胶合板制造工艺学-1

1、胶合板胶合板 制造工艺学制造工艺学 绪论绪论 一、胶合板的发展史一、胶合板的发展史 公元前公元前3000年年，在古埃及用手工的方法生产出许多珍贵木，在古埃及用手工的方法生产出许多珍贵木 片，用片，用 磨料磨料浮石，用胶粘合在一起制造家具。浮石，用胶粘合在一起制造家具。 在在1812年年，一位法国的技工首先获得第一台锯切机的专利权。，一位法国的技工首先获得第一台锯切机的专利权。 1818年年，出现了旋切机的雏形。，出现了旋切机的雏形。 1834年年，第一台刨切机专利权被授予。，第一台刨切机专利权被授予。 在在18401844年间年间，由美国、法国分别获得旋切机的专利权。，由美国、法国分别获得旋切

2、机的专利权。 在在19世纪中叶，世纪中叶，在德国建立了第一个单板制造厂，使用的美国、法国的在德国建立了第一个单板制造厂，使用的美国、法国的 旋切机。在第一次世界大战前，由于旋切机的改进，大大促进了胶合旋切机。在第一次世界大战前，由于旋切机的改进，大大促进了胶合 板的生产，世界上首次机械化板的生产，世界上首次机械化大规模生产胶合板，时间为大规模生产胶合板，时间为1860 1875年年，生产胶合板的国家：美，法，德。，生产胶合板的国家：美，法，德。 19世纪末，胶合板质量才较好世纪末，胶合板质量才较好,建立起新的胶合建立起新的胶合 板企业。从发展上来看，德国胶合板发展较快，首次板企业。从发展上来看

3、，德国胶合板发展较快，首次 把胶合板用在军工业上，特别第一次世界大战后，德把胶合板用在军工业上，特别第一次世界大战后，德 国恢复商船队，促进胶合板发展，胶种有钢木素和蛋国恢复商船队，促进胶合板发展，胶种有钢木素和蛋 白质胶。白质胶。 除德国外，美国和加拿大的胶合板企业发展也很除德国外，美国和加拿大的胶合板企业发展也很 快。在美国西部和加拿大有高生产力和大型胶合板企快。在美国西部和加拿大有高生产力和大型胶合板企 业，在企业中采用许多新的高速度、高效率的设备，业，在企业中采用许多新的高速度、高效率的设备， 再加上微机的广泛使用，胶合板生产具有自动化、连再加上微机的广泛使用，胶合板生产具有自动化、连

4、 续化及机械化，具有高生产能力。续化及机械化，具有高生产能力。 二、国外胶合板生产类型二、国外胶合板生产类型 (1) 美加式厚胶合板：美加式厚胶合板： 以结构胶合板为主，注重强度高、韧度及结构的要求：以结构胶合板为主，注重强度高、韧度及结构的要求： 厚度在厚度在733mm； 幅面大，一般为幅面大，一般为48，410； 树种以针叶材为主，针叶材胶合板占树种以针叶材为主，针叶材胶合板占90%。 拿美国来说，主要生产针叶材胶合板，针叶材胶合板占拿美国来说，主要生产针叶材胶合板，针叶材胶合板占85%。 针叶材资源丰富，在美国木材蓄积总量中针叶材资源丰富，在美国木材蓄积总量中70%是针叶材，是针叶材，

5、并且针叶材品种也多，如南方松，花并且针叶材品种也多，如南方松，花 旗松，铁杉，云杉，冷杉，特别是南旗松，铁杉，云杉，冷杉，特别是南 方松人工材的使用，给针叶材胶合板方松人工材的使用，给针叶材胶合板 生产创造了条件。生产创造了条件。 这类胶合板生产比较粗放，生这类胶合板生产比较粗放，生 产率很高，产量很大。产率很高，产量很大。 (2). 以日本为主的薄胶合板生产：以日本为主的薄胶合板生产： 这类国家除日本外，还有东南亚一些国家，这类国家除日本外，还有东南亚一些国家， 用材质次的木材生产厚的芯板生产厚芯板。使用材质次的木材生产厚的芯板生产厚芯板。使 用大径级阔叶材旋制薄表板，表板厚度一般只用大径级

6、阔叶材旋制薄表板，表板厚度一般只 有有0.60.7mm，生产出的胶合板有，生产出的胶合板有3mm,也有也有 5mm。胶合板生产是精工细作，质量好，以。胶合板生产是精工细作，质量好，以 UF为主用于室内。为主用于室内。 日本胶合板生产向深加工发展。日本胶合板生产向深加工发展。 1.1 mm 1.1 mm 1.1 mm 3.3 mm 0.85 mm 1.6 mm 0.85 mm 3.3 mm 三、发展胶合板生产的意义三、发展胶合板生产的意义 （1）克服了天然木材固有的缺陷）克服了天然木材固有的缺陷 木材优点：材质轻，纹理美观，有弹性，但也有缺点，如生木材优点：材质轻，纹理美观，有弹性，但也有缺点，

