木制包装材料简介

三、木材的力学性质
抗压强度
抗拉强度
抗弯强度
抗剪强度
硬度、弹性模量
［抗压强度］
根据受力方向与木纹的关系，可将木材的抗压强度分为 顺纹和横纹抗压强度。横纹抗压强度又分为径向和弦向 抗压强度。 木材顺纹抗压强度极限大且较稳定，是木材使用的主要 形式，常用木材顺纹抗压强度极限为30～70MPa。针叶 树的顺纹抗压强度极限为横纹的10～15倍。阔叶树的顺 纹抗压强度极限约为横纹的3～7倍。具有粗大髓线的树 种（麻烁、青冈等）径向为弦向的1．5倍。其他树种并 无显著区别。
木材的构造
髓心和髓线 髓心：在木质的中心，是最初生成的木质。 各种树木髓心的大小一般差异较小，其直径约在3～5mm之间。 由髓心长出，成辐射状并与树轴垂直，输送和储存养分，并穿过各 层的径向管道，称为髓线或木射线。韧皮部分的髓线称为韧皮射线。 各种树木的髓线宽细不同，针叶树的非常细小，目力不易辨别，阔 叶树的髓线较多，其中某些树种如麻栎、青罔栎等的髓线则宽大易 见。 髓心和髓线大多是薄壁细胞组成，是木质的弱点。其质松软，强度 低而脆弱，不耐腐蚀，在干燥和使用过程中最易沿此开裂。 心材和边材 靠近髓心的木质是由年老或已死的细胞组成的，已无活力，材质变 硬，原有孔隙也多为树脂和单宁填充，从而色深、耐腐且有较高的 强度，称为心材。 木质的边缘部分由年轻或新生的细胞组成，具有旺盛的活力，含有 较多的水分、淀粉和油类等物质，色浅易腐，强度也低，称为边材。 心材质量虽佳，由于靠近髓心，木节较多，不便于弯曲。边材质软， 节少，便于弯曲。
四、木材的工艺性能
［握钉力（持钉力和裹钉力）］
木材握钉力是因木材纤维为了钉子所挤压或切断，使木材对钉子产 生压力的结果。 木材纤维的方向对握钉力有重要的作用，平行纤维方向的握钉力约 小于垂直方面的25％，弦向和径向的握钉力则相差不大。 握钉力还随树种、容重和容水率而变。通常阔叶树比针叶树的握钉 力大，紧密、干燥和容重较大的木材比较软、潮湿和容重小的握钉 力高。 木材握钉力还受钉子尺寸、种类的影响，木材对大钉的握钉力大于 小钉，方钉大于圆钉，螺丝钉大于普通钉。
平衡含水率：由于木材具有吸湿性和还水性，在周围空 气的蒸汽压与木材表面的蒸气压相等的条件下，木材中水 分达到吸收和散发的动态平衡时，的含水率称为平衡含水 率。使用中的木材平衡含水率都低于其纤维饱和点。
［变形］
干缩与湿胀
当木材的含水率低于纤维饱和点时，如水分（指吸附水）再有增减 时，则细胞壁随之发生胀缩，从而引起木材体积的胀缩。 一般厚壁细胞比薄壁细胞胀缩量大，坚密而重的细胞比松软而轻的 细胞胀缩量大，细胞的横向比纵向胀缩量大。木材的夏材比春材胀缩 量大，横纹方向比纵纹方向胀缩量大，弦向比径向胀缩量大。 一般木材弦向的胀缩量约介于6％～12％，径向的胀缩量介于3％～6 ％，纵向胀缩量很小，仅为0．1％。由于木制品在使用中，主要散失 所含的水分，以致引起制品的不均匀收缩使制品产生缺陷。所以经常 用木材的干缩率来衡量其胀缩量。2．
产生压应力，一旦超过木材横 纹抗拉强度时，则引起木材的开裂。 即使木材或较厚锯材的强度还能抵抗其内力时，暂时虽不致开裂， 但在加工以后，由于其内应力的存在和产生的表面塑性变形，仍 会引起锯材变形、翘曲或开裂。 为了避免收缩产生的开裂，必须在干燥木材时，采用适当的措施， 使木材均匀地干燥。在选用木材做木制品时，应尽可能采用胶合 木、胶合板等代替木材，或采用容重轻、收缩性小的木材。
