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CN117021247A - 一种无缝正交胶合木的生产方法 - Google Patents

一种无缝正交胶合木的生产方法 Download PDF

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CN117021247A
CN117021247A CN202311024065.5A CN202311024065A CN117021247A CN 117021247 A CN117021247 A CN 117021247A CN 202311024065 A CN202311024065 A CN 202311024065A CN 117021247 A CN117021247 A CN 117021247A
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CN
China
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seamless
orthogonal
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wood
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CN202311024065.5A
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English (en)
Inventor
余昌福
余盛群
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Fujian Youxi Guoxing Wood Industry Co ltd
Original Assignee
Fujian Youxi Guoxing Wood Industry Co ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D1/00—Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring
    • B27D1/04—Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring to produce plywood or articles made therefrom; Plywood sheets
    • B27D1/08—Manufacture of shaped articles; Presses specially designed therefor
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    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B27M1/00—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
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Abstract

本发明属于木结构领域，具体来说，涉及正交胶合木；更具体的说，涉及一种无缝正交胶合木的生产方法，所述无缝正交胶合木由平行层和横向层正交组坯并胶合而成，包括选取锯材、层板加工、层板指接、层板胶合、精加工等步骤，通过优化组坯方式、冷压参数、尺寸形态等制造工艺提高物理力学性能、胶合性能和尺寸稳定性能，解决现有正交胶合木的变形、翘曲、开裂问题，采用无缝拼接，突破了国内外存在6mm缝隙的技术难题，可以解决正交胶合木应力集中导致变形翘曲的问题，另外无缝结构还能减少火灾时二次爆燃的风险，在产品性能、结构安全和经济成本均有创新，为无缝正交胶合木在家居、建筑楼板和墙体等领域应用奠定基础。

Description

一种无缝正交胶合木的生产方法
技术领域
本发明属于木结构领域，具体来说，涉及正交胶合木；更具体的说，涉及一种无缝正交胶合木的生产方法。
背景技术
