專利名稱：速生樹種單板層積材制造方法
技術領域：
本發明涉及木材加工工藝領域，特別是人工速生樹種單板層積材的生產制造方法。
背景技術：
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對木制品的喜愛程度和需求量越來越大，然而，隨著世界范圍內天然林資源的日趨銳減，尤其是珍貴樹種木材更為緊缺，特別是我國天然林保護工程實施以來，木材供應矛盾進一步激化。同時，我國近20年以來，大力發展的人工林速生樹種,如楊樹、桉樹、落葉松、杉樹等,累積人工林面積3400萬公頃，居世界第一位。楊樹人工林超過其它國家楊樹人工林面積的總和。速生楊已進入良性發展中，但長期以來由于速生樹種木材的材質差、密度低、含水率高且不均勻、易產生干縮變形等缺陷，一直只能用于紙漿和膠合板芯材及包裝材料，使用領域受限。單板層積材(laminated veneer lumber),簡稱LVL)是旋切單板經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，而且尺寸穩定性好，不易變形和開裂，能夠滿足木結構建筑、家具和交通等領域的使用要求，同時出材率高、劣材優用、小材大用，經濟效益顯著，實現了速生樹種木材的高效利用，并拓寬其應用領域，對緩解我國木材短缺所帶來的矛盾也具有重要意義。現有的單板層積材制造方法中的熱壓成型技術，采用接觸式傳熱，即通過蒸汽或導熱油加熱單層或多層熱壓機的熱壓板，熱壓板再向板坯傳熱，熱能到達板坯芯層的傳熱時間隨著板坯厚度增大而增加，當板坯厚度達到30mm時，熱壓時間需要30多分鐘，這一方面容易使表層或靠近表層的膠粘劑過渡熱固化，膠層發脆或芯層未固化而造成膠合不良使熱壓膠合失敗；另一方面也影響熱壓機的生產效率。尤其是當板坯厚度進一步增加，如厚度超過50mm以上時，傳統的接觸方式因板坯中有蒸汽存在，卸壓后導致芯層開裂，無法保證膠合質量。為此，中國專利CN1511683A公開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施熱壓膠合，制成厚度較大的單板層積材。中國專利CN1792584A公開了一種先制造單板組，再經多片鋸制條，再側向拼接制成厚度較大的單板層積材。由于工藝過于復雜，反復壓制或側向拼接，不僅能耗高，制造成本高，而且無法保證質量。
發明內容
本發明的目的是根據現有技術的不足，提供一種速生樹種制造較大厚度的單板層積材制造方法，具有制造過程簡單易控，制造的成品質量高等優點。本發明的目的由以下技術方案實現
一種速生樹種單板層積材制造方法，包括如下的步驟
(1)以速生樹種原木為原料，將原木旋切成f4mm厚單板；
(2)將單板剪切成所需的規格尺寸，并對單板的表面缺陷進行修補或去除；(3)將單板進行熱整平干燥，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，并進行縱向接長；
(5)單板涂膠，并在組坯臺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，按照設計的 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，首先窯內預熱，然后窯內升溫到高溫熱固化溫度進行高溫熱固化；
(8)高溫熱固化時，單板層積材厚度中心膠層的溫度達到固化溫度后，熱固化窯停止加熱，待窯內介質溫度小于50°C，出窯陳化72小時后，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。本發明中，所述的單板涂膠量為180 300 g/m2，選擇無甲醛膠用于室內非結構裝飾材，或防水膠用于室外結構材。本發明中，步驟(6)所述的成型冷壓機采用壓力為l 10MPa，壓縮率設計為10 50%進行加壓。本發明中，步驟(7)中窯內預熱時，窯內預熱介質溫度為7(Tl00°C，單板層積材厚度中心層的溫度低于窯內介質溫度15 30°c時，終止預熱。本發明中，步驟(7)中窯內高溫熱固化溫度為11(T160°C。本發明具有如下的有益效果和優點
本發明工藝流程簡單，采用冷壓成型、窯內預熱、窯內高溫熱固化制造工藝，具有以下有益效果1)制造工藝流程中不需要設備價值高、生產成本高、能耗高的大噸位熱壓機，降低了生產成本和投資；2)該制造方法，可生產厚度50-500_，長度不限的大規格單板層積材，通過控制壓縮率，即可實現根據用途其產品密度可控；3)解決了現有技術中采用熱壓機膠合成型表層膠粘劑過渡固化而發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，卸壓后導致芯層開裂等現象。
圖I為本發明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。如圖I所示，本發明提供的速生樹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、單板涂膠、組坯、冷壓成型、窯內預熱、窯內高溫熱固化、冷卻陳化、裁邊成成品等工序。以下結合具體實例詳細說明本發明的實施方案，以及本發明的特點和效果，但不構成對本發明實施范圍的任何限定。實施例I
利用速生楊單板制造長3000mmX寬300mmX厚300mm的單板層積材；
1)速生楊107楊樹，旋切成單板厚度為I.6mm ；
