1、膠合板的構(gòu)成原則

  木材具有各向異性，這種各向異性主要表現(xiàn)在木材的干縮與膨脹，各項物理和力學(xué)性能在各個方面有著很大的差異。干縮與膨脹以新采伐的木材到完全干燥（絕干），順紋方向的收縮為0.1%～0.3%，徑向收縮為3%～6%，弦向收縮為6%～12%。力學(xué)性能僅以抗拉強度而言，順紋方向約為橫紋方向的20倍。為了使膠合板有較好的特性，對木材這種固有的缺點應(yīng)使其構(gòu)成膠合板后從整體上不再體現(xiàn)出來，單板在組成膠合板時應(yīng)遵循以下原則：

（1）   對稱原則

對稱原則就是要求膠合板對稱中心平面兩側(cè)的單板，無論樹種、單板厚度、層數(shù)、制造方法、纖維方向、含水率都應(yīng)該相互對應(yīng)。

 膠合板在組成上有均層的（各層單板厚度相同）和非均層的（各層單板厚度不同）。對于非均層其對應(yīng)層和單板厚度一定要相同；對于采用混合樹種的膠合板，其對應(yīng)層樹種一般來說應(yīng)該相同。

 由于木材具有吸濕膨脹、排濕收縮的特點，所以當(dāng)含水率發(fā)生變化時，各層單板都要發(fā)生形變。這種形變隨木材的纖維方向不同而不同，因此引起的應(yīng)力大小也就不一樣。其應(yīng)力大小可用下式計算：

式中： —應(yīng)力（MPa）

     E —材料的彈性模量（與單板的樹種含水率等有關(guān)，MPa）;

      —應(yīng)變（與單板材種、纖維方向等有關(guān)），＝L/L。

通過上式可知，彈性模量不同，應(yīng)力不同；應(yīng)變不同，應(yīng)力也不同。如果不符合對稱原則，對稱中心平面兩側(cè)對應(yīng)層單板的樹種、厚度、層數(shù)、制造方法、纖維方向、含水率等有某些差異，就會使對稱中心平面兩側(cè)單板的應(yīng)力不相等，特別是膠合板含水率發(fā)生變化時，這種應(yīng)力區(qū)別就更大，就會導(dǎo)致膠合板變形以至開裂等缺陷。當(dāng)符合對稱原則時，膠合板中心平面兩側(cè)各對應(yīng)層不同方向的應(yīng)力大小相等，當(dāng)膠合板啟水率發(fā)生變化時，各層應(yīng)力雖有變化，但對應(yīng)層的應(yīng)力變化是均等的。因此，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會產(chǎn)生變形、開裂等缺陷。所以對稱原則成為一切人造板產(chǎn)品必須遵守的基本原則。

（2）   奇數(shù)層原則

膠合板的層數(shù)必須是奇數(shù)層。由于膠合板的結(jié)構(gòu)是相鄰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)。

膠合板受力時往往以彎曲的形式出現(xiàn)，彎曲時在其內(nèi)部水平剪應(yīng)力的分布情況，可以看出水平剪應(yīng)力的最大值分布在中心層平面上。如果是偶數(shù)層膠合板也符合對稱原則，但偶數(shù)層的中心對稱平面是在膠層上，因為一般來說膠層比較脆，彈塑性沒有木材好，而受水平剪應(yīng)力又最大，這樣容易使膠層剝落，使合板的膠合強度降低。另外偶數(shù)層膠合板要符合對稱原則，其中間相鄰兩層單板的纖維方向必須相同，這種結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一張厚芯的三層膠合板，這種結(jié)構(gòu)不能帶來板子性能的改善，只會使更多的木材、工時和膠黏劑的消耗。如果遵循奇數(shù)層原則，則水平剪應(yīng)力最大值分布在中間層芯板上，這樣就避免了采用偶數(shù)層結(jié)構(gòu)所帶來的缺陷。

過去還提出層的厚度原則，意指對同一厚度的膠合板，其單板越薄，層數(shù)越多，膠合板的縱橫向強度差異越小，物理力學(xué)性能越均衡。但在實際生產(chǎn)中，單板的厚度是受到限制的；況且，用很薄的單板制造膠合板，會導(dǎo)致生產(chǎn)過程過分復(fù)雜，生產(chǎn)率降低，原材料消耗增加，成本提高。因此層的厚度原則目前已不再提倡。在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品用途來選擇適當(dāng)?shù)膯伟搴穸取?/span>

2、涂膠單板的陳化與干燥

（1）涂膠單板的陳化

單板涂膠后，在熱壓之前放置一段時間，這個過程稱為陳化時間。其目的是使膠液濃縮，避免熱壓時鼓泡；使涂膠后的單板充分膨脹，克服疊芯離縫等缺陷。陳化的方式有兩種：單板涂膠后在組坯以前放置一段時間稱為開放陳化；單板涂膠后即組坯，在上壓機放放置一段時間稱為閉合陳化。

涂膠單板陳化這種工藝方法一般用于含水分大的膠黏劑，如豆膠、不脫水脲醛樹脂膠和中板涂膠后不干燥的酚醛樹脂膠等。

陳化時間隨車間的溫度及膠種而異。脲醛樹脂陳化時間為：車間溫度15～25℃時，陳化60min；車間溫度在26℃以上時，陳化30min。

涂膠后的單板如果較長時間密集在堆積起來，若采用高摩爾比的膠，板坯中會出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象，如樺木板坯可高達50℃.其主要原因是木材吸濕后放出熱量的積累。這種堆積熱會使膠黏早期固化，使黏度降低，導(dǎo)致單板滲膠過多，從而降低膠著力，在生產(chǎn)中要引起注意。

