胶合板是如何制成的?
由3层或多层(一般为奇数)单板组合并使相邻单板的纤维方向垂直胶合而成的一种木质人造板。特殊情况下也有制成4、6层等偶数层的。胶合板由于具有幅面大、变形小、不易翘曲、横纹抗拉强度大、施工应用方便等优点,因此在建筑、家具、车厢、造船、军工、包装及其他工业部门获得了广泛应用。
简史
约在公元前3000年以前,埃及首次用手工锯切木材方法制成单板。600多年后,他们开始用单板作贴面材料来装饰宫廷家具。公元前1世纪初,罗马人已掌握单板制造技术与胶合板制造原理。1812年,法国首先发明了单板旋切机,10年后,经过改进的旋切机已在工业生产中正式使用,性能日益完善,从而促进了胶合板工业的发展。19世纪中叶,德国建成了第一家胶合板工厂,开始大批量的工业化生产。1914年以后,胶合板已成为一种商品。第二次世界大战后,世界胶合板生产发展极为迅速,设备不断更新,产品品种增多,应用范围也日益扩大,产量大幅度提高。
中国胶合板工业始于20世纪20年代初,但工厂规模很小,设备简陋。50年代扩建和新建了一批胶合板工厂。1956年前后开始合成树脂生产,促进了胶合板工业的发展。到了70年代,开始改进生产工艺,首先着眼于中板整张化技术与设备的研究,并取得了初步成效;喷气式单板干燥机也在生产中迅速得到推广应用;合板热压开始采用无热板工艺。至80年代,出现了“涂胶—配板—垫压”半连续化生产,随着合板预压工艺的应用,适应预压工艺、具有初粘性的脲醛树脂胶也得到了开发与应用。
胶合板树种
中国胶合板工业使用的树种,可分为用于旋切单板和刨切薄木两大类。①生产旋切单板的主要树种有水曲柳、椴木、黄波罗、柞木、荷木、杨木、楸木、桢楠、桦木、枫香、枫杨、丝栗、桤木、槭木、云杉、马尾松、云南松等。②生产刨切薄木的主要树种有水曲柳、黄波罗、柞木、核桃木、梓木等。此外,胶合板生产中还采用一些南洋木材和非洲木材,其中主要树种有柳安、阿必东、克隆等。
胶合板使用的胶粘剂
胶合板工业中常用的胶粘剂有蛋白质胶和合成树脂胶。也有使用少量橡胶类胶粘剂,一般制成压敏胶粘带使用。蛋白质胶中,皮骨胶用于制造修补单板用的胶纸带,其他蛋白质胶用于胶合板制造。合成树脂胶的种类很多,但用于胶合板生产的主要有脲醛树脂胶和酚醛树脂胶,中国以脲醛树脂胶应用最多。(见木材胶粘剂)
胶合板的性质
胶合板的物理力学性质可用含水率、密度、胶合强度等说明。国际标准化组织(ISO)对普通胶合板的结构、含水率、质量三方面作出规定。结构:相邻层单板的纹理应互成直角;相对于中心层互相对称。含水率:应在12~14%之间。质量:成品应用矩形直边和明显的棱角;对于每一名义厚度,单板的最少层数应遵照有关规定。
中国胶合板国家标准规定:①含水率。Ⅰ、Ⅱ类胶合板含水率6~14%;Ⅲ、Ⅳ类胶合板8~16%。②密度。胶合板的密度大于同树种的木材;胶合时的单位压力越大,则胶合板的密度也越大;木材在高温下易产生塑性变形,热压胶合比冷压胶合压缩率越大,胶合板密度也越大。③胶合强度。Ⅰ、Ⅱ类胶合板,椴木、杨木、赤杨≥0.70兆帕;水曲柳、荷木、枫香、槭木、榆木、柞木≥0.80兆帕;桦木≥1.00兆帕;马尾松、云南松、落叶松、云杉≥0.80兆帕。Ⅲ、Ⅳ类胶合板≥0.70兆帕。
