CN101456196B

CN101456196B - 细木工板及其制造方法

Info

Publication number: CN101456196B
Application number: CN2008101190046A
Authority: CN
Inventors: 费本华; 姚利宏; 陶仁中; 赵荣军
Original assignee: Beijing Forest Machinery Institute of State Forest Bureau
Current assignee: Beijing Forest Machinery Institute of State Forest Bureau
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: CN101456196A

Abstract

本发明涉及一种细木工板及其制造方法，其中，该细木工板是采用至少三层原木旋切单板热压制成的。该细木工板的制造方法包括：将原木旋切单板组坯、预压、陈放、热压等步骤。本发明提供的细木工板采用原木旋切厚板作为单板制造，具有较高的强度，其质量和各项性能指标均符合GB/T5849-2006标准，有效地解决了细木工板存在的胶合强度差和横向静曲强度差等问题。本发明提供的细木工板的制造方法不包括粘结制造单板的步骤，而是采用旋切厚单板一次成型，不需要进行饰面处理，简化了现有的细木工板加工工艺，提高了生产效率；同时减少了胶粘剂的用量，使产品更加环保并可以大大降低生产成本，同时提高了木材的综合利用率。

Description

细木工板及其制造方法

技术领域

本发明属于木材加工领域，涉及一种细木工板及其制造方法，特别是一种以杉木、松木、杨木或桉木为原料，通过热压的方法制造的细木工板。

背景技术

目前，细木工板的应用市场极其广阔，主要应用领域有以下几方面：①在现代建筑门中的应用：目前许多建筑门的主要部件均采用细木工板制造，如门的立挺、帽头、门芯板和门口线等；②在室内装饰材料中的应用：细木工板是现代室内装修中的主要材料，随着消费者对室内装修材料提出更高的要求，细木工板将成为现代装修中主要的木质材料；③细木工板在现代家具中，特别是在板式拆装家具中起到了重要作用，其重量接近木材，而且强度高，污染小，已成为现代家具的主要基材。除了上述几大用途外，细木工板在现代车辆、船舶、工业、民用等方面也发挥着越来越大的作用。

杉木树干通直，高大，木材纹理直，材质轻软，结构细致，不易开裂，耐腐蚀，是我国南方资源最丰富的木材树种之一，也是我国重要的材用树种之一。杉木生长迅速，作为速生林已被大面积造林。目前，杉木被大量用来制造细木工板，以锯切为主，主要工艺为：将杉木原木或木材加工剩余小料加工成小板条，然后用小板条拼接来制成细木工板芯板，然后上下表面贴1.6mm厚的面板，制成厚度为12-25mm的板材，最后砂光、粘贴厚度为0.2-0.5mm的薄单板作装饰面板。上述的生产工艺需要加工小板条以及对众多小板条进行粘接，过程比较复杂，由于芯板是利用小板条粘接形成，制成的细木工板胶合性能差、横向静曲强度低、成本较高；另外，采用锯切工艺加工杉木，杉木木材的利用率很低，不足65％，由于锯切板受到幅面限制，难以制造大幅面细木工板；而且，由锯切板制成的细木工板强度比较低。

目前公开的提高细木工板的强度的技术方案主要集中在对现有细木工板进行改进的方面，并未对细木工板的主要结构进行任何改变，例如：200620100509.4号实用新型专利公开了一种细木工板，其是利用杉木锯切板条拼接成基板，以杨木旋切层作为芯板并胶合饰面板制成的细木工板。该实用新型所用的杉木条，加工时木材利用率较低，木条拼接浪费胶粘剂，基材整体性能较差，而且，大量使用胶粘剂不利于环保。同时，该实用专利公开的技术方案还需要以杨木单板饰面，工艺复杂。200420058349.2号实用新型专利公开了一种细木工板，其是在芯板和单板之间增加一层编织物制成的网，以提高细木工板的抗拉性能和抗冲击性能。上述实用新型专利所提供的技术方案虽然可以在一定程度上提高细木工板的性能，但是，均是在现有木条拼接的芯板细木工板的基础上所进行的改进，都必须采用板条作为基板，无法真正改变目前所存在的细木工板胶合强度差，横向静曲强度差，难以加工大幅面细木工板等问题，无法得到性能指标大大超出国家标准的细木工板，同时，木材的利用率较低，加工工艺较复杂，能源消耗较大。

