橫幅10

 

71. 木材

章節編輯: 保羅·德默斯和凱·特施克


目錄

表格和數字

概況
保羅德默斯

主要部門和流程:職業危害和控制
休·戴維斯、保羅·德默斯、蒂莫·考皮寧和凱·特施克

疾病和傷害模式
保羅德默斯

環境和公共衛生問題
凱·特施克和安雅·基夫

單擊下面的鏈接以查看文章上下文中的表格。

1. 1990年木材產量估計
2. 世界 10 大生產商的木材產量估計
3. 木材工業加工區域的 OHS 危害

人物

指向縮略圖可查看圖片標題,單擊可在文章上下文中查看圖片。

LUM010F1LUM020F1LUM020F2LUM020F3LUM020F4LUM010F1LUM070F1

週一,三月28 2011 16:19

概況

木材行業是世界範圍內主要的以自然資源為基礎的行業。 大多數國家出於各種目的砍伐樹木。 本章重點介紹木材加工,以便在鋸木廠和相關環境中生產實木板和人造板。 期限 製成板 用於指由不同尺寸的木材元素組成的木材,從單板到纖維,它們通過添加劑化學粘合劑或“天然”化學鍵結合在一起。 各種類型的人造板之間的關係如圖 1 所示。由於工藝和相關危害的差異,這裡將人造板分為三類:膠合板、刨花板和纖維板。 期限 刨花板 用於指由小塊木材製成的任何板材,例如碎片、薄片、碎片、股線或碎片,而術語 纖維板 用於所有由木纖維製成的面板,包括硬紙板、中密度纖維板 (MDF) 和絕緣板。 木材的另一個主要工業用途是造紙和相關產品,這在本章中有介紹 製漿造紙業.

圖 1. 人造板按粒度、密度和工藝類型分類。

LUM010F1

鋸木廠工業以簡單的形式存在了數百年,儘管本世紀鋸木廠技術通過電力的引入、鋸設計的改進以及最近的分揀和其他操作的自動化取得了重大進步。 製造膠合板的基本技術也已經存在了很多個世紀,但是這個術語 合板 直到 1920 年代才開始普遍使用,其製造直到本世紀才具有重要的商業價值。 其他人造板工業,包括刨花板、威化板、定向刨花板、絕緣板、中密度纖維板和硬質纖維板,都是相對較新的工業,在第二次世界大戰後首次具有商業重要性。

實木和人造板可由多種樹種生產。 樹種的選擇基於樹木的形狀和大小、木材本身的物理特性(例如強度或抗腐爛性)以及木材的美學品質。 硬木是闊葉樹的通用名稱,在植物學上被歸類為被子植物,而軟木是針葉樹的通用名稱,在植物學上被歸類為裸子植物。 許多生長在熱帶地區的硬木和一些軟木通常被稱為熱帶或異國情調的木材。 儘管全世界採伐的大部分木材(按體積計 58%)來自非針葉樹,但其中大部分被用作燃料,因此用於工業目的的大部分木材 (69%) 來自針葉樹 (FAO 1993)。 這可能部分反映了與工業發展相關的森林分佈。 最大的針葉林位於北美洲、歐洲和亞洲的北部地區,而主要的硬木森林則位於熱帶和溫帶地區。

幾乎所有用於製造木製品和結構的木材都首先在鋸木廠進行加工。 因此,鋸木廠存在於世界上木材用於工業目的的所有地區。 表 1 列出了 1990 年各大陸主要木材生產國為燃料和工業目的採伐的木材量,以及鋸材和單板原木的採伐量,這是工業木材的一個子類別,也是用於生產木材的原材料本章描述的行業。 在發達國家,大部分採伐的木材用於工業用途,其中包括用於鋸材和單板原木、紙漿木材、木屑、顆粒和殘留物的木材。 1990 年,美國、前蘇聯和加拿大這三個國家生產了世界工業木材總量的一半以上,以及用於鋸木廠和單板廠的原木的一半以上。 然而,在亞洲、非洲和南美洲的許多發展中國家,大部分砍伐的木材都用於燃料。

表 1. 1990 年估計的木材產量(1,000 m3)

 

木材用於
燃料或木炭

木材總用量
工業用途
1

鋸材和單板原木

北美

137,450

613,790

408,174

美國

82,900

426,900

249,200

Canada

6,834

174,415

123,400

墨西哥

22,619

7,886

5,793

歐洲

49,393

345,111

202,617

德國

4,366

80,341

21,655

瑞典

4,400

49,071

22,600

芬蘭

2,984

40,571

18,679

法國

9,800

34,932

23,300

奧地利

2,770

14,811

10,751

挪威

549

10,898

5,322

英國

250

6,310

3,750

前蘇聯

81,100

304,300

137,300

亞洲

796,258

251,971

166,508

中國

188,477

91,538

45,303

馬來西亞

6,902

40,388

39,066

印尼

136,615

29,315

26,199

日本

103

29,300

18,377

印度

238,268

24,420

18,350

南美洲

192,996

105,533

58,592

Brasil

150,826

74,478

37,968

智利

6,374

12,060

7,401

哥倫比亞

13,507

2,673

1,960

非洲

392,597

58,412

23,971

南非

7,000

13,008

5,193

尼日利亞

90,882

7,868

5,589

喀麥隆

10,085

3,160

2,363

科特迪瓦

8,509

2,903

2,146

大洋洲

8,552

32,514

18,534

澳洲

7,153

17,213

8,516

新西蘭

50

11,948

6,848

巴布亞新幾內亞

5,533

2,655

2,480

世界

1,658,297

1,711,629

935,668

1 包括用於鋸材和單板原木的木材、紙漿木材、碎片、顆粒和殘留物。

資料來源:糧農組織 1993。

表 2 列出了世界上主要的實木板材、膠合板、刨花板和纖維板生產商。 三個最大的工業木材生產商總體上也佔世界實木板產量的一半以上,並且在每個人造板類別中均名列前五。 與實木板的產量相比,全球生產的人造板數量相對較小,但人造板行業正在以更快的速度增長。 13 年至 1980 年間,實木板的產量增長了 1990%,而膠合板、刨花板和纖維板的產量分別增長了 21%、25% 和 19%。

表 2. 世界 10 大生產商按行業分類的木材產量估計(1,000 m3)

實木板

 

膠合板

 

刨花板

 

纖維板

 