如果测定胶合强度试件的平均木材破坏率超过80%时,则其胶合强度指标值可比上面规定的指标值低0.20兆帕。符合胶合强度指标值规定的试件数等于或大于有效试件总数的80%时,该批胶合板的胶合强度判为合格品。
胶合板的用途
由于胶合板具有很多优点,因此,胶合板的应用范围十分广泛。Ⅰ类胶合板主要用于航空、船舶、车厢、混凝土模板、包装以及其他要求耐水性、耐气候性好的场所;Ⅱ类胶合板主要用于车厢、船舶、家具、包装及建筑内部装修等方面;Ⅲ类胶合板主要用于家具、包装及一般建筑用途;Ⅳ类胶合板主要用于包装及一般用途。根据工业、建筑、交通运输、纺织、电气等工业部门的特殊要求,还可生产一些供专门用途的胶合板等。
生产工艺
胶合板的表层单板称为表板,外观质量较好的那个表板称为面板,相对于面板的另一侧表板称为背板。纹理方向与表板纹理垂直的内层单板称为芯板,而纹理方向与表板纹理平行的内层单板称长中板。单板是用旋切、刨切、锯切方法制成的薄板。
胶合板的主要生产工序有:原木截断;原木水热处理;剥皮与木段定心;单板切削加工;单板干燥;单板剪切与修整加工;涂胶与组坯;预压与热压;裁边;刮光或磨光;检验、分等及包装等。
趋势
①胶合板工业现在面临木材资源短缺、材质下降等问题。因此,今后胶合板生产势必大量利用小径材和低质材,大力开发利用速生树种,在工艺技术及设备上要有较大改革,才能适应这种变化。为实现高效利用小径材、短材、低质材,生产大幅面胶合板的目的,对单板纵接及合板纵接技术将有待进一步的改进。②以单板制成的产品主要将向装饰性方向发展。装饰贴面用的薄型单板,花色繁多的组合单板,势必将成为单板生产的主要方向,使数量有限的珍贵木材得到更高的使用价值,提高珍贵木材的出材率。
制作胶合板的主要树种有:山樟、柳按、杨木、桉木、杉木等
胶合板是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木,再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料,通常用奇数层单板,并使相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。
常用的胶合板类型有三合板、五合板等。胶合板能提高木材利用率,是节约木材的一个主要途径。
借助胶粘剂,使两块或两块以上木材或木质人造板材牢固地接合在一起的加工过程。
胶合种类
按被胶合材料的种类和规格,可分为方材胶合、薄板胶合、覆面胶合和封边胶合。
方材胶合
包括方材的宽度胶合(拼宽)、厚度胶合(加厚)和长度胶合(接长)。用小方材胶合而成的板方材,其形状和尺寸稳定。凡对形状与尺寸稳定性要求高的板方材,往往先将原木锯解、加工成小尺寸方材后再按一定的规律与要求胶合而成。为提高木材利用率,应尽量利用制造其他木制品时剩余的小规格材料拼接成大尺寸零部件。用方材或窄板在宽度上胶拼所得到的板材称为拼板。宽度胶合常采用动物胶,也可以采用聚醋酸乙烯酯乳液、冷固化脲醛树脂胶等合成胶粘剂。在大批量生产时,可以采用各种胶拼机械设备。还可以采用高频电加热设备以加速胶液的固化。方材的长度胶合有斜面接合、指形(齿形)接合等形式。
薄板胶合
包括单板与单板、胶合板与胶合板、纤维板与纤维板之间的胶合等。
覆面胶合
