CN114454269A - 一种原木拼板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及原木拼板的领域，具体公开了一种原木拼板及其制备方法。一种原木拼板，包括上挡板、中挡板和下挡板，所述上挡板、中挡板和下挡板间隔设置，所述上挡板与中挡板之间以及中挡板与下挡板之间均设置有芯板，所述上挡板、中挡板、下挡板和芯板组成中心板，所述中心板宽度方向的两侧沿中心板的长度方向均设置有侧板，所述中心板厚度方向的两侧均设置有面板。其制备方法为：S1：裁板；S2：榫槽内粘附海绵条，榫块的侧壁上均涂覆木材粘接剂；S3：榫卯相连并压紧；S4：将面板用木材粘接剂粘接到中心板和侧板的两侧，等待固化完成即可。本申请具有提高原木拼板稳定性和耐久性的优点。

Description

一种原木拼板及其制备方法
技术领域
本申请涉及拼装木板的领域，更具体地说，它涉及一种原木拼板及其制备方法。
背景技术
传统的实木板是用一整块木材制作成的木板，其价格较高，对于很多家庭来说，将实木板用于装修的成本较大。
实木复合板是一种很好的替代方案，其是通过用多个不同材质的木材层进行复合拼装而成，而且实木复合板与实木板在家装上的各项性能以及美观度上的差异不大，因此对于很多预算不够的家庭来说，实木复合板是一个更好的选择。
目前，市场上的实木复合板分为多层实木复合板和三层实木复合板，其层与层之间是通过木材粘结剂进行粘接的。由于实木复合板的每层板均为一整块木板，而采用不同材质的木板进行组合时，由于不同的木材其含水量以及对环境的适应能力也不同，这使得复合板在使用过程中对于环境的适应能力较差，容易由于内部含水率变化发生膨胀或收缩而开裂。
发明内容
为了提高复合木板的稳定性和耐久性，本申请提供一种原木拼板及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种原木拼板，采用如下的技术方案：
一种原木拼板，其特征在于，包括中间板和设于中间板厚度方向上两侧的面板；
所述中间板包括中心板、以及设置于中心板宽度方向两侧的侧板；
所述中心板包括上挡板、中挡板、下挡板和芯板；上挡板、中挡板和下挡板，所述上挡板、中挡板和下挡板间隔设置，所述芯板设置于所述上挡板与中挡板之间和中挡板与下挡板之间。
通过采用上述技术方案，中心板采用多块短料木板进行拼接而成，对于原料的利用率明显提高。且侧板、上挡板、中挡板、下挡板以及芯板之间的拼装方式可以使得复合板在横向以及纵向均得到固定，在使用的时候不易发生形变，具有较好的结构强度。而且短料木板拼装成的复合板与多层木板粘接的复合板相比，相邻短料木板之间具有一定的间隙，可供木板在使用过程中膨胀缓冲，从而提高复合木板的稳定性和耐久性。
优选的，所述上挡板与芯板之间、所述芯板与芯板之间、所述芯板与中挡板之间、所述芯板与下挡板之间以及中心板与侧板之间均采用榫卯连接。
通过采用上述技术方案，每个相邻木板之间的拼接采用榫卯连接的方式可以使得相邻木板之间的连接更加稳定，提高复合板整体的力学性能。
优选地，所述侧板与中心板之间还通过木材粘结剂进行粘接。
通过采用上述技术方案，木材粘结剂可以提高侧板与中心板之间的连接强度，从而提高上挡板、中挡板、下挡板和芯板被侧板进一步固定，提高稳定性。
优选的，所述上挡板与芯板之间、所述芯板与芯板之间、所述芯板与中挡板之间以及所述芯板与下挡板之间设有4-5mm的间隙。
通过采用上述技术方案，预留4-5mm的间隙可以使得复合板在使用的过程中，当拼装的木板受到环境温度以及湿度的影响而老化时，木板不易相互挤压变形，提高复合木板的耐久能力。
