第七章 特种胶合板.ppt

第七章特种胶合板 胶合板的分类方法很多 其中一种分类方法是将胶合板分为普通胶合板和特种胶合板两大类 本章主要内容 第一节复合胶合板第二节木材层积塑料板第三节特殊用途的胶合板第四节阻燃胶合板第五节细木工板 特种胶合板分类 P123表所示特种结构胶合板表面特殊加工胶合板药剂处理胶合板成型胶合板 厚芯结构 表层或芯层可用树脂浸渍法或涂布法处理可以改善装饰性能作为工程结构材料如 航空 船舶 车厢 复合 阻燃 强化胶合板 防虫胶合板 细木工板 第一节复合胶合板 Compoundplywood 复合胶合板的芯层是用刨花 纤维或碎料 表层是用单板或薄木覆面面制成的一种特种胶合板美国60年代研制成功 随后不少国家相继生产 目前这类产品的发展很快 一 复合胶合板的种类及特性 一 复合胶合板的种类第 类定向碎料板为芯板的复合胶合板顺纹强度接近于同厚度的普通胶合板 刚度略高于相同表板的胶合板 可作地板 屋顶衬板 壁板 水泥模板 室外用胶合板和其它工业用板材等 第 类 碎料为芯板的复合胶合板欧洲一些国家用一次压制法生产以碎料为芯层的薄型复合板 产品类似于标准三层胶合板 用途是作收单机壳 家具背板 墙的内衬板等 第 类 单板条夹芯复合板前苏联研制成功的单板条夹芯复合胶合板 是用木段旋圆时产生的碎单板或等外块状单板叠合成垛 按垂直于木纹的方向刨成薄层 用线将之缝合在一起 再经过干燥处理后 即可用作复合板的芯板 合理的复合胶合板结构 不但可以有效地利用过去一直披胶合板企业视为 废材 的原木裁头t木芯 碎单板等剩余物 大幅度提高了木材利用率 而且有效地保证了产品的主要物理力学性能指标不受损害 尤其是碎单板的利用 不仅解决了一直困扰人们的产品静曲强度低 吸水厚度膨胀串大等问题 还能有效提高了产品的平面抗拉强度 复合胶合板是胶合板和刨花板的复合产品 兼有二者的优良性能 可以广泛地应用 产建筑 家具 车辆制造等领域但是 复合胶合板又有其自身的特性 在生产和应用技术方面还有许多问题有待于进一步地研究解决 利用胶合板边角料生产复合胶合板 热压工艺参数 目前 以第 类复合板的生产较为普遍 易于实现连续化生产 二 复合胶合板的特点 复合胶合板 是将一张薄单板胶合到芯板上制成的层压结构板 它是一种 应力薄壳 结构 1 力学特点 表板几乎承受施加在平面的边缘荷载和垂直弯曲力矩 被芯层隔开的两块薄板几乎承受了结构的全部抗谈刚度中间的厚度芯层在两表板之间传递剪切力 使它们对共同的中性轴起作用 芯层了承担了复合板的大部分抗剪刚度 2 优点 表板间隔开的好处是 既保证了较大的刚度又不需要增加材料的用量 正确选择表板和芯层材料 可以反映出复合板的非均质结构材料的优点 3 复合结构设计的基本原则 1 复合板表板厚度要经得起选定的设计荷载下的应力 2 芯层材料应有足够的厚度 抗剪刚度和抗剪强度 以便在设计荷载下不会出现整块复合板扭曲 过度扭转或剪切破坏 3 芯层材料在与层面成垂直方向应有足够的弹性模量 以便在设计荷载下任一面的表板不会出现皱褶现象 4 在设计复合结构时 为了满足这些必要的条件面设想的组装构件 应使表板和芯层材料在荷载下能按预期要求起作用 表板和芯层材料的接合处的强度要能满足在设计荷载应防止表板产生皱褶 接合处不会出现明显的挠曲和剪切破坏要采用适当的胶粘材料 以满足不同类型复合强度以及其它物理力学性能的要求 4 复合胶合板的主要优点 1 节约优质木材 提高木材利用率 2 生产复合合板 出材率高边材优质部分可旋制单板 心材劣质部分可生产刨花 木材利用率可达到80 85 胶合板约为50 左右 例如 4 5mm的胶合板的表 背板的厚度为1 5mm 而同样厚度的复合板的表 背板需0 5mm 3 芯板整块化 有利于生产过程连续化及自动化4 简化工艺流程 提高劳动生产率无需单板拼接 补孔 整理 涂胶及配坯等工序 生产复合胶合板还可大幅度提高劳动生产率 5 量材使用 原木能全部利用除压缩 干缩及砂光过程中不可省的耗损外 没有什么废料 因而无需建立废料加工车间 可以单独建厂 6 降低建厂投资及生产成本 节省耗胶量及其它辅助材料 减少车间面积和节省操作工人目前德国生产的复合胶合板的厚度为3 5 4 5 6 11mm美国除生产薄型胶合板外 还生产11 1 12 7 15 9mm等厚型复合板复合胶合板的厚度有增加的趋势 三 复合胶合板的物理力学性能 普通刨花板静曲强度和弹性模量仅为普通胶合板的1 4 这是迄今为止薄型刨花板不能替代胶合板的主要原因之一 1 提高复合板强度的措施 1 必须提高芯层材料的密度2 芯层刨花定向排列 3 芯层刨花厚度均匀 无空隙 4 提高刨花板的着胶力 芯层材料质量不仅与刨花的形状有关 并且与刨花尺寸关系甚大芯层刨花最好不使用加工剩余刨花 面应使用特制的精选薄刨花 