國家

體積

國家

體積

國家

體積

國家

體積

USA

109,800

USA

18,771

德國

7,109

USA

6,438

前蘇聯

105,000

印尼

7,435

USA

6,877

前蘇聯

4,160

Canada

54,906

日本

6,415

前蘇聯

6,397

中國

1,209

日本

29,781

Canada

1,971

Canada

3,112

日本

923

中國

23,160

前蘇聯

1,744

意大利

3,050

Canada

774

印度

17,460

馬來西亞

1,363

法國

2,464

Brasil

698

Brasil

17,179

Brasil

1,300

比利時-盧森堡

2,222

波蘭

501

德國

14,726

中國

1,272

西班牙

1,790

德國

499

瑞典

12,018

韓國

1,124

奧地利

1,529

新西蘭

443

法國

10,960

芬蘭

643

英國

1,517

西班牙

430

世界

505,468

世界

47,814

世界

50,388

世界

20,248

資料來源:糧農組織 1993。

受僱於木製品行業的工人佔全部勞動力的比例一般為1%或更低,即使是林業規模較大的國家,如美國(0.6%)、加拿大(0.9%)、瑞典(0.8%)也是如此、芬蘭 (1.2%)、馬來西亞 (0.4%)、印度尼西亞 (1.4%) 和巴西 (0.4%) (ILO 1993)。 雖然一些鋸木廠可能位於城市地區附近,但大多數鋸木廠往往位於提供原木的森林附近,而且許多鋸木廠位於通常與世隔絕的小社區,在那裡它們可能是唯一的主要就業來源和最重要的組成部分地方經濟。

全球有數十萬工人受僱於木材行業,但很難估計確切的國際數字。 1987 年美國有 180,000 名鋸木廠和刨床工人、59,000 名膠合板工人和 18,000 名工人從事刨花板和纖維板的生產(Bureau of the Census 1987)。 1991 年加拿大有 68,400 名鋸木廠和刨床工人和 8,500 名膠合板工人(加拿大統計局 1993)。 儘管木材產量在增加,但由於機械化和自動化,鋸木廠工人的數量正在減少。 17 年美國的鋸木廠和刨床工人人數比 1977 年高 1987%,加拿大 13 年比 1986 年高 1991%。其他國家也出現了類似的減少,例如瑞典,規模較小、效率較低的運營正在被淘汰,取而代之的是擁有更大產能和現代化設備的工廠。 大多數被淘汰的工作都是低技能工作,例如涉及人工分揀或進料木材的工作。

 

返回

鋸木廠工藝

鋸木廠的規模差異很大。 最小的是固定式或便攜式裝置,由一個圓鋸頭架、一個簡單的圓木車和一個雙鋸修邊機(見下文描述)組成,由柴油或汽油發動機提供動力,只有一兩個工人操作。 最大的工廠是永久性結構,擁有更精細和專業化的設備,可以僱用 1,000 多名工人。 根據工廠的規模和該地區的氣候,操作可能在室外或室內進行。 雖然原木的類型和大小在很大程度上決定了需要什麼類型的設備,但鋸木廠的設備也可能因工廠的年限和規模以及所生產的木板的類型和質量而有很大差異。 下面是對典型鋸木廠中進行的一些過程的描述。

運到鋸木廠後,原木儲存在陸地上、工廠附近的水體中或為儲存目的建造的池塘中(見圖 1 和圖 2)。 原木根據質量、種類或其他特徵進行分類。 如果原木要長期儲存直至進一步加工,則可在陸上原木儲存區使用殺真菌劑和殺蟲劑。 在去皮之前或之後以及在鋸木廠進行進一步加工之前,使用截斷鋸將原木的末端弄平。 可以通過多種方法從原木上去除樹皮。 機械方法包括通過旋轉原木對刀進行周邊銑削; 環形剝皮,其中工具尖壓在原木上; 木材與木材的磨損,使原木在旋轉的滾筒中相互撞擊; 並用鏈條撕掉樹皮。 也可以使用高壓水射流以液壓方式去除樹皮。 剝皮後以及在鋸木廠內的所有操作之間,使用傳送帶、皮帶和滾筒系統將原木和木板從一個操作移動到下一個操作。 在大型鋸木廠中,這些系統可能變得相當複雜(見圖 3)。

圖 1. 背景中原木蓄水的芯片加載

LUM020F1

資料來源:加拿大森林產品有限公司。

圖 2. 長材進入鋸木廠; 背景中的存儲和窯爐

LUM020F2

資料來源:加拿大森林產品有限公司。

圖 3. 磨坊內部; 傳送帶和滾筒運輸木材

LUM020F3

不列顛哥倫比亞省林業部

鋸木廠的第一階段,有時稱為初級分解,是在井架上進行的。 headrig 是一種大型固定圓鋸或帶鋸,用於縱向切割原木。 使用可旋轉原木以實現最佳切割的移動托架,原木通過頭架來回運輸。 也可以使用多個帶鋸機頭鑽具,尤其是對於較小的原木。 頂樑的產品是斜面(原木的正方形中心)、一系列平板(原木的圓形外邊緣),在某些情況下,還有大木板。 激光和 X 射線在鋸木廠中越來越普遍,用作觀察和切割指南,以優化木材的使用以及生產的木板的尺寸和類型。

在二次分解中,斜面和大板或厚板被進一步加工成功能性木材尺寸。 多個平行鋸片通常用於這些操作——例如,帶有四個相連圓鋸的四角鋸,或者可能是窗扇或圓鋸類型的排鋸。 使用由至少兩個平行鋸組成的修邊機將木板切割成合適的寬度,並使用修整鋸切割成合適的長度。 修邊和修邊通常使用圓鋸進行,但修邊機有時是帶鋸。 手動鏈鋸通常在鋸木廠中可用,用於釋放由於彎曲或張開而卡在系統中的木材。 在現代鋸木廠中,每項操作(即絞車、磨邊機)通常只有一名操作員,通常駐紮在封閉的工作間內。 此外,工人可能會在二次擊穿後期階段的操作之間駐紮,以手動確保電路板正確定位以進行後續操作。

在鋸木廠加工後,板材會根據尺寸和質量進行分級、分類,然後由人工或機器堆放(見圖 4)。 當手動處理木材時,該區域稱為“綠色鏈條”。 許多現代工廠都安裝了自動分揀箱,以取代勞動密集型的人工分揀。 為了增加氣流以幫助乾燥,可以在堆疊時將小塊木頭放在木板之間。