为了提高木材的利用率，提高细木工板的质量和产量，降低成本，有效缓解细木工板庞大的市场需求和森林资源紧缺的矛盾局面，应该着眼于合理高效地利用木材。改革现有细木工板的结构和生产技术，合理高效地利用木材制造细木工板是缓解木材资源利用紧张的一个有效途径。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种细木工板，其是通过对原木进行旋切所获得的原木旋切单板直接热压而制成的，不需要进行贴面等工序，该细木工板具有胶合强度高、横向静曲强度高和加工幅面大等特点。

本发明的目的还在于提供上述细木工板的制造方法，通过将原木旋切单板进行热压制成细木工板，该方法具有工艺简单、生产效率高、用胶量小、木材利用率高等特点。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种细木工板，其是采用至少三层原木旋切单板热压制成的。

在本发明的技术方案中，通过对原木进行旋切可以获得大幅面的原木旋切单板，将其应用于制造细木工板，可以替代利用小板条等进行粘结制成的芯板，从根本上改变了现有细木工板的结构。通过旋切获得的原木旋切单板是一个整体，不需要进行多次拼接就可以用于制造细木工板，因此，其强度等力学性能比小板条粘结获得的芯板要高很多，通过胶合和热压之后获得的细木工板的胶合强度和横向静曲强度比现有的细木工板也要高很多。

根据本发明的具体技术方案，所采用的原木可以为杉木、松木、杨木和桉木等中的一种或几种，优选采用杉木、杨木进行旋切获得原木旋切单板。

在本发明的具体技术方案中，原木旋切单板的厚度可以为1.5-8.0毫米，优选为3.0-8.0毫米。本发明采用相对较厚的原木旋切单板，获得常规厚度的细木工板所需单板层数较少；另一方面，利用较厚的原木旋切单板进行压合有利于提高单板之间的胶合强度，同时还可以减少用胶量，提高细木工板的环保效果。相对于薄单板来说，厚单板的强度更高，抵抗弯曲变形的能力也更强，因此，由旋切厚单板制成的细木工板，其横向静曲强度等均比采用薄单板制成的细木工板高，且不需要进行贴面处理，有效减少加工工艺，降低生产能耗。

在本发明的具体技术方案中，根据所要制造的细木工板的需要，可以采用不同厚度的原木旋切单板来制造。为获得预定厚度和层数的细木工板，选择不同厚度的原木旋切单板进行组坯，在组坯时，考虑到压缩率，应使板坯的厚度大于细木工板的预定厚度，以便热压之后获得的细木工板的厚度能够满足要求。根据本发明的具体技术方案，本发明提供的细木工板可以包括3层或5层上述原木旋切单板，细木工板的厚度可以为12-25mm左右。

本发明还提供了一种上述细木工板的制造方法，其包括以下步骤：

按奇数层组坯方法将厚度为1.5-8.0毫米、含水率为2-14％的原木旋切单板组坯得到板坯，在组坯过程中对偶数层原木旋切单板进行双面涂胶；

在室温下对板坯进行预压；

对完成预压的板坯进行陈放处理；

对经过预压、陈放的板坯进行热压。

其中，组坯时所采用的原木旋切单板可以是已经加工成型的成品，也可以采用本领域常规的加工工艺对原木进行加工而得到，例如：原木旋切单板的加工工艺步骤包括：1、锯截、旋切：将原木按预定尺寸锯成木段，并旋切成原木旋切单板；2、干燥：利用干燥设备对原木旋切单板进行干燥；3、剪切：将干燥后的原木旋切单板加工成预定尺寸。