如芯层材料是由定向排列的刨花压制而成 力学特性也带有明显的方向性纵向静曲强度与横向静强度之比约为3 1 4 1弹性模量之比值约为4 1 6 1左右 2 定向铺装芯板的主要特性 1 增加刚性定向芯板的最小弹性模量值据有关资料介绍为4153Mpa2 提高强度定向芯板的最小破坏模量为24 6Mpa 3 提高尺寸稳定性 在相对湿度为50 90 的条件下 定向芯板的线膨胀值小于0 1 4 平行定向排列的芯板的物理性能比垂直定向芯板高3 4倍 四 复合胶合板物理力学性能 1 复合胶合板具有良好的物理力学性能 有些性能甚至超过普通胶合板参考表7 1 2 复合胶合板中心温度变化 3 芯层含水率不同对强度的影响 4 芯层结构对强度的影响1 薄片刨花 好 2 混合刨花3 前两者混合 薄片状刨花制得的板子性能明显高于由杆状与细小颗粒状混合刨花扳制得的板子性能薄片状刨花表面积大 柔软 热压时接触面积大 接触紧密 因而力学强度高刨花芯层采用单层结构较好 而采用三层结构其静曲强度与内胶合强度都有所下降 三层结构中心层两边的刨花较细 本身强度低 生产的扳材静曲强度低 而中心层采用较粗的刨花 其刨花之间接触面积小 空隙多 结论 复合胶合扳生产中适当提高单板含水率可缩短热压时间 提高生产率 在本试验条件下 单板含水率为15 为宜 复合胶合板刨花芯层结构以单层结构为佳 建议生产中采用单层铺装机进行生产 PF树脂生产的复合胶合板 用PF树脂生产的复合胶合板还可以防水作用 如水泥模板等 也可以适于作折叠式的构件用结构均匀 强度大 无空洞及节子 握钉力高 还是一种优良的工业用板材 二 复合胶合板的生产工艺过程 生产有一次压制和二次压制方法 一 一次压制法经喷胶后的单板和拌胶刨花是在由一条流水线上铺装生产的 刨花是直接在单板带上铺装成板坯 经一次热压制得复合胶合板图7 1 1 备料 复合胶合板所用原料可分两类第一类为生产表 背板用料 要求选用的树种应为纹理及色美观美观的优质材 建议采用柞木 水曲柳 榆木 椴木及桦木等阔叶树材 第二类为可使用一部分针叶材及小径木 供生产刨花用 全部加工剩余物 例如 木芯 载头 破损单板及边条等均可作生产刨花 1 单板准备 单板制造方法和普通胶合板相同为了保证复合胶合板表面板质量 也可先旋而后再由另一台精度旋切机旋制单板 所不同的是 单板带由剪切机截去缺陷后 还需再拼接成单板带 如果采用间歇式铺装法 则直接拼接成整幅单板 2 刨花准备 小径木及全部加工的剩余物都是生产刨花的原料 木材由鼓式削片机及打磨机制成刨花合格的薄刨花可采用接触式圆筒干燥机或其它型式的气流式干燥机干燥 刨花干燥的最终含水率应控制在5 左右干刨花经气流分选机或 气流一机械 分选机分选 2 刨花拌胶 根据复合胶合板的耐水性要求来选定胶种 通常采用脲醛或酚PF树脂一次压制法生产胶合板采用的生产工艺可参见T7 1刨花的规格 厚度0 2 0 3mm 宽度4 6mm 长度20mm施胶量 10 15 对于耐水性要求较高的胶合板 除了使用PF树脂以外 一般还要求加入一定量的石蜡 刨花在铺装的过程中要防止刨花结成团 用爪钉于料仓出口处打散 以防出口嗜塞 计量秤按工艺要求称量后 由喷胶机的喷口喷射胶料进行拌胶 刨花连续不断通过电子控制的计量器送入搅拌机 雾状胶料由喷头喷时 刨花搅拌均匀后 供给成型铺装机使用 3 铺装成型 采用一次压制法生产时 刨花是直接在单板带上铺装的 根据我国具体情况 一般可采用连续带状多层铺装机 铺装机分为对称的两部分 两次落料连续铺装成渐变的多层板坏带 也可采用风力铺装机 静电分层铺装机是先进的铺装设备 用这种设备铺成的板坯层次均匀 同时可以防止木粉或尘埃飞扬 减少空气污染利用静电场的特性 不同形状和大小刨花依电力线进行定向 制得各向异性结构的芯板 这种方法可提高复合胶合板的质量 单板带铺上一定厚度的刨花层以后 一层连续干单板带人铺装机上方进给直接覆盖在铺好的刨花板上面 4 热压 连续铺装成型的复合板板坯带 送入连续工滚筒预压机中预压 预压后 由移动式横载锯按需要尺寸载断 并自动进入热压机的装卸机中 装满后 一次送入热压机中热压 热压工艺条件 如 厚4 6mm的复合板 采用脲醛胶时 胶压条件 热压温度135 145 热压时间3 5min 单位压力1 8 2 2Mpa 目前 以间歇式热压法为主要热压方式 国外已开始发展连续式辊压机生产复合板 二 二次压制法 1 生产流程采用二次压制法生产胶合板 图7 2 是指单板和刨花芯板是由二条流水一生产的 而后由铺装机铺装成板坯 经热压而制成复合胶合板 2 二次压制法生产复合板的特点 车间既能生产复合胶合板又能生产普通胶合板木段的边材部分旋制单板 而芯材部分削片制造刨花 提高木材利用率采用静电定向铺工艺及技术设备 是一种无废料的生产工艺流程 根据我国具体情况 