一種利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法
【專利摘要】本發(fā)明所述利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，包括如下步驟：先將次小薪材基材制材形成板方料；再在板方料的至少一端銑微型指榫，然后將多個板方料按需要進(jìn)行指接、拼寬或/和膠厚工序，以形成次小薪材集成芯板；在次小薪材集成芯板的四周膠壓至少一層樹脂網(wǎng)布和面板，所得成品為樹脂重組木構(gòu)件。本發(fā)明因以次小薪材替代大量的實木用材，用樹脂網(wǎng)布來增強(qiáng)芯層和面板的膠合強(qiáng)度和穩(wěn)定性來生產(chǎn)增強(qiáng)型樹脂重組木構(gòu)件的方法，不僅拓寬了用材渠道，增加了次小薪材產(chǎn)品的附加值和科技含量，降低了生產(chǎn)成本，而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠，產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度等力學(xué)性能好，并且制造方便、產(chǎn)品經(jīng)久耐用、外形美觀，可廣泛應(yīng)用于各種木制品領(lǐng)域中。
【專利說明】一種利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材加工領(lǐng)域，特別是一種利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球環(huán)境保護(hù)保護(hù)意識的加強(qiáng)，世界森林資源萎縮，老齡天然林資源、優(yōu)質(zhì)大徑材來源嚴(yán)重不足，而小徑、質(zhì)次木材及二次、三次甚至四次次生林資源又供過于求。不斷開拓利用小徑、質(zhì)次木材資源是林產(chǎn)工業(yè)重點(diǎn)研究的課題。目前，次小薪材(包括次加工材、小徑材和薪材)在纖維板、刨花板的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，通過將次小薪材粉碎后做成刨花板，破壞了木材原有的性能，使得用刨花板制作成的家具壽命短、光潔度差等缺點(diǎn)，而直接將次小薪材加工成木家具構(gòu)件仍未能實現(xiàn)。傳統(tǒng)以大徑級的優(yōu)質(zhì)材料生產(chǎn)木家具用集成材的方法，無法滿足現(xiàn)代工業(yè)低成本和環(huán)境保護(hù)的要求，而且其加工剩余物成為環(huán)保處理的難題；有一些廠家也用加工余料或次小薪材制成集成材板材，用于制造家具，但其對所用的材料要求嚴(yán)格，長度一般要求大于150mm,寬度大于25mm,同時，其集成材直接裸露在外的形式，限制了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，再加上集成材在使用過程中的力學(xué)性能不理想，易發(fā)生開裂或斷裂現(xiàn)象，使用壽命短，所以難以滿足廣大消費(fèi)者的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種可解決生態(tài)問題和拓寬了用材渠道，以提高木材綜合利用率及突出產(chǎn)品的低炭性、環(huán)保性、綠色性、資源性，擴(kuò)大了次小薪材的使用范圍和綜合利用率，增加了次小薪材產(chǎn)品的附加值和科技含量，且加工方便、產(chǎn)品經(jīng)久耐用、外形美觀的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明所述利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，包括如下步驟:
(一)、將次小薪材基材制材形成板方料。
[0005](二)、在板方料的至少一端銑微型指榫，然后將多個板方料按需要進(jìn)行指接、拼寬或膠厚工序，以形成次小薪材集成芯板。
[0006](三)、在次小薪材集成芯板的四周膠壓至少一層樹脂網(wǎng)布。
[0007](四)、在包覆有樹脂網(wǎng)布的次小薪材集成芯板的四周膠壓面板，所得成品為所述樹脂重組木構(gòu)件。
[0008]其中上述步驟(一)中制材的方法是:將次小薪材基材按材質(zhì)實際情況進(jìn)行縱剖定寬和橫截定長；
