專利名稱：膠合層積板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種膠合層積板及其制造方法，尤其是關(guān)于一種可以利用小徑級原木為原料制造得到的膠合層積板，其具有較高強(qiáng)度和剛度，用作覆面板，用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板以及內(nèi)隔墻體。
背景技術(shù)：
近年來，木結(jié)構(gòu)住宅等建筑在我國發(fā)展迅速，其獨(dú)特建筑風(fēng)格和性能優(yōu)勢已得到了越來越多消費(fèi)者的肯定。木結(jié)構(gòu)建筑用結(jié)構(gòu)木制產(chǎn)品的需求量正逐年增高。由于木結(jié)構(gòu)建筑的特殊性，對于所使用的木制原料材具有較高的性能要求。例如目前木結(jié)構(gòu)建筑覆面板大都使用定向刨花板和結(jié)構(gòu)膠合板，由于其強(qiáng)度和剛度較低，在制造木結(jié)構(gòu)建筑過程中使用了大量的支撐梁，施工繁瑣和復(fù)雜，還可能達(dá)不到應(yīng)用的效果；另一方面，目前的木結(jié)構(gòu)樓蓋抗振性能弱，墻體抗沖擊性能弱，屋蓋抗雪載荷性能弱，對一些有特殊性能要求的地方很難采用現(xiàn)有木結(jié)構(gòu)建筑。世界對木材資源的使用量逐年增長，隨著采伐量的增加，大徑級木材越來越小。因此，開發(fā)利用小徑級原木的技術(shù)是木材加工利用的新趨勢。但是人工林木材，尤其是小徑級木材本身強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，影響了它直接作為工程材料的使用。目前我國人工速生林木材主要用于生產(chǎn)刨花板、纖維板和膠合板，除了這“三板”利用外，也有在細(xì)木工板中的使用，主要作為家具制造和裝修等非結(jié)構(gòu)材料，產(chǎn)品附加值較低。為了拓寬小徑級速生林木材的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是其在結(jié)構(gòu)材方面的應(yīng)用，相關(guān)人員進(jìn)行了大量研究。例如，針對人工林木材本身強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，通過對其進(jìn)行改性，例如浸漬合成膠密實(shí)化處理方法，可以提高速生人工林木材的力學(xué)性能，尤其硬度提高1 2倍。 目前部分密實(shí)化產(chǎn)品已經(jīng)投放在建筑和工程材料市場，但是只有少量得到應(yīng)用，主要原因是技術(shù)不成熟和成本高。對速生人工林另一個(gè)重要的使用技術(shù)就是木塑復(fù)合材，它是利用木纖維與塑料混合高溫?cái)D出得到，在建筑中主要用于外墻板，但一股不做為直接受力材，該材料的缺陷是耐久性差，成本同樣也高。加工和利用好小徑級木材，既彌補(bǔ)目前結(jié)構(gòu)材來源匱乏，同時(shí)也可拓寬小徑級木材的應(yīng)用范圍，提高速生林木材的利用附加值，其具有的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益方面都是很顯然的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種膠合層積板的制造方法，由小徑級原木制造出具有較高強(qiáng)度和剛度的膠合層積板，拓寬小徑級木材的應(yīng)用范圍，提高速生林木材的利用附加值。本發(fā)明的另一目的在于提供一種按照所述方法制造得到的膠合層積板，其是一種覆面板，具有較高強(qiáng)度和剛度，用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板以及內(nèi)隔墻體。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板以及內(nèi)隔墻體的覆面板，其由按照本發(fā)明的方法制備得到的膠合層積板構(gòu)成。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種膠合層積板的制造方法，該方法是將一定徑級范圍的原木加工成指定規(guī)格的材料通過指接形成層板，再通過對層板膠合層積制成膠合木，然后將膠合木垂直于膠層方面縱剖成一定厚度的板材，將部分板材長度截短后拼寬成一定寬度，然后將所述一定厚度的板材與拼寬后的板材組合在一起，相鄰層交錯(cuò)排列，制造成滿足!