專利名稱：多層的薄板木材成型體的制作方法
多層的薄板木材成型體本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的結(jié)構(gòu)承載能力高的多層的成型體、其用途及其制造方法。由建筑行業(yè)已知交叉上膠的薄板作為構(gòu)件或結(jié)構(gòu)比如板或梁，其中在梁上，全部薄板的木紋都可以沿著縱向伸展，或者在梁或板上，橫向地給五分之一的薄板上膠。例如，在硬度、筆直度和尺寸精確度給定的情況下，由交叉上膠的薄板構(gòu)成的板在橫向上具有減小的與濕度有關(guān)的質(zhì)量波動。由W02009/138197已知例如由堆疊的不會分開地粘接的貼面板構(gòu)成的木塊。在貼面板內(nèi)部含有原始木材主干的木紋走向，木紋走向方向相同的貼面板層疊成木塊。由木塊橫向于木紋走向分隔成所謂的切面木板并進一步使用。本發(fā)明的目的在于，介紹一種由貼面板構(gòu)成的多層的成型體，并提出一種經(jīng)濟合理的制造方法，其中，所述成型體相比于由木頭或木層構(gòu)成的同類成型體具有改善的特性，特別是在剪切應(yīng)力和抗彎能力方面具有改善的性能。另一目的在于，提出一種由貼面板構(gòu)成的多層的成型體，其相比于已知的木質(zhì)疊層特別是由厚木板或木方構(gòu)成的木質(zhì)成型體具有較高的均勻性。根據(jù)本發(fā)明，采用一種具有權(quán)利要求1的特征的成型體，即可實現(xiàn)該目的。優(yōu)選的實施方式記載在從屬權(quán)利要求中。薄板木材可以由任何種類的木材產(chǎn)生。典型的例子是冷杉木材、云杉木材、橡樹木材、山毛櫸木材或槭樹木材等,還有外來的木材比如柚木木材等，以及還有竹子。根據(jù)本發(fā)明的價值特別高的成型體由輕木或者帶有輕木成分的木質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)生。輕木木材薄板由主干獲得，其木材例如具有0.07-0.25g/cm3的密度。軟輕木密度為0.07-0.125g/cm3,中等硬度輕木密度為0.125-0.175g/cm3，硬輕木密度為0.175-0.25g/cm3。在工程應(yīng)用領(lǐng)域，利用較小的單位體積重量和在木紋走向方向上的相比于較小的視比重非常高的抗壓和抗拉能力。本發(fā)明的成型部分特別是在剪切應(yīng)力和堅固性方面具有顯著提高的應(yīng)力特性。成型體中的至少一個薄板木材的木紋走向與另一個或其它薄板木材的木紋走向相差60° -90°，優(yōu)選相差75° -90°，特別是相差90°。由此在成型體中廣生了各向異性，這種各向異性能實現(xiàn)符合所述目的的高的抗剪切應(yīng)力能力以及很高的抗彎曲特性。在這里，各向異性通過相鄰薄板木材的不同的木紋走向來實現(xiàn)。特別地，一個薄板木材的木紋走向與貼靠的一個或多個薄板木材的木紋走向相差45。-90。，最好相差60° -90。，優(yōu)選相差75° -90。，特別是相差90°。本文本中的角度說明始終都針對360°的滿圓而言。各個薄板木材上下層疊，使得寬側(cè)面貼靠在寬側(cè)面上。在此要注意木材的木紋走向或生長方向。由樹木得到薄板木材，木紋沿著樹木的生長方向伸展。 有益的是，至少一個薄板木材的木紋走向與另一個或其它薄板木材的木紋走向相差45° -90°，50%以上的有利地66%及以上的特別是全部的薄板木材的木紋走向相對于沿著端側(cè)面引入到成型體中的力的方向相差22.5-67.5°。所述力尤其沿著X方向(

圖1中的X方向)引入或引出。
在第一范例中，可以鋪放第一薄板木材。在第一薄板木材的寬側(cè)面上，沿著其寬側(cè)面鋪放第二薄板木材。第二薄板木材的木紋走向與第一薄板木材的木紋走向可以相差45-90°。第三薄板木材鋪放到第二薄板木材上，其中其木紋走向與第二薄板木材的木紋走向相差45-90°，其中優(yōu)選使得第三薄板木材的木紋走向相應(yīng)于第一薄板木材的木紋走向。相應(yīng)地把任意數(shù)量的薄板木材層疊成堆垛。優(yōu)選在堆垛中使得薄板木材交替地層疊，從而存在相互夾成45-90°角度的兩個木紋走向方向。特別地,從薄板木材到薄板木材的木紋走向彼此交替。在第二范例中，可以鋪放第一薄板木材。在第一薄板木材的寬側(cè)面上，沿著其寬側(cè)面鋪放第二薄板木材。第二薄板木材的木紋走向與第一薄板木材的木紋走向可以相差45°。