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OSB生产工艺及应用领域拓展

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  OSB定向刨花板是用窄长薄平刨花为基本单元,施胶后通过专用设备将表芯层刨花分别定向铺装、热压制成的一种结构板材。
  OSB定向刨花板于上世纪70年代由欧洲科学家研制成功,1979年在美国建成第一条OSB生产线,当时应用范围还比较窄,后来经过近10年的深入实践和市场开发,应用领域得到不断拓展。到了上世纪90年代,OSB在欧洲得到迅猛发展,并迅速取代胶合板和细木工板成为欧洲发展最快的板种之一。
  OSB定向刨花板的设计理念是把胶合板和普通刨花板的优点合二为一,既融合了胶合板的木质单元较长、层次分明、排列均匀的特点,同时又汲取了普通刨花板加工过程简便易操作、可规模化生产的特点,最终生产出强度高、抗剪性能强、静曲强度大又可以大规模产业化生产的性能优异的板材。
  一、OSB定向刨花板生产工艺
  OSB定向刨花板生产工艺:原木-剥皮-刨片-干燥-筛选-施胶-铺装-热压成型-后处理-入库。
  所有的木材都可以用来生产OSB定向刨花板,但是树种不同生产的OSB在各项性能上会有差异。从物理性能上讲,在同样压缩比的情况下,密度小的木材制得的OSB的各项物理性能均优于密度大的木材所生产的OSB;从树种材质上看,纤维细的木材制得的刨花形态好于纤维粗的木材,尤其是材质较硬且纤维较粗的木材,如东北的柞木、水曲柳、山槐等树种;在削片加工及刨花输送过程中,大部分刨花会破碎成为针状,这样的刨花不但会增加施胶量,对板材的性能也会有影响。所以一般建议选择密度相对较小、木材纤维细、韧性强的树种,径级一般在60mm以上,最好是单一树种。
  原木剥皮:常用的剥皮机有两种,滚筒式剥皮机和滚齿式剥皮机。滚筒式剥皮机体积较大,噪声也较大,但是这种剥皮机应用范围广,可用于各树种各种规格的木材剥皮,且对材质要求也不高。滚齿式剥皮机体积小、噪声相对低些,但是这种剥皮机对木材质量要求比较高,一般只适合于径级大、弯曲度小,结子少的原料。
  刨片机:一般选用长材刨片机,刨花质量的好坏会对OSB的质量产生较大影响。实验表明,板子的静曲强度会随刨花长度增加而增加(但当增加到一定长度时,板材的性能增加不明显),会随刨花厚度的增加而减小,刨花宽度对板子的影响不大。理论的刨片长厚比一般在100-150之间,实际生产过程中为200左右;长宽比一般在5-15之间,实际生产中一般以20mm为宜。
  如果木材原料较小也可以选用两工段式刨片机,这种刨片机可以将较小的木材甚至加工厂的板皮、各种规格的旧木料加工成合格的刨花。
  干燥:一般选用单通道滚筒式干燥机,干燥介质多采用热烟气,干燥后含水率要求在2%-4%。
  筛选:筛分分为机械筛分和气流筛分两种。机械筛分设备有很多种,有水平摆动筛、振动筛、圆形摆动筛、圆筒筛、以及分级筛(又称动力辊筛)。而常用的有圆形摆动筛和辊筛。根据产量的不同选择不同的筛选方式,设计产量较大的生产线一般选用辊筛,设计产量较小的生产线可以选用圆形摆动筛再配合气流分选机使用,筛选出的细刨花可以做普通刨花板或者纤维板,粉尘、树皮等输送到能源工厂做为燃料烧掉。
  施胶:首选滚筒式拌胶机,表芯层分别施胶。根据板材用途及市场需求的不同可选用改性脲醛胶、酚醛胶、异氰酸酯胶等不同的胶种。
  铺装:三层结构的定向铺装头,芯层为横向铺装,表层为纵向铺装,铺装效果一般用定向夹角来衡量,定向夹角越小,说明定向效果越好。
  热压成型:热压机有多层压机、单层压机、连续压机。现在大型生产线都采用连续压机,选型时要选择适当的压机长度,避免因选型不当对产量质量产生影响。热压温度、时间、压力、热压曲线的设置都会对板材产生较大的影响。
  二、OSB生产线设计
  OSB生产线的设计要结合当地资源情况、市场需求、资金等多种因素综合考虑。可有三种选择:进口成套设备、国产设备、进口与国产设备相结合。
  一般大型生产线分为如下几个系统:备料系统(原木剥皮-刨片)、干燥系统、筛分系统、调施胶系统、铺装系统、压机系统、素板处理系统、能源工厂、其他辅助系统如物料输送、电器和自动化等。
