一种利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法
【专利摘要】本发明所述利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，包括如下步骤：先将次小薪材基材制材形成板方料；再在板方料的至少一端铣微型指榫，然后将多个板方料按需要进行指接、拼宽或/和胶厚工序，以形成次小薪材集成芯板；在次小薪材集成芯板的四周胶压至少一层树脂网布和面板，所得成品为树脂重组木构件。本发明因以次小薪材替代大量的实木用材，用树脂网布来增强芯层和面板的胶合强度和稳定性来生产增强型树脂重组木构件的方法，不仅拓宽了用材渠道，增加了次小薪材产品的附加值和科技含量，降低了生产成本，而且产品结构可靠，产品的强度和刚度等力学性能好，并且制造方便、产品经久耐用、外形美观，可广泛应用于各种木制品领域中。
【专利说明】一种利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及木材加工领域，特别是一种利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法。
【背景技术】
[0002]随着全球环境保护保护意识的加强，世界森林资源萎缩，老龄天然林资源、优质大径材来源严重不足，而小径、质次木材及二次、三次甚至四次次生林资源又供过于求。不断开拓利用小径、质次木材资源是林产工业重点研究的课题。目前，次小薪材(包括次加工材、小径材和薪材)在纤维板、刨花板的生产中得到广泛应用，通过将次小薪材粉碎后做成刨花板，破坏了木材原有的性能，使得用刨花板制作成的家具寿命短、光洁度差等缺点，而直接将次小薪材加工成木家具构件仍未能实现。传统以大径级的优质材料生产木家具用集成材的方法，无法满足现代工业低成本和环境保护的要求，而且其加工剩余物成为环保处理的难题；有一些厂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，但其对所用的材料要求严格，长度一般要求大于150mm,宽度大于25mm,同时，其集成材直接裸露在外的形式，限制了产品的应用范围，再加上集成材在使用过程中的力学性能不理想，易发生开裂或断裂现象，使用寿命短，所以难以满足广大消费者的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种可解决生态问题和拓宽了用材渠道，以提高木材综合利用率及突出产品的低炭性、环保性、绿色性、资源性，扩大了次小薪材的使用范围和综合利用率，增加了次小薪材产品的附加值和科技含量，且加工方便、产品经久耐用、外形美观的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
本发明所述利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，包括如下步骤:
(一)、将次小薪材基材制材形成板方料。
[0005](二)、在板方料的至少一端铣微型指榫，然后将多个板方料按需要进行指接、拼宽或胶厚工序，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胶压至少一层树脂网布。
[0007](四)、在包覆有树脂网布的次小薪材集成芯板的四周胶压面板，所得成品为所述树脂重组木构件。
[0008]其中上述步骤(一)中制材的方法是:将次小薪材基材按材质实际情况进行纵剖定宽和横截定长；
纵剖定宽是利用多片锯或带锯机将基材进行分片定宽，定宽规格控制在20?50mm，以确保集成胶合材料的稳定性；横截定长是用机械设备横截基材，要求每块板方料有效长度控制在100?600mm，并遵循在有效长度范围之内，材料利用率最大原则，且定长截断时要求端部锯口切削平直光滑，尽可能无毛刺，长度误差< 0.5mm。[0009]上述步骤(二)中铣微型指榫的方法是:
利用微型指形榫刀具在板方料的端部加工微型指榫，微型指榫的主要技术参数:指长3.0~5.0mm、指顶宽0.2~0.4mm、指斜角5.0°~10.0°、指距1.5~1.8mm、指顶隙
0.05 ~0.15mm、对接端缝≤ 0.05 ~0.10mm。
[0010]上述步骤(二)中指接的方法是:在板方料端部的微型指榫处涂胶，涂胶量控制在200~250g/m2，然后进行纵向加压指接，当累计指接长度超过规定长度时，进行截断定长，形成指接材，所述纵向压力在14~16Mpa,压力控制在10~15kg/cm2。