第三薄板木材鋪放到第二薄板木材上，其中其木紋走向與第二薄板木材的木紋走向相差45°，第三薄板木材的木紋走向與第一薄板木材的木紋走向相差90°。相應(yīng)地把任意數(shù)量的薄板木材層疊成堆垛。優(yōu)選在堆垛中使得薄板木材交替地層疊，從而存在相互夾成45°角度的三個木紋走向方向。特別地，從薄板木材到薄板木材的木紋走向彼此交替。第三范例中的做法與第一范例中相同，但代替分別使用一個單獨的第一和/或第二薄板木材而使用木紋走向方向相同的2組、3組、4組或5組薄板木材。第四范例中的做法與第二范例中相同，但代替分別使用一個單獨的第一和/或第二和/或第三薄板木材而使用木紋走向方向相同的2組、3組、4組或5組薄板木材。根據(jù)第一范例的布置方式為:(I—)y(I—)yI根據(jù)第二范例的布置方式為:(I/—)y(I/—)yI根據(jù)第三范例的示范性的布置方式為:II—II—IIII—III—III1-11-1II1-1I1-1II1-1II1-1I(1-11-1)x(1-11-1)x(I1-11-1I) x(I1-1I1-1I)X(I1-1II1-1I) x根據(jù)第四范例的示范性的布置方式為:II/—II—/11II/—/II/—/11II/—/III/—/11II//——II//——
II//-1I1-//IIII//-1II1-//II(I/—/II/—/I)x(I//——II//——I)x(III///-)x其中，“I”表示一個帶有木紋走向方向的薄板木材，“一”表示其木紋走向相對于“I”例如扭轉(zhuǎn)90°的薄板木材，“/”表示其木紋走向相對于“I”例如扭轉(zhuǎn)45°的薄板木材，X表示例如1-50的數(shù)量，y表示例如1-100的數(shù)量。按照一種做法，可以在薄板刨花機中例如通過切向切割把由樹干構(gòu)成的薄板木材加工成薄木層，然后加工成木材薄板，其形式為貼面板、木片、刨花薄板、薄板或所謂的膠合板(Sperrholzplatte)。木層也稱為貼面板,其可以恰當?shù)厍懈畛伤枰幕蛩Ｍ某叽?。代替薄板，由現(xiàn)有技術(shù)也已知使用厚木板，其中，通常被四周加工的厚木板也稱為方木，其被上膠成為木塊。由于樹干的木材厚度沿著其橫截面明顯變化，但也沿著樹木長度明顯變化，所以，相應(yīng)的由厚木板構(gòu)成的木塊具有非常不同的密度分布。因此，經(jīng)常采用擇優(yōu)方法來選出厚木板，從而針對木塊僅使用處于預先給定的密度范圍內(nèi)的厚木板。相比于使用厚木板，薄板具有明顯均勻的密度分布。因此，針對本發(fā)明的成型體所使用的薄板木材相比于通常的厚木板具有明顯高的均勻性，這最終也體現(xiàn)在由粘接的薄板木材制好的成型體中。各個木層的長度和寬度例如可以為0.5m-2.5m,最好不超過1.8m,有利地不超過1.2m。木層的厚度可以為0.5mm-10mm。木層通常經(jīng)受干燥法處理,然后進一步被加工。例如用預定量的粘接劑全面地或者在一個或兩個寬側(cè)面上通過噴涂、噴淋、用開縫噴嘴涂敷、滾壓、涂抹或噴撒給木層涂層。有時，為了粘接木層，可以在木層之間使用粘接膜。上膠的木層-有時由不同密度和/或木材質(zhì)量的碎片混合而成-可以寬側(cè)面對寬側(cè)面地層疊成堆垛。利用滾輪或頰板所致的旁側(cè)壓力，可以將堆垛調(diào)直。借助堆垛上的壓力和/或溫度作用，但也可以沒有外部的壓力作用或溫度作用，可以激活粘接劑，其中，利用粘接劑把木層相互粘接成木塊或木板形式的成型體，所述粘接劑可以起泡沫、熔化、起化學反應(yīng)等。成型體通常具有木板的形式，其尺寸視器材情況而定。側(cè)邊長度例如可以為0.50m-1.80m。出于實踐上的原因,所述長度例如為0.60m-1.20m。厚度例如可以為2cm_30cm的木板例如由
2-100個上下層疊的木層產(chǎn)生。成型體可以按照所需要的尺寸規(guī)定被鋸割或分割。在利用滾輪或頰板所致的旁側(cè)壓力和皮帶、雙層皮帶或滾輪所致的豎直壓力進行加工時，應(yīng)適當?shù)剡x取所用的壓力，使得木材的單元紋理或木紋紋理特別是在加工輕木時不會改變或受損，尤其是使得木材的密度通過擠壓不會改變或者僅略微改變。擠壓壓力應(yīng)調(diào)節(jié)得較小，因為在擠壓壓力過大時會使得木材組織在整體上也被壓緊。在兩個滾輪和/或皮帶之間所用的壓力可以不超過50巴，最好為0.5-5巴。作為粘接劑，例如可以采用諸如物理凝結(jié)的粘接劑或化學凝固的粘接劑。