用于刨花板表层的松木微细刨花中包含有15%粉尘及无粉尘时的刨花质量比较 密度（g/cm3） 用胶量（％） 浸水24小时后厚度膨胀率（％） 8．8 浸水24小时后吸水率（％） 静曲强度（N/mm2） 平面抗拉强度（N/mm2） 表面粗糙度（µm） 从表4中可以看出：表层刨花的尺寸越小，所制成的刨花板表面粗糙度也越小，然而静曲强度及弹性模量却有所下降板子易于变形。由于使用细刨花作表面层将产生有利和不利的影响，因此需根据刨花板最终用途而选择其表层刨花的几何尺寸。如要求生产既有表面高质量，又有物理力学性能优良的刨花板，则可加大用胶量、提高板的密度，相应地就提高了板的成本，而且给板子的使用带来不便，所以这种方法不宜多用。由于用胶量和板的密度提高而相应地提高板的物理力学性能的数据及图表鉴于前文都已详叙，故此处从略。 20．4 31．4 0．55 83 8．1 18．5 29．4 0．50 55 无粉尘 0．745 含有15%的粉尘 0．749 图4进料刨花厚度（上）与筛孔大小（下）对出料粗细率程度的影响 图5 进料刨花的含水率对打磨出料的粗细程度的影响 表4 不同类型的细刨花作刨花板表层时的刨花板质量 刨花类型 板的静曲强度（N/mm2） 弹性模量（103N/mm2） 变形量 表面粗糙度（µm） 砂光后 浸水2小时后再干燥 细刨花 25.0－28.0 3.4－3.8 2.4－2.9 2.0－2.4 0.5－1.0 1.0－1.5 1.4－2.0 35－50 30－40 15－25 70－120 35－60 15－30 微细刨花 18.0－22.0 砂光粉尘 15.0－18.0 注：变形量是按TGL4413标准的专门方法测定的数据 表5 不同的板子密度和用胶量的表面粗糙度µm 用胶量％ 表层 浸水2小时 10 12 14 浸水24小时后再干燥 10 12 14 中层 8 10 12 8 10 12 板子密度g/cm3 0.59 86 73 70 81 50 42 0.63 0.93 0.92 0.68 88 59 46 0.66 99 86 55 97 58 32 0.69 70 54 53 40 27 0.74 118 90 46 63 58 28 有关刨花板表面粗糙度的工艺因素中还有一个要点，即用各种细刨花作表面层的刨花板，在砂光过程中砂带的粒度对表面粗糙度有相当明显的影响。 （三） 表面剥离强度 表面剥离强度实际上是表面平面抗拉强度。在本文第Ⅰ部分中所介绍的垂直于刨花板平面的密度分布曲线可以看出，正常刨花板其密度最低点在刨花板的中心层。对于未砂光的一般刨花板而言，表面密度也很低。有时甚至低于中心层密度。因生产管理不当而生产的板子，其表面的密度往往忽高忽低。这些板的表面剥离强度是低的或是高低波动的，拿这样的板子去应用，在很多场合都不可靠。表面剥离强度差的刨花板不能进行表面装饰加工，例如进行贴面就很容易因刨花板剥离强度低而产生局部表面剥离。当然，涂饰或直接印刷就更无法进行。所以这个指标越来越为人们所重视，一些国家已将其列入“标准”之中。[注] 为了帮助理解表面剥离强度的概念，此处引用一个研究结果（见图6）。它说明，所谓表面剥离强度实质上就是表面平面抗拉强度。刨花板的各层平面抗拉强度与各层的密度是成直线关系的。 从图6可以看出，要求表面剥离强度为1.0 N/mm2以上，意味着表面要有很高的密度。因此，为了适合于进行表面装饰加工，必须使刨花板基材有很合理的垂直于板面的密度分布，而且严格控制砂光操作。图7为二典型密度分布的板，左边表示未砂光的素板，右边表示砂光后并经贴以装饰纸的成板。从此图即可看出，要使贴面基材的剥离强度达到1.0 N/mm2，在生产管理方面还要有严格的规范。否则，板的表面密度难以达到高水平以符合要求。如果管理水平实在难以跟上，那么只好采用增加胶量及提高整个板子密度的方法以补充其不足。不过这两种方法在经济上代价很大，而且也只能作为辅助的方法。表6使用松木、桦木等原料所制板子的试验结果，结果表明，如增加施胶量及提高整个板密度，办的表面剥离强度可以达到要求。 表6 板密度及用胶量对表面剥离强度的影响 施胶量（％） 表层 10 12 中层 8 10 板密度（g/cm3） 0.59 0.81 0.85 0.63 0.85 0.93 0.66 0.90 0.99 0.69 0.96 1.02 0.74 0.98 1.07 14 12 0.94 0.99 1.13 1.08 1.22 刨花板表面质量有很多方面，本部分文内只能介绍有关表面粗糙度及表面剥离强度的问题。其它方面拟于后文概要叙述。 【注】1992年修订的我国国家标准刨花板GB/T47-92已将表面结合强度性能指标列入，A类优等品≧0.90MPa ——编者。 图6 刨花板平面抗拉强度和表面剥离强度与刨花板层密度之间的关系 图7 刨花板贴纸加工基材（未砂）及贴纸后的密度分布 参考文献：（略） 如何提高刨花板质量（Ⅵ）--刨花板的厚度偏差控制及吸水厚度膨胀