圖 4. 帶負載的叉車

LUM020F4

加拿大森林製作有限公司

建築等級的木材可以在室外露天風乾或在窯中乾燥,具體取決於當地的天氣條件和生木材的濕度; 但成品等級更常見的是窯幹。 窯有很多種。 間室窯和高溫窯都是串燒窯。 在連續窯中,堆疊的紙束可以垂直或平行的方式穿過窯爐,空氣運動的方向可以垂直或平行於板材。 石棉已被用作窯爐蒸汽管道的絕緣材料。

在儲存綠色木材之前,尤其是在潮濕或潮濕的地方,可以使用殺真菌劑來防止真菌的生長,這種真菌會把木材染成藍色或黑色(變色)。 殺菌劑可以在生產線上使用(通常通過噴灑)或在木材捆紮後使用(通常在浸漬槽中)。 五氯酚的鈉鹽在 1940 年代被引入用於控制變色,並在 1960 年代被更易溶於水的四氯酚鹽取代。 由於擔心對健康的影響和多氯二苯並 -p-二噁英。 替代品包括二癸基二甲基氯化銨、氨基甲酸 3-碘-2-丙炔基丁酯、氮雜唑、硼砂和 2-(硫氰基甲硫基)苯並噻唑,其中大部分在用戶勞動力中很少被研究。 木材,尤其是經過窯幹的木材,通常不需要處理。 此外,一些樹種的木材,如西部紅柏,不易感染變色真菌。

無論是在乾燥之前還是之後,木材都可以作為生材或粗材在市場上銷售; 然而,木材必須進一步加工以用於大多數工業用途。 木材被切割成最終尺寸並在刨削機中進行表面處理。 刨床用於將木材切割成標準的適銷尺寸並使表面光滑。 刨頭是安裝在高速旋轉的圓柱體上的一系列切削刀片。 該操作通常是供電的,並與木紋平行進行。 通常在板的兩側同時進行刨削。 在四個面上運行的刨床稱為匹配器。 有時使用模具將木材的邊緣磨圓。

最終加工後,木材必須進行分類、堆放和捆紮,以準備裝運。 這些操作越來越自動化。 在一些專門的工廠中,木材可能會用用作木材防腐劑或阻燃劑的化學試劑進一步處理,或用於保護表面免受機械磨損或風化。 例如,鐵路枕木、樁、柵欄柱、電線桿或其他預期與土壤或水接觸的木材可以用含鉻或氨的砷酸銅、五氯苯酚或石油中的雜酚油進行壓力處理。 染色劑和著色劑也可用於銷售,油漆可用於密封板的末端或添加公司標記。

鋸木廠的鋸和其他木材加工作業會產生大量灰塵和碎屑。 在許多鋸木廠中,板材和其他大塊木材都被削切。 削片機通常是大型旋轉圓盤,表面嵌入直刀片,並有槽讓木屑通過。 當使用傾斜重力進料、水平自進料或受控動力進料將原木或磨坊廢料引入刀片時,就會產生木屑。 通常削片機的切削動作垂直於刀片。 與板材、邊材和其他廢木片相比,整根原木採用不同的設計。 將削片機集成到升降台中以削掉無法使用的板坯是很常見的。 還使用了單獨的削片機來處理來自工廠其餘部分的廢物。 木屑和鋸屑可以出售用於製漿、再生板製造、景觀美化、燃料或其他用途。 樹皮、木屑、鋸屑和其他材料也可以作為燃料或廢物燃燒。

大型現代鋸木廠通常會配備大量維護人員,其中包括清潔工、木匠(工業機械師)、木匠、電工和其他技術工人。 如果鋸木廠未配備局部排氣通風裝置或設備運行不正常,則廢料可能會堆積在機器、傳送帶和地板上。 清理操作通常使用壓縮空氣進行,以清除機器、地板和其他表面上的木屑和污垢。 必須定期檢查鋸是否有斷齒、裂紋或其他缺陷,並且必須適當平衡以防止振動。 這是由木材行業獨有的行業 - 鋸銼工完成的,他們負責圓鋸和帶鋸的修齒、磨刃和其他維護。

鋸木廠的健康和安全隱患

表 1 列出了在典型鋸木廠的主要加工區域中發現的主要職業健康和安全危害類型。 鋸木廠內存在許多嚴重的安全隱患。 在鋸和其他切割設備以及齒輪、皮帶、鏈條、鏈輪和傳送帶、皮帶和滾筒上的咬合點的操作點,機器防護是必要的。 許多操作都需要防反沖裝置,例如圓鋸,以防止卡住的木材從機器中彈出。 在靠近操作區或穿過輸送機和其他生產線的人行道上,護欄是必需的。 適當的內務管理是必要的,以防止木屑和碎屑的危險積累,這可能導致跌倒以及火災和爆炸的危險。 許多需要清理和日常維護的區域都位於危險區域,在鋸木廠運行期間通常無法進入這些區域。 在維護、修理和清理操作期間,正確遵守機械鎖定程序非常重要。 移動設備應配備聲音警告信號和燈光。 交通車道和人行道應清楚標示。 反光背心也是增加行人能見度的必要條件。

表 1. 木材工業加工區域的職業健康和安全危害

工藝區

安全隱患

物理危害

灰塵/化學危害

生物危害

院子和池塘

移動設備;* 不安全的原木/木材;* 傳送帶

噪音; 溫和的
極端

路塵,其他
顆粒物; 殺蟲劑

黴菌和細菌*

剝皮

高架人行道; 機器反沖; 不安全的原木/木材;*
輸送帶; 鋸/切割設備; 飛揚的碎片;*
未能鎖定機器

Noise

木屑; 道路灰塵;
其他微粒;
揮發性木材成分

黴菌和細菌*

鋸切、修剪、
邊緣

高架人行道; 機器回扣;* 不安全的原木/木材;
傳送帶;* 鋸/切割設備;* 飛揚的碎片;
條子; 未能鎖定機器*

噪音;*重複性勞損
受傷

木屑;* 揮發性
木材成分*

黴菌和細菌

窯幹

移動設備

極端溫度

揮發性木材
成分,石棉

黴菌和細菌

高架人行道; 機器回扣;* 不安全的原木/木材;
傳送帶;* 鋸/切割設備;* 飛揚的碎片;
條子; 未能鎖定機器

噪音;*重複
勞損

木屑;* 揮發性
木質部件;
農藥

 

