三層實木復合地板生產(chǎn)工藝和設備的改進

實木復合地板目前在市場上主要分為三種:多層實木復合地板，三層實木復合地板和二層實木復合地板。現(xiàn)就國外國內(nèi)具代表性的三層實木復合地板在生產(chǎn)工藝和設備上所作的改進，作一簡略介紹和分析，并在此基礎上提出了一套采用高頻熱壓法的國產(chǎn)實木復合地板生產(chǎn)線設計和配套方案，以適應市場發(fā)展需要。 

1 三層實木復合地板生產(chǎn)工藝的改進 

三層實木復合地板由表層、芯層和底層木料組成。表層材料是鋸切的優(yōu)質(zhì)闊葉材薄板。芯層材料是鋸切的普通軟雜木板條，對木材的質(zhì)地無特殊要求，但不允許腐朽、蟲蛀，通常是價廉的松木、楊木。底層材料是旋切的木單板，樹種選擇可因地制宜，目前多用楊木、松木等。 

所有三層實木復合地板的木料，都必須干燥至含水率6%～8%。表層硬闊葉材在干燥后期應進行噴蒸處理，以消除木材在干燥過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力，使干燥好的 木料達到使用時不翹曲、不開裂的要求。木材干燥時的縱向收縮率很小，可忽略不計，徑向和弦向的收縮率較大，而且弦向收縮率是徑向的1.2～3倍，因此干燥 不當會造成木材橫截面上產(chǎn)生輻射狀的裂紋和弦切板材收縮成瓦片狀等缺陷。為了除去木材的缺陷和減少木板的收縮翹曲，實木地板通行的規(guī)格為 300～1200mm長，50～125mm寬，12～18mm厚，因此從原木到木地板的出材率僅20%。實木地板取材常為幾十年至百余年才成材的硬闊葉 材，為了節(jié)約珍貴的闊葉材，人們想出了只用4～3mm厚的珍貴闊葉材作表層，其余用生長較快的普通木材，組成12～15mm厚三層實木復合地板。 

利用木材縱向干縮率接近零的特性，表層闊葉材木條與芯層木條(不用寬條而用窄條拼成整張，以減少芯板的干縮變形量)成互相垂直狀，此外用整張 1.5～2mm厚的木單板與芯板木紋成垂直作底層，三層一起膠壓成整塊大幅面復合木地板塊。這樣的地板塊結(jié)構平衡，強度大，穩(wěn)定性高，據(jù)實測的數(shù)據(jù)，其干 縮率僅是不復合木材的1/6。這種大幅面生產(chǎn)工藝，便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品物美價廉。將表層3～4mm厚的硬木條，不用膠粘 劑，拼擺成2200mm×900mm大板，與芯板、底板組成板坯，送至熱壓機膠壓成整塊大板，確有一定難度。德國Hildebrand公司最先用13mm 厚的硬木條擺拼成大幅面板，在板的上下各鋪一層已涂膠的整張芯板塊，在芯板塊最頂面和底面鋪上各一張木單板，組合成五層的板坯一起送入熱壓機膠壓成大塊復 合地板，然后分鋸成250～300mm寬、2200mm長的地板塊，再用上下對齊的雙圓鋸機將13mm厚的硬木條層鋸開成4.5mm厚硬木表層的三層復合 木地板塊。雙圓鋸鋸開300mm高、2200mm長的硬木條層，鋸路要保持4mm而絕不能跑鋸，否則會一邊厚一邊薄造成次品甚至廢品。芬蘭Raute公司 利用11mm厚的硬木條擺拼成大幅面表層，與芯層、底層組成五層的板坯，送入熱壓機膠壓成大塊復合木地板。大板經(jīng)多片圓鋸機鋸解成215mm寬、 2200mm長的地板塊，再用薄帶鋸機將硬木條層鋸開成表層4.2mm厚的三層復合木地板。薄帶鋸機的允許鋸路為2mm，但實際生產(chǎn)操作中鋸條遇硬塊處易跑偏，使表層厚度誤差超限，造成次品甚至廢品。此后，Hildebrand公司和Raute公司不斷改進，都改用4 mm厚的表層木條擺拼成大幅面板，與芯板塊和底層木單板組成三層板坯，送至熱壓機膠壓成復合地板塊。 

2 三層實木復合地板主要設備的改進 

2.1  表層板拼板機 

國內(nèi)外有些木材加工機器廠研制了拼3～5 mm厚的表層短木條拼板機。三層實木復合地板表層木條多是50～70 mm寬、150～400 mm長，最好 能拼成900 mm寬、2200 mm長的大板，但由于條件限制，目前，一般只能拼200 mm寬的大板；木條拼接時，要求相鄰木條的端面接縫前后錯開， 不得在同一線上，普通冷壓膠輪轉(zhuǎn)式拼板機無法拼這些短薄木條。為此，一家木材加工機器廠另行設計了有大工作臺面的復合地板表層板雙向拼板機，該機機身呈五 角柱形，有五個工作面，每一工作面有一長方形平面，工作面的一個長邊和一個端邊裝有多組壓力油缸，側(cè)面已涂膠的木條拼擺在大工作臺上，長邊和端邊的油缸將 木條擠壓成無縫的大平板。該拼板機每拼完一塊板可自動轉(zhuǎn)動72.5度，使下一工作面可進入拼板工序。當五個工作面都拼完板和第一塊板的冷壓膠已固化時，可 將第一塊板卸下，繼續(xù)拼下一塊板。冷壓膠合主要靠固化劑使膠在室溫中固化。固化劑添加量如太少，則固化時間長，影響產(chǎn)量，但膠的生活期較長，不至于未用完 就凝固。如固化劑加多，膠的固化時間可縮短，但過多的固化劑會使膠尚未涂完即開始預固化，從而影響膠合強度，甚至導致膠拼的板開膠。此外，3～5 mm厚 的硬木短木條側(cè)向和端向加壓壓力如不夠，板內(nèi)木條間易出現(xiàn)縫痕或干后顯出膠線；壓力如過大則板面極易拱起甚至散開?？傊?，這種拼板機產(chǎn)量太低，質(zhì)量不易穩(wěn) 定，尚待進一步改進。 

