專利名稱：速生樹(shù)種單板層積材制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木材加工工藝領(lǐng)域，特別是人工速生樹(shù)種單板層積材的生產(chǎn)制造方法。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)木制品的喜愛(ài)程度和需求量越來(lái)越大，然而，隨著世界范圍內(nèi)天然林資源的日趨銳減，尤其是珍貴樹(shù)種木材更為緊缺，特別是我國(guó)天然林保護(hù)工程實(shí)施以來(lái)，木材供應(yīng)矛盾進(jìn)一步激化。同時(shí)，我國(guó)近20年以來(lái)，大力發(fā)展的人工林速生樹(shù)種,如楊樹(shù)、桉樹(shù)、落葉松、杉樹(shù)等,累積人工林面積3400萬(wàn)公頃，居世界第一位。楊樹(shù)人工林超過(guò)其它國(guó)家楊樹(shù)人工林面積的總和。速生楊已進(jìn)入良性發(fā)展中，但長(zhǎng)期以來(lái)由于速生樹(shù)種木材的材質(zhì)差、密度低、含水率高且不均勻、易產(chǎn)生干縮變形等缺陷，一直只能用于紙漿和膠合板芯材及包裝材料，使用領(lǐng)域受限。單板層積材(laminated veneer lumber),簡(jiǎn)稱LVL)是旋切單板經(jīng)多層順紋組還膠合而成的高性能、高附加值新型人造成材。單板層積材不僅保留了木材天然性，而且尺寸穩(wěn)定性好，不易變形和開(kāi)裂，能夠滿足木結(jié)構(gòu)建筑、家具和交通等領(lǐng)域的使用要求，同時(shí)出材率高、劣材優(yōu)用、小材大用，經(jīng)濟(jì)效益顯著，實(shí)現(xiàn)了速生樹(shù)種木材的高效利用，并拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)緩解我國(guó)木材短缺所帶來(lái)的矛盾也具有重要意義?，F(xiàn)有的單板層積材制造方法中的熱壓成型技術(shù)，采用接觸式傳熱，即通過(guò)蒸汽或?qū)嵊图訜釂螌踊蚨鄬訜釅簷C(jī)的熱壓板，熱壓板再向板坯傳熱，熱能到達(dá)板坯芯層的傳熱時(shí)間隨著板坯厚度增大而增加，當(dāng)板坯厚度達(dá)到30mm時(shí)，熱壓時(shí)間需要30多分鐘，這一方面容易使表層或靠近表層的膠粘劑過(guò)渡熱固化，膠層發(fā)脆或芯層未固化而造成膠合不良使熱壓膠合失?。涣硪环矫嬉灿绊憻釅簷C(jī)的生產(chǎn)效率。尤其是當(dāng)板坯厚度進(jìn)一步增加，如厚度超過(guò)50mm以上時(shí)，傳統(tǒng)的接觸方式因板坯中有蒸汽存在，卸壓后導(dǎo)致芯層開(kāi)裂，無(wú)法保證膠合質(zhì)量。為此，中國(guó)專利CN1511683A公開(kāi)了一種先制造厚度小于30mm的單板組，然后再將單板組再次實(shí)施熱壓膠合，制成厚度較大的單板層積材。中國(guó)專利CN1792584A公開(kāi)了一種先制造單板組，再經(jīng)多片鋸制條，再側(cè)向拼接制成厚度較大的單板層積材。由于工藝過(guò)于復(fù)雜，反復(fù)壓制或側(cè)向拼接，不僅能耗高，制造成本高，而且無(wú)法保證質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種速生樹(shù)種制造較大厚度的單板層積材制造方法，具有制造過(guò)程簡(jiǎn)單易控，制造的成品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種速生樹(shù)種單板層積材制造方法，包括如下的步驟
(1)以速生樹(shù)種原木為原料，將原木旋切成f4mm厚單板；
(2)將單板剪切成所需的規(guī)格尺寸，并對(duì)單板的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)或去除；(3)將單板進(jìn)行熱整平干燥，含水率控制在1(Γ30%，這里的含水率指的是木材中所含水分的重量與絕干后木材重量的百分比；
(4)剪切單板端頭，并進(jìn)行縱向接長(zhǎng)；
(5)單板涂膠，并在組坯臺(tái)車上按順紋方向組坯；
(6)組坯后蓋上模具的上壓板移至成型冷壓機(jī)，按照設(shè)計(jì)的 壓縮率加壓后，固定模具；