（3）涂膠單板的干燥

涂膠單板一般不干燥，只是有的特種膠合板、表層改薄普通膠合板或涂膠后單板含水率過高時，對單板進行干燥處理。涂膠單板的干燥，應(yīng)在膠中水分滲入單板內(nèi)部以前迅速將水分排出，否則水分過多滲入單板內(nèi)，板面膠量減少，會使膠合強度下降。

單板含水率、施膠量、膠黏劑種類、干燥設(shè)備內(nèi)介質(zhì)溫度、風(fēng)速和相對濕度等是決定單板干燥過程的條件，其中干燥溫度是主要條件。干燥溫度越高，干燥速度就越快；但是溫度過高會引起部分樹脂分子固化，甚至表面出現(xiàn)氣泡。所以干燥溫度應(yīng)適當(dāng)，一般在80～90℃范圍內(nèi)，最高不超過110℃.干燥后的質(zhì)量要求為：水分和揮發(fā)物含量為6%～12%（薄板可為8%～12%，厚板和多層板可為6%～8%）；膠黏劑的固化率小于2%～3%。

單板干燥的設(shè)備有三種：簡易干燥室、平板壓機和傳送式干燥機。

3、組坯

組坯就是將面、背板和涂過膠的芯板組合成板坯。板坯厚度是按成品厚度、加壓過程中板坯壓縮率及表面加工余量的大小來決定的。

壓縮率的大小因樹種、含水率和熱壓條件等不同而有所差別.通常材質(zhì)松軟、含水率高、壓力大、溫度高、加壓時間長,則壓縮率大;反之則壓縮率小。壓縮率與成品性能有密切關(guān)系,板坯壓縮率對于普通膠合板來說一般為5%～10%.

膠合板各層單板可以是等厚度的,也可以是表板薄、芯板厚的結(jié)構(gòu)。后者能更好地利用優(yōu)質(zhì)木材。目前生產(chǎn)中表板厚度普遍采用0.5mm。

算出板坯厚度后,要確定各層單板厚度,進行搭配,在實際生產(chǎn)中還應(yīng)與旋切機制造單板的名義厚度相適應(yīng)。配出的板坯厚度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的偏差范圍內(nèi)。

膠合板中各層單板的質(zhì)量要求是不同的。要板要求最高,這是區(qū)分膠合板等級的重要依據(jù)。背板質(zhì)量可略低一些。芯板雖然對材質(zhì)要求不高,但要平整,對缺陷很好的修補。組坯時每張膠合板面板與背板的質(zhì)量要求和搭配應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

(1)手工組坯

目前我國膠合板生產(chǎn)仍然以手工組坯為主,手工組坯要注意以下幾點:

排芯要“一邊一頭齊”,為板坯膠合和栽邊設(shè)立基準(zhǔn)。

對閉合陳化方式,使用零片組坯要根據(jù)單板吸水后膨脹規(guī)律預(yù)留縫隙,避免膠合板產(chǎn)生疊芯、離縫等缺陷。

表板緊面要朝外。

相鄰層單板紋理就相互垂直.

小窄條單板要放在中間,防止搬運和裝板中錯位、歪斜而造成次品。

表芯板加工余量要適應(yīng),芯板比表板略小一些,以防止膠壓時膠液被擠出,污染和腐蝕熱壓板.

(2)機械化組坯

“施膠/組坯/熱壓”這一工段所花費的勞動力相當(dāng)于整個膠合板生產(chǎn)的1/4左右.所以組坯作業(yè)機械化,是提高勞動生產(chǎn)率、實現(xiàn)膠合板生產(chǎn)連續(xù)化的重要一環(huán)。而實現(xiàn)組坯機械化首先必須芯板整張化,從而解決窄芯板寬窄不一、疊芯離縫給組坯帶來的困難。目前芯板整張化比較成功的辦法是用三、四條熱熔性樹脂尼龍線將芯板膠成整張板。

4、板坯預(yù)壓

板坯在進入熱壓機之前,先放入冷壓機中將板坯加壓,靠膠的黏性使單板黏合在一起,這個過程稱為預(yù)壓。

(1)板坯預(yù)壓的意義

采用預(yù)壓生產(chǎn)方式有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高,可以減少熱壓過程中的輔助時間，縮短熱壓周期,提高熱壓機的生產(chǎn)率；板坯運輸和裝卸方便,便于運用機械裝卸板,能降低工人勞動強度；減小熱壓板間距和墊板運輸設(shè)備,節(jié)約能源。板坯預(yù)壓之后也可在板坯進入裝板架前逐張檢查,發(fā)現(xiàn)缺陷進行修補。

 為了適應(yīng)預(yù)壓工藝要求,使膠黏劑具有一定的初黏性,要對膠黏劑進行改性。酚醛樹脂膠陳化后黏度很大,可滿足預(yù)壓要求。脲醛樹脂膠則需要改性,可加入適量填料,如面粉等�；蛟诤铣蓵r加入適量聚乙烯醇進行改性。

(2)板坯預(yù)壓工藝

預(yù)壓工藝條件隨樹種、膠的性能不同而異.目前國內(nèi)使用的聚乙烯醇改性脲醛膠，板坯陳化時間20～40min,單位壓力0.8～1.2MPa,加工時間30～60min。

(3)板坯的預(yù)壓設(shè)備

預(yù)壓使用的設(shè)備可用一般的冷壓機,上壓式工作最為方便。國內(nèi)設(shè)計的預(yù)壓機壓板間隔高度為1～1.5m，最大單位壓力1.5MPa，總壓力4500KN。在配備預(yù)壓機時,要與熱壓機相匹配。