在实际生产中，原木旋切单板的加工步骤与细木工板的制造工艺步骤可以形成一个完整的工艺流程，本发明提供的细木工板的制造方法也可以包括加工原木旋切单板的步骤，但是并不代表本发明提供的细木工板的制造方法必须包括上述加工步骤。

根据本发明的具体技术方案，本发明的细木工板一般可以包括奇数层原木旋切单板，例如3层或5层原木旋切单板，即将干燥好的原木旋切单板组坯得到板坯，然后热压获得细木工板；其中，细木工板的最外侧的两层分别为表层单板和背层单板，中间部分为芯层单板。在本发明的具体技术方案中，优选以含水率为2-12％的原木旋切单板作为细木工板的芯层单板，以含水率为6-14％的原木旋切单板作为表层单板和背层单板，并且，为提高所制备的细木工板的性能，可以使表层单板和背层单板的含水率高于芯层单板的含水率。对板坯进行预压时，只要施加一定的压力，达到将板坯压平的效果即可。

除特别说明外，本发明中所提到的“表板”和“背板”是指细木工板的外层板，“芯层单板”是指细木工板中位于表板和背板之间的原木旋切单板，也称“芯板”。当细木工板包括三层原木旋切单板时，表板和背板指的是细木工板的最外侧的两层原木旋切单板，可分别称为“表层单板”和“背层单板”，芯板指的是位于中心的一层原木旋切单板；当细木工板包括五层以上的原木旋切单板时，表板和背板不仅包括细木工板的最外侧的原木旋切单板(即分别位于细木工板上下表面的原木旋切单板，仍可分别称为“表层单板”和“背层单板”)，而且还包括“次表层单板”，其指的是分别与表层单板和背层单板相邻的原木旋切单板，此时，芯板指的是两层次表层单板之间的原木旋切单板。

在本发明的具体技术方案中，对经过预压、陈放的板坯进行热压是指：在110℃-155℃的温度下，对经过预压、陈放的板坯顺序进行两段式热压，第一段热压条件为：热压压力0.8-2.0MPa，施压持续时间10-40分钟；第二段热压条件为：热压压力0.3-0.6MPa，施压持续时间1-3分钟。其中，第二段热压主要是为板坯提供压力上的过渡，是为了避免经过热压后的板坯直接恢复到常压而产生变形。

在本发明的具体技术方案中，在组坯涂胶时，可以对偶数层原木旋切单板进行涂胶，表层单板和背层单板不进行涂胶；所采用的胶粘剂可以是本领域中常用的各种胶粘剂，例如脲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂/胶水、异氰酸酯耐水胶粘剂等。根据需要进行组坯时，涂有胶粘剂的原木旋切单板两侧粘结未涂胶粘剂的原木旋切单板，例如：制造包括三层单板的细木工板时，采用一块含水率为2-12％的原木旋切单板作为芯层单板，采用两块含水率为6-14％的原木旋切单板分别作为表层单板和背层单板，在芯层单板两面涂胶粘剂，将表层单板和背层单板分别粘结在芯层单板的两侧。在本发明的具体方案中，对偶数层原木旋切单板进行的双面涂胶操作可以在组坯前进行，涂胶量可以控制为260-400g/m²。

根据本发明的具体技术方案，在进行组坯时，可以将相邻原木旋切单板按照木材纹理方向相互平行或垂直的方式交错组坯。

根据本发明的具体技术方案，可以先在室温下对组坯后的板坯预压10-30分钟，便于进一步的热压，预压时的压力应该小于第一段热压的施压压力，一般情况下应不高于0.8MPa。完成预压之后，根据需要对板坯进行一定时间的陈放处理，例如20-80分钟。

