针对细表面定向刨花板功能单一，难以满足复杂使用场所需求的问题，以杂木与杉木混合刨花为原料，采用细表层、次表层、芯层五层结构设计，通过施加防虫、防霉抑菌、阻燃、净味等功能助剂制备多功能细表面定向刨花板。结果表明，所制备的五层细表面定向刨花板的理化性能满足GB/T 41715—2022《定向刨花板》要求，甲醛释放量达ENF级、低挥发性有机化合物、低气味；对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抗菌率均＞99.99%，防霉等级达0级，防白蚁等级10级，阻燃性能B1级，可广泛应用于潮湿、多菌、多虫等复杂场所，具有良好的市场应用前景。
细表面定向刨花板（Fine oriented strand board， FOSB）是在普通定向刨花板基础上优化升级的新型人造板材，2015年由德国迪芬巴赫（Dieffenbacher）公司与山东鲁丽木业联合研发，为国内首创的新型定向刨花板产品［1］。该产品通过在板坯表层铺装细刨花、木纤维等原料热压成型，在保留普通定向刨花板力学强度较高、尺寸稳定性较好等特点的同时，改善了普通定向刨花板表面粗糙、难以直接饰面加工的问题，可应用于定制家具、室内装修、木地板基材等领域［1-2］。近年来，细表面定向刨花板国内生产线数量逐年增加，产业规模持续扩大，是发展较快的人造板品类之一。
目前，国内针对细表面定向刨花板的研究已取得一定进展，现有研究主要集中于设备选型、生产工艺流程优化［3］、铺装结构设计［4］以及常规力学性能、吸湿性能改良［5］等方面。部分学者以杉木、桉木、杨木、竹材等为原料，优化刨花制备、施胶、热压等工艺参数，探索不同原料制备细表面定向刨花板的技术可行性［6-7］，为其生产工艺优化提供了理论参考。
但现有研究仍存在一定局限性，多数研究仅针对板材常规物理力学性能开展试验，针对潮湿等复杂使用环境，兼具防霉抑菌、防潮、阻燃等多功能一体化的细表面定向刨花板研究相对较少。随着家居装修、室内工程对板材使用性能要求的不断提高，单一性能的细表面定向刨花板难以满足部分特殊场所的使用需求。基于此，本文开展多功能细表面定向刨花板制备及性能研究，通过工艺优化与配方改良，研制兼具防霉抑菌、防潮、阻燃性能的细表面定向刨花板，为多功能人造板材的研发与应用提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料
刨花：刨花分为细表层刨花、次表层刨花和芯层刨花3类，均为杂木刨花与杉木刨花按照3∶2比例混合，含水率2%～3.5%。其中，细表层刨花为0.18～1.4 mm筛分规格细刨花，次表层刨花为长20～80 mm、宽4～20 mm的大片状刨花，芯层刨花为长5～20 mm、宽2～10 mm中小片状刨花。
胶黏剂：异氰酸酯（PMDI）胶黏剂，万华化学集团股份有限公司，型号WANNATE-CW-20，棕色液体，异氰酸根含量（—NCO）30.5%～32.0%，黏度（25 ℃）150～250 mPa·s，水解氯≤0.20%，酸度≤0.030%，密度（25 ℃）1.220～1.250 g/cm3。
粘合剂，石家庄木帆科技有限责任公司生产，型号A-6，黏度（25℃）0.3～2.0 mPa·s；固体含量≥48%，pH值3～7。
防白蚁剂、防霉抑菌剂、阻燃剂、净味剂、防水剂，均为肇庆力合技术发展有限公司生产，防虫剂型号FH-01，防霉抑菌剂型号FM-01，阻燃剂型号A-S-RT。其中，芯层、次表层防霉抑菌剂配制浓度11%、防虫剂配制浓度18%，细表防霉抑菌剂配制浓度5%、防虫剂配制浓度10%，阻燃剂为粉剂。