正交胶合木(Cross-laminated timber，CLT)是一种由N层实木锯材或结构复合板材正交组坯，其中N为大于等于3的奇数，采用结构胶粘剂压制而成的矩形、直线、平面板材形式的工厂预制工程木产品。CLT(正交胶合木)一般包括平行层和横向层，平行层即层板的纹理方向平行于CLT板的长度方向，横向层即层板的纹理方向横向于CLT板的长度方向。
木材具有随着环境条件(尤其是环境湿度)改变而发生收缩或膨胀的自然特性，尤其是横向尺寸在变环境条件下的变化幅度更大，而木材的横向力学性能较低，因此常出现变形和开裂现象。欧洲标准《Timber structures-Cross laminatedtimber-Requirements》(BS EN 16351:2015)和我国国家标准《多高层木结构建筑技术标准》(GB/T51226-2017)均作出规定：正交胶合木层板中的规格材宜采用顺纹开槽的技术措施，槽宽不大于4mm、槽深不超过规格材厚度的90％，正交胶合木除外层的其余层板可不进行胶合拼宽，未胶合的层板间拼缝接缝不应大于6mm。如此便存在以下问题：(1)正交胶合木在建筑结构中的作用是主要受力构件，而国内外标准中为降低木材干缩湿胀变形的影响，在层板中木材上开槽，开槽会降低构件大的力学性能。(2)现有的正交胶合木层板间留有空隙，而木材能够起抗火作用的机制在于其较大的尺寸，当木材中有间隙时，火场中，其受火面积增加，抗火性能下降，而燃烧的木材，一方面放出热量、释放可燃气体，助长火势，另一方面，由于正交胶合木层板间留有空隙，其对内部木材的保护作用减弱，因此留有间隙的措施极易使正交胶合木构件从抗火构件劣化转变为火灾助燃物。针对现有正交胶合木存在的缺陷，本发明选取实木锯材为原材料，开发不同强度等级的无缝正交胶合木以及通过组坯方式、冷压参数、尺寸形态提高正交胶合木的物理力学性能、胶合性能和尺寸稳定性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术所存在的技术缺陷，提供一种无缝正交胶合木的生产方法。
为了实现上述目的，本发明
提供一种无缝正交胶合木的生产方法，由平行层和横向层正交组坯并胶合而成，包括如下步骤：
(1)选取锯材：选择合适的树种木材；
(2)层板加工：将木材锯成合适长度、宽度、厚度的层板，然后对层板胶合面进行刨削加工，剔除波状纹、毛刺糙面、瓦棱状锯痕；
(3)层板指接：将层板指接处开榫成合适的指榫形状，然后把胶黏剂涂到指榫胶合面上，对指接的层板进行侧面加压固化，然后常温养生至少24h；
(4)层板胶合：将胶黏剂均匀涂布在指接后的层板胶合面，根据正交胶合木终端产品尺寸对层板进行组坯配置，然后将涂胶组坯后的若干层层板进行四面加压压合，制成正交胶合木后进行固化、养生处理；
(5)精加工：将养生处理后的正交胶合木切割、砂光处理得到终端产品。
优选地，对于针叶材锯材：所述平形层强度等级不低于S24，所述横向层强度等级不低于S18；
对于阔叶材锯材：所述平形层强度等级不低于H24，所述横向层强度等级不低于H18；
对于北美进口规格材：所述平形层强度等级不低于IIIc，所述横向层强度等级不低于IV。
优选地，同层的层板厚度一样，所述层板厚度为15～45mm，所述平行层净宽度不小于层板厚度的1.75倍，所述横向层净宽度不小于层板厚度的3.5倍。
优选地，所述胶黏剂为三聚氰胺-甲醛胶黏剂、三聚氰胺改性脲醛胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂、间苯二酚改性酚醛胶黏剂和异氰酸酯胶黏剂中的至少一种。
优选地，所述平行层层板的指榫长度不小于15mm；所述横向层层板的指榫长度不小于10mm；所述指榫斜面倾斜比小于1/7.5，嵌合度大于0.1mm。
优选地，所述指接的加压固化过程为在环境温度高于20℃的条件下，当指榫长度大于25mm时加压压力约为2N/mm2～5N/mm2，长度小于25mm的加压压力为5N/mm2～10N/mm2，加压时间为3～5s。
优选地，无缝正交胶合木组胚后相邻层板的缝隙宽度为0；同层层板相邻槽缝间距为0。
优选地，所述无缝正交胶合木组胚的层数≥3；当组胚的层数≥4时，平行层允许2层层板组胚。
优选地，所述层板胶合的加压固化过程为在环境温度高于20℃，空气湿度不小于30％的条件下，采用四面加压，横向加压压力为0.8～1.5MPa，侧面加压压力位0.3～0.5MPa。
优选地，步骤(4)中所述无缝正交胶合木加压固化后的养生处理时间不少与24h。
通过本发明提供的无缝正交胶合木的生产方法，具有如下优点：
