表1 全意杨LVS性能指标（参照GB/T11718-1999、GB/T17657-1999）
| 序号 |
指标名称 |
预期的主要性能指标 |
实际达到的性能指标 |
1 |
纵向静曲强度 |
平均值≥30MPa |
45MPa |
最小值≥24MPa |
44MPa |
2 |
纵向弹性模量 |
≥4000MPa |
4160MPa |
3 |
浸渍剥离 |
每一边的任一胶层开胶的累计长度不超过该胶层长度的1/3（3mm以下不计） |
合格 |
4 |
密度 |
≥600kg/m3 |
≥670kg/m3 |
项目实施工程由两条基材生产线，一条贴面生产线组成。基材生产线用来生产LVS的基材，贴面生产线用来覆贴MDF。考虑到企业适应市场的问题，贴面生产线也可用来覆贴桦木单板、酚醛浸渍纸。这样的工艺路线可以覆盖众多制品。实践表明，本工艺设计较为合理，选型的设备通用性强。2003年6月徐州南林木业有限公司就有2种以上产品出口到日本和美国（其中LVS出口到日本，桦木贴面板出口到美国）。同年在邳州市戴庄镇同样设计模式的工厂顺利实现投产。从此，工厂走上了快速发展的道路。2004年以后南林木业和伟林木业，其生产能力都达到年产3万m3的设计能力，并且产品100％出口，企业经济效益和社会效益显著。
1.2连续辊压生产薄型中密度纤维板技术
1.2.1 总体思路：
中密度纤维板（MDF）是以植物纤维为主要原料，经过纤维分离、纤维处理、成型、热压或干燥等工序制成的产品。国内房地产的高速发展需要大量的板材，而中密度纤维板的特点是密度适中，组织结构均匀、尺寸稳定性好、厚度范围大（2～60mm）、力学性能好，是一种具有良好的物理力学性能和易于机械加工、表面加工及饰面性能的板材。因此，在家具、室内装修等领域应用广泛，并得到逐步扩大。
近几年由于薄板在中纤板市场中需求量增大，不仅用于家具、装修业，还用在包装盒、礼品盒等包装产品。精美结实成本还低，为薄板提供了更广阔的发展空间。
但是，国产多层压机只能生产8～25mm厚度的产品，无法生产8mm以下的薄板。由于薄型中密度板对设备要求较高，能够生产薄板的企业只有少数具有进口设备的企业。但是进口设备价格昂贵，生产运行成本高。
为此，项目研究小组看到这个契机，率先在国内研发出专门生产薄板的连续辊压生产线，为中纤板品种拓宽提供更实惠的选择。
2003年11月正式组建MDF连续辊压式热压机（BY7213）开发小组和生产工艺研发小组，由上海捷成白鹤木工机械有限公司俞敏董事长总体负责人员调配和落实研发资金，南京林业大学朱典想教授制定总体研究方案和负责工艺技术研究，黄蔚起总工程师负责连续辊压热压机的具体研制。在此之前的10年内，主要研发人员收集了大量的国内外相关资料，多次出国考察，进行了数次的设备试验验证。
1.2.2 技术方案：
薄型MDF的设备类型有连续平压热压机系统和连续辊压热压机系统两种。
连续平压机系统，特点是能控制板材的剖面密度和限定厚度公差。当板坯进入压机开档时，通过在压力杆上的数个液压底垫施加高压，受压的板坯随后移动到恒压区并在这里冷却。板坯从压机出来之前，再次施加更高的压力，校正板材的厚度差，从而达到厚度要求。
连续辊压机系统，结构主要由钢带、加热辊、加压辊、导向辊、张紧辊等主要部件组成。加热辊由特种钢板卷制而成，蒸汽或导热油从轴中心进入，通过管束向小孔加热外表。这与连续平压热压机相比，设备结构简单、轻巧、安装方便、投资省，制板的同时可进行贴纸、贴薄膜等二次加工。此法特别适合生产2.2~8mm薄板。
因此，选择连续辊压方案进行设计和制造。其工作原理是板坯从运输机送入连续辊压式热压机。经过HT大加热辊与Ⅱ号加压加热辊、钢带、Ⅳ、Ⅴ号加压加热辊，连续加热加压，即被压制成所需厚度且符合中纤板强度的连续板坯，此连续板坯经过HT大加热辊上方，由刮刀装置送出连续辊压式热压机。