Μ建筑模數(shù)的類似于混凝土建筑用預(yù)制板的厚板，該厚板即為本發(fā)明的膠合層積板。該膠合層積板可作為覆面板，用于木結(jié)構(gòu)建筑的樓面板、墻面板和屋面板以及內(nèi)隔墻等。從而，本發(fā)明不僅擴(kuò)大了小徑級人工林木材的應(yīng)用范圍，還提高了覆面板的強(qiáng)度和剛度性能，降低梁架結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，減少定向刨花板和膠合板等的使用量。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明提供了一種膠合層積板的制造方法，該方法包括步驟將小徑級原木加工成指定規(guī)格的材料，通過指接接長形成指接長鋸材；將指接長鋸材作為層板進(jìn)行膠合層積，制成膠合木；將所述膠合木垂直于膠層方面縱剖成多個(gè)長板材，將其中一個(gè)長板材沿長度方向截取成長度大于等于原長板材寬度的多個(gè)短板材，并將所述多個(gè)短板材拼寬使其寬度大于等于所述長板材后作為中間層，將所述長板材作為上層、下層，膠合層積，制成膠合層積板。在本發(fā)明的一更具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明的膠合層積板的制造方法中，是將直徑12 18cm的小徑級原木，鋸成規(guī)格為厚X寬X長為30mmX60mmX IlOOmm的小鋸材，并干燥至含水率15%以下，然后每三根小鋸材長度方向進(jìn)行指接接長，指榫長度15 20mm， 指接后精刨成厚度20mm的指接長鋸材；對上述指接長鋸材進(jìn)行分級，選取抗彎彈性模量9GPa以上的長鋸材進(jìn)行膠合層積，層積到30層，形成厚度為600mm的膠合木；層積時(shí)，長度方向相鄰層板間指接縫垂直距離大于等于300mm，且相隔層的兩層板的指接縫于層板厚度方向不在一條線上；將所述膠合木的寬度精刨為50mm，然后沿垂直寬度方面，將每一膠合木鋸成3個(gè)原寬度方向?yàn)?5mm的長板材；并將一個(gè)長板材沿長度方向上截取分為5段長度605mm的短板材，然后將這5段短板材沿原厚度方向拼接成3000mm作為中間層板材，而另兩個(gè)長板材作為上層板材、下層板材，將所述上層板材、中間層板材、下層板材膠合層積，再精刨或鋸成 600mm X 45mm X 3000mm的板材，該板材即為本發(fā)明所述的膠合層積板。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的膠合層積板的制造方法中，所述長鋸材進(jìn)行膠合層積時(shí)，使用結(jié)構(gòu)用膠粘劑，兩面涂膠310 350g/m2，壓力0. 8 IMPa，冷壓8小時(shí)以上。所述層積過程可在室溫下進(jìn)行，環(huán)境濕度優(yōu)選為40 60%。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的膠合層積板的制造方法中，所述上層板材、中間層板材、下層板材膠合層積時(shí)，使用結(jié)構(gòu)用膠粘劑，兩面涂膠300 350g/m2，壓力 1. 6 1. 8Mpa，冷壓8小時(shí)以上。層積時(shí)，中間層的各短板材之間緊密對接，涂膠，無需加壓。 所述層積過程可在室溫下進(jìn)行，環(huán)境濕度優(yōu)選為40 60%。在本發(fā)明的膠合層積板的制造方法中，所述結(jié)構(gòu)用膠粘劑可以選擇間苯二酚或異
氰酸酯等。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的膠合層積板的制造方法還可包括在所述 600mm X 45mm X 3000mm的板材的四周開企口以用于連接的過程。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的膠合層積板的制造方法中，所述各層板應(yīng)采用同種木材。另一方面，本發(fā)明還提供了按照本發(fā)明的膠合層積板的制造方法制造得到的膠合層積板。該膠合層積板具有良好的抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度，其抗彎彈性模量> 9GPa,抗彎強(qiáng)度> 35MPa。該膠合木可用作木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板和/或內(nèi)隔墻體等的覆面板。