7、如生 长过程中节子、腐朽、沟纹、虫眼长过程中节子、腐朽、沟纹、虫眼吸水排水中开裂，变形，锯吸水排水中开裂，变形，锯 制板材的宽度受到径级限制，又有各向异性的特点，把木材作成制板材的宽度受到径级限制，又有各向异性的特点，把木材作成 胶合板后就可剔除这些缺陷，而且胶合板幅面大，克服各向异性，胶合板后就可剔除这些缺陷，而且胶合板幅面大，克服各向异性， 木材变形时，胶合板不变形。木材变形时，胶合板不变形。 （2）节约木材，提高利用率）节约木材，提高利用率 1m3胶合板可代替胶合板可代替4m3板材使用，锯材最小厚度板材使用，锯材最小厚度12mm才能用，才能用， 把木材制成胶合板只要把木材制成胶合板只要3

8、mm就可使用，即使用厚度就可使用，即使用厚度4:1。 （3）强重比高）强重比高 强重比是强度与密度的比值，一般硬木的密度是钢材的强重比是强度与密度的比值，一般硬木的密度是钢材的1/8。 软材约是钢材的软材约是钢材的1/15，所以在同样强度下，木材比钢材的轻。，所以在同样强度下，木材比钢材的轻。 第一章第一章 胶合板及其物理力学性质胶合板及其物理力学性质 1-1 胶合板及其分类胶合板及其分类 一、胶合板一、胶合板 定义：定义：通常是由相邻层单板纹理方向互相垂直排列的通常是由相邻层单板纹理方向互相垂直排列的 三层或多层（一般为奇数层）单板通过胶粘剂胶合而三层或多层（一般为奇数层）单板通过胶粘剂胶合

9、而 成的板状材料。成的板状材料。 这里我来解释两点：一、相邻这里我来解释两点：一、相邻 层单板纹理方向互相垂直。拿层单板纹理方向互相垂直。拿3mm 厚的胶合板来说，如果第一层单板厚的胶合板来说，如果第一层单板 纹理方向是顺纹的，则第二层为横纹理方向是顺纹的，则第二层为横 纹的，第三层为顺纹的。二、通过纹的，第三层为顺纹的。二、通过 胶粘剂胶合是指单板要涂胶。胶粘剂胶合是指单板要涂胶。 1 2 3 4 5 表板：胶合板的表层单板。表板：胶合板的表层单板。 面板：在胶合板的两个表板面板：在胶合板的两个表板 中，外观质量较好的中，外观质量较好的 那个表板称面板。那个表板称面板。 背板：相对于表板的另

10、一侧背板：相对于表板的另一侧 单板。单板。 短芯板短芯板(芯板芯板)：纹理方向与：纹理方向与 表板纹理方向垂直表板纹理方向垂直 的内层单板。的内层单板。 长芯板（长中板）：纹理方长芯板（长中板）：纹理方 向与表板纹理方向向与表板纹理方向 平行的内单板。平行的内单板。 二、分类二、分类 胶合板的分类方法很多，在国家标准胶合板的分类方法很多，在国家标准GB9846.1- 9846.12-2004中规定了中规定了6种分类方法，其中最普遍应种分类方法，其中最普遍应 用的是根据胶合板的结构、加工方法和用途分为普通用的是根据胶合板的结构、加工方法和用途分为普通 胶合板和特种胶合板。胶合板和特种胶合板。 下

11、面先讲一下普通胶合板。普通胶合板仅由奇数下面先讲一下普通胶合板。普通胶合板仅由奇数 层单板根据对称原则组坯胶合而成，是产量最多，用层单板根据对称原则组坯胶合而成，是产量最多，用 途最广，结构最为典型的胶合产品。下面先讲一下它途最广，结构最为典型的胶合产品。下面先讲一下它 的分类。的分类。 1. 分类分类 在国家标准在国家标准GB9846.1-9846.12-2004中规定中规定: 按胶层的耐水性和耐久性分为三类：按胶层的耐水性和耐久性分为三类： v类胶合板（耐气候、耐沸水胶合板）类胶合板（耐气候、耐沸水胶合板） 使用酚醛树脂胶或与其性能相近的其他胶粘剂。这类胶使用酚醛树脂胶或与其性能相近的其他