1.2.3 实施效果：
设计和制造过程中，综合地运用了多项生产新技术和新方法，研究和解决了多项技术难题。如4m直径加热大辊筒的加工和检测、辊筒与轴的装配、整机装配等。
2004年至2005年4月率先在国内成功研发出专门生产薄板的连续辊压机并投入生产制造。2005年3月开始在灌南捷成木业有限公司进行设备安装和生产工艺试验，首次推出国内第一套4m辊径的连续辊压薄板生产线，经过2年多的生产运行，各项指标均达到设计要求。生产出的薄型中（高）密度纤维板主要性能如表2所示：
表2 薄型中（高）密度纤维板的性能指标（参照GB/T11718-1999、GB/T17657-1999）
| 序号 |
检验项目 |
单位 |
标准规定值 |
检验值 |
单项结论 |
1 |
密度 |
Kg/m3 |
450～880 |
855 |
合格 |
2 |
板内密度偏差 |
% |
±7.0 |
-1.9，+2.7 |
合格 |
3 |
静曲强度 |
MPa |
≥23 |
51 |
合格 |
4 |
内结合强度 |
MPa |
≥0.55 |
2.62 |
合格 |
5 |
吸水厚度膨胀率 |
％ |
≤35 |
19 |
合格 |
6 |
甲醛释放量 |
mg/100g |
E2≤30 |
23 |
合格 |
该生产线是在原年产3万m3的14层压机生产线上进行改造而成。即保留原生产线中备料工段，热磨干燥工段，非标设备及锅炉，制胶系统等辅助设施，将铺装到裁边工段更换成连续辊压机主生产线。可以生产厚2.2~8mm，宽1300mm的优质纤维板。运行速度视纤维板厚度而定，最快可达36m/min，板坯喂入压机向前转动的钢带和压辊上，在压机的加压加热区硬化。用排列在加压区的压紧辊向板坯或钢带施加范围至5000N/cm的线压力。钢带通过张紧向板坯施加范围至25N/cm2的面压力。生产能力达到年产4万m3。
1.3意杨防火胶合板生产技术
1.3.1 总体思路：
防火胶合板的应用范围很广，广泛应用于高层建筑、百货商场、宾馆，娱乐场所等人气集中而又需要装修的地方。我国防火胶合板的研究相对于发达国家起步较晚，技术相对比较落后，需要在防火胶合板生产工艺、阻燃剂的配方、生产设备方面进一步开展研究。
本项目在沭阳县安盛木业加工厂（原宿迁市华洋木业总厂）实施，该厂原有一条年产1万m3的普通胶合板生产线。项目研究以普通胶合板生产工艺为基础，在保留原工艺基本工序的条件下，增设防火处理工艺，研究和开发以意杨为基材的防火胶合板。
从2004年9月项目立项开始，课题组利用南京林业大学的试验条件开展了相关的防火胶合板的阻燃试验研究，主要包括阻燃液配方的优化、单板和成品胶合板的阻燃处理工艺试验研究和样品性能测试。与此同时，对原有的普通胶合板线进行了调整和改造。根据防火处理工艺的需要，增加了阻燃浸渍处理池、吊笼、二次真空负压浸渍槽罐等设备。生产线建成以后就转入工厂进行工业化试验研究。工艺试验的重点是工业化生产条件下的阻燃液的调制、阻燃处理工艺研究、阻燃型胶粘剂的调制、防火胶合板的热压工艺参数、阻燃性能的测试，不断优化阻燃液的配方和阻燃处理工艺。
防火胶合板是一种新型材料，对防火胶合板的性能检测，国内外尚无统一规定的设备和方法，因此参照GB2406-93（塑料燃烧性能试验方法 ?氧指数法）测试氧指数；按照GB/8624-2005《建筑材料及制品燃烧性能分级》判定防火胶合板的难燃等级；按照GB/T9846-2004（胶合板）检测胶合强度。
1.3.2 技术方案：
