刨花板市场、设备、工艺分析报告 .doc
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1、2010年刨花板市场、设备、工艺分析报告2011年3月一、刨花板概述(一)刨花板定义刨花板又叫微粒板、蔗渣板,由木材或其他木质纤维素材料制成的碎料,施加胶粘剂后在热力和压力作用下胶合成的人造板。又称碎料板。主要用于家具和建筑工业及火车、汽车车厢制造。刨花板是将木材加工过程中的边角料、木屑等切削成一定规格的碎片,经过干燥,拌以胶粘剂、硬化剂、防水剂,在一定的温度下压制而成的一种人造板材。因为刨花板结构比较均匀,加工性能好,可以根据需要加工成大幅面的板材,是制作不同规格、样式的家具较好的原材料。制成品刨花板不需要再次干燥,可以直接使用,吸音和隔音性能也很好。但它也有其固有的缺点,因为边缘粗糙,容易
2、吸湿。(二)刨花板分类:根据用途分:A类刨花板;B类刨花板 根据刨花板结构分:单层结构刨花板;三层结构刨花板;渐变结构刨花板;定向刨花板;华夫刨花板;模压刨花板。 根据制造方法分:平压刨花板;挤压刨花板。 刨花板按所使用的原料分:木材刨花板;甘蔗渣刨花板;亚麻屑刨花板;棉秆刨花板;竹材刨花板等;水泥刨花板;石膏刨花板。 根据表面状况分: 1、未饰面刨花板:砂光刨花板;未砂光刨花板。 2、饰面刨花板:浸渍纸饰面刨花板;装饰层压板饰面刨花板;单板饰面刨花板;表面涂饰刨花板;PVC饰面刨花板等。刨花板按产品分低密度(0.250.45克厘米3)、中密度(0.550.70克厘米3)、高密度(0.751.
3、3克厘米3)3种,但通常生产的多为0.650.75克/厘米3密度的刨花板。按板坯结构分单层、三层(包括多层)、渐变 3种结构。按耐水性分室内耐水类和室外耐水类。按刨花在板坯内的排列方式有定向型和随机型两种。此外,还有非木材材料如棉秆、麻秆、蔗渣、稻壳等所制成的各种刨花板,以及用无机胶粘材料制成的水泥木丝板、水泥刨花板等。刨花板的规格较多,厚度从1.6毫米到75毫米不等,以19毫米为标准厚度。 在评定刨花板的质量时,经常考虑的物理性质有密度、含水率、吸水性、厚度膨胀率等,力学性质有静力弯曲强度、垂直板面抗拉强度(内胶结强度)、握钉力弹性模量和刚性模量等,工艺性质方面有可切削性、可胶合性、油漆涂饰
4、性等。对特殊用途的刨花板还要按不同用途分别考虑电学、声学、热学和防腐、防火、阻燃等性能。 生产技术 刨花板的生产方法按其板坯成型及热压工艺设备不同,分为间歇性生产的平压法和连续性生产的挤压法、辊压法。实际生产中以用平压法为主。二、刨花板发展史刨花板(Particleboard)生产始于19世纪后期,曾称碎料板、粒子板、微粒枫(Chipboard、ParticleBoard)。刨花板问世之后,近100年内发表的专利多数都使用“人造板”这一名称,定名为“刨花板”的历史则不久。ISO 8201975刨花板定义和分类中规定;刨花板是利用施加胶料和辅料或未施加胶料和辅料的木材或非木材植物制成的刨花材料(
5、如木材刨花、亚麻屑、甘蔗渣等)压制成的板材。我国GB/T 489712003刨花板第l部分:对所有板型的共同要求的定义:“由木材碎料(木刨花、锯末或类似材料)或非木材植物碎料(亚麻屑、甘蔗渣、麦秸、稻草或类似材料)与胶黏剂一起热压而成的板材”统一称为刨花板。1887年德国用锯屑加血胶制成板材,这是刨花板生产的开始。1889年德国用木工刨花制成刨花板获得第一个专利,早期的专利有德国专利DRP 967328,Fahrni;美国专利USP 796545,Watson(1901);法国专利679708,Samsonow(1929);USP 2007585,Satow(1930);捷克斯洛伐克专利CS