例如單組分或雙組分的聚氨酯粘接劑(PUR)、單組分或雙組分的環(huán)氧樹脂粘接劑、酚醛塑料比如苯酚甲醛粘接劑、含有尿素的膠、三聚氰胺尿素苯酚甲醛粘接劑、異氰酸酯粘接劑、聚異氰酸酯比如聚二苯甲烷二異氰酸酯、氰基丙烯酸酯粘接劑、丙烯酸樹脂粘接劑、異丁烯酸甲脂粘接劑、熱熔粘接劑、松香、特別是含有多乙酸乙烯酯的酪蛋白膠等。優(yōu)選可以利用酪蛋白膠特別是含有多乙酸乙烯酯的膠、尿素膠、含有聚氨酯的粘接劑或起泡沫的含有聚氨酯的粘接劑將木層或貼面板相互連接起來。有時，粘接可以僅在保持形狀的情況下進行，即不使用外部壓力。起泡沫的含有聚氨酯的粘接劑既可以用作粘接劑，又可以用作木層或貼面板之間的填充劑。起泡沫的粘接齊U，必要時泡沫粘接劑，優(yōu)選尤其為兩組分的粘接劑，例如基于PUR的起泡沫的粘接劑或者單組分的粘接劑也是如此，例如基于PUR的起泡沫的粘接劑和在水分的影響下起反應(yīng)的粘接劑也是如此。起反應(yīng)所需要的水分例如可以單獨由木材水分來提供，或者通過給木材加濕來提供。粘接劑可以在熱量影響下發(fā)生反應(yīng)、凝結(jié)或凝固。粘接劑可以在壓力下發(fā)生反應(yīng)、凝結(jié)或凝固?；蛘撸辰觿┛梢栽跓崃坑绊懞蛪毫ο掳l(fā)生反應(yīng)、凝結(jié)或凝固。粘接劑最好在無熱量的情況下發(fā)生反應(yīng)、凝固或凝結(jié)，因而其能實現(xiàn)冷硬化或所謂的“冷固化”。粘接劑最好也在不使用外部壓力的情況下發(fā)生反應(yīng)、凝結(jié)或凝固。如前所述，利用粘接劑的粘稠特性或者利用起泡沫過程，粘接劑可以部分地、最好完全地填充到在木屑之間的中間空間或接縫內(nèi)，或者填充到伸至木層并位于其間的細孔、縫隙或間隙的相對的貼靠面或接縫上。粘接劑的任務(wù)是，在木層之間產(chǎn)生不會分開的連接。為了避免壓實木材薄板并實現(xiàn)在薄板表面粗糙情況下實現(xiàn)完全填充接縫，尤其在使用輕木作為薄板層時對薄板層進行粘接，即產(chǎn)生夾層，特別優(yōu)選利用起泡沫的粘接劑基本上無壓力地進行粘接，或者以小于1.0巴的較小的壓力特別是介于0.3-1.0巴之間的壓力進行粘接。該方法步驟的目標是，實現(xiàn)最小的成型體密度，同時使得內(nèi)部的強度特性盡可能均勻，且注入過程中的樹脂浸入程度最小(給輕木木材薄板施加以粘接劑)。成型體含有木材份額和粘接劑份額。成型體的木材份額例如可以為60-99% (體積)。粘接劑份額有利地為1-40% (體積)。通常，相對于成型體的體積而言，粘接劑份額為1-15% (體積)，最好為2-10% (體積)，優(yōu)選為3-5% (體積)。有利地，成型體中的起反應(yīng)的粘接劑具有周圍木材的密度，或者其密度比周圍木材的密度大或小0-20% (重量)優(yōu)選0-10% (重量)。發(fā)生凝結(jié)或起泡沫等反應(yīng)的粘接劑可以具有50kg/m3-300kg/m3的密度或單位體積重量。特別是起泡沫的粘接劑有利地具有50kg/m3-240kg/m3的單位體積重量。優(yōu)選的薄板木材是輕木木材薄板。由于輕木是天然產(chǎn)品，所以視種植地點、生長地點而定或者受生長影響等，它具有不同的密度或單位體積重量。當前優(yōu)選地選取密度大致為80-240kg/m3的木材。在實際應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的成型體的單位體積重量有利地例如小于200kg/m3。有益的單位體積重量為100-200kg/m3，單位體積重量有利地為120_180kg/m3，特別是為160kg/m3。優(yōu)選由本發(fā)明的成型體制得木板，其中，為此使得分割或鋸割方向橫向于寬側(cè)面伸展，也就是說，平行于端側(cè)面伸展。各個薄板木材的木紋走向與木板的平面法線優(yōu)選夾成
22.5-45°、特別是45°的角度。更特別優(yōu)選地，在所有粘接的薄板木材上平均的木紋走向基本上垂直于木板平面伸展。木板優(yōu)選適宜于與木板平面垂直的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力。木板進一步優(yōu)選適宜于木板平面上的剪切應(yīng)力或彎曲應(yīng)力,其中剪切應(yīng)力尤其是橫向于平均木紋走向伸展。