主要试验材料为：意杨单板（含水率为10%~15%）、UF胶、硫酸铵、磷酸二氢铵、硼酸等。阻燃处理采用混合阻燃剂，由硫酸铵、磷酸二氢铵、硼酸三种阻燃剂按1：8：1的配比调制成浓度为25%的阻燃液，按阻燃剂干物质的重量添加5%的渗透剂。调制阻燃液时采用80~90℃的热水。磷酸二氢铵属于磷-氮阻燃剂，是木质材料最好的阻燃剂，磷类化合物与硼类化合物并用，可抑制材料的表面燃烧。意杨防火胶合板的生产工艺如下：
阻燃浸渍处理过程中，阻燃液温度的变化由高逐渐变低，最后以常温出料。主要是因为木材在由热变凉的过程中，木材内部的细胞因热胀冷缩而产生一定的负压，这样单板在负压的作用下进一步吸收阻燃液，从而提高阻燃处理的质量。在常压状态下，单板浸渍处理时间为10~24小时。阻燃池上加盖，可防止阻燃剂蒸发，同时也能保证安全生产。单板浸渍后从阻燃池中取出后，应向池中添加阻燃剂，并保持阻燃液浓度的稳定，同时将阻燃液加热到80℃。为进一步提高阻燃性能，在胶粘剂中添加3%~7%的磷酸二氢铵，将胶粘剂调制成阻燃型胶粘剂。
1.3.3 实施效果：
生产的意杨防火胶合板的阻燃性能达到国家标准难燃B1级的要求、胶合强度达到国家标准Ⅱ类胶合板的要求。形成了年产1万m3防火胶合板的生产能力，获得了良好的经济和社会效益。主要性能指标如表3、4所示：
表3 意杨防火胶合板的性能指标（参照GB/79846.1～9846.8-2004）
| 序号 |
检验项目 |
单位 |
标准规定值 |
检验值 |
单项结论 |
1 |
胶合强度 |
单个试件 |
MPa |
≥0.7 |
0.27～0.78 |
合格 |
合格品试件数与有效试件数之比 |
% |
≥80 |
83 |
表4 意杨防火胶合板的阻燃性能（参照GB/T8625-2005）
序号 |
检验项目 |
检验指标 |
标准值 |
测量结果 |
项目判定 |
1 |
难燃试验 |
平均剩余长度（mm） |
≥150 |
1000 |
合格 |
平均烟气温度（℃） |
≤200 |
93.5 |
合格 |
最小剩余长度（mm） |
≥0 |
1000 |
合格 |
1.4利用中小径级木材制作单板层积材地板的生产技术
1.4.1 总体思路：
由于木材资源的短缺，在地板制造领域采用大径级的木材的成本愈来愈高。利用径级在200mm左右的速生中小径级的木材旋切的单板顺纹经过拼接、胶压制成单板层积材（Laminated Veneer Lumber，简称LVL）。单板层积材稳定性能优于实木，它不仅保留了木材的天然特性，而且具有实木锯材没有的结构特点，强度变异性小、许用应力高、尺寸稳定性好。利用单板层积材制造的地板宽度尺寸，不受原木直径限制，可以根据用户需要，侧向拼接成不同宽度单板层积材地板产品。特别适合于较大场地的地板铺装，如运动场馆、大型商场等。因此利用中小径级木材制作单板层积材地板具有广阔的应用前景。同时，也具有特别重要的意义：一方面可以提高中小径级木材的使用价值，减少对大径级木材的依赖，在现有条件下，有利于保护天然林资源；另一方面，可以发挥单板层积材自身的优点，包括原料广泛、强度变异性小、许用应力高、尺寸稳定性好，同时还保留了木材原有的天然特性。
1.4.2 技术方案：
1）以各类小径级木材为原料，将小径级木材旋切成3mm以上的单板；
2）将单板经过辊压干燥，使单板的含水率小于10％；
3）对单板的缺陷，如节子、裂纹、腐朽等进行修补或去除，并进行齐边；
4）铣削单板斜边，板端斜度以3～5°为宜，斜率为1／16～1／12，进行纵向接长和规格截断；
5）对单板进行涂胶，施胶量控制早280g／m2左右，然后将单板沿着顺纹组坯；
6）对板坯进行预压、热压。热压压力为1．2MPa，热压温度100～150℃，热压时间按1min／mm进行控制；
