竹木復(fù)合膠合板的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討?

童 健

（廣西幼兒師范高等專科學(xué)校，南寧 530022）

隨著民眾生活水平的提高，在裝飾裝潢過程中，木地板的應(yīng)用范圍越來越廣，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新,這些木地板的制作工藝及水平也實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化與升級(jí),其中在疊層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作工藝中,充分地體現(xiàn)出了低碳化、環(huán)?；?、精細(xì)化等特點(diǎn)，為進(jìn)一步增強(qiáng)竹木復(fù)合膠合板的市場(chǎng)競爭力提供技術(shù)支持[1-2]。

1 竹木復(fù)合膠合板主要產(chǎn)品

隨著人造板材制作工藝的不斷優(yōu)化，人造板材主要產(chǎn)品的種類越來越多，其原因在于無論從消費(fèi)者、使用者還是生產(chǎn)者的角度分析，人造板材的制作成本要比原木板材的成本約降低60%以上，而且尺寸也不受原木板材的限制，可結(jié)合實(shí)際應(yīng)用渠道進(jìn)行生產(chǎn)。盡管竹木復(fù)合膠合板正式投入商業(yè)化使用的時(shí)間較晚，但因其性價(jià)比較高，得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可[3-6]。

1.1 單板覆面竹席膠合板

單板覆面竹席膠合板芯層主要為竹席，單板由表層復(fù)合而成。板材成品的厚度主要取決于芯層竹席的層數(shù)（如圖1所示）。

圖1 單板覆面竹席膠合板Fig.1 Bamboo mat plywood covered with veneers

在單板覆面竹席膠合板發(fā)展初期，一些業(yè)內(nèi)人士曾經(jīng)對(duì)這種人造板材提出過質(zhì)疑，而且有些消費(fèi)者也認(rèn)為這種通過擠壓方式加工而成的“套芯板”，有可能會(huì)存在明顯的質(zhì)量問題。但隨著其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的公布，以及經(jīng)過階段性的商業(yè)化運(yùn)行之后，證明覆面竹席膠合板可行。一方面是因?yàn)樵趩伟甯裁嬷裣z合板的生產(chǎn)加工過程中，采用熱壓方式讓竹席與板材進(jìn)行膠合，一些竹席自身的紋理痕跡會(huì)存留于板材表面，這對(duì)板材光滑程度有一定影響，然而，這種疊層效應(yīng)增強(qiáng)了板材的表面摩擦力，與原木板材無論是在外觀上還是在實(shí)際應(yīng)用上都高度相似，但其成本僅為原木板材的三分之一，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯；另一方面是由于竹席的物理力學(xué)性能較強(qiáng)，其竹芯在進(jìn)行打磨或者二次加工時(shí)，能夠最大程度地保留其伸張性（如圖1所示），在這方面，比原木板材具有明顯的優(yōu)勢(shì)[7]。

1.2 竹片覆面膠合板

竹片覆面膠合板是將竹片通過一定的手段使其軟化，從而將其作為板材的表層材料,芯層材料主要采用的是楊木、馬尾松等速生樹，再利用輥涂酚醛樹脂膠合，最終經(jīng)過高溫?zé)釅憾蒣8]。

竹片覆面膠合板的國際市場(chǎng)占有率較高，但國內(nèi)市場(chǎng)占有率較低，這并不是竹片覆面膠合板的質(zhì)量不好，因?yàn)閺闹谱鞴に嚿蟻砜?，完全可以根?jù)市場(chǎng)及終端消費(fèi)者的具體需要，及時(shí)調(diào)整芯層結(jié)構(gòu)（如圖2所示）。主要是因?yàn)樽鳛橹衿裁婺z合板芯層材料的楊木或者是馬尾松等速生林，在國內(nèi)的種植數(shù)量并不均衡，其種植規(guī)模不能完全滿足市場(chǎng)需求，這制約了人造板材生產(chǎn)企業(yè)在原材料采購上的自主性?；诖?，雖然竹片覆面膠合板物理性能較為穩(wěn)定，但因其性價(jià)比優(yōu)勢(shì)不明顯，從而在終端消費(fèi)環(huán)節(jié)上無法有效提升其市場(chǎng)占有率[9-11]。

