第一节 胶合板
一、定义和分类
胶合板由三层或多层薄木胶合而成。现在制造胶合板的薄木绝大部分是旋切的薄木（一般称为单板）。通常用奇数层单板，并使相邻层单板的纤维方向互相垂直胶合而成。胶合板的最外层单板称为表板，正面的表板称为面板，反面的表板称为背板，内层的单板称为芯板或中板。图3-1为常见的包装用胶合板。
图3-1 常见的包装用胶合板
胶合板的分类方法很多，目前尚无统一的分类法，按照国家标准规定，胶合板主要可从以下角度进行分类。
（1）按总体外观分。
按构成可分为：单板胶合板、木芯胶合板、细木工板、层积板和复合胶合板。
按外形和形状可分为：平面的、成型的。
（2）按主要特征分。
按耐久性可分为：
Ⅰ类胶合板，即耐气候胶合板，供室外条件下使用，能通过煮沸试验；
Ⅱ类胶合板，即耐水胶合板，供潮湿条件下使用，能通过63℃±3℃热水浸溃试验；
Ⅲ类胶合板，即不耐潮胶合板，供干燥条件下使用，能通过干状试验。
按含水率和胶合强度等物理力学性能也可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。
（3）按甲醛释放量分。按甲醛释放量分为E0、E1、E2三个级别。
（4）按表面外观分。按表面外观分为优等品、一等品、合格品。
（5）按表面加工状况分。按表面加工状况可分为未砂光板、砂光板、预饰面板、贴面板。
（6）按用途分。可分为普通胶合板和特种胶合板。
二、尺寸和公差
普通胶合板产品具有比较明确的长度和宽度标准，长度系列有915mm、1220mm、1830mm、2135mm、2440mm；宽度系列主要有915mm、1220mm；由于适用场合和使用者的要求不同，胶合板厚度没有明确的标准，但厚度的公差有明确的要求，具体见表3-1。
表3-1 厚度公差 mm
注：有特殊需求由供需双方协议。
目前包装行业所使用的胶合板，较常见的尺寸规格为2440mm×1220mm，俗称4呎×8呎胶合板。
三、分级和缺陷
胶合板按照成品板上可见的材质缺陷和加工缺陷的数量和范围，一般可分为三个等级，即优等品、一等品和合格品。这三个等级的面板均应砂（刮）光，特殊需要的可不砂（刮）光或两面砂（刮）光。对胶合板缺陷和等级的判定，一般通过目测来实现。
国家标准GB/T 9846.4—2004规定了阔叶树材、针叶树材、热带阔叶树材等不同材质的胶合板，不同等级产品的缺陷类别和缺陷定量指标。主要缺陷类别见表3-2。
表3-2 不同材质胶合板的缺陷类型
四、生产工艺和设备
胶合板成品质量的优劣主要取决于生产工艺的控制，生产胶合板的常规工艺流程见图3-2。
图3-2 胶合板生产工艺流程图
1．关键工艺步骤简介
（1）原木锯断。将原木按工艺要求的长度和质量进行锯断，截取的木段应为胶合板成品尺寸外加加工余量的长度。例如幅面1220mm×2440mm的成品胶合板，木段长度通常为2600mm或1300mm。
（2）单板旋切。胶合板生产中应用最广的是旋切方法生产的单板，面背板的厚度一般为0.6mm左右，芯板、长中板的厚度一般在1.6～2.2mm之间。该工序损耗最大，一是由于木段不圆度，相当一部分的碎单板不能使用；二是旋切机卡头对木段两端的夹牢而产生端部损耗；三是木芯损耗。提高单板的出材率，也主要通过单板旋切环节的工艺控制来实现。
（3）单板干燥。旋切后的单板含水率很高，必须将单板干燥到符合胶合工艺的要求。干燥后木材尺寸变小，称为干缩。因含水率降低，单板的长度、宽度和厚度都会干缩。干缩损耗与单板的树种、单板的含水率及单板厚度等因素有关。
