梯形板膠合木的制造方法

金銀慧

（內(nèi)蒙古大興安嶺林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所 內(nèi)蒙古，呼倫貝爾 022150）

1 前言

目前，我國(guó)集成材的主要產(chǎn)品是非結(jié)構(gòu)用的木材。該類木材是在去除天然木材存在缺陷后，從木材紋理、接縫部位用木膠接合而成的一種材料，產(chǎn)品外觀美觀，用料均勻，能保持天然木材的材質(zhì)感，克服了天然木材易變形、開裂等缺陷，獲得木材、板材用以代替天然板材和方木，利用木材的邊角料，提高了木材的使用價(jià)值，是室內(nèi)裝修的理想材料。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)以其綠色環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧美觀等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。然而，我國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的發(fā)展還處于起步階段。對(duì)用快速生產(chǎn)的木材制成的集成材的研究將促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

2 選用落葉松的意義

大興安嶺的落葉松是東北林區(qū)、內(nèi)蒙古林區(qū)和華北、西南高寒針葉林的重要樹種之一。它也是我國(guó)最重要的木材樹種之一，是我國(guó)未來(lái)實(shí)施林業(yè)戰(zhàn)略的重要資源，其蓄積量占全國(guó)森林面積的22.9%，約7.7億立方米，占東北林區(qū)針葉林總蓄積量的40%以上。大興安嶺的落葉松年產(chǎn)量超過(guò)400萬(wàn)平方米。再加上種植面積很廣，是經(jīng)濟(jì)林部的重要資源。落葉松通常直徑較小，節(jié)數(shù)較多，直接加工利用的產(chǎn)量較小。存在早、晚材變化快、干燥收縮差異大、干燥困難、簡(jiǎn)單變形開裂、材質(zhì)硬、重等問(wèn)題；加之木材中有樹脂，表面涂層、粘接性能差，不能有效使用同時(shí)我國(guó)落葉松具有軀干挺直、圓錐體小、芯材與夾板差別顯著、材料堅(jiān)韌等機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)、彎曲和拉伸強(qiáng)度大、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。集成材有“小材廣用，劣質(zhì)材好用”的特性，才能充分發(fā)揮落葉松的性能，充分發(fā)揮其效益，提高落葉松木材的綜合利用率。落葉松作為工程材料的收購(gòu)，對(duì)于合理利用森林資源，促進(jìn)我國(guó)林區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

3 膠合木制作方法

3.1 鋸材干燥

為了生產(chǎn)出兩種能滿足一般市場(chǎng)需求的梯形板膠合木，必須選擇鋸材較長(zhǎng)的木材來(lái)滿足膠合板的制作需要。此外，所用鋸木的含水率會(huì)影響鋸木通過(guò)膠水接合時(shí)所需的時(shí)間以及牢靠程度，對(duì)膠合板的力學(xué)性能也有很大的影響。當(dāng)木材的含水率為8%～15%時(shí)，且相鄰層合板含水率小于5%時(shí)，膠皮可獲得不易收縮的結(jié)構(gòu)尺寸，充分發(fā)揮其力學(xué)性能。木材的干燥方法通常有自然干燥法和人工干燥法。為了能充分發(fā)揮膠皮的力學(xué)性能，在生產(chǎn)膠木時(shí)通常會(huì)采用自然干燥法，它使木材在自然環(huán)境中干燥而不破壞木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和韌性，對(duì)保持木材的完整性以及紋路的連續(xù)性有很大的好處。而人工干燥方法主要是指利用干燥箱或烘干機(jī)對(duì)木材進(jìn)行人為干燥，雖然人工干燥方法需要的時(shí)間較之自然干燥會(huì)短很多，但干燥溫度以及干燥時(shí)間的控制相當(dāng)困難，也會(huì)在一定程度上破壞木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在自然干燥后檢查木材的裂縫和缺陷，最好確保含水量在10%左右。干燥完畢后，將木材都集中在一個(gè)干燥的環(huán)境中保存，防止較大的空氣濕度或是雨水導(dǎo)致木材受潮，影響后續(xù)的加工。

3.2 材料分等

由于自然產(chǎn)生的木材在強(qiáng)度上是參差不齊的，并且鋸材中存在一些缺陷會(huì)對(duì)后續(xù)的加工造成影響，所以在鋸材干燥后需要根據(jù)鋸材的大小、有無(wú)缺陷、缺陷的多少等來(lái)劃分等級(jí)，以確定不同等級(jí)的鋸材的用途。完整缺陷少的、鋸材大的，除了可以用作制造膠合木，還可以直接用來(lái)制造高檔的原木家具，或者用于一些關(guān)于木材性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。而那些存在較多缺陷的如腐朽、木節(jié)過(guò)大、蟲蛀過(guò)多的鋸材將不會(huì)得到使用，表面缺陷明顯的鋸材也將遭到去除。通過(guò)把木材分成三六九等能夠方便選材，便于剔除那些缺陷比較多的劣質(zhì)鋸材，直接利用優(yōu)質(zhì)、完整的鋸材來(lái)制造梯形膠合木板，這是保證梯形膠合木板整體材料均勻，力學(xué)性能整體一致的必要措施。唯有從選材上就著重選擇才能制造出符合市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)的膠合木。