[0011]上述指接材经固化和养生后，经四面刨光、侧面涂胶后，再进行拼宽或/和胶
厚工序。
[0012]拼宽的方法是:将涂胶后的上述指接材根据需要通过侧压拼接在一起，且相邻 指接材纹理要进行交叉搭配使用，使相邻两块板方料出现翘曲变形的可能性相互抵
消，以提高集成芯材的整体稳定性。每块指接材要求厚度公差为±0.2mm,宽度上的弯曲度为O~2mm，含水率在8%~12%，最好无严重材质缺陷，上述涂胶量控制在220~260g/m2，侧压单位压力控制在8~15kg/cm2。同样在进行胶厚时，相邻指接材纹理也要进行交叉搭配使用。为避免对接缝过于集中降低接合强度，相邻两块指接材纵向的对接缝错开> 50_。边部指接处离端头的长度> 80mm,以避免开榫时榫头或榫眼落在指接处，拼板缝隙处高度差< 0.5mm，拼板缝隙处无胶滴胶线，侧拼缝隙紧密。
[0013]上述步骤(三)中胶压树脂网布的方法是:
按一定规格裁剪树脂网布，并在其一面涂树脂胶，涂胶量控制在180~220g/m2，然后胶合在次小薪材集成芯板四面， 胶合固化方式采用冷压，冷压时间控制在3~8h，压力控制在
0.5~0.7Mpa，冷压后，在温度20°C~28°C，相对湿度在50%~65%的条件下存放养生，养生时间控制在8~24h。
[0014]本发明由于采用以次小薪材做成集成次小薪材芯板来替代大量的实木用材、并用树脂网布增强芯板和面板的胶合强度和稳定性的加工方法，从而使本发明在使用的过程中，既拓宽了用材渠道，增加了次小薪材产品的附加值和科技含量，节约了自然木材资源，有效降低了单位产品的材料成本，同时又突出了产品的低炭性、环保性、绿色性、资源性，实现了次小薪材的小材大用、劣材优用、粗材细用、弱材精用，而且因树脂网布的增强作用使所生产的树脂重组木构件结构可靠，产品的强度和刚度等力学性能好，有效地解决了现有次小薪材成为环保处理的难题和现有集成板材对材料要求高、应用范围窄及集成材在使用过程中的力学性能不理想，易发生开裂，使用寿命短等问题。再加上本发明还采用将板方料进行微型指榫指接的方法，既减少了木材和胶量的损耗，而且指接的结构更可靠。本发明还具有制造方便、产品经久耐用、外形美观等优点，可以广泛应用于各种木制品领域中。
[0015]下面结合附图对本发明作进一步的说明。【专利附图】
【附图说明】 图1为本发明的实施例的结构示意图。
[0016]图2为图1的一实施方案的剖视结构示意图。
[0017]图3为本发明中微型指榫的结构参数示意图。
[0018]图4为现有指榫的结构参数示意图。
[0019]图5为本发明中板方料上的微型指榫与现有木料指榫的结构对比图。
[0020]图6为本发明中的指接材进行胶厚搭配的两种方案的结构示意图。[0021]图7为本发明中的指接材进行拼宽搭配的实施例结构示意图。
[0022]图8为本发明中的指接材进行拼宽或胶厚时的结构示意图。
[0023]图9为本发明的一实施例的工艺流程图。
[0024]图10为利用本发明制作的桌椅腿结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图1-图9所示，本发明所述利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，包括如下步骤:
(一)、将次小薪材基材制材形成板方料21。
[0026](二)、在板方料21的至少一端铣微型指榫，然后将多个板方料21按需要进行指接、拼宽或/和胶厚工序，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(四侧面)胶压至少一层树脂网布3(如可以是一层，也可以根据需要做成二层或二层以上)。
[0028](四)、在包覆有树脂网布3的次小薪材集成芯板的四周胶压面板1，所得成品为所述树脂重组木构件。
[0029]本发明中的树脂网布的主要作用是增强面板和次小薪材集成芯板的结合力及增强集成芯材的整体结合力和紧凑性，同时增强产品的强度、刚度等力学性能。
[0030]由于本发明采用以次小薪材做成次小薪材集成芯板来替代大量的实木用材、并用树脂网布增强芯板和面板的胶合强度和稳定性的加工方法，从而使本发明在使用的过程中，既拓宽了用材渠道，增加了次小薪材产品的附加值和科技含量，节约了自然木材资源，降低了产品的生产成本，而且因有树脂网布对集成芯板的包覆加固作用和对芯板与面板胶合强度的加强作用，所以生产的树脂重组木构件结构非常可靠，产品的强度和刚度等力学性能好，不会发生开裂现象，同时又制造方便、产品经久耐用、外形美观。