(7)將加壓后的組坯移至熱固化窯內(nèi)，首先窯內(nèi)預(yù)熱，然后窯內(nèi)升溫到高溫?zé)峁袒瘻囟冗M(jìn)行高溫?zé)峁袒?br> (8)高溫?zé)峁袒瘯r(shí)，單板層積材厚度中心膠層的溫度達(dá)到固化溫度后，熱固化窯停止加熱，待窯內(nèi)介質(zhì)溫度小于50°C，出窯陳化72小時(shí)后，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。本發(fā)明中，所述的單板涂膠量為180 300 g/m2，選擇無(wú)甲醛膠用于室內(nèi)非結(jié)構(gòu)裝飾材，或防水膠用于室外結(jié)構(gòu)材。本發(fā)明中，步驟(6)所述的成型冷壓機(jī)采用壓力為l 10MPa，壓縮率設(shè)計(jì)為10 50%進(jìn)行加壓。本發(fā)明中，步驟(7)中窯內(nèi)預(yù)熱時(shí)，窯內(nèi)預(yù)熱介質(zhì)溫度為7(Tl00°C，單板層積材厚度中心層的溫度低于窯內(nèi)介質(zhì)溫度15 30°c時(shí)，終止預(yù)熱。本發(fā)明中，步驟(7)中窯內(nèi)高溫?zé)峁袒瘻囟葹?1(T160°C。本發(fā)明具有如下的有益效果和優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，采用冷壓成型、窯內(nèi)預(yù)熱、窯內(nèi)高溫?zé)峁袒圃旃に?，具有以下有益效?)制造工藝流程中不需要設(shè)備價(jià)值高、生產(chǎn)成本高、能耗高的大噸位熱壓機(jī)，降低了生產(chǎn)成本和投資；2)該制造方法，可生產(chǎn)厚度50-500_，長(zhǎng)度不限的大規(guī)格單板層積材，通過(guò)控制壓縮率，即可實(shí)現(xiàn)根據(jù)用途其產(chǎn)品密度可控；3)解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用熱壓機(jī)膠合成型表層膠粘劑過(guò)渡固化而發(fā)脆或芯層膠粘劑未固化而造成膠合不良和板坯中有蒸汽存在，卸壓后導(dǎo)致芯層開(kāi)裂等現(xiàn)象。


圖I為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明提供的速生樹(shù)種單板層積材的制造方法包括單板旋切、單板剪切、單板干燥、單板接長(zhǎng)、單板涂膠、組坯、冷壓成型、窯內(nèi)預(yù)熱、窯內(nèi)高溫?zé)峁袒?、冷卻陳化、裁邊成成品等工序。以下結(jié)合具體實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案，以及本發(fā)明的特點(diǎn)和效果，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施范圍的任何限定。實(shí)施例I
利用速生楊單板制造長(zhǎng)3000mmX寬300mmX厚300mm的單板層積材；
1)速生楊107楊樹(shù)，旋切成單板厚度為I.6mm ；
2)將單板剪切成寬310mm單板條，對(duì)單板的節(jié)子、裂紋、腐朽等表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)或去
除；3)單板進(jìn)行熱平整干燥，要求含水率小于18%；
4)單板端頭剪切或鋸切，并進(jìn)行縱向?qū)咏娱L(zhǎng)； 5)選用無(wú)醛生物質(zhì)膠粘劑，單面涂膠量為200g/m2；
6)將涂膠后的單板在組坯臺(tái)車上按順紋方向組坯；
7)組坯后蓋上模具的上壓板移至成型冷壓機(jī)，加壓2MPa，壓縮至設(shè)計(jì)的壓縮率20%后(壓縮率用厚度規(guī)來(lái)控制)，用螺栓鎖緊模具固定；本實(shí)施例中，所采用的成型冷壓機(jī)參見(jiàn)201120197437. O所公開(kāi)的冷壓機(jī)，
8)移至熱固化窯內(nèi)預(yù)熱，窯內(nèi)預(yù)熱介質(zhì)溫度90°C，當(dāng)單板層積材厚度中心溫度達(dá)到65°C時(shí)，熱固化窯介質(zhì)加熱并保持高溫?zé)峁袒瘻囟葹?40°C ；
9)單板層積材厚度中心膠層的溫度達(dá)到95°C后，即中心膠層達(dá)到所用膠的固化溫度后，熱固化窯內(nèi)停止加熱，待窯內(nèi)介質(zhì)溫度小于50°C，出窯陳化72小時(shí)，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20241-2006《單板層積材》檢測(cè)本實(shí)施例制備的楊木非結(jié)構(gòu)用單板層積材達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可直接用作裝飾材或鋸剖制作地板和家具。經(jīng)檢測(cè)所制備的單板層積材表層膠粘劑無(wú)發(fā)脆，芯層膠合質(zhì)量好，卸壓后芯層無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象。實(shí)施例2
利用落葉松單板制造長(zhǎng)3000mmX寬600mmX厚IOOmm的單板層積材；
1)落葉松原木，旋切成單板厚度為I.5mm ；
2)將單板剪切成寬630mm單板條，對(duì)單板的節(jié)子、裂紋、腐朽等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)或去除；
3)單板進(jìn)行熱平整干燥，要求含水率小于15%；
4)單板端頭剪切或鋸切，并進(jìn)行縱向斜接接長(zhǎng)；
5)選用酚醛樹(shù)脂膠，單面涂膠量為190g/m2；
6)將涂膠后的單板在組坯臺(tái)車上按順紋方向組坯；