本發(fā)明還涉及一種用于制造由薄板或木層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)承載能力高的多層的成型體的方法，其中，成型體具有兩個對置的寬側(cè)面和一個在旁側(cè)環(huán)繞的端側(cè)面，其中，成型體含有層狀地相應(yīng)于寬側(cè)面層疊的薄板木材和位于這些薄板木材之間的粘接劑。按照該方法，給木材薄板涂層以粘接劑，使涂層后的木材薄板朝向木紋走向并堆疊，其中，各個木材薄板中的至少一個木材薄板的木紋走向與貼靠的一個或多個木材薄板的木紋走向相差45-90°，使粘接劑激活并通過冷硬化產(chǎn)生保持力，無壓力地或者在熱量和/或壓力的影響下硬化而形成成型體。用于制造成型的一種優(yōu)選方法在于，給木材薄板涂層以粘接劑，使其朝向木紋走向并上下層疊或堆疊，從而各個木材薄板的木紋走向與下一個位于其上的木材薄板的木紋走向相差60° -90°，優(yōu)選相差75° -90°，特別是與木紋走向方向相差90°。各個木材薄板的尺寸由刨花后的樹干的長度和粗細限定。在成型體上，木紋走向相對于成型體的長度和寬度斜交或傾斜。為了在成型體上實現(xiàn)傾斜的木紋走向，由薄板木材切割出多個區(qū)段，這會導致大量地浪費薄板木材。因此，已表明有利的是，斜交地或傾斜地把所得到的薄板木材分割成多個區(qū)段，并沿著端邊再把這些區(qū)段接合起來。沿著端邊通過連接進行的接合可以采用粘接方式來實現(xiàn)。例如，可以把大致方形的薄板木材斜交地分割成三角形的多個區(qū)段。每四個區(qū)段都沿著形成側(cè)邊的端側(cè)面再接合起來。重新產(chǎn)生了方形的薄板木材，但木紋走向斜交地伸展。所述的這種成型體可以被進一步應(yīng)用。成型體例如是木板、大方木料、厚木板或木塊，其可以被應(yīng)用，或者可以通過加工比如切削或去除材料式的加工，被進一步加工成梁、支撐件、支架、地板、內(nèi)襯件、結(jié)構(gòu)件、多層材料或復合材料的部分等。例如可以產(chǎn)生側(cè)邊長度、寬度和高度分別為0.6-1.8m有利地分別為0.6-1.2m的成型體，并直接被應(yīng)用或者必要時被進一步加工。成型體具有兩個寬側(cè)面和一個環(huán)繞的端側(cè)面。端側(cè)面可以具有頂角、邊棱或倒圓。引入到本發(fā)明的成型體中的力必須特別是與木層方向相同地伸展，最好沿著端側(cè)面被引入或引出。可能的固定機構(gòu)有利地以適當方式把力引入到成型體中，使得負荷與木層方向相同地伸展。木層或薄板木材的木紋走向相對于利用固定機構(gòu)沿著端側(cè)面引入到成型體中的或者引出的力的方向相差22.5-67.5°。木層或薄板木材的木紋走向優(yōu)選相差45°。例如可以在一側(cè)或兩側(cè)，把用紡織纖維、玻璃纖維、塑料纖維或碳纖維增強的塑料板或塑料層、金屬板或金屬皮、木板、織物、織造織物、針織物、絲網(wǎng)、浸潰有人造樹脂的織物、織造織物、針織物、絲網(wǎng)、塑料或金屬膜等，覆設(shè)到塑料板、塑料層或塑料膜的寬側(cè)面和/或端側(cè)面上，由此給按照本發(fā)明得到的成型體，在此尤其是木板，提供承載能力更高的復合材料或者具有擴展的功能特性的材料。在另一種形式的應(yīng)用中，本發(fā)明的成型體可以分割成任意厚度的板，比如厚度為
3-300mm,有利地為8_100_。成型體為此可以例如利用帶鋸通過水平切割或鋸割而分割成多個板。在這種板中，薄板木材上的木紋走向沿著高度伸展。每個薄板木材的木紋走向都傾斜地到達頂面和底面。木紋走向沿著側(cè)表面傾斜地伸展至側(cè)邊。有時，各個或多個薄板木材在成型體中可以平行于側(cè)邊伸展，并相應(yīng)垂直地突出于底面或頂面?，F(xiàn)在可以在木板(最好是改進的切面木板)的頂面和/或底面上，全面地或者部分面地例如以粘接或貼合方式安置例如由金屬膜、金屬帶或金屬板、增強的比如纖維增強的或者未增強的塑料膜或塑料板、紙張、紙板、木材部件比如木板或薄板、玻璃、陶瓷、石塊等構(gòu)成的覆蓋層。這些板也可以嵌入或粘接到空腔中，或者可以注入到塑料基質(zhì)中。在這些應(yīng)用中，所述板用于在結(jié)構(gòu)上增強機械負荷大的卻重量輕的裝置。這種裝置可以是風力發(fā)電機或螺旋槳的葉片。優(yōu)選橫向于寬側(cè)面即平行于端側(cè)面對本發(fā)明的成型體進行鋸割或其它方式的分割，由此制得所述板。在這里，各個薄板木材的木紋走向與木板的平面法線優(yōu)選夾成