2)將單板剪切成寬310mm單板條，對單板的節子、裂紋、腐朽等表面缺陷進行修補或去
除；3)單板進行熱平整干燥，要求含水率小于18%；
4)單板端頭剪切或鋸切，并進行縱向對接接長； 5)選用無醛生物質膠粘劑，單面涂膠量為200g/m2；
6)將涂膠后的單板在組坯臺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，加壓2MPa，壓縮至設計的壓縮率20%后(壓縮率用厚度規來控制)，用螺栓鎖緊模具固定；本實施例中，所采用的成型冷壓機參見201120197437. O所公開的冷壓機，
8)移至熱固化窯內預熱，窯內預熱介質溫度90°C，當單板層積材厚度中心溫度達到65°C時，熱固化窯介質加熱并保持高溫熱固化溫度為140°C ；
9)單板層積材厚度中心膠層的溫度達到95°C后，即中心膠層達到所用膠的固化溫度后，熱固化窯內停止加熱，待窯內介質溫度小于50°C，出窯陳化72小時，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。按照國家標準GB/T20241-2006《單板層積材》檢測本實施例制備的楊木非結構用單板層積材達到國家標準，可直接用作裝飾材或鋸剖制作地板和家具。經檢測所制備的單板層積材表層膠粘劑無發脆，芯層膠合質量好，卸壓后芯層無開裂現象。實施例2
利用落葉松單板制造長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，對單板的節子、裂紋、腐朽等缺陷進行修補或去除；
3)單板進行熱平整干燥，要求含水率小于15%；
4)單板端頭剪切或鋸切，并進行縱向斜接接長；
5)選用酚醛樹脂膠，單面涂膠量為190g/m2；
6)將涂膠后的單板在組坯臺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，加壓3.2MPa，壓縮至設計的壓縮率18%后(壓縮率用厚度規來控制)，用螺栓鎖緊模具固定；
8)移至熱固化窯內預熱，窯內預熱介質溫度80°C，當單板層積材厚度中心溫度達到60°C時，熱固化窯介質加熱并保持高溫熱固化溫度為150°C ；
9)單板層積材厚度中心膠層的溫度達到100°C后，即中心膠層達到所用膠的固化溫度，熱固化窯內停止加熱，待窯內介質溫度小于50°C，出窯陳化72小時，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。按照國家標準GB/T20241-2006《單板層積材》檢測本實施例制備的落葉松結構用單板層積材達到國家標準。經檢測所制備的單板層積材表層膠粘劑無發脆，芯層膠合質量好，卸壓后芯層無開裂現象。
權利要求
1.速生樹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格尺寸，并對單板的表面缺陷進行修補或去除； (3)將單板進行熱整平干燥，含水率控制在1(Γ30%； (4)剪切單板端頭 并進行縱向接長； (5)單板涂膠，并在組坯臺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，按照設計的壓縮率加壓后，固定模具； (7)將加壓后的組坯移至熱固化窯內，窯內預熱，然后窯內升溫到高溫熱固化溫度進行高溫熱固化； (8)高溫熱固化時，單板層積材厚度中心膠層的溫度達到固化溫度后，熱固化窯停止加熱，待窯內介質溫度小于50°C，出窯陳化72小時后，卸下模具，裁邊或鋸剖成所需成品。
2.根據權利要求I所述的速生樹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，選擇無甲醛膠用于室內非結構裝飾材，或防水膠用于室外結構材。
3.根據權利要求I所述的速生樹種單板層積材制造方法，其特征是步驟(6)所述的成型冷壓機采用壓カ為l 10MPa，壓縮率設計為10 50%進行加壓。
4.根據權利要求書I所述的速生樹種單板層積材制造方法，其特征是步驟(7)中窯內預熱時，窯內預熱介質溫度為7(T10(TC，單板層積材厚度中心層的溫度低于窯內介質溫度15 30で時，終止預熱。
5.根據權利要求I所述的速生樹種單板層積材制造方法，其特征是步驟(7)中窯內高溫熱固化溫度為11(T160°C。
全文摘要
本發明涉及木材加工工藝領域，特別是速生樹種單板層積材制造方法。是以大面積種植的楊樹、桉樹、落葉松、杉木等人工林速生樹種為原料，經旋切成單板、單板剪切、單板干燥、單板接長、單板涂膠、組坯、冷壓成型、窯內預熱、窯內高溫熱固化、冷卻陳化制成的單板層積材。它解決了已有的熱壓工藝無法制造較大厚度的單板層積材的技術難題。本發明工藝流程簡單合理、投資少，可制造出較大厚度的人造木方，并可控制其密度，綜合生產成本低，解決了熱壓膠合成型表層膠粘劑過渡固化而發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，卸壓后導致芯層開裂等現象。具有較大的實施價值和社會經濟效益。
文檔編號B27D1/08GK102615681SQ20121006726
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者佟艷麗, 吳楊, 尤文忠, 康樹萱, 張慧東, 李偉棟, 潘文利, 郭錦山, 陳波, 顏廷武 申請人:遼寧省林業科學研究院