专利名称：一种实木板材及其加工方法
技术领域：
本发明涉及木材加工，更具体地说，本发明涉及一种实木板材。本发明还涉及所述的这种实木板材的加工方法。
背景技术：
在使用木板的用具、器材及各类建筑、装饰或其它结构中，经常用到面积、厚度较大、对外观有要求、还需要承受较大载荷的木板。受原木尺寸的限制，一般很难采用整块的木板加工制作，主要采用平面拼接、多层叠压的木工板及指接拼板。
在传统的木工板的加工工艺中，原木首先要加工成方木，再割锯成长方体形状的板块，上述经加工的板块拼接后作为木工板的芯板的材料；上述工艺存在的不足是，原材料的利用率过低，细木工板只能达到60％，而且，还普遍存在横向和纵向抗拉能力差、变形不均匀的技术问题。
由于原木的生长其树根方向的直径一般总是大于树冠方向的直径的，在传统工艺中，是将具有大小头的木板块锯直，然后进行拼接，这在一定程度上造成了材料的浪费。特别是传统的拼接方式甚至是在木板的侧面用销钉或竹销连接，必须使其平直才能进行。木材在拼接时，没有考虑到其生长而造成的使原木的不同部位的材质不一致的情况，如拼接不合理必然会造成加工以后的实木板材的变形不一致，严重影响实木板材的质量。
为解决上述问题，中国专利申请号为01133469.X的专利文献，公开了一种新结构细木工板及生产工艺的，该发明的产品中间芯板和上下面板均用原木经旋切机加工成的4mm以上厚度的单板制造。该专利文献声称其发明的优点是提高出材率，简化工艺，节约设备，降低成本，改进产品结构，提高产品使用性能和质量，对于原木的利用提供了新的途径，具有较好的社会、经济效益。但根据公知的木材加工的常识可知，由于原木结构的原因，如原木中含有节疤，其质地既硬又脆，利用旋切机将原木旋切成单板板块时，由于木质纤维的横向切割，造成节疤处的碎裂；即使能将杉木切成单板板块，又由于很多树种直径方向的生长有一个限度，原木的直径如果较小，如在20cm以下，并且存在大小头，利用旋切机将杉木旋切成单板板块，必须按照杉木小头的直径，将杉木切成圆柱体的形状；旋切机卡轴部位原木的中心位置不能被旋切，形成被废弃的原木的旋切芯；再加上由于旋切机在旋切单板时的厚度是逐渐增加的，所以小于规定厚度的单板都不能使用，因此，原木的利用率最多只有50％。而且由原木的里圈与外圈所切出的单板弯曲程度不同，经压平后的变形很难一致。特别是压平以后的板块两端因原木生长方向不同而导致材质不同，两侧边的材质也因里圈与外圈而导致材质不相同，因此，成形以后的板块变形不一致。通过以上分析，上述发明不能解决利用旋切机将杉木原木加工成整块单板的技术问题。实际上，由于设备的原因，旋切机也不可能将原木旋切成厚度在8-10mm间的单板。
另外，中国的专利申请号为012211097.8的专利文献，公开了一种指接三层复合木工板的技术，这种木工板由上、中、下三层组成，上、中、下两层由长短不一的木条粘结而成，上、下层木条为纵向排列，则中层木条为横向排列，上、下层木条为横向排列，则中层木条为纵向排列，其面上可贴装饰贴面，它的中层木条间为平口连接，上、下两层木条间为指接。该专利文献声称上述技术方案解决了利用原木材制造木工板上、下以及芯板的技术问题；但是其存在的缺陷是由于上下面板均为指接拼板，在生产工艺上包括了制作指接拼板的所有工序，所以生产工艺复杂；木材的利用率低。另外，指接拼板的厚度越小，出材率越低，所以三层复合的指接拼板的出材率较等厚的单层指接拼板还要低；由于在拼接时，对木材的生长方向、木材的切割位置未作要求，因此，木板的变形是不均匀的，特别是性质不规则的木条拼接在一起增加了变形的可能性。
