1、膠合板制造工藝學(xué),緒論,一、膠合板的發(fā)展史 公元前3000年，在古埃及用手工的方法生產(chǎn)出許多珍貴木 片，用 磨料浮石，用膠粘合在一起制造家具。 在1812年，一位法國的技工首先獲得第一臺鋸切機的專利權(quán)。 1818年，出現(xiàn)了旋切機的雛形。 1834年，第一臺刨切機專利權(quán)被授予。 在18401844年間，由美國、法國分別獲得旋切機的專利權(quán)。 在19世紀中葉，在德國建立了第一個單板制造廠，使用的美國、法國的旋切機。在第一次世界大戰(zhàn)前，由于旋切機的改進，大大促進了膠合板的生產(chǎn)，世界上首次機械化大規(guī)模生產(chǎn)膠合板，時間為18601875年，生產(chǎn)膠合板的國家：美，法，德。,19世紀末，膠合板質(zhì)量才較好,建立

2、起新的膠合板企業(yè)。從發(fā)展上來看，德國膠合板發(fā)展較快，首次把膠合板用在軍工業(yè)上，特別第一次世界大戰(zhàn)后，德國恢復(fù)商船隊，促進膠合板發(fā)展，膠種有鋼木素和蛋白質(zhì)膠。 除德國外，美國和加拿大的膠合板企業(yè)發(fā)展也很快。在美國西部和加拿大有高生產(chǎn)力和大型膠合板企業(yè)，在企業(yè)中采用許多新的高速度、高效率的設(shè)備，再加上微機的廣泛使用，膠合板生產(chǎn)具有自動化、連續(xù)化及機械化，具有高生產(chǎn)能力。,二、國外膠合板生產(chǎn)類型,(1) 美加式厚膠合板： 以結(jié)構(gòu)膠合板為主，注重強度高、韌度及結(jié)構(gòu)的要求： 厚度在733mm； 幅面大，一般為48，410； 樹種以針葉材為主，針葉材膠合板占90%。 拿美國來說，主要生產(chǎn)針葉材膠合板，針葉

3、材膠合板占85%。針葉材資源豐富，在美國木材蓄積總量中70%是針葉材，,并且針葉材品種也多，如南方松，花旗松，鐵杉，云杉，冷杉，特別是南方松人工材的使用，給針葉材膠合板生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。 這類膠合板生產(chǎn)比較粗放，生產(chǎn)率很高，產(chǎn)量很大。,(2). 以日本為主的薄膠合板生產(chǎn)： 這類國家除日本外，還有東南亞一些國家，用材質(zhì)次的木材生產(chǎn)厚的芯板生產(chǎn)厚芯板。使用大徑級闊葉材旋制薄表板，表板厚度一般只有0.60.7mm，生產(chǎn)出的膠合板有3mm,也有5mm。膠合板生產(chǎn)是精工細作，質(zhì)量好，以UF為主用于室內(nèi)。 日本膠合板生產(chǎn)向深加工發(fā)展。,1.1 mm 1.1 mm 1.1 mm,3.3 mm,0.85 mm

4、1.6 mm 0.85 mm,3.3 mm,三、發(fā)展膠合板生產(chǎn)的意義,（1）克服了天然木材固有的缺陷 木材優(yōu)點：材質(zhì)輕，紋理美觀，有彈性，但也有缺點，如生長過程中節(jié)子、腐朽、溝紋、蟲眼吸水排水中開裂，變形，鋸制板材的寬度受到徑級限制，又有各向異性的特點，把木材作成膠合板后就可剔除這些缺陷，而且膠合板幅面大，克服各向異性，木材變形時，膠合板不變形。 （2）節(jié)約木材，提高利用率 1m3膠合板可代替4m3板材使用，鋸材最小厚度12mm才能用，把木材制成膠合板只要3mm就可使用，即使用厚度4:1。 （3）強重比高 強重比是強度與密度的比值，一般硬木的密度是鋼材的1/8。軟材約是鋼材的1/15，所以在同