1、本发明通过优化组坯方式、冷压参数、尺寸形态等制造工艺提高物理力学性能、胶合性能和尺寸稳定性能，解决现有正交胶合木的变形、翘曲、开裂问题，为无缝正交胶合木在家居、建筑楼板和墙体等领域应用奠定基础。
2、本发明的无缝正交胶合木相邻层板采用无缝拼接，突破了国内外存在6mm缝隙的技术难题，可以解决正交胶合木应力集中导致变形翘曲的问题，另外无缝结构还能减少火灾时二次爆燃的风险，在产品性能、结构安全和经济成本均有创新。
3、本发明生产的无缝正交胶合木，可以实现产品-装修一体化，减少应用成本。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种无缝正交胶合木的生产方法，由平行层和横向层正交组坯并胶合而成，包括如下步骤：
(1)选取锯材：选择合适的树种木材；
(2)层板加工：将木材锯成合适长度、宽度、厚度的层板，然后对层板胶合面进行刨削加工，剔除波状纹、毛刺糙面、瓦棱状锯痕；
(3)层板指接：将层板指接处开榫成合适的指榫形状，然后把胶黏剂涂到指榫胶合面上，对指接的层板进行侧面加压固化，然后常温养生至少24h；
(4)层板胶合：将胶黏剂均匀涂布在指接后的层板胶合面，根据正交胶合木终端产品尺寸对层板进行组坯配置，然后将涂胶组坯后的若干层层板进行四面加压压合，制成正交胶合木后进行固化、养生处理；
(5)精加工：将养生处理后的正交胶合木切割、砂光处理得到终端产品。
进一步的，对于针叶材锯材：所述平形层强度等级不低于S24，所述横向层强度等级不低于S18；
进一步的，对于阔叶材锯材：所述平形层强度等级不低于H24，所述横向层强度等级不低于H18；
进一步的，对于北美进口规格材：所述平形层强度等级不低于IIIc，所述横向层强度等级不低于IV。
进一步的，同层的层板厚度一样，所述层板厚度为15～45mm，所述平行层净宽度不小于层板厚度的1.75倍，所述横向层净宽度不小于层板厚度的3.5倍。
进一步的，所述胶黏剂为三聚氰胺-甲醛胶黏剂、三聚氰胺改性脲醛胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂、间苯二酚改性酚醛胶黏剂和异氰酸酯胶黏剂中的至少一种。
进一步的，所述平行层层板的指榫长度不小于15mm；所述横向层层板的指榫长度不小于10mm；所述指榫斜面倾斜比小于1/7.5，嵌合度大于0.1mm。
进一步的，所述指接的加压固化过程为在环境温度高于20℃的条件下，当指榫长度大于25mm时加压压力约为2N/mm2～5N/mm2，长度小于25mm的加压压力为5N/mm2～10N/mm2，加压时间为3～5s。
进一步的，无缝正交胶合木组胚后相邻层板的缝隙宽度为0；同层层板相邻槽缝间距为0。
进一步的，所述无缝正交胶合木组胚的层数≥3；当组胚的层数≥4时，平行层允许2层层板组胚。
进一步的，所述层板胶合的加压固化过程为在环境温度高于20℃，空气湿度不小于30％的条件下，采用四面加压，横向加压压力为0.8～1.5MPa，侧面加压压力位0.3～0.5MPa。
进一步的，步骤(4)中所述无缝正交胶合木加压固化后的养生处理时间不少与24h。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的一种无缝正交胶合木的生产方法。
设置无缝正交胶合木的组培层数为3，上下两层为平行层，位于两平行层之间为横向层，生产方法如下：
(1)选取锯材：选择合适的树种木材；
(2)层板加工：将木材锯成合适长度、宽度、厚度的层板，然后对层板胶合面进行刨削加工，剔除波状纹、毛刺糙面、瓦棱状锯痕；
(3)层板指接：将层板指接处开榫成合适的指榫形状，然后把胶黏剂涂到指榫胶合面上，对指接的层板进行侧面加压固化，然后常温养生至少24h；
(4)层板胶合：将胶黏剂均匀涂布在指接后的层板胶合面，根据正交胶合木终端产品尺寸对层板进行组坯配置，然后将涂胶组坯后的若干层层板进行四面加压压合，制成正交胶合木后进行固化、养生处理；
(5)精加工：将养生处理后的正交胶合木切割、砂光处理得到终端产品。
其中平行层采用硬木、横向层采用软木；平行层的层板厚度一样，厚度为15～45mm，平行层净宽度不小于层板厚度的1.75倍，横向层净宽度不小于层板厚度的3.5倍。
胶黏剂为三聚氰胺-甲醛胶黏剂、三聚氰胺改性脲醛胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂、间苯二酚改性酚醛胶黏剂和异氰酸酯胶黏剂中的至少一种。
平行层层板的指榫长度不小于15mm；横向层层板的指榫长度不小于10mm；指榫斜面倾斜比小于1/7.5，嵌合度大于0.1mm。