综上所述，现有的木材加工技术和加工方法存在产品变形不均匀、产品利用率低、加工效率低的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种实木板材，其目的是在产品中将原材料不同部位的有差异的材质合理分布，使产品的内应力和变形均匀。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为所提供的这种实木板材，包括多层实木单板，其平面之间互相粘合连接，每层实木单板又包括多块木质纤维方向相同的拼接板块，所述的拼接板块互相接触的侧面之间为粘合连接，其特征在于所述的拼接板块的平板面方向的形状为梯形，所述的梯形的高的方向为木质纤维的纵向，所述的拼接板块的两端按所述的梯形的长底边和短底边分别为拼接板块大端和拼接板块小端，相邻的拼接板块的拼接板块大端与拼接板块小端相互交错排列。
所述的拼接板块大端为原木生长的树根方向，所述的拼接板块小端为原木生长的树冠方向。
所述的多层实木单板，其中相邻的实木单板的木质纤维方向是互相垂直的。
所述的拼接板块互相接触的侧面之间的连接的方式为相连接的侧面垂直于板的平面，其中一个侧面采用凹槽形状、另一个侧面采用与之相配合的凸出形状，两侧面为企口连接。
所述的拼接板块按相对于所切割的原木的断面圆心位置，其两平板面分别为拼接板块向心面和拼接板块背心面，拼接板块拼接方式为相邻的拼接板块的拼接板块向心面和的拼接板块背心面按互相相反的方向交错排列。
所述的拼接板块的沿木质纤维的横向截面的形状为梯形，该梯形的长底边为拼接板块的拼接板块向心面，短底边为拼接板块的拼接板块背心面。
所述的多层实木单板中位于最外层的为两个实木单板面板，其余为实木单板芯板，所述的各层实木单板上的拼接板块在长度方向上可以为两个或两个以上的木块拼接，其拼接处为企口连接，且侧面相邻的拼接板块的长度方向上的拼接缝相互错开，且实木板材的两个外表面上的实木单板面板均为无间隙拼接。
所述的实木单板面板上的拼接板块在长度方向上为完整的木块，且实木板材的两个外表面上的所有拼接板块均为无间隙拼接，所述的实木单板芯板上的拼接板块在长度方向上可以为两个或两个以上的木块拼接，其侧面相邻的拼接板块的长度方向的拼接缝相互错开。
为了实现上述同样的目的，本发明还提供了所述的这种实木板材的加工方法，包括备料流程、单板处理流程和整板处理流程；备料流程包括锯材工序、烘干工序和裁边工序构成，单板处理流程包括拼板工序和粘接工序；整板处理流程包括涂胶工序、压板工序、锯边工序和外表面光整工序构成，其特征在于在备料流程的锯材工序中，将原木按木质纤维的纵向切割成拼接板块，拼接板块大端为原木生长的树根方向，所述的拼接板块小端为原木生长的树冠方向；拼接板块的两平板面分别为拼接板块向心面和拼接板块背心面；裁边工序除去拼接板块板边的树皮、自然生长形成的表面凹凸不平，按原木的外圆的形状切平，所述的板边与板的平面形成与板平面垂直或倾斜；单板处理流程中的拼板工序是将侧面接缝处已涂入粘接胶的多块拼接板块沿木质纤维的纵向平行的方式拼接成实木单板，拼接板块的拼接方式为拼接板块大端与拼接板块小端相互交错排列；相邻的拼接板块的拼接板块向心面和的拼接板块背心面按互相相反的方向交错排列；在压板工序中，将相邻实木单板的木质纤维方向按互相垂直的方向排列。
所述的单板处理流程中的拼板工序在拼接时，对所述的拼接板块按拼接板块大端与拼接板块小端的差值及其长度所形成的斜度数值的大小以及板边与板的平面倾斜的斜度数值的大小，进行分组，同一组内的拼接板块进行拼接。