采用二次压制法生产复合胶合板是有发展前途的新工艺之一复合胶合板可以生产三层或五层复合板铺装工艺远较五层结构简单 刨花芯层经过砂光后再胶压 可以保证胶合强度及表面平整度 三层结构还可减少用胶量 降低成本 并使铺装工艺过程简化 有利于生产过程连续化及自动化 第二节木材层积塑料板 一 木材层积塑料板的分类 性能及用途1 DEF 木材层积塑料板 是用浸过酚醛树脂胶的薄单板 经组坯后 在高压下 通过热的作用面压制成的一种层压材料 2 特点 这种塑化木质材料有很高的物理力学性质和电绝缘性能木材经树脂浸渍后 树脂向木材内部渗透 在高压和热的作用下 木材本身发生塑化 树脂和木材之间也发生物理化学变化 使这种层压材料成为不可逆反应的坚实材料 木材层积塑料板可制成厚板 薄板及成型零件 木材层积塑料板的某些物理力学性能 不但超过天然木材和胶合板 甚至超过某些金属和夹布塑料 3 加工工艺 将木质单板 桦木 槭木 榆木等 用酚醛树脂浸渍后 经过陈化 干燥 配坯 在高压和热的作用下压制木材层积塑料板的力学强度 取决于木质纤维的排列方向 它是根据产品所要求的性能和用途来确定的 4 层积塑料板可分类 按照成本规格和性能 层积塑料板可分为三类1 木材层积塑料板浸过酚醛树脂或甲酚醛树脂的旋切单板 经干燥处理后 在高压压制成层积板材 由于经过碱液处理的单板 在同样的压力下压缩率比未处理的单板高 所以要达到同样的压缩率 可以采用低于前一品种所需压力 而且经碱液处理过的单浸渍树脂后 压制的层积塑料强度有明显的提高 这种层积板可用于制造航空工业用的结构零件 2 化学精制层积塑料板 旋切单板经碱液处理 3 5 后 干燥后浸酚醛树脂或甲酚醛树脂 再经干燥处理 再经高温高压制成层积板这种层积板具有较高的强度 可作为航空工业的结构性材料 3 增强层积塑料板 组坯时 在浸胶单板间 每隔一层或几层夹入一层浸胶棉布 玻璃布或金属网 压制成的塑料板这种产品具形态稳定性好 耐水 耐磨 耐冲击强度高等特殊性能 可作为机械 船舶 航空 电气工业的材料 5 按单板纤维排列方向分为四类 第 类 各层板纤维方向平行 或四层平行单板中 一层纤维方向与20 25 的单板 第 类 每隔五至二十层顺纹方向单板夹层横纹单板 第 类 各相邻层单板纤维方向互相垂直 第 类 相邻层单板纤维方向互成25 30 表7 2 根据木材层积塑料的组坯方式 可以生产各种用途的产品 木材层积塑料的品种 牌号和用途见 1日本LVL发展概况LVL LaminatedVeneerLumber 是把单板纤维方向平行地胶合而成的一种产品 单板的平均厚度为2 12mm 其中2 4mm在日本比较普遍 单板层数从数层别致十层都有 根据LVL的厚度及性能要求而定 有时为防止横向翘曲变形 也可在其中央入若干层横纤维方向的单板如果每陷一层就放 层横纤维单板就变成了胶合板了虽然LVL与胶台板元明确的区分的定义 但纵向单板占绝大多致 而且厚度厚 用途既可作板材 也可作方材 这是与胶合板不同的地方 胶合板是以大平面板来使用的 因此要求纵横向强度基本一致 尺寸稳定性 膨胀 收缩 也基本一致 所以才采取相邻层单板互相垂直的配坯方式而LVL虽然可作为板材来使用 如楼梯踏板等 但大部份是作方材 一般宽度小 而且要求长度方向强度大 因此把单板纤维方向平行地层积胶台起来 5 塑化胶合板 是由木质单板涂布或浸渍不同的合成树脂 经过不同程度的压缩 制成密度较高 性能较好的特种胶合板 相关工艺 组坯方式和普通胶合板相似表板可经过涂胶或浸胶处理中板只进行涂胶浸渍用醇溶性酚醛树脂 涂胶则用水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂单板可用桦木 槭木等木质致密坚韧的树种 单板厚度不超过1 5mm 加压时的单位压力为3 5 4 0Mpa 6 木质碎片塑料 是由碎单板浸胶 压制各种成型制品 木质碎片用酚醛树脂浸渍 干燥后即成一种塑化的材料 可以制成各种形状的成型制品由于碎片保持木质纤维的原状 所以力学强度较高 可制成轴瓦 轴衬及其它零件 主要工艺 选料 粉碎 浸胶 干燥及成型压制等 碎片的浸胶 干燥及层压工艺如下 碎单板筛选 除尘 金属网笼 树脂槽 碎片吸收的胶量 可用胶液浓度规程和浸胶规程来调整 碎片中的干树脂含量应为25 30 浸胶后 滴去多余的树脂后 装在多层小车上送入干燥室处理 干燥温度应为60 65 风速1 2m s 干燥1 3h 层压碎片压制成品时 根据零件外形 压制的单位压力为40 80Mpa或更高些 木材层积塑料板生产工艺流积 图7 4 二 单板浸胶和干燥 一 单板浸胶将一定尺寸的单板浸入槽中 让单板充分吸收树脂胶 浸胶时 以15 20片为一叠 垂直置立在浸胶框内 应使每一张单板充分浸渍树脂提起金属框时 把多余的胶液流掉 不致凝聚在边缘上 1 