（4）单板整理。单板整理包括剪切、拼板及修补。将干燥后的带状单板、零片单板剪切成规格单板和可拼接单板，窄条单板经过拼接成整张单板，有缺陷的整张单板可通过修补达到工艺的质量要求。
（5）热压。把涂胶组坯好的板坯通过一定温度和一定压力牢固地胶合起来。热压时随着板坯温度和含水率变化，木材逐渐被压缩，板坯厚度逐渐减少。
（6）裁边。将热压好的毛板裁成规格板材。裁下的边角废料量与胶合板的加工余量、幅面大小有关，胶合板幅面越大，裁边损耗率越小。
（7）砂光。对胶合板表面进行砂光，使板面光洁美观。
2．胶合板生产设备
胶合板生产设备的选择，主要取决于设计生产能力的大小、原材料和成品的尺寸、操作方便程度、设备安全可靠性等方面。常规的胶合板生产设备见表3-3。
表3-3 主要设备及用途表
五、物理化学性能
胶合板的物理化学性能包括：
（1）含水率。胶合板的含水率不但影响木材的强度，同时也影响胶合强度。无论在纤维饱和点以上或者以下，含水率增加，胶合强度总是下降的，下降的程度与所用的胶黏剂有很大的关系。胶合板含水率应符合表3-4的规定。
表3-4 胶合板含水率
由于部分胶黏剂会渗入单板内，以及胶层的作用，胶合板的平衡含水率和吸湿性都低于木材。
（2）容重。胶合板的容重大于同树种的木材。胶合时压力越大，容重也越大。木材在高温下容易产生塑性变形，因此热压胶合比冷压胶合的胶合板容重要大些。胶黏剂在干燥状态下比木材的比重大，这也是胶合板容重增加的原因之一。
（3）胶合强度。在胶合板成品检验中，按照国家标准GB/T 4846.7—2004锯切试样，按GB/T17657—1999和规定的方法测定胶合板的胶合强度。胶合板胶合强度指标值见表3-5。
表3-5 胶合强度标准值MPa
由于胶合板相邻层单板的纤维方向互相垂直，试验时胶合板试件按不同方向取样时，具有不同的胶合强度，沿纵向取样的胶合强度最大，沿横向次之，沿45 °最小，如图3-3 （a）所示。胶合板胶合强度试件开槽宽度与深度如图3-3（b）所示，分为A、B两种情况。胶合板要锯切正（面板）、反（背板）方向相同数量的试件。不同类型胶合板应先进行耐久性条件处理后，在万能试验机上进行拉伸试验。
图3-3 胶合板的胶合强度试件的锯切
胶合板胶合强度Xi（MPa）的计算公式如下：
式中Pmax——最大破坏载荷，N；
b——试件剪断面宽度，mm。
（4）物理力学性能指标。由于使用者的要求和使用场合的不同，胶合板的力学性能指标没有统一的标准。用于包装制品的普通胶合板，力学性能指标可参考表3-6。
表3-6 普通胶合板物理力学性能指标
比较不同材料的一个重要参数是强重比K，计算公式如下：
式中 σ→——顺纹抗拉或抗压强度；
σ↓——横纹抗拉或抗压强度；
γ——容重。
由表3-7可见，由于木材与胶合板的容重较小，其强重比通常高于钢材，仅次于铝合金。
表3-7 不同结构材料的强重比
对于特殊场合使用的胶合板，可由生产者和使用者共同制定相关指标。例如，在GB/T 19536—2004《集装箱底板用胶合板》中规定的物理力学性能要求如表3-8所示。
表3-8 集装箱底板用胶合板的物理力学性能要求
（5）甲醛释放量。我国人造板工业用胶黏剂种类及构成同世界上大多数国家基本相同，主要以脲醛胶为主，其次是酚醛胶和三聚氰胺——甲醛树脂胶。这类胶黏剂性能优良，相对分子量低，润湿性好，胶接强度高，耐水性良好并耐化学药剂侵蚀，是木材加工工业中消耗量最大的一类胶黏剂。随着环境法宣传的日趋深入，人们的环保意识普遍加强，各国都非常关注将“三醛”胶中游离甲醛含量进行严格控制。这就要求木材加工行业采用更先进的方法，不断改进合成技术，改变树脂缩合工艺，采用其他胶种来进行研究代替，以达到绿色产品的要求。