22.5-45°特別是45°的角度。由此在端面木板(Stirnholzplatte)(端面木紋板)的意義下使用所述木板，其中，與通常的端面木板或切面木板相反，木板表面并不橫向于成型體中所含有的木材薄板的木紋走向，而是與其相交成一個不同于直角的角度。更為優(yōu)選地，相鄰木材薄板的木紋走向?qū)ΨQ地與木板表面相交，也就是說，相鄰木材薄板的木紋走向與木板表面之間的銳角大小基本相等。本發(fā)明的端面木板在根本上有別于市面上常見的膠合木板(平木紋膠合木板)，這種膠合木板的全部薄板層的木紋走向都基本上平行，也平行于木板表面。進一步優(yōu)選地，使用只有兩個不同的木紋走向的薄板層，其中，交替地使用具有不同木紋走向的薄板層，以便實現(xiàn)成型體特性的盡可能高的均勻性。本發(fā)明的成型體可以采用多種多樣的方式來應(yīng)用。例如，它們在運輸領(lǐng)域中比如用于飛機、火車、載重車、客車、輪船或者在汽車制造中，或者在建筑中比如橋梁如橋主梁、橋梁行駛面和橋梁行走面，在可承受大負荷的安裝構(gòu)件的區(qū)域內(nèi)，是初級產(chǎn)品或最終產(chǎn)品。在此，它尤其可以是處于大負荷在比如大的剪切應(yīng)力和/或拉應(yīng)力下或者偶爾承受剪切負荷和/或拉力負荷的安裝構(gòu)件。在這里，拉應(yīng)力或壓應(yīng)力垂直于木板平面或者垂直于成型體的端側(cè)面，或者，剪切應(yīng)力處于木板平面上或者處于成型體的兩個對置的端側(cè)面的平面上。成型體例如可以本身就被應(yīng)用，但也可以用作為核心材料，作為層材料或者作為復合材料、作為復合體或者在復合體中、在運輸工具中，比如在小船、輪船、客車、載重車、火車等中，作為頂蓋、地板、中間板、墻壁護板、蓋板等。在使用例如輕木時，由于密度小，本發(fā)明的成型體可以作為通常的輕型建筑材料的替代而例如用作為支架、梁、支撐件、型材、板等，且在多層材料中用作核心材料。成型體或者由其構(gòu)成的板的其它應(yīng)用是在風力發(fā)電機的葉片上作為填充體、內(nèi)嵌體或增強體，或者用作為螺旋槳，或者應(yīng)用在用于流體如氣體或液體的流動產(chǎn)生裝置的螺旋槳中。將借助附圖1-6示范性地介紹本發(fā)明。圖1為成型體的視圖；圖2為成型體的示意性的草圖；圖3借助兩個成型體示出層的范例；圖4示出在本發(fā)明的成型體中實現(xiàn)的對剪切應(yīng)力的提高；圖5示出本發(fā)明的成型體的一種可行的改進；圖6示出用來經(jīng)濟合理地產(chǎn)生用于制造當前成型體的薄板木材的變型方案。圖1中以長方體形狀示范性地示出的成型體I具有寬側(cè)面10、11和環(huán)繞的端側(cè)面6。端側(cè)面6被長方體形狀分成四個區(qū)段6a、6b、6c和6d。成型體由堆疊的相互粘接的薄板木材2、3等構(gòu)成。各個薄板木材具有木紋走向的方向。根據(jù)本發(fā)明，至少一個薄板木材的木紋走向與另一個薄板木材或其它薄板木材的木紋走向相差45° -90°，至少一部分薄板木材的木紋走向相對于穿過成型體的平面(用虛線環(huán)繞并用細陰影線示出)相差22.5-67.5°，其中，引入的或引出的力沿著軸線X的方向伸展。如當前示范性地示出，在兩塊相互貼靠的薄板木材之間，木紋走向的方向總是相差90°。角度O，即平面X'與木紋走向之間的角度，可以為22.5° -67.5°。用箭頭示出的軸線X和用細陰影線示出的平面V穿過成型體。全部薄板木材的所示木紋走向相對于平面Γ例如相差45°。為了實現(xiàn)成型體內(nèi)的優(yōu)化的負載量，引入的或引出的力特別是在X方向上起作用。這些力尤其沿著或者朝向端側(cè)面6a和6c的方向被引入或引出。在由多個薄板木材構(gòu)成的成型體I的圖2所示的部分中，為了能看到和示出木紋走向，頭三個薄板木材2、2'、2"相對于分別位于其下方的薄板木材2'、2"、2"，略微縮進地示出。薄板木材2、2'、2"、2"，等沿著它們的寬側(cè)面上下堆疊。在它們之間是未具體示出的粘接物,這些粘接物把所述薄板木材連接起來而不會分開。每個薄板木材2、2'、2"、2"，上的相應(yīng)的陰影線表明相應(yīng)的木紋走向4。在薄板木材2中，木紋走向4與端側(cè)面6d之間所夾成的角度σ標有σ。例如，端側(cè)面6d在此平行于虛擬的平面X'伸展。角度σ可以為22.5° -67.5°。示范性地示出45°的角度。位于其下面的薄板木材2'的木紋走向相對于薄板木材2的木紋走向例如扭轉(zhuǎn)90°地布置。