圖2 竹片覆面膠合板Fig.2 Bamboo veneer plywood

1.3 竹木復(fù)合地板

竹木復(fù)合地板市場(chǎng)占有率較高，其生產(chǎn)與銷售渠道廣闊。竹木復(fù)合地板表層主要采用竹材，從而能體現(xiàn)出淡雅簡約的裝飾效果。這種復(fù)合板材的成本比全竹地板低，所以它是一種結(jié)構(gòu)合理、裝飾效果好、物美價(jià)廉的新型地板材料。竹木復(fù)合地板主要包含了竹杉地板和旋切竹單板兩種結(jié)構(gòu)（如圖3所示）。

由于竹木復(fù)合地板中大量地使用了木材再生物，能夠讓木材在實(shí)現(xiàn)循環(huán)化生產(chǎn)加工的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)最大化的使用效率，而且這種膠合的制作方式中，最大限度地保留了竹面的透氣性，讓竹子原有的清香和芯層中杉木、樟木的淡雅氣味相結(jié)合，較為符合其被應(yīng)用于木地板的實(shí)際環(huán)境[12]。

尤為關(guān)鍵的是，在我國的東北、西南及華南林區(qū)，杉木和樟木的保有量極為豐富，在竹木復(fù)合地板的生產(chǎn)過程中，完全可以與原木板材的生產(chǎn)加工充分地結(jié)合起來，在有效降低竹木復(fù)合地板生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，提升了原木加工的生產(chǎn)效率，能夠讓原木、鋸木的板材加工與人造板的板材加工之間形成良好的契合，從而使得整個(gè)林木板材生產(chǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳、環(huán)保的生產(chǎn)，與當(dāng)下的林木行業(yè)去產(chǎn)能化之間形成匹配[13-14]。

因?yàn)榈鼐壱蛩?，在不同的地區(qū)，采用疊層結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)的竹木復(fù)合膠合板，其市場(chǎng)銷售均價(jià)大致在450～500元/m2左右，有些知名品牌的板材能夠達(dá)到約700元/m2，雖然相比傳統(tǒng)的人造板材380～400元/m2的價(jià)格略高，但與原木板材價(jià)格相比，其價(jià)格優(yōu)勢(shì)依然明顯。在這個(gè)過程中，盡管原材料的價(jià)格波動(dòng)對(duì)疊層設(shè)計(jì)的竹木復(fù)合膠合板影響不大，但因其設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本高于傳統(tǒng)人造板材。因此，在終端消費(fèi)市場(chǎng)上那些價(jià)格明顯低于傳統(tǒng)人造板板材的所謂疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)竹木復(fù)合膠合板，其生產(chǎn)與制作工藝很可能不達(dá)標(biāo)。

圖3 竹木復(fù)合地板Fig.3 Bamboo wood composite flooring

2 竹木復(fù)合膠合板的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)分析

結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，目前膠合板板材市場(chǎng)上，對(duì)已經(jīng)完成初加工的人造板規(guī)格有一定要求，這便于人造板材在進(jìn)行二次加工或者精細(xì)加工的時(shí)候，可以按照實(shí)際需求來進(jìn)行規(guī)劃。通常，板材的長為2 440 mm，寬為1 220 mm，厚度則按照不同的芯層和實(shí)際需要，設(shè)置為30、50、90、120、150 mm和180 mm不等。從30 mm到180 mm的芯層變化，不僅是芯層薄厚差異，更注重疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的一些著眼于實(shí)際應(yīng)用的調(diào)整，這更能體現(xiàn)竹木復(fù)合膠合板的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)[15]。

2.1 有利于產(chǎn)品形狀穩(wěn)定性

經(jīng)過一段時(shí)間的資源整合，一些品質(zhì)相對(duì)較弱的產(chǎn)品被市場(chǎng)淘汰，一些產(chǎn)品性價(jià)比明顯較強(qiáng)的品牌產(chǎn)品逐漸在終端消費(fèi)市場(chǎng)形成了規(guī)?；挠绊懥Α?/p>