摘自：本站原创 作者：王培元

（一） 刨花板厚度偏差控制

从国际上看，刨花板生产和应用中有关厚度偏差的种种问题到七十年代初在实践中已经根本上得到了解决。大量研究结果及生产经验表明，若刨花板用于机械化生产的家具、内装建筑构件时，不管是否需要进行表面装饰加工，厚度偏差应该小于±0.3mm。

在这一期间，也已经有研究人员提出，如欲对刨花板进行塑料薄膜或短周期热压贴单层纸的表面加工，刨花板的厚度偏差应该≤±0.2mm。这一设想直到七十年代，由于工艺技术的精湛水平达到了要求才迅速得以推广。

究竟是哪些主要原因使刨花板产生厚度偏差？又如何使厚度偏差控制在所要求的范围之内呢？现就国际、国内的研究结果及笔者的一些体会综述如下：

⒈ 刨花量分布不匀引起刨花板厚度偏差

这一原因最易令人理解，但因此而引起的厚度偏差究竟有多大就难以凭直观加以估计了。各研究报告所提出的数据相差也颇大。以下是三个研究人员在不同场合下的测定结果：① 当板的密度提高0.1g/cm3，板厚增加0.3mm；② 刨花量偏差10%，引起12%的板厚偏差量；③ 板厚20mm时，刨花量偏差10%，因生产条件的不同，引起的厚度偏差量为0.4-0.8%。由此看来，刨花在板坯上分布不匀而造成的厚度偏差没有确定的函数关系，以上虽视生产条件不同而异，但都表明了刨花量分布不匀而引起的刨花板厚度偏差极为明显。

实现刨花量均匀分布的条件就是严格控制板坯铺装前所有工序的工艺稳定性：铺装要定量。刨花在板的横向撒落量要均匀；拌胶前和拌胶后的刨花含水率不能有过大波动，胶的定量及配比要保持稳定。按西德目前控制的水平为：拌胶前刨花含水率一般在1.5-2.5%之间，拌胶后刨花含水率偏差＜±0.2%；板子密度偏差一般为板的平均密度的±2.5%。

要达到这样的控制水平，需要得到工艺、设备、自控三者的保证。详细内容将于后文叙述。 ⒉ 拌胶前后刨花含水率及热压后板子含水率的波动造成刨花板的厚度偏差

拌胶前后刨花含水率与刨花在热压时的弹性变形量的关系甚为密切。特别时拌胶前刨花含水率对刨花板厚度的影响很容易被人们所忽视。它的差异将引起板子的回弹量不同。Kehr在1965年曾做了一个试验，很能说明问题。图1是试验的结果。让拌胶前刨花的含水率不同，而拌胶时带入的水份都一样，所以三种刨花拌胶后含水率仍然不一致。其结果可以看出，拌胶前刨花含水率高的板厚度大；而且成板在空气中放置后厚度下降幅度较大。而拌胶前刨花含水率低至2%的，成板厚度则低得多。在空气中放置后其厚度没什么变化。很久以来，德国人对拌胶前刨花含水率总是控制在1-3%。很明显，拌胶前刨花含水率低，对稳定成品板的厚度有重要的作用。而且在刨花干燥过程中，干燥后刨花含水率越低，含水率的波动范围也越小。如上所述，西德工厂中刨花干燥终点含水率的波动范围一般在1.5-2.5%之内，如果终点含水率定得高一些，则波动得范围就很难控制在1%之内。

热压后板的含水率对其厚度偏差的影响也十分显著。从图2的曲线中可清楚看出某种量的关系。这条曲线是在板密度为0.60g/cm3，板厚20mm的条件下做出的。板的含水率在4-14%这一范围内时，含水率每增加1%，板的厚度便增加0.1mm，或可说厚度增加0.5%。我国刨花板标准GB47-85规定板的含水率为5.0-11.0%时合格，这是指供货成品的质量要求。在车间管理中，应该很好控制热压条件，使板的含水率尽量达到稳定状态，假如一会儿为5%，一会儿为11.0%，虽然从含水率这项指标来看的确达到了要求，但板的厚度则会产生0.5mm的偏差。

⒊ 热压操作控制不严引起板的厚度偏差

在用厚度规的间歇式压机的热压过程中，刨花板压力曲线一般如图3。但板坯对热压板的反作用力（包括板坯反弹力及蒸汽压）则与热压曲线不一致（见图4）。当压机压力高于板坯最大反压力时，板的反压曲线如图4a；当压机压力达到最高值时，板坯厚度并未达到厚度规的要求厚度，则最高反压值会维持一段时间，其曲线如图4b。我国目前可能如图4b所示。国外的很多压机则属于图4a。对于热压曲线和反压

曲线之间的关系，不管属于图3a、b及图4a、b这几种情况，有两个参数时需要研究和了解的，因为这两个参数最终都会影响板的厚度。一是最高反压，当热压曲线的最高压力设定得比反亚高得多，或时间长得多，则多余的压力将由厚度规承受，从而有损于热压板及厚度规。据李广慧的计算（《林产工业》1985、6）在发生这种情况时，如果压机单位压力为25kg/cm2，厚度规在第一降压段要承受的压力近400 kg/cm2，最终将使热压板变形而影响刨花板的厚度偏差。二是热压终了时的反亚大小，这与板子厚度变化，缩短热压时间以及板的质量有很大关系。