6、56350,Pfohl(1936);USP 203341,arson(1936);瑞士专利193139,Pfohl(1937);DRP692159,Pfohl(1940);SP67763,Dyas(1940)。20世纪初,合成树脂胶黏剂的出现,为刨花板工业发展提供了条件。1935年,法国用废单板制成长条刨花,在铺装成型中使各层刨花垂直相交排列组成板坯,是刨花板中定向技术的先导。1936年,捷克就有了第一家生产刨花板的工厂。19361937年,Pfohl建议采用薄的菱形木片或小棒木料制造单层和3层结构用于家具制造的刨花板,目的是为了采用低固含量的胶黏剂。这个时期,由于人们在刨花板生产中存在以下7
7、个方面的问题,所以没有获得成功。1)对碎料、刨花和木片的生产还没有正确的概念,锯屑一般不适用;2)不知道制造刨花板合适的胶种及必要的用量;3)不知道正确的热压周期;4)由于消费者已习惯于使用木材和胶合板,不愿使用刨花板;5)缺乏刨花板生产的专业设备,如削片机、干燥机、拌胶机、铺装机、板坯预压机、单层和多层热压机、挤压机等;6)没有刨花板的检验规程,对力学性能指标估计不足,吸湿性超过了估计值,对表面加工处理和胶合缺乏经验;7)对板材的握螺钉力的了解或估计过低。1937年,瑞士提出3层刨花结构的制造工艺。1941年,德国由于木材缺乏,在不来梅州建立了第一个具有一定规模、装备齐全的刨花板工厂。原料是
8、干燥过的云杉锯屑,施以810酚醛树脂胶,热压工艺为压力810MPa、温度1600,生产幅面为3000mm2000mm、厚度范围为425mm的板材。由于压力、温度高以及刨花粒度小,因此生产的板材密度高达0.91.1g/cm。该厂在第二次世界大战期间被空袭炸毁,虽未重建,却为刨花板工业的发展完成了其技术准备。1942年,德国胶合板工厂股份公司的Roos和他的合作者在德国的维登布吕克建立了一家刨花板厂。原料为山毛榉单板加工剩余物,用翼状粉碎机粉碎成粗刨花,然后拌以810(以干重计)的脲醛树脂,采用箱式成型,利用液压控制的多层热压机压成刨花板材,厚度12mm,密度0.70.8g/cm,使用的压力为61
9、0MPa,这种板子用于家具生产和装修。19421943年德国建立了几家小刨花板厂,1943年的产量约l万t。其中有两家公司曾试图以锯屑为主要原料生产薄型刨花板,试验虽未成功,却促进了刨花板技术上的发展。1943年Fahmi在德国技术科学杂志上撰文叙述刨花板制造的情况,对刨花板工业的发展起到了巨大的促进作用。Fahmi说明了与板材结构有关的胶黏剂用量、产品的密度和应用领域等情况。他制成的强度高而密度低的3层结构刨花板,密度0.6g/cm,由于“集肤效应”(Skin effect)的作用,使得表层厚度仅为11.5mm,但其密度、强度均较高。这种方法称作诺沃潘工艺Novopanprocess)。19
10、44年,瑞士在上述基础上建立了第一家小型刨花板工厂,由于Fahrni为刨花板生产研制了许多专用设备,所以该厂的生产规模很快就扩大了。1945年,美国引进了欧洲刨花板生产技术,在东部建成了第一套年产3530m的碎料板工厂。利用木材加工剩余物生产碎料板,不久,不仅利用加工剩余物,还使用原木为原料生产碎料板。1946年,在人们还没有以科学的态度对待刨花板制造的基本问题时,Klauditz于西德不伦瑞克的研究所与Winter密切合作,开始研究刨花的形态、尺寸、树种、板材密度对刨花板质量和强度的影响,认识到了刨花的长、宽、厚之间的关系,它们不仅决定了板材内表面积的胶合作用,而且还决定了板材强度和制造的经