指接的加压固化过程为在环境温度高于20℃的条件下，当指榫长度大于25mm时加压压力约为2N/mm2～5N/mm2，长度小于25mm的加压压力为5N/mm2～10N/mm2，加压时间为3～5s。
无缝正交胶合木组胚后相邻层板的缝隙宽度为0；同层层板相邻槽缝间距为0。
层板胶合的加压固化过程为在环境温度高于20℃，空气湿度不小于30％的条件下，采用四面加压，横向加压压力为0.8～1.5MPa，侧面加压压力位0.3～0.5MPa。
步骤(4)中所述无缝正交胶合木加压固化后的养生处理时间不少与24h。
实施例2
本实施例用于说明本发明所述的一种无缝正交胶合木的生产方法。
设置无缝正交胶合木的组培层数为5，自上往下数1、3、5层为平行层，2、4层为横向层，生产方法与实施例1一致。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无缝正交胶合木的生产方法，由平行层和横向层正交组坯并胶合而成，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选取锯材：选择合适的树种木材；
(2)层板加工：将木材锯成合适长度、宽度、厚度的层板，然后对层板胶合面进行刨削加工，剔除波状纹、毛刺糙面、瓦棱状锯痕；
(3)层板指接：将层板指接处开榫成合适的指榫形状，然后把胶黏剂涂到指榫胶合面上，对指接的层板进行侧面加压固化，然后常温养生至少24h；
(4)层板胶合：将胶黏剂均匀涂布在指接后的层板胶合面，根据正交胶合木终端产品尺寸对层板进行组坯配置，然后将涂胶组坯后的若干层层板进行四面加压压合，制成正交胶合木后进行固化、养生处理；
(5)精加工：将养生处理后的正交胶合木切割、砂光处理得到终端产品。
2.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，
对于针叶材锯材：所述平形层强度等级不低于S24，所述横向层强度等级不低于S18；
对于阔叶材锯材：所述平形层强度等级不低于H24，所述横向层强度等级不低于H18；
对于北美进口规格材：所述平形层强度等级不低于IIIc，所述横向层强度等级不低于IV。
3.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，同层的层板厚度一样，所述层板厚度为15～45mm，所述平行层净宽度不小于层板厚度的1.75倍，所述横向层净宽度不小于层板厚度的3.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，所述胶黏剂为三聚氰胺-甲醛胶黏剂、三聚氰胺改性脲醛胶黏剂、单组分聚氨酯胶黏剂、间苯二酚改性酚醛胶黏剂和异氰酸酯胶黏剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，所述平行层层板的指榫长度不小于15mm；所述横向层层板的指榫长度不小于10mm；所述指榫斜面倾斜比小于1/7.5，嵌合度大于0.1mm。
6.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，所述指接的加压固化过程为在环境温度高于20℃的条件下，当指榫长度大于25mm时加压压力约为2N/mm2～5N/mm2，长度小于25mm的加压压力为5N/mm2～10N/mm2，加压时间为3～5s。
7.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，所述无缝正交胶合木组胚后相邻层板的缝隙宽度为0；同层层板相邻槽缝间距为0。
8.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，所述无缝正交胶合木组胚的层数≥3；当组胚的层数≥4时，平行层允许2层层板组胚。
9.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，所述层板胶合的加压固化过程为在环境温度高于20℃，空气湿度不小于30％的条件下，采用四面加压，横向加压压力为0.8～1.5MPa，侧面加压压力位0.3～0.5MPa。
10.根据权利要求1所述的一种无缝正交胶合木的生产方法，其特征在于，步骤(4)中无缝正交胶合木加压固化后的养生处理时间不少与24h。
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