  大型生产线设备选型多为进口与国产配套相结合。一般主生产线设备如削片机、铺装机、热压机、筛选机、自动化控制系统等选用国外的;其他如气力输送系统、烟气处理、皮带、螺旋、滚台等均可选用国内配套设备,许多国内配套厂家都具备生产辅助设备的能力;能源工厂主要部件由国外提供,其他均可由国内厂家配套生产,且产品质量及技术支持均可达到设计要求。
  小型生产线可分为三个部分:备料工段(剥皮-刨片)、主车间(干燥-施胶-铺装-热压-后处理)、热能。小型生产线一般国内设备生产厂家就可以满足生产需要,其主要设备铺装机、热压机由国外提供,其他设备均可国内配套。
  三、OSB定向刨花板应用领域
  OSB定向刨花板除具有抗弯强度高、线性膨胀系数小、握钉力强、尺寸稳定性好、耗胶量低等优点外,还兼具天然木材的各种优异性能。不但消除了天然木材的各向异性及木材的死节、水线、环裂等缺点,同时赋予了板材易加工、幅面大、力学性能明显高于普通结构板材的诸多优势。从而使OSB具备应用领域广泛,易于推广,优势明显的特点。
  1.木结构房屋领域的应用:
  (1)内外墙:OSB具有优良的理化性能,在木结构房屋建筑中是较好的墙体结构材;OSB刨花排列规则、木材纹理清晰明朗,所以,OSB又是木结构房屋内外墙可直接暴露使用的较好的墙体装饰材料。
  (2)屋顶承载板材:OSB具有良好的耐潮、耐腐、幅面大且具有良好的隔热性能,所以OSB是理想的屋顶敷设材料。
  (3)地板敷设材料:OSB是地板防潮层的良好材料,也可以经过加工做成各种质量优良、美观耐用的OSB地板。
  (4)木结构房屋的工字梁腹板、木龙骨等。
  (5)雕刻装饰材料:装饰用梁、柱、亭、栏、屋檐等。
  (6)快装房:野外作业用简易房屋、小型房屋,组装方便可拆卸、可多次循环使用组合构建快装房。
  2.土木建筑房屋:
  (1)建筑用材:OSB可作为结构板材用于屋顶板,保温墙板,楼面敷设,地板。
  (2)室内装修:门套、窗套、暖气罩、天花板、床、柜、厨卫家具、电视背景墙、酒店隔断等。
  3.家具制造业:家具、沙发、床、办公桌、托架等。
  4.包装业:OSB在恶劣环境中使用,具有性能稳定、防潮、防蛀、抗震等优点,被世界包装协会列为免熏蒸处理的一级暴露包装材料,可做包装箱板、托盘、周转箱等。
  5.交通运输业用于车辆箱板、内衬板、车厢底板等。
  6.其他如展柜、图书馆托架、货架等。
  四、OSB应用领域的开发
  近年来,随着OSB生产工艺的不断提高,市场推广力度不断加强, OSB越来越为消费者所接受,参与OSB应用研究的人员也不断涌现,OSB的使用范围正在不断的延伸和扩展。
  1.地板领域:北新建材率先进行了OSB应用于地板基材的实验和研究,研制成功了以OSB为基材,上下两表面为实木薄板,四边用实木条封边的OSB地板,并获得了专利。黑龙江嘉穆板业有限公司进行了OSB本色地板、OSB仿古地板、OSB实木贴面地板等的研究与开发,取得了多项专利。大自然地板、湖北宝源也组建了专门的研究团队进行OSB地板的研究。
  2.贴面OSB的应用:OSB贴饰面纸应用于清水模板、车厢地板、地下室地板。贴单层或多层实木单板,使OSB的应用空间更加广泛,如强烈振动环境、强烈冲击环境、长期潮湿环境、摩擦环境等。
  3.通过添加特种助剂及材料的OSB:添加硼酸盐或铜类防腐剂可制成抗生物降解的OSB,可杀虫、杀菌、防火、新型水泥模板;使用高树脂含量的OSB,同时用光滑而密度中等的材料进行贴面,可使板材具有更高的强度和耐久性,而且可反复使用。
  4.纤维聚合增强复合物增强OSB。利用玻璃纤维增强复合材料来增强木框架剪力墙边部承载能力的高级OSB定向刨花板。(尹锐、赵丽媛《OSB定向刨花板应用领域现状与市场前景》)
  5.特殊工艺OSB:高密度、高强度、大幅面、超厚、超薄等特征的OSB在特殊领域的应用正在被发掘。表面为细料,中间为OSB结构的特种OSB正在被开发利用。
  结束语:从20世纪70年代出现至今,OSB已经被世界所认可,应用领域也不断得到发掘和扩展。目前,欧洲的OSB市场如火如荼,但是中国的OSB市场总体上还处在发展初期,传统的应用领域没能够如欧美那样轰轰烈烈,但是新的应用领域却不断的被发掘,正是这样的现实,给了中国OSB更多的遐想和发展空间。笔者大胆预言,今后5年将会成为中国OSB的发展黄金期,OSB一定会在更多领域发挥作用,且其必定会在中国人造板行业大放异彩。