我國某知名地板品牌自1995年將“木地板”的概念引入國內(nèi)市場(chǎng)后，就一直致力于對(duì)人造板，特別是竹木復(fù)合膠合板疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，該地板品牌獲得“2019年度科技創(chuàng)新品牌”榮譽(yù)，并對(duì)在日本的終端消費(fèi)市場(chǎng)上已經(jīng)應(yīng)用相對(duì)較為成熟的EB實(shí)木復(fù)合地板的技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)合國內(nèi)竹木復(fù)合膠合板的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，基于高能電子射線沖擊樹脂“硬化”和“架橋”技術(shù)，制造出高性能的樹脂膜應(yīng)用于其品牌旗下竹木復(fù)合膠合板中，讓疊層設(shè)計(jì)不僅從芯層上得到體現(xiàn)，更從表層上進(jìn)行鞏固，進(jìn)而有效提升產(chǎn)品的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。按照公司的相關(guān)生產(chǎn)計(jì)劃，未來幾年，國內(nèi)幾家竹木復(fù)合膠合板生產(chǎn)企業(yè)，將會(huì)繼續(xù)加大研發(fā)力度，針對(duì)日本、韓國、美國等國際市場(chǎng)需求，改進(jìn)產(chǎn)品疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出符合國際標(biāo)準(zhǔn)的竹木復(fù)合膠合板產(chǎn)品，為推動(dòng)我國特有板種——竹木復(fù)合膠合板加工工藝水平進(jìn)步，擴(kuò)大產(chǎn)品對(duì)外出口提供技術(shù)支撐[16-17]。

2.2 優(yōu)化提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率

按照傳統(tǒng)人造板板材生產(chǎn)工藝，無論是所謂的三層膠合板還是五層膠合板，都會(huì)大量采用膠黏劑來確保板材物理特征的穩(wěn)定性，這樣能夠保證其生產(chǎn)效率，然而其可能存在甲醛含量超標(biāo)等負(fù)面影響。

采用疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)的竹木復(fù)合膠合板，其生產(chǎn)效率比三層膠合板、五層膠合板低，但因其生產(chǎn)工藝升級(jí)，精細(xì)與精密程度提高，綜合看來，其產(chǎn)品生產(chǎn)效率優(yōu)于傳統(tǒng)生產(chǎn)制作工藝。按照竹木復(fù)合膠合板的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝要求，明確了長度在15 mm之內(nèi)的樹脂囊、黑色灰皮每平方米少于4個(gè)；長度在l50 mm、寬度在l0 mm的樹脂漏每平方米少于4條,且要求所有的芯層以及竹木表面均無腐朽變質(zhì)現(xiàn)象。嚴(yán)格的工藝要求，有效確保了竹木復(fù)合膠合板在木地板、家具、建材產(chǎn)品上具有較強(qiáng)的實(shí)用性和適用性，其性能在某些方面明顯優(yōu)于原木材料，而其生產(chǎn)制作成本則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原木材料[18]。

2.3 改善提升產(chǎn)品力學(xué)性能

目前，在終端消費(fèi)市場(chǎng)上，應(yīng)用范圍較廣的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)竹木復(fù)合膠合板之所以能夠被認(rèn)可，主要是其板材的力學(xué)性能具有較強(qiáng)的“適用性”，這種適用性與傳統(tǒng)人造板板材所提倡的實(shí)用性價(jià)值不同的是，疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓芯層與表層之間的融合化程度得到了顯著提升。這些竹木復(fù)合膠合板是相鄰層單板的纖維方向互相垂直排列膠合而成，奇數(shù)層的膠粘組合結(jié)構(gòu)使竹木復(fù)合膠合板更具穩(wěn)定性[19-20]。

3 結(jié)語

隨著我國全面禁止天然林商業(yè)性采伐政策的實(shí)施，木材供需矛盾進(jìn)一步加劇。為逐步實(shí)現(xiàn)木材供需平衡，維護(hù)我國木材資源安全，我國從兩個(gè)方面著力。一是出臺(tái)各種優(yōu)惠政策，擴(kuò)大木材資源進(jìn)口；二是充分發(fā)揮我國竹材資源優(yōu)勢(shì)，開展竹材加工利用，生產(chǎn)出更多更好品質(zhì)的竹制品。竹木復(fù)合膠合板具有力學(xué)性能良好，耐腐蝕、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來在我國得到了快速發(fā)展。隨著我國以竹補(bǔ)木政策的實(shí)施，國內(nèi)高校、科研院所等機(jī)構(gòu)加大了竹木復(fù)合膠合板的研發(fā)力度，研制出更多性能優(yōu)良的新產(chǎn)品，進(jìn)一步提高產(chǎn)品附加值，竹木復(fù)合膠合板擁有廣闊的市場(chǎng)前景。