排序和分級

高架人行道; 不安全的原木/木材; 輸送帶;*
條子; 未能鎖定機器

噪音; 重複性勞損
受傷*

木屑; 殺蟲劑

 

切削及相關操作

高架人行道; 機器反沖; 輸送帶; 鋸/
切割設備;* 飛揚的碎屑;* 未能鎖定機械

噪音*

木屑;* 揮發性
木材成分

黴菌和細菌*

單板切割

高架人行道; 移動設備; 輸送帶;
鋸/切割設備; 條子; 未能鎖定機器

噪音*

木屑; 揮發木
組件

黴菌和細菌*

單板烘乾

移動設備; 條子

極端溫度;
重複性勞損

揮發性木質成分;
石棉

黴菌和細菌

混膠和
修補

 

重複性勞損

甲醛;* 其他樹脂
組件*

 

熱壓機
操作

移動設備; 條子; 未能鎖定機器*

噪音; 重複性勞損
受傷

揮發性木質成分;
甲醛;* 其他
樹脂成分*

 

面板打磨
和整理

移動設備; 鋸/切割設備; 飛揚的碎片;
條子; 未能鎖定機器

噪音;*重複性勞損
受傷

木屑; 甲醛;
其他樹脂成分

 

清理行動

高架人行道; 傳送帶;* 飛揚的碎片;* 條子;
未能鎖定機器*

Noise

木屑;*甲醛;
其他樹脂成分;
石棉

黴菌和細菌*

鋸銼

高架人行道; 鋸/切割設備; 飛揚的碎片;
未能鎖定機器

Noise

金屬煙霧*

 

其他保養

高架人行道; 移動設備;* 無法鎖定
機械*

 

木屑; 石棉;
金屬煙霧

 

包裝和運輸

高架人行道; 移動設備;* 不安全的原木/木材;
輸送帶; 條子; 未能鎖定機器

噪音; 溫度
極端; 重複的
勞損

路塵,其他
顆粒物; 殺蟲劑

 

* 表示高度危險。

分類、分級和其他一些操作可能涉及手動處理木板和其他重木塊。 輸送機和接收箱的人體工程學設計以及適當的材料處理技術應有助於防止背部和上肢受傷。 手套對於防止碎片、刺傷和接觸防腐劑是必要的。 安全玻璃或類似材料的面板應放置在操作員和操作點之間,因為木屑、木屑和其他從鋸中噴出的碎屑可能會傷害眼睛和其他地方。 激光束也有潛在的眼部危害,應標明使用 II、III 或 IV 類激光的區域並張貼警告標誌。 安全眼鏡、安全帽和鋼頭靴是標準的個人防護裝備,在大多數鋸木廠作業期間都應佩戴。

在鋸木廠的大部分區域,噪聲是一種危害,包括剝皮、鋸切、修邊、修剪、刨削和削片操作,以及原木在傳送帶、滾筒和分揀機上相互撞擊。 降低噪音水平的可行工程控制措施包括為操作員設置隔音間、在進料和出料處使用吸音材料封閉切割機,以及建造隔音材料隔音屏障。 其他工程控制也是可能的。 例如,可以通過購買具有合適齒形的圓鋸或調整旋轉速度來降低圓鋸的空轉噪音。 在牆壁和天花板上安裝吸音材料可能有助於減少整個工廠的反射噪聲,但在直接暴露噪聲的地方需要進行源頭控制。

鋸木廠幾乎所有區域的工人都有可能接觸到顆粒物。 去皮操作很少或根本不接觸木屑,因為目標是保持木材完好無損,但可能會接觸空氣中的土壤、樹皮和生物製劑,如細菌和真菌。 幾乎所有鋸切、刨削和刨削區域的工人都有可能接觸到木屑。 這些操作產生的熱量可能會導致暴露於木材的揮發性元素,例如單萜、醛、酮等,這些元素會因樹種和溫度而異。 使用壓縮空氣進行清潔的工人可能會接觸到一些最高的木屑。 靠近窯幹作業的工人很可能會接觸到木材揮發物。 此外,還有可能接觸在低於 70°C 的溫度下生長的致病真菌和細菌。 在處理木屑和廢料以及在院子裡運輸原木期間,也有可能接觸到細菌和真菌。

可行的工程控制,例如局部排氣通風,可以控制空氣污染物的水平,並且可以結合噪聲和粉塵控制措施。 例如,封閉的展位可以減少噪音和灰塵暴露(以及防止眼睛和其他傷害)。 然而,隔間只為操作員提供保護,最好通過封閉操作來控制源頭的暴露。 刨削作業的封閉作業已變得越來越普遍,並且具有減少不必進入封閉區域的人員接觸噪音和灰塵的效果。 一些工廠使用了真空和濕法清理方法,通常由清理承包商使用,但並未普遍使用。 可以通過降低或升高窯爐溫度並採取其他措施消除促進這些微生物生長的條件來控制與真菌和細菌的接觸。

鋸木廠內還存在其他潛在的危險暴露。 在材料進出建築物的點附近可能會暴露在冷熱極端溫度下,高溫也是窯爐區域的潛在危險。 鋸濕原木時,高濕度可能是一個問題。 接觸殺真菌劑主要是通過皮膚途徑,如果在分級、分類和其他操作過程中處理仍然濕潤的木板,可能會發生這種情況。 處理被殺真菌劑弄濕的木板時,必須佩戴合適的手套和圍裙。 噴塗操作中應使用帶有噴幕和除霧器的局部排氣通風裝置。 用於在存儲區域內移動原木和木材以及裝載半掛車或火車車廂的移動設備可能會接觸到一氧化碳和其他燃燒產物。 鋸銼工人可能會接觸到危險水平的金屬煙霧,包括來自打磨、焊接和釬焊操作的鈷、鉻和鉛。 需要局部排氣通風和機器防護。

單板和膠合板廠工藝

術語 合板 用於由三層或更多層粘合在一起的單板組成的面板。 該術語還用於指代具有實木條芯的面板或具有頂部和底部單板表面的刨花板。 膠合板可以由多種樹木製成,包括針葉樹和非針葉樹。