优选的，所述面板靠近中间板的一侧连接有定位条，所述中间板靠近面板的一侧的侧壁上均开设有用于与定位条配合使用的定位槽，所述定位条与定位槽卡接，所述定位条和定位槽侧壁之间涂覆有木材粘接剂，所述面板与中心板之间涂覆有木材粘接剂。
通过采用上述技术方案，定位条与定位槽之间卡接配合可加强中心板与面板之间的稳定性，起到支撑限位的作用，减轻木材粘结剂粘接的负担，提高复合板的耐久性。
第二方面，本申请提供一种原木拼板的制备方法，采用如下的技术方案：
一种原木拼板的制备方法，包括以下步骤：
S1：从木材原料中裁出上挡板、中挡板、下挡板、芯板、侧板和面板，并在上挡板、中挡板、下挡板、芯板、侧板上开凿出所需榫块和榫槽；
S2：将上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板的榫槽内粘附海绵条，榫块的侧壁上均涂覆木材粘接剂；
S3：随后将上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板榫卯相连并压紧，压紧初始阶段的压力为150-200Pa，压紧15-20min后，压力调整为20-30Pa，继续施加10min后，压力调整为0，静置2-4h；
S4：将面板用木材粘接剂粘接到中心板和侧板的两侧，等待固化完成即可。
通过采用上述技术方案，在拼装上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板时，通过粘附一定厚度的海绵条，以控制榫卯连接后各个板之间不是严丝合缝的，而是存在膨胀间隙的，供原木拼板在使用过程中出现膨胀时进行缓冲用，提高原木拼板的适应性以及耐久能力。其次，海绵条由于本身具有膨胀能力，因此胶粘固化后各个板的榫块与榫槽底壁之间均被海绵条填充，提高原木拼板的稳定性。
本申请中控制组装过程中的压紧压力逐渐递减，先用较大的压力压紧可以使得海绵条发生较大的形变，随后在调整压力后海绵条缓慢膨胀部分，直到海绵膨胀的作用力与木材粘接剂的粘接作用力相近，从而自然形成间隙，拼装木板也更加稳定。
优选的，步骤S3中在组装前，海绵条先用水润湿，控制海绵条的含水率≥80％；
所述榫块的端面上均匀开设有多个填充孔，所述填充孔内填充有海绵块；在所述海绵块内充盈有粉状处理剂；所述处理剂由包括以下重量份数的组分制备得到：硬糖100-150份、氮气20-30份、水250-300份；
所述处理剂的制备方法为：按上述重量份数将硬糖块加入水中融化，随后加热煮干水分，并继续升温得到糖浆，接着将氮气通入糖浆中，最后冷却糖浆使其固化，粉碎后即可得到处理剂。
通过采用上述技术方案，步骤S3中在组装时，榫块挤压海绵条时将海绵条中的水挤出渗入海绵块中，海绵块中的粉状处理剂遇水后融化并释放和产生气体，气体在填充孔内急速释放从而形成较大的压强，推动榫块移动，当榫块移动一定距离产生足够的拼装木板使用时的缓冲缝隙后，产生的气体会沿榫块与榫槽之间的配合缝隙中逐渐流动的外界，使得榫块与榫槽之间的压强逐渐减小到与外界相同，形成的间隙自然，而且在榫块推动过程中缓粘粘接剂也逐渐从流动性较好的流状开始固化，当间隙形成后缓粘粘接剂也固化，从而使得拼装木板强度和稳定性也较好。
优选的，所述海绵条和所述海绵块均经过预处理，所述预处理步骤为：
步骤1：将海绵条以及海绵块分别浸泡在质量浓度为1-2％的硫酸溶液中，浸泡12-24h；
步骤2：将浸泡后的海绵条和海绵块放入50℃的干燥室内进行烘干；
步骤3：将烘干后的海绵条和海绵块用蒸馏水冲洗5-10次，冲洗后自然风干；
步骤4：将经过步骤3处理后的海棉块再放入50℃的干燥室内进行烘干。