12、胶粘剂。这类胶 合板具有耐久、耐煮沸或蒸汽处理和抗菌等性能，能在室外合板具有耐久、耐煮沸或蒸汽处理和抗菌等性能，能在室外 使用。使用。 v类胶合板（耐水胶合板）类胶合板（耐水胶合板） 使用脲醛树脂胶，这类胶合板能长时间在冷水中浸泡，使用脲醛树脂胶，这类胶合板能长时间在冷水中浸泡， 短时间在热水中浸泡也不易开胶，具有抗菌性能，但不耐煮短时间在热水中浸泡也不易开胶，具有抗菌性能，但不耐煮 沸，主要在室内使用。沸，主要在室内使用。 v类胶合板（耐潮胶合板）类胶合板（耐潮胶合板） 使用血胶或低树脂含量的脲醛树脂胶，可以短时间在冷使用血胶或低树脂含量的脲醛树脂胶，可以短时间在冷 水中浸泡，主要用于室内常

13、态下使用。水中浸泡，主要用于室内常态下使用。 2幅面尺寸幅面尺寸 国家规定胶合板幅面以国家规定胶合板幅面以mm为计算单位，厚度也以为计算单位，厚度也以mm 为计算单位，但实际生活中人们习惯于用英尺为单位。为计算单位，但实际生活中人们习惯于用英尺为单位。 1=305mm v国家标准中规定的胶合板尺寸有：国家标准中规定的胶合板尺寸有： v33 915mm915 mm v34 915mm1220 mm v36 915mm1830 mm v37 915mm2135 mm v44 1220mm1220 mm v46 1220mm1830 mm v47 1220mm2135 mm v48 1220mm24

14、40 mm 1-2 胶合板的构成原则胶合板的构成原则 木材具有各向异性，为了消除木材固有的缺点，木材具有各向异性，为了消除木材固有的缺点， 单板在组成胶合板时，应遵守以下原则：单板在组成胶合板时，应遵守以下原则： 1. 对称原则对称原则 对称原则：胶合板对称中心面两侧的对称原则：胶合板对称中心面两侧的 单板，无论树种、单板厚单板，无论树种、单板厚 度、层数、制造方法（旋度、层数、制造方法（旋 切或刨切）、纤维方向、切或刨切）、纤维方向、 单板的含水率都应相同或单板的含水率都应相同或 相近。相近。 1 2 3 4 5 2. 奇数层原则奇数层原则 奇数层原则：胶合板的总层数必须是奇数奇数层原则：胶

15、合板的总层数必须是奇数 为什么胶合板要作成奇数层？原因有两个：为什么胶合板要作成奇数层？原因有两个： （1）由于胶合板的结构是相邻层单板的纤维）由于胶合板的结构是相邻层单板的纤维 方向相互垂直，而且又必须符合对称原则，因方向相互垂直，而且又必须符合对称原则，因 此它的总层数必定是奇数。此它的总层数必定是奇数。 （2）当胶合板受力弯曲时，）当胶合板受力弯曲时， 最大剪切应力通过它的对称最大剪切应力通过它的对称 中心平面，对于奇数层胶合中心平面，对于奇数层胶合 板来说，它的对称中心平面板来说，它的对称中心平面 即为中间层单板，即最大剪即为中间层单板，即最大剪 切应力通过木材；对于偶数切应力通过木材

16、；对于偶数 层单板来说，最大剪切应力层单板来说，最大剪切应力 通过胶层。同时，胶层的强通过胶层。同时，胶层的强 度是低于木材的，所以如果度是低于木材的，所以如果 把胶合板做成偶数层时，就把胶合板做成偶数层时，就 相当于降低了其强度。相当于降低了其强度。 第三节第三节 胶合板的物理力学性能胶合板的物理力学性能 在实际生产中经常检测胶合强度、含水率和甲醛在实际生产中经常检测胶合强度、含水率和甲醛 释放量释放量 1. 胶合强度胶合强度. 胶合强度是胶合质量的重要标志，所有胶合板产胶合强度是胶合质量的重要标志，所有胶合板产 品都必须测其胶合强度。测定胶合板强度使用胶合强品都必须测其胶合强度。测定胶合板

17、强度使用胶合强 度试件按以下两种形式锯割度试件按以下两种形式锯割. 拉拉 伸伸 方方 向向 L 图图2-5 拉伸剪切强度试件的形状及尺寸拉伸剪切强度试件的形状及尺寸 第一种第一种A型：试件的表板厚度型：试件的表板厚度(压板前单板厚度压板前单板厚度)大于大于1mm的胶的胶 合板采用合板采用A型试件尺寸两个槽间距为型试件尺寸两个槽间距为20mm; 第二种第二种B型型:表板厚度自表板厚度自1mm(含含1mm)以下的采用以下的采用B型槽间距为型槽间距为 10mm.两种试件开槽宽度为两种试件开槽宽度为3mm v类胶合板：在沸水中煮类胶合板：在沸水中煮4h，然后在，然后在633 的的 烘箱中干燥烘箱中干燥