單板通常是使用旋轉剝皮直接從去皮的整根原木製成的。 旋轉削皮機是一種類似車床的機器,用於通過剪切作用從整根原木上切割單板、薄木片。 原木在撞擊切割刀時靠著壓力桿旋轉,以生產厚度在 0.25 至 5 毫米之間的薄板。 在這個過程中使用的原木可以在熱水中浸泡或蒸軟,然後再去皮。 板材的邊緣通常由附在壓力桿上的刀具修整。 可以通過使用壓力臂和刀片以類似於剝離的方式切割斜面(原木的正方形中心)來創建裝飾性單板。 剝皮或切片後,單板被收集在長而平的托盤上或捲到捲軸上。 使用類似斷頭台的機器將單板剪裁成功能長度,並使用人工加熱或自然通風進行乾燥。 檢查乾燥的面板,如有必要,使用小塊或木條和甲醛基樹脂進行修補。 如果乾燥後的單板小於標準尺寸的面板,則可以將它們拼接在一起。 這是通過在邊緣塗上液態甲醛基粘合劑,將邊緣壓在一起,然後加熱固化樹脂來完成的。

為生產面板,單板用甲醛基樹脂進行輥塗或噴塗,然後放置在兩個未粘合的單板之間,其紋理在垂直方向。 單板被轉移到熱壓機,在那裡它們受到壓力和熱量來固化樹脂。 酚醛樹脂粘合劑廣泛用於生產適用於惡劣使用條件的軟木膠合板,例如用於建築和造船。 脲醛樹脂粘合劑廣泛用於生產用於家具和室內鑲板的硬木膠合板; 這些可以用三聚氰胺樹脂強化以增加它們的強度。 30 多年來,膠合板行業一直使用甲醛基膠水組裝膠合板。 在 1940 年代引入甲醛基樹脂之前,使用的是大豆和血蛋白粘合劑,面板的冷壓很常見。 這些方法可能仍在使用,但越來越少見。

使用圓鋸將面板切割成適當的尺寸,並使用大型滾筒或帶式砂光機進行表面處理。 也可以進行額外的機加工以賦予膠合板特殊的特性。 在某些情況下,諸如氯酚、林丹、艾氏劑、七氯、氯萘和氧化三丁基錫等殺蟲劑可能會添加到膠水中或用於處理面板表面。 其他表面處理可能包括使用輕質石油(用於混凝土模板)、油漆、著色劑、生漆和清漆。 這些表面處理可以在不同的位置進行。 單板和麵板通常使用移動設備在操作之間運輸。

單板和膠合板廠危害

表 1 列出了在典型膠合板廠的主要工藝區域中發現的主要職業健康和安全危害類型。 膠合板廠的許多安全隱患與鋸木廠相似,控制措施也大同小異。 本節僅涉及那些與鋸木廠運營不同的問題。

膠水製備、拼接、修補、打磨和熱壓操作的工人以及附近的工人可能會皮膚和呼吸道接觸甲醛和膠水、樹脂和粘合劑的其他成分。 脲基樹脂在固化過程中比苯酚基樹脂更容易釋放甲醛; 然而,樹脂配方的改進減少了暴露。 適當的局部排氣通風和使用適當的手套和其他防護設備對於減少呼吸和皮膚接觸甲醛和其他樹脂成分是必要的。

用於生產單板的木材是濕的,去皮和修剪操作一般不會產生太多灰塵。 在膠合板生產過程中,最大的木屑暴露發生在完成膠合板所需的打磨、機加工和鋸切過程中。 特別是打磨,會產生大量細粉塵,因為在表面處理過程中可能會去除多達 10% 到 15% 的板材。 這些過程應封閉並有局部排氣通風; 手動砂光機應該有一個真空袋的整體排氣裝置。 如果局部排氣裝置不存在或無法正常工作,則可能會大量暴露於木屑中。 真空和濕法清理方法在膠合板廠中更為常見,因為灰塵的細小尺寸使其他方法效果較差。 除非噪音控制措施到位,否則打磨、鋸切和機加工操作產生的噪音水平可能會超過 90 dBA。

當單板乾燥時,木材的許多化學成分可能會釋放出來,包括單萜、樹脂酸、醛和酮。 釋放的化學物質的類型和數量取決於樹木的種類和單板乾燥機的溫度。 適當的排氣通風和及時修復單板乾燥機洩漏是必要的。 整個膠合板廠都可能接觸到叉車的發動機廢氣,移動設備也存在安全隱患。 混合在膠水中的殺蟲劑只有輕微的揮發性,在工作室空氣中應該檢測不到,除了氯萘,它會大量揮發。 可能通過皮膚接觸殺蟲劑。

其他人造板行業

這組行業,包括刨花板、威化板、刨花板、絕緣板、纖維板和硬質纖維板的製造,生產由不同尺寸的木質元素組成的板材,從大片或薄片到纖維,通過樹脂膠粘在一起,或在對於濕法纖維板,纖維之間的“自然”粘合。 從最簡單的意義上講,看板是使用兩步過程創建的。 第一步是直接從整根原木或作為其他木材工業(例如鋸木廠)的廢棄副產品生成元素。 第二步是使用化學粘合劑將它們重新組合成片材或面板形式。

刨花板、刨花板、刨花板和威化板是用不同尺寸和形狀的木屑採用類似工藝製成的。 刨花板和刨花板由小型木材製成,通常用於製造用於製造家具、櫥櫃和其他木製品的木飾面板或塑料層壓板。 大多數元素可以直接由木材廢料製成。 威化板和刨花板由非常大的顆粒製成 - 分別是刨花和刨花 - 主要用於結構應用。 這些元件通常是使用包含一系列旋轉刀具的機器直接從原木製成的,這些刀具可以剝離薄晶片。 該設計類似於削片機,不同之處在於木材必須以平行於刀具的方向送入削片機。 也可以使用周邊銑削設計。 水飽和木材最適合這些過程,並且由於木材必須定向,因此經常使用短原木。

在製造板材或面板之前,必須按尺寸和等級對元件進行分類,然後使用人工方法將其乾燥至嚴格控制的水分含量。 乾燥的元素與粘合劑混合併鋪在墊子上。 使用酚醛樹脂和脲醛樹脂。 與膠合板的情況一樣,酚醛樹脂很可能用於需要在不利條件下具有耐久性的應用的面板,而脲醛樹脂則用於要求不高的室內應用。 三聚氰胺甲醛樹脂也可用於增加耐用性,但很少使用,因為它們更昂貴。 近幾十年來,出現了一個新行業,即生產用於各種結構用途的再生木材,如橫梁、支架和其他承重元件。 雖然使用的製造工藝可能類似於刨花板,但由於需要增加強度,因此使用異氰酸酯基樹脂。