7)組坯后蓋上模具上壓板移至成型冷壓機(jī)，加壓3.2MPa，壓縮至設(shè)計(jì)的壓縮率18%后(壓縮率用厚度規(guī)來(lái)控制)，用螺栓鎖緊模具固定；
8)移至熱固化窯內(nèi)預(yù)熱，窯內(nèi)預(yù)熱介質(zhì)溫度80°C，當(dāng)單板層積材厚度中心溫度達(dá)到60°C時(shí)，熱固化窯介質(zhì)加熱并保持高溫?zé)峁袒瘻囟葹?50°C ；
9)單板層積材厚度中心膠層的溫度達(dá)到100°C后，即中心膠層達(dá)到所用膠的固化溫度，熱固化窯內(nèi)停止加熱，待窯內(nèi)介質(zhì)溫度小于50°C，出窯陳化72小時(shí)，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20241-2006《單板層積材》檢測(cè)本實(shí)施例制備的落葉松結(jié)構(gòu)用單板層積材達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)檢測(cè)所制備的單板層積材表層膠粘劑無(wú)發(fā)脆，芯層膠合質(zhì)量好，卸壓后芯層無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.速生樹(shù)種單板層積材制造方法，其特征是包括如下的步驟 (1)以速生樹(shù)種原木為原料，將原木旋切成f4mm厚單板； (2)將單板剪切成所需的規(guī)格尺寸，并對(duì)單板的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)或去除； (3)將單板進(jìn)行熱整平干燥，含水率控制在1(Γ30%； (4)剪切單板端頭 并進(jìn)行縱向接長(zhǎng)； (5)單板涂膠，并在組坯臺(tái)車上按順紋方向組坯； (6)組坯后蓋上模具的上壓板移至成型冷壓機(jī)，按照設(shè)計(jì)的壓縮率加壓后，固定模具； (7)將加壓后的組坯移至熱固化窯內(nèi)，窯內(nèi)預(yù)熱，然后窯內(nèi)升溫到高溫?zé)峁袒瘻囟冗M(jìn)行高溫?zé)峁袒? (8)高溫?zé)峁袒瘯r(shí)，單板層積材厚度中心膠層的溫度達(dá)到固化溫度后，熱固化窯停止加熱，待窯內(nèi)介質(zhì)溫度小于50°C，出窯陳化72小時(shí)后，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的速生樹(shù)種單板層積材制造方法，其特征是所述的單板涂膠量為180 300 g/m2，選擇無(wú)甲醛膠用于室內(nèi)非結(jié)構(gòu)裝飾材，或防水膠用于室外結(jié)構(gòu)材。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的速生樹(shù)種單板層積材制造方法，其特征是步驟(6)所述的成型冷壓機(jī)采用壓カ為l 10MPa，壓縮率設(shè)計(jì)為10 50%進(jìn)行加壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的速生樹(shù)種單板層積材制造方法，其特征是步驟(7)中窯內(nèi)預(yù)熱時(shí)，窯內(nèi)預(yù)熱介質(zhì)溫度為7(T10(TC，單板層積材厚度中心層的溫度低于窯內(nèi)介質(zhì)溫度15 30で時(shí)，終止預(yù)熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的速生樹(shù)種單板層積材制造方法，其特征是步驟(7)中窯內(nèi)高溫?zé)峁袒瘻囟葹?1(T160°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及木材加工工藝領(lǐng)域，特別是速生樹(shù)種單板層積材制造方法。是以大面積種植的楊樹(shù)、桉樹(shù)、落葉松、杉木等人工林速生樹(shù)種為原料，經(jīng)旋切成單板、單板剪切、單板干燥、單板接長(zhǎng)、單板涂膠、組坯、冷壓成型、窯內(nèi)預(yù)熱、窯內(nèi)高溫?zé)峁袒⒗鋮s陳化制成的單板層積材。它解決了已有的熱壓工藝無(wú)法制造較大厚度的單板層積材的技術(shù)難題。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單合理、投資少，可制造出較大厚度的人造木方，并可控制其密度，綜合生產(chǎn)成本低，解決了熱壓膠合成型表層膠粘劑過(guò)渡固化而發(fā)脆或芯層膠粘劑未固化而造成膠合不良和板坯中有蒸汽存在，卸壓后導(dǎo)致芯層開(kāi)裂等現(xiàn)象。具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B27D1/08GK102615681SQ20121006726
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者佟艷麗, 吳楊, 尤文忠, 康樹(shù)萱, 張慧東, 李偉棟, 潘文利, 郭錦山, 陳波, 顏廷武 申請(qǐng)人:遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院