專利名稱:一種偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)復合板材,尤其涉及用超厚旋切單板制造的 實木復合板材。
背景技術:
目前,實木復合板材主要包括細木工板和多層實木復合膠合板等兩大類產(chǎn)品,細木工 板是在小木方塊拼成的芯板的上下表面各覆蓋一層單板,經(jīng)膠壓而成的一種特殊的膠合 板,芯板通常是將原木鋸截成實木條而組成的拼板或木格結(jié)構(gòu)板。采用這種方法制造芯板 存在著原木鋸裁時鋸路損耗多,木材利用率低,并且因為組合起來的細木工板中的木條, 其橫向間采用膠拼連接,導致芯板的橫向靜曲強度主要取決于膠粘劑的連接強度,所以細 木工板通常由于橫向強度低而達不到國家標準的要求(鄒林林,呂斌,楊娜.我國細木工板 發(fā)展現(xiàn)狀和質(zhì)量問題分析,林業(yè)機械與木工設備,2006, 34(5) :4-6.);多層實木復合膠合板 是將原木制成lmm 3mm的單板,經(jīng)過干燥、涂膠、組坯、熱壓等工序制成,這種復合板 材由于所用的單板較薄,生產(chǎn)相同厚度的復合板材,單板越薄,膠層越多,所使用的膠黏 劑就越多,從而造成甲醛釋放量增多和成本的增加。中國專利01133469. X提出了一種采 用4mm 10mm的單板制造的三層膠合板作為芯板,經(jīng)砂光后,在上、下表面再貼上面皮而 成的多層實木復合材料。由于4mm 10mm的單板存在著較大的應力,因此在單板的干燥過 程中極易產(chǎn)生翹曲變形(甚至引起巻曲變形如圖l所示)和開裂等現(xiàn)象,嚴重影響了單板 的出材率和后序加工工序如涂膠、組坯等工序;其次,釆用這種結(jié)構(gòu)的單板作為芯板由于 單板的應力過大,導致制造出來的復合板材容易產(chǎn)生翹曲變形;再者,釆用二次貼面加工 工藝,增加了貼面工序。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是改進現(xiàn)有工藝技術的不足,提供一種其各向強度均符合國家 標準、不易翹曲變形、加工方便、膠黏劑用量較低可降低成本的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材;
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采取以下技術方案 本實用新型提供的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,是由偶數(shù)層單板組成,包括兩
個外表面的表層和其間的芯層構(gòu)成,各層單板之間設有膠粘劑;
所述芯層由4.5mm 12mm的超厚單板組成,表層則用0.2mm 1.5mm的單板組成; 所用的芯層超厚單板為經(jīng)原木旋切而成的單板,在其松面的順紋方向設有點狀或
線段狀的裂紋。
上述芯層超厚單板松面上的裂紋,其平均長度在2.0cm 5.0cm之間,平均深度 為板厚的1/6 1/2,或者
其平均長度在2.0cra 5. Ocni之間,平均深度為板厚的1/6 1/2,平均寬度為 0. 2mm 3fflm,裂紋之間的平均間距為0. 5cm 5cm。
更進一步地,所述芯層可以是由2、 4、 6、 8、……等偶數(shù)層超厚單板組成,采用 平行或交叉結(jié)構(gòu)組坯。
更具體地,其中,中心的兩塊單板為中間芯板,其松面相對接合,其外面的各層 單板的松面均朝向中間芯板,對稱組坯,其紋理可以與中心兩層的中間芯板平行,也 可以與中心兩層的中間芯板垂直或相錯設置;
在所述芯層和表層之間還可以包括次表層,次表層為次芯板層,也稱為平衡層, 該平衡層用厚度為lmm 3mm的單板制成,該次芯板層的單板與芯層和表層單板的紋 理走向垂直或相錯設置,其作用是防止芯層板材的橫向翹曲。
在所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其中所述的芯層可以使用楊木、杉木、 柳杉、水杉、云杉等低質(zhì)木材,經(jīng)過旋切而成4.5mm 12mm的超厚單板制成;所述 表層可以由柚木、黃檀、克隆木等珍貴硬闊葉材旋切而成的厚度為0.2mm 1.5mm的 裝飾貼面板制成。