11、济性,刨花厚度对刨花板密度和静曲强度的影响很大。1947年,在比利时首次生产了亚麻秆板。19481949年期间,西德的OttoKreibaum发明了刨花板连续挤压式成型方法。几年后,在美国发展了类似的立式挤压成型工艺,称作奇普克拉夫系缴Chipcraft system),同时也发展了卧式挤压成型工艺,称莱恩伍德法(Lanewood process)。以奥卡尔(Okal)为代表的挤压工艺,其主要特点是:1)可以用几乎所有木材加工剩余物或植物废料制造出优质高密度的板材,而且胶耗较低。2)设备和工艺相对比较简单,因此成本较低。3)可以制造不同形状的刨花板,例如空心刨花板。19471951年Stein
12、er,Interwood有限公司,1948年Herdey sen.,Himmelheber,19471962年Trianger和Behr公司都分别研究过刨花形状和尺寸对刨花板制造和板材性能的影响。1949年,Himmelheber和他的合作者建立了第一个日产20t左右当时的现代化刨花板工厂,这就是后来的Trianger木材加工有限公司。19491953年期间,比利时、法国、英国、意大利、日本、荷兰、奥地利和捷克斯洛伐克等国家都注意到了刨花板的生产。由英国Airscrew公司和Jigwood有限公司开发了以刨花为主的单层刨花板。最有意义的是英国开发了巴特列夫(Bartrev)连续热压工艺,但最初
13、的巴特列夫压机(Bartrevpress)既笨重又昂贵,只有少数工厂采用。尽管如此,它起到了积极的推动作用,后来才在此基础上发明了结构比较简单的连续式热压机。19501951年,Fahrni在已经取得经验的基础上,建立了日产100m的完全机械化的刨花板工厂。19541956年,我国北京木材厂采用大豆蛋白作为胶黏剂,完成我国首次平压刨花板生产试验。1955年,美国威廉康星州首府麦迪逊林产品研究所和北卡罗莱纳州的首府罗利的北卡罗莱纳州森林工程学院制订了关于刨花板的研究方案。1956年以后15年刨花板发展的特点是:1)扩大和深化了刨花板制造的科学原理;2)生产方法实现了机械化和自动化;3)改进并提高
14、了刨花板的质量;4)刨花板在家具制造、室内装修以及室外的应用范围得到了进一步的扩大。1957年,德国比松(Bison)公司制造出了半自动化的单层大幅面的刨花板压机。1958年,北京市木材厂自行设计建成我国第一套半土半洋的年产5000m平压刨花板生产线。1958年,我国从瑞士引进1条年产5000m卧式挤压法刨花板生产线,安装在北京光华木材厂。同年又从西德引进2条年产l万m立式挤压法刨花板生产线(各配2台挤压机),上海人造板厂和四川成都木材综合加工厂各装1条。其中北京光华木材厂的设备已报废,成都木材综合加工厂的设备火烧后为上海人造板厂收购。这2条立式挤压法生产线在上海人造板厂闲置多年,后因市政建设
15、上海人造板厂搬迁,其设备为江苏凯旋木业公司收购。凯旋木业修复3台挤压机,现有2台在运行,年产空芯刨花板1万余m。1970年,德国门德(Mende)公司采用了贝尔斯托夫(Berstorff)公司在橡胶行业中的连续式硫化机作为刨花板连续辊压式压机生产刨花板,并取得成功,故称门德法压机。当时德国的比松(Bison)公司作为工程公司,负责了整个项目的实施,此后比松公司也推出了门德压机生产线;时至今日德国比诺斯(Binos)公司仍在推广门德压机。1975年,西德的刨花板单线生产能力已达600800m/d,并向1000m/d刨花板的方向发展。西德真正的刨花板工业开始于1948年,1952年单线日生产能力约
16、10t,1958年约40t,1968年约110t,1969年约150170m/d。到1975年日产200m的小厂已经很少见了。1977年,西德库斯特(Kuesters)公司开发制造出连续平压热压机,注册商标为“Kesters Press”。该公司制造的第一台连续平压热压机日产刨花板400m,一直在比利时的家工厂生产。19701985年间,我国轻工业部建设了100余条小型刨花板生产线,后来先后关停;林业部在其后期建设了14条刨花板生产线,经过改造后的生产线可以达产。1979年,北京市木材厂引进德国比松(Bison)公司年产3万m单层压机刨花板生产线,1981年国家科委和林业部组织设计单位和中国林