縱剖定寬是利用多片鋸或帶鋸機(jī)將基材進(jìn)行分片定寬，定寬規(guī)格控制在20?50mm，以確保集成膠合材料的穩(wěn)定性；橫截定長是用機(jī)械設(shè)備橫截基材，要求每塊板方料有效長度控制在100?600mm，并遵循在有效長度范圍之內(nèi)，材料利用率最大原則，且定長截斷時要求端部鋸口切削平直光滑，盡可能無毛刺，長度誤差< 0.5mm。[0009]上述步驟(二)中銑微型指榫的方法是:
利用微型指形榫刀具在板方料的端部加工微型指榫，微型指榫的主要技術(shù)參數(shù):指長3.0~5.0mm、指頂寬0.2~0.4mm、指斜角5.0°~10.0°、指距1.5~1.8mm、指頂隙
0.05 ~0.15mm、對接端縫≤ 0.05 ~0.10mm。
[0010]上述步驟(二)中指接的方法是:在板方料端部的微型指榫處涂膠，涂膠量控制在200~250g/m2，然后進(jìn)行縱向加壓指接，當(dāng)累計指接長度超過規(guī)定長度時，進(jìn)行截斷定長，形成指接材，所述縱向壓力在14~16Mpa,壓力控制在10~15kg/cm2。
[0011]上述指接材經(jīng)固化和養(yǎng)生后，經(jīng)四面刨光、側(cè)面涂膠后，再進(jìn)行拼寬或/和膠
厚工序。
[0012]拼寬的方法是:將涂膠后的上述指接材根據(jù)需要通過側(cè)壓拼接在一起，且相鄰 指接材紋理要進(jìn)行交叉搭配使用，使相鄰兩塊板方料出現(xiàn)翹曲變形的可能性相互抵
消，以提高集成芯材的整體穩(wěn)定性。每塊指接材要求厚度公差為±0.2mm,寬度上的彎曲度為O~2mm，含水率在8%~12%，最好無嚴(yán)重材質(zhì)缺陷，上述涂膠量控制在220~260g/m2，側(cè)壓單位壓力控制在8~15kg/cm2。同樣在進(jìn)行膠厚時，相鄰指接材紋理也要進(jìn)行交叉搭配使用。為避免對接縫過于集中降低接合強(qiáng)度，相鄰兩塊指接材縱向的對接縫錯開> 50_。邊部指接處離端頭的長度> 80mm,以避免開榫時榫頭或榫眼落在指接處，拼板縫隙處高度差< 0.5mm，拼板縫隙處無膠滴膠線，側(cè)拼縫隙緊密。
[0013]上述步驟(三)中膠壓樹脂網(wǎng)布的方法是:
按一定規(guī)格裁剪樹脂網(wǎng)布，并在其一面涂樹脂膠，涂膠量控制在180~220g/m2，然后膠合在次小薪材集成芯板四面， 膠合固化方式采用冷壓，冷壓時間控制在3~8h，壓力控制在
0.5~0.7Mpa，冷壓后，在溫度20°C~28°C，相對濕度在50%~65%的條件下存放養(yǎng)生，養(yǎng)生時間控制在8~24h。
[0014]本發(fā)明由于采用以次小薪材做成集成次小薪材芯板來替代大量的實木用材、并用樹脂網(wǎng)布增強(qiáng)芯板和面板的膠合強(qiáng)度和穩(wěn)定性的加工方法，從而使本發(fā)明在使用的過程中，既拓寬了用材渠道，增加了次小薪材產(chǎn)品的附加值和科技含量，節(jié)約了自然木材資源，有效降低了單位產(chǎn)品的材料成本，同時又突出了產(chǎn)品的低炭性、環(huán)保性、綠色性、資源性，實現(xiàn)了次小薪材的小材大用、劣材優(yōu)用、粗材細(xì)用、弱材精用，而且因樹脂網(wǎng)布的增強(qiáng)作用使所生產(chǎn)的樹脂重組木構(gòu)件結(jié)構(gòu)可靠，產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度等力學(xué)性能好，有效地解決了現(xiàn)有次小薪材成為環(huán)保處理的難題和現(xiàn)有集成板材對材料要求高、應(yīng)用范圍窄及集成材在使用過程中的力學(xué)性能不理想，易發(fā)生開裂，使用壽命短等問題。再加上本發(fā)明還采用將板方料進(jìn)行微型指榫指接的方法，既減少了木材和膠量的損耗，而且指接的結(jié)構(gòu)更可靠。本發(fā)明還具有制造方便、產(chǎn)品經(jīng)久耐用、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種木制品領(lǐng)域中。
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明?！緦＠綀D】

【附圖說明】 圖1為本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的一實施方案的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明中微型指榫的結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖。
