你所不知道的事,定向结构板(OSB)的发展历史

宝源精木板2018-10-17 07:05:38


  世界人口的迅速增长和经济的快速发展,带动了木材制品需求的日益增长,也使森林资源面临巨大的压力。实现森林资源的可持续经营,更加高效地利用有限的森林资源,已为国际社会共同关注。作为工程人造板,定向结构刨花板(OSB)自1964年在加拿大问世,在过去的25年中得到了广泛地应用,且产量持续稳定增长。北美在20世纪80—90年代中期、欧洲在90年代末期,先后出现OSB产能的急速增长。

1、OSB的生产、应用与等级规范1.1 OSB的生产过程:

  小径原木剥皮→截断→刨片(条状薄片刨花:长75~150mm、宽5~30mm、厚0.3~0.5mm;或大片刨花)→干燥(鼓式旋转干燥机)→筛分→涂胶(PF、MUF或PMDI类耐水树脂,石蜡防水剂)→铺装(表层多为长刨花,刨花长度与板材纵向平行;芯层常用细小刨花,既可随机铺装,也可垂直板的纵向以3层或5层结构交叉铺装)→截齐→热压(板厚6~25mm,板密度600~680kg/m3)→裁边(1220mm×2440mm;2440mm×7320mm或其他尺寸规格)。

1.2 OSB的用途及等级规范

  随着刨片、剥皮设备、干燥技术、连续式压机以及拌胶系统等工艺技术的不断改进,OSB的可用原料范围亦不断扩大,纸浆材、劣质材、加工剩余物,甚至树冠都可用于OSB的生产。由于其制造成本仅为结构胶合板的一半,自1992年被证明可与针叶树材胶合板媲美后,OSB开始与其竞争,并迅速扩大市场份额,在许多场合替代结构胶合板用于承重用途,如墙面板、屋顶盖板、楼面板等;又可替代细木工板,用于装饰装修和地板衬板等用途。随着研究与开发的深入,OSB在混凝土模板、建筑绝缘板、工字梁、木龙骨、包装材料、托盘、家具框架、搁板和镶板等许多领域得到应用。

1)北美

  OSB制品的主要用途为:民用建筑占65%,非民用建筑占6%,建筑翻修和再装修占24%,工业用途4%,出口1%。1999年OSB的消费量首次超过胶合板,占结构板材消费量的52%,到2009年OSB有望占据65%的建筑板材市场份额。

  由于95%的OSB用于建筑行业,OSB的质量指标必须满足建筑规范的要求,即所有用于墙面板、屋顶盖板和楼面板的OSB产品,都应符合美国木材工程协会标准PS2292建筑结构板材性能标准和加拿大CSA2O325.0292建筑覆板性能标准的要求。对其干、湿状的承载性能、线性与吸水厚度膨胀、尺寸稳定性、抗弯强度、MOE、MOR、IB和握钉力等都有严格规定。另外,用于建筑的OSB板还必须接受第三方,如APA(TheEngineeredWoodAssociation),TECO(TimberEngineeringCompany)或PSI(ProfessionalServiceIndustries,Inc.)等独立检测机构的鉴定,确定板材的最终用途等级。

2)欧洲

  OSB的主要用途:建筑业占75%,包装业20%、装修和家具制造5%。OSB的质量检验执行欧洲标准EN300。该标准根据OSB的应用场合划分为:1级:一般用途。如干燥条件下的室内装修和家具用材;2级:干燥条件下的承重构件;3级:潮湿条件下的一般承重构件;4级:潮湿环境中承重的高等级规格板。抗弯强度、MOE、MOR、IB和吸水厚度膨胀等为必测项目。

2、OSB产品的全球市场

  由于OSB的优异性能和相对低廉的成本,其应用一直蓬勃发展。1994年以来,北美市场的巨大需求和欧洲工厂的大量建成,使全球OSB的产量迅猛增长。截至到2004年底,全球开工的OSB厂77家,其中美国40家,加拿大24家,欧洲和南美洲分别有11和2家,预计到2007年可达85家以上。2004年全球OSB的产能为2727万m3,10年里增长3倍[1,425],预计到2008年可达3652万m3。从生产规模看,1990年世界OSB厂的年平均生产能力为27万m3,现已超过70万m3。

1)生产能力

  1982—2008年OSB的年产能增长情况及趋势如图1。由图1可见,1982年仅为242.5万m3(按折合3/8"、约9.5mm板厚计,以下

同),而到1994年增为1036.3万m3。在巨大的住宅建设市场刺激下,1996年OSB生产能力的年增长率达到峰值,比上年增长34%,此后几年的增长率稳定在5%~6%的水平。2004年的产能达2367万m3。预测今后5年的年增长率将维持在3%左右。