浸胶工艺指标和技术条件 树脂指标0 93 0 94胶液浓度28 36 胶注解比重粘度 20 18 24恩格拉度胶液温度15 20 浸胶时间60min滴胶时间30min单板内干树脂含量16 24 2 浸胶方法 1 常温浸渍法在室温条件下 把单板浸于树脂胶槽内 使树脂浸入单板中 树脂向木材内部渗透的速度取决于单板厚度 单板含水率和树脂特性等因素 单板越薄 树脂容易渗透到木材内部 渗透深度也较大 而且单板断面上树脂含量比较均匀 由此而制成的制品性能也较好树脂含量过多 塑料易发脆单板厚度以0 35 0 6mm为宜 单板含水率对制品性能也有影响 单板含水率低时 树脂胶渗入木材孔隙中的深度就深些 并且分布也较为均匀 单板含水率太低 树脂吸入过多 制品发脆 单板含水率以6 8 为宜 树脂胶的种类对于木材层积塑料板的力学性质也是有影响的 用醇溶性树脂制造的木材层积塑料板 冲击静曲强度等性能均比水溶性树脂为好 提高树脂含量 可降低吸水性和膨胀性 树脂含量在16 24 为宜 浸胶程度决定于单板在胶槽内的时间 一般为1 3h 浸胶后 单板必须滴去表面上多余的胶液 可在浸胶槽或滴胶槽上进行 一般滴胶时间为30min 这种方法操作简单 劳动量少 设备投资也少 因此应用较广泛 较大规模工厂的浸胶设备 如图7 5所示 2 压力浸渍法 这种方法是将树脂胶压入单板内 把单板放到压力锅内 最初在真空下 500 600毫米水银柱 抽空15 20min使空气排出 然后在0 4 0 6Mpa大气压下注入胶液浸胶 时间约1 5 2小时 在1 1 5小时 在1 1 5Mpa大气压下 只要浸胶15 20min 胶液分布均匀 为了使单板内过多的胶液排出 在加压浸胶后 再把压力锅抽真空一次 使单板内多余的胶液排出来 可以节省胶料 此法浸胶效果很好 但设备较复杂 溶剂消耗大 滴胶后 把它们紧密堆放 放置4 5小时 使浸胶单无可反板内部树脂分布均匀 然后干燥 二 浸渍单板干燥 制造木材层积塑料板 单板浸胶后必须进行干燥处理 然后才能组坯热压 因为单板内部布满树脂胶 其中大量的溶剂 酒精和水 和一部分挥发物 游离酚和醛 热压时 在高温高压下不易排出 要避免在卸压时 鼓泡 或分层 就应降低浸胶单板中的酒精和其它挥发物含量 浸胶单板干燥后 应保证表面树脂固化少 板面没有裂缝和气泡 浸渍单板中的树脂造成边缘部分树脂含量不足 聚合过度 则压缩与胶合不良 浸胶单板的干燥分成两个时期 第一个时期温度不超不宜过高 这个阶段要防止由于溶剂沸腾猛烈地排除水分和挥发物而产生气泡 所要求的温度 醇溶性树脂为70 75 水溶性树脂为90 第二个时期单板自由收缩 可采用高温干燥 单板不会产生开裂 但固化率应在2 3 范围内 可采用连续式浸胶单板干燥室干燥这种干燥室有二个分室组成 可分两个时期进行干燥 把浸胶后的单板放在小车上 用垫条隔开 单板间距离不应小于25mm 使空气流通 装完料的小车 推入第一分室 进行第一时期的干燥 经过10 15min后 把小车回转180 再进一步干燥第一时期干燥完成后 推入第二分室 按第二时期的干燥规程进行干燥在第二分室中 小车定期地由湿端向干端移动 完成全部干燥过程 浸胶单板干燥规程见表7 3 浸胶单板干燥后 含水率 包括挥发物在内 应在3 6 之间 浸胶单板干燥后 保存温度25 的场所 相对湿度不大于70 浸胶单板保存4 5天 浸胶单板也应进行分等 用优质单板作表板 浸胶不完全或凝胶过多的单板不能使用 板坯组合 单板经过浸胶和干燥后 应按生产层积塑料板的种类进行配坯配坯之前 首选应计算出单板需要多少层 才能满足所制产品的要求厚度 根据单板厚度和木材的压缩系数 先计算单板层数 根据产品的要求及塑料的结构不同 板坯配制方法也各不相同 假若塑料的尺寸小于单板的尺寸时 可以按塑料板结构要求配坯若塑料板的长度超过单板的尺寸时 这时塑料板长度方向应用搭接的办法同一断面上不能有两个搭接缝 横向单板长度不够 可用对接的办法 因为单板横纹强度本身就很低 所以无需搭接 配坯 表板应采用整张单板中板可用拼接或搭接配完了板坯 在金属垫板上涂油酸 由于塑料板较重 最好用机械装缷装料时 压板温度为40 50 以防板坯面层树脂过早固化 四 木材层积塑料板的压制工艺 1 温度与压力的确定温度145 150 单位压力15Mpa单位压力越大 木材压得越密实 传热速度加快 这样就促使树脂本身和木材间的物理化学作用快速进行 使木塑化 降低了产品的吸水性和膨胀性 研究证明 吸水性和膨胀性是单位压力的函数 而单位压力15 0Mpa 是该函数由曲线变成直线的转折点 超过此值物理力学性能没有多大变化 所以单位压力以15 0 16 0Mpa为宜 2 热压工艺条件 装板时压板温度40 50 热压时热压板温度145 150 缷板时板坯温度40 50 装板时板坯中心要对准热压板中心 