南方桉材加工旋切單板綜合利用探討

韋鴻彬

摘 要 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，市場對于桉樹旋切單板的需求量也越來越多?；诖耍瑢δ戏降蔫駱浼庸ば袉伟宓木C合利用進行探討，對南方桉樹木材的性質、背面裂縫率及旋切單板的厚度偏差進行檢測分析，并對旋切單板的適應性給予探索。結果表明，對于單板厚度的變動系數(shù)和背面裂縫率來說，尾葉桉遠遠低于尾巨桉，對于旋切厚度為1.7 mm的單板，尾葉桉的材質比較好。

關鍵詞 桉樹；木材性質；旋切單板；背面裂縫率；旋切單板厚度

中圖分類號：F426.88 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）03--02

桉樹的特點表現(xiàn)為豐產(chǎn)性、用途多、適應性強及生長速度快等，屬于世界上有名的速生樹種，在我國南方也有大面積種植，如尾葉桉、巨尾桉及尾巨桉等。在南方地區(qū)，桉樹是主要的人工林發(fā)展區(qū)，桉樹木材的用途比較多，如膠合板的生產(chǎn)、纖維板、造紙、刨花板等，但桉樹木材的生長應力比較高，內(nèi)裂和干燥皺縮比較容易產(chǎn)生，尺寸具有較差的穩(wěn)定性。在桉樹木材的加工過程中，木材容易出現(xiàn)變形和扭曲，切面比較光滑，致使桉樹木材的耐腐性和膠合性能比較差，桉樹的品種不同，旋切單板的質量也不一樣。

1 試驗木材及方法

1.1 試驗木材

本次研究中主要是對樹齡為3～5年生的尾巨桉的旋切加工予以簡單分析，其長度為2.6 m，原木經(jīng)級為7～18 cm，依據(jù)小徑原木及原木檢驗的相關標準，對其原木的基本數(shù)據(jù)進行測量。

1.2 試驗設備

本次試驗所用的設備為圓鋸機、無卡軸旋切機BQ1813、電熱恒溫鼓風干燥箱DHG-9070A、精密電子天平BS110S及測量儀器等。

1.3 試驗方法

1.3.1 測試木材性質

參考依據(jù)為國家木材物理學性質試驗方法，使用萬能力學試驗機對木材的各個力學性質指標進行測定，在測試過程中，有30個有效樣本數(shù)。

1.3.2 旋切單板質量試驗

尾巨桉的單板厚度為1.7 mm，木材的單板條作為單板厚度的檢測試件，單板條的（厚）長度為127 mm，分別在單板條上截取20塊檢測試件，規(guī)格為長127 mm×寬63 mm，單板的含水率為30%左右。此時，使用適量的繪圖墨水涂在單板背面，待墨水干后，切開的主要依據(jù)為試件的橫纖維方向。對單板的裂縫特征進行觀察，選取30 mm內(nèi)的單板斷面，使用10倍的放大鏡對縫隙的條數(shù)和深度進行測定。求取各個縫隙深度和單板厚度的比值，裂隙率是指各個比值的平均值。用公式表示為：

單板裂隙率=L/S×100%

其中，L表示裂隙梢端至板邊的平均垂直距離，單位為mm；S表示單板厚度，單位為mm。單板厚度變動系數(shù)（V），用公式表示為：

其中，

，

表示單板厚度實測值的平均值，。

2 試驗結果

2.1 旋切單板質量

在膠合板的生產(chǎn)過程中，旋切是最關鍵的生產(chǎn)工序。單板制造質量對膠合板的質量具有決定性作用。對單板質量進行評價時，有兩個重要的評定指標：背面裂隙、單板厚度偏差。試驗結果表明：單板厚度越大，單板背面裂隙出現(xiàn)的幾率也越大。就單板背面裂隙率而言，尾葉桉低于尾巨桉，當厚度為（2.5）2.2 mm時，尾葉桉要比尾巨桉低5.5%；當厚度為（1.5）1.7mm時，尾葉桉比尾巨桉低18.9%，在旋切單板的質量方面，尾葉桉遠遠優(yōu)于尾巨桉，當旋切厚度為（1.5）1.7mm時，尾葉桉更具有利用價值。同時，單板厚度越大，單板厚度變動系數(shù)也越大。就單板厚度系數(shù)而言，尾葉桉低于尾巨桉，當厚度為（2.5）2.2時，尾葉桉要比尾巨桉低10.1%；當厚度為（1.5）1.7mm時，尾葉桉要比尾巨桉低5.1%。當旋切單板較厚時，尾葉桉質量優(yōu)于尾巨桉，如果旋切單板比較薄時，兩者質量沒有差異。