7）对热压后毛边板采用多片锯制成板条；
8）对板条再进行侧拼，通过侧向拼接形成需要宽度规格的板条，利用精密四面刨刨削成等宽等厚的板条；
9）利用四面刨对板条进行刨削纵向榫槽、双端铣铣削端面榫槽；
10）经过表面强化处理、油漆和抛光，制成单板层积材地板。
1.4.3 实施效果：
利用中小径级木材制作单板层积材地板的生产技术是在研制开发多层结构的木质复合材料的过程中形成的，该技术已经获得国家发明专利。目前该专利已经转让给连云港市迎雄木业有限公司，正在实施过程中。
2.主要技术、发明及创新点
2.1主要技术
1）LVS生产采用了“二次成型”工艺技术，上下表层定位准确，效率高，产品质量好。同时还采用了“两压两砂”的工艺技术，既能满足LVS的生产，又可以覆盖桦木贴面板、覆膜模板等制品的生产，具有“一线多用”的功能。
2）薄型中（高）密度纤维板生产采用了连续辊压生产技术，能生产厚度为2.2～8mm的薄板。其电耗和热耗分别比相同规模的多层间歇式热压技术降低50%和10～15%。同时板材表层不产生预固化层，无需砂光，木材利用率提高15%以上。
3）连续辊压热压机采用了计算机自动控制技术，能方便地实现压辊位置精密控制和工艺参数在线调整，生产的纤维板厚度误差≤0.15mm。同时加热压辊内部热油流动采用多回路结构，相邻两回路中的热油流动方向相反，使整个加热压辊表面温度趋于均匀一致，温差≤1℃，保证了产品的高质量。
4）防火胶合板生产采用了混合阻燃剂和单板阻燃处理结束前控制温度逐渐降低最后常温出料的工艺技术，使防火胶合板的阻燃性能达到难燃B1级的要求、胶合强度达到Ⅱ类胶合板的要求。
2.2主要发明及创新点
1）由胶合板与中纤板复合制成的新型人造板材（LVS），克服了意杨胶合板的易翘曲、开裂等缺陷，具有尺寸稳定、表面色差小、力学性能高等优点，可作为室内装修中具有一定承载要求的构件。获国家实用新型专利（ZL03278361.2）。
2）首创“以刷代砂”法，对中纤板表面进行拉毛处理，提高了LVS的胶合强度。用此法对实木板材表面进行刷削处理，使其表面产生自然美观的凹凸纹理，可作为高档装饰材料，提高了速生材的使用价值。获国家发明专利（ZL200510122828.5）。
3）对多层复合材料的应用研究，形成了利用中小径级木材制作单板层积材地板的生产技术，生产的地板强度高、尺寸稳定。减少了地板生产对大径级木材的依赖，有利于天然林的保护。获国家发明专利（ZL200510095282.9）。
4）通过采用槽形压板将针刺（铆钉）焊接固定在辊筒上，研制了一种新型结构的铺装机扫平辊，成功解决了针刺直接焊接在辊筒上时容易脱落的问题，保证了连续辊压生产线其它设备的安全。获得实用新型专利（ZL200520046495.8）。
5）用一只钢球作为压机的柱塞油缸杆端与顶座之间的活性过渡件，可避免由于加工误差以及油缸作用件相对于柱塞杆发生位移而引起的不必要的受力问题，同时还可防止柱塞杆产生弯曲变形。获实用新型专利（ZL200620039278.0、）。
6）混合阻燃剂中各阻燃剂分解温度不同，阻燃效果好。单板预定阻燃时间结束前，控制阻燃液温度逐渐降低，最后以常温出料，使木材内部细胞因热胀冷缩而产生一定的负压，有利于进一步吸收阻燃液。申请了国家发明专利（200610097449.X）。
7）将防火胶合板应用于木质防火门制作，设计了一种双重密封结构，既可实现在火灾初期对毒烟的有效密封，又可阻止高温状态下的火势蔓延，克服了现有的木质防火门只能防火不能隔烟的缺陷。申请了国家发明专利（200610097450.2）。
3. 国内外同类技术主要参数、效益和市场竞争力的比较