墊子被分成面板大小的部分,通常使用自動壓縮空氣源或直刀片。 該操作在封閉空間內完成,因此可以回收多餘的墊子材料。 通過使用熱壓機以類似於膠合板的方式固化熱固性樹脂,將面板製成片材。 之後,面板被冷卻並修整成合適的尺寸。 如有必要,可使用打磨機對錶面進行精加工。 例如,要用木飾面或塑料層壓板覆蓋的重組板必須打磨以產生相對光滑、平坦的表面。 雖然行業早期使用滾筒砂光機,但現在普遍使用寬帶砂光機。 也可以施加表面塗層。

纖維板(包括絕緣板、中密度纖維板 (MDF) 和硬質纖維板)是由粘合木纖維組成的面板。 它們的生產與刨花板和其他人造板有所不同(見圖 5)。 為了製造纖維,短原木或木屑以類似於造紙業生產紙漿的方式被還原(製漿)(參見章節 造紙業). 通常,使用機械製漿工藝,其中將碎片浸泡在熱水中,然後進行機械研磨。 纖維板的密度差異很大,從低密度絕緣板到硬質纖維板,並且可以由針葉樹或非針葉樹製成。 非針葉樹通常製作更好的硬紙板,而針葉樹製作更好的隔熱板。 製漿過程對磨碎的木材有輕微的化學影響,去除了少量的木質素和提取材料。

圖 5. 按粒度、密度和工藝類型對製造板進行分類

LUM010F1

兩種不同的工藝,濕式和乾式,可用於粘合纖維並製造面板。 硬質纖維板(高密度纖維板)和中密度纖維板可以通過“濕法”或“干法”工藝生產,而絕緣板(低密度纖維板)只能通過濕法工藝生產。 濕法工藝首先開發,從造紙延伸而來,而乾法工藝後來開發,源於刨花板技術。 在濕法工藝中,紙漿和水的漿液分佈在篩網上形成氈。 然後,墊子被壓制、乾燥、切割和表面處理。 通過濕法工藝製成的木板通過類似粘合劑的木材成分和氫鍵的形成結合在一起。 干法過程類似,只是纖維在添加粘合劑(熱固性樹脂、熱塑性樹脂或乾性油)後分佈在墊子上以在纖維之間形成結合。 通常,在干法纖維板的製造過程中使用酚醛樹脂或脲醛樹脂。 許多其他化學品可用作添加劑,包括用作阻燃劑的無機鹽和用作防腐劑的殺真菌劑。

一般來說,刨花板和相關人造板行業的健康和安全危害與膠合板行業非常相似,但纖維板生產的製漿操作除外(見表 1)。 在加工過程中可能會暴露在木屑中以產生元素,並且可能會因木材的水分含量和過程的性質而有很大差異。 在面板的切割和修整過程中,預計木屑暴露量最高,尤其是在工程控制未到位或功能不正常的情況下打磨操作期間。 大多數砂光機都是封閉系統,需要大容量的空氣系統來去除產生的粉塵。 在乾木的切碎和研磨過程中,以及參與將木屑從儲存區運輸到加工區的工人中,也可能接觸到木屑、真菌和細菌。 在所有打磨、削片、打磨和相關的木材加工操作附近都可能暴露在非常高的噪音環境中。 在膠水混合、墊子舖設和熱壓操作過程中,可能會接觸到甲醛和其他樹脂成分。 在人造板行業中限制暴露於安全隱患、木屑、噪音和甲醛的控制措施與膠合板和鋸木廠行業類似。

 

返回

週一,三月28 2011 16:41

疾病和傷害模式

I受傷

由於流程的性質,鋸木廠和其他木材廠是極其危險的工作環境,涉及以相對較高的速度移動和切割大而重的木塊。 即使有良好的工程控制措施,也必須嚴格遵守安全規則和程序。 有許多一般因素可能會增加受傷風險。 管理不善會增加滑倒、絆倒和跌倒的風險,木屑可能會造成火災或爆炸危險。 由於工人交流和聽到聲音警告信號的能力下降,高噪音水平一直是造成傷害的原因。 許多大型工廠實行多班制,工作時間,尤其是換班,會增加發生事故的可能性。

一些常見的致命或非常嚴重的傷害原因正在被移動設備擊中; 從高架走道和平台跌落; 在維護或嘗試清除堵塞時未能斷電或鎖定設備; 鋸、磨邊機和刨床的回扣; 在原木池塘或水道中溺水。 新僱用的工人面臨的風險增加。 例如,在對加拿大不列顛哥倫比亞省 37 年至 1985 年間 1994 起鋸木廠死亡事故的原因分析中,有 13 起 (35%) 死亡發生在就業的第一年內,其中 5 起發生在就業的第一周內(第一天 4 個)(Howard 1995)。

受傷的風險也很高,但不會危及生命。 機器噴出的顆粒和小木塊或碎屑可能會導致眼睛受傷。 木材與未受保護的皮膚之間的接觸可能導致碎片、割傷和刺傷。 在分揀、分級和其他操作過程中,試圖推動、拉動或提升重物可能會導致拉傷、扭傷和其他肌肉骨骼損傷。

非惡性疾病

鋸木廠和相關行業的工人暴露於各種呼吸道危害,包括木屑、木材的揮發性成分、空氣傳播的黴菌和細菌以及甲醛。 多項研究調查了鋸木廠、膠合板、刨花板和刨花板工人的呼吸系統健康狀況。 鋸木廠研究的重點通常是木屑,而膠合板和刨花板研究的重點主要是甲醛暴露。

職業接觸木屑與廣泛的上呼吸道和下呼吸道影響有關。 由於木材行業操作產生的顆粒大小,鼻子是木屑暴露影響的自然部位。 已經報導了各種各樣的鼻竇效應,包括鼻炎、鼻竇炎、鼻塞、鼻分泌過多和粘膜纖毛清除受損。 下呼吸道的影響,包括哮喘、慢性支氣管炎和慢性氣流阻塞,也與暴露於木屑有關。 上呼吸道和下呼吸道的影響都與來自溫帶和熱帶氣候的軟木和硬木樹種有關。 例如,已發現職業性哮喘與接觸來自非洲楓樹、非洲斑馬、水曲柳、加州紅木、黎巴嫩雪松、中美洲胡桃木、東部白雪松、烏木、綠洛木、桃花心木、橡木、白木和西部白木的粉塵有關紅雪松以及其他樹種。