另一方面，本發(fā)明還提供了按照一種用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板和/或內(nèi)隔墻體的覆面板，該覆面板是由本發(fā)明所述的膠合層積板制成。其具有良好的抗彎彈性模量和抗彎強(qiáng)度，可滿足木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。綜上所述，本發(fā)明提供了一種膠合層積板及其制造方法，由小徑級原木制造出了具有較高強(qiáng)度和剛度的膠合層積板，所述膠合層積板是滿足!Μ建筑模數(shù)的類似于混凝土建筑用預(yù)制板的厚板，用于木結(jié)構(gòu)建筑的樓面板、墻面板和屋面板以及內(nèi)隔墻等，從而本發(fā)明擴(kuò)大了小徑級人工林木材的應(yīng)用范圍，還提高了覆面板的強(qiáng)度和剛度性能，降低梁架結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，減少定向刨花板和膠合板等的使用量。


圖1為本發(fā)明的膠合層積板制備過程中所層積的30層膠合木的端面(厚X寬面)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的膠合層積板的端面(厚X寬面)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的膠合層積板的側(cè)面(厚X長面)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的膠合層積板及其制造方法的特點(diǎn)和應(yīng)用中所具有的技術(shù)效果，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。實(shí)施例1將直徑12 18cm的小徑級杉木原木，采用毛板下鋸法，鋸成規(guī)格為 30mm(厚)X 60mm(寬)X 1100mm(長)的小鋸材，干燥至15 %以下，然后盡量選取無節(jié)材， 每三根小鋸材長度方向進(jìn)行指接接長，指榫長度20mm，指接成3300mm長(實(shí)際制作中，小鋸材經(jīng)干燥后尺寸會有些許縮小，長度方面縮小量很低，為方便描述，本實(shí)施例中以下的長度數(shù)據(jù)3300mm是忽略了小鋸材的長度縮小量)的長鋸材，再精刨成20mm的厚度。對這些指接長鋸材進(jìn)行分級，選取抗彎彈性模量9GPa以上的長鋸材進(jìn)行膠合層積，使用間苯二酚結(jié)構(gòu)用膠粘劑，兩面涂膠320g/m2，壓力0. 8MPa，室溫，環(huán)境濕度40 60% 之間，冷壓8小時(shí)，層積到30層，形成600mm(厚)X60mm(寬)X3300mm(長)的膠合木；該膠合木的端面(厚X寬面)結(jié)構(gòu)請參見圖1所示意。將上述膠合木精刨成600mm(厚)X50mm(寬)X3300mm(長)。然后利用多片鋸沿垂直寬度方面(請參見圖1中虛線所示)，鋸成3個(gè)600mmX15mmX3300mm的長板材。將其中的1個(gè)長板材沿長度方向上截取分為5段長605mm的短板材，然后將這5段短板材沿原厚度方向(600mm)拼接成3000mm作為中間層板材。將另兩個(gè)長板材作為上層板材、下層板材，這樣，使中間層與上下兩層的原有膠合面交錯(cuò)排列，所述上層、中間層、下層間使用間苯二酚結(jié)構(gòu)用膠粘劑，涂膠量控制在兩面涂膠300g/m2，壓力1. 6Mpa，室溫，環(huán)境濕度40 60%之間，冷壓時(shí)間8小時(shí)，層積膠合成名義尺寸600mm(寬)X 45mm(厚)X 3300mm(長)， 再鋸最終尺寸600mm(寬)X45mm(厚)X3000mm(長)的板材，最后按照常規(guī)操作在板材的四周開企口，以用于連接。形成本實(shí)施例的膠合層積板。該膠合層積板的端面(厚X寬面)結(jié)構(gòu)請參見圖2所示意，側(cè)面(厚X長面)結(jié)構(gòu)請參見圖3所示意。對本實(shí)施例的膠合層積板的力學(xué)性能進(jìn)行測試，其抗彎彈性模量9GPa以上，抗彎強(qiáng)度35MPa以上，可用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板和/或內(nèi)隔墻體等。下表列出了本實(shí)施例中部分膠合層積板的力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)，充分表明按照本發(fā)明的方法制備得到的膠合層積板具有良好的抗彎強(qiáng)度和抗彎彈性模量。
權(quán)利要求
