【干貨】膠合板組坯和預壓

木材具有各向異性，這種各向異性主要表現在木材的干縮與膨脹，各項物理和力學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%。力學性能僅以抗拉強度而言，順紋方向約為橫紋方向的20倍。膠合板組坯為了使膠合板有較好的特性，對木材這種固有的缺點應使其構成膠合板后從整體上不再體現出來，單板在組成膠合板時應遵循以下原則：

（1）   對稱原則

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

 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，其對應層樹種一般來說應該相同。

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

式中： —應力（MPa）

     E —材料的彈性模量（與單板的樹種含水率等有關，MPa）;

      —應變（與單板材種、纖維方向等有關），＝L/L。

通過上式可知，彈性模量不同，應力不同；應變不同，應力也不同。如果不符合對稱原則，對稱中心平面兩側對應層單板膠合板的樹種、厚度、層數、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單板的應力不相等，特別是膠合板含水率發生變化時，這種應力區別就更大，就會導致膠合板變形以至開裂等缺陷。當符合對稱原則時，膠合板中心平面兩側各對應層不同方向的應力大小相等，當膠合板啟水率發生變化時，各層應力雖有變化，但對應層的應力變化是均等的。因此，其結構穩定，不會產生變形、開裂等缺陷。所以對稱原則成為一切人造板產品必須遵守的基本原則。

（2）   奇數層原則

膠合板的層數必須是奇數層。由于膠合板的結構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，它的總層數必定是奇數。

膠合板受力時往往以彎曲的形式出現，彎曲時在其內部水平剪應力的分布情況，可以看出水平剪應力的最大值分布在中心層平面上。如果是偶數層膠合板也符合對稱原則，但偶數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，這種結構相當于一張厚芯的三層膠合板，這種結構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。如果遵循奇數層原則，則水平剪應力最大值分布在中間層芯板上，這樣就避免了采用偶數層結構所帶來的缺陷。

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，層數越多，膠合板的縱橫向強度差異越小，物理力學性能越均衡。但在實際生產中，單板的厚度是受到限制的；況且，用很薄的單板制造膠合板，會導致生產過程過分復雜，生產率降低，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。在實際生產中應根據產品用途來選擇適當的單板厚度。

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，板坯中會出現溫度升高現象，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，導致單板滲膠過多，從而降低膠著力，在生產中要引起注意。

（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，應在膠中水分滲入單板內部以前迅速將水分排出，否則水分過多滲入單板內，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、干燥設備內介質溫度、風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，甚至表面出現氣泡。所以干燥溫度應適當，一般在80～90℃范圍內，最高不超過110℃.干燥后的質量要求為：水分和揮發物含量為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%。