如果現(xiàn)在把一個力T或Iw朝箭頭方向例如沿著端側(cè)面6a、6c引入到成型體I中或者引出，則按照圖5中的估計，相比于把同樣的力引入到參比成型體中，成型體I就會朝箭頭方向T或T'使得最大剪切應(yīng)力體現(xiàn)出增大，直到成型體I失效，該參比成型體只有沿箭頭方向T、T'或者垂直于Τ、Τ伸展的木紋走向。圖3是成型體的局部視圖，其中，各個薄板木材按照分解視圖被分解地且彼此分開地示出。布置在薄板木材之間的粘接劑并未示出。在圖3a)中，薄板木材2和W的木紋走向彼此相對扭轉(zhuǎn)例如90°。木紋走向分別以陰影線可示意性地看出，且用細箭頭示出。薄板木材2"的木紋走向相對于薄板木材2",的木紋走向也扭轉(zhuǎn)90°。因而，薄板木材2…等相應(yīng)地交替，直到達到所希望的堆疊高度。示出了層順序(I一)y。在圖3b)中，薄板木材3和3'的木紋走向彼此相對扭轉(zhuǎn)例如45°。薄板木材3"的木紋走向相對于薄板木材2"'的木紋走向也扭轉(zhuǎn)45°。因而,薄板木材3…等相應(yīng)地交替,直到達到所希望的堆疊高度。示出了層順序(I/一)y。
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圖4示出了不同成型體的剪切應(yīng)力值。所示的成型體是切面木板21。這種切面木板21屬于現(xiàn)有技術(shù)。例如基于輕木樹樹干，沿輕木樹樹干的生長方向鋸割，就會產(chǎn)生橫截面為多邊形特別是矩形的樹干區(qū)段。這些樹干區(qū)段可以通過另一鋸割過程被加工成大致相同長度的輕木木方，這次橫向于木紋走向進行鋸割。這些輕木木方可以在它們的狹窄側(cè)，即沿著木紋走向，相互粘接成木塊。箭頭24指示出這種輕木木方。虛線表示粘接縫。可以由這些木塊橫向于木紋走向通過鋸割而分隔成切面木板21。在切面木板21上，整個木紋走向都垂直于向右指向的邊界面22延伸至向上指向的邊界面23。為了表明木紋走向，圖2中的根據(jù)本發(fā)明的成型體I以繪圖方式示出局部裸露的薄板木材。在裸露的表面上能看到木紋走向。成型體上面和下面的粗箭頭分別表示引入的力的方向。在“剪切模量”曲線上相對于切面木板21的密度(“密度”)繪出剪切應(yīng)力的三個值(“剪切模量”)。這三個測量值用一條虛線連接起來。針對根據(jù)本發(fā)明的成型體I測得的剪切應(yīng)力值也在該曲線上繪出?？汕宄乜吹?，根據(jù)本發(fā)明的成型體I的剪切應(yīng)力值顯然位于切面木板21的值的曲線上方。針對成型體I測得的剪切應(yīng)力值比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的切面木板21的相仿值高出75%。在圖5中示出本發(fā)明的成型體I的一種改進。成形體通過水平切割被分成任意高度的板，例如所示的高度Ii1和匕。產(chǎn)生一個板31，這里作為范例示出高度h2。現(xiàn)在可以在一側(cè)或兩側(cè)給板31的頂面和/或底面蓋上覆蓋層32、33。覆蓋層例如是由金屬比如鋁構(gòu)成的板或板材、由塑料或纖維增強的塑料構(gòu)成的板，其帶有木頭比如木板，等等。覆蓋層32和/或33通常與板31粘接。為此沿箭頭方向把覆蓋層32和/或33引至板31，并例如利用粘接劑或粘接膜(未示出)粘接起來，有時進行加熱和/或加壓，直到粘接劑已凝結(jié)。圖6示范性地示出各個木材薄板的可能的制造方式。由于木材薄板的尺寸由刨花后的樹干的長度和粗細限定，且在成型體上木紋走向應(yīng)相對于成型體的長度和寬度斜交或傾斜，所以，僅僅由薄板木材切割出各區(qū)段會導致大量浪費薄板木材。因此，可以斜交地或傾斜地把由樹干得到的薄板木材41分割成比如鋸割成或切割成各區(qū)段42、42^ >43,43/，然后再沿著端面邊把區(qū)段42、42'或43、43'接合起來。沿著端面邊通過連接進行接合，例如可以通過粘接進行接合。例如，可以把大致方形的薄板木材41斜交地分割成三角形的各區(qū)段42、42'、43、43'。每兩個三角形的各區(qū)段42、42'或43、43'沿著形成斜邊的端側(cè)面再接合起來。重新產(chǎn)生了方形的薄板木材44、4f，但帶有斜交地伸展的木紋走向。圖中的粗箭頭均表示木紋走向。 ·