以免倾斜 偏移和压力分布不均 然后开始升温和闭合压板 热压板温度上升到145 150 后开始计算热压时间 木材层积塑料板热压时间 见表7 5 热压时间是从前段时间单位压力及温度达到规定的数值时 才开始计算的 板坯加热到第一阶段终了 中心温度约达130 132 加热到这个温度所需时间可以用实验公式计算t 3 9S2t1 加热时间 min S 压紧后板坯厚度 cm 3 后期处理 热压完成以后 为了消除板在加热时所产生的内部应力 必须使加热材料在压紧的状态下冷却下来 否则 不但会造成翘曲 甚至会完全破坏 所以在胶压结束前10 20min时 就开始停止供气 进行冷却 放置时间的确定 冷却后的塑料板 还需放置一定时间 一般按厚1mm放置1min计算 放置结束后 松开压板 木材层积塑料由缷板机缷出 再堆放一段时间 即可使用 热压时间长 提高了树脂固化率 改善了吸湿膨胀性能 但降低了抗拉 抗压 抗冲击强度作为工程结构材料 为了提高力学强度 年轮割断太多的单板要加以限制 要求绝缘性能好的电工材料 树脂含量应不低于20 热压时间要长 以保证绝缘和耐热性能好 体积稳定性好 加压时间可比规定时间每毫米增加1 2min 耐磨材料要求 耐磨材料要求体积稳定性好 耐压强度高 就要提高树脂含量 加大单位压力 浸渍单板涂布石墨 或者用二硫化钼粉末混合于树脂内 也可以单板先浸矿物油 再浸酚醛树脂 使木材层积塑料板具含油性质 起自动润滑作用 使用的热压机 生产层积塑料使用的热压机的结构 与胶合板热压基本相同 不过所用压机的单位压力大 总吨位也大 热压板的厚度大 80mm 加热管路可以通蒸气加热主 也可以通冷水降温热压板的厚数较少 而压板间距较大 这类压机通常都是纵向进料 自动装卸 木材层积塑料成品 存放在通风良好的仓库中 成品板按压制方法和型号分别堆放 中间不放垫条 堆放好的木材层积塑料边缘上 用醇溶性树脂少布 防止湿空气浸入 在每个垛的最下层板 放在木方垫架上 木方之间距以避免板子翘曲为宜 第三节特殊用途的胶合板 为适应航空 船舶 军工 纺织 电气 交通运输等工业部门的特殊需要 普通胶合板厂也可生产一些特殊的胶合板 如航空胶合板 车厢胶合板 船舶胶合板等 一 航空胶合板生产工艺 航空胶合板是用优质木材旋制成单板 再用酚醛树脂胶膜作胶结材料 经配坯后热压而制成的一种高级室外型胶合板 航空胶合板使用的树种有 桦木 山毛榉 槭木 椴木及赤杨等 可根据用途和使用要求来选择 航空胶合板采用热固性酚醛树脂胶 预先制成本酚醛树脂胶膜 胶膜是醇溶性或水溶性酚醛树脂胶浸渍后 经干燥而制成的 使用时按配坯要求夹在单板间热压胶合成板 一 单板制造 1 木段热处理生产航空胶合板的主要树种为白桦及枫桦 关于木段的蒸煮工艺条件与普通胶合板生产相类似 要求水热处理时的最高温度不超过65 木芯温度达34 36 处理时 40 以下可以快速升温40 60 阶段 每小时升温3 4 60 65 阶段 保温20 24小时 木段热处理时 其径级按36mm以上和36cm以下分池处理 可采用不同的保温时间 2 单板旋切 在彷切板前 木段应进行粗旋 以保证单板旋切质量 粗旋可用普通旋切机 精旋应当使用高精度彷切机 旋刀刀刃应研磨平直 保持锋利 压尺要经常更撚也应保持平直 单板旋切工艺条件见表7 7 3 单板干燥 由于航空胶合板是使用酚醛树脂胶膜 因而湿单板无必干燥至含水率8 12 单板干燥所用设备与普通胶合板相同 采用横向气流环网带式干燥机的干燥工艺条件 见表7 8 表7 7单板旋切工艺条件 二 胶膜的制备 航空胶合板不使用液体胶 使用热固性酚醛树脂胶膜 以保证产品质量 1 浸渍纸的技术要求 浸渍纸持技术要求见表7 9 原纸的吸水性与浸渍性能直接有关 纸吸水性好 则浸渍中吸收胶量就大 为保证浸渍纸具有一定强度 在浸渍干燥过程中不被拉断 特种浸渍纸用100 梳酸盐木浆 纸质均匀 不加填料 纸的定量较低 纸厚度约为0 03 0 04 三 胶合板胶合 配坯时 各层单板均采用等厚度板 表板及芯板的材质与厚度搭配 可按航空胶合板标准规定处理 单板含水率6 12 范围内 多层板的芯板含水率应在6 8 之间 酚醛树脂胶膜应剪裁成合板需要的尺寸 夹在选配的单板之间 直接铺装成板坯 合板坯子在普通热压机中胶压 其热工艺条件如下 热压温度150 155 单位压力2 0 2 5Mpa热压时间见表7 12 航空胶合板无需砂光或刮光 胶合板锯边应平直 边角正方 航空胶合板含水率应在8 12 对其物理机械性能应进行严格的检验 检验的主要项目有 胶层的耐水性 胶合板含水率 胶合板顺纹抗拉强度 二 船舶胶合板生产工艺 船舶胶合板是一种具有高耐水性能的胶合板 其表板浸渍或涂布醇溶性酚醛胶 芯板涂水溶性酚醛胶 用较高压力 3 5 4 0Mpa 经热压胶合而成 1 