软木塞

软木是一种用途广泛的天然材料，从活的软木橡树中收获，有点像从羊身上收集羊毛。这些树木没有受到这个过程的伤害，它们平均可以继续生产软木 150 年。

背景

软木是由堆积在软木橡树外表面上的死细胞组成。由于其蜂窝状结构，软木主要由空的空间组成。它的密度（单位体积的重量）是水的四分之一。然而，与蜂窝不同的是，软木由不规则形状和间隔的单元组成，平均有 14 个边。每立方英寸有 6.25 亿个空细胞（每立方厘米 4000 万个），软木就像多层微型气泡膜，使其成为一种有效的缓冲材料。其低密度使软木可用于救生艇和浮标等产品。大量的死气空间使软木成为有效的温度和噪音绝缘材料。此外，它是阻燃的；火焰只会烧焦表面，不会产生有毒烟雾。切割软木表面会将许多微观细胞变成微小的吸盘，从而形成有效的防滑表面。除了柔韧之外，软木还具有很高的弹性。在 14,000 磅/英寸的压力下被压碎后 ² (96,000 kPa)，软木将在 24 小时内恢复其原始尺寸的 90%。软木既不吸收灰尘也不吸收水分，并且可以抵抗腐烂和昆虫。高度耐磨，用于抛光钻石。

由软木制成的众多产品包括地板材料（例如油毡）、鞋垫、屋顶板、垫圈、安全帽内衬、瓶塞、飞镖板、公告板以及高尔夫球和棒球的芯。已经开发出许多人造材料来替代特定应用中的软木塞（例如，裁判哨中的合成豌豆、鞋子的泡沫鞋垫或聚苯乙烯泡沫塑料救生衣）。然而，尚未开发出可用于多种应用的软木的通用替代品。

历史

在可追溯到数千年前的埃及墓葬中发现了软木瓶塞。古希腊人使用软木制作渔网浮标、凉鞋和瓶塞。两千多年前，罗马人以各种方式广泛使用软木，包括渔民的救生衣。数百年来，地中海小屋一直采用软木屋顶和地板建造，以抵御夏季炎热和冬季寒冷，并提供柔软的步行表面。

玻璃瓶发明于十五世纪，但直到十七世纪才广泛使用。软木塞作为塞子的流行导致了人们刻意种植软木树，在大约 1760 年之前，软木树只是在它们碰巧生长的地方收获。革命性的皇冠盖——内衬天然软木盘的金属盖，俗称瓶盖——发明于 1892 年。

直到 1890 年左右，大量软木收获都被浪费了，当时一家德国公司开发了一种工艺，将粘土粘合剂添加到软木颗粒中，并生产用作绝缘材料的凝聚（复合）软木片。第二年，一位名叫约翰·史密斯的美国人开发了一种技术，通过在不添加任何粘合剂的情况下将软木颗粒加热和加压，从废料中生产纯软木结块。下一个重大发展发生在 1909 年，当时 Charles McManus 发明了一种可用于排列冠盖的软木塞。从那时起，人们开发了许多其他技术来生产具有各种特性和用途的软木化合物。

原材料

软木制品的原料采自软木橡树（常绿 Quercus suber 或落叶 - Quercus occidentalis）。 树木的高度通常为 40-60 英尺（12-18 米），树干周长为 6-10 英尺（2-3 米）。世界上几乎所有的商业软木树都生长在地中海西部地区和伊比利亚半岛。葡萄牙的软木林是生产力最高的。占现有树木的 30%，它们生产了世界上一半的采伐软木。

软木树在大约 20 岁时就可以进行第一次收获了。第一次收获质量较差，只能用于制作软木结块产品。当软木层达到 1-2 英寸（2-5 厘米）的厚度时，每隔 9 年进行一次收获。从一棵幼树上收获大约 35 磅（16 公斤）的软木塞，而一棵老树的收获可能是 500 磅（225 公斤）。每棵树的生产寿命约为 150 年。

在瓶塞的生产过程中，化学浴用于调节软木塞。其中比较流行的是氯化石灰浴，然后是草酸中和浴，草酸钠中和的次氯酸盐浴，以及柠檬酸中和的过氧化物浴。

复合附聚软木的生产包括将粘合剂或粘合剂添加到软木颗粒中。根据最终产品所需的质量（例如柔韧性、柔软度、耐磨性）选择不同的粘合剂。常用的有沥青、橡胶、石膏、胶水和塑料。

瓶盖

软木自古以来就被用作瓶子的塞子，因为它具有压缩能力。在文艺复兴时期，软木塞司空见惯，比利牛斯山脉专门为此种植和加工软木橡树。酒瓶通常用油麻密封。当皮埃尔·培里侬 (Pierre Perignon) (1638-1715) 在 1688 年发明香槟时，他发现瓶子内的气压会吹坏大麻塞。为了解决这个问题，他发明了用金属丝固定的软木塞。

现代金属瓶盖是由多产的马里兰州发明家威廉·帕特 (William Painter) 开发的，他于 1885 年为他的第一个瓶塞申请了专利。到 1891 年，他的最终设计出现了，一种带有波纹边缘的软木衬里金属瓶盖出现在瓶口周围。画家将他的发明称为“皇冠帽”，成立了皇冠软木塞和印章公司来推销它，并因此变得非常富有。

