胶合板 Plywood 目录
1.概述 2.木段准备 3.单板旋切 4.单板干燥
5.单板剪切与胶拼 6.胶粘剂
7.胶合板胶合
8.胶合板的加工分选 9.胶合板的表面处理
1 概述
定义：
由不同纹理方向排列的三层或多层（一般为奇数层）单板（veneer）通过胶粘剂胶合而成的板状材料(狭义）
胶合板结构（五层）
区分：
表板，芯板，中板（长芯板），面板和背板
结构基本原则
对称原则 Symmetric structure principle：
对称中心平面两侧的单板，无论木材性质、单板厚度、层数、纤维走向、MC都应该一致；
相邻层单板纤维走向互相垂直原则
奇数层原则：
弯曲时候，防止弯曲最大剪应力落在木-胶层之间。
普通胶合板类别
• 树种：阔叶材、针叶材 • 胶种的耐水性
Ⅰ类（NQF）：耐气候、耐沸水 （PF） Ⅱ类（NS）：耐水（UF）
Ⅲ类（NC）：室内常态，耐潮（低树脂含量的UF） Ⅳ类（BNC）：室内常态下，豆胶等
胶合板性能优势
木材缺点：1）生长缺陷（节疤，涡纹等）
2）吸湿、干燥易变形开裂
3）制板幅面受原木限制
4）木材各项异性
胶合板性能优势：
克服以上缺点，具体表现为强度高、结构均匀，不易翘曲等，而且还保留了木材的天然纹理和质地；克服了木材的各向异性、变形开裂以及板材尺寸有限等缺点。
木材构造对胶合板性能影响
1）年轮：针叶材，不宜旋切薄板，阔叶材，纹理不清晰 2）硬度：硬度大，易开裂，硬度小，容易起毛 3）木射线：影响单板强度，但可增加美观 4）树脂道：高树脂，易污染设备，易鼓泡 5）心边材：影响旋切和干燥，影响质量
判断树种是否适合制造胶合板的方法
1）木材的切削性能和干缩变形：
硬度大，易变形者弃用 2）木材的胶合性能：
内含物高，碱性大影响胶合者弃用 3）经济效果：
出材率低，或制成胶合板缺点显现者弃用
常用树种：水曲柳、椴木、桦木、马尾松、杨木、进口材
胶合板制造方法
1）湿热法
单板不经干燥直接涂胶热压 2）干冷法
单板经干燥后采用冷压 3）干热法
单板经干燥后采用热压
干热法生产流程
胶合板生产过程中的原料损失
总损失50%以上： 有形损失：
1）锯断损失：2-3% 2）旋切损失：23-30% 3）干单板剪切与修整损失：3-4% 4）裁边损失：6-9% 5）砂光损失：2-5% 无形损失：
1)干燥损失：5-7% 2)热压损失：10%左右
2.木段准备
1）原木锯断原则 2）原木锯断设备 3）原木保存方法 4）木段热处理
5）木段剥皮目的和方法 6）木段剥皮设备
原料 Raw material • 中小径级、低等级的针、阔叶材，8-24cm
1）原木截断原则 Log Trimming *截成所需的长度木段（blocks）；
*注意木材合理利用与提高木材的出材率，注意加工余量 *截去不允许的缺陷
2）原木锯断设备
链锯机
结构简单，使用安全，生产效率高
往复式截锯机
锯口准确，锯路小，但原木固定困难，生产效率低
平衡式圆锯机
结构简单，工作噪音和危险性大，磨刀难度大，直径受到限制
3）木段保存方法
*保持高含水率
约150%，可防止真菌侵害，又防止端裂，不可放在太阳下面，要定期喷水 *木材两端涂刷保湿防腐涂料
防止木材水分蒸发，且可防腐
4)木段热处理 （Log conditioning）
目的：软化木段, 降低木材硬度, 增加其可塑性，提高单板质量
方法：水煮、蒸汽法、水与热空气处理法
缺陷：端裂（水热快慢），塑性不足或过大（水热时间长短）
水热处理工艺： 融冰（冰冻材） 介质升温 保温 冷却
5）剥皮的原因和方法 debarking
原因：树皮结构与性能木质部不同、结合力较差；影响旋切，夹杂物损害刀具
方法： --化学剥皮 --机械剥皮：
切削型、摩擦型及冲击型等；
剥皮的设备 3.单板旋切 1）定心 Centering
定心的方法
1.手工定心法
通过目测确定树段中心 2.机械定心法
用机械的方法准确的确定木段在旋切机上的回转中心线位置 3.光环定心法