制造船舶胶合板的原材料 制造船舶胶合板的主要树种为桦木 槭木和黄杨木等材质致密的坚韧的散孔材 旋制单板厚度不超过1 5mm 用精度较高的旋板机旋制 表板及芯板材质及等极标准应按船舶制造标准处理 旋制单板应干至含水率6 8 单板毛剌沟痕不大于0 3mm 单板顺纹抗拉强度不低于100Mpa 2 单板涂胶 浸胶及干燥 制造船舶胶合板的表层单板必须涂胶或浸胶 芯板只需涂胶 要求单板浸涂后胶层均匀 表层单板浸胶或涂胶使用醇溶性树脂胶 主要作防水用的层可涂布水溶性酚醛树脂胶 是起胶着作用的 浸渍胶特性见表7 13消耗定量见表7 14 3 热压工艺条件 船舶胶合板的热压工艺条件 热压温度140 150 单位压力3 5 4 0Mpa热压时间每层压一张7mm板时 热压时间为13min 其它可参照企业工艺加压完毕后 关闭蒸汽 通冷水冷却到70 80 热压时使用铝板或不锈钢板作垫板 垫板上应涂布油酸 防止板坯和垫板粘连 4 船舶胶合板的接长 由于船舶制造的特殊需要 船舶胶合板的规格较大 如热压机幅面不能满足要求时 可采取分段压制法 胶合后端头用斜形搭接 胶拼接长等方法加工 船舶制造用材往往要求胶合板较长 才能满足工程需要 因此 船舶胶合一般均需接长加工工 胶合板接长是将需要搭接的部位用专用铣床加工成斜面 要求搭接面紧密接触 不得有间隙 在搭接面上涂布酚醛树脂胶 干燥处理后 用窄板式热压机热压胶合船舶胶合板搭接加工示意图如图7 6 搭接热压胶合温度140 150 单位压力2 5 3 0Mpa热压时间12min 采用常温固化钡剂酚醛胞弟作搭胶粘剂 可用中温 80 100 热压 应先让溶剂充分挥发后 再升高温度和加较高压力 以保证胶合质量 为了防止加热 加压阶段搭接口产生位移 可在板边两侧锯边 在加工余量部位钻孔 并加上竹销钉固定 钻孔时 搭接斜口板尘要稍高出板平面0 25 0 04 船舶胶合板的力学性见表7 15 三 车厢胶合板生产工艺 车厢胶合板 是一种用于铁路客车车辆制造的多层胶合板 可以制作客车车辆门板 墙板 间隔板 端墙板等 车厢胶合板的表板用刨薄木 而中板及芯板则用旋切单板 根据要求组坯后 经热压胶合而制成的一种厚胶合板 车厢胶合板的特点是要求表表板木纹美丽 胶合强度高 车厢胶合板可按使用胶料的耐水性能分类 可以分为酚醛树脂胶胶合的高级耐水性胶合板以脲醛树脂胶胶合的中等耐水性胶合板 以脲醛树脂胶合的中等耐水性的胶合板两类 1 车厢胶合板使用的原料 车厢胶合板 主要使用硬阔叶树材 表板通常使用水曲柳 楸木 黄波罗 柞木等刨切薄木 其中以水曲柳为主 芯板与中板 通常使用水曲柳 楸木 黄波罗 桦木要 色木等树种的旋切单板 其中以水曲柳为主使用不同树种拱配时 对称层单板的树种 厚度应一致 成品的翘曲度和胶合质量应符合标准规定要求 车厢胶合板使用的胶料有 水溶性酚醛树脂胶 树脂含量45 48 胶水脲醛树脂胶 树脂含量60 65 2 车厢胶合板用薄木和单板制造工艺车厢胶合板的表板 要求使用刨切单板 它是沿木材纵剖方向切削出来的薄木要 因刨切单板纹理通直 美观 适于作车厢胶合板表板 刨切薄木用的原木要 要先进行剖方加工 一般根据薄木纹理和出材率要求应当用大带锯剖制木方 木方应是无裂缝及其他变质缺陷 以免影响薄木出材率和质量 锯剖的木方 还要经过水热处理软化后才能刨切加工 车厢胶合板用刨切薄木生产技术条件 可见表7 16 3 车厢胶合板的规格和胶合工艺 车厢胶合板的面板 背板等搭配为 面板薄木 可分一 二 三等 背板薄木全部可用四等板 车厢胶合板的幅面尺寸为 宽度为915 1220mm 长度为1830 2135 2440mm 车厢胶合板的厚度 层数和厚度允许误差 表7 18 车厢胶合板应按要求进行组坯 采用胶种应按耐水性要求选定 常用脲醛树脂胶或酚醛树脂胶 车厢胶合板涂胶 组坯 热压胶合工艺与普通胶合板相同 车厢胶合板上的加工缺陷不得超过表7 19的规定 第四节阻燃胶合板 木材是一种易燃性物质 制成胶合板后 由于粘剂的作用会增加一定的阻燃性 但仍属于易燃烧性材料 木质胶合板是建筑物的主要用材之一 这些薄型胶合板是发生火灾的主要危险品 因为板材的面积与质量之比较大 如果木结构中 设置挡火隔板或采用阻燃性胶合板 则可明显地减少火灾的危险性 一 木材的热解和燃烧 通常情况下 木材在100 以下就开始出现分解 但这个过程很慢 木材受热以后 强度明显下降 产生这种现象的原因是由于木素塑化和纤维降解 木材各组分的耐热程度是不完全相同的 其中以木素最耐热 蕨是纤维素 半纤维素最差 木材热分解温度在300 400 之间 纤维素受热分解的主要产物为气体 气体燃烧热量占纤维素燃烧值的85 1 木素热解时的炭产量比纤维素要高 木材从受热到燃烧 大致可分为以下四个阶段 即干燥阶段 预炭阶段 炭火阶段及燃烧阶段 第一阶段 