本发明提供的细木工板制造方法是一种大幅面细木工板的生产技术，代替了对木条进行拼接制造细木工板的工艺，克服了现有工艺加工大幅面细木工板困难的局面，根据本发明提供的制造方法获得的细木工板，其幅面尺寸远大于现有的2.44m×1.22m的幅面尺寸，可以达到实际装修中要求的尺寸。

本发明提供的细木工板无需贴面，直接进行砂光处理之后就可以应用，保留并直接利用了木材原有的美丽纹理，能够满足消费者对木材天然美感的追求。

本发明的技术方案通过采用杉木等的旋切厚板作为单板来制造细木工板，可以获得具有较高强度的细木工板，其质量和各项性能指标均符合GB/T5849-2006标准，其性能远远超过利用现有技术加工得到的细木工板，可以有效解决细木工板存在的胶合强度差和横向静曲强度差等问题。

本发明提供的细木工板的制造方法不包括粘结制造单板的步骤，采用原木旋切单板，尤其是旋切厚单板，一次成型，不需要进行饰面处理，大大简化了现有的细木工板加工工艺，可以大大提高生产效率。本发明的技术方案不需要对小板条进行粘结，可以大大减少胶粘剂的用量，使产品更加环保并可以大大降低生产成本，同时还可以将木材的综合利用率提高10-15％，也从另一方面降低了生产成本。本发明提供的制造方法还有利于有效缓解森林资源紧张与细木工板市场需求量不断增加的矛盾。

附图说明

图1是本发明实施例1的3层杉木单板细木工板的组坯结构示意图。

图2是本发明的实施例2和实施例3的5层单板细木工板的组坯结构示意图。

附图标号说明：

表层单板1 芯层单板2 背层单板3 次表层单板4

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步介绍本发明的实施及其效果，目的在于帮助阅读者更好地理解本发明的实质和精神，不能构成对本发明实施范围的限定。

本发明提供的细木工板的制造方法可以包括以下具体步骤：

1、锯截：将原木按要求尺寸锯成木段；

2、旋切：将木段旋切成预定厚度的原木旋切单板；

3、干燥：将原木旋切单板用干燥设备进行干燥，使干燥后的原木旋切单板满足含水率要求；

4、剪切：将干燥后的原木旋切单板剪切成预定的尺寸；

5、调胶、涂胶：调配好胶粘剂并对相应部分原木旋切单板进行双面涂胶；

6、组坯：将原木旋切单板按照奇数层组坯原理进行组坯，得到板坯；

7、预压：在室温下对板坯施加预定压力进行预压，并保持一定时间；

8、陈放：对预压之后的板坯进行陈放处理并达到预定时间；

9、热压：对经过陈放的板坯进行热压；

10、裁边：将热压后的板坯冷却后，按照预定尺寸裁边；

11、砂光，分等：将裁好边的细木工板砂光，分等。

其中，在上述制造方法中，步骤1-4为原木旋切单板的制造工艺步骤；在实际生产中，可以采用已经加工成型的原木旋切单板进行加工，但是，步骤1-4并不是本发明提供的细木工板的制造过程中的必要步骤。

实施例1、杉木细木工板

如图1所示，本实施例提供的杉木细木工板采用3层厚度为4.8毫米的杉木旋切厚单板，经干燥、涂胶、组坯、预压、陈放、热压等步骤，加工制成细木工板，加工的细木工板厚度为12毫米左右，其中，三层单板的木纹方向纵横交错，相互垂直(图中所示的直线显示的是原木旋切单板的木纹方向)。

本实施例提供的杉木细木工板的具体生产步骤如下：

1、锯截：将杉木按要求尺寸锯成杉木木段；

2、旋切：将杉木木段旋切成厚度为4.8毫米的原木旋切单板；

3、干燥：将旋切好的原木旋切单板用干燥设备进行干燥，干燥后的原木旋切单板含水率：芯层单板2含水率小于8％，表层单板1和背层单板3含水率小于10％；

4、剪切：将干燥后的原木旋切单板剪切成预定的尺寸；

5、调胶、涂胶：在酚醛树脂胶水中加入8％(以胶水重量为基准)的面粉并搅匀，对芯板进行双面涂胶，涂胶量为340g/m²；

6、组坯：原木旋切单板按照木纹方向交错排列进行组坯，得到板坯，表板和背板(分别指表层单板1和背层单板3)为含水率较高的原木旋切单板，芯板(即芯层单板2)为含水率较低的原木旋切单板；