通过采用上述技术方案，海绵条和海绵块通过稀硫酸溶液进行浸泡后，稀硫酸渗入海绵中，随后在烘干的过程中随着水分的蒸发，稀硫酸逐渐浓度升高，当浓度升高后稀硫酸变成浓硫酸，从而对海绵条和海绵块发生腐蚀，使得海绵条和海绵块变得更加蓬松，提高弹性，有助于对榫块与榫槽之间间隙的填充；同时海绵块也可以吸附更多的粉状处理剂，提高产生气体的能力，形成更大的压力差，更好地推动榫块进行移动。
优选的，所述S2中榫块上涂覆的木材粘接剂为缓粘粘接剂，所述缓粘粘接剂包括以下重量份数的组分：
双酚A型环氧树脂100-150份、聚酰胺微胶囊固化剂60-80份、轻质碳酸钙3-5份、乙醇5-8份、C8-C10缩水甘油醚5-8份；
所述聚酰胺微胶囊的壁材采用脲醛树脂，所述芯材采用聚酰胺；
所述榫槽的槽壁上设有摩擦纹。
通过采用上述技术方案，本申请采用的缓粘粘接剂中的聚酰胺微胶囊中的芯材聚酰胺在初始阶段未与双酚A型环氧树脂接触，且由于添加的乙醇和C8-C10缩水甘油醚可以稀释双酚A型环氧树脂，因此缓粘粘接剂刚开始涂覆到榫块上时的流动性较好，榫块与榫槽之间的配合比较顺畅，在榫卯插接配合时，部分聚酰胺微胶囊受到摩擦而破裂，缓粘粘接剂中部分双酚A型环氧树脂开始固化，同时榫卯配合后由于处理剂的作用而推动榫块移动，使得缓粘粘接剂中的聚酰胺微胶囊进一步破裂，从而引发双酚A型环氧树脂的固化正式开始。处理剂产生的气体再逸散的过程中会带动榫块表面的缓粘粘接剂在一定程度上进行铺展，从而提高粘接效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用短料木材进行拼装的方式进行拼装得到原木拼板，短木木料之间的间隙可以供木材膨胀缓冲，从而提高原木拼板的稳定性和耐久性。
2、本申请原木拼板的制备方法采用海绵条和缓粘粘接剂以及压紧压力控制的方式，使得木板榫卯配合形成的缝隙更加自然，木板的拼装更加稳定，原木拼板的稳定性和耐久性更好。
3、本申请原木拼板的制备方法中采用了处理剂和海绵块对榫块进行处理，使得在拼装粘接的过程中，处理剂会在榫块与榫槽的间隙之间产生气体，从而通过压力差更加自然地形成间隙，并进一步提高了原木拼板的稳定性和耐久性。
附图说明
图1是本申请实施例1中原木拼板的爆炸图。
图2是本申请实施例1中心板的爆炸图。
图3是本申请实施例2中原木拼板的爆炸图。
附图标记说明：1、面板；2、中心板；21、上挡板；22、中挡板；23、下挡板；24、芯板；3、侧板；5、定位条；6、定位槽。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
木材粘接剂采用东莞市龙大胶粘制品有限公司生产的龙大木工胶。
木材均选用松木。
双酚A型环氧树脂采用南通星辰合成材料有限公司的E51牌号的双酚A型环氧树脂。
C8-C10缩水甘油醚采用苏州市森菲达化工有限公司生产的森菲达牌号的C8-C10缩水甘油醚。
制备例
制备例1-6
处理剂按照表1的配比制备得到，具体制备方法为：按上述的重量比例先将硬糖块加入50℃的温水中，以100r/min的转速搅拌20min，随后加热煮沸混合液，煮干水分析出固体。继续加热至固体完全融化，得到糖浆。接着将糖浆转移至预热好的密闭釜中，密闭釜的温度控制为高于糖浆转移前的温度，然后用气泵以10个大气压的压力将氨气通入密闭釜中，通完氨气后，关闭阀门，待密闭釜冷却至室温，即得到处理剂。
表1处理剂中各组分用量(kg)
制备例 硬糖 氮气 水
制备例1 100 15 250
制备例2 100 18 250
制备例3 100 20 250
制备例4 125 20 275
制备例5 150 20 300
制备例6 150 15 300
制备例7
原料海绵进行预处理后得到预处理后的海绵，预处理后的海绵裁剪得到海绵条和海绵块。
预处理步骤为：
步骤1：将海绵浸泡在质量浓度为2％的硫酸溶液中，硫酸溶液完全浸没海绵，浸泡12h；