全意杨LVS、连续辊压薄型中（高）密度纤维板和意杨防火胶合板这3种功能型杨木人造板产品已经得到推广和实施。建立了2座国内最早实现工业化生产LVS的工厂。薄型中（高）密度纤维板采用了连续辊压技术生产，产品性能与进口的连续平压和连续辊压生产线生产的产品相当，但生产成本比使用进口设备低1/4。防火胶合板国内外均有一些研究报道，从阻燃处理工序来看，各方研究基本类似，水平相当，本项目着重研制了适合于杨木阻燃处理的混合阻燃剂，并优化了阻燃处理工艺，使阻燃效果更显著，成本也较低。
研制的具有自主知识产权的主压辊直径为4M的连续辊压机，自动化程度、几何精度和工作精度等关键指标与德国的水平相当。着重解决了保压段6对保压辊的压力分段稳压控制、热介质流动系统的结构优化设计以及压辊位置的精密控制与调整，使板材厚度误差≤0.15mm。从对年产3万M3的多层压机生产线进行技术改造的效果看，投资费用实际增加1300万元，仅为同规模的国外连续辊压生产线的1/6，性价比好。
与此同时，利用中小径级木材制作单板层积材地板的生产技术目前也正在抓紧实施过程中。
4.项目成果转化、应用、推广情况及所取得的社会、经济效益
4.1项目的推广与应用
项目研究所形成的多项关键技术均已得到推广和应用，在江苏建成4家新型人造板厂。
全意杨LVS复合材料生产技术获得实用新型专利，利用该技术首先在新沂市草桥镇原缫丝厂进行技术改造、设计并实施，此后又推广到邳州市戴庄镇，再建了一座工厂。两家全意杨LVS复合材料生产厂已经过4年多的生产运行。此外，利用中小径级木材生产单板层积材地板的发明专利已转让给连云港市迎雄木业公司，正在实施过程中。
意杨防火胶合板生产技术首先在江苏省沭阳县安盛木业加工厂实施，对原有的普通胶合板线进行技术改造，增设了阻燃处理工艺和设备，使防火胶合板的生产能力达到年产1万M3。有关生产技术已申请了国家发明专利。目前，已与湖南福湘木业有限公司达成技术转让协议。
研制的连续辊压薄板生产线具有自主知识产权，第1条生产线已经过2年多的生产运行，达到了年产4万M3的设计能力。之后，又在国内推广了6条生产线，6家公司分别是：黑龙江省牡丹江市亿象木业有限公司、河北省冀州华林板业有限公司、河北省藁城鑫鑫木业有限公司、蒲城凯达木业有限公司、濮阳市密度板制品有限公司、江苏沭阳大江木业有限公司。其中有3家公司正在进行设备的安装与调试。该生产线的研制成功，打破了国外对我国的技术垄断，已经完全能够替代国外同类设备的进口，目前正在与智利、阿塞拜疆等国家洽谈出口事宜，并达成出口备忘录。
截止2006年底，已累计新增利润4255万元，新增税收3361万元，出口创汇4863万美元。生产企业直接安排当地富余劳动力1500余人，对促进当地农民脱贫致富、农业产业结构调整和经济发展发挥了重要作用。在生产中，胶合板使用较大径级的杨木，而纤维板可大量使用枝桠材和树根，使杨木资源得到了充分合理的综合利用，符合国家建设资源节约型社会和循环经济的产业政策。
课题组还为相关企业培训操作工人、技术人员近1000人，对提高企业职工的文化素质和技术水平、提升产品质量发挥了不可替代的作用。
生产的LVS产品全部出口到美国、加拿大和日本，用于室内装修。生产的薄型中（高）密度纤维板主要出口到中东地区，用于包装产品。两种产品深受国外客户的欢迎。应用意杨防火胶合板开发了木质防火门，扩大了应用范围。
因此，本项目的推广既取得了显著的经济效益，又取得了较好的社会效益。
目前，已有20多家生产普通胶合板和MDF厚板生产企业，纷纷来电来函，要求转让相关技术，7家企业已进入技术转让的实施阶段。本项目技术的研发成功，对我国人造板行业的产品质量提升具有重要的影响，预期市场前景非常广阔。
4.2经济、社会效益
4.2.1? 经济效益
项目总投资额 |
7600 |
|
回收期（年） |