皇冠帽是近 80 年来的行业标准。 1955 年，皇冠盖的软木内衬被塑料取代，1958 年推出了用于检查皇冠密封的高速机器。1960 年代，可口可乐公司提供了升降顶皇冠盖。推入式旋开式瓶盖最初是为婴儿食品开发的。用于碳酸饮料的螺旋盖出现在 1960 年代和 1970 年代，并且是今天的标准。

制造
过程

• 1 使用专门设计的斧头，收割机切开树干上的软木层，注意不要切得太深，以免损坏树干的活体部分。在树干的底部和最低的树枝下方进行水平切割。几个垂直切口将圆周软木环分成适当大小的部分。使用斧头的楔形手柄，收割机从树上剥下每一块软木塞。在一些大树上，软木也从较低的树枝上剥离。
• 2 软木板堆放在户外，放置几周到六个月不等。新鲜空气、阳光和雨水会促进化学变化，从而提高软木塞的质量。在固化过程结束时，木板已经变平并且失去了大约 20% 的原始水分含量。
• 3 然后对木板进行加热和水处理，以去除污垢和单宁等水溶性成分，并使软木塞更柔软、更有弹性。这个过程通常包括将一堆软木板放入装满含有杀菌剂的沸水的大铜桶中。将重物放在软木塞的顶部，使其浸入水中 30-75 分钟。
• 4 当木板从缸中取出时，用锄头形的刀刮掉劣质的软木外层，大约占木板体积的 2%，但占其重量的 20% .木板被堆放在一个黑暗的地窖里，在受控的湿度下再干燥和固化几个星期。
• 5 软木板被修剪成统一的矩形形状，并按质量分类。最优质的材料将用于制作酒瓶塞等天然软木产品。质量较差的材料将被研磨并用于制造组合物或结块的软木塞。

Boffle 软木塞

• 将 6 块所需厚度的软木板放入蒸汽室中 20 分钟以软化它们。然后将板切成条，其宽度对应于瓶塞的预期长度。条带被送入一台机器，该机器将空心金属管冲过它们，去除软木塞。
• 7 虽然一些饮料装瓶商想要圆柱形软木塞，但其他人想要锥形软木塞。为了实现这种形状，气缸被布置在一个倾斜的传送带上，该传送带承载 软木是由堆积在软木橡树外表面上的死细胞组成。当软木层达到 1-2 in 12-5 cm 的厚度时，每 9 年进行一次收获。从一棵幼树上收获大约 35 磅（16 公斤）的软木塞，而一棵老树的收获可能是 500 磅（225 公斤）。他们经过了一把快速旋转的圆刀。当它们通过刀片时，软木塞也在传送带上旋转，因此它们被修剪成锥形。
• 8 圆柱形和锥形软木塞都在大桶中经过清洗、漂白和消毒。旋转木桨不断地将软木塞向下推入洗涤液和中和液中。
• 9 在大型离心干燥机中干燥后，软木塞可能会标上识别标签（用墨水或热金属印章）。有些还涂有密封剂，例如石蜡或硅胶。然后，将它们以 1,000 或 1,500 的数量装在密封袋中；从袋子中取出空气并用二氧化硫 (SO 2 ) 代替，以保持软木塞无菌。

结块软木

• 10 废软木塞通过机器将其破碎成小块。这些碎片经过洗涤和干燥，然后通过两个连续的研磨机进一步减小粒度。在另一个洗涤和干燥过程之后，将颗粒筛选为均匀尺寸。
• 11 纯结块软木是通过将软木颗粒装入模具并牢固覆盖而形成的。过热蒸汽（600° F 或 315° C）通过 用作瓶塞的软木塞首先通过蒸汽软化，然后切成条状。接下来，条带被送入一台机器，该机器将空心金属管冲过它们，去除软木塞。模具。或者，模具在 500° F (260° C) 下烘烤四到六个小时。任一过程都通过激活其天然树脂将软木颗粒结合成固体块。
• 12 复合附聚或组合软木是通过将软木颗粒均匀地涂上一层薄薄的附加粘合剂制成的。将包衣颗粒压入模具中并缓慢加热（温度因所使用的粘合剂而异）。从模具中取出并冷却后，将块堆叠起来以允许空气流通并进行调味。
• 13 将结块的软木切割用于其预期用途。例如，可以从矩形块切割片材。或者，如果使用管状模具，则可以将所得软木棒切成圆盘。一个大的圆柱形块可能会靠着刀片旋转，将其刮成一个长而连续的薄片，然后重新卷绕成卷。

副产品/废物

在制造过程中产生的软木废料被研磨并用于制造凝聚的软木产品。研磨过程中产生的软木粉被收集并燃烧，为工厂提供燃料。在加工过程中从软木中去除的化学成分可以作为有用的副产品回收，包括单宁（用于固化皮革）、硬蜡（用于石蜡、油漆和肥皂等产品）、树脂胶（有助于消失在铜和铝上） ，和音酸（用于制造塑料和麝香洗浴用品）。