2)实际产量

  1994以来的10年间,住宅建筑对结构板材的需求激增,美、加的OSB产量也由964万m3达到2125万m3,增加1倍多,占全球OSB总产量的88%(图2)。其中加拿大OSB产量的增长速度更为可观,2004年达915.8万m3,是1994年的3倍;同年美国的产量也达1994年的2倍。除了1996年产能急速增长外,两国的实际产量与产能之比一直保持在84%~95%的高水平。


3)消费量

  美国OSB的消费量也居世界之首(图3),依靠价格优势,OSB作为针叶树材胶合板的替代品已被美国建材市场接受。2004年OSB的消费已超过2000万m3,比10年前增长了130%。


  对比之下,加拿大国内市场消耗的OSB数量相对有限,出口美国是其主要的市场定位。

2.1.2 欧洲地区

  欧洲的OSB生产起步较晚,始于80年代末,但近10年来产量增加迅速。到2003年已有工厂11家,总产能310万m3,实际产量270~300万m3,还有3家新厂即将建成。图4为近几年与未来几年欧洲OSB的产能增长情况,图5为近10年欧洲OSB的实际产量增长情况。与上一年相比,2003年的OSB产量增长了14%,超过了北美地区的增幅,且这一趋势还将保持一段时间,到2005年末可望突破300万m3。虽然目前欧洲的OSB市场还相对很小,仅占世界总消费量的10%,但是随着新的房屋建设标准的出台,将允许OSB更多地应用于建筑行业,扩大其市场份额。


2.1.3 南美及其他地区

  第1座OSB厂建于2001年,现仅有2座工厂。2003年的总产能约为50万m3,2004年的实际产量约40万m3,巴西占73%,其余在智利。产品基本上出口美国,占美国从加拿大以外地区进口量的40%。估计到2008年出口量将翻一番。日本的建筑也消耗较大量的OSB产品。2003年进口量约25万m3,价值4700万美元。有迹象显示,OSB的下一个增长点将在亚太地区,2010年亚洲市场的消费量预计可达150万m3。2.2

  OSB的进出口贸易由表1可见,OSB的贸易主要集中在北美地区,美国5年中进口量增长了36%,而出口量极小,已成为全球OSB市场的纯进口国,其中95%来自加拿大,其余是欧洲和南美。北美OSB出口到欧洲的数量极为有限,主要是产品标准不同。欧洲2004年出口总量几乎是1999年的2倍,美国和亚洲是其主要出口市场。


3 中国OSB的现状与应用前景

3.1 OSB的发展进程与现状

  中国正式的OSB研究始于1978年,曾列入国家“八五”科技攻关项目,南京林业大学还成立了定向结构板工程研究中心,对OSB进行了比较系统的研究。1991年首条引进的OSB生产线在南京落成;1995年首条国产OSB生产线在福建建瓯建成;同年获专利,取得了自主知识产权。依据国产化技术,先后建造了3条OSB生产线。1998年开始起草OSB的行业标准(LY/T158022000),并于2001年开始正式颁布实施。

  虽然OSB的工艺理论研究取得了一定成就,但其工业化生产一直没有得到很好推广。截至到2000年共有6条OSB生产线,生产规模仅0.8万~1.6万m3/a,总设计能力不足8万m3/a。由于产品质量、成本等诸多因素的影响,OSB企业陷入了销售困难、生产停顿、举步维艰的被动局面。实际产量不足3万m3/a,基本处于停产、转产或断续生产的状态,2001年的实际产量仅1.04万m3。近几年尚无新的OSB生产线建立。造成我国OSB发展速度缓慢、市场开拓困难的主要原因主要有:1)作为一种新板种,除工艺研究外,尚缺乏系统的应用研究;2)2004年以前的建筑规范标准不适用,使OSB在建筑领域的应用缺乏依据,无法打开建筑业这一巨大的主力消费市场;3)国产设备与制造工艺尚不成熟,生产规模、产品质量、制造成本及销售价格缺乏市场竞争力;4)未能准确把握这一新型材料的市场定位,从产品性能、使用寿命、资源、成本等方面积极引导市场消费,让用户认识和接受这一性价比优良的新板种。

3.2 OSB在中国的发展前景

  在中国,经济的快速发展对资源产生巨大的压力,迫使企业必须用可持续经营的发展观,从提高资源利用效率、降低成本等方面,重新审视和制定经营战略,以适应国际化竞争的需要。特别是资源结构的变化,导致木材加工的产品结构亦必须随之变化,发展OSB等非单板型的结构板材,将成为今后中国人造板和新型建材发展的主要方向之一。多种松、杨人工林小径材、间伐材均是生产OSB的理想原料,价格适中,资源丰富,可满足规模生产(不低于10万m3/a)的需要,木材利用率可提高到90%。另外,随着制造工艺的进步以及新材种的开发,OSB生产对原料的适应性也更加宽泛,甚至可用农作物秸秆制造OSB(OSSB),其主要技术指标完全可以达到木质OSB的标准要求。

  目前中国每年进口的OSB超过15万m3,主要来自欧洲和加拿大,用于室内的隔墙、搁板、包装领域及少量家具生产。随着欧洲OSB价格回落及汇率下调,其在中国的销量将继续增长。OSB在中国多个领域存在巨大的市场潜力和机遇。