[0031]其中上述步骤(一)中制材的方法是:将次小薪材基材按材质实际情况进行纵剖定宽和横截定长；
纵剖定宽是利用多片锯或带锯机将基材进行分片定宽，定宽规格控制在20?50mm，以确保集成胶合材料的稳定性，定宽面最好要光滑，无刀痕、崩边等加工缺陷；横截定长:为提高集成胶合材的稳定性，用风剪机等设备横截基材，要求每块板方料有效长度控制在100?600mm，并遵循在有效长度范围之内，材料利用率最大原则，最好去除基材本身缺陷(如去除虫眼、节疤、腐朽等缺陷)，同时，最好按宽度规格、树种分开堆放。定长截断时要求端部锯口切削平直光滑，尽可能无毛刺，长度误差< 0.5mm。
[0032]上述步骤(二)中铣微型指榫的方法是:
利用微型指形榫刀具在板方料的端部加工微型指榫，微型指榫的主要技术参数:指长3.0?5.0mm、指顶宽0.2?0.4mm、指斜角5.0°?10.0°、指距1.5?1.8mm、指顶隙
0.05?0.15mm、对接端缝< 0.05?0.10mm。优选方案是:指长4.0mm、指顶宽0.3mm、指斜角8.5°、指距1.6mm、指顶隙0.1mm、对接端缝< 0.08mm。从图3-图5中可看出，微型指榫与现有的普通指榫相比，在相同高度、宽度下，微型指榫损耗的木料仅为普通指榫的40%左右，涂胶面为普通指榫的75%左右，但接合强度并没有降低，反而加强了。这也是本发明要用微型指榫进行的指接的原因。[0033]上述步骤(二)中指接的方法是:
在板方料端部的微型指榫处涂胶，涂胶量控制在200?250g/m2，然后进行纵向加压指接(将多个次小薪材板方料通过微型指榫进行指接)，当板累计指接长度超过规定长度时，进行截断定长，形成指接材，所述纵向压力14?16Mpa,单位压力控制在10?15kg/cm2。
[0034]板方料在进行指接形成指接材后，需进行固化和养生，固化时间控制在24?48小时内，养生时间通常控制在24?72小时。
[0035]上述指接材固化和养生后，经四面刨光、侧面涂胶后，再进行拼宽或胶厚工序。
[0036]上述拼宽的方法是:将涂胶后的上述指接材根据需要通过侧压拼接在一起，且
相邻指接材纹理要进行交叉搭配使用，使相邻两块板方料出翘曲变形的可能性相互抵消，以提高集成芯材的整体稳定性。每块指接材要求厚度公差为±0.2mm，宽度上的弯曲度为O?2mm，含水率在8%?12%，无严重材质缺陷，上述涂胶量控制在220?260g/m2，侧压单位压力控制在8?15kg/cm2。同样在进行胶厚时，相邻指接材纹理也要进行交叉搭配使用。
[0037]相邻两块指接材纵向的对接缝错开> 50mm，避免对接缝过于集中降低接合强度，边部指接处离端头的长度> 80mm,以避免开榫时榫头或榫眼落在指接处，直接拼板
缝隙处高度差< 0.5mm，拼板缝隙处无胶滴胶线，侧拼缝隙紧密。
[0038]上述步骤(三)中胶压树脂网布的方法是:
按一定规格裁剪树脂网布，并在其一面涂树脂胶(如脲醛树脂胶或三聚氰胺改性脲醛树脂胶)，涂胶量控制在180?220g/m2，然后胶合在次小薪材集成芯板四面，胶合固化方式采用冷压，冷压时间控制在3?8h，压力控制在0.5?0.7Mpa，冷压后，在温度20 V?28 °C，相对湿度在50%?65%的条件下存放养生，养生时间控制在8?24h。
[0039]上述步骤(四)中四面胶压面板的方法是:
将5?9_厚的四块优质木板背面涂胶，分二次胶压在集成芯材树脂网布的四个表面上，即先在集成芯材树脂网布的二个相对面胶压固化，再在另二个相对面胶压固化，同时将这二块木板覆盖在先前固化的二块木板上，胶压方式采用热压，使用脲醛树脂胶时的热压工艺条件为:热压温度100?110°C，单位压力0.8?L 2MPa，热压时间8?15min。
[0040]图10利用次小薪材生产树脂重组木构件定向作为家具等木制品的结构件，主要应用在桌椅类家具生产过程中的方形桌子腿和椅子腿。根据具体产品结构件的设计尺寸，将次小薪材先制作成树脂重组木构件，再经锯制、铣型、钻孔、砂光等工序，加工成符合设计规格要求的桌椅腿。
[0041]尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于包括如下步骤: (一)、将次小薪材基材制材形成板方料； (二 )、在板方料的至少一端铣微型指榫，然后将多个板方料按需要进行指接、拼宽或/和胶厚工序，以形成次小薪材集成芯板； (三)、在次小薪材集成芯板的四周胶压至少一层树脂网布； (四)、在包覆有树脂网布的次小薪材集成芯板的四周胶压面板，所得成品为所述树脂重组木构件。