如果包括所述的次表層,則所述次表層的單板可以由楊木、樺木或桉樹等人工林
速生材旋切而成的厚度為lmm 3mm的普通單板制成。
本實用新型提供的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,具有如下優(yōu)點-通過采用偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)組坯,有助于消除板坯各層之間的耦合效應,減小了板
坯的變形。
通過在芯層的單板表面迸行疏解形成點狀或線段狀的裂紋,與未處理的單板相比, 經(jīng)過應力釋放處理后,在單板松面的順紋方向形成了點狀或線段狀的裂紋,具有明顯的優(yōu)點首先,經(jīng)過應力釋放處理后,削弱了超厚單板的橫向應力作用,因而避免了 單板的翹曲、變形等問題;其次,經(jīng)過應力釋放處理后,單板的表面應力得到釋放, 可以減小在后續(xù)干燥、施膠、組坯等工序中因單板破裂而造成的損失,從而提高了木 材的利用率;再者,經(jīng)過應力釋放處理后,單板形成了點狀或線段狀的裂紋,增加了
單板的比表面積,使木材的水分排出的阻力大大減少,從而提高了單板的干燥速率, 即減少了單板干燥時的能耗;
本實用新型使用4. 5nm 12mni的超厚單板,與普通的厚度為lmm 3咖的單板相 比,具有明顯的優(yōu)點與普通多層實木復合膠合板相比,增加了板材的實木感,減少 了膠層的層數(shù),減少了施膠量,從而降低了成本;與細木工板相比,減少了將原木鋸 截成實木條時鋸路的損耗,提高了木材的利用率,同時因采用旋切工藝,提高了生產(chǎn) 效率。以下以芯層為1.5mm, 3mra , 4.5咖和9腿厚的單板,背板和面板分別采用一 層lmm厚的裝飾單板,制成目標厚度為18ram的實木復合板材,說明所用單板厚度與 施膠量之間的關系。從表l中可以看出,隨著單板厚度的增加,施膠量減小,同樣生 產(chǎn)18咖厚的板材,若采用4.5mm厚的單板施膠量僅為1.5mm厚單板的26.31%;若采 用9mm厚的單板,其施膠量僅為1.5mm厚單板的15.79%。施膠量的減少大大降低了板 材的生產(chǎn)成本。
表l單板厚度與施膠量之間的關系
單板厚度(mm)1. 534. 59
壓縮比(%)10%10%10%10%
板材目標厚度(mm)18181818
芯層需要的單板數(shù)(張)18642
膠層數(shù)(層)19753
每個膠層的施膠量(g/m2)200200200200
總施膠量(g)380014001000600
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步說明,并非對本實用新型的限制,凡 是依照本實用新型公開內(nèi)容所進行的任何本領域的等同替換,均屬于本實用新型的保 護范圍。
6圖1為未經(jīng)過應力降解的4. 5mm 12mm厚單板產(chǎn)生的翹曲變形 圖2為經(jīng)過應力降解的4. 5mm 12mm超厚單板
圖3為偶數(shù)層超厚單板制造的實木復合板材
圖中標號分別表示l為點狀或線狀裂紋,2、 3為超厚順紋芯板,4、 5分 別為下上下表板。
具體實施方式
實施例1
本實用新型提供的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,是由偶數(shù)層單板組成,包括兩 個外表面的表層和其間的芯層,各層單板之間設有膠粘劑;
所述芯層可以是由2層、4層、6層、8層、……等偶數(shù)層超厚單板組成,采用平 行或交叉結(jié)構(gòu)組坯,其中,中心的兩塊單板為中間芯板,其松面相對接合,其外面的 各層單板的松面均朝向中間芯板,對稱組坯,其紋理可以與中心兩層的中間芯板平行, 也可以與中心兩層的中間芯板垂直。
在本實施例中,如圖3所示,所述芯層由2層4.5mm 12mm厚的超厚單板2、 3 組成,其為楊木、杉木、柳杉、水杉、云杉等低質(zhì)木材制成,表層(裝飾層)用0.2mm 1.5mm厚的單板4、 5組成,其為柚木、黃檀、克隆木等珍貴硬闊葉材制作。
所用的芯層超厚單板為經(jīng)原木旋切而成的單板,在其松面的順紋方向設有點狀或 線段狀的裂紋1 (見圖2所示)。
