吸水厚度膨脹的根本原因有二個(gè)方面。一是木材本身受濕時(shí)的膨脹;二是刨花板中的刨花在受潮時(shí)因應(yīng)力釋放而產(chǎn)生的回彈。因?yàn)榕倩ò迨怯膳倩ㄔ跓釅哼^程中,受高溫,并且伴隨著強(qiáng)烈失水的條件下壓制而成。在這樣的壓制過程中,刨花被壓薄了。而被壓薄的部分,可分為幾種不同性質(zhì)的變形。彈性變形和粘彈性變形是要彈回來的;塑性變形則不能再回彈。在力學(xué)中稱前二者為可恢復(fù)的變形,后者稱為不可恢復(fù)的變形。由于刨花的熱壓時(shí)是在失水的條件下受壓變形的,當(dāng)板坯壓力降低時(shí),因刨花已經(jīng)干燥,于是可恢復(fù)的變形只能是一部分,有一部分被“固定”住了。這部分被“固定”住的變形只有在刨花重新受濕時(shí)才能彈回來。此外,還有相當(dāng)數(shù)量的可恢復(fù)變形并未因干燥而“固定”住,而是因膠粘劑將刨花粘住,相互間產(chǎn)生抑制力而無法回彈,只有在膠粘劑的膠粘力遭到破壞,膠粘力小于回彈力時(shí)才能回彈。所以廣義的回彈分為三部分:(1)熱壓一完成,既未被膠粘力所抑制,也未因刨花干燥而被“固定”的回彈。了解這部分回彈對(duì)于刨花板的厚度偏差控制具有重要作用。有關(guān)控制刨花板厚度偏差的主要因素,很多實(shí)際上是控制回彈量的因素。(2)當(dāng)板子受濕時(shí),被干燥所“固定”的變形發(fā)生回彈,這就是刨花板在200C條件下浸水試驗(yàn)中所表現(xiàn)出來的主要部分。(3)當(dāng)刨花板在較高溫度的水中浸泡或溫度雖不高,但時(shí)間很長(zhǎng),因脲醛樹脂水解逐漸失去膠結(jié)力,回彈力克服膠結(jié)力后所引起的回彈。
在降低刨花板吸水厚度膨脹的途徑中,比較明確的方法有以下幾種上:
1、加入防水劑(一般用石蠟乳液)
對(duì)于脲醛刨花板所加入的石蠟乳液,在國(guó)外,按固體石蠟對(duì)絕干刨花板計(jì),一般為0.5%左右。這個(gè)用量是經(jīng)過研究及大量實(shí)踐才為大家所接受的。加0.25%的石蠟就能大幅度降低厚度膨脹值;當(dāng)用量增加到0.5%、0.75%時(shí),其厚度膨脹值并未再度出現(xiàn)大幅度下降的現(xiàn)象。
不過在特殊情況下,如對(duì)某一樹種,或工藝上處理不當(dāng)時(shí),添加0.5%的石蠟量則不能達(dá)到“標(biāo)準(zhǔn)”所規(guī)定的要求。石蠟乳液如何才能充分發(fā)揮其作用?了解其中的施蠟機(jī)理對(duì)分析生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題有很大幫助。比如用脲醛膠做膠粘劑時(shí),只需加入少量石蠟乳液(一般為0.5%)即可,如此少量的石蠟乳液如不合理噴施,將起不到什么防水作用。因此,通常是將石蠟乳液混在膠液中一起施加,以擴(kuò)大石蠟乳液的噴灑面積。然而石蠟乳液的
比重(0.86~0.92)與膠液的比重(1.20~1.30)相差很大,要均勻混合很困難,且如果噴出的膠滴大小與石蠟乳液液滴大小比例不合適的話,膠滴便很難帶著石蠟乳液液滴均勻分布在刨花上。一般噴出的膠滴直徑為0.1mm,有時(shí)到0.2mm,石蠟乳液顆粒為10微米左右,那么每個(gè)膠滴平均含150個(gè)左右的石蠟乳滴。如果膠滴顆粒直徑小于0.06mm,就很難將石蠟乳滴全包住在內(nèi)了。
在熱壓過程中,膠滴受到擠壓,石蠟乳滴會(huì)移向膠滴的邊緣,并有一部分石蠟乳滴相互靠近在一起,隨著壓力的增大,將膠滴擠破,在膠滴內(nèi)的石蠟乳滴也會(huì)被擠破。此時(shí),周圍溫度正好使石蠟熔融,則熔融的石蠟因與水溶性膠的表面張力不同,就被膠液擠出到刨花表面而形成一層很薄的蠟?zāi)�,起到防水作用。所以合理的施蠟條件應(yīng)該是:石蠟乳液濃度為33~60%,石蠟液滴直徑為4~14微米;受擠壓后所破裂的石蠟液滴直徑應(yīng)為噴出時(shí)直徑的1/8~1/10;石蠟乳液滴被壓碎之時(shí)正好在石蠟熔融溫度與膠液固化之前這一階段。假如在熱壓中因壓力和溫度配合不當(dāng),膠顆粒在未壓破之前就已固化,則石蠟將被包在膠滴中,有時(shí)會(huì)損失20~30%的石蠟。這也提示人們,為什么壓縮比低的輕質(zhì)刨花板,或者用厚刨花制成的刨花板,它們的厚度吸水膨脹率總是高的。膠液沒有受到一定的擠壓作用,往往得不到應(yīng)有的防水性能,這也是中纖板不用石蠟乳液,而直接用固體石蠟的原因。木材原料不同,吸水厚度膨脹率有很大差異 刨花板廠用某些材種制板時(shí),需要特別注意一些特定環(huán)節(jié)。如楊木,雖然在制板中也加入正常用量的石蠟乳液,但吸水厚度膨脹率往往較高。這是由于其管孔和導(dǎo)管空隙很大,而且在刨片過程中,易于起毛,割裂和卷曲,使板的空隙及毛細(xì)管量增大等原因引起的。楊木早晚材的材質(zhì)差異使刨片時(shí)刨花厚薄偏差很大,導(dǎo)致板的吸水厚度膨脹率增大,如果加工這類原料,就要留神備料工段的操作,如刀片要鋒利、原料含水率要適當(dāng)。如仍難以達(dá)到“標(biāo)準(zhǔn)”所規(guī)定的吸水厚度膨脹率,只好相應(yīng)地提高用膠量。
3、提高用膠量
以如上述,提高用膠量,對(duì)刨花的回彈產(chǎn)生更大的抑制作用,吸水厚度膨脹值必定相應(yīng)減小。這不論對(duì)松木或楊木都有顯著作用。另外,有一些研究表明,對(duì)刨花板進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚?550C~1800C)或無必要的延長(zhǎng)熱壓時(shí)間,刨花拌膠后放置時(shí)間過長(zhǎng)、含水率過低,壓機(jī)上升速度過慢,熱壓溫度過高等都會(huì)促使刨花板的吸水厚度膨脹率增高。因此,這些都是生產(chǎn)中需要注意的。板子熱壓后進(jìn)行熱堆放(800C),不但有利于其內(nèi)應(yīng)力的釋放,還有利于吸水厚度膨脹性質(zhì)的改善(平面抗拉強(qiáng)度可能有某種程度的下降)。所以熱壓后適當(dāng)熱堆放也是改善刨花板吸水厚度膨脹率的可行辦法之一。