由于人造板中的游离甲醛通过挥发释放，会对人体造成毒害，因此对胶合板中甲醛释放量的要求越来越严格。对于包装工业所用胶合板，甲醛释放量的限量标准见表3-9。
表3-9 胶合板的甲醛释放限量
六、胶合板在包装行业中的应用
2004年以来，随着人造板，特别是胶合板工艺的飞速发展，胶合板的使用领域越来越广，胶合板特别是杨木胶合板和桦木胶合板在木质包装领域的应用也越来越多。
1．胶合板的优势
相对于实木包装制品而言，胶合板包装制品有着独特的优势。
（1）在相同的使用场合下，胶合板的承重能力与普通实木（如杨木、杉木、辐射松等）的承重能力相当，因此胶合板包装制品基本上可以适合于任何货物的内销或外销物流运输，尤其适合用于化工、耐火材料、陶瓷及金属类等重承载产品的货物运输。这也是在木质包装领域胶合板包装制品能够广泛替代实木包装制品的根本原因。
（2）根据《国际植物保护公约》（International Plant Protection Convention, IPPC）相关规定，为有效防止木材病虫害在全球的蔓延，所有木材板材及木质产品在出口前必须进行有效的检验检疫处理。因此美国、欧盟等许多国家和地区对于进口货物使用的包装材料均要求进行熏蒸杀虫、热处理等检验检疫处理。而胶合板托盘的生产材质为合成板材，胶合板托盘的生产材质已经经过高温高压处理，不含未经处理的纯原木，无须进行熏蒸、热处理等检验检疫处理，可直接出口。因此就出口木包装而言，胶合板包装制品有独特的优势。
（3）由于木材是天然生成，木材的死节、活节、虫蛀等自然缺陷会导致应力集中，当其应力集中点位于承重的关键位置时，存在断裂的风险，会直接影响被包装物的运输安全性。而胶合板是由多层单板通过胶水高温高压合成，虽然每层单板均可能存在应力集中的情况，但在多层单板合成胶合板时，各应力集中点被分散到胶合板的不同位置，多层单板应力集中点重合的概率非常小，因此对于胶合板而言，一般不存在因木材自然缺陷导致的应力集中，大大降低了胶合板包装制品在使用时断裂的风险。
（4）从包装制品生产的角度看，由于胶合板尺寸规格比实木标准，作为原材料可大批量库存，使用时可快速锯制成所需规格，因此胶合板包装制品生产周期短。而实木材料由于规格不统一，加上实木湿材需要长时间的晾晒、烘干，因此导致备料困难，生产周期长。
此外，胶合板包装制品还有外观美观、印刷效果好等其他优点。
2．胶合板的缺陷
虽然胶合板包装制品有诸多优点，但也有其使用的局限性。
（1）胶合板材料价格比部分实木材料要高。国内材料如杨木、马尾松、杂木等均比胶合板价格有优势，在使用者对价格要求比较高时，往往会选择杨木等低价格材料。
（2）由于胶合板的强度不及落叶松、白松、花旗松、铁杉等材料，因此在被包装物质量比较大的场合，从运输安全性角度考虑，使用者一般会选择承载能力更好的材料。
（3）胶合板的结构决定了其耐用性不如实木材料。胶合板中含有大量胶黏剂，大量试验表明，大气环境中的水分会严重影响胶合板胶接结构的耐久性，因此当胶合板包装制品遇潮遇水时，胶合板的胶合效果会大大降低，从而出现开胶、分层等现象；当胶合板包装制品长期日晒，高温也会加速胶黏剂的氧化，从而使胶合板更易碎裂。
（4）近年来，随着人们对身体健康水平要求的逐步提高，由于胶合板中的游离甲醛通过挥发释放，会对人体造成毒害，因此胶合板包装制品的使用者对胶合板中甲醛释放量的要求也越来越高。而游离甲醛挥发量较小的胶黏剂，其生产成本非常高，因此会导致胶合板及其包装制品的价格上升，这也在一定程度上影响了胶合板在中高档包装制品中的应用广泛性。