木材在受热开始 实际上是木材干燥过程 含水率进一步降低后 木材在150 以下时 热分解非常缓慢 仍是以蒸发水分为主 第二阶段 随着木材中水分的下降 木材进一步受到高温的影响 当温度达到150 275 时 木材将产生预炭化 为第二阶段 即预炭化阶段 在这个阶段木材开始热解 同时折出CO CO2和少量挥发物 第三阶段 木材在出现预炭化后 温度快速升高 当达到275 400 时 木材热分解反应非常剧烈 并产生大量可燃性气体 这个阶段实际上产生放热反应过程 第四阶段 随着木材产生可燃性气体 大大量放热过程同时 温度达到400 5000 时 木材热分解基本上已结束 而此木炭开始烯烧 并大量放出热量 大这个阶段是木材燃烧过程 二 常用的木材阻燃剂 阻燃胶合板用的药剂甚多通常 可使用单一阻燃剂或混合阻燃剂生产阻燃胶合板 单一阻燃剂只是采用一种阻燃药剂处理 因此 其效果受到一定限制 混合阻燃剂 可以弥补单一阻燃剂的不足之处 将几种阻燃药剂混合在一起以后 由于每种阻燃药剂的分解温度不同 因此 防止火焰蔓延的效果更为明显著 阻燃剂的施加 可以在胶合板生产过程中加入 也可以待做成胶合板以后再进行阻燃处理 这些化学药剂的防火作用为影响烟的发生 明火燃烧和火焰的蔓延许多已知的化合物对上述三种情况不能同时制止 但这些化合物能在热解反应中 改变其成炭的过程 从而减少产生易燃烧的成分 所以有阻燃作用 1 单一阻燃药剂主要有 硼砂Na2B4O7 10H2O硫酸铵 NH4 2SO4溴化钾KBr氯化铵NH4Cl溴化镁MgBr2溴化铵NH4Br 2 混合阻燃剂主要以下三种 混合阻燃剂 I 磷酸二氢铵80 硫酸铵10 硼酸10 混合阻燃剂 II 铬化氯化锌80 硫酸铵10 硼酸10 混合阻燃剂 III 硼酸25 硫酸铵35 氯化锌35 重铬酸5 三 阻燃胶合板的制造方法 1 单板浸渍处理 单板浸渍 可选用间断单板或干单板 但为了保证其具有一定浸清量 一般都用于单板浸渍为佳 浸渍处理后的单板还必须进行干燥浸渍处理方法 可分别采用常温浸法 温冷浴法及抽真空加压处理浸渍法 对于一般要求的阻燃胶合板 也可以在单板表面喷涂阻燃剂的方法来解决 2 阻燃混合液浸渍法 此法是将干单板直接浸渍 或涂刷 阻燃剂与胶粘剂的混合液这种工艺处理方法较简单 但一般需用高效阻燃剂 才能取得较好的阻燃效果制造工艺流程如图7 8 3 胶合板浸法 此法是将制成的胶合板 直接送入阻燃剂浸渍槽内进行浸渍处理 为了使阻燃剂能渗透到一定深度 使它具有更佳的阻燃性 目前在工业生产中可以采用 直空一加压 浸渍处理设备 用这种方法可获得理想的效果 其制造工艺流程如图7 9 第五节细木工板 一 细木工板的特点和用途是在芯板的两面覆盖一层或二层单板 经胶压而成的一种特种人造板 和实木拼板相比较 它具有结构稳定 不易变形 节约优质木材 幅面大 板面美观 力学性能了等优点 细木工板与刨花板 胶合板等其它人造板相比 细木工板也有一系列的突出优点 长期以来细木板在国际木材交易市场上销售量很大 用户购买活跃 销售形势日趋看好 而在国内市场上 细木工板的购买热则是刚刚兴起 尤其是高档次室内装饰装修用的细木工板自改革开放以来 随着我国人民生活水平的提高 居住环境条件的改善 城乡居民室内装修热湖一浪高过一浪 这给细木工板的生产发展创造了光明的前景 细木工板的生产可以充分利用边材小科 原料来源充足 随着国外先进木材加工机械设备和工艺流程技术的引进 国产细木工板的产品质量在不断提高 生产成本也日趋下降 具有物美价廉的优点 倍受用户育睐 1 细木工板生产设备比较简单 设备投资少 以年产量相同的厂来比较 细木工板厂的设备投资仅为胶合板厂的1 4 为刨花板厂设备投资的1 8左右 2 生产细木工板所需原料的要求 要比生产胶合板低得多 制造单板要优质原木 而生产木工板需表层单板 它占板材材积很少 大量的是芯条 芯条可利用小径木 加工剩余物等 3 细木工板生产中耗胶量少 仅为同厚度胶合板或刨花的50 左右 4 细木工板生产所耗能源较少 5 细木工板和刨花板 纤维板相比较 它具有美丽的天然木纹 质轻 易于加工 有一定弹性握力 握钉力好等性能 根据芯板结构不同 细木工板 比不胶拼木条芯板制成的细木工板力学强度为佳 前者的拉伸极限强度 剪切强度 静曲强度和冲击弯度均大于后者用胶拼法则工艺较复杂 耗胶量多 成本较高 所以 应根据产品要求来选择结构 细木工板常用芯板的类型见表7 20 表7 20细木工板常用芯板的类型 根据芯板结构不同 又分为实心细木工板及空心细木工板细木工板的尺寸与普通胶合板相同 常用的规格是1220mm 1830mm 1000mm 2000mm 厚度20 25mm 特殊需要的规格 可按生产要求确定 细木工板适于制造家具 缝纫机台板 装车厢和船舶装修 建筑内部装饰等 