2 |
栏目
年份 |
新增利润 |
新增税收 |
创收外汇
（美元） |
节支总额 |
2004 |
530 |
620 |
843 |
0 |
2005 |
860 |
830 |
1325 |
0 |
2006 |
2865 |
1911 |
2695 |
0 |
04年，"南林木业"，产值7000万元，创外汇843万美元，利润530万元，税收620万元。
05年，"南林木业"，产值11000万元，创外汇1325万美元，利润860万元，税收830万元。
06年，①"南林木业"，产值13000万元，创外汇1670万美元，利润1010万元，税收980万元；②"捷成木业"，销售额为8000万元（全部出口），创外汇1025万美元，利润1040万元，税收480万元；③"捷成白鹤"销售连续辊压生产线，产值8500万元，利润465万元，税收286万元；④"安盛木业"，实现销售额为2750万元，利润380万元，税收165万元。合计新增利润2865万元，新增税收1911万元，创外汇2695万美元。
3年累计，新增利润4255万元，新增税收3361万元，创外汇4863万美元。
4.2.2社会效益
多家公司自应用本项目研究成果投产生产有关产品以来，直接安排当地富余劳动力1500余人，对促进当地农民脱贫致富和农业产业结构的调整发挥了重要作用。此外，在生产中，胶合板使用较大径级的杨木，而纤维板可大量使用枝桠材和树根，使杨木资源得到了充分合理的综合利用。符合国家建设资源节约型社会和循环经济的产业政策。连续辊压薄板生产线在国内又转让了黑龙江省牡丹江亿象木业有限公司、河北省冀州华林板业有限公司等6家，又可安排1000余人就业。在实施项目研究和技术转让过程中，课题组主要同志亲自编写教材、讲义，为相关企业培训操作工人、技术人员近1000人，对提高林农的素质和促进当地经济发展、提升产品质量发挥了不可替代的作用。
参考文献：
1. 朱典想等，“胶合板与中纤板复合材料（LVS）的生产工艺研究”，林业科技开发，2006第1期。
2. 朱典想等，“意杨多层胶合板生产的关键技术”，林业科技，2004年第1期。
3. 朱典想等，“连续平压热压机的研究进展”，林产工业，2003年第5期。
4. 王明庥 朱典想等主编，“南方型杨树培育技术”，江西科学技术出版社，2002.1。
5. 朱典想 俞敏主编，“胶合板生产技术”，中国林业出版社，1999.12。
6. 吴新泉，罗裕明，齐盛田.人造板多层热压? 机[M].中国林业出版社，1985.
7. 李金热.MDF连续压机机架的设计和试验研究[ D].南京林业大学硕士学位论文，2001.6.
第一作者简介：
朱典想，男，1951年生，毕业于南京林业大学，80年代初曾赴东南大学进修深造。从事人造板与木工机械的教学、科研工作三十年，现为南京林业大学木材工业学院教授、博士生导师。主持“Φ32系列强韧钎具研制”、“意杨高效利用技术研究”、“功能性杨木人造板生产工艺及设备关键技术研究及推广”等项目8项；参加“单板纵向接长生产技术研究”、“南方型杨树木材加工技术研究与推广”等项目4项。获国家科技进步二等奖1项、林业部科技进步三等奖1项、江苏省软科学成果三等奖1项。正式出版的主编和参编著作5部，发表论文50余篇，主持木材工业工程设计项目18项，并全部建成投产。2003年主持制定了邳州市木材产业中长期发展规划；2006年主持制定了宿迁市木材工业产业中长期发展规划。2001年被中国林业机械协会授予“跨世纪优秀人才”称号；2002年被授予“江苏省苏北星火产业带建设先进工作者”称号；2006年被评为江苏省三十佳“科技富民标兵”。本人研究方向为人造板与木工机械以及木材加工企业技术经济方面课题。