2.2 桉樹單板質量和木材材性兩者之間的關系

2.2.1 單板背面裂隙率和材性

尾葉桉的氣干密度為0.578 g/cm3，巨尾桉的氣干密度為0.647 g/cm3，木材密度屬于中等，用于旋切單板具有較強的適用性；與巨尾桉相比，尾葉桉的硬度和密度都比較低，用于旋切單板更適合一些。當處于室溫時，對于旋切桉樹木材，必須保證木材的含水率處于較高狀態(tài)，有效避免破碎和開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證旋切單板的質量。從干縮率的角度出發(fā)，影響單板質量的是弦向干縮率，尾葉桉的弦向干縮率為4.4%，巨尾桉的弦向干縮率為5.6%，2種桉樹的差異干縮率為1.91%和2.07%，由此可見，無論是差異干縮率還是弦向干縮率，尾巨桉的大于尾葉桉，且尾巨桉還具有較高的背面裂隙率。弦面硬度：尾葉桉低于尾巨桉6.7%；徑面硬度：尾葉桉低于尾巨桉3.4%，因此，在旋切過程中，尾葉桉的阻力比較小。對于單板背面裂隙率來說，尾巨桉遠遠高于尾葉桉，單板質量比較差；

2.2.2 單板厚度變動系數(shù)和材性

由于木材的硬度和密度都比較大，出現(xiàn)變異的情況也比較大，因此，旋切單板厚度的變動系數(shù)也比較大，致使單板質量也比較差，木材邊與心的比例越大，木材出現(xiàn)端裂的幾率也就越大，從試驗中可以看出，尾巨桉木材邊與心的比例比較大，這說明，尾巨桉木材的結構比較粗，材質硬度比較大，與結構密實和材質較軟的木材相比，尾巨桉的裂隙深度比較大。

2.3 樹皮、木芯與廢碎板的損失及利用價值

樹皮材積的損失率處于22.81%～32.04%之間，并且通過對相關數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，隨著原木經(jīng)級的增加，樹皮的損失率表現(xiàn)出先減少后增加的趨勢，但是其整體的增減幅度都是比較小的，損失率大致維持在（27.56±2.57）%。隨著原木經(jīng)級的增加，其木質部分會隨之增加，這時，樹皮與原木的尖削度也會表現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，這使剝皮之后的樹皮的材積損失率的變化沒有太大差異，在加工設備與加工設備都確定的情況下，木芯的材積大小基本上是保持不變的，因此，在桉木旋切單板加工的過程中，木芯材積的大小與原木的經(jīng)級沒有太大的關系；但是廢碎板的材積比較小、數(shù)量比較多，并且形狀不規(guī)則，對其材積難以進行準確、直接的統(tǒng)計，在對廢碎板的材積統(tǒng)計的過程中，其材積損失率可以應用1-木芯損失率-單板綜合出材率-樹皮損失百分率來進行計算，對相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，其廢碎板的材積損失率處于3.66%～7.81%之間，并且隨著原木經(jīng)級的增大，廢碎板的材積碎石流表現(xiàn)出先減小后增加的趨勢，但是增提的增幅不大，當其原木的經(jīng)級處于10 mm左右時，其廢碎板的材積損失率降到最低值。樹皮、木芯與廢碎板的市場需求量也很大，樹皮可提供給工業(yè)用的鍋爐燒煤的替代品（市場價收購30～50元/t），木芯可作拖把用（市場價收購0.4元/根），廢碎板（白皮）可粉碎作中纖維板（市場價收購160元/t）。充分利用剩余物，使加工產(chǎn)品利益最大化。

2.4 不同的工藝條件對桉樹膠合板性能指標的影響

2.4.1 熱壓壓力

在熱壓操作中，使用膠黏劑對膠層和木材進行緊密結合，膠黏劑具有較強的滲透性，可以進入到管孔和木材細胞。不同的熱壓對板材性能的影響也不一樣。壓力越大，板材的壓縮率越大，而出材率越低，對生產(chǎn)成本及木材的性能指標進行衡量的主要參數(shù)就是出材率，當單位壓力為1.4 mPa時，合理性比較強。

2.4.2 熱壓溫度

對膠黏劑的固化問題，熱壓溫度具有重要的影響作用。從試驗結果可以看出，熱壓溫度對膠合強度的影響作用比較明顯，溫度越高，膠合強度就會不斷下降。由此可見，熱壓溫度的高低對膠黏劑的固化速度具有決定性作用，如果熱壓溫度過高，致使膠黏劑的固化速度比較快，這樣在固化過程中，膠層容易出現(xiàn)老化和不均勻現(xiàn)象，當熱壓溫度為130 ℃時，具有最佳的固化效果。

2.4.3 熱壓時間

板材內(nèi)部排出水分與膠層固化的所用的時間為熱壓時間。如果熱壓時間過長，膠層就會出現(xiàn)過固化現(xiàn)象，致使木材性能降低，因此，為了保證單板質量，應該保證最佳的熱壓時間，為1.35 min/mm。

2.4.4 涂膠量

根據(jù)連續(xù)膠層形成，對涂膠量的大小進行判定。涂膠量越大，滲進木材的膠也就越多，進而形成的膠層具有連續(xù)性與均勻性。

3 結語

經(jīng)過試驗，對不同種類桉樹木材的材性檢測可知，在旋切單板的生產(chǎn)過程中，選線設施的旋切單板木材、單板厚度、旋切條件及膠合板的工藝參數(shù)，不僅能夠保證單板背面裂隙率比較低，還能保證旋切單板的質量。

參考文獻

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[3]黃如楚.桉樹木材加工利用研究現(xiàn)狀[J].桉樹科技，2013（6）.

（責任編輯：趙中正）