18、20h，再在沸水中煮，再在沸水中煮4h，取出后在室温，取出后在室温 下冷却下冷却10min v类胶合板（耐水胶合板）类胶合板（耐水胶合板） v在在633 的热水中浸泡的热水中浸泡3 h ，取出后在室温下，取出后在室温下 冷却冷却10min。 将处理好的试件两端夹紧于试验机的一对活动将处理好的试件两端夹紧于试验机的一对活动 夹具中，以等速度对试件加载至破坏夹具中，以等速度对试件加载至破坏,读至最大破坏读至最大破坏 载荷重载荷重,然后根据试件类型分别利用公式求出胶合强然后根据试件类型分别利用公式求出胶合强 度。度。 单个试件的胶合强度单个试件的胶合强度 /MPa 、类类 椴木、杨木、拟赤杨椴木、杨

19、木、拟赤杨0.70 0.70 水曲柳、荷木、枫香、水曲柳、荷木、枫香、 榆木、柞木榆木、柞木 0.80 桦木桦木1.00 马尾松、云南松、落叶马尾松、云南松、落叶 松、云杉松、云杉 0.80 表表1-1 胶合强度指标值胶合强度指标值 类别类别 胶合板树种胶合板树种 二、含水率二、含水率 首先称试件初重首先称试件初重mu v 试件在试件在1032的温度下干燥至恒定重量的温度下干燥至恒定重量, 待试件在干燥器中冷却后称重为待试件在干燥器中冷却后称重为M。 式中式中 H试件的含水率，试件的含水率，% mu试件干燥前的质量，试件干燥前的质量，g m0试件干燥后的质量，试件干燥后的质量，g 100 0

20、0 m mm H u 含水率含水率 /% 、类类、类类 阔叶材阔叶材 614816 针叶材针叶材 表表1-2 含水率含水率 值值 类别类别 胶合板树种胶合板树种 三、甲醛释放量三、甲醛释放量 胶合板中的甲醛释放量执行胶合板中的甲醛释放量执行室内装饰装修材料人造板及室内装饰装修材料人造板及 其制品中的甲醛释放限量其制品中的甲醛释放限量。 本标准自本标准自2002年年1月月1日起，生产企业生产的产品应执行本日起，生产企业生产的产品应执行本 国家标准，过渡期为国家标准，过渡期为6个月；自个月；自2002年年7月月1日起，市场上停止日起，市场上停止 销售不符合国家标准的产品。这对胶合板企业来讲是个巨大

21、的销售不符合国家标准的产品。这对胶合板企业来讲是个巨大的 挑战。因为在这之前，胶合板产品未规定此项指标。挑战。因为在这之前，胶合板产品未规定此项指标。 胶合板的甲醛释放量试验方法采用干燥器法，利用干燥器胶合板的甲醛释放量试验方法采用干燥器法，利用干燥器 法测定甲醛释放量基于下面两个步骤：法测定甲醛释放量基于下面两个步骤： v第一步：收集甲醛第一步：收集甲醛在干燥器底部放置盛有蒸馏水的结晶皿，在干燥器底部放置盛有蒸馏水的结晶皿， 在其上方固在其上方固 定的金属支架上放置试样，释放出的甲定的金属支架上放置试样，释放出的甲 醛被蒸馏水吸收，作为试醛被蒸馏水吸收，作为试 样溶液。样溶液。 v第二步：测

22、定甲醛浓度第二步：测定甲醛浓度用分光光度计测定试样中溶液的吸用分光光度计测定试样中溶液的吸 度，由预先绘制的标准曲线求得甲醛的浓度，具体方法度，由预先绘制的标准曲线求得甲醛的浓度，具体方法 见见GB18580.4.12条款。条款。 产品名称产品名称 试验方法试验方法限量值限量值使用范围使用范围 限量限量 标志标志 胶合板胶合板干燥器法干燥器法 0.5mg/L 1.5mg/L 可直接用于室内可直接用于室内 可直接用于室内可直接用于室内 E0 E1 5.0mg/L 必须饰面处理后必须饰面处理后 可允许用于室内可允许用于室内 E2 表表 胶合板甲醛释放限量值胶合板甲醛释放限量值 1-4 胶合板的生产过程胶合板的生产过程 一、胶合板的生产方法一、胶合板的生产方法 胶合板的生产方法可以分为干冷法和干热法。干和湿指胶合时胶合板的生产方法可以分为干冷法和干热法。干和湿指胶合时 用的是干单板还是湿单板。冷和热是指用热压胶合还是冷压胶合。用的是干单板还是湿单板。冷和热是指用热压胶合