利用两个上面配有光环片，片上刻有若干同心因的光环 发生器产生明暗相间的一组同心圆环，分别投射到木段的两 个端面上来确定中心的方洗称为光环投影定中心。 4.光电扫描定心法
光电扫描定中心是应用电子计算机分析木段形状确定木 段理想中心线的一种方法。
手工定心 机械定心 光环投影定心 光电扫描定心
上木
夹紧
上木至准确位置，卡轴（Chuck）夹紧，木段可高速旋转
旋切 （Peeling， rotary cutting）
• • 定义：木段在卡轴带动下回转，旋刀直线进给，沿着旋转的木段切下薄片木材（单板）的切削运动。
单板厚度：木段回转一周刀的进给量（可调），得到不同厚度单板
有卡轴旋切机参数
1）两卡头之间的距离决定木段长度
2）卡轴中心线离机床面的高度决定木段直径 3）旋刀长度 4）卡轴转速 5）工作进刀速度 6）卡头直径 7）旋切机尺寸
旋切
旋切
• • 切削条件：角度参数、切削速度、刀的位置和压尺位置 单板质量：厚度均匀、表面光洁、背面裂隙、横纹抗拉强度
旋切进行中
单板制造Peeling • 双卡：提高单板出材率，减少木芯直径
• • • • • • 连续单板带
无卡轴旋切机（ spindlele lathe ）
单板厚度：上压辊与刀之间的间距； 木段支持和旋转：下压辊；
上压辊固定不动，起压尺和定位作用； 木段需旋圆，木芯再旋较合适； 木芯直径：5cm左右；
单板刨切 单板缺陷
1）单板厚度超过允许误差范围 2）单板出现松紧边
3）单板鼓包（两边厚，中间薄） 4）单板产生浪型 5）单板毛刺沟痕 6）板面发毛
7）单板光洁度差，背面裂隙深
单板干燥（Drying）
• 目的：便于单板贮存，满足干热法工艺的要求； • 终含水率8%—12% • 单板干燥特点：旋切后组织松弛、厚度小，水分内部扩散阻力小，可采用高温快速工艺，（相对Lumber干燥）
含水率
1）含水率的概念 2）含水率的测量方法 重量法
电阻测湿法：水分增加，电阻减小（根据导体原理）
微波测湿法：微波束穿透一定厚度的单板时，被吸收的微波能量与单板的含水率成正比 3）水的存在方式 自由水和吸着水
干燥设备
• • • • • 网带式干燥机 辊筒干燥机 热板干燥机 联合式
网带式干燥机 干燥设备
干单板正撤离干燥机
影响单板干燥速度的因素
1.干燥机内干燥介质的影响 1）热空气温度
2）热空气的相对湿度 3）风速
2.单板条件的影响 1）树种，初含水率 2）单板厚度
单板干燥过程中容易产生的缺陷
1.单板变形和开裂
主要由单板结构的不对称引起的 措施：1）边部重叠，减少边部蒸发速度
2）增加单板边部含水率
3）两边进行封端，减少水分释放 2.单板含水率不均匀
主要由心边材初含水率不同引起，或干燥点干燥不均导致。 措施：1）按芯边材分开干燥
2）设计合理，使得干燥机内部干燥均匀
3）利用微波干燥，可选择性保持平衡
干单板分等
•
分选：整张单板按材质标准和加工质量分选，挑选出需要后续加工的单板；
单板剪切与胶拼（Veneer Clipping）
单板剪切与胶拼
• • • • 修补（patching， filling ） 胶拼（宽度）veneer jointing 纵接（长度）
胶合（Bonding）
定义：两种不同材料相接触时由于其表面分子、原子、离子和官能团的作用形成一种新的连接形式。 • • • 胶粘剂 （resin）：脲醛树脂 （UF）、酚醛树脂 （PF）
胶粘剂的调制：将合成树脂胶、固化剂、填料、改性剂等组分充分混合后进行调制 5种胶合理论
施胶 （adhesive spreading）
• 干状施胶：胶膜纸（Film）或粉状施胶（powder） • 液状施胶：
---淋胶、喷胶：以一定压力使得胶液高速度淋或喷在单板上； --挤胶：发泡使胶粘剂体积膨胀，“挤”到单板上成为“胶条” --辊筒涂胶：附着在胶辊上的胶液涂在单板上
施胶 (Cont’d) • 胶种：室内型UF，室外型PF；