步骤2：将浸泡后的海绵放入50℃的干燥室内进行烘干，烘干4h；
步骤3：将烘干后的海绵用蒸馏水冲洗10次，冲洗后自然风干12h；
步骤4：将经过步骤3处理后的且用作海绵块的海棉再放入50℃的干燥室内进行烘干12h。
制备例8-11
缓粘粘接剂按照表2的配比搅拌得到，具体步骤为：按配比将所有原料投入搅拌釜中以20r/min的搅拌速度搅拌1h，搅拌后即可得到缓粘粘接剂。聚酰胺微胶囊采用壁材为脲醛树脂，芯材采用聚酰胺。
表2缓粘粘接剂原料配比
Figure BDA0003533431400000091
实施例
实施例1
参照图1，实施例1公开了一种原木拼板，包括中间板和层叠于中间板厚度方向两侧的面板1。中间板包括由多块短板拼装而成的中心板2和设于中心板宽度方向两侧的两块长条形侧板3。
参照图2，中心板2在中心板的长度方向上由等长的上挡板21、中挡板22、下挡板23和芯板24组成。上挡板21、中挡板22和下档板依次间隔设置，且中挡板22的宽度大于上挡板21和下档板的宽度，上档板21和下档板等宽。上挡板21与中挡板22之间设置有两块芯板24，芯板24与上挡板21之间榫卯相连，芯板24与芯板24之间榫卯相连，芯板24与中挡板22之间榫卯相连。中挡板22和下挡板23之间榫卯连接有两块芯板24。
参照图2，侧板3设置于中心板2长度方向的两侧，且上挡板21、中挡板22、下挡板23和芯板24均与侧板3榫卯相连，即中心板2与侧板3之间榫卯相连。具体地，中心板2靠近侧壁的一侧侧壁上固定连接榫头，侧板3靠近中心板2的一侧的侧壁开设有榫槽，榫头与榫槽榫卯配合。侧板3和中心板2的抵接面上还涂覆有木材粘结剂进行粘合。
参照图1和图2，两块面板1设于中心板2和侧板3厚度方向的两侧。面板1与中心板2和侧板3通过木材粘接剂进行粘合。
参照图3，面板1靠近中心板2的一侧的侧壁上固定连接有两条相互平行的定位条5，定位条5的长度方向与面板1的长度方向呈锐角。上挡板21、中挡板22、下挡板23、芯板24和侧板3靠近面板1的一侧的侧壁上均开设有两个限位槽。当上挡板21、中挡板22、下挡板23和芯板24组合成中心板2，并与侧板3组合后，限位槽配合形成用于与两条定位条5滑动配合的两个定位槽6。
实施例1还公开了一种原木拼板的制备方法，包括以下步骤：
S1：从木材原料中裁出上挡板、中挡板、下挡板、芯板、侧板和面板，并在相应位置开设出榫槽与榫块；
S2：将上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板的榫槽底壁上用双面胶粘接与榫槽长度相同的厚度为5mm的海绵条；榫块的侧壁上均涂覆木材粘接剂；
S3：随后将上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板榫卯相连并用压力器夹持压紧，压紧初始阶段的压力为150Pa，压紧20min后，压力调整为20Pa，继续施加10min后，压力调整为0，静置2h；
S4：将面板用木材粘接剂粘接到中心板和侧板的两侧，等待12h固化完成即可。
实施例2
实施例2与实施例1的区别于，海绵条采用制备例7中预处理后的海绵裁剪得到。
实施例3
一种原木拼板的制备方法，包括以下步骤：
S1：从木材原料中裁出上挡板、中挡板、下挡板、芯板、侧板和面板，并在相应位置开设出榫槽与榫块；
S2：将上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板的榫槽底壁上用双面胶粘接与榫槽长度相同的厚度为5mm的海绵条；