2.根据权利要求1所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述步骤(一)中制材的方法是:将次小薪材基材按材质实际情况进行纵剖定宽和横截定长； 纵剖定宽是利用多片锯或带锯机将基材进行分片定宽，定宽规格控制在20~50mm，以确保集成胶合材料的稳定性；横截定长是用机械设备横截基材，要求每块板方料有效长度控制在100~600mm，并遵循在有效长度范围之内，材料利用率最大原则，且定长截断时要求端部锯口切削平直光滑，尽可能无毛刺，长度误差< 0.5mm。
3.根据权利要求1所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述步骤(二)中铣微型指榫的方法是: 利用微型指形榫刀具在板方料的端部加工微型指榫，微型指榫的主要技术参数:指长3.0~5.0mm、指顶宽0.2~0.4mm、指斜角5.0°~10.0°、指距1.5~1.8mm、指顶隙0.05 ~0.15mm、对接端缝≤ 0.05 ~0.10mm。
4.根据权利要求1或3所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述步骤(二)中指接的方法是: 在板方料端部的微型指榫处涂胶，涂胶量控制在200~250g/m2，然后进行纵向加压指接，当累计指接长度超过规定长度时，进行截断定长，形成指接材，所述纵向压力控制在14~16Mpa,单位压力控制在10~15kg/cm2。
5.根据权利要求1所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于板方料在进行指接形成指接材后，需进行固化和养生，固化时间控制在24~48小时内，养生时间通常控制在24~72小时；上述指接材经固化和养生后，经四 面刨光、侧面涂胶后，再进行拼宽或/和胶厚工序。
6.根据权利要求5所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述拼宽的方法是:将涂胶后的上述指接材根据需要通过侧压拼接在一 起，且相邻指接材纹理要进行交叉搭配使用，使相邻两块板方料出现翘曲变形的可能性相互抵消，以提高集成芯材的整体稳定性。
7.根据权利要求6所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述拼宽时每块指接材要求厚度公差为±0.2mm,宽度上的弯曲度为O~2mm，含水率在8%~12%，无严重材质缺陷，上述涂胶量控制在220~260g/m2，侧压单位压力控制在8~15kg/
8.根据权利要求7所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于相邻两块指接材纵向的对接缝错开> 50mm,避免对接缝过于集中降低接合强度，边部指接处离端头的长度> 80mm,以避免开榫时榫头或榫眼落在指接处， 拼板缝隙处高度差< 0.5mm，拼板缝隙处无胶滴胶线，侧拼缝隙紧密。
9.根据权利要求1或2或3所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述步骤(三)中胶压树脂网布的方法是: 按一定规格裁剪树脂网布，并在其一面涂树脂胶，涂胶量控制在180~220g/m2，然后胶合在次小薪材集成芯板四面，胶合固化方式采用冷压，冷压时间控制在3~8h，压力控制在0.5~0.7Mpa，冷压后，在温度20°C~28°C，相对湿度在50%~65%的条件下存放养生，养生时间控制在8~24h。
10.根据权利要求1所述的利用次小薪材生产树脂重组木构件的方法，其特征在于上述步骤(四)中四面胶压面板的方法是: 将5~9_厚的四块优质木板背面涂胶，分二次胶压在集成芯材树脂网布的四个表面上，即先在集成芯材树脂网布的二个相对面胶压固化，再在另二个相对面胶压固化，同时将这二块木板覆盖在先前固化的二块木板上，胶压方式采用热压，热压工艺条件为:热压温度100~110°C，单位压力0.8~1.2MPa，热压时间8~15min。
【文档编号】B27D1/10GK103586955SQ201310509933
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】徐伟, 刘壮青, 黄琼涛, 吴智慧, 孙宏南 申请人:广东省宜华木业股份有限公司, 南京林业大学