定向刨花板的发展及其在家具与室内装饰中的应用

Furniture
Furniture 2019Vol.40No.1
定向刨花板的发展及其在家具与室内
装饰中的应用
沈娟霞1，李万兆1，2
，刘楚航2，胡妙言2，刘元强1*
（1.浙江省德华兔宝宝装饰新材研究院，浙江德清313200；2.南京林业大学材料科学与工程学院，南京210037）
摘要：定向刨花板是一种新型结构的高强度环保板材。

目前我国大径级木材资源供应不足，而定向刨花板材料
来源广泛且具有优良的力学性能，在家具、室内装饰、建筑等领域已经部分代替了实木板和其他人造板。

笔者总结了定向刨花板的发展历史、发展现状，并深入探讨了定向刨花板的物理力学性能、加工特性、外观属性等基本特征，对其在家具行业中的应用现状和发展前景进行分析，以期为拓宽定向刨花板在家具和装饰行业的应用范围提供参考和借鉴。

关键词：定向刨花板；家具行业；室内装饰行业中图分类号：TS664
文献标识码：A
文章编号：1000-4629（2019）01-0008-05
A Review on the Application of OS
B in Furniture and Indoor Decoration
Industry
SHEN Juanxia 1，LI Wanzhao 1，2
，LIU Chuhang 2，HU Miaoyan 2，LIU Yuanqiang 1*
（1.Zhejiang Province Dehua TB Decoration Material Research Institute ，Deqing 313200，Zhejiang ，China ；2.College of Materials Science
and Engineering ，Nanjing Forestry University ，Nanjing 210037，China ）
Abstract ：Oriented strand board （OSB ）is a type of environmental friendly wood based panel with good
mechanical strength.OSB has been widely used in construction ，indoor decoration and floor industry to partially substitute solid wood and plywood owing to the flexible raw materials and good mechanical per⁃formance.This paper summarized the development history and the current situation of OSB and discussed the mechanical properties ，processing properties and external characteristics of OSB.The perspectives of using OSB in furniture industry have been discussed.This study is helpful for widening the application fields of OSB in furniture and indoor decoration industries.Key words ：OSB ；furniture industry ；indoor decoration industry
1
定向刨花板的发展概况
1.1
全球木材资源现状分析木材具有质量轻且强度高、弹性和缓冲性能优
良、加工适应性好、外表美观、装饰性好等特点，是家具生产的首选原料。

我国是世界上木质产品的主要生产和消费大国。

数据统计和分析预测显示，到2020年，中国对木材的年需求量可能会达到8×
基金项目：国家重点研发计划“珍贵树种木门增值加工技术集成与示范研究”课题（2017YFD0601106）。

作者简介：沈娟霞（1990-），女，助理工程师，研究方向为家具装饰。

E⁃mail ：819005154@ 。

通信作者：刘元强（1966-），男，研究员级高级工程师，研究方向为装饰材料研发。

E⁃mail ：821672909@ 。

引文格式：沈娟霞，李万兆，刘楚航，等.定向刨花板的发展及其在家具与室内装饰中的应用[J].家具，2019，40（1）：8-12.
008DOI:10.16610/ki.jiaju.2019.01.002
Furniture 108m 2，木材供应缺口将达到1.8×108m 3[1]。

目前，在我国现有的森林资源中，可砍伐使用面积仅有
13%，大径级木材和珍贵树种则更少，木材供需的
结构性矛盾十分突出[2]。

此外，
世界主要木材出口国纷纷出台木材资源出口严控政策，导致我国可进口的木材资源，特别是优质原木急剧减少，使得原木价格飙升。

因此，高效利用木材资源是解决这一现状的有效途径。

1.2定向刨花板的生产原料
定向刨花板（Oriented Strand Board ）是将上下两个表层的刨花拌胶，按其纤维方向纵行排列，而芯层刨花横向排列，组成三层结构的板胚，进而热压制成的定向刨花板，通常以木、芯、板皮、树枝为原料。

采用小径木制专用刨花板设备（长材刨片机或两工段削片刨片设备）加工成长90~130mm 、宽5~30mm 、厚0.5mm 的刨花，经过干燥、施胶、定向铺装，再由热压制成的多层结构板[3]。

