[发明专利]用于制造定向木片胶合木制品的工艺

说明书

技术领域

本发明总地涉及通过选择用于制品中的木片而制造具有某些要求或预定的特性的工程木制品或定向木片木制品的工艺。本发明提供具有提高的木材资源利用率、降低的制品变化性、并在同一生产线上制造各种等级和特性的工程木制品的工艺。

背景技术

定向木片板(“OSB”)、定向木片胶合木(“OSL”)和层叠木片胶合木(“LSL”)已广泛用作住宅和商业应用场合中的房顶、墙壁和底层地板组件的结构件。

OSB可从包括邱博工程木材有限责任公司(Huber Engineered Wood LLC)、乔治亚-太平洋公司(Georgia-Pacific Corporation)、路易斯安那—太平洋公司(Louisisana-Pacific Corporation)和若干其它来源从市场上获得。这种材料具有通过例如苯酚甲醛树脂或异氰酸酯树脂的粘合材料加上例如石蜡的上浆(sizing)剂粘合在一起的多层“木片”或“刨片”。木片通过与卸载原木的长度平行的刃缘切割薄片而制成。木片典型为0.01-0.05英寸厚，尽管在某些应用场合下可使用较薄和较厚的木片，并一般小于一英寸至几英寸长且小于一英寸至几英寸宽。木片一般是长度大于宽度的，其纵横比(长度：宽度)一般大于大约3。木片被筛分成不同的部分并分装入储仓中。一般来说，尺寸小于大约1/8”的木片被丢弃并作为燃料。一般来说，95％—98％的木材资源可被利用以制造定向木片板。

在制造定向木片板的过程中，首先将木片干燥以去除水分，并随后覆层以粘合剂和上浆剂的薄层。经覆层的木片随后以一系列交替层的形式被铺设在传送带上，其中一个层具有大致与传送带一致地定向的木片，而之后的木片层大致垂直于传送带而定向，以使交替层具有基本彼此垂直定向的木片。词“木片”用来表示构成木材的纤维素纤维，而且由于木材的纹理沿小木块的长度行进，因此定向木片板中的“木片”在交替层中基本彼此垂直地定向。定向的“木片”或“刨片”层最后受热和受压以将木片和粘合剂熔合在一起。随后将所得到的制品切割成尺寸并运输。典型地，树脂和上浆剂占定向木片板制品重量的10％以下。

定向木片板的制造记载于例如Clarke等人的No.5525394美国专利中，并且关于OSB制造工艺的另一详细说明可在由Stephen Smulski(1997)编辑的工程木制品—专家、设计者和使用者指南(Engineered Wood Product-A Guide forSpecifier，Designer and Users)中找到。制造工程木制品(例如OSB和OSL)的其它工艺包括在No.4061819、Re.30636、4364984、4610913、4715131、5096765、5740898和6263773 B1美国专利记载中的那些内容。定向的木片板已用作屋顶、墙壁、底层地板和木制工字梁腹板的覆板，并用于强韧、轻质、易于敲钉和在水分条件变化时的尺寸稳定性是重要属性的部位。定向木片板相比结构等级的软胶合板以明显折扣出售。

越来越稀缺的木材资源和房屋需求量的增长强烈要求建筑工业用例如OSB、OSL、LSL和单板层积材(LVL)的工程木制品来代替传统原木制品。另外要求量身定做以满足工程木复合材的特定性能需求的更强韧和更耐久的制品。结构件中所需要的重要机械特性是弹性模量(MOE)。一般，对OSB来说，MOE值沿主板轴线在大约0.45至大约1.15(mmpsi(毫米磅/平方英寸))之间，而横跨主板轴线在大约0.08至大约0.49(mmpsi)之间。对于工字形搁栅构件，典型的最小MOE大约为1.50(mmpsi)。对于短跨距顶梁和梁的场合，MOE的最小值在1.30(mmpsi)左右。对于铁路枕轨，要求的MOE值等于或大于约1.80(mmpsi)。

响应较大直径的锯开原木的日益稀缺和来自幼龄木的较小直径原木的供给增加，过去已研发出许多尝试解决与该自然变化关联的问题的制造工艺。典型的方法包括使用较长和较大的木片来筛分和控制木片定向(No.4061819、4610913、4751131和5096765美国专利)，将木片切成均一宽度以更好地对齐(No.6039910美国专利)，以及更薄的木片以制造高性能的定向木片复合材(J.Wood Sci，卷44、191-197页，Zhang等人著(1998))。