1.2 设备
广西祥盛家居材料科技股份有限公司的宁明工厂的德国辛北尔康普（Siempelkamp）公司8.5英尺（宽）×40.4米（长）连续平压生产线。
1.3 方法
工艺流程：木材原料→削片→湿刨花→干燥（含水率2%～3.5%）→刨花筛分→不同管路施加防白蚁剂、防霉抑菌剂、净味剂、防水剂、阻燃剂、胶黏剂（PMDI）、粘合剂→铺装成型→预压→预加热→热压→冷却→砂光→锯切→成品检验。
调施胶参数：防虫剂、防霉抑菌剂、防水剂添加量及净味剂调配工艺水比例，需与刨花含水率匹配。前期试验表明，防霉抑菌剂、防虫剂与净味剂调配时需耗用大量工艺水，施胶后易造成刨花含水率超标，进而劣化板材力学强度、尺寸稳定性及板面外观品质。为此，本次试验通过核算各层刨花生产所需工艺水总量，反向确定防虫剂、防霉抑菌剂、净味剂的调配浓度，在稳定刨花含水率的前提下，使板材同时具备低醛、防潮、防霉、抗菌、防白蚁、阻燃、净味多重功能，且保障板材强度、尺寸稳定性与外观质量达标。细表层、次表层、芯层的防虫剂用量分别为3.5、0.94、0.61 kg/m³，总用量为5.05 kg/m³；细表层、次表层、芯层的防霉抑菌剂用量分别为1.75、0.57、0.37 kg/m³，总用量为2.69 kg/m³；阻燃剂用量30 kg/m³，净味剂用量30 g/m³，防水剂用量8.5 kg/m³。粘合剂用量2.5 kg/m³，PMDI用量25 kg/m³。施胶后，细表层刨花含水率控制在15%～16%，次表层刨花5%～6%，芯层刨花5%～6%。
五层细表面定向刨花板铺装工艺参数：在普通定向刨花板三层结构基础上，上下各增加一层细料表层，形成五层渐变结构，施胶后铺装比例（按湿刨花质量计算）为“上细表∶上次表∶芯层∶下次表∶下细表=18%∶17%∶30%∶17%∶18%”，其中细表层、次表层单层比例在±2%浮动。
五层细表面定向刨花板的热压工艺参数见表1。
表1 五层细表面定向刨花板热压工艺参数
Tab. 1Core hot pressing process parameters of five-layer FOSB
1.4 样板试制与性能测试（详见正式发表文章）
2 结果与讨论
2.1 理化性能
2批次细表面定向刨花板样板的理化性能测试结果见表2。
表2 理化性能测试结果
Tab.2Test results of physical and chemical properties
从表2可知，2种规格细表面定向刨花板的各项指标均满足相应标准要求，整体性能优异。力学性能方面，2种规格样板的内结合强度、静曲强度、弹性模量、握螺钉力等核心力学指标均显著高于标准要求。其中2 745 mm×1 220 mm×18 mm 规格样板的内结合强度达0.64 MPa，较标准要求（≥0.35 MPa）提升83%；静曲强度主向达22 MPa、次向达18 MPa，分别较标准要求提升37.5%和63.6%；弹性模量主向达3 360 MPa、次向达2 610 MPa，均远超标准限值。2 440 mm×1 220 mm×18 mm 规格样板的内结合强度为0.45 MPa，静曲强度主向17.80 MPa、次向13.25 MPa，弹性模量主向2 568 MPa、次向1 899 MPa，同样表现出优异。两种规格样板的表面胶合强度分别为1.7 MPa和1.38 MPa，均高于标准要求，表明样板表层胶合质量良好。此外，样板防潮性能优异，沸水煮试验后内结合强度仍达0.12 MPa，满足标准要求。