本发明采用上述技术方案，在产品中将原材料不同部位的有差异的材质合理分布，使产品的内应力和变形均匀；充分利用原材料的自然形状制成产品，提高木材的利用率；充分利用原材料的自然形状进行产品的拼接，减少加工量，提高生产效率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明的拼接板块为企口连接的截面结构示意图；图3为本发明的拼接板块在原木上的位置截面示意图；图4为本发明的拼接板块的向心面和背心面拼接方式示意图；图5为本发明的面板和芯板的连接示意图；图6为本发明的拼接板块在长度方向拼接的结构示意图；图7为本发明的实木单板采用矩形的拼接板块拼接的结构示意图。
图中标记为1、实木单板，2、拼接板块，3、拼接板块大端，4、拼接板块小端，5、拼接板块向心面，6、拼接板块背心面，7、实木单板面板，8、实木单板芯板，9、企口，10、原木。
具体实施例方式
如图1至图7所表达的本发明提出的各种结构方案，本发明涉及的是一种实木板材，一般公知的结构均包括多层实木单板1，其平面之间互相粘合连接，每层实木单板1又包括多块木质纤维方向相同的拼接板块2，所述的拼接板块2互相接触的侧面之间为粘合连接。本发明在实施时不受木材材质的限制。
为了实现在产品中将原材料不同部位的有差异的材质合理分布，使产品的内应力和变形均匀的目的，本发明采取的技术方案为如图1至图7所示，所述的拼接板块2的平板面方向的形状为梯形，所述的梯形的高的方向为木质纤维的纵向，所述的拼接板块2的两端按所述的梯形的长底边和短底边分别为拼接板块大端3和拼接板块小端4，所述的拼接板块大端3与拼接板块小端4相互交错排列。显然，如果原木10的树干在长度方向的直径相差很小甚至相等，则这里所述的拼接板块大端3与拼接板块小端4的宽度尺寸的数值也相差很小或者相等，其拼接的效果如图7所示。
对本发明有突出贡献的技术方案还体现在所述的拼接板块大端3为原木10生长的树根方向，所述的拼接板块小端4为原木10生长的树冠方向。
受木材生长的方向的影响，其朝向树根方向的一端与朝向树冠的另一端在制成木板后的变形或收缩率是不一致的，为了均化这种变形量，使加工以后的实木板材的两端变形均匀，采用上述方案是比较理想的，比采用干燥、加压、加厚等措施更为简便易行。
除了可以实现上述发明目的外，本发明采取了上述技术方案还有以下效果充分利用原材料的自然形状制成产品，提高木材的利用率；充分利用原材料的自然形状进行产品的拼接，减少加工量，提高生产效率。由于原木10的生长其树根方向的直径一般总是大于树冠方向的直径的，在传统工艺中，是将具有大小头的木板块锯直，然后进行拼接，这在一定程度上造成了材料的浪费。采用本发明的方法，就不会产生对斜侧边切割的边角料的浪费，而且节省了对侧边切割的生产工序，只需对其适当刨光即可进行粘接，提高了生产效率。
如图1和图5所示，本发明所述的多层实木单板1，其中相邻的实木单板1的木质纤维方向是互相垂直的。在本发明具体实施时，一般所采用的实木单板1的层数为奇数，例如，常用三层夹板。也就是说，最外层的两块实木单板1的木质纤维方向是同一方向。从木材接合的效果来说，该措施使加工后的实木板材在各个方向的承载能力大大增加，各方向的抗弯强度更高。
本发明的拼接板块2的侧面拼接的第一个实施例如下如图2所示，所述的拼接板块2互相接触的侧面之间的连接的方式为相连接的侧面垂直于板的平面，其中一个侧面采用凹槽形状、另一个侧面采用与之相配合的凸出形状，两侧面为企口9连接。在相连接的拼接板块2的侧面分别加工出相互配合的凹槽和凸起，然后进行粘接。这在拼接板块2从原木10上裁下后其两侧面已自然成为与板的平面垂直的情况特别适用，因为在对原木10进行切割时，在原木10圆心或靠近圆心位置的拼接板块2的两侧面属于这种情况。