定向刨花板的原料来源广泛，绝大多数的树种木材都可用于生产定向刨花板，除此之外，生产其他人造板时产生的废材也可用于定向刨花板的生产。

目前，中国森林覆盖率达到21.66%，森林面积达到2.08×108m 3，人工林保存面积达0.69×108m 3，
居世界首位。

相较于其他类型人造板，定向刨花板的原料利用率更高，其出材率可达85%上[4]，而且用小径级原木生产的定向刨花板，可使原本材质松软的小径木变为强度高、稳定性好的优质人造板，可代替实木板和其他类型人造板材，提高了我国木材资源利用率，减
轻了进口原木材料匮乏的压力。

图1定向刨花板
Fig.1
Oriented Strand Board
1.3定向刨花板国内外发展现状
1.3.1国外发展现状
定向刨花板起源于20世纪70年代，由结构刨花板—华夫板（Wafer board ）发展而来。

定向刨花
板的生产工艺条件和设备研究制造始于欧洲，但美国是最先将其应用于工业化生产的国家。

1979年，美国开办了世界上第一个定向刨花板工厂。

20世纪80年代中后期，由于大径级的木材不断减少以及人们环保意识的提高，定向刨花板因其原材料来源广泛、易于加工和性价比高等特点，在北美得到迅速发展，在建筑行业以及其他领域逐渐替代胶合板和普通刨花板。

截至2016年，全世界已经建成了约91家定向结构刨花板工厂，年生产能力超过1.6×
107m 2，
其中90%以上集中在美国和加拿大[5]。

目前，欧美发达国家定向刨花板厂家已经将发
展重心放在如何进一步优化产品、提高产品附加值、开发出适应消费者需求的新产品上[6]。

在定向刨花板的原材料方面，美国林产品研究所和华盛顿州立大学采用黄桦、白蜡树、红花械等原料进行了单一树种及混合树种原料定向刨花板的制造工艺研
究[7]。

美国的Martin 公司与南方林业试验站合作，使用柳树、栎木、白蜡树、枫香、美国梧桐、山核桃六种硬阔叶材为原料，成功制得定向刨花板产品[8]。

针对
定向刨花板的物理性能，Grant [9]研究了定向刨花板的力学性能与表层刨花定向率之间的联系。

Siguo Chen [10]等将定向刨花板沿厚度方向切成
薄片，并通过实验分析厚度方向的弹性模量，得出了提高表层刨花的平行度可增加平行方向的弹性模量，而提高面层刨花的比例可増加平行弯曲刚度这一结论。

研究人员基于断面密度分布实现了定
向刨花板弹性模量的模拟预测，并通过此模型模拟预测了定向刨花板的其他力学性能[11]。

Li 等[12-13]使用X 射线断层扫描设备研究了定向刨花板吸水过程中的水分分布及内部结构变化，结果显示刨花大小以及刨花铺装方向等均对定向刨花板阻水性能有显著影响。

1.3.2国内发展现状
20世纪70年代，南京林业大学研究人员率先开展了对定向刨花板的探索和研究[14]。

20世纪80年代末，我国引入并建成第一条定向刨花板生产
线，经过近30年的发展，截至2017年，我国已建成并正常运转的定向刨花板生产线达到8条，年设计
生产能力近3.7×105m 3，
2016年，中国进口各类刨花板类产品5.87×108kg ，
创历史新高，比上年增长40.5%；中国出口刨花板类产品1.91×108kg 比上年
增长11.8%，未来发展空间巨大[15]。

现阶段，
我国关009
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于定向刨花板的研究主要集中于生产工艺优化、生产设备更新、产品性能提高以及定制化生产等。

针对定向刨花板的生产工艺，研究人员发现定向刨花板和普通刨花板的主要区别在于刨花形态和铺装方式的选择[16-17]。

定向刨花板的刨花形态决定了其生产工艺的特点以及生产设备的选择[18]。

同时也发现影响定向刨花板性能的主要因素包括：树种、含水率、密度、添加剂和生产线设备选型[19]。

2定向刨花板在家具和室内装饰中的应用
定向刨花板在生产过程实现了木材纹理的重组，这样可以有效降低木材的各向异性、易开裂等天然缺陷，同时也保留了木材的诸多优点，如：强重比高、易加工等。

