梯形板膠合木的制造方法

金銀慧

（內蒙古大興安嶺林業(yè)科學技術研究所 內蒙古，呼倫貝爾 022150）

1 前言

目前，我國集成材的主要產品是非結構用的木材。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，產品外觀美觀，用料均勻，能保持天然木材的材質感，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值，是室內裝修的理想材料。在歐美等發(fā)達國家，現(xiàn)代木結構以其綠色環(huán)保、結構簡單、輕巧美觀等特點得到廣泛應用。然而，我國現(xiàn)代木結構的發(fā)展還處于起步階段。對用快速生產的木材制成的集成材的研究將促進我國現(xiàn)代木結構的發(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。它也是我國最重要的木材樹種之一，是我國未來實施林業(yè)戰(zhàn)略的重要資源，其蓄積量占全國森林面積的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量超過400萬平方米。再加上種植面積很廣，是經濟林部的重要資源。落葉松通常直徑較小，節(jié)數(shù)較多，直接加工利用的產量較小。存在早、晚材變化快、干燥收縮差異大、干燥困難、簡單變形開裂、材質硬、重等問題；加之木材中有樹脂，表面涂層、粘接性能差，不能有效使用同時我國落葉松具有軀干挺直、圓錐體小、芯材與夾板差別顯著、材料堅韌等機械強度強、彎曲和拉伸強度大、耐久性好等優(yōu)點。集成材有“小材廣用，劣質材好用”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，對于合理利用森林資源，促進我國林區(qū)經濟發(fā)展具有重要意義。

3 膠合木制作方法

3.1 鋸材干燥

為了生產出兩種能滿足一般市場需求的梯形板膠合木，必須選擇鋸材較長的木材來滿足膠合板的制作需要。此外，所用鋸木的含水率會影響鋸木通過膠水接合時所需的時間以及牢靠程度，對膠合板的力學性能也有很大的影響。當木材的含水率為8%～15%時，且相鄰層合板含水率小于5%時，膠皮可獲得不易收縮的結構尺寸，充分發(fā)揮其力學性能。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)揮膠皮的力學性能，在生產膠木時通常會采用自然干燥法，它使木材在自然環(huán)境中干燥而不破壞木材的內部結構和韌性，對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對木材進行人為干燥，雖然人工干燥方法需要的時間較之自然干燥會短很多，但干燥溫度以及干燥時間的控制相當困難，也會在一定程度上破壞木材的內部結構。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干燥的環(huán)境中保存，防止較大的空氣濕度或是雨水導致木材受潮，影響后續(xù)的加工。

3.2 材料分等

由于自然產生的木材在強度上是參差不齊的，并且鋸材中存在一些缺陷會對后續(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、有無缺陷、缺陷的多少等來劃分等級，以確定不同等級的鋸材的用途。完整缺陷少的、鋸材大的，除了可以用作制造膠合木，還可以直接用來制造高檔的原木家具，或者用于一些關于木材性質的實驗。而那些存在較多缺陷的如腐朽、木節(jié)過大、蟲蛀過多的鋸材將不會得到使用，表面缺陷明顯的鋸材也將遭到去除。通過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鋸材，直接利用優(yōu)質、完整的鋸材來制造梯形膠合木板，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需求的優(yōu)質的膠合木。

3.3 刨削

將鋸木經過仔細的分選后，讓它們通過拋光的凹槽從而制成優(yōu)質且表面光滑平整的木材。然后在對木材進行切割。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。對于從兩側抬起的板材，當彎曲較大時，應先加工第一個橫截面，然后將側面對齊，形成平面上的基準面。在兩側出現(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進行膠合木的制造。

3.4 板材膠合后的養(yǎng)護

就集合板材的膠粘劑而言，對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度不低于木材自身的縱橫向許用強度。在實際加工中一般采用間甲苯二甲酚-甲醛樹脂膠粘劑對木材進行膠接，該膠粘劑生產的要求能夠滿足板材膠接。在木材膠合的時候，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度大于膠木構件的長度，所以膠板的生產不需要指接，也就是不需要把較短的木材先通過拼接形成符合要求的木材，排除了拼接效應對膠板的影響。為了最大限度地使用材料，并且不造成浪費，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大后加厚的順序，在過程中應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大于40mm。機器全天候工作后，必須將擴展部件放置在維修區(qū)進行維修，以延長零件的使用壽命。維護工作完成后，通過擠壓去除粘合劑，并使膨脹部件的表面光滑。

3.5 對膠合后的板材進行最后的拋光

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，這些都會對后續(xù)梯形板膠合木的使用于銷售產生不利的影響，所以還需要對膠合木進行最后的切割與拋光。最終應使得所以的板材符合既定的規(guī)格。

4 膠合板制造過程中的問題

4.1 成品材料的出現(xiàn)率低

對材料按企業(yè)標準進行檢驗，對產品質量要求太高。此外木材加工設備精度低，板材誤差大。如果板材厚度過大，則刨削余量較大，如果板材厚度過薄，則直接丟棄。膠合材的寬度沒有根據(jù)膠合材的尺寸來確定，造成了大量優(yōu)質木材在切割過程中的浪費。由于板材干燥質量差，導致板材在干燥過程中發(fā)生較大的變形和開裂，對膠合材的成品率有很大影響。清除缺陷是一個損失大量木材的過程。由于操作人員不熟練，責任心不強，優(yōu)質木材經常被去除，造成大量木材浪費。

4.2 廢料沒有得到充分合理的利用

膠合木的產量僅為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)量過大。必須進行調查和研究。

4.3 膠水等依賴進口

工廠所用膠粘劑及刀具全部進口。由于價格高，提高了產品的成本。尤其是膠粘劑的耐久性只有三個月。一般采用船舶運輸，運輸時間較長。由于生產中沒有檢測方法，很容易使用過期的膠水，導致產品質量不合格。

5 結束語

與傳統(tǒng)建筑材料相比，現(xiàn)代木結構具有重量輕、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點。我國舊木結構以其環(huán)保、節(jié)能、美觀、舒適、穩(wěn)定的力學性能而享譽國內外，已以發(fā)展成為符合當代可持續(xù)發(fā)展和綠色生活趨勢的現(xiàn)代木結構。這也符合我國資源環(huán)境保護的基本國策。通過對膠合木的生產工藝進行了分析和探討。提出了膠粘板生產中應注意的幾個問題。為中國現(xiàn)代木結構的發(fā)展、推廣和應用奠定了一定的基礎。