图1 拌胶前刨花含水率与成板在空气 中放置时间对成品板厚的关系

图2 板含水率与板厚之间的

关系

图3 两种典型热压曲线

图4 两种典型的板坯在热压中的反压曲

——压力、时间曲线 a：简单降压曲线 b：多段降压曲线

线

a：热压压力大于最高反弹压力

b：热压压力达到最大值时，板坯厚度仍未达

到厚度规控制值

对最大反压影响较大的因素有板的密度(图5)，压机闭合速度（图6），刨花含水率（图7）；次要影响因素有温度、用胶量及刨花板厚度。

影响最终反压的因素有压机闭合速度，板的密度（图8）以及热压时间。

在很多情况下板的厚度小于压规的厚度，这是因为不但反弹力因板的塑性增大而逐渐消失，而且板坯随着热压时的干燥而逐渐收缩。

对于新式的、不用厚度规而用自动控制仪表控制板厚的压机，反弹曲线亦如图4a，图5，图6所示。故不管使用什么样的压机，由于板子反弹的不同而产生的厚度偏差的各种因素都是一样的。

由以上所述可知，欲使刨花板偏差降至最低，重要的是稳定刨花含水率，稳定密度，稳定热压操作。 ⒋ 由热压机设备、压规、垫板所造成的刨花板厚度偏差

根据德国人的经验，单层及无传送垫板压机所生产的刨花板的厚度偏差比多层有传送垫板压机的要小。当然这并不是说多层压机不能生产合乎厚度偏差要求的板子。因为东西德在六十年代所用的多层热压机就能生产厚度偏差为±0.3mm的未砂光板，它需要的是合理控制。

据美国的Maloney说法，压机在压制最大规格板并使用最大压力时，热压板纵向及横向的挠度不能大于0.25mm。他又认为，当压机操作时因板子漏装而使热压板弯曲损坏的可能性很大（图9）。按李广慧的意见，由于厚度规局部受压大，隔热层将会受到压缩，使压板变形，导致最上层和最下层刨花板产生了厚度差。连续生产中，这种情况的不断发展，将使更多层的压板变形。

图5 板坯反压力与板密度的关系o:p>

闭合时间57秒

图6板坯反压力与垫压机闭合时间的

关系

板的密度

0.65g/cm3

图7 热压时刨花含水率与最大

反压力之间的关系

东德在六十年代曾调查过很多多层热压机的情况，表1是其中一台热压机各层出板的板厚及其偏差值。每层抽10张板，每块板测6个点，所以表中每个数是60个测量点的统计数。v:shape id=_x0000_i1029

图8 最终反压与压机闭合时间及

板密度的关系

style=\"HEIGHT: 17.25pt; WIDTH: 9.75pt\" o:ole=\"\" type=\"#_x0000_t75\"> 为算术平均值，S为标准方差。从表1可以看出，最上层和最下层刨花板厚度偏差值最大。有关资料还表明，如果厚度规加工精度为±0.05mm，则板的厚度偏差为0.2mm，尤其是非操作边，因刨花粘结，有的厚度偏差达0.4mm。垫板的厚度偏差对刨花板的厚度偏差也有一定影响，此处不再赘叙。我国有些工厂对厚度规的加工精度不够重视，垫板厚度偏差也较大，如果再缺乏垫板清理，则对刨花板厚度偏差的影响就会比较显著了。 表11 某台压机各层压出的刨花板的厚度（每层测10块板，每块板测6点） 压机层数 1 最上层 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 最下层 （mm） 20.08 20.18 20.38 20.20 20.22 20.27 20.41 20.25 20.42 20.22 30.34 20.02 ⒌ 砂光操作所产生的厚度偏差 S (mm) 0.48 0.28 0.33 0.24 0.37 0.29 0.28 0.33 0.25 0.22 0.22 0.34 以上四点所谈的是引起未砂光板厚度偏差的主要原因，还有些次要因素不再作详细介绍。有人认为未砂光板的厚度偏差大一点没有关系，反正砂光余量很大，就是在德、美的某些工厂中，根据六、七十年代的资料介绍，其砂光余量也有达到2.5-3.0mm的例子，那么未砂光板即使有若干厚度偏差又有什么关系呢？而实际上这是行不通的，因为砂光操作的目的是改善刨花板的表面平整和光滑度；砂去表面未固化层，提高板的静曲强度及表面剥离强度（其原理已在前文第Ⅰ、Ⅴ两部分介绍过）。砂光操作的厚度偏差与未砂光板厚度偏差之间没有直接的联系。砂光量的大小主要根据未固化层厚度加以确定，而不是根据未砂光板的厚度偏差值，因此对于未砂光板应要求其厚度偏差越小越好，一般应该控制在±0.3mm之内。厚度偏差过高的未砂光板经过砂光后，板的物理力学性能定然十分不稳定。 砂光操作所产生的厚度偏差主要是由设备本身的性能、制造精度以及操作的精确程度引起的。图10是几组测量值。试样组3说明机器调节得很好，所得的砂光板厚度偏差小而且厚度分布均整、平衡；试样组2说明机未调到19mm的目的厚度；试样组1则表明板面与砂磨体不平行。 根据一般标准规定，板的厚度偏差应≤0.3mm。这是指以名义厚度为基准的最大偏差范围，所谓名义厚度即市场上或客商要求的产品厚度，如12，16或19mm等。如何确定板子是否符合要求，据东德人介绍，可以下二种数值来加以判断：⒈ 产品的实测厚度算术平均值 与名义厚度的差Δa应在±0.1mm-±0.15mm范围之内；⒉ 实测厚度的标准方差值S约为0.08mm，最大不得超过0.10mm。 图9 当板子漏装时可能产生的热板弯曲损坏 图10 砂光板的厚度分布。 未砂光板的厚度20mm，砂光板要求厚度19mm，每一数据均是20块板所得测量点的算术平均数 ⒍ 板子堆放所引起的厚度偏差 板子堆放的厚度变化有相当大的影响。从此文图1的曲线中已可看出这一明显的趋势。图2说明刨花板含水率与成板厚度有密切的关系。热压刚完成时的板子，随着时间推移其含水率是要变化的，板厚也就随之发生变化。另外，热压刚完成时的板子，由于表、中层的刨花含水率不相同，随着放置时间的推移，收缩和膨胀的趋势及大小也会有所不同，如果不注意这个问题，将导致成品板的厚度偏差加大，而且引起板子翘曲。从图1、11、12可以看出：① 热压完成时板子的含水率会立即发生变化，均由高含水率变为低含水率，然后变化减缓，有的还稍有回升；②板的表、中层含水率有很大差异，随着放置时间的推移，表、中层含水率趋于接近；③ 拌胶后刨花板水份越高，热压后的表、中层含水率差越大。由此可见，在工艺管理中要力求降低拌胶前的刨花含水率，最好在1－3%范围内。砂光之前应该有一段堆放时间，最好为5天。板子冷却过程中要堆放而不要散放，否则板子易于翘曲。 砂光后板子如在不同气候中堆放，厚度也将有很大的变化，图13显示了这个问题。有种方法可以减少因气候变化所产生的厚度偏差，即将板子分二层在不同气候下堆放。先在湿的或干的气候下堆放，然后再在是室内气候条件下堆放，这样，板堆中刨花板内外部的厚度就会较快地趋于接近。因此，当板子在经过运输或经受了剧烈的气候变化时，放在室内经过一段时间的堆放（10天以上），则板堆中内外部的板其厚度差会明显减小。 图11 板的含水率与放置时间的关系。 按标准条件制板，即：表层刨花拌胶后含水率为9.2%，中层刨花板拌胶后含水率为11.2% 图12 板的含水率与放置时间的关系。 按刨花高含水率条件制板，即：表层刨花拌胶后含水率为19.8%，中层刨花板拌胶后含水率为16.3% 图13 在不同气候条件下，板子堆放时间对板厚的影响 湿气候： 相对湿度 72~84% 温度 30~32℃ 标准气候： 相对湿度 62~68% 温度 20~21℃ 干燥气候： 相对湿度 20~24% 温度 52~55℃ 综上所述，降低刨花板厚度偏差值的途径可归纳如下：