其特点是芯层材料(或基材)较厚而表层材料(覆面材料)则较薄,所得覆面板有空心板与实心板两大类。空心板用木框作周边,再在木框中分别加入木条、胶合板条、纤维板条、蜂窝纸等作为填料。木框可以用实木制作,也可以用刨花板条、中密度纤维板条等制作。表层材料通常为薄胶合板、纤维板或薄型刨花板。如果填料较为密集,表层材料也可是两层单板。实心板的芯层材料通常为刨花板、中密度纤维板、厚胶合板或密集的小木条。覆面材料为单板、薄木或其他覆面材料,如合成树脂浸渍纸、装饰纸、塑料薄膜等。厚度在1毫米左右,以装饰作用为主的表层材料又称为“饰面材料”。它可以直接胶合到刨花板等芯材表面,制成实心饰面板,也可以胶合在空心覆面板表面,制成空心饰面板。这种在厚材料(基材)表面胶合一层饰面材料的覆面过程又称为贴面。覆面胶合时,可以采用冷压或热压胶合两种方式。冷压覆面时常采用聚醋酸乙烯酯乳胶、冷固化脲醛树脂胶等胶粘剂。为使胶合面紧密接触,运用冷压机施以适当的压力,一般为0.6兆帕左右,并保持压力至胶液固化,一般需6~12小时。冷压胶合的劳动生产率低,但不消耗热能。热压覆面时通常采用脲醛树脂胶,涂胶量为100~180克/平方米(单面)。热压温度为100~130℃。热压时间决定于热压温度、覆面材料厚度和胶粘剂性质等。采用一般热压机时约为1~5分钟,如采用高频电加热压机,热压时间可更短。用单板贴面,尤其用微薄木贴面时,为了防止胶液渗透到覆面材料表面,常在胶液中加入面粉等填料,以提高胶的粘度。用塑料薄膜贴面时,必须采用EVA乳液等与塑料及木材均有良好粘着力的胶粘剂。
封边胶合
贴面的一种特殊形式。贴面材料所覆盖的是宽覆面板的侧面(仅有几毫米至几十毫米宽),常规的压机不适用,只有采用专门设计的各种型号的封边机。广泛采用的是热熔胶封边机,可一次完成涂胶、封边以及切除已封边板材上多余的封边材料(齐端、齐边)和对封边材料进行表面磨光等多道工序。
胶合质量的影响因素
起主导作用的因素是木材的性质、胶粘剂的种类与性能、木材胶合工艺等。①不同树种的木材,由于内聚力的差异,所制得胶合木的胶合强度有很大差异。一般硬阔叶树材的胶合强度大于软阔叶树材和针叶树材。胶合面的木材纤维方向对胶合强度的影响极大。径切面或弦切面在正常胶合条件下都能获得较好的胶合强度,但端面胶合的强度极低。因此在木材接长时要采用斜面接合或指形接合,以保证必要的胶接合力。胶合时的木材含水率以100%左右较为合适,过高或过低都不利于胶合。胶合面的加工精度也是影响胶合质量的因素之一。但在适当的粗糙度范围内,只要胶合工艺合适,就可以获得符合工艺要求的强度。②胶粘剂的种类及其粘度、固体含量、活性期、硬化剂的加入量、pH值大小等都对胶合质量有很大影响。③胶合时所要控制的工艺条件主要有涂胶量、温度、压力和胶压时间。这些工艺参数的确定又与胶粘剂种类和压机种类(热压或冷压、单层压机或多层压机等),木材的表面性质、厚度,以及操作场所的空气温湿度条件等密切相关。为加速胶粘剂的固化,可以采用高频电加热、低压电加热等多种形式。
胶合质量检验
衡量胶合质量的主要参数是胶合强度及板材平整度。常检验的胶合强度是剪切胶合强度。在日常生活中,覆面板很容易受到剥离载荷的作用,这时将产生不均匀的应力分布(应力主要集中于正在被扯开的胶层处,所以剥离又称为不均匀扯离),胶接合比较容易破坏,因此还有必要检验覆面板的剥离胶合强度。