上述芯層所用超厚單板松面上的裂紋,其平均長度在2.0cm 5.0cm之間,平均 深度為其板厚的1/6 1/2,平均寬度為0.2mm 3腿,裂紋之間的平均間距為0. 5cm 5cm。
本實用新型提供的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材的制造方法包括如下步驟 A.單板制作
將楊木、杉木、柳杉、水杉或云杉等低質(zhì)木材,經(jīng)過旋切而成4.5mm 12mm的 超厚單板,該單板再經(jīng)過疏解裝置進行疏解,使其松面順紋方向形成點狀和/或線段 狀裂紋,作為芯層用單板。
將楊木、樺木或桉樹等人工林速生材旋切而成lmm 3mm的普通單板,作為次表 層用單板;
將柚木、黃檀或克隆木等珍貴硬闊葉材,經(jīng)旋切而成0.2mm 1.5mm的單板,作為表層用裝飾性單板;
B. 干燥-
將上述的單板干燥至含水率為8% 15%;
C. 涂膠
所用的膠黏劑可以為脲醛膠黏劑、三聚氰胺改性脲醛膠黏劑、酚醛膠黏劑或異氰
酸酯等其中的一種;
將芯層超厚單板和次表層普通單板進行施膠,當所用膠黏劑為脲醛膠黏劑、三聚
氰胺改性脲醛膠黏劑或酚醛膠黏劑時,其施膠量為(150 300) g/m2;當所用膠黏劑 為異氰酸酯時,其施膠量為(20 50) g/m2。 表層薄單板不施膠。
D. 組坯
將施膠后的單板松面朝向?qū)ΨQ中心,對稱組坯,所有的超厚單板按順紋方向鋪裝 在板材的芯層;將2張薄單板按順紋方向?qū)ΨQ地鋪裝在上、下表層。
E. 熱壓
對于組坯進行熱壓,使其成為一體。
熱壓工序中根據(jù)所使用的粘接劑的種類設定合適的熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時間。
如果膠粘劑為脲醛膠黏劑或三聚氰胺改性脲醛膠黏劑,其施膠量為(150-300) g/m2,熱壓溫度為(120 160) °C,熱壓壓力為(0.7 2) MPa,熱壓時間為(0.5 1.6) min/mm;如果膠粘劑為酚醛膠黏劑,其施膠量為為(150-300) g/m2,熱壓溫度 為(130-180) 。C,熱壓壓力為(0.7 2) MPa,熱壓時間為(0.5 2)min/mm;如果膠 粘劑為異氰酸酯,其施膠量為(20 50) g/m2,熱壓溫度為(90 130) °C ,熱壓壓力 為(0. 7 2) MPa,熱壓時間為(0.5 1.2) min/mm。
本實用新型提供的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材具有如下優(yōu)點
芯層采用超厚單板,減少了膠層數(shù),節(jié)約了膠黏劑的用量,降低了成本。如果采 用醛類膠黏劑,與現(xiàn)有的膠合板相比,由于相同厚度下膠粘劑層可以減少,因此,還 可以減少甲醛等氣體的釋放量;
將低質(zhì)木材旋切成4.5mm 12mm厚的超厚單板,用其制造實木復合板材,與細 木工板相比,減少了木材鋸路的損失,提高了木材的利用率;與普通單板制成的膠合 板相比,使人有更接近實木的感覺。
8采用偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu),并將芯層的超厚單板經(jīng)過疏解處理,有利于平衡板材的內(nèi) 部應力,從而減少復合板材的翹曲變形等缺陷。
單板經(jīng)過疏解處理,首先,削弱了超厚單板的橫向應力作用,因而避免了單板的 翹曲、變形等問題;其次,經(jīng)過疏解處理后,單板的表面應力得到釋放,可以減小在 后續(xù)干燥、施膠、組坯等工序中因單板破裂而造成的損失,從而提高木材的利用率; 再者,經(jīng)過疏解處理后,桉樹單板形成了點狀或線段狀的裂紋,增加了單板的比表面 積,使木材的水分排出的阻力大大減小,從而增加了單板的干燥速率,減少單板干燥 時的能耗。
實施例2
在實施例1所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材的芯層和表層之間還設置次表層, 也稱平衡層,次表層(平衡層)用lmm 3mm厚的單板2層組成,即在芯層的兩側(cè) 各設一層,其為楊木、樺木或桉樹等人工林速生材制成(圖中未示出),其作用是防 止芯層板材的橫向翹曲。
在組坯時,將2張上述的單板(厚度為lmm 3mm)作為次表層按橫紋方向?qū)ΨQ 地鋪裝在芯層厚單板兩側(cè)的外面作為次表層。