5、樣強度下，木材比鋼材的輕。,第一章 膠合板及其物理力學(xué)性質(zhì)1-1 膠合板及其分類,一、膠合板 定義：通常是由相鄰層單板紋理方向互相垂直排列的三層或多層（一般為奇數(shù)層）單板通過膠粘劑膠合而成的板狀材料。,這里我來解釋兩點：一、相鄰層單板紋理方向互相垂直。拿3mm厚的膠合板來說，如果第一層單板紋理方向是順紋的，則第二層為橫紋的，第三層為順紋的。二、通過膠粘劑膠合是指單板要涂膠。,1 2 3 4 5,表板：膠合板的表層單板。 面板：在膠合板的兩個表板 中，外觀質(zhì)量較好的 那個表板稱面板。 背板：相對于表板的另一側(cè) 單板。 短芯板(芯板)：紋理方向與 表板紋理方向垂直 的內(nèi)層單板。 長芯板（長中板）：

6、紋理方 向與表板紋理方向 平行的內(nèi)單板。,二、分類,膠合板的分類方法很多，在國家標準GB9846.1-9846.12-2004中規(guī)定了6種分類方法，其中最普遍應(yīng)用的是根據(jù)膠合板的結(jié)構(gòu)、加工方法和用途分為普通膠合板和特種膠合板。 下面先講一下普通膠合板。普通膠合板僅由奇數(shù)層單板根據(jù)對稱原則組坯膠合而成，是產(chǎn)量最多，用途最廣，結(jié)構(gòu)最為典型的膠合產(chǎn)品。下面先講一下它的分類。,1. 分類,在國家標準GB9846.1-9846.12-2004中規(guī)定: 按膠層的耐水性和耐久性分為三類： 類膠合板（耐氣候、耐沸水膠合板） 使用酚醛樹脂膠或與其性能相近的其他膠粘劑。這類膠合板具有耐久、耐煮沸或蒸汽處理和抗菌等

7、性能，能在室外使用。 類膠合板（耐水膠合板） 使用脲醛樹脂膠，這類膠合板能長時間在冷水中浸泡，短時間在熱水中浸泡也不易開膠，具有抗菌性能，但不耐煮沸，主要在室內(nèi)使用。 類膠合板（耐潮膠合板） 使用血膠或低樹脂含量的脲醛樹脂膠，可以短時間在冷水中浸泡，主要用于室內(nèi)常態(tài)下使用。,2幅面尺寸,國家規(guī)定膠合板幅面以mm為計算單位，厚度也以mm為計算單位，但實際生活中人們習(xí)慣于用英尺為單位。1=305mm 國家標準中規(guī)定的膠合板尺寸有： 33 915mm915 mm 34 915mm1220 mm 36 915mm1830 mm 37 915mm2135 mm 44 1220mm1220 mm 46 1

8、220mm1830 mm 47 1220mm2135 mm 48 1220mm2440 mm,1-2 膠合板的構(gòu)成原則,木材具有各向異性，為了消除木材固有的缺點，單板在組成膠合板時，應(yīng)遵守以下原則： 1. 對稱原則,對稱原則：膠合板對稱中心面兩側(cè)的 單板，無論樹種、單板厚 度、層數(shù)、制造方法（旋 切或刨切）、纖維方向、 單板的含水率都應(yīng)相同或 相近。,1 2 3 4 5,2. 奇數(shù)層原則,奇數(shù)層原則：膠合板的總層數(shù)必須是奇數(shù) 為什么膠合板要作成奇數(shù)層？原因有兩個： （1）由于膠合板的結(jié)構(gòu)是相鄰層單板的纖維方向相互垂直，而且又必須符合對稱原則，因此它的總層數(shù)必定是奇數(shù)。,（2）當膠合板受力彎曲時