⒈ 稳定生产线中各加工工段的操作，特别是拌胶前刨花含水率、配胶、施胶量、热压、砂光等，应有必要的检测和控制手段。基于我国当前的生产水平，要想减少板厚偏差，还需适当稳定原料配比及刨花形态和尺寸；

⒉ 铺装、热压、砂光设备要精良；

⒊ 热压曲线设定要合理，装板不能遗漏，砂光机调节精确； ⒋ 拌胶前刨花含水率不但要稳定，而且还要低； ⒌ 砂光前后的板子应有足够的堆放时间； ⒍ 避免造成板子翘曲的条件； ⒎ 严格检查制度，捡出不合格板。 （二） 吸水厚度膨胀问题

吸水厚度膨胀是刨花板的一项极为重要的质量指标。在实践中，不会有什么机会将刨花板泡在水中使用，而且在结构考虑中，厚度膨胀值也并非是重要的问题。然而这却是一种快速的测量方法，以大致判明刨花板在使用中含水率随空气湿度发生变化时的尺寸稳定性。这对刨花板的例行质量检验及生产中质量控制有很大利用价值。

刨花板在使用过程中因受空气湿度变化的影响，它的含水率、厚度和长度会有所变化，并且产生翘曲。这是材料性能中极为重要的一个问题，有很多人做过大量研究工作。Johneon(19)的试验结果表明，刨花板在湿空气中的厚度膨胀值及长度膨胀值呈基本相同的趋势（图14）。西德Schwab等（1980）将不同胶种刨花板详细地作了浸水和在干、湿空气中放置后的厚度及长度膨胀试验，相互间进行比较。发现就