本发明的拼接板块2的侧面拼接的第二个实施例如下如图3、图4所示，为了使实木单板1拼接后的变形更加均匀，所述的拼接板块2按相对于所切割的原木10的断面圆心位置，其两平板面分别为拼接板块向心面5和拼接板块背心面6，拼接板块2拼接方式为相邻的拼接板块2的拼接板块向心面5和的拼接板块背心面6按互相相反的方向交错排列。因为拼接板块2的拼接板块向心面5和的拼接板块背心面6由于受生长的不同条件的影响，其在拼接后的变形或收缩是不一致的，如果不考虑其影响，进行不合理的拼接，则变形是不均匀的，例如，朝一个平面的翘曲，严重影响其产品质量。按本发明的技术方案实施，均化了变形量，尽量减少其变形带来的不利影响，提高了产品的质量。
如图3、图4所示，当拼接板块2从原木10上切割时，切到离原木10的圆心稍远时甚至接近于原木10边缘时，其两侧边的自然形态已经与木板的平面不垂直乃至其与板平面的夹角远小于90°，这时，为了使材料更加节约，同时，更是为了使实木单板1拼接后的变形更加均匀，所述的拼接板块2的沿木质纤维的横向截面的形状根据所切得的侧面刨光使其成为梯形，该梯形的长底边为拼接板块2的拼接板块向心面5，短底边为拼接板块2的拼接板块背心面6。由于采用了前面所述的拼接方式，进一步实现了均化变形量、尽量减少其变形带来的不利影响、提高了产品的质量的目的。
本发明为了充分利用材料、提高拼接的外观效果和强度性能，对于实木板材在长度方向的结构可以采用下面两个不同的实施例。
实木板材在长度方向的结构的实施例一为如图6和图7所示，所述的多层实木单板1中位于最外层的为两个实木单板面板7，其余为实木单板芯板8，由于木材长度受到限制，所以，所述的各层实木单板1上的拼接板块2在长度方向上可以为两个或两个以上的木块拼接，其拼接处为平面连接或企口9连接，且侧面相邻的拼接板块2的长度方向上的拼接缝相互错开，且实木板材的两个外表面上的实木单板面板7均为无间隙拼接。这样，可以将许多裁锯下来的长度达不到整个产品长度的短木板充分利用，减少浪费；且所提供的这种接方法，外观美观，能满足产品强度的要求。实木单板芯板8如果少许有缺陷，允许其有较小的拼接缝隙，不需要对其进行过分的加工，不会影响其外观效果。
实木板材在长度方向的结构的实施例二为如图1所示，如果外观要求不允许其在长度方向进行拼接，则本实施例提出如下的解决方案所述的实木单板面板7上的拼接板块2在长度方向上为完整的木块，且实木板材的两个外表面上的所有拼接板块2均为无间隙拼接，所述的实木单板芯板8上的拼接板块2在长度方向上可以为两个或两个以上的木块拼接，其侧面相邻的拼接板块2的长度方向的拼接缝相互错开。实木单板芯板8如果少许有缺陷，允许其有较小的拼接缝隙，不需要对其进行过分的加工，不会影响其外观效果。本实施例能达到与实施例一同样的效果。
本发明采用短板材拼接的方式制造，以充分减少木材的浪费，提高木材的利用率。
本发明对上述的各层实木单板1的厚度不作限制，其厚度相等或不等均可按上述实施方式实现。但是，同一层实木单板1中的不同拼接板块2应该等厚，以保证平面之间粘接的牢度。
