單板經塗膠組成板坯後,在壹定溫度、壓力下使膠層固化,板坯幹燥,形成壹張整板的過程。壓制工序包括板坯預壓和熱壓膠合,是制造膠合板的關鍵工序。
板坯預壓
板坯在進入熱壓機熱壓膠合前,在冷壓機中進行短期加壓,使單板基本粘合成壹整體。預壓是現代膠合板工業普遍應用的壹項新工藝。其作用:①經過預壓而成為壹整體的板坯,可以采用無墊板裝卸和熱壓,既降低勞動強度,又節約金屬墊板,還可節約熱量;②采用無墊板工藝後,可縮短熱壓時間,提高熱壓機產量;③有利於防止芯板產生疊芯、離縫,提高膠合板的質量;④可減低膠層過幹與預固化程度,保持膠料在單板表面具有良好的流動性,提高膠合質量;⑤有利於縮小熱壓機壓板間隙,降低壓機高度和熱壓機造價。
為了適應預壓工藝的要求,膠粘劑應具有初粘性,目前多采用在膠粘劑中添加壹定數量能起增粘作用的填充劑(如豆粉、小麥粉等)或在脲醛樹脂中加入壹定量的聚乙烯醇等方法。中國使用的聚乙烯醇改性脲醛膠的預壓條件是:閉合陳化時間小於40分鐘;單位壓力0.5~0.8兆帕;保壓時間10~20分鐘。預壓可用壹般的冷壓機,其中以上壓式冷壓應用最廣。
板坯膠合
板坯在壹定溫度、壹定壓力下使膠層固化而把單板膠合起來形成膠合板。在膠合過程中,壹是壓力的作用,即機械作用,排出各單板間的空氣而使膠合面緊密相合;壹是熱力的作用,使膠粘劑中的溶劑蒸發,化學成分的反應加速並迅速固化,板坯膠合成為壹個整體。
板坯膠合方法,根據單板含水率大小和是否要對板坯進行加熱,板坯膠合有濕熱法、幹冷法和幹熱法。
濕熱法
將未經幹燥的單板(含水率60~120%)直接施膠,接著進行熱壓的壹種膠合板生產方法。此法的優點是工藝簡單,所需設備少;缺點是由於單板在濕狀下膠合而不能收縮,因此內應力很大,成品容易翹曲和龜裂,所以只能生產低等級膠合板。所用的膠種主要是血膠。該法已很少采用。
幹冷法
將幹燥到含水率為8~12%的單板塗膠後,在室溫下(18~20℃)加壓,使膠層緩慢固化的壹種膠合板生產方法。使用的膠粘劑有豆膠、幹酪素膠、脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠。冷壓法生產的膠合板質量良好,能保持木材天然顏色,板的內應力很小,木材壓縮量少,強度可達到要求;缺點是生產周期長,耗膠量大。此法適用於缺乏熱壓設備的小型膠合板廠或家具工廠。
幹熱法
將幹燥後含水率為5~10%的單板塗膠,組坯後在熱壓機中膠合的壹種膠合板生產方法。又稱熱壓法。熱壓法的膠合質量好,壓機生產率高,采用普遍,是膠合板生產的主要方法。熱壓膠合采用熱壓機。
熱壓膠合主要工藝條件是單位壓力、熱壓溫度和熱壓時間。
①單位壓力 膠合過程給予板坯壓力的目的是使板坯中“木材—膠層—木材”密切結合,膠料部分地滲入木材細胞與管孔中去。單位壓力隨樹種,膠粘劑種類、粘度,產品容重、強度要求等因素而確定。例如:普通膠合板的單位壓力為1.0~1.8兆帕,航空膠合板單位壓力為2.0~2.5兆帕,船舶膠合板單位壓力為3.5~4.0兆帕。
②熱壓溫度 指熱壓板的溫度。熱壓板壹般用蒸汽加熱,熱壓板的實際溫度比飽和蒸汽壓力所對應的溫度低3~7℃。溫度的選擇,根據膠粘劑種類、單板樹種、板坯的厚度和熱壓機同壹間隔內壓制的張數而定。為了縮短熱壓周期,壹般采用高於膠粘劑固化所需的溫度。各種膠粘劑的固化溫度不同,各有最低、最高溫度界限。低於最低溫度,則使膠粘劑固化不良不能很好地發揮膠的膠結作用;高於最高溫度,膠層發脆而降低膠結力。排除水蒸氣困難的針葉樹材不能采用過高的溫度。板坯厚度較薄及每個間隔壓制張數較少時,可采用較高溫度。板坯較厚,同壹間隔內壓制張數較多時,宜采用較低的溫度,以免卸壓時產品發生鼓泡。確定熱壓溫度,需綜合考慮膠種、樹種、板坯厚度等各種情況,不可根據某單壹因素而定。
③熱壓時間 為在壓力和溫度作用下膠層固化達到合乎膠合質量所需的時間。熱壓時間根據膠層溫度的升溫速度、板坯厚度、膠層固化速度、水分排除速度等因素而定。
板坯在熱壓機中的膠合過程可用熱壓曲線圖來表示(見圖),壹般分為3個階段。裝入第壹張板坯到熱壓板閉合階段,圖中為0~t1。熱壓膠合階段,圖中t1~t3。其中t1~t2是由低壓升到高壓的時間,t2~t3是保持預定壓力的時間。降壓階段,圖中t3~t5。t3~t4是在短時間內由高壓降至與板坯內蒸汽壓力相等的平衡壓力,然後再緩慢地將壓力降到零(t4~t5),使板坯內蒸汽徐徐排出,保證膠層不被蒸汽壓力破壞。
合板壓制,除上述方法外,目前還有壹些其他方法有的已投入生產,有的尚在研究試驗中。①低壓快速膠合法:此法可以提高熱壓機產量,降低合板的壓縮率,縮小熱壓機結構尺寸及降低液壓系統功率。②真空加壓膠合法:此法不需通常使用的多層或單層熱壓機,而是將板坯放在彈性膜和金屬板中間,待密封後抽出彈性膜和板之間的空氣,靠大氣壓力加壓板坯。膠層可在室溫下或加熱條件下固化膠合。③單層周期式熱壓機膠合法:此法已在壹些國家中應用。壓機是單層的,為上壓式或下壓式,用輸送帶進料,無空行程,輔助時間少,易於實現連續化自動化,適宜於薄板生產。④單層連續式膠合法:采用連續式單層壓機。熱壓周期可按工藝要求劃分成幾個具有不同熱壓工藝參數(溫度、壓力、時間)的階段,但整個周期又是連續的。輥筒式連續壓機是有代表性的壹種。連續式壓機尚處於試驗研究階段。