厚度膨胀率而论，25×25mm规格的试件在20℃水中浸泡2小时后的厚度膨胀率大致相当于该试件在湿空气（20℃，相对湿度85%）中放置28天的厚度膨胀率。据希腊Grigoriou（1983年）研究，各种刨花板放在温度为20℃，相对湿度为90%的湿空气中放置时，前10天厚度变化最快，第10－30天变化速度显著减慢，再从30－60天看这段时间的变化，变得更慢。还有人将刨花板放在相对湿度为33％－90％－33％的空气中反复让其受湿后再干燥，经过7天，然后再在相对湿度为65％－90％－65％的条件下放置到170天，试验表明刨花板的厚度变动范围越来越小。以上各种结果都说明，以25×25mm的试件在20℃水中浸泡2小时的厚度膨胀率相当于在湿空气中放置60天时间之内的数值。一般情况下，我们就取28天以做比较。事实上，空气湿度是不断变化的，通过以上试验，可见，用这种水浸2小时的方法以预示刨花板的尺寸稳定性还有各种各样的测定法，这是因为有些国家在刨花板应用条件及气候条件方面有其自身的特殊性。这里所介绍的仅是用25×25mm规格的试件在20℃水下浸2小时这一试验方法的科学依据。 如何改善刨花板的吸水厚度膨胀这一课题，在刨花板生产质量控制中，如与静曲强度及平面抗拉强度比较，一直认为比较困难。在一般情况下，加入石蜡乳液后，刨花板的吸水厚度膨胀率这一指标是可以达到的。但是，偶然出现的高厚度膨胀率的机会较多，而且难以分析其原因。 图14 刨花板在湿空气中放置以及在水中浸泡时的厚度膨胀及长度膨胀 图15 石蜡添加量对吸水厚度膨胀的影响 吸水厚度膨胀的根本原因有二个方面。一是木材本身受湿时的膨胀。二是刨花板中的刨花在受湿时因内应力释放而产生的回弹。因为刨花板是由刨花在热压过程中，受高温，并且伴随着强烈失水的条件下压制而成。在这样的压制过程中，刨花被压薄了。而被压薄的这部分可分为几种不同性质的变形。由于刨花的热压时是在失水的条件下受压变形的，当板坯压力降低时，因刨花已经干燥，于是可恢复的变形只能是一部份，有一部份被“固定”住了。这部份被“固定”住的变形只有在刨花重新受湿时才能弹回来。此外，还有相当数量的可恢复变形并未因干燥而“固定”住，而是因胶粘剂将刨花粘住，相互间产生抑制力而无法回弹，只有在胶粘剂的胶粘力遭到破坏，胶粘力小于回弹力时才能回弹。所以广义的回弹分为三部份：① 热压一完成。既未被胶粘力所抑制，也未因刨花干燥而被“固定”的回弹。了解这部份回弹对于刨花板的厚度偏差控制具有重要作用。本文第一部份所介绍的内容中，有关控制刨花板厚度偏差的主要因素，很多实际上是控制回弹量的因素。②当板子受湿时，被干燥所“固定”的变形发生回弹，这就是刨花板在20℃条件下浸水试验中所表现出来的主要部分。③当刨花板在较高温度的水中浸泡或温度虽不高，但时间很长，因脲醛树脂水解逐渐失去胶结力，回弹力克服胶结力后所引起的回弹。 正因为刨花板的刨花是受过压缩的，所以刨花板的吸水厚度膨胀率比木材本身吸水厚度膨胀率大得多。德国人Teichgräber(1966) 曾作了一个试验：将刨花板放在30％相对湿度的空气中平衡，然后再放到80％相对湿度的空气中平衡，刨花板含水率由6％变为18％，厚度膨胀率为4－9％，而木材本身在相应试验中厚度方向膨胀率仅为2％。 以上谈的是刨花板吸水厚度膨胀的二个来源。另一个影响刨花板吸水厚度膨胀率的重要因素是刨花板的空隙量、毛细管量的多少。在无数实践中，都观察到这一影响。1972年，美国人Lehmann发表了一篇著名的论文，证明了各种纤维板及刨花板的空隙量与透水、透气性有相当的关系，而透水、透气性又与板的尺寸稳定性有关联。

在降低刨花板吸水厚度膨胀的途径中，比较明确的方法有以下几种： ⒈ 加入防水剂（一般用石蜡乳液）

对于脲醛刨花板所加入的石蜡乳液，在国外，按固体石蜡对绝干刨花板计，一般为0.5%左右。这个用量是经过研究及大量实践才为大家所接受的。从图15看出，加入0.25%的石蜡就能大幅度降低厚度膨胀值；当用量增加到0.5%、0.75%时，其厚度膨胀值并未再度出现大幅度下降的现象。

不过在特殊情况下，如对某一树种，或工艺上处理不当时，添加0.5%的石蜡量则不能达到“标准”所规定的要求。

石蜡乳液如何才能充分发挥其作用？了解其中的施蜡机理对分析生产中出现的问题有很大帮助。比如用脲醛胶做胶粘剂时，只需加入少量石蜡乳液（一般为0.5%）即可，如此小量的石蜡乳液如不合理喷施，将起不到什么防水作用。因此，通常是将石蜡乳液混在胶液中一起施加，以扩大石蜡乳液的喷洒面积。然而石蜡乳液的比重（0.86~0.92）与胶液的比重（1.20~1.30）相差很大，要均匀混合很困难，且如果喷出的胶滴大小与石蜡乳液液滴大小比例不合适的话，胶滴便很难带着石蜡乳液液滴均匀分布在刨花上。一般喷出的胶滴直径为0.1mm，有时到0.2mm，石蜡乳液颗粒为10µ左右，那么每个胶滴平均含150个左右的石蜡乳滴。如果胶滴颗粒直径小于0.06mm，就很难将石蜡乳滴全包住在内了。

在热压过程中，胶滴受到挤压，石蜡乳滴会移向胶滴的边缘，并有一部份石蜡乳滴相互靠近在一起，随着压力的增大，将胶滴挤破，在胶滴内的石蜡乳液滴也会被挤破。此时，周围温度正好使石蜡熔融，则熔融的石蜡因与水溶性胶的表面张力不同，就被胶液挤出到刨花表面而形成一层很薄的蜡膜，起到防水作用。所以合理的施蜡条件应该是：石蜡乳液浓度为33-60%，石蜡液滴直径4-14µ；受挤压后所破裂的石