3.3 刨削

將鋸木經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分選后，讓它們通過(guò)拋光的凹槽從而制成優(yōu)質(zhì)且表面光滑平整的木材。然后在對(duì)木材進(jìn)行切割。板材加工包括三道工序：橫截面、雙面水平、平板水平。板材加工中應(yīng)選擇彎曲較大的板材作為第一橫截面，使板材的總曲線小于2mm，以確保足夠的平整度。對(duì)于從兩側(cè)抬起的板材，當(dāng)彎曲較大時(shí)，應(yīng)先加工第一個(gè)橫截面，然后將側(cè)面對(duì)齊，形成平面上的基準(zhǔn)面。在兩側(cè)出現(xiàn)大彎曲和橫截面后，將其提升，以形成一定規(guī)格大小的板材。根據(jù)需求的不同，需要控制切割木材的原始橫截面在一個(gè)合適的寬度。由于還需要將切割的木材延伸并加厚，因此常常將切割木材的橫截面規(guī)劃為三種規(guī)格。然后，這些不同規(guī)格的木材分類存放。從中選擇出符合要求板材來(lái)進(jìn)行膠合木的制造。

3.4 板材膠合后的養(yǎng)護(hù)

就集合板材的膠粘劑而言，對(duì)膠粘劑的耐水性和耐熱性有一定的要求，所用的膠水必須保證接頭處的粘接強(qiáng)度不低于木材自身的縱橫向許用強(qiáng)度。在實(shí)際加工中一般采用間甲苯二甲酚-甲醛樹脂膠粘劑對(duì)木材進(jìn)行膠接，該膠粘劑生產(chǎn)的要求能夠滿足板材膠接。在木材膠合的時(shí)候，必須保證粘合劑均勻地涂在板材的表面，涂層量至少為400g/m2。由于東北落葉松的長(zhǎng)度大于膠木構(gòu)件的長(zhǎng)度，所以膠板的生產(chǎn)不需要指接，也就是不需要把較短的木材先通過(guò)拼接形成符合要求的木材，排除了拼接效應(yīng)對(duì)膠板的影響。為了最大限度地使用材料，并且不造成浪費(fèi)，可以合理使用一些粘合板的組裝方法。本次裝配將采用先擴(kuò)大后加厚的順序，在過(guò)程中應(yīng)特別注意膠料上下層之間的水平距離。膠接閥的水平距離應(yīng)大于40mm。機(jī)器全天候工作后，必須將擴(kuò)展部件放置在維修區(qū)進(jìn)行維修，以延長(zhǎng)零件的使用壽命。維護(hù)工作完成后，通過(guò)擠壓去除粘合劑，并使膨脹部件的表面光滑。

3.5 對(duì)膠合后的板材進(jìn)行最后的拋光

膠接完后的板材有些地方存在多余的膠水，硬化后使得板材不在平整，或是由于膠接使得原本平整的板面發(fā)生了一些形變、傾斜，這些都會(huì)對(duì)后續(xù)梯形板膠合木的使用于銷售產(chǎn)生不利的影響，所以還需要對(duì)膠合木進(jìn)行最后的切割與拋光。最終應(yīng)使得所以的板材符合既定的規(guī)格。

4 膠合板制造過(guò)程中的問(wèn)題

4.1 成品材料的出現(xiàn)率低

對(duì)材料按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求太高。此外木材加工設(shè)備精度低，板材誤差大。如果板材厚度過(guò)大，則刨削余量較大，如果板材厚度過(guò)薄，則直接丟棄。膠合材的寬度沒(méi)有根據(jù)膠合材的尺寸來(lái)確定，造成了大量?jī)?yōu)質(zhì)木材在切割過(guò)程中的浪費(fèi)。由于板材干燥質(zhì)量差，導(dǎo)致板材在干燥過(guò)程中發(fā)生較大的變形和開裂，對(duì)膠合材的成品率有很大影響。清除缺陷是一個(gè)損失大量木材的過(guò)程。由于操作人員不熟練，責(zé)任心不強(qiáng)，優(yōu)質(zhì)木材經(jīng)常被去除，造成大量木材浪費(fèi)。

4.2 廢料沒(méi)有得到充分合理的利用

膠合木的產(chǎn)量?jī)H為15%，這證明了還有85%的廢料可以使用，這其中包括單板、木屑、短的木材和鋸屑。目前各公司都在盡力利用這些廢物，并取得了初步成果。但由于條件的限制，尚未得到充分開發(fā)，特別是鋸末和鋸末的數(shù)量過(guò)大。必須進(jìn)行調(diào)查和研究。

4.3 膠水等依賴進(jìn)口

工廠所用膠粘劑及刀具全部進(jìn)口。由于價(jià)格高，提高了產(chǎn)品的成本。尤其是膠粘劑的耐久性只有三個(gè)月。一般采用船舶運(yùn)輸，運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)。由于生產(chǎn)中沒(méi)有檢測(cè)方法，很容易使用過(guò)期的膠水，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

5 結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)建筑材料相比，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)具有重量輕、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)舊木結(jié)構(gòu)以其環(huán)保、節(jié)能、美觀、舒適、穩(wěn)定的力學(xué)性能而享譽(yù)國(guó)內(nèi)外，已以發(fā)展成為符合當(dāng)代可持續(xù)發(fā)展和綠色生活趨勢(shì)的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)。這也符合我國(guó)資源環(huán)境保護(hù)的基本國(guó)策。通過(guò)對(duì)膠合木的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了分析和探討。提出了膠粘板生產(chǎn)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。為中國(guó)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的發(fā)展、推廣和應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。