尺寸稳定性与力学性能方面，两种规格样板的含水率分别为6%和5.1%，控制在合理范围内；板内密度偏差分别为-2%～2%和-4.6%～5.2%，均在标准允许范围内，说明样板密度均匀性良好。24 h 吸水厚度膨胀率分别为5%和6.8%，均优于标准要求，表明样板具有良好的尺寸稳定性。握螺钉力方面，板面和板边握螺钉力均显著高于标准要求，说明样板握钉性能优异，适合家具制造等深加工应用。
环保性能方面，样板表现突出。2 745 mm 规格样板甲醛释放量（1 m³气候箱法）仅为 0.004 mg/m³，远优于ENF级≤0.025 mg/m³的限值要求；挥发性有机化合物检测显示，苯、甲苯、二甲苯均未检出，总挥发性有机化合物（TVOC）仅为 13 μg/m³，远优于绿色标杆产品≤100 μg/m³的要求；气味等级达2 级，符合低气味产品要求。
综上，本研究所制备的细表面定向刨花板的力学性能优异、尺寸稳定性好、环保性能突出，兼具低醛、低挥发性有机化合物（VOC）、低气味等特点，可广泛应用于高端家具、室内装修等领域，具有良好的市场应用前景。
2.2 功能性能测试
1）抗菌性能。
按照JC/T 2039—2010中附录 A 规定的抗细菌性能试验方法，对细表面定向刨花板样板的抗菌性能进行测试，试验菌种为大肠杆菌（Escherichia coli AS1.90）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus AS1.89），作用时间24 h，测试结果见表 3。
由表3可知，试验过程中阴性对照样与空白对照样的回收菌数均处于正常水平，其中大肠杆菌阴性对照样平均回收菌数为 5.6×10⁷ CFU/片，空白样为 6.7×10⁷ CFU/片；金黄色葡萄球菌阴性对照样平均回收菌数为5.4×10⁶ CFU /片，空白样为6.9×10⁶ CFU/片，表明试验体系有效，数据可靠。抗菌性能测试结果显示，经24 h作用后，试样对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均＞99.99%。依据JC/T 2039—2010标准，抗菌率≥99%即为强抗菌性能，该板材抗菌效果远优于标准阈值，可有效抑制常见致病菌滋生。综上，试验所制备的细表面定向刨花板具备优异的抗菌性能，适用于医疗、教育、食品加工等高抗菌需求场合，有效拓宽了产品的应用范围与市场前景。
表3 抗菌性能测试结果
Tab.3Test results of antibacterial properties
2）防霉性能。
依据 LY/T 2230—2013 测定细表面定向刨花板防霉性能，试验选用黑曲霉AS3.4463、黄曲霉AS3.3950、桔青霉AS3.2913、绿色木霉AS3.2942、出芽短梗霉AS3.3984、球毛壳霉AS3.4254共6种典型霉菌。试验环境温度28 ℃、相对湿度80%，周期28 d，试件尺寸50 mm×50 mm×18 mm。培养28 d后，试件表面肉眼未见霉菌滋生；50倍生物光学显微镜观测亦无霉菌菌丝。按照LY/T 2230—2013分级规定，0级为防霉性能最高等级，其判定要求为肉眼及低倍显微镜下均无霉菌生长，故该试验板材防霉等级评定为 0 级。综上，该细表面定向刨花板的防霉性能优异，能够有效抑制多种常见霉菌的生长繁殖，可广泛应用于潮湿环境、南方高湿地区以及厨卫空间、地下室等对防霉要求较高的应用场所。
3）防白蚁性能。