蜡液滴直径应为喷出时直径的1/8-1/10；石蜡乳液滴被压碎之时正好在石蜡熔融温度与胶液固化之前这一阶段。假如在热压中因压力和温度配合不当，胶颗粒在未压破之前就已固化，则石蜡将被包在胶滴中，有时会损失20-30%的石蜡。这也提示人们，为什么压缩比低的轻质刨花板，或者用厚刨花制成的刨花板，它们的厚度吸水膨胀率总是高的。胶液没有受到一定的挤压作用，往往得不到应有的防水性能。 ⒉ 木材原料不同，吸水厚度膨胀率有很大差异。用某些材种制板时，需要特别注意一些特定环节。如杨木，虽然在制板中也加入正常用量的石蜡乳液，但吸水厚度膨胀率往往较高。这是由于其管孔和导管空隙很大，而且在刨片过程中，易于起毛、豁裂和卷曲，使板的空隙及毛细管量增大等原因引起的。杨木早晚材的材质差异使刨片的刨花厚度薄偏差加大，导致板的吸水厚度膨胀率增大，如果加工这类原料，就要留神备料工段的操作，如刀片要锋利、原料含水率要适当。如仍难以达到“标准”所规定的吸水厚度膨胀率，只好相应地提高用胶量。 ⒊ 提高用胶量 以如上述，提高用胶量，对刨花的回弹产生更大的抑制作用，吸水厚度膨胀率必定相应减小。这不论对松木（见本文“之三”）或杨木都有显著作用。 另外，有一些研究表明，对刨花板进行高温热处理（155℃～180℃）或无必要的延长热压时间，刨花拌胶后放置时间过长、含水率过低，压机上升速度过慢，热压温度过高等都会促使刨花板的吸水厚度膨胀率增高。因此，这些都是生产中需要注意的。板子热压后进行热堆放（80℃），不但有利于其内应力的释放，还有利于吸水厚度膨胀性质的改善（平面抗拉强度可能有某种程度的下降）。所以热压后适当热堆放也是改善刨花板吸水厚度膨胀率的可行办法之一。 参考文献：（略） 如何提高刨花板质量（Ⅶ）--用于家具的刨花板质量要求 摘自：本站原创 作者：王培元 刨花板在近三十年来确实得到了迅速的发展，尤其是诸如西德、奥地利、瑞士等国，刨花板几乎独霸了人造板的市场，其奥秘在于，经过了大量研究之后，发现在很多使用场合下，并不需要人造板的性能项项都要优。例如做家具，要求刨花板有严格的厚度偏差，良好的尺寸稳定性；做包装箱，要求耐冲击强度，对厚度偏差，及尺寸稳定性则并不十分重要；做装饰性二次加工用素板要求细表面，而对于某些建筑构件并不要求细表面，而要求强度及耐候性能等。所以说，只要针对具体应用的目标，对其中的某几项指标进行补偿性的提高，产品就可以很好地应用，其结果是价格便宜而又不失其应用适应性。只有这样，刨花板才能显示其生命力。

表1是一个总结刨花板在不同场合下所需要的性能表格。表中所示凡标以“+”者为“需要”之意，标以“++”者则为“不但需要，而且要求严格”。

用于家具的刨花板质量要求大致有以下重要的几方面：厚度偏差、表面质量、弹性模量及强度、尺寸稳定性，长期载荷下的变形，握钉力、边缘强度、机加工性能，对健康无害性。

（一） 厚度偏差

大量研究结果及生产经验表明，若刨花板用于机械化生产的家具时，不管是否需要进行表面装饰加工，厚度偏差应该不大于±0.3mm。对于需要进行浸渍纸贴面、塑料薄膜贴面及薄木贴面的刨花板，厚度偏差的要求还要严格一些，即在一块板之内的偏差值不大于±0.2mm。西德Enzensberger在我国《林产工业》杂志中发表的文章中说，欲用低压短周期贴浸渍纸的刨花板素板的厚度偏差在一张板内或刨花板之间的偏差不得超过±0.10mm。Enzensberger认为对于用冷下压法贴多张浸渍纸的刨花板，一张板内的厚度偏差要求不超过±0.20mm。这就说明，对于各种不同的二次加工方法，其刨花板厚度偏差的要求还是不同的。不能靠砂光操作以大幅度调整板的厚度偏差。一般讲，砂光前板的厚度偏差就应该在±0.3mm。至于由±0.3mm厚度偏差降到±0.1mm，则可以靠精度的砂光机及砂光操作加以实施。

从我国现有情况看，如能将刨花板厚度偏差控制在≤±0.3mm的范围，还要花很大力气，然而又不得不达到这个目标。否则就难以使大批刨花板产品应用于家具业之中。

（二） 表面质量

表面质量对于家具用刨花板而言，乃是一类非常关键的重要特征。所谓刨花板的表面质量有表面粗糙度、表面剥离强度、表面孔隙度及吸收能力、表面PH值、硬度、色泽等。

作为细表面结构刨花板，还需要尽量避免粗刨花混在其中。在我国一些刨花板厂中，粗刨花落在表面或露在表面的现象比较多见。这种粗刨花在板子受湿时膨胀量大大增加，结果导致表面起糙，大大增加了板的粗糙度。这对于用水溶性涂料直接印刷，贴薄纸材料的二次加工刨花板产品将产生极坏的影响。英国的D.Allen称这种粗刨花为“捣乱份子”。图1是他的一个试验结果，可见粗刨花对刨花板受湿时的表面粗糙度有多大影响。

图1 粗刨花的厚度对刨花板表面粗燥度的图2 不同类型刨花板最小需漆量与

影响

刨花板表面密度的关系

刨花板的表面吸收能力对于吸漆量有很密切的关系。据奥地利Neusser的研究结果表明刨花板表面密度越高，吸漆量越小，从图2可以看出这两者之间的密切关系。

Kufner用一种方法测出，刨花板表面吸收能力不但与表面密度有关，而且与表面的刨花粗细有关，如刨花板表面系细结构，则吸收量大大降低。当然，细结构表面的吸收量减少的原因，本质上是由于表面孔隙度的降低。