1.一種膠合層積板的制造方法，該方法包括步驟將小徑級原木加工成指定規(guī)格的材料，通過指接接長形成指接長鋸材；將指接長鋸材作為層板進(jìn)行膠合層積，制成膠合木；將所述膠合木垂直于膠層方面縱剖成多個(gè)長板材，將其中一個(gè)長板材沿長度方向截取成長度大于等于原長板材寬度的多個(gè)短板材，并將所述多個(gè)短板材拼寬使其寬度大于等于所述長板材后作為中間層，將所述長板材作為上層、下層，膠合層積，制成膠合層積板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，是將直徑12 18cm的小徑級原木，鋸成規(guī)格為厚X寬X長為30mmX60mmX IlOOmm的小鋸材，并干燥至含水率15%以下，然后每三根小鋸材長度方向進(jìn)行指接接長，指榫長度15 20mm，指接后精刨成厚度20mm的指接長鋸材；對上述指接長鋸材進(jìn)行分級，選取抗彎彈性模量9GPa以上的長鋸材進(jìn)行膠合層積，層積到30層，形成厚度為600mm的膠合木；層積時(shí)，長度方向相鄰層板間指接縫垂直距離大于等于300mm，且相隔層的兩層板的指接縫于層板厚度方向不在一條線上；將所述膠合木的寬度精刨為50mm，然后沿垂直寬度方面，將每一膠合木鋸成3個(gè)原寬度方向?yàn)?5mm的長板材；并將一個(gè)長板材沿長度方向上截取分為5段長度605mm的短板材，然后將這5段短板材沿原厚度方向拼接成3000mm作為中間層板材，而另兩個(gè)長板材作為上層板材、下層板材，將所述上層板材、中間層板材、下層板材膠合層積，再精刨或鋸成 600mmX45mmX3000mm的板材，即為所述的膠合層積板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述長鋸材進(jìn)行膠合層積時(shí)，使用結(jié)構(gòu)用膠粘齊U，兩面涂膠310 ;350g/m2，壓力0. 8 IMPa，冷壓8小時(shí)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述上層板材、中間層板材、下層板材膠合層積時(shí)，使用結(jié)構(gòu)用膠粘劑，兩面涂膠300 350g/m2，壓力1. 6 1. 8Mpa，冷壓8小時(shí)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)用膠粘劑為間苯二酚或異氰酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，該方法還包括在所述600mmX45mmX 3000mm的板材的四周開企口以用于連接的過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述各層板為同種木材。
8.按照權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的方法制造得到的膠合層積板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膠合層積板，該膠合層積板的抗彎彈性模量>9GPa,抗彎強(qiáng)度彡35MPa0
10.一種用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板和/或內(nèi)隔墻體的覆面板，該覆面板是由權(quán)利要求8或9所述的膠合層積板制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種膠合層積板及其制造方法，所述方法包括步驟將小徑級原木加工成指定規(guī)格的材料，通過指接接長形成指接長鋸材；將指接長鋸材作為層板進(jìn)行膠合層積，制成膠合木；將所述膠合木垂直于膠層方面縱剖成多個(gè)長板材，將其中一個(gè)長板材沿長度方向截取成長度大于等于原長板材寬度的多個(gè)短板材，并將所述多個(gè)短板材拼寬使其寬度大于等于所述長板材后作為中間層，將所述長板材作為上層、下層，膠合層積，制成膠合層積板。本發(fā)明制造得到的膠合層積板，其具有較高強(qiáng)度和剛度，可用于木結(jié)構(gòu)建筑中的樓面板、屋面板、墻面板以及內(nèi)隔墻體。
文檔編號B27D1/04GK102463607SQ20101053452
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者任海青, 周海賓, 費(fèi)本華 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所