  1)建筑板材 OSB最强劲的消费领域是作为建材,建设部已出台相关的低层钢木结构房屋的规范和验收标准,为OSB的应用提供了巨大的市场机遇,如可用作室内墙板、外墙板、地板;活动房用板;屋顶板(包括住宅“平改坡”工程);木结构和钢木结构房屋的屋顶板、墙板和地板衬板;混凝土模板[13]。此外,日、韩等周边国家习惯居住于木结构房屋,而亚洲目前尚无一条成规模的生产线,所用的OSB需靠进口,为中国OSB打入周边国家的建材市场提供契机。

  2)包装材料 为了防止病虫害通过包装材料进入本国,美、欧、日本等国对进口产品的木质包装均实行严格的检疫。而OSB在生产中经过高温干燥和高温热压,作为包装箱、托盘等,是国际公认的通用免检包装材料,可以直接通关出口;且OSB包装材料的强度、防水性能远优于实木板材。中国也将OSB列为政府鼓励采用和推广的新型包装材料之一[14]。对于贴覆树脂胶膜纸或与竹刨切单板复合、提高了表面耐磨性的OSB,可用于制造集装箱底板。

  3)装修与家具用材

  OSB的各项物理力学性能远优于普通刨花板,接近、甚至超过胶合板,具有强度均匀、尺寸稳定好、且只有良好的锯、刨、钻、钉等加工性能,是结构胶合板的理想替代品,而其平均售价只相当于同等性能胶合板的一半,在许多应用领域有显著的竞争优势。

  OSB优异的尺寸稳定性和高性价比,确定了其在室内装修和家具制造业的地位。中国人口众多,每年大量的新建房屋竣工及旧房改造,决定了OSB在家具制造和室内装修方面拥有巨大的市场。专家分析,有别于西方国家和地区,OSB在中国大范围推广应用的切入点将是在室内装修和家具制造领域,可以根据用途不同,生产不同等级的OSB产品。在住宅室内装修中用作搁板、地板衬板、楼梯板、门材等;在家具生产中,作为橱柜侧板、承重搁板、桌椅面板等,或用于DIY家具。若以替代10%的细木工板用量计,则OSB的市场容量可增到50万m3/a以上。

  4)车船制造业 主要用于车厢、船舶的隔板、地板、桌椅板等。

3.3 几点建议

  1)相对于刨花板,OSB对原料的要求较严格,特

  别是用于室内装饰装修用途时,应尽量使用储存期不超过3个月的新鲜木材制造,以保证木片的色泽不影响板材的外观效果。建议应选择靠近林区或原料运输便捷的地方建厂。

  2)相对于胶合板和细木工板,OSB可广泛使用小径木、间伐材、枝桠材及农作物秸秆,原料价格低廉,资源丰富,利用率高。新建工厂应具有一定的规模(10万m3/a的规模为宜),可有效降低生产成本。如果OSB在价格上具备优势,特别是作为环保的无醛类板材用于装饰装修时,有望成为厚胶合板、细木工板强有力的竞争对手。

  3)吸取中纤板的成功经验,应先通过引进国外成熟的生产技术和设备,生产出质量稳定、性能优良的产品打入市场,得到消费者的认同,然后再逐步消化,指导和发展国产设备。否则,会因设备和技术方面的某些问题,导致产品质量差、成本高,从而误导人们对该产品的认识,影响消费信心,使OSB丧失市场竞争的有利地位。

  4)需根据OSB在各个领域、各个行业不同的应用要求,加强OSB应用技术研究与开发,加快相关的标准和规范制定,建立结构用OSB质量认证体系,确保安全应用。

  数控加工中心(特别是进口设备)利用率的重要措施

  之一;其三;加大基础和应用研究,加快技术消化和转移也是关键所在。

  针对上述问题,笔者所在的南京林业大学木材工业学院最近采购了一台意大利PAOLINOBACCI公司的实木五轴电脑数控加工中心用于教学和研究。企业可结合自身实际需要,依托学院雄厚的教学、科研实力,通过校企双方资源共享,进行“产学研”的互动与配合,并尽快培养出专门的技术人才,对挖掘加工中心的应用潜力、推动家具制造企业技术提升发挥出重要的作用。

4 结语

  许多专家分析认为,OSB在中国目前的发展阶段为其生命周期中的生长期,其产量会继续增加,质量将不断提高;北美地区的增速将会减慢;而欧洲和南美的发展步伐会继续更大,未来5年内的产量与产能之比率会因此而略低于90%;亚太市场富含商机,值得增加投入。

  2010年11月24日,湖北宝源木业有限公司建成的年产22万m3定向结构板(OSB)生产线是目前亚洲地区规模最大、设备最先进、工艺水平最高的第一条全自动化生产线,填补了中国乃至亚洲定向结构板(OSB)的空白



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