虽然表面吸收能力及孔隙度对某些表面装饰二次加工过程具有很重要的意义，但由于板的表面密度及粗糙度这二因素基本可以对表面吸漆量进行调整，所以这二方面的研究工作并未有多大的发展。不过这里

介绍一下概念还是有必要的。

由于刨花板表面剥离强度，表面吸收量、表面孔隙度都受板的表面密度大小的影响。因而有些人从实践经验得出这样的结论：认为对于进行二次加工的素材，其表面密度在800-900kg/m2范围之内为最佳，实际上这不是绝对的，还有其它影响因素，只是指一般情况而言。不过这个数据对我国目前刨花板生产管理极为有用。假如我国刨花板厂能够对于二次加工家具用刨花板做到这一点，则其经济效益及社会效益将会产生难以估量的变化。欲在生产中控制刨花板的表面密度处于800-900kg/m2的范围，则有关人员必须对刨花板剖面密度、厚度控制及砂光操作的原理有比较清晰的了解，然后在工艺、设备、管理诸方面加以实施才能达到。

板面的pH值对于某些表面装饰二次加工方法是有影响的。在贴浸渍纸的素板表面pH值不应低于6，否则三聚氰胺树脂将会在使用中发脆而龟裂。在水溶性涂料印刷的素板表面的pH值不应低于5，否则素板表面的脲醛树脂在受湿并干燥过程中而水解，结果将导致表面层易于剥落的缺陷。

（三） 弹性模量及强度

一般认为在家具上使用的刨花板，其静曲强度及平面抗拉强度值的要求不需要很高，这也是由经验中不断总结出来的。英国人认为用于单板或塑料贴面板贴面的素板，其静曲强度16N/mm2就足够了；用于直接印刷或PVC薄膜贴面的素板，则主要要求抗弯弹性模量，其值应大于1900 N/mm2，假如弹性极限在破裂载荷0.80处，静曲强度只需要13 N/mm2。对平面抗拉的要求为：当刨花板用于有木材镶边以及有单板或塑料贴面板贴面的情况下，0.31 N/mm2就够了。如直接印刷或PVC薄膜贴面，则应有0.40 N/mm2的强度。

西德对此规定得也较低。FPY普通刨花板厚度为13－20mm时，静曲强度为16 N/mm2，平面抗拉强度为0.35 N/mm2；而FPO普通刨花板得相应规定为静曲强度15 N/mm2，平面抗拉强度0.35 N/mm2。

（四） 长期载荷下的变形

当木板或人造板材受力时，在一瞬间内发生弹性变形，然后便开始产生蠕变。蠕变量是随时间延长而

逐渐变大的。这种随时间而变化的变形由粘弹性变形及塑性变形两部份变形构成。蠕变量不但随时间变化而变化，而且当木制品的含水率及温度升高时，其蠕变量增加很多。一般木制品的含水率为15％时的蠕变量为含水率6％时的10倍。特别是在气候的湿度及温度发生反复变化时的蠕变量更加迅速增加。因此，当一板材承受物体载荷时，在一开始时，毫无征兆可见。然而随着时间增长，弯曲现象逐渐产生，特别在空气湿度变化较大时，严重时，板材即发生破裂。这种现象无论在木结构房屋方面，或在家具方面并非少见。因此，很多人对此进行了大量研究工作，并应用于建筑及家具设计中，以保证构件在长久使用中既有可靠的保证，又不失其经济性。

根据很多人的研究结果，现在一般都公认采用这样的数据：当板材受静曲载荷下，空气湿度及温度为标准状态条件下（RH65%, 20℃），板的挠度不超过跨度的1/150－1/200。不论时间有多长，挠度值不应超过此数。因为蠕变量虽然随时间变化而增长，但越往后，变化量就越小。

事实上，板子的蠕变量由于材质的不同有很大的差别。据很多研究结果表明，蠕变值由小到大的板种为：木板、细木工板、单板层积材、胶合板、刨花板、纤维板；蠕变值由小到大的刨花板板种大致为：五层刨花板贴单板、五层刨花板、三层刨花板、低密度单层刨花板。由于刨花板贴上不同贴面材料后，其蠕变量也有不同程度的降低。特别是贴以塑料贴面板及单板之后，蠕变量大为降低。

我国由于缺乏这方面的研究工作，加之刨花板生产中并未考虑弹性模量及蠕变性能的需求。刨花板在使用于静曲载荷构件时，往往可以看到有明显的弯曲变形。由于板式家具框架的受静曲载荷变形后，导致门及抽屉配合不严。在多数情况下，更无法做书架及书柜的搁板。

（五） 尺寸稳定性

尺寸稳定性对于木制品来说，一直是人们极为关心的问题。这是由于木材湿胀干缩的特性所带来的。刨花板的翘曲变形固然比整块木板要改善很多，而吸湿厚度膨胀则增加很多。刨花板应用于家具时，往往由于其尺寸稳定性的问题，使家具不能保持整形，各种部件也无法彼此保持严密的配合。而且又由于尺寸稳定的问题，甚至难以保证刨花板进行机械化的再加工。因此有关刨花板尺寸稳定问题所进行的研究极多。