定向刨花板不仅可进行锯割、钻孔、刨削、磨光、钉、锉等加工，而且其表面也可根据需要进行功能化处理，如表面抛光，打蜡等[20]。

随着人们环保意识的增强，使用异氰酸酯（MDI）替代传统的酚醛树脂类胶黏剂，定向刨花板也逐步实现了无醛化。

异氰酸酯基本实现无甲醛释放，且生产过程中施胶量小，可有效降低定向刨花板生产和使用过程中对环境造成的影响[21]。

定向刨花板以其独特的品质在人们现代生活中扮演着重要的角色，并越来越多地取代中密度纤维板和普通刨花板在家具中的应用。

定向刨花板本身装饰性能较为优良，有着独特的肌理和天然的质感，无须表面贴面就可以直接在外使用等特点。

无论是不加处理，还是涂饰或者砂光处理，这些天然的木质纹理都能体现于各个可见的地方，与其他人造板材细致的肌理形象形成了鲜明的对比，这些优点都为定向刨花板在家具和室内装饰行业大量使用进行了铺垫。

2.1定向刨花板在家具行业中的应用
2.1.1优越的物理强度
定向刨花板可实现连续生产，在厚度方向上可满足绝大多数的尺寸规格（6~40mm），在长度方向上有近70种规格（1.85~7.50m）可供选择。

纵横交错的铺装方式辅以胶黏剂的胶联作用，使其具有接近于胶合板的物理力学性能。

定向刨花板的必测的物理力学性能，如表1~3所示[22]。

2.1.2优良的加工性能
定向刨花板可连续热压成型，其均匀性好、无间隙和接头、均匀且较好的握钉力，是其能够广泛应用的重要原因。

同时，定向刨花板纵横交错的铺装方式，有效地消除木材内应力的影响，使之具有优良的加工性能。

定向刨花板的加工性能与木材相似，可以在任意方向上进行切割、钻孔、刨削加工，表面处理方式也十分丰富，也可以进行雕刻、镶嵌等。

表1定向刨花板的物理力学性能要求（厚度6~10mm）Table1The physical and mechanical performance
requirements of OSB with thickness from6~10mm
指标
静曲强度
弹性模量
内结合强度
含水率
24h吸水厚
度膨胀率
单位
MPa
MPa
MPa
%
%
OSB-1
20
250
0.3
2~12
25
OSB-2
22
350
0.3
2~12
20
OSB-3
22
350
0.3
2~12
15
OSB-4
30
480
0.5
12
12
注：以上数据需测于沿平行与表层刨花方向试件。

表2定向刨花板的物理力学性能要求（厚度10~18mm）Table2The physical and mechanical performance requirements of OSB with thickness from10~18mm
指标
静曲强度
弹性模量
内结合强度
含水率
24h吸水厚
度膨胀率
单位
MPa
MPa
MPa
%
%
OSB-1
18
250
0.28
2~12
25
OSB-2
20
350
0.32
2~12
20
OSB-3
20
350
0.32
2~12
15
OSB-4
28
480
0.45
12
12
注：以上数据需测于沿平行与表层刨花方向试件。

表3定向刨花板的物理力学性能要求（厚度＞18mm）Table3The physical and mechanical performance requirements of OSB with thickness greater than18mm 指标
静曲强度
弹性模量
内结合强度
含水率
24h吸水厚
度膨胀率
单位
MPa
MPa
MPa
%
%
OSB-1
16
250
0.26
2~12
25
OSB-2
18
350
0.3
2~12
20
OSB-3
18
350
0.3
2~12
15
OSB-4
26
480
0.4
12
12
注：以上数据需测于沿平行与表层刨花方向试件。

铺装过程中，刨花的方向和角度无法保证完全水平和均匀，热压过程中，厚度方向上的压力也具
010
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有一定的梯度，这对定向刨花板在厚度方向上的稳定性有一定的影响。

裁切加工后，定向刨花板侧边往往不够平整，使其在制作家具产品时具有一定的局限性。

使用定向刨花板制作表面较为精细的家具时，封边处理是经常采用的一种方式，既能够满足消费者对视觉美观的需求，又可以防止定向刨花板边缘因受潮吸湿引发的变形。

综上所述，定向刨花板优良的物理力学性能决定其可作为沙发、床、书柜、书桌、陈列柜等家具承载件的结构件，也可满足图书馆托架和购物中心中等大型家具的严格要求。

在板式家具中，定向刨花板被广泛应用于制作橱柜隔板、桌面板、门板、衣柜侧板等；在实木复合家具中，定向刨花板可用作芯板材料以代替实木，从而实现降低生产成本并保证产品质量[23]。

