南方桉材加工旋切单板综合利用探讨

韦鸿彬

摘 要 随着市场经济的发展，市场对于桉树旋切单板的需求量也越来越多。基于此，对南方的桉树加工旋切单板的综合利用进行探讨，对南方桉树木材的性质、背面裂缝率及旋切单板的厚度偏差进行检测分析，并对旋切单板的适应性给予探索。结果表明，对于单板厚度的变动系数和背面裂缝率来说，尾叶桉远远低于尾巨桉，对于旋切厚度为1.7 mm的单板，尾叶桉的材质比较好。

关键词 桉树；木材性质；旋切单板；背面裂缝率；旋切单板厚度

中图分类号：F426.88 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）03--02

桉树的特点表现为丰产性、用途多、适应性强及生长速度快等，属于世界上有名的速生树种，在我国南方也有大面积种植，如尾叶桉、巨尾桉及尾巨桉等。在南方地区，桉树是主要的人工林发展区，桉树木材的用途比较多，如胶合板的生产、纤维板、造纸、刨花板等，但桉树木材的生长应力比较高，内裂和干燥皱缩比较容易产生，尺寸具有较差的稳定性。在桉树木材的加工过程中，木材容易出现变形和扭曲，切面比较光滑，致使桉树木材的耐腐性和胶合性能比较差，桉树的品种不同，旋切单板的质量也不一样。

1 试验木材及方法

1.1 试验木材

本次研究中主要是对树龄为3～5年生的尾巨桉的旋切加工予以简单分析，其长度为2.6 m，原木经级为7～18 cm，依据小径原木及原木检验的相关标准，对其原木的基本数据进行测量。

1.2 试验设备

本次试验所用的设备为圆锯机、无卡轴旋切机BQ1813、电热恒温鼓风干燥箱DHG-9070A、精密电子天平BS110S及测量仪器等。

1.3 试验方法

1.3.1 测试木材性质

参考依据为国家木材物理学性质试验方法，使用万能力学试验机对木材的各个力学性质指标进行测定，在测试过程中，有30个有效样本数。

1.3.2 旋切单板质量试验

尾巨桉的单板厚度为1.7 mm，木材的单板条作为单板厚度的检测试件，单板条的（厚）长度为127 mm，分别在单板条上截取20块检测试件，规格为长127 mm×宽63 mm，单板的含水率为30%左右。此时，使用适量的绘图墨水涂在单板背面，待墨水干后，切开的主要依据为试件的横纤维方向。对单板的裂缝特征进行观察，选取30 mm内的单板断面，使用10倍的放大镜对缝隙的条数和深度进行测定。求取各个缝隙深度和单板厚度的比值，裂隙率是指各个比值的平均值。用公式表示为：

单板裂隙率=L/S×100%

其中，L表示裂隙梢端至板边的平均垂直距离，单位为mm；S表示单板厚度，单位为mm。单板厚度变动系数（V），用公式表示为：

其中，

，

表示单板厚度实测值的平均值，。

2 试验结果

2.1 旋切单板质量

在胶合板的生产过程中，旋切是最关键的生产工序。单板制造质量对胶合板的质量具有决定性作用。对单板质量进行评价时，有两个重要的评定指标：背面裂隙、单板厚度偏差。试验结果表明：单板厚度越大，单板背面裂隙出现的几率也越大。就单板背面裂隙率而言，尾叶桉低于尾巨桉，当厚度为（2.5）2.2 mm时，尾叶桉要比尾巨桉低5.5%；当厚度为（1.5）1.7mm时，尾叶桉比尾巨桉低18.9%，在旋切单板的质量方面，尾叶桉远远优于尾巨桉，当旋切厚度为（1.5）1.7mm时，尾叶桉更具有利用价值。同时，单板厚度越大，单板厚度变动系数也越大。就单板厚度系数而言，尾叶桉低于尾巨桉，当厚度为（2.5）2.2时，尾叶桉要比尾巨桉低10.1%；当厚度为（1.5）1.7mm时，尾叶桉要比尾巨桉低5.1%。当旋切单板较厚时，尾叶桉质量优于尾巨桉，如果旋切单板比较薄时，两者质量没有差异。

2.2 桉树单板质量和木材材性两者之间的关系

2.2.1 单板背面裂隙率和材性

尾叶桉的气干密度为0.578 g/cm3，巨尾桉的气干密度为0.647 g/cm3，木材密度属于中等，用于旋切单板具有较强的适用性；与巨尾桉相比，尾叶桉的硬度和密度都比较低，用于旋切单板更适合一些。当处于室温时，对于旋切桉树木材，必须保证木材的含水率处于较高状态，有效避免破碎和开裂现象的出现，保证旋切单板的质量。从干缩率的角度出发，影响单板质量的是弦向干缩率，尾叶桉的弦向干缩率为4.4%，巨尾桉的弦向干缩率为5.6%，2种桉树的差异干缩率为1.91%和2.07%，由此可见，无论是差异干缩率还是弦向干缩率，尾巨桉的大于尾叶桉，且尾巨桉还具有较高的背面裂隙率。弦面硬度：尾叶桉低于尾巨桉6.7%；径面硬度：尾叶桉低于尾巨桉3.4%，因此，在旋切过程中，尾叶桉的阻力比较小。对于单板背面裂隙率来说，尾巨桉远远高于尾叶桉，单板质量比较差；