对于刨花板，所谓尺寸稳定性，包括吸湿厚度膨胀、吸湿线性膨胀及翘曲变形。由于刨花板吸湿厚度膨胀率大大高于木材本身，所以这方面的性质更为人们所重视。

有关刨花板吸湿厚度膨胀率及吸水厚度膨胀率之间的关系，现行“标准”中所规定的指标来源以及其中的含义等均已在前文“之六”中较为详细地叙述过了，这里不再重复。此外，有关吸湿线性膨胀及翘曲变形虽然有一些研究揭示某些规律，不过目前并未被普遍采用，故此处从略。

（六） 机加工性能

刨花板从热压机卸出之后，一直到做成家具，如果是机械化生产，要经过很多道机加工过程，包括锯、铣、刨、钻等各种机加工。因而家具用刨花板对刀具磨损程度的大小也是一种相当重要的性能。据国外的经验，刀具的磨损对家具的成本很有影响，而且刀具的迅速磨损，常常以钝刀切割刨花板而使切割边质量下降，并且会产生大量微细粉尘，使劳动条件恶化。

英国的Allan认为刀具的磨损程度主要与三个因素有关： 板的密度每增加5％，磨损率增加20％； 树脂含量每增加2％，磨损率增加30％； 硅含量每增加0.02%，磨损率增加70％。 可见，硅含量的增加具有最重要的影响。

英国的Sparkes 分析了一批样品，发现刨花中硅的含量为：表层含硅0.01-0.17%，中层含硅0-0.07%。他发现当硅含量超过0.05％，刀具磨损率会突然增长，所以他把0.05%的含硅量定为临界值。

（七） 握钉力

虽然刨花板在家具制造中常常用各种方法与其它材料或彼此接合及固定。不过使用钉子及木螺丝的场合仍十分普遍，所以这方面的性能对家具用刨花也是很重要的。

一般所谓的刨花板握钉力，是指钉子垂直于板面及平行于板面的拔钉力。关于握钉力与刨花板性能之间的关系，最主要的是刨花板的密度及平面抗拉强度。其握钉力随着板子密度的增加呈线性增加，或略呈

曲线增加，当板子密度从550kg/m3增至750 kg/m3时约增加220％。至于平行于板面的握钉力无疑与板的平面抗拉强度具有密切的关系。 对于提高握钉力的方法，除了板子本身性能以外，钉子形状及尺寸，钉入深度，钉入方法等方面也有极重要的影响。 有关木螺钉的握钉力，Kollmann认为对刨花板要获得可靠的能重复出现的拧紧很困难，而握钉力不但与板的密度及平面抗拉强度有密切关系，而且也与拧紧力也有关系。拧紧力又无法计算其大小。此外，木螺钉的握钉力还与拧入深度、预钻孔深度，预钻孔大小等等因素发生联系。 Zumpe曾对木螺钉的握钉力作一比较细致的试验。他用一电动螺丝刀，以仪表测定其扭曲力矩，以至表示其拧紧力。扭曲力矩三个档次，以控制其拧紧力。用五种不同形状及材料的木螺钉，以及不同的预钻孔大小及深度来对两种刨花板进行垂直于板面的握钉力试验。两种刨花板是密度为826 kg/m3的塑料贴面板贴面刨花板及密度为616 kg/m3的装饰薄膜贴面的三层刨花板。其结果表明，密度高的塑料贴面板贴面刨花板的握钉力总是要高得多。而其它参数也有一定影响。鉴于该研究结果对我国目前生产尚有参考价值故以图3、4及表3大略作一介绍。从这些图表可以看出这些参数之间的关系，以及所处的最佳状态的情况。 表3 钻孔深度对拔钉力的平均值与螺丝扭曲力矩的关系 钻孔深度 塑料薄膜贴面刨花板 钻孔直径2.0mm 拔钉力 N 773 747 854 621 扭曲力矩 N·Cm 47 50 44 43 塑料贴面板贴面刨花板 钻孔直径2.4mm 拔钉力 N 1077 1680 1710 1598 扭曲力矩 N·Cm 58 70 65 52 mm 0 6 12 18 （八） 边缘质量 刨花板的边缘质量包括边缘强度及边缘平整程度。国外有专门测量刨花板边缘强度及平整程度的方法。前者系利用一鎚击式硬度试验器，不过它不是用钢球冲击板边缘，而是扁形钢块作冲头，平行于板面以一定的能量推动而击入侧面，以测定其击入深度。用此种形状冲头就可避免在击入刨花层时出现其它分力。后者则利用光学仪器对边角缺损面积加以测量。不过迄今还很少有人对刨花板边缘强度及平整程度进行系统的研究。一般的规律是，刨花板边缘强度与这部位的密度几乎成正比，这在密度小于400 kg/m3时，其强度近于零了。此外，尚与含胶量、含水率等因素有关。由此可见，刨花板的平面抗拉强度指标与这一要求也有一定关联。如平面抗拉强度指标过低则起码的边缘强度便无法维持。至于边角平整程度则有赖于锯片的锋利及锯割的合理操作。有人认为热压出来的板子堆放一天后再锯割，可使刨花间胶料充分固化而避免在锯割时刨花从板内拉出面影响边缘质量。 （九） 对健康无害性 迄今为止，虽然已经有大量研究证明，有不少木材种在加工厂中由于其尘埃的影响，对操作人员产生种种毒害，然而没有人提出哪种刨花板木质原料对人体健康有任何不利之处。众所周知，刨花板脲醛树脂胶中游离及与裂出来的甲醛气体对人体有害，是刨花板这一产品的主要问题之一。鉴于这一问题目前我国各种资料已讨论得很多，而且在前文“之三”中也有所涉及，故这里不再赘述。