依据GB/T 18260—2015附录A开展细表面定向刨花板样板防白蚁性能测试，试件尺寸25 mm×25 mm×18 mm，选取未处理南方松木材为对照样，对比评估样板防白蚁效果。试验对照组5块南方松试件均出现重度蛀蚀，蛀蚀等级4.0级（截面蛀蚀率50%～75%），平均质量损失率62.0%，白蚁平均存活率60.2%，证明试验体系可靠、白蚁活性达标。试验组5块细表面定向刨花板试件平均完好等级10级（无损伤），板面未见蛀蚀痕迹，平均质量损失率仅2.2%，白蚁存活率为0。按GB/T 18260—2015分级要求，10级为最高完好等级，该细表面定向刨花板的防白蚁性能优异，适用于南方湿热区域、古建筑修缮、户外木结构、地板基材等白蚁高发场所。
4）阻燃性能。
细表面定向刨花板样板的阻燃性能测试结果见表4。从表4可知，样板的燃烧性能达到难燃制品难燃B1（C-s2，d0，t1）级，表明该样板具有优异的阻燃性能，可用做商场、学校、酒店等对防火有强制要求的室内装饰、隔墙与家具结构用材。
表4 阻燃性能测试结果
Tab.4Test results of flame retardant properties
2.3 市场前景分析
从性能测试结果可知，本试验研究制得的多功能细表面定向刨花板具有防潮、防霉、抗菌、防白蚁、阻燃功能，达到ENF级环保标准，可替代普通细表面定向刨花板、传统防火板及部分防腐木产品，应用于高端住宅、母婴居室、生鲜商超等场所，市场竞争力突出。目前，本研究制得的多功能细表面定向刨花板（Aegis FOSB）已开展产业化应用验证。2025 年 9—10 月，3 家定制家居与家具制造企业对ENF级18 mm 规格产品进行了为期2个月的批量试用，产品主要应用于橱柜防潮阻燃、健康家居材料等场景。试用结果表明，产品"低醛、防潮、防霉、抗菌、防虫、阻燃、净味"七重防护功能表现稳定，甲醛释放量达ENF级，产品品质优良，客户使用效果满意，均表达了长期合作意愿。
从经济效益看，国内普通细表面定向刨花板出厂均价约1 250 元/m³、防潮板出厂均价约1 550 元 /m³，本试验制得的细表面定向刨花板因集成多重防护功能，含税出厂均价约1 800 元/m³。生产端通过优化工艺，加工效率相对于同行业生产高防潮板可提升50%，综合成本与性能单一的高防潮板基本持平，综合比较本试验制得的细表面定向刨花板比普通细表面定向刨花板净利润高约200 元/m³。
在政策驱动与需求升级背景下，整个行业的产品市场规模年增速预计达40%。按年产5万m³、均价1 800元/m³（含增值税）计算，年营业额可达9 000万元；相较于普通细表面定向刨花板产品，新增净利润1 000万元。出口市场方面，产品符合欧盟 CE 认证、美国 EPA 标准等国际要求，出口单价较普通细表面定向刨花板高30%～50%。按年出口2万m³计算，年新增出口收入约3 600万元，进一步拓宽盈利渠道。
3 结论与建议
以杂木、杉木混合刨花（质量比为杂木∶杉木=3∶2）为原料，以PMDI为胶黏剂，通过分层精准调控防白蚁剂、防霉抑菌剂、阻燃剂、净味剂、防水剂配比和刨花含水率，并优化连续热压工艺制备多功能五层细表面定向刨花板。经测试，所制备的多功能细表面定向刨花板力学与环保性能优良，达到ENF级低醛标准，同时兼具低气味、高抗菌、0级防霉、防白蚁及B1级阻燃性能，综合性能突出、适配场所广泛。3家定制家居与家具制造企业为期2个月的批量试用结果表明，研发的多功能细表面定向刨花板的防护功能表现稳定，品质可靠，客户反馈满意。
根据试验研究结果，建议进一步优化功能助剂的添加工艺与配方，在保证功能效果的前提下，降低助剂用量与生产成本。此外，建议开展长期耐候性试验，验证产品在不同温湿度环境下的功能持久性与使用寿命。同时，建议加快产品标准体系建设，推动制定多功能细表面定向刨花板的团体标准或行业标准，规范市场发展。
（来源：中国人造板）