9、，最大剪切應(yīng)力通過它的對稱中心平面，對于奇數(shù)層膠合板來說，它的對稱中心平面即為中間層單板，即最大剪切應(yīng)力通過木材；對于偶數(shù)層單板來說，最大剪切應(yīng)力通過膠層。同時，膠層的強度是低于木材的，所以如果把膠合板做成偶數(shù)層時，就相當于降低了其強度。,第三節(jié) 膠合板的物理力學(xué)性能,在實際生產(chǎn)中經(jīng)常檢測膠合強度、含水率和甲醛釋放量 1. 膠合強度. 膠合強度是膠合質(zhì)量的重要標志，所有膠合板產(chǎn)品都必須測其膠合強度。測定膠合板強度使用膠合強度試件按以下兩種形式鋸割.,第一種A型：試件的表板厚度(壓板前單板厚度)大于1mm的膠 合板采用A型試件尺寸兩個槽間距為20mm; 第二種B型:表板厚度自1mm(含1mm)以

10、下的采用B型槽間距為 10mm.兩種試件開槽寬度為3mm,類膠合板：在沸水中煮4h，然后在633 的烘箱中干燥20h，再在沸水中煮4h，取出后在室溫下冷卻10min 類膠合板（耐水膠合板） 在633 的熱水中浸泡3 h ，取出后在室溫下冷卻10min。 將處理好的試件兩端夾緊于試驗機的一對活動夾具中，以等速度對試件加載至破壞,讀至最大破壞載荷重,然后根據(jù)試件類型分別利用公式求出膠合強度。,表1-1 膠合強度指標值,類別,膠合板樹種,二、含水率,首先稱試件初重mu 試件在1032的溫度下干燥至恒定重量,待試件在干燥器中冷卻后稱重為M。 式中 H試件的含水率，% mu試件干燥前的質(zhì)量，g m0試件

11、干燥后的質(zhì)量，g,表1-2 含水率 值,類別,膠合板樹種,三、甲醛釋放量,膠合板中的甲醛釋放量執(zhí)行室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中的甲醛釋放限量。 本標準自2002年1月1日起，生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)執(zhí)行本國家標準，過渡期為6個月；自2002年7月1日起，市場上停止銷售不符合國家標準的產(chǎn)品。這對膠合板企業(yè)來講是個巨大的挑戰(zhàn)。因為在這之前，膠合板產(chǎn)品未規(guī)定此項指標。 膠合板的甲醛釋放量試驗方法采用干燥器法，利用干燥器法測定甲醛釋放量基于下面兩個步驟： 第一步：收集甲醛在干燥器底部放置盛有蒸餾水的結(jié)晶皿， 在其上方固 定的金屬支架上放置試樣，釋放出的甲醛被蒸餾水吸收，作為試 樣溶液。 第二步：測定甲

12、醛濃度用分光光度計測定試樣中溶液的吸 度，由預(yù)先繪制的標準曲線求得甲醛的濃度，具體方法 見GB18580.4.12條款。,表 膠合板甲醛釋放限量值,1-4 膠合板的生產(chǎn)過程,一、膠合板的生產(chǎn)方法 膠合板的生產(chǎn)方法可以分為干冷法和干熱法。干和濕指膠合時用的是干單板還是濕單板。冷和熱是指用熱壓膠合還是冷壓膠合。 1. 濕熱法：旋制單板不經(jīng)干燥，涂膠后立即熱壓。此法設(shè)備少，工藝 簡單，占地面積小，但制成的膠合板含水率較高，內(nèi)應(yīng)力較大，容易翹曲，此法一般用血膠，目前此法已被淘汰。 2. 干冷法：旋制單板經(jīng)干燥后涂膠，在冷壓機中膠壓。有如下優(yōu)點： （1）膠壓的時間不受板坯厚度的限制。 （2）冷壓膠合后木材顏色不發(fā)生變化。 （3）木材壓縮率小，有利于節(jié)約木材。 （4）膠合強度比較好。 （5）不需要鍋爐，因此投資小，適于小規(guī)模生產(chǎn)。 缺