榫块的端面上开设有10个2×2×3cm的填充孔；取20×3×2cm的海绵，然后沿海绵的长度方向用针筒每5cm打入50g的粉状处理剂，随后以300次/min的拍打频率拍打海绵10min；继续用上述方式打入粉状处理剂进行拍打，重复3次。最后将海绵剪成大小相等的2×2×3cm的海绵块，填入填充孔内。榫块的侧壁上间隔涂覆木材粘接剂。处理剂选用制备例1制备得到的处理剂。
S3：用水将海绵条润湿，保持海绵条的含水率≥80％，随后将上挡板、中挡板、下挡板、芯板和侧板榫卯相连并压紧，压紧初始阶段的压力为150Pa，压紧20min后，压力调整为20Pa，继续施加10min后，压力调整为0，静置2h；
S4：将面板用木材粘接剂粘接到中心板和侧板的两侧，等待12h固化完成即可。
其中，海绵条和海绵块均采用制备例7中预处理后的海绵裁剪得到。
实施例4
实施例4与实施例2的区别在于，榫槽的槽壁上设有摩擦纹，步骤S2中榫块上涂覆的木材胶粘剂采用制备例8制备得到的缓粘粘接剂。
实施例5-8
实施例5-8与实施例4的区别在于，处理剂的选择不同，如表3所示。
表3处理剂的选择
Figure BDA0003533431400000121
Figure BDA0003533431400000131
实施例10-12
实施例10-12与实施例3的区别在于，缓粘粘接剂的选择不同，如表4所示。
表4缓粘粘接剂的选择
Figure BDA0003533431400000132
实施例15-16
实施例15-16与实施例4的区别在于，步骤S3中压紧参数的选择不同，如表5所示。
表5压紧参数选择
Figure BDA0003533431400000133
Figure BDA0003533431400000141
对比例
对比例1采用松木木板和木材粘接剂粘接得到的三层复合板。
对比例2采用松木原木板。
对比例3与对比例1的区别在于榫槽内未填充海绵条。
对比例4与实施例4的区别在于聚酰胺微胶囊采用等量聚酰胺替代。
性能检测试验
检测方法为：将木板用不锈钢框架框住后，放入干燥室内，在60℃下进行干燥4h，随后将木板放入蒸馏水中浸泡，浸泡1h；再重复干燥和浸泡1次、5次和10次，观察木板上是否出现裂纹，并根据将裂纹大小从未出现到横跨整个木板分为0-10级、裂纹数量由未出现到所有木板中出现最多的裂纹数量之间分为0到10级。结果见表6。
表6检测结果
Figure BDA0003533431400000142
Figure BDA0003533431400000151
结论：由实施例1与对比例1、对比例2和对比例3的结果对比可以看出，本申请中填充有海绵条的原木拼板对于膨胀具有更好的承受能力以及耐久性。
由实施例1和2的测试结果对比可以看出，预处理后的海绵条在一定程度上提高了原木拼板对于膨胀的承受能力。
由实施例2和实施例3的测试结果可以看出，添加了处理剂后的原木拼板对于膨胀的承受能力得到了较大的增强，其原因可能是形成的间隙更大更稳定。
由实施例3和实施例4和对比例4的测试结果可以看出，采用缓粘粘接剂后原木拼板对于膨胀的承受能力也得到了一定程度的增强，可能的原因是处理剂与缓粘粘接剂之间的协同作用，使得缓粘粘接剂的粘接强度得到提高。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种原木拼板，其特征在于，包括中间板和设于中间板厚度方向上两侧的面板(1)；
所述中间板包括中心板(2)、以及设置于中心板(2)宽度方向两侧的侧板(3)；
所述中心板(2)包括上挡板(21)、中挡板(22)、下挡板(23)和芯板(24)；上挡板(21)、中挡板(22)和下挡板(23)，所述上挡板(21)、中挡板(22)和下挡板(23)间隔设置，所述芯板(24)设置于所述上挡板(21)与中挡板(22)之间和中挡板(22)与下挡板(23)之间。