细木工板表层材料的制造方法与普通胶合板相同 这里主要介绍芯板制造和细木工板的胶合及加工 二 实心细木工板制造 实心细木工芯板 所用的树种以针叶树材及软阔叶树材为主 常用的有松木 杉木 桦木 椴木等 这些均可应用木材加工厂的加工剩余物 硬性木材加工比较困难 制成细木工板后容积重大 受潮易变形 材质过分松软的柳木 杨木等 强度太低 采用时应有特殊措施 为了节约木材 通常可用废单板 木条 木板条 板皮 短材等废料 经锯割后使用 但材料必须经过干燥 使木材含水率达到6 8 细木工板芯板的厚度应为细木工板总厚度的60 80 按这种比例制得的产品 强度最大 形状稳定性最好 细木工板生产工艺流程如图4 10 细木板按其芯板结构不同 常用的有芯板结构如图7 11 芯板制造方法可分为三类 联合中板法 胶拼木条法和不胶拼芯板制造法 一 联合中板法 先用板材胶合成木方 其个邻层板材的年轮分布应对称 木方高度500 600mm 胶合冷固性胶 加压压力0 9 1 0Mpa 加压后停放6 10小时 胶压后 可把它锯割成胶拼的板材 然后在45 50 的温度下干燥 再横拼成所需要的芯板宽度 工艺流程如图7 12这种方法 芯板质量很高 但耗胶多 原料是板材 所以其成本较高 此法也可以单板作为原料制成 二 胶拼木条法 胶拼木条法是用胶把小木条拼成芯板 图7 13 其主要原料为毛边材 整边材和小木条 为使板材厚度一致 先用双面刨床刨平 再用多锯片圆机床把板材同时锯成木条 其宽度即为细木工板的厚度 木条胶拼机 图7 14 是这种方法的专用机床的示意图 这种机床的工作原理是 选将木条放在输送带上 木条在涂胶辊上面涂胶 涂胶后的木条送入木作拼胶拼 木条应紧密接触 通过热板时 胶液迅速固化 连续成带状的胶合芯板 在出口端用圆锯锯成要求的宽度 即制得所需的芯板 三 不胶拼芯板的制造法 上面的两种方法均需消耗胶料 因此芯板加工就较复杂 不胶拼中板制法 原料也是用木条 但其间不用胶 而用镶嵌物或夹具把它们连接制成的 1 镶纸带的不胶拼芯板制造法它是使板材的厚度变成木条的宽度来使用 把挑选好的木条 在缝合机上配芯板 由运输链把木条送入锯切机开槽 在槽内嵌入细绳 即制成芯板 其工艺流程如图7 15 2 框夹法 此法是利用金属框夹把配好的芯板夹紧 芯板两端铣出凹槽 嵌入金属横向拉紧器 利用框夹来紧 为了更好地夹紧芯板 用二根变曲木条放在芯板边上 利用它的弹性 使之紧固在框夹内 其工艺流程如图7 16 框夹法设备简单 操作方便 应用较多 四 细木工板胶合工艺 胶合是制造细木工板的一个重要工序 在胶合前 要对单板 或芯板 涂胶 组成板坯最后胶压成细木工板 细木工板板坯组合和胶合板生产相同 它一般为五层 胶涂在二 四层 中板 上 如系三层结构则涂在芯板上 三层结构产品的质量较低 涂胶也较困难 目前已较少采用 细木工板胶合的方法也分为热压及冷压两种 通常以热压为主要生产方法 热压胶合 压板间隔中 每次压一张细木工板 在其上下各衬铝板 热压工艺条件可见表7 21 注 热压时间是以表板厚度1 25mm 涂胶中板厚2 0mm为依据来确定的 单板中板厚度及其含水率变化时 可根据实际生产条件有所增减 板坯由压机上卸下后 蛋白质胶制成的细木工板应放在垫条上冷却 上下垫条应成一垂直线 用酚醛胶制成的细木工板可落在一起 借余热使胶粘剂进一步固化 冷压胶合的细木工板 卸压后 应进进干燥 一般可用小型周期式干燥室 干燥至含水率12 然后取出紧密堆放5 6天 使内部水分达到平衡 以免生产翘曲变形 细木工板可用胶合板剂边设备齐边 锯片可用密齿 单边拨料 据片速度为40 60m s 齐边后 用三辊简式砂光机砂光 三 空心细木工板 空心细木工板 是用二张薄胶合板作表板和背板 中间夹着一块较厚的轻质芯板 制成的产品具质坚 体轻等特性 它可用制造装配式房屋 临时建筑 活动车间的屋面板和墙壁板 也可用于家具 车厢 船舶 飞机制造等方面 抗弯强度高和硬度高等特性 是夹芯结构板的主要特点 大部分负荷应力凡表面板承担 芯板的最度与表面板厚度的比例决定结构的性能 表面板厚 结构物就强固 但重量亦稍增加 夹芯结构板的表面平整性和抗压强度 是设计这类制品时要着重注意的 首先应确定该类产品所采用的材料 然后正确地选定表板和芯板的厚度比例 夹芯结构板招兵买马需的材料包括表板 芯板的胶粘剂 表板可采用0 8 3 5mm厚的普通胶合板 也可采用层压胶合板或混合结构板 胶粘剂视产品使用环境和芯板材料而定 常用的胶粘剂有蛋白质胶 脲醛胶 酚醛胶 三聚氰胺胶 聚酯树脂及环氧树脂等 芯板材料有木木质空芯结构 轻木纤维板 木丝板及空心刨花板 馈沫橡胶可泡沫橡胶或泡沫玻璃等 下面是以单板和板材联合制造的芯材料 轻木夹芯材料及纸蜂窝芯材为例 说明制造空心板的方法 一 单板和板材联合制造夹芯材料 原料是单板和