弦向抗压强度极限约为径向的1．5倍。
［抗拉强度］
木材顺纹抗拉强度较抗压强度大2～3倍，通常可达 100～500MPa。由于抗拉制品端部接合处受到拉力时， 常先破坏于横纹受压或剪切，因而目前尚无法充分 利用木材的顺纹抗拉强度。 横纹抗拉强度极小，约为顺纹的1／4～1／2。所以 木材通常不用作承担横纹受拉的制品。
变形与翘曲
由于木材在干燥过程中，各部分干燥速度不同，各方向的干缩率也 不相同，因此木材在干燥过程中极易变形。
当变形严重时，木材即产生内应力而发生翘曲，甚至开裂。木材 的变形和翘曲受它原来的形状、厚薄、宽窄、年轮、纹理、部位、 容重、树种以及干燥速度的影响。 通常木材的变形均向髓心和湿面方向突出，并向垂直木纹的方向 翘曲，以致木制品的接合处松驰或凸起，甚至发生裂纹和开裂。
［重量］
一般树种的木材比重变动不大，约介于1．3和1．7之间，通 常采用平均值1．5。

干燥木材的容重平均约500kg／m3，所以木材孔隙率是很大 的。

木材的容重随树种、树龄、生长条件、部位、孔隙率、含水 率而改变，通常小于1000kg／m3。影响木材容重最主要的因 素是含水率，通常以含水率为15％的容重作标准，作为标准容 重。
[外观]
声音 木材传声性很强，干燥的木材和沿木材的顺纹方向传声性更好。 敲击木材时，如声音清晰、响亮的多是干燥而坚实的木材。 木材含水量增加或木材密度减小，其声音都要减弱。腐朽的木材只 能发出暗哑的声音。 气味 各树种所含化合物并非相同，从木材的气味可以区别其树种。 新伐木材的气味最大，随木材干燥和储存时间长而减弱。 当木材丧失改变了固有的气味时，即说明木材已经变质，如发出霉 腐气味，则木材早已腐朽。
［静力抗弯强度］
木材具有优良的静力抗弯强度。一般木材的静力抗弯强 度极限的50～11OMPa，约为顺纹抗压强度极限为1．5～ 2．0倍。 当木质制品承受抗弯静力时，由于其抗拉强度极限大于 抗压强度极限，制品的受压区域首先发生皱折，然后在 拉力区折裂。
［冲击弯曲强度］
木材是很好的抗冲击弯曲的材料，常用于制造要求承受横 向冲击载荷的制品。 凡是春材与夏材区别明显的树种，其径向冲击弯曲强度比 弦向高。阔叶树中的散孔材，其两个方向的冲击弯曲强度 无甚差别。一般阔叶树的横向冲击弯曲强度比针叶树约大 0．5～2．0倍。
刨花板托盘
木匣
OSB板箱
包装木材的分类
天然木材 包装木材 人造木材

针叶木材：红松、落叶松、白松、马尾松等 阔叶木材：杨木、桦木等 胶合板：三夹板、五夹板等 纤维板：纤维板、木丝板、刨花板等
木材包装的优缺点
木材的优点：质轻，强度高，有一定的弹性，能承受冲击和震动作用， 容易加工，具有很高的耐久性且价格低廉
木制包装材料简介
木制包装指以木材制品和人造木材板材（如胶 合板、纤维板）制成的包装的统称。
木制容器主要有：木箱、木桶、木匣、木夹板、 纤维板箱、胶合板箱以及木制托盘等。 木制包装一般适用于大型的或较笨重的机械、 五金交电、自行车，以及怕压、怕甩的仪器、 仪表等商品的外包装。
胶合板箱
胶合板
［硬度、弹性模量］