2.根据权利要求1所述的一种原木拼板，其特征在于：所述上挡板(21)与芯板(24)之间、所述芯板(24)与芯板(24)之间、所述芯板(24)与中挡板(22)之间、所述芯板(24)与下挡板(23)之间以及中心板(2)与侧板(3)之间均采用榫卯连接。
3.根据权利要求2所述的一种原木拼板，其特征在于：所述侧板(3)与中心板(2)之间还通过木材粘结剂进行粘接。
4.根据权利要求1所述的一种原木拼板，其特征在于：所述上挡板(21)与芯板(24)之间、所述芯板(24)与芯板(24)之间、所述芯板(24)与中挡板(22)之间以及所述芯板(24)与下挡板(23)之间设有4-5mm的间隙。
5.根据权利要求1所述的一种原木拼板，其特征在于：所述面板(1)靠近中间板的一侧连接有定位条(5)，所述中间板靠近面板(1)的一侧的侧壁上均开设有用于与定位条(5)配合使用的定位槽(6)，所述定位条(5)与定位槽(6)卡接，所述定位条(5)和定位槽(6)侧壁之间涂覆有木材粘接剂，所述面板(1)与中心板(2)之间涂覆有木材粘接剂。
6.权利要求1-5任一所述的原木拼板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：从木材原料中裁出上挡板(21)、中挡板(22)、下挡板(23)、芯板(24)、侧板(3)和面板(1)，并在上挡板(21)、中挡板(22)、下挡板(23)、芯板(24)、侧板(3)上开凿出所需榫块和榫槽；
S2：将上挡板(21)、中挡板(22)、下挡板(23)、芯板(24)和侧板(3)的榫槽内粘附海绵条，榫块的侧壁上均涂覆木材粘接剂；
S3：随后将上挡板(21)、中挡板(22)、下挡板(23)、芯板(24)和侧板(3)榫卯相连并压紧，压紧初始阶段的压力为150-200Pa，压紧15-20min后，压力调整为20-30Pa，继续施加10min后，压力调整为0，静置2-4h；
S4：将面板(1)用木材粘接剂粘接到中心板(2)和侧板(3)的两侧，等待固化完成即可。
7.根据权利要求6所述的一种原木拼板的制备方法，其特征在于：步骤S3中在组装前，海绵条先用水润湿，控制海绵条的含水率≥80％；
所述榫块的端面上均匀开设有多个填充孔，所述填充孔内填充有海绵块；在所述海绵块内充盈有粉状处理剂；所述处理剂由包括以下重量份数的组分制备得到：硬糖100-150份、氮气20-30份、水250-300份；
所述处理剂的制备方法为：按上述重量份数将硬糖块加入水中融化，随后加热煮干水分，并继续升温得到糖浆，接着将氮气通入糖浆中，最后冷却糖浆使其固化，粉碎后即可得到处理剂。
8.根据权利要求7所述的一种原木拼板的制备方法，其特征在于：所述海绵条和所述海绵块均经过预处理，所述预处理步骤为：
步骤1：将海绵条以及海绵块分别浸泡在质量浓度为1-2％的硫酸溶液中，浸泡12-24h；
步骤2：将浸泡后的海绵条和海绵块放入50℃的干燥室内进行烘干；
步骤3：将烘干后的海绵条和海绵块用蒸馏水冲洗5-10次，冲洗后自然风干；
步骤4：将经过步骤3处理后的海棉块再放入50℃的干燥室内进行烘干。
9.根据权利要求7所述的一种原木拼板的制备方法，其特征在于：所述S2中榫块上涂覆的木材粘接剂为缓粘粘接剂，所述缓粘粘接剂包括以下重量份数的组分：
双酚A型环氧树脂100-150份、聚酰胺微胶囊固化剂60-80份、轻质碳酸钙3-5份、乙醇5-8份、C8-C10缩水甘油醚5-8份；
所述聚酰胺微胶囊的壁材采用脲醛树脂，所述芯材采用聚酰胺；所述榫槽的槽壁上设有摩擦纹。
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