2.2.2 单板厚度变动系数和材性

由于木材的硬度和密度都比较大，出现变异的情况也比较大，因此，旋切单板厚度的变动系数也比较大，致使单板质量也比较差，木材边与心的比例越大，木材出现端裂的几率也就越大，从试验中可以看出，尾巨桉木材边与心的比例比较大，这说明，尾巨桉木材的结构比较粗，材质硬度比较大，与结构密实和材质较软的木材相比，尾巨桉的裂隙深度比较大。

2.3 树皮、木芯与废碎板的损失及利用价值

树皮材积的损失率处于22.81%～32.04%之间，并且通过对相关数据分析发现，随着原木经级的增加，树皮的损失率表现出先减少后增加的趋势，但是其整体的增减幅度都是比较小的，损失率大致维持在（27.56±2.57）%。随着原木经级的增加，其木质部分会随之增加，这时，树皮与原木的尖削度也会表现出逐渐增大的趋势，这使剥皮之后的树皮的材积损失率的变化没有太大差异，在加工设备与加工设备都确定的情况下，木芯的材积大小基本上是保持不变的，因此，在桉木旋切单板加工的过程中，木芯材积的大小与原木的经级没有太大的关系；但是废碎板的材积比较小、数量比较多，并且形状不规则，对其材积难以进行准确、直接的统计，在对废碎板的材积统计的过程中，其材积损失率可以应用1-木芯损失率-单板综合出材率-树皮损失百分率来进行计算，对相关统计数据进行分析发现，其废碎板的材积损失率处于3.66%～7.81%之间，并且随着原木经级的增大，废碎板的材积碎石流表现出先减小后增加的趋势，但是增提的增幅不大，当其原木的经级处于10 mm左右时，其废碎板的材积损失率降到最低值。树皮、木芯与废碎板的市场需求量也很大，树皮可提供给工业用的锅炉烧煤的替代品（市场价收购30～50元/t），木芯可作拖把用（市场价收购0.4元/根），废碎板（白皮）可粉碎作中纤维板（市场价收购160元/t）。充分利用剩余物，使加工产品利益最大化。

2.4 不同的工艺条件对桉树胶合板性能指标的影响

2.4.1 热压压力

在热压操作中，使用胶黏剂对胶层和木材进行紧密结合，胶黏剂具有较强的渗透性，可以进入到管孔和木材细胞。不同的热压对板材性能的影响也不一样。压力越大，板材的压缩率越大，而出材率越低，对生产成本及木材的性能指标进行衡量的主要参数就是出材率，当单位压力为1.4 mPa时，合理性比较强。

2.4.2 热压温度

对胶黏剂的固化问题，热压温度具有重要的影响作用。从试验结果可以看出，热压温度对胶合强度的影响作用比较明显，温度越高，胶合强度就会不断下降。由此可见，热压温度的高低对胶黏剂的固化速度具有决定性作用，如果热压温度过高，致使胶黏剂的固化速度比较快，这样在固化过程中，胶层容易出现老化和不均匀现象，当热压温度为130 ℃时，具有最佳的固化效果。

2.4.3 热压时间

板材内部排出水分与胶层固化的所用的时间为热压时间。如果热压时间过长，胶层就会出现过固化现象，致使木材性能降低，因此，为了保证单板质量，应该保证最佳的热压时间，为1.35 min/mm。

2.4.4 涂胶量

根据连续胶层形成，对涂胶量的大小进行判定。涂胶量越大，渗进木材的胶也就越多，进而形成的胶层具有连续性与均匀性。

3 结语

经过试验，对不同种类桉树木材的材性检测可知，在旋切单板的生产过程中，选线设施的旋切单板木材、单板厚度、旋切条件及胶合板的工艺参数，不仅能够保证单板背面裂隙率比较低，还能保证旋切单板的质量。

参考文献

[1]鲍甫成，江泽慧，刘盛全.人工林杨树木材性质与单板和胶合板质量关系的研究[J].林业科学，2014（4）.

[2]余养伦，任丁华，周月.尾叶桉单板胶合性能的初步研究[J].林产工业，2014（9）.

[3]黄如楚.桉树木材加工利用研究现状[J].桉树科技，2013（6）.

（责任编辑：赵中正）