1、用交义层压法进行机械抑制,实际上是将木材加工成胶合板或集成材,通过胶粘剂的作用,防止了变形的发生。
2、用防水涂料进行内部或外部的涂饰,经过良好的外部涂饰处理的木材,可以形成一个完整的外表面涂层,因而大大减少木材吸收水分的速率,得到相当好的阻湿效果。
3、用化学药品充胀木材细胞壁,所谓充胀处理就是用化学药品充填到细胞壁中,并使细胞壁处于胀大状态,而干燥后木材并不干缩到原来的尺寸,从而得到与木材的纤维素,半纤维素和木素等发生酯化反应,使疏水性的乙酰基取代亲水性羟基,使木材分子上的游离羟基减少而降低吸湿性,从而提高其体积稳定性。经乙酰化处理的各种木材,既保持其美观的天然效果,又不失木材的原色,且对含有树脂的木材具有脱脂作用,有利于改善木材的油漆涂饰性能,改善了木材的稳定性。
木材的干缩与湿胀,以及由于各向尺寸变化不一致而引起的翘曲变形,是木材利用中的一大缺陷,为了提高木材尺寸的稳定性,防止木材变形的发生,一般可采用如下方法处理:
1、通俗方法是将变形后的木材喷上水,水里加少量防腐液体。
用重物压(压时两头凸起朝下方),或者叠加板材,然后阴干,阴干后再刨干净。
2、直接刨平了,此方法会导致木材变薄。
3、用交义层压法进行机械抑制。
实际上是将木材加工成胶合板或集成材,通过胶粘剂的作用,防止了变形的发生。
4、用化学药品充胀木材细胞壁
所谓充胀处理就是用化学药品充填到细胞壁中,并使细胞壁处于胀大状态,而干燥后木材并不干缩到原来的尺寸,从而得到与木材的纤维素、半纤维素和木素等发生酯化反应,使疏水性的乙酰基取代亲水性羟基,使木材分子上的游离羟基减少而降低吸湿性,从而提高其体积稳定性。经乙酰化处理的各种木材,既保持其美观的天然效果,又不失木材的原色,且对含有树脂的木材具有脱脂作用,有利于改善木材的油漆涂饰性能,改善了木材的稳定性。
木质包装材料的优点与缺点:
一、优点:
1、木材资源在世界各地分布广泛,数量可观,便于从数百个地方获取材料。
2、木材具有优良的强度/质量比。它能承受冲击、振动、重压等。可根据不同的包装项目选择不同的木材,以适应不同的包装要求。
3、木质加1升方便的木质包装容器,使用简单的工具即可制作,无需复杂的机械设备。由于木材具有良好的钉扎性能,可在集装箱内安装挂钩和螺钉固定物品,且集装箱外侧也便于加固。
4、木材是耐腐蚀的,不生锈的木材有着广泛的应用,不生锈,耐腐蚀,几乎所有的物品都可以用木制品包装,这是一种很好的化学药剂包装材料。
5、木材可以进一步加工成胶合板,这对减少包装材料的用量、提高材料的均匀性、改善外观、扩大应用范围有很大的好处。胶合板包装箱,具有耐久性和一定的防潮、防潮、抗菌等性能。
6、这些木头可以回收再利用。木质包装可以多次重复使用,也可以改作他用,既降低了成本,又不污染环境。木质包装材料的主要缺点是外观差,易吸湿,易被白蚁吃掉,且常有异味,不易实现机械化生产。
二、缺点:
1、外观较差,易于吸潮,易受害虫蛀蚀,
2、常有异味,生产加工不容易实现自动化、机械化。
扩展资料:
木质包装材料的用途:
1、木质栈板(也袭就是托盘),用于集装;
2、木箱,较纸箱更加坚固,例如很多摩托车之类的大型包装都是木条、木箱的方式,还有酒类也常见木箱包装;
3、木屑,用于填充、缓冲、隔热等;
4、小的木片等,用于销售包装的装饰等,例如一些巧克力等,营造“自然”、“环保”的氛围。