7、预压：在室温下对板坯进行预压，预压压力为0.8MPa，时间为20分钟；

8、陈放：将预压之后的板坯陈放30分钟；

9、热压：在135℃的温度下，对经过预压和陈放的板坯顺序进行两段式热压，第一段热压的条件为：热压压力为0.8MPa，施压持续时间为11分钟；第二段热压的条件为：热压压力为0.3MPa，施压持续时间为1分钟；

10、裁边：将热压后的板坯冷却后，按照预定尺寸裁边；

11、砂光，分等：将裁好边的细木工板砂光，分等。

本实施例提供的杉木细木工板的密度为0.48g/cm³，其力学性能指标如表1所示。

表1：

	GB/T5849-2006	杉木细木工板
			含水率	6.0-14.0％	7.8％
横向静曲强度	≥15.0MPa	30MPa
			胶合强度	≥0.70MPa	1.2MPa

本实施例提供的杉木细木工板的各项指标均高于标准规定的性能指标，尤其是横向静曲强度和胶合强度指标，分别比标准高出15MPa和0.50MPa。

实施例2、马尾松细木工板

如图2所示，本实施例提供的马尾松细木工板采用5层厚度为4.50毫米的马尾松旋切厚单板，经干燥、涂胶、组坯、预压、陈放、热压等步骤，加工制成细木工板，加工的细木工板厚度为18毫米左右，其中，五层原木旋切单板的木纹方向纵横交错，相互垂直(图中所示的直线显示的是原木旋切单板的木纹方向)。

本实施例提供的马尾松细木工板的具体生产步骤如下：

1、锯截：将马尾松按要求尺寸锯成马尾松木段；

2、旋切：将马尾松木段旋切成厚度为4.50毫米的原木旋切单板；

3、干燥：将原木旋切单板用干燥设备进行干燥，干燥后的原木旋切单板含水率：芯层单板2含水率小于8％，表层单板1、背层单板3和次表层单板4含水率小于10％；

4、剪切：将干燥后的原木旋切单板剪切成预定的尺寸；

5、调胶、涂胶：在酚醛树脂胶水中加入8％(以胶水重量为基准)的面粉并搅匀，对芯板进行双面涂胶，涂胶量为400g/m²；

6、组坯：原木旋切单板按照木纹方向交错排列进行组坯，得到板坯，表板(在本实施例中，表板包括表层单板1以及与表层单板1相邻的次表层单板4)和背板(在本实施例中，背板包括背层单板3以及与表层单板3相邻的次表层单板4)为含水率较高的原木旋切单板，芯板(即芯层单板2)为含水率较低的原木旋切单板；

8、陈放：将预压之后的板坯陈放30分钟；

9、热压：在145℃的温度下，对经过预压和陈放的板坯顺序进行两段式热压，第一段热压的条件为：热压压力为1.6MPa，施压持续时间为26分钟；第二段热压的条件为：热压压力为0.3MPa，施压持续时间为1分钟；

10、裁边：将热压后的板坯冷却后，按照预定尺寸裁边；

11、砂光，分等：将裁好边的细木工板砂光，分等。

本实施例提供的马尾松细木工板的密度为0.70g/cm³，其力学性能指标如表2所示。

表2：

	GB/T5849-2006	马尾松细木工板
			含水率	6.0-14.0％	8.0％
横向静曲强度	≥15.0MPa	47MPa
			胶合强度	≥0.80MPa	1.2MPa