木材主要由纖維素、多醣和木質素組成,還含有多種具有生物活性的有機化合物,如單萜、托酚酮、樹脂酸(二萜)、脂肪酸、酚類、單寧、類黃酮、醌、木脂烷和茋。 由於已發現健康影響因樹種而異,因此懷疑它們可能是由於這些天然存在的化學物質(稱為提取物)所致,這些化學物質也因樹種而異。 在某些情況下,特定的提取物已被確定為與接觸木材相關的健康影響的原因。 例如,天然存在於西部紅柏和東部白柏中的葉酸是導致人類哮喘和其他過敏反應的原因。 雖然較高分子量的提取物在木工操作過程中會留在灰塵中,但其他較輕的提取物(例如單萜)在窯幹、鋸切和修整操作過程中很容易揮發。 單萜類(如α-蒎烯、β-蒎烯、d3-carene 和檸檬烯) 是許多常見軟木樹脂的主要成分,與口腔和喉嚨刺激、呼吸急促和肺功能受損有關。

生長在木材上的黴菌是另一種天然的、與木材相關的暴露,具有潛在的有害影響。 在氣候濕熱足以讓黴菌生長的地區,鋸木廠工人接觸黴菌似乎很常見。 在斯堪的納維亞半島、英國和北美的鋸木廠工人中觀察到外源性過敏性肺泡炎病例,也稱為過敏性肺炎(Halpin 等人,1994 年)。 一種更常見但不太嚴重的接觸黴菌的影響是吸入熱,也稱為有機粉塵中毒綜合症,包括急性發作的發燒、不適、肌肉疼痛和咳嗽。 據估計,過去瑞典木材修剪工吸入熱的患病率在 5% 到 20% 之間,但由於採取了預防措施,現在的患病率可能要低得多。

暴露於木材工業中用作粘合劑的化學品也可能對呼吸產生影響。 甲醛是一種刺激物,會引起鼻子和喉嚨發炎。 已觀察到對肺功能的急性影響,並懷疑有慢性影響。 據報導,接觸也會導致哮喘和慢性支氣管炎。

木屑、甲醛和其他接觸物的刺激或過敏作用不僅限於呼吸系統。 例如,報告鼻部症狀的研究經常報告眼睛刺激的發生率增加。 已發現皮炎與來自 100 多種不同樹種的灰塵有關,包括一些常見的硬木、軟木和熱帶樹種。 甲醛也是一種皮膚刺激物,可引起過敏性接觸性皮炎。 此外,還發現許多用於軟木的抗變色殺菌劑會引起眼睛和皮膚刺激。

鋸木廠和其他木材行業的工人因噪音而導致聽力損失的風險很高。 例如,在美國一家鋸木廠最近的一項調查中,72.5% 的工人在一個或多個聽力測試頻率下表現出一定程度的聽力障礙 (Tharr 1991)。 在鋸和其他木材加工機械附近工作的工人通常會暴露在高於 90 或 95 dBA 的水平下。 儘管存在這種公認的危害,但降低噪音水平的嘗試相對較少(刨床機外殼除外),並且噪音引起的聽力損失的新案例仍在繼續發生。

癌症

在木材行業工作可能需要接觸已知和疑似致癌物。 木屑是木材工業中最常見的接觸物質,已被歸類為人類致癌物(國際癌症研究機構 (IARC) - 第 1 組)。 在家具行業中暴露於硬木(如山毛櫸、橡木和桃花心木)高濃度粉塵的工人中,已經觀察到患鼻竇癌(尤其是鼻腺癌)的相對風險非常高。 針葉木粉塵的證據不那麼確鑿,觀察到的額外風險較小。 根據對來自 12 項鼻竇癌病例對照研究的原始數據的匯總再分析,有證據表明鋸木廠和相關行業的工人存在過度風險(IARC 1995)。 鼻竇癌是世界上幾乎所有地區都比較少見的癌症,粗略的年發病率約為每 1 人 100,000 例。 百分之十的鼻竇癌被認為是腺癌。 儘管在一些研究中已經觀察到木屑與其他更常見的癌症之間存在關聯,但結果遠不如鼻竇癌的一致性。

膠合板、刨花板和相關行業的工人經常接觸甲醛,已被歸類為可能的人類致癌物(IARC - 2A 組)。 已發現甲醛會導致動物癌症,並且在一些人類研究中觀察到鼻咽癌和鼻竇癌的過量,但結果不一致。 五氯苯酚和四氯苯酚殺蟲劑直到最近才普遍用於木材工業,但已知它們會被呋喃和二噁英污染。 五氯苯酚和 2,3,7,8-四氯二苯並-對-二噁英已被歸類為可能的人類致癌物(IARC - 2B 組)。 一些研究發現氯酚與非霍奇金淋巴瘤和軟組織肉瘤的風險之間存在關聯。 非霍奇金淋巴瘤的結果比軟組織肉瘤更一致。 其他可能影響木材行業某些工人的潛在致癌物包括石棉(IARC - 第 1 組),用於蒸汽管道和窯爐的絕緣、移動設備的柴油機尾氣(IARC - 第 2A 組)和雜酚油(IARC - Group 2A),用作鐵路枕木和電線桿的木材防腐劑。

對專門受僱於鋸木廠、膠合板廠或相關板材製造行業的工人進行的癌症研究相對較少。 最大的一項是 Hertzman 及其同事(26,000 年)對 1997 多名加拿大鋸木廠工人進行的隊列研究,目的是檢查與接觸氯酚殺蟲劑相關的癌症風險。 觀察到兩倍過量的鼻竇癌和少量過量的非霍奇金淋巴瘤。 過量的非霍奇金淋巴瘤似乎與接觸氯酚有關。 其餘的研究規模要小得多。 Jäppinen、Pukkala 和 Tola(1989 年)對 1,223 名芬蘭鋸木廠工人進行了研究,觀察到皮膚癌、口腔癌和咽癌以及淋巴瘤和白血病的發病率過高。