为了实现上述同样的目的，本发明还提供了所述的这种实木板材的加工方法，包括备料流程、单板处理流程和整板处理流程；备料流程包括锯材工序、烘干工序和裁边工序构成，单板处理流程包括拼板工序、定厚砂光工序和粘接工序；整板处理流程包括涂胶工序、压板工序、锯边工序和外表面光整工序构成。本发明上述方法具有独创性的技术方案体现在下面的内容中，其原理、作用及效果前面已通过对本发明的构造作了详细介绍，这里不再赘述1、在备料流程的锯材工序中，将原木10按木质纤维的纵向切割成拼接板块2，拼接板块大端3为原木10生长的树根方向，所述的拼接板块小端4为原木10生长的树冠方向；拼接板块2的两平板面分别为拼接板块向心面5和拼接板块背心面6。
2、裁边工序除去拼接板块2板边的树皮、自然生长形成的表面凹凸不平，按原木10的外圆的形状切平，所述的板边与板的平面形成与板平面垂直或倾斜。
3、单板处理流程中的拼板工序是将侧面接缝处已涂入粘接胶的多块拼接板块2沿木质纤维的纵向平行的方式拼接成实木单板1，拼接板块2的拼接方式为拼接板块大端3与拼接板块小端4相互交错排列；相邻的拼接板块2的拼接板块向心面5和的拼接板块背心面6按互相相反的方向交错排列。
4、在压板工序中，将相邻实木单板1的木质纤维方向按互相垂直的方向排列。
另外，上述的单板处理流程中的拼板工序在拼接时，对所述的拼接板块2按拼接板块大端3与拼接板块小端4的差值及其长度所形成的斜度数值的大小以及板边与板的平面倾斜的斜度数值的大小，进行分组，同一组内的拼接板块2进行拼接。本发明提出的该方法，具有以下特点1、外观整齐、美观；2、提高拼接时的加工速度；3、拼接的缝隙较小。
本发明所提供的实木板材的加工方法，除上述的具有独创性的技术方案外，在上述的实木板材的加工过程中，其余的工艺方法可采用公知的加工方法，例如锯材、烘干、涂胶、锯边、外表面光整等，均可满足本发明的要求。例如烘干工序将裁好的板块放人烘干窑中烘干至含水率10-12％，以确保板块加工过程中不易变形；定厚砂光工序将单板板材进行砂光，以保证单板板材的厚度均匀，使成品的厚度在允许的公差范围内；在整板处理流程中，压板工序采用冷压或热压，采用冷压胶水或热压胶水涂胶，经冷压机或热压机压制30分钟成型，成摞堆放24小时，以确保粘接的牢固性；压板工序后的多层实木板材经锯边工序及外表面光整工序，再包装成品。当然上述工艺参数需根据具体加工的木材的树种，进行适当修正。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种实木板材，包括多层实木单板(1)，其平面之间互相粘合连接，每层实木单板(1)又包括多块木质纤维方向相同的拼接板块(2)，所述的拼接板块(2)互相接触的侧面之间为粘合连接，其特征在于所述的拼接板块(2)的平板面方向的形状为梯形，所述的梯形的高的方向为木质纤维的纵向，所述的拼接板块(2)的两端按所述的梯形的长底边和短底边分别为拼接板块大端(3)和拼接板块小端(4)，相邻的拼接板块(2)的拼接板块大端(3)与拼接板块小端(4)相互交错排列。
2.按照权利要求1所述的实木板材，其特征在于所述的拼接板块大端(3)为原木(10)生长的树根方向，所述的拼接板块小端(4)为原木(10)生长的树冠方向。
3.按照权利要求2所述的实木板材，其特征在于所述的多层实木单板(1)，其中相邻的实木单板(1)的木质纤维方向是互相垂直的。
4.按照权利要求3所述的实木板材，其特征在于所述的拼接板块(2)互相接触的侧面之间的连接的方式为相连接的侧面垂直于板的平面，其中一个侧面采用凹槽形状、另一个侧面采用与之相配合的凸出形状，两侧面为企口(9)连接。
5.按照权利要求1或2或3所述的实木板材，其特征在于所述的拼接板块(2)按相对于所切割的原木(10)的断面圆心位置，其两平板面分别为拼接板块向心面(5)和拼接板块背心面(6)，拼接板块(2)拼接方式为相邻的拼接板块(2)的拼接板块向心面(5)和的拼接板块背心面(6)按互相相反的方向交错排列。