本实施例提供的马尾松细木工板的各项指标均高于标准规定的性能指标，尤其是横向静曲强度和胶合强度指标，分别比标准高出32MPa和0.40MPa。

实施例3、杨木细木工板

如图2所示，本实施例提供的杨木细木工板采用5层厚度为3.30毫米的杨木旋切厚单板，经干燥、涂胶、组坯、预压、陈放、热压等步骤，加工制成细木工板，加工的细木工板厚度为12毫米左右，其中，五层原木旋切单板的木纹方向纵横交错，相互垂直(图中所示的直线显示的是原木旋切单板的木纹方向)。

本实施例提供的杨木细木工板的具体生产步骤如下：

1、锯截：将杨木按要求尺寸锯成杨木木段；

2、旋切：将杨木木段旋切成厚度为3.30毫米的原木旋切单板；

3、干燥：将原木旋切单板用干燥设备进行干燥，干燥后的单板含水率：芯层单板2含水率小于8％，表层单板1、背层单板3和次表层单板4含水率小于10％；

4、剪切：将干燥后的原木旋切单板剪切成预定的尺寸；

5、调胶、涂胶：在酚醛树脂胶水中加入8％(以胶水重量为基准)的面粉并搅匀，对芯板进行双面涂胶，涂胶量为360g/m²；

8、陈放：将预压之后的板坯陈放30分钟；

9、热压：在140℃的温度下，对经过预压和陈放的板坯顺序进行两段式热压，第一段热压的条件为：热压压力为0.8MPa，施压持续时间为17分钟；第二段热压的条件为：热压压力为0.3MPa，施压持续时间为1分钟；

10、裁边：将热压后的板坯冷却后，按照预定尺寸裁边；

11、砂光，分等：将裁好边的细木工板砂光，分等。

本实施例提供的杨木细木工板的密度为0.50g/cm³，其力学性能指标如表3所示。

表3：

	GB/T5849-2006	杨木细木工板
			含水率	6.0-14.0％	7.5％
横向静曲强度	≥15.0MPa	35MPa
			胶合强度	≥0.70MPa	0.96MPa

本实施例提供的杨木细木工板的各项指标均高于标准规定的性能指标，尤其是横向静曲强度和胶合强度指标，分别比标准高出20MPa和0.26MPa。

Claims

1.一种细木工板，其是采用原木旋切单板并将相邻原木旋切单板按照木材纹理方向相互垂直的方式交错组坯并经过热压制成的，其中，该细木工板采用5层原木旋切单板，所述原木旋切单板的厚度分别为3.3毫米，该细木工板的厚度为12毫米；所述原木为杨木，芯层单板的含水率小于8％，表层单板、背层单板和次表层单板的含水率小于10％，并且，该细木工板的密度为0.50g/cm³。

2.权利要求1所述的细木工板的制造方法，其包括以下步骤：

按奇数层组坯方法将厚度为3.3毫米、含水率为2-14％的原木旋切单板组坯得到板坯，在组坯过程中，将相邻原木旋切单板按照木材纹理方向相互垂直的方式交错组坯并对偶数层原木旋切单板进行双面涂胶；

在室温下对板坯进行预压；

对完成预压的板坯进行陈放处理；

对经过预压、陈放的板坯进行热压；

其中，所述对经过预压、陈放的板坯进行热压是指：在140℃的温度下，对经过预压、陈放的板坯顺序进行两段式热压，第一段热压条件为：热压压力0.8MPa，施压持续时间17分钟；第二段热压条件为：热压压力0.3MPa，施压持续时间1分钟。

3.如权利要求2所述的制造方法，其中，以含水率小于8％的原木旋切单板作为细木工板的芯层单板，以含水率小于10％的原木旋切单板作为细木工板的表层单板和背层单板，并且，表层单板和背层单板的含水率高于芯层单板的含水率。

4.如权利要求2所述的制造方法，其中，进行双面涂胶时，涂胶量为360g/m²。