Blair、Stewart 和 Hoover(1990 年)以及 Robinson 及其同事(1986 年)分別對 2,309 名和 2,283 名美國膠合板廠工人進行了研究。 在對來自兩個膠合板隊列的匯總數據進行的分析中,觀察到鼻咽癌、多發性骨髓瘤、霍奇金病和非霍奇金淋巴瘤的發病率過高。 從這些研究的結果來看,尚不清楚哪些職業接觸(如果有的話)可能是導致觀察到的過量的原因。 規模較小的研究缺乏檢查罕見癌症風險的能力,而且許多過度研究都是基於非常小的數字。 例如,沒有觀察到鼻竇癌,但在較小的鋸木廠研究中預計只有 0.3,在膠合板廠研究中預計為 0.3 和 0.1。

 

返回

週一,三月28 2011 17:24

環境和公共衛生問題

木材廢料的使用和處置

可能導致環境問題的木材工業的副產品可能包括空氣排放物、液體流出物和固體廢物。 這些問題大多來自廢木料,其中可能包括銑削作業產生的木屑或木屑、去皮作業產生的樹皮以及儲存原木的水道中的原木碎屑。

木屑和其他工藝粉塵在工廠中存在火災和爆炸危險。 為盡量減少這種危險,可以通過手動方式清除灰塵,或者最好通過局部排氣通風系統收集灰塵,並收集在布袋除塵器或旋風分離器中。 較大的木材廢料被切碎。 木材行業生產的大部分鋸末和木屑可用於其他木材產品(例如刨花板、紙漿和紙張)。 隨著廢物處理費用的增加以及林業公司更加垂直整合,有效利用此類木材廢料變得越來越普遍。 某些類型的木材廢料,尤其是細小的灰塵和樹皮,不容易在其他木製品中使用,因此必須尋求其他處理方式。

樹皮佔樹木體積的很大一部分,尤其是在採伐的原木直徑較小的地區。 樹皮和細木屑,在某些操作中,包括木屑在內的所有木材廢料都可能被焚燒(見圖 1)。 舊式操作使用低效的燃燒技術(例如蜂箱燃燒器、圓錐形帳篷燃燒器),這些技術會產生一系列不完全的有機燃燒產物。 顆粒空氣污染會產生“霧”,是這些燃燒器附近常見的抱怨。 在使用氯酚的鋸木廠中,還擔心這些燃燒器會產生二噁英和呋喃。 一些現代鋸木廠使用封閉式溫控動力鍋爐為窯爐生產蒸汽或為工廠或其他電力用戶提供電力。 其他人將他們的木材廢料賣給紙漿廠和造紙廠,在那裡燃燒以滿足他們的高功率需求(見章節 造紙業). 鍋爐和其他燃燒器通常必須使用靜電除塵器和濕式洗滌器等系統來滿足微粒排放控制標準。 為了盡量減少木材廢料的燃燒,樹皮和細木屑還有其他用途,包括在景觀美化、農業、地表礦山植被恢復和森林更新中用作堆肥或覆蓋物,或用作商業產品的增量劑。 此外,在工廠中使用細鋸齒鋸可以顯著減少鋸末產量。

圖 1. 傳送帶將廢物運送到蜂箱燃燒器

LUM070F1

琳恩·範茲維騰

樹皮、原木和其他木屑可能會沉入水基原木儲存區,覆蓋底部並殺死底棲生物。 為了盡量減少這個問題,可以將吊桿中的原木捆在一起,然後在陸地上將捆分開,碎片很容易收集。 即使進行了這種修改,也需要不時疏浚沉沒的碎片。 回收的原木可用作木材,但其他廢物需要處理。 陸基處置和深水傾倒都已在工業中使用。 液壓剝皮流出物會導致類似的問題 - 因此趨向於機械系統。

木屑堆會造成雨水徑流問題,因為木材滲出液中含有對魚類有劇毒的樹脂、脂肪酸和酚類物質。 木材廢料的填埋處理也會產生滲濾液,需要採取緩解措施來保護地下水和地表水。

抗變色劑和木材防腐殺菌劑

用殺真菌劑處理木材以防止變色生物體的生長,導致附近水道受到污染(有時會導致大量魚類死亡),以及現場土壤的污染。 處理系統涉及將成捆的木材通過大型、未覆蓋的浸漬槽和鋸木廠場地的排水系統,從而導致降雨溢出和徑流廣泛傳播。 帶自動浸漬升降機的帶蓋浸漬槽、生產線中的噴漆室以及處理系統和木材乾燥區周圍的防護堤大大降低了洩漏的可能性和影響。 然而,儘管防變色噴房最大限度地減少了環境暴露的可能性,但與處理成捆木材的浸漬槽相比,它們可能需要更多的下游工人接觸。

已經取代氯酚的新一代殺菌劑似乎減少了對環境的影響。 儘管對水生生物的毒性可能相同,但某些替代殺菌劑與木材的結合更牢固,使其生物利用度降低,並且更容易在環境中降解。 此外,許多替代品的更高費用和處置成本鼓勵了液體廢物的回收和其他廢物最小化程序。

為長期抵抗真菌和昆蟲而對木材進行熱處理和加壓處理,傳統上是在比防變色處理更封閉的設施中進行的,因此往往不會產生同樣的液體廢物問題。 固體廢物的處置,包括來自處理和儲存罐的污泥,對這兩個過程都有類似的問題。 選項可能包括在帶護堤的不透水區域的防漏容器中封閉存儲、埋葬在安全的、水文地質學上隔離的危險廢物填埋場或在高溫(例如 1,000°C)下以指定的停留時間(例如 2 秒)焚燒。

膠合板和刨花板操作中的特殊問題

膠合板廠的單板乾燥機會產生一種特有的藍色霧霾,該霧霾由揮發性木材提取物(例如萜烯和樹脂酸)組成。 這往往是植物內部的一個問題,但也可能存在於乾燥器的水蒸氣羽流中。 刨花板和膠合板廠經常燃燒木材廢料來為壓力機產生熱量。 蒸汽和顆粒物控制方法可分別用於這些空氣排放物。

膠合板和刨花板廠的洗滌水和其他液體排放物可能含有用作膠水的甲醛樹脂; 然而,現在普遍的做法是回收廢水以配製膠水混合物。

 

返回

" 免責聲明:國際勞工組織不對本門戶網站上以英語以外的任何其他語言呈現的內容負責,英語是原始內容的初始製作和同行評審所使用的語言。自此以來,某些統計數據尚未更新百科全書第 4 版的製作(1998 年)。”

內容