[0018]圖4為現(xiàn)有指榫的結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明中板方料上的微型指榫與現(xiàn)有木料指榫的結(jié)構(gòu)對比圖。
[0020]圖6為本發(fā)明中的指接材進(jìn)行膠厚搭配的兩種方案的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖7為本發(fā)明中的指接材進(jìn)行拼寬搭配的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明中的指接材進(jìn)行拼寬或膠厚時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明的一實施例的工藝流程圖。
[0024]圖10為利用本發(fā)明制作的桌椅腿結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1-圖9所示，本發(fā)明所述利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，包括如下步驟:
(一)、將次小薪材基材制材形成板方料21。
[0026](二)、在板方料21的至少一端銑微型指榫，然后將多個板方料21按需要進(jìn)行指接、拼寬或/和膠厚工序，以形成次小薪材集成芯板。
[0027](三)、在次小薪材集成芯板的四周(四側(cè)面)膠壓至少一層樹脂網(wǎng)布3(如可以是一層，也可以根據(jù)需要做成二層或二層以上)。
[0028](四)、在包覆有樹脂網(wǎng)布3的次小薪材集成芯板的四周膠壓面板1，所得成品為所述樹脂重組木構(gòu)件。
[0029]本發(fā)明中的樹脂網(wǎng)布的主要作用是增強(qiáng)面板和次小薪材集成芯板的結(jié)合力及增強(qiáng)集成芯材的整體結(jié)合力和緊湊性，同時增強(qiáng)產(chǎn)品的強(qiáng)度、剛度等力學(xué)性能。
[0030]由于本發(fā)明采用以次小薪材做成次小薪材集成芯板來替代大量的實木用材、并用樹脂網(wǎng)布增強(qiáng)芯板和面板的膠合強(qiáng)度和穩(wěn)定性的加工方法，從而使本發(fā)明在使用的過程中，既拓寬了用材渠道，增加了次小薪材產(chǎn)品的附加值和科技含量，節(jié)約了自然木材資源，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，而且因有樹脂網(wǎng)布對集成芯板的包覆加固作用和對芯板與面板膠合強(qiáng)度的加強(qiáng)作用，所以生產(chǎn)的樹脂重組木構(gòu)件結(jié)構(gòu)非?？煽浚a(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度等力學(xué)性能好，不會發(fā)生開裂現(xiàn)象，同時又制造方便、產(chǎn)品經(jīng)久耐用、外形美觀。
[0031]其中上述步驟(一)中制材的方法是:將次小薪材基材按材質(zhì)實際情況進(jìn)行縱剖定寬和橫截定長；
縱剖定寬是利用多片鋸或帶鋸機(jī)將基材進(jìn)行分片定寬，定寬規(guī)格控制在20?50mm，以確保集成膠合材料的穩(wěn)定性，定寬面最好要光滑，無刀痕、崩邊等加工缺陷；橫截定長:為提高集成膠合材的穩(wěn)定性，用風(fēng)剪機(jī)等設(shè)備橫截基材，要求每塊板方料有效長度控制在100?600mm，并遵循在有效長度范圍之內(nèi)，材料利用率最大原則，最好去除基材本身缺陷(如去除蟲眼、節(jié)疤、腐朽等缺陷)，同時，最好按寬度規(guī)格、樹種分開堆放。定長截斷時要求端部鋸口切削平直光滑，盡可能無毛刺，長度誤差< 0.5mm。
[0032]上述步驟(二)中銑微型指榫的方法是:
利用微型指形榫刀具在板方料的端部加工微型指榫，微型指榫的主要技術(shù)參數(shù):指長3.0?5.0mm、指頂寬0.2?0.4mm、指斜角5.0°?10.0°、指距1.5?1.8mm、指頂隙
