高黎¹，罗书品¹，郭文静¹，吴方境^2*，李浩³

1.中国林业科学研究院木材工业研究所，北京  100091；2.宁丰集团股份有限公司，山东  济宁  272000；3.湖北宁丰新材科技有限公司，湖北  红安  438400

在定制家居产业发展的推动作用下，近年我国刨花板需求量增加，全国范围内新建和投产了多条生产线，淘汰落后产能后2024年底我国刨花板年总产能达6 415万m³，同比增长21.7%^［1］。为了降低由于产能过剩、产品同质化严重导致的市场竞争压力，不断创新开发新技术和新产品、节能增效，是刨花板企业良性发展的重要途径^［2］。

目前，国内外普通刨花板主要为三层结构，形态较大的刨花作为芯层提供强度，细小刨花作为表层有利于后续贴面、涂饰加工。普通三层刨花板的密度在低于0.64 g/cm³时，需选用径级较大的优质木料，加工出具备较大宽厚比的薄片刨花作为芯层，才能满足家具型板和承载型板的性能要求。但是，刨花板产能的扩张造成了原料供应的巨大压力，优质木料意味着更高的生产成本，如何充分合理利用低质木料制备高性能刨花板更符合我国刨花板产业发展的需求^［3］。

在“十四五”国家重点研发课题的支持下，研发团队以小径材和枝丫材为主要原料，通过刨花形态控制、板坯结构设计、生产工艺参数优化以及生产设备的集成创新，开发出次表层增强型五层结构刨花板产品。宁丰集团因其独特的“3+2”层结构设计方案取其商品名称OCB（Optimally Configured Board），于2023至2024年先后建设了2条OCB生产线，完成技术熟化和工业化生产，成功地在下游市场进行了推广应用。本文以湖北宁丰新材科技有限公司五层刨花板生产线为例，介绍生产线制备OCB的工艺流程，并对产品结构、主要物理力学性能和经济性进行分析，为推动我国刨花板产业高效利用低质木材提供技术参考。

1.1 刨花制备

首先将小径木和枝丫材用鼓式削片机切削成木片，再用环式刨片机将木片加工成刨花，该工段和普通三层刨花板制备刨花的步骤相同。加工的木片长度40～80 mm，再用低转速环式刨片机制备刨花，湿刨花主要呈宽平形态，刨花厚度控制在0.6～0.8 mm。

1.2 干燥与筛分

将湿刨花输送到大型单通道干燥机（图1）进行干燥，使刨花含水率控制在2%～3%，随后输送到超级筛进行刨花筛选。前期实验室研究确认次表层和芯层刨花厚度0.4～0.6 mm的刨花板性能最佳，但从生产效率和出材率考虑，刀门间隙一般控制在1.8～2.3 mm，制备的次表层和芯层刨花厚度分布范围较宽，厚度0.3～1.0 mm的刨花占比80%以上。用不同孔径筛网分选出表层、次表层和芯层3种形态的刨花，再用风选机去除杂质及过大刨花后分别储存，不合格的过大刨花再碎后进行二次筛选，粉尘料送入燃料车间。次表层刨花形态主要呈片状，为宽厚比明显大的片状刨花，芯层刨花大部分呈细长形态（图2）。而普通三层刨花板的芯层粗刨花大致可认为是图2刨花的混合物，刨花尺寸分布更宽。

1.3 施胶

表层、次表层和芯层刨花分别从3个料仓通道进入3组拌胶机进行高压雾化施胶，为了保证次表层相对较大刨花不受拌胶机破坏，该层刨花采用超低速柔性拌胶机施胶。施胶后的表层、次表层和芯层刨花由各自通道送入铺装机组（图3）。为了形成光滑致密的表层，表层细料施胶量略高，含水率设计值最高；芯层刨花施胶量其次，含水率相对另外2种形态刨花最低；次表层大刨花比表面积大，施胶量相对最低。这样的施胶方式可以实现更精确的分层设计与计量，为后续的热压成型奠定基础。

1.4 铺装与热压

五层结构组坯按照表层（30%～35%）、次表层（20%～40%）和芯层（25%～50%）的质量配比，将施胶后的刨花按照设定的质量进行定量铺装形成板坯。生产线配置5个铺装头，表层采用气流铺装，次表层和芯层采用机械铺装（图4），通过鼠笼、钻石辊、钉辊、气流的不同分级组合实现五层结构的铺装，各层间刨花形成良好的过渡，然后通过预压、预热工段后送入热压机，在适当的温度、压力与时间条件下完成热压。采用5个铺装头实现五层结构的精准铺装有利于完成板坯结构的精细调整控制，从硬件层面为刨花的优化铺装提供了强力支持。

1.5 后处理

热压完成的刨花板快速定长、定宽锯切，在晾板架冷却平衡后进行定厚砂光、表面检验后裁切到成品尺寸，编号打包后入库存放。

2.1 产品结构

次表层增强型五层刨花板目标用途是家具制造与装修，细表层满足二次饰面加工要求。通过严格的刨花形态控制和多组铺装头的精准铺装，在芯层中刨花均匀压缩支撑整体结构的基础上，次表层片状大刨花连续均匀对称地紧贴表层，显著提升了刨花板的静曲强度与弹性模量，使得板材在承受弯曲应力时表现出更高的刚性，不易发生弯曲变形，刨花板五层结构示意图如图5所示。

2.2 主要物理力学性能

湖北宁丰新材科技有限公司生产线主要原料是杂木枝丫材，为了对其刨花板性能进行分析，表1列举了同密度条件下3组高强度刨花板产品的性能，其中第1组是宁丰OCB，第2和第3组是其他企业制备的优质三层刨花板，第2组原料是剥皮杂木和杨木混合料，第3组原料是竹材加工剩余物。

根据表1显示，3组刨花板都达到了GB/ T 4897—2015《刨花板》中潮湿状态下承载型（P7型）刨花板要求，远超家具板用材性能需求。OCB可能由于原料差异干状抗弯刚性相对偏低，但干状和水浸后的静曲强度优秀，在潮湿环境下能承受较大的负载，说明次表层增强的结构可以弥补原料的不足；OCB芯层刨花形态均匀，胶合性能突出，内结合强度和平行握螺钉力显著超过其他两组，而次表层刨花的位置和形态又促进了表面胶合强度的提升，这些性能对家具部件的连接稳定性具有重要意义。由此可见，次表层增强型五层刨花板通过结构的优化提升了综合使用性能。

目前，湖北宁丰新材科技有限公司次表层增强型五层结构刨花板密度范围在0.62～0.65 g/cm³，根据“十四五”课题目标要求，还需进一步降低密度实现轻质高强目标。宁丰集团内部成本测算数据表示，和三层刨花板产品相比，生产性能满足干燥状态下家具型（P2型）刨花板要求的次表层增强型五层刨花板，采用相同品质原料生产，木材和胶黏剂成本可直接降低5%～8%，具有良好的经济效益。

通过技术和设备的共同创新，实现了次表层增强型五层刨花板结构与性能的优化，在刨花板产业中起到了良好的引领示范作用。当下产业处于竞争加剧的困境中，生产企业作为产业发展的主体，更加需要与科研单位及高校构建深度协同创新机制，加大研发投入，推动技术和生产的全方位创新，为消费者提供更加环保、优质的产品，同时拓展产业边界，推动刨花板产业的高质量发展。