• 施胶量（Resin Application rate）：每平方米单板上胶液的重量表示（g/m2）。 • 施胶量：
UF：220—340g/m2（双面）
PF：200-300 340g/m2（双面） 因素：胶种、树种、单板厚度等。
组坯 （Lay-up）
• • 按照生产合板的层数和构成原则等的要求，把涂胶后的面、中、芯、背板配组成坯的过程。 层数：板坯厚度、单板厚度、压缩比率
层数与压缩率
• 压缩率 ：
（成品厚度+砂光余量）/板坯厚度×100%； 普通胶合板：5-15% • 板坯厚度：各层单板厚度之和，可以是等厚的，也可以是薄表厚芯。 • 层数（奇数）：板坯厚度与单板厚度决定
陈化：
• • • 定义：涂胶后的芯板放置一段时间后进行下面的操作
意义（目的）：使得胶液中的一部分水分蒸发或渗入单板，热压防止过多的胶液渗入单板而影响胶合强度
方式：
--开式陈化 open aembly：单板涂胶后经过一定时间的堆放再进行组坯，生产中称为开口陈化。
--闭式陈化 closed aembly：涂胶后的单板直接组坯后停放一段时间再进行加压胶合,生产中称为闭口陈化。
预压 （Prepreing）
• 定义：板坯在进入热压机前，在冷压机中进行短期加压，使单板基本粘合为一整体的操作。 • Purposes：减少热压机开档，缩短热压周期，提高热压机生产率；可防止搬动零片错位产生的芯板叠离， 保证产品质量。
预压 （Prepreing）
• 参数（Parameters）压力：0.8-1.0MPa；
时间：10-20min；
• 设备：单层压机，开档可达0.5-1.0m；
热压 （Hot preing）
• • • • • 涂胶后的单板在温、压力时间等因素作用下胶压成板； 设备：多层热压机
热压 (Hot preing) 压力 Preure：板坯压力，大小用板坯单位面积上承受力的大小表示 --目的：使得胶粘剂流展开来，单板与胶粘剂之间形成良好的接触； --大小：1.4~1.8Mpa（板种、树种有关）
温度：提供化学反应需要的热量，加速胶层固化 --大小：UF100 ~ 120；PF140~160℃；
时间：保证胶粘剂大部分达到固化程度，0.5 ~0.7min/mm板厚 胶粘剂只有成为固体，才能承受各种负荷
热压 (Hot preing)
后期加工
• 目的：得到幅面尺寸和板面质量符合GB质量要求的成品板
• 裁边（Trimming）：25 ~30mm余量，纵横向裁边，四角方正，尺寸符合GB规定； • 砂光（Sanding）：用锋利的砂粒作为切削刀具对板表面加工，提高表面的光洁度。
分等检验（Inspection、Sorting）
• 检验内容：外观质量（面板、背板GB规定）、规格尺寸、物理力学性能，以及甲醛含量。 • 不同等级对各项指标由不同要求
胶合板常见缺陷
• • • • • 胶合板透胶 glue penetration：热压时胶粘剂通过表板渗透到胶合板表面造成板面污损的缺陷。
离缝open jointing：指胶合板中同一层内相邻两芯板间产生的分离。
叠层 overlap：同一层单板中相邻两片单板（或一张开裂单板的两部分）互相重叠。 压痕 imprint：胶合板经热压后在表面上出现的局部凹痕。
砂透 sanding through：胶合板砂光时，其表板局部砂穿而露出胶层或下一层单板的加工缺陷
应用
我国GB规定4个等级，应用分别是：
• 特等：高级建筑装饰、高级家具及其它特殊需要的制品； • 一级：较高级建筑装饰、高中级家具及各种电器外壳； • 二级：家具、普通建筑、车辆、船舶； • 三级：低级建筑装修及包装材料等
应用实例（北美）
• • • 阔叶材胶合板主要是用于装饰性的场合，表面美观。
应用实例（北美） 针叶材胶合板作建筑用，如屋顶板、墙板、地板衬板等
该方面用途有部分被OSB替代 车船制造、集装箱等
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