0.05?0.15mm、對接端縫< 0.05?0.10mm。優(yōu)選方案是:指長4.0mm、指頂寬0.3mm、指斜角8.5°、指距1.6mm、指頂隙0.1mm、對接端縫< 0.08mm。從圖3-圖5中可看出，微型指榫與現(xiàn)有的普通指榫相比，在相同高度、寬度下，微型指榫損耗的木料僅為普通指榫的40%左右，涂膠面為普通指榫的75%左右，但接合強(qiáng)度并沒有降低，反而加強(qiáng)了。這也是本發(fā)明要用微型指榫進(jìn)行的指接的原因。[0033]上述步驟(二)中指接的方法是:
在板方料端部的微型指榫處涂膠，涂膠量控制在200?250g/m2，然后進(jìn)行縱向加壓指接(將多個次小薪材板方料通過微型指榫進(jìn)行指接)，當(dāng)板累計指接長度超過規(guī)定長度時，進(jìn)行截斷定長，形成指接材，所述縱向壓力14?16Mpa,單位壓力控制在10?15kg/cm2。
[0034]板方料在進(jìn)行指接形成指接材后，需進(jìn)行固化和養(yǎng)生，固化時間控制在24?48小時內(nèi)，養(yǎng)生時間通?？刂圃?4?72小時。
[0035]上述指接材固化和養(yǎng)生后，經(jīng)四面刨光、側(cè)面涂膠后，再進(jìn)行拼寬或膠厚工序。
[0036]上述拼寬的方法是:將涂膠后的上述指接材根據(jù)需要通過側(cè)壓拼接在一起，且
相鄰指接材紋理要進(jìn)行交叉搭配使用，使相鄰兩塊板方料出翹曲變形的可能性相互抵消，以提高集成芯材的整體穩(wěn)定性。每塊指接材要求厚度公差為±0.2mm，寬度上的彎曲度為O?2mm，含水率在8%?12%，無嚴(yán)重材質(zhì)缺陷，上述涂膠量控制在220?260g/m2，側(cè)壓單位壓力控制在8?15kg/cm2。同樣在進(jìn)行膠厚時，相鄰指接材紋理也要進(jìn)行交叉搭配使用。
[0037]相鄰兩塊指接材縱向的對接縫錯開> 50mm，避免對接縫過于集中降低接合強(qiáng)度，邊部指接處離端頭的長度> 80mm,以避免開榫時榫頭或榫眼落在指接處，直接拼板
縫隙處高度差< 0.5mm，拼板縫隙處無膠滴膠線，側(cè)拼縫隙緊密。
[0038]上述步驟(三)中膠壓樹脂網(wǎng)布的方法是:
按一定規(guī)格裁剪樹脂網(wǎng)布，并在其一面涂樹脂膠(如脲醛樹脂膠或三聚氰胺改性脲醛樹脂膠)，涂膠量控制在180?220g/m2，然后膠合在次小薪材集成芯板四面，膠合固化方式采用冷壓，冷壓時間控制在3?8h，壓力控制在0.5?0.7Mpa，冷壓后，在溫度20 V?28 °C，相對濕度在50%?65%的條件下存放養(yǎng)生，養(yǎng)生時間控制在8?24h。
[0039]上述步驟(四)中四面膠壓面板的方法是:
將5?9_厚的四塊優(yōu)質(zhì)木板背面涂膠，分二次膠壓在集成芯材樹脂網(wǎng)布的四個表面上，即先在集成芯材樹脂網(wǎng)布的二個相對面膠壓固化，再在另二個相對面膠壓固化，同時將這二塊木板覆蓋在先前固化的二塊木板上，膠壓方式采用熱壓，使用脲醛樹脂膠時的熱壓工藝條件為:熱壓溫度100?110°C，單位壓力0.8?L 2MPa，熱壓時間8?15min。
[0040]圖10利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件定向作為家具等木制品的結(jié)構(gòu)件，主要應(yīng)用在桌椅類家具生產(chǎn)過程中的方形桌子腿和椅子腿。根據(jù)具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件的設(shè)計尺寸，將次小薪材先制作成樹脂重組木構(gòu)件，再經(jīng)鋸制、銑型、鉆孔、砂光等工序，加工成符合設(shè)計規(guī)格要求的桌椅腿。
[0041]盡管本發(fā)明是參照具體實施例來描述，但這種描述并不意味著對本發(fā)明構(gòu)成限制。參照本發(fā)明的描述，所公開的實施例的其他變化，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于包括如下步驟: (一)、將次小薪材基材制材形成板方料； (二 )、在板方料的至少一端銑微型指榫，然后將多個板方料按需要進(jìn)行指接、拼寬或/和膠厚工序，以形成次小薪材集成芯板； (三)、在次小薪材集成芯板的四周膠壓至少一層樹脂網(wǎng)布； (四)、在包覆有樹脂網(wǎng)布的次小薪材集成芯板的四周膠壓面板，所得成品為所述樹脂重組木構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述步驟(一)中制材的方法是:將次小薪材基材按材質(zhì)實際情況進(jìn)行縱剖定寬和橫截定長； 縱剖定寬是利用多片鋸或帶鋸機(jī)將基材進(jìn)行分片定寬，定寬規(guī)格控制在20~50mm，以確保集成膠合材料的穩(wěn)定性；橫截定長是用機(jī)械設(shè)備橫截基材，要求每塊板方料有效長度控制在100~600mm，并遵循在有效長度范圍之內(nèi)，材料利用率最大原則，且定長截斷時要求端部鋸口切削平直光滑，盡可能無毛刺，長度誤差< 0.