木材的硬度也是随纹而不同，如针叶树横切面的硬度 较纵切面硬度约大35％，阔叶树约大25％。一般树种 径切面和弦切面的强度大致相同，但具有粗大髓线的 树种其弦切面的硬度大5％～10％。 木材的弹性模量较金属材料低，并与纹向有交，这是 木制品容易变形的主要原因之一。 木材的抗拉、抗压弹性横量（E），顺纹比横纹大7～ 30倍，抗剪弹性模量（G）约为E的1／10～1／3，一般 树种的弹性横量E约介于1000～15000MPa之间。
木材的缺点：各向异性，易受环境温度、湿度的影响而变形、开裂、翘 曲和降低强度，易于腐朽、易燃、易被白蚁蛀蚀等。 不过这些缺点，经过适当的处理可以消除或减轻。
第一节 木材的构造及性能
一、木材的构造
横切面：垂直于树轴的剖面。 在横切面上可以看到树皮、形 成层、木质部、年轮、导管、 脂道、髓心、髓线、心材、边 材等。 纵切面：与树轴平行的剖面。 径切面：通过树轴的纵切面。 弦切面：不通过树轴的纵切面。
［抗剪强度］
木纹对木材的抗剪强度有极大的影响，顺纹抗剪强度受年轮 方向影响不大，而具有粗大髓线的树木，则弦向的抗剪强度 较径向的约大10％～30％。顺纹抗剪强度极限一般为4～ 15MPa，约为抗压强度极限的15％～25％。 横纹抗弯破坏的剪切面多与木材纤维平行，其强度极限远较 顺纹为高，一般为3～7倍。但在实际使用中，由于制品先被 横纹受压所破坏，所以利用价值不大。 横纹切断强度极限远远高于横纹抗剪强度极限，但实际上很 难充分利用。
木材中的水分含量根据不同情况用不同含水率表示
相对含水率和绝对含水率：木材中的含水重量与当时湿木 重量的百分比。 绝对含水率：木材中的含水重量与木材绝对干燥后重量的 百分比。
饱和含水率：木材处于纤维饱和点时的相对含水率，称 为饱和含水率。
纤维饱和点：木材在干燥过程中，内部水分逐渐向外输送，当全 部自由水业已散失，细胞壁中仍充满着吸附水时，为木材含水量 的临界点。 木材在纤维饱和点时，其机械强度最低。 木材的饱和含水率随树种而略有差异。当环境温度20℃时，一般 为25％～35％，并随温度上升而降低，通常采用30％为其平均值。
［吸湿性
吸湿性：木材自空气中吸收水分的能力。它随环境的温度、 空气的相对温度而改变，当环境温度越低或温度越大，木 材吸水能力越强。 还水性：当环境温度升高或空气的相对湿度降低时，则木 材能向空气中散发水分，这种性质称为木材的还水性。 木材的吸湿和还水过程是木材内部水分与空气水分的平衡 过程。当木材所含水分与周围空气的相对湿度达到平衡时 木材既不吸水也不散失水分。 木材中水分以化学结合水、自由水和吸附水三种状态存在 化学结合水含量很少，一般不超过1％～2％。 自由水存在木材细胞间隙和细胞腔中，是由细胞的毛细 胞管作用吸入的。
吸附水是由细胞的吸附作用而进入细胞壁的水分。 木料的吸湿性，以木材中自由水和吸附水的总和来衡量。 水分进入木材后，首先被细胞吸人细胞壁，其余的水分才 积存在细胞腔和细胞间隙中。木材干燥时，首先失去自由 水，然后才失去吸附水。 新伐和潮湿的木材含有以上三种状态的水分，完全干燥的 木材仅含化学结合水。
图3－2－1 木材的宏观构造 1—横切面；2—径切面；3—弦切面；4—树皮； 5—木质部；6—年轮；7—髓线；8—髓心