17、业机械公司所属单位对其进行消化吸收。1983年5月,信阳木工机械厂完成了包括单层热压机、气流铺装机在内的成型热压段设备研制,在其他单位的配合下,完成了我国第一套年产3万m单层压机刨花板生产线,安装在吉林省三岔子林业局刨花板厂。1986年9月通过国家验收,这条生产线的性能基本上接近国外同类型设备的水平。其投产为刨花板成套设备国产化打下了有利基础。1984年9月,中国林业机械公司在湖南省大庸召开年产5000m单层压机刨花板生产线评议会,该生产线由昆明人造板机器厂研制生产。1990年英国Compak Systems公司在其本土建立了以麦秸为原料、聚异氰酸酯(PMDI)为胶黏剂8000m/a的试验性工
18、厂,开始了刨花板一个新原料、新胶种的尝试。之后相继在世界各地共建设了15条生产线,最大生产能力1.5万m/a。1994年,单层872热压机由芬兰Raute公司制造,施胶和铺装由原德国Schenck公司制造,以木材为原料、聚异氰酸酯(PMDI)为胶黏剂的10万m/a刨花板生产线于1995年在美国建成投产,并运行至今。1995年6月瑞典Daproma公司在美国Primeboard公司建设了5万m/a以麦秸为原料、聚异氰酸酯(PMDI)为胶黏剂的生产线,该生产线运行至今,被人们认为是最成功的麦秸刨花板生产线。中国的刨花板生产经历了由20世纪80年代的上升,到90年代的下降再由2000年的再上升的反复
19、过程。刨花板由于质量差和其它一些原因,被市场抛弃后,许多刨花板企业吸取教训,引进国外的先进生产线和提高工艺水平后,近年中国的刨花板质量有了明显提高,又重新被市场所接受,许多家具生产企业又重新选用刨花板为原料,再者,定向刨花板也逐渐被消费者所接受,因此,近几年来,中国的刨花板需求量是逐年上升。随着国内外对刨花板的需求量不断增加,和国家出台优惠政策鼓励人造板业发展,为刨花板业的发展创造了极好的条件。自1979年至2008年,我国先后引进刨花板生产线共计52条,其中35万m3/a及其以下的计26条,德国原Bison公司的5条(分别安装在北京市木材厂、重庆木材综合加工厂、安徽滁州皖华人造板有限公司、海
20、南三亚刨花板厂、安徽合肥刨花板厂)、德国Siempelkamp公司10条、德国原Schenck公司的2条,原芬兰Metso公司8条、Heilborn公司1条;5万10万m3/a17条,德国原Bison公司7条、Seribo公司l条,原芬兰Metso公司9条;10万m3/a及其以上的计7条,德国Siempelkamp公司2条、德国Dieffenbacher公司2条,原芬兰Metso公司3条。在引进的刨花板生产线中,以单层压机居多,而近几年引进的20万m3/a以上的刨花板生产线的压机则均为连续平压热压机,所有引进的刨花板生产线总设计能力为30458万m3/a。据不完全统计,截止2009年初我国国产
21、刨花板生产线:昆明人造板机械厂制造近180余条,其中最大产能为一次压6块板(每块48)的单层热压机,多数为一次压3块板或两块板(每块4 8)的单层热压机;信阳木工机械有限责任公司76条生产线,设计能力为256.1万m3/a,其中国内刨花板72条线,设计能力240.6万m3/a,单层热压机最大幅面856,年产量7.5万m3;哈尔滨林业机械厂21条生产线,设计能力为43.5万m3/a;哈尔滨凌志机电技术有限公司改造和新建19条生产线,设计能力为70.5万m3/a,其中,国内13条生产线,设计能力为48万m3/a,全部为多层热压机,最大产能5万m3/a;广州威恒机械厂25条生产线,设计能力为106.
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