其他工藝與實施例1相同。
9
權(quán)利要求1.一種偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,是由偶數(shù)層單板組成,包括兩個外表面的表層和其間的芯層,各層單板之間設有膠粘劑;其特征在于所述芯層由4.5mm~12mm厚的超厚單板組成,表層用0.2mm~1.5mm厚的單板組成;所用的芯層超厚單板為經(jīng)原木旋切而成的單板,在其松面的順紋方向設有點狀或線段狀的裂紋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其特征在于上述芯 層所用的超厚單板松面上的裂紋,其平均長度在2.0cm 5.0cm之間,平均深度為其 板厚的1/6 1/2;或者,其平均長度在2.0cm 5.0cm之間,平均深度為其板厚的 1/6 1/2;平均寬度為0. 2fflm 3mm,裂紋之間的平均間距為0. 5cra 5cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其特征在于所 述芯層是由偶數(shù)層單板組成,是由2層、4層、6層、8層、或……層組成,采用平 行或交叉結(jié)構(gòu)組坯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其特征在于所述芯 層對稱中心的其松面相對接合的兩塊單板或一塊單板為中間芯板,其外面的各層單 板松面均朝向中間芯板,對稱組坯,其紋理與中心兩層平行,或者與中心兩層垂直 或相錯接合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,所述芯層是由偶 數(shù)層單板組成,是由2層、4層、6層、8層、或……層組成,采用平行或交叉結(jié)構(gòu) 組坯,在所述芯層和表層單板之間設置次表層,也稱為平衡層,該平衡層用lmm 3mm厚度的單板制成,該次表層的單板與芯層和表層單板的木紋走向相互垂直或相 錯設置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其特征在于所述芯 層對稱中心的其松面相對接合的兩塊單板或一塊單板為中間芯板,其外面的各層單 板松面均朝向中間芯板,對稱組坯,其紋理與中心兩層平行,或者與中心兩層垂直 或相錯接合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其特征在于所述的 芯層由楊木、杉木、柳杉、水杉或云杉等低質(zhì)木材制成;所述表層由柚木、黃檀或 克隆木木材制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,其特征在于所述的 次表層,由楊木、樺木或桉樹木材制成的普通單板構(gòu)成。
專利摘要本實用新型提供一種偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,是由偶數(shù)層單板組成,包括兩個外表面的表層和其間的芯層,各層單板之間設有膠粘劑;所述芯層由4.5mm~12mm厚的超厚單板組成,表層用0.2mm~1.5mm厚的單板組成;所用的芯層超厚單板為經(jīng)原木旋切而成的單板,在其松面的順紋方向設有點狀或線段狀的裂紋。本實用新型偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)實木復合板材,通過采用以偶數(shù)層對稱結(jié)構(gòu)組坯,同時在芯層的單板表面進行疏解形成點狀或線段狀的裂紋,使得用超厚芯板組合起來的復合板依然可以做到不翹曲、不變形,其性能與實木相當,超厚的芯板可以使得膠合板的膠層減少,不僅減少了施膠量,節(jié)約成本,更可以減少甲醛的釋放量,使得本實木復合板更加環(huán)保。
文檔編號B27D1/04GK201385339SQ200920105910
公開日2010年1月20日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者于文吉, 任丁華, 余養(yǎng)倫, 月 周, 祝榮先 申請人:中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所