此外，由于定向刨花板结构紧密，可以使用功能性添加剂提高性能，如新型的石膏刨花板中可添加二氧化硅作为阻水剂。

在潮湿的环境下，普通刨花板易吸湿并在厚度方向上发生膨胀，而防水定向刨花板可以在很大程度上避免这一问题。

相较于普通刨花板，定向刨花板（三类和四类）不仅可以在潮湿的环境中保持尺寸稳定并可以满足承重需求，同时易于安装和拆卸，其优良的物理力学性能也可以保证家具产品拥有较长的使用寿命。

2.2定向刨花板在室内装饰中的应用
铺装过程中大量使用的大尺寸刨花使得木材原有纹理图案得以保持，不同树种生产的定向刨花板可呈现不同的纹理与色彩，因此将定向刨花板直接用于室内装饰时会让整体装饰效果具有自然、生动、绿色、舒适的特点，在现代装饰设计过程中受到欢迎。

欧美地区针叶林材丰富，因此定向刨花板企业大量使用松木作为原料，松木早晚材纹理清晰、色泽柔美、旋切面十分美观，且松木大片刨花能很好地保留以上特点。

而我国的木材资源结构不同，因此多采用速生杨木、桉木等作为原料生产定向刨花板。

目前，室内装饰设计师们都将设计重点放在展示定向刨花板的固有色彩和肌理上。

根据不同的装饰要求，也可对定向刨花板进行着色处理，或者调整刨花树种及铺装方式以强化和凸显木材特有的天然质感[24]。

特殊的铺装方式，使其表面形成了一种独特粗犷的肌理，许多设计师将这一特征直接呈现在设计当中，以增加视觉冲击，给人带来一种自然、原始的感官享受（见图2）[25]。

光线是人们感知材料的主要媒介，包括对材料的颜色以及光泽度的感知。

视觉方面的感知可以进一步影响人们在心理和生理方面的反应，这些反应则被定义为审美体验[26]。

定向刨花板的颜色、光泽度、纹理等都类似于木材，呈粗糙、不透明状，光泽感较弱，给人以自然、平静、朴实的心理感受，对定向刨花板进行上光或涂饰后，其光泽感可以根据喜好进行调整，增强光泽感后的定向刨花板会给人光亮、大气、明快的感受。

随着人们环保意识和健康意识的增强，木地板已逐渐进入人们的生活，并演变为家庭地板装饰的主流。

由于贵重木材原料数量的急剧减少，各种木质复合地板已成为市场上的热销品种。

定向刨花板具有优良的物理力学性能，适用于层压木地板。

以定向刨花板为主要材料的木地板在安装和加工方面也非常方便，因此在地板市场上具有很大的发展空间。

浙江良友木业有限公司在与美国HUMBER公司合作生产的定向刨花板木地板[27]，通过在实木复合地板产品中不常用的2G锁扣并进行封蜡防水处理，解决了由于榫头较短、刨花颗粒间隙过大而造成的刨花板外观粗糙的问题，并且改善了地板的外观，提升了地板的安
装性能。

图2定向刨花板制成的家具
Fig.2Furniture made of OSB
3结语
美国工程木材协会的一项研究表明，至21世纪初期，定向刨花板在家具上的应用占比己从1992年的10%上升至41%[28]。

随着定制家具产业的迅猛发展，定向刨花板在定制家具产品的应用逐步推广，中国定向刨花板需求量呈现出快速增长的趋势。

开发和生产低密度、高强度的定向刨花板产品是未来的重要发展方向，并且在家具生产和室内装饰领域都有很好的应用前景。

相较于实木类家具
011
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产品，定向刨花板类家具产品具有明显的成本优势，同时也可以在厨房、卫生间等较潮湿的环境中能保持较好的稳定性，而板式家具的易拆装，易成型等特点也是实木类产品不具备的。

目前，欧美等发达国家对定向刨花板的研究和使用已经较为成熟，并在家具和建筑行业广泛使用定向刨花板代替实木板和胶合板。

我国现阶段对于定向刨花板制造工艺方面的研究也已较为成熟，但是对基于不同树种产刨花生产定向刨花板的工艺研究尚不系统。

与北美以及欧洲地区不同，我国定向刨花板的应用重心主要集中于家具和室内装饰行业。

一些企业虽然开始尝试使用定向刨花板来制造家具，但都未充分发掘并利用其优良特性。

因此只有不断学习欧美等地区的应用经验，结合我国国情，才能使定向刨花板在我国得到进一步的推广和应用。

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（责任编辑周橙旻刘青青）
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