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

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

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

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

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

* 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

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。

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