意大利Costa公司研制出全自動4mm表層板高頻連續(xù)拼板機。它將加工好的各種長度木條分別存放在三組喂料器 中，每組喂料器又各有三個儲木柜，柜中的木條按自動控制中心所給出的信號，分別啟動柜邊的汽缸將木條從柜中推至皮帶輸送機的皮帶上。這樣可保證相鄰兩行木 條的端頭接縫能前后錯開，不在一條線上。木條在皮帶上向前移動，經(jīng)涂膠滾側(cè)面涂膠，再往前便有側(cè)壓輥筒側(cè)向擠緊和端向頂緊，經(jīng)高頻電場膠層迅速被加溫固 化，即膠拼成表面平整、嚴密無縫的大塊表層板，再經(jīng)自動截鋸按規(guī)格截成表層板。規(guī)格表層板與已涂膠的整張芯板和木單板疊合成板坯，送入熱壓機膠壓成復合木 地板塊。這種自動高頻拼板機，自動化程度高、結(jié)構復雜、造價昂貴，目前只有Costa廠獨家生產(chǎn)，推廣不多。 

2.2  地板熱壓機 

復合地板的熱壓工序，可用傳統(tǒng)的熱壓機，也可用高頻熱壓機進行。傳統(tǒng)熱壓機的熱介質(zhì)有蒸汽、熱水和導熱油三種。它都以熱傳導方式，先加熱熱壓板，再由熱 壓板加熱地板的表底層板，逐漸將熱能傳導至膠層，使膠受熱固化。為了使膠層固化一致，熱壓板各部分(尤其是熱介質(zhì)進口和出口之間)要求溫度偏差越小越好。 溫差過大，膠的固化也隨之有快有慢，當溫度高的部分固化時，溫度低的部分尚未完全固化，不延長熱壓時間就達不到要求的膠合強度。此外，這種加熱方法使木板 產(chǎn)生熱應力，嚴重時可引起木板翹曲變形或表面裂紋等。這種熱壓方式的固化時間一般為8～10分鐘。 

另一種是高頻熱壓法。首先將側(cè)面不 涂膠的木條擺拼成表層板，用真空吸運機吸運至已涂膠芯層和底單板疊成的板坯上，然后一起由輸送機自動送入高頻熱壓機中放置在精確位置。在壓板閉合但尚未加 壓時，輔助的四周側(cè)向擠緊裝置對表層板施行側(cè)面擠緊，使表板的木條拼接嚴密無縫，然后壓機升壓至要求壓強。這時高頻發(fā)生器啟動，發(fā)出高頻電波使膠層迅速升 溫而固化，加熱固化時間一般只需幾十秒至1分鐘。整個熱壓工作周期約2分鐘。 

用高頻電波加熱復合地板是選擇性加熱。木板的含水率為6 %～8%，高頻電波就選擇含水率為45%～50%的脲醛膠膠層直接加熱，固化均勻，不會發(fā)生預固化和局部不固化而影響膠合強度。但是因膠層面積有 2200×900mm大，層數(shù)多(一次熱壓2塊三層復合木地板)，高頻發(fā)生器必須是大功率的——輸出100kW，熱壓機整機造價是普通熱傳導熱壓機的一倍 多，投資較大。但它效率高，生產(chǎn)成本低，投資回報比普通熱壓機快。 

3  高頻熱壓實木復合地板生產(chǎn)線設計和配套方案 

我們詳細研究分析了德國、意大利和芬蘭等成套復合地板設備制造廠的生產(chǎn)工藝、專用運輸設備和專業(yè)機器設備后，決定選用表層木條側(cè)面不涂膠和高頻熱壓膠合 的生產(chǎn)工藝，有針對性地設計了大幅面表層板真空吸運機、芯板條整張化機、芯板和底單板自動組坯機及大功率高頻熱壓機等，配以其他木地板廠通用的木材干燥 室、鋸機、刨機、涂膠機、砂光機、油漆輥涂機、紫外光敏漆固化機，即能生產(chǎn)實木復合地板。 

這套復合木地板生產(chǎn)線有以下優(yōu)點： 

1）生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)線可年產(chǎn)50萬m2(按二班制220天工作日計算)或70萬m2(按二班制280天工作日計算)。 

2） 產(chǎn)品靈活多樣。除生產(chǎn)歐洲流行的50～60mm寬、250～450mm長木條拼成表層的復合木地板，也可以把表層的木條放寬至80～110mm寬、400～500長的表層，其外觀與國內(nèi)流行的實木地板相當，但穩(wěn)定性高，可節(jié)約3/4硬闊葉材。 

3） 本套國產(chǎn)專業(yè)設備，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品，在質(zhì)量、性能和美觀上都可與國外同類產(chǎn)品媲美，但其售價僅為進口同樣機器的1/5～1/8，且在售后服務、易耗件另部件供應上都較進口設備價廉和及時。 

4） 該生產(chǎn)線不僅適用三層實木復合地板，不限地板厚度，同時也適用二層、多層實木復合地板，只要面層厚度超過2.5mm，均能發(fā)揮增值效果。