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)承載能力高的多層的成型體(I)，具有兩個對置的寬側(cè)面(10、11)和一個在旁側(cè)環(huán)繞的端側(cè)面^a、6b、6c、6d)，含有層狀地寬側(cè)面對寬側(cè)面地層疊的薄板木材(2、2，、2"、2"，、3)和位于所述薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)之間的粘接劑， 其特征在于， 至少一個薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)的木紋走向(4)與另一個或其它薄板木材(2、2'、2"、2" '、3)的木紋走向相差45° -90°，至少一部分薄板木材(2、2'、2"、2" ’、3)的木紋走向⑷相對于成型體⑴的端側(cè)面(6a、6b、6c、6d)的平面法線相差22.5-67.5。。
2.如權(quán)利要求1所述的成型體，其特征在于，至少一個薄板木材(2、2'、2"、2"'、3)的木紋走向(4)與另一個或其它薄板木材(2、2'、2"、2" ,、3)的木紋走向(4)相差60。-90。，優(yōu)選相差75° -90。，特別是相差90°。
3.如權(quán)利要求1或 2所述的成型體，其特征在于，一個薄板木材(2、2'、2"、2"'、3)的木紋走向(4)與貼靠的一個薄板木材(2、2^、2"、2" ,、3)或貼靠的多個薄板木材(2、2'、2"、2"丨、3)的木紋走向相差45° -90°，最好相差60° -90°，優(yōu)選相差75。-90。，特別是相差90°。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的成型體，其特征在于，薄板木材(2、2'、2"、2"'、3)的木紋走向⑷相對于成型體⑴的端側(cè)面(6a、6b、6c、6d)的平面法線特別是相對于成型體(I)上的力引導方向(X)相差22.5-45°，優(yōu)選相差45°，其中，力作用(T、T')垂直于兩個平行的端側(cè)面(6a、6c)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的成型體，其特征在于，至少一個薄板木材(2、2^、2"、2"，、3)的木紋走向(4)與另一個或其它薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)的木紋走向相差45° -90。，薄板木材{2,2'、2"、2"，、3)的木紋走向(4)相對于成型體(I)的端側(cè)面(6a、6b、6c、6d)的平面法線相差22.5-67.5°。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的成型體，其特征在于，粘接劑是起泡沫的粘接劑，優(yōu)選是起泡沫的含有聚氨酯的粘接劑。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的成型體，其特征在于，相對于成型體(I)的體積而言，粘接劑含量為1-15% (體積)，最好為2-10% (體積)，優(yōu)選為3-5% (體積)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的成型體，其特征在于，發(fā)生反應(yīng)、凝結(jié)或起泡沫的粘接劑具有50kg/m3-300kg/m3的密度，起泡沫的粘接劑優(yōu)選具有50kg/m3-240kg/m3的密度。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的成型體，其特征在于，起反應(yīng)的粘接劑具有周圍木材的密度，或者具有比周圍木材密度大或小0-20% (重量)優(yōu)選0-10% (重量)的密度。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的成型體，其特征在于，薄板木材(2、2^、2"、2" ,、3)由輕木構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項所述的成型體，其特征在于，成型體是橫向于寬側(cè)面(IOUl)由成型體⑴分割成的板(31)，薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)的木紋走向(4)與板的平面法線夾成22.5-45°特別是45°的角度。