6.按照权利要求5所述的实木板材，其特征在于所述的拼接板块(2)的沿木质纤维的横向截面的形状为梯形，该梯形的长底边为拼接板块(2)的拼接板块向心面(5)，短底边为拼接板块(2)的拼接板块背心面(6)。
7.按照权利要求4或6所述的实木板材，其特征在于所述的多层实木单板(1)中位于最外层的为两个实木单板面板(7)，其余为实木单板芯板(8)，所述的各层实木单板(1)上的拼接板块(2)在长度方向上可以为两个或两个以上的木块拼接，其拼接处为企口(9)连接，且侧面相邻的拼接板块(2)的长度方向上的拼接缝相互错开，且实木板材的两个外表面上的实木单板面板(7)均为无间隙拼接。
8.按照权利要求4或6所述的实木板材，其特征在于所述的实木单板面板(7)上的拼接板块(2)在长度方向上为完整的木块，且实木板材的两个外表面上的所有拼接板块(2)均为无间隙拼接，所述的实木单板芯板(8)上的拼接板块(2)在长度方向上可以为两个或两个以上的木块拼接，其侧面相邻的拼接板块(2)的长度方向的拼接缝相互错开。
9.按照权利要求1、2、3、4、6中所述的任一种实木板材的加工方法，包括备料流程、单板处理流程和整板处理流程；备料流程包括锯材工序、烘干工序和裁边工序构成，单板处理流程包括拼板工序和粘接工序；整板处理流程包括涂胶工序、压板工序、锯边工序和外表面光整工序构成，其特征在于在备料流程的锯材工序中，将原木(10)按木质纤维的纵向切割成拼接板块(2)，拼接板块大端(3)为原木(10)生长的树根方向，所述的拼接板块小端(4)为原木(10)生长的树冠方向；拼接板块(2)的两平板面分别为拼接板块向心面(5)和拼接板块背心面(6)；裁边工序除去拼接板块(2)板边的树皮、自然生长形成的表面凹凸不平，按原木(10)的外圆的形状切平，所述的板边与板的平面形成与板平面垂直或倾斜；单板处理流程中的拼板工序是将侧面接缝处已涂入粘接胶的多块拼接板块(2)沿木质纤维的纵向平行的方式拼接成实木单板(1)，拼接板块(2)的拼接方式为拼接板块大端(3)与拼接板块小端(4)相互交错排列；相邻的拼接板块(2)的拼接板块向心面(5)和的拼接板块背心面(6)按互相相反的方向交错排列；在压板工序中，将相邻实木单板(1)的木质纤维方向按互相垂直的方向排列。
10.按照权利要求9所述的实木板材的加工方法，其特征在于所述的单板处理流程中的拼板工序在拼接时，对所述的拼接板块(2)按拼接板块大端(3)与拼接板块小端(4)的差值及其长度所形成的斜度数值的大小以及板边与板的平面倾斜的斜度数值的大小，进行分组，同一组内的拼接板块(2)进行拼接。
全文摘要
本实用新型公开了一种实木板材，其拼接板块(2)的平板面方向的形状为梯形，所述的梯形的高的方向为木质纤维的纵向，拼接板块(2)的两端按所述的梯形的长底边和短底边分别为拼接板块大端(3)和拼接板块小端(4)，相邻的拼接板块(2)的拼接板块大端(3)与拼接板块小端(4)相互交错排列。本发明将原材料不同部位的有差异的材质合理分布，使产品的内应力和变形均匀；充分利用原材料的自然形状制成产品，提高木材的利用率；充分利用原材料的自然形状进行产品的拼接，减少加工量，提高生产效率。
文档编号B32B21/00GK101041243SQ200710135
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年3月8日
发明者冯士祥, 冯志刚, 付志宏 申请人:冯士祥