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述步驟(二)中銑微型指榫的方法是: 利用微型指形榫刀具在板方料的端部加工微型指榫，微型指榫的主要技術(shù)參數(shù):指長3.0~5.0mm、指頂寬0.2~0.4mm、指斜角5.0°~10.0°、指距1.5~1.8mm、指頂隙0.05 ~0.15mm、對接端縫≤ 0.05 ~0.10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述步驟(二)中指接的方法是: 在板方料端部的微型指榫處涂膠，涂膠量控制在200~250g/m2，然后進(jìn)行縱向加壓指接，當(dāng)累計指接長度超過規(guī)定長度時，進(jìn)行截斷定長，形成指接材，所述縱向壓力控制在14~16Mpa,單位壓力控制在10~15kg/cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于板方料在進(jìn)行指接形成指接材后，需進(jìn)行固化和養(yǎng)生，固化時間控制在24~48小時內(nèi)，養(yǎng)生時間通?？刂圃?4~72小時；上述指接材經(jīng)固化和養(yǎng)生后，經(jīng)四 面刨光、側(cè)面涂膠后，再進(jìn)行拼寬或/和膠厚工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述拼寬的方法是:將涂膠后的上述指接材根據(jù)需要通過側(cè)壓拼接在一 起，且相鄰指接材紋理要進(jìn)行交叉搭配使用，使相鄰兩塊板方料出現(xiàn)翹曲變形的可能性相互抵消，以提高集成芯材的整體穩(wěn)定性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述拼寬時每塊指接材要求厚度公差為±0.2mm,寬度上的彎曲度為O~2mm，含水率在8%~12%，無嚴(yán)重材質(zhì)缺陷，上述涂膠量控制在220~260g/m2，側(cè)壓單位壓力控制在8~15kg/
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于相鄰兩塊指接材縱向的對接縫錯開> 50mm,避免對接縫過于集中降低接合強(qiáng)度，邊部指接處離端頭的長度> 80mm,以避免開榫時榫頭或榫眼落在指接處， 拼板縫隙處高度差< 0.5mm，拼板縫隙處無膠滴膠線，側(cè)拼縫隙緊密。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述步驟(三)中膠壓樹脂網(wǎng)布的方法是: 按一定規(guī)格裁剪樹脂網(wǎng)布，并在其一面涂樹脂膠，涂膠量控制在180~220g/m2，然后膠合在次小薪材集成芯板四面，膠合固化方式采用冷壓，冷壓時間控制在3~8h，壓力控制在0.5~0.7Mpa，冷壓后，在溫度20°C~28°C，相對濕度在50%~65%的條件下存放養(yǎng)生，養(yǎng)生時間控制在8~24h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用次小薪材生產(chǎn)樹脂重組木構(gòu)件的方法，其特征在于上述步驟(四)中四面膠壓面板的方法是: 將5~9_厚的四塊優(yōu)質(zhì)木板背面涂膠，分二次膠壓在集成芯材樹脂網(wǎng)布的四個表面上，即先在集成芯材樹脂網(wǎng)布的二個相對面膠壓固化，再在另二個相對面膠壓固化，同時將這二塊木板覆蓋在先前固化的二塊木板上，膠壓方式采用熱壓，熱壓工藝條件為:熱壓溫度100~110°C，單位壓力0.8~1.2MPa，熱壓時間8~15min。
【文檔編號】B27D1/10GK103586955SQ201310509933
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】徐偉, 劉壯青, 黃瓊濤, 吳智慧, 孫宏南 申請人:廣東省宜華木業(yè)股份有限公司, 南京林業(yè)大學(xué)