12.如權(quán)利要求11所述的成型體，其特征在于，在所有粘接的薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)上平均的木紋走向基本上垂直于木板平面伸展。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項的成型體(I)或板(31)在運輸領(lǐng)域中在建筑內(nèi)作為可承受大負荷的安裝構(gòu)件最好是在橋梁中作為橋主梁、橋梁行駛面和橋梁行走面、在風力發(fā)電機的葉片或螺旋槳或者能產(chǎn)生流體流動的裝置中作為內(nèi)襯件的應(yīng)用，其中，拉應(yīng)力或壓應(yīng)力垂直于木板平面或者垂直于端側(cè)面^a、6b、6c、6d)，或者，剪切應(yīng)力處于木板平面上或者處于成型體(I)的兩個對置的端側(cè)面(6a、6b、6c、6d)的平面上。
14.一種用于制造結(jié)構(gòu)承載能力高的多層的成型體(I)的方法，該成型體具有兩個對置的寬側(cè)面(10、11)和一個在旁側(cè)環(huán)繞的端側(cè)面^a、6b、6c、6d)，且含有層狀地相應(yīng)于寬側(cè)面(10、11)層疊的薄板木材(2、2'、2"、2" '、3)和位于所述薄板木材(2、2'、2"、2" ,、3)之間的粘接劑， 其特征在于， 給木材薄板(2、2'、2"、2"，、3)涂層以粘接劑，使涂層后的木材薄板(2、2'、2"、2"，、3)朝向木紋走向(4)并堆疊，其中，各個木材薄板(2、2'、2"、2"，、3)中的至少一個木材薄板的木紋走向(4)與貼靠的木材薄板(2、2^、2"、2" ,、3)的木紋走向相差45-90°，使粘接劑激活并在產(chǎn)生保持力的情況下無壓力地或者在熱量和/或壓力的影響下硬化而形成成型體。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，利用起泡沫的粘接劑，粘接劑的激活和硬化基本上無壓力地或者以小于I巴的較小的壓力進行。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，給木材薄板(2、2'、2"、2"，、3)涂層以粘接劑，使所述木材薄板朝向木紋走向(4)并堆疊，從而各個木材薄板(2、2'、2"、2" ,、3)的木紋走向與隨后的一個或多個木材薄板(2、2'、2"、2, "、3)的木紋走向(4)的方向相差45-90°，最好相差60° -90。，優(yōu)選相差75° -90。，特別是相差90°。
17.如權(quán)利要求14-16中任一項所述的方法,其特征在于,橫向于寬側(cè)面(10、11)把成型體(I)進一步鋸割或者以其它方式分割成多個板。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，把成型體(I)分割成多個板(31)，使得各個薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)的木紋走向(4)與所述板的平面法線夾成22.5-45°特別是45°的角度。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，把成型體(I)分割成多個板(31)，使得在板(31)的所有粘接的薄板木材(2、2'、2"、2"，、3)上平均的木紋走向基本上垂直于木板平面伸展。
20.如權(quán)利要求14-19中任一項所述的方法，其特征在于，木材薄板由輕木構(gòu)成或者含有輕木。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)承載能力高的多層的成型體(1)，具有兩個對置的寬側(cè)面(10、11)和一個在旁側(cè)環(huán)繞的端側(cè)面(6a、6b、6c、6d)，含有層狀地寬側(cè)面對寬側(cè)面地層疊的薄板木材(2、2′、2″、2″′、3)和位于所述薄板木材(2、2′、2″、2″′、3)之間的粘接劑。薄板木材(2、2′、2″、2″′、3)適當?shù)貙盈B，使得至少一個薄板木材(2、2′、2″、2″′、3)的木紋走向(4)與另一個或其它薄板木材(2、2′、2″、2″′、3)的木紋走向(4)相差45°-90°，薄板木材的木紋走向(4)相對于成型體(1)的端側(cè)面(6a、6b、6c、6d)的平面法線相差22.5-67.5°。
文檔編號B27D1/04GK103180139SQ201180023815
公開日2013年6月26日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者C·菲舍爾, S·拉文奇, T·沃爾夫 申請人:3A科技和管理有限公司