应用技术
次生林小径材用于制造家具零部件的 优化复合技术
黄琼涛1,徐伟2,孙宏南1,熊先青$
(1.广东省宜华木业股份有限公司，广东汕头515834； 2.南京林业大学家具与工业设计学院，江苏南京210037)
摘要：为了实现次生林小径材高附加值利用的目的，开发出利用青冈、松木等小径材和加工剩余物，经过优化复合 加工制造集成材,用于制造实木家具构件的技术。描述该技术的工艺流程和特点,并指出：应用该技术,可提高小径材 的综合利用率和加工剩余物的附加值,拓宽实木家具的用材渠道。
关键词： 小径材；次生林；胶合；集成材；实木家具零部件
中图分类号：TS664 02 文献标识码：A 文章编号：1001-8654(2012)01-0045-03
Technology of Making Solid Wood Furniture Parts with Small Diameter Wood
HUANG Qiong-tao1 , XU Wei2 , SUN Hong-nan1 , XIONG Xiarrqing2
(1. Guangdong Yihua Timber Industry CO. ,LTD. , Shantou 515834, Guangdong, China；
2. College o! Furniture and Industrial Design, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)
Abstract: The furniture industry in China has made great progress in recent years. However,
limited wood resources has presented a major barrier for the rapid growth of the solid wood furniture industry. To improve wood utilization efficiency and add value to small diameter trees, the authors investigated a possible technique of making solid wood furniture with small diameter wood andotherwood-relatedresdues.
Key words： small diameter timber； secondary forest； bonding； laminated lumber； solid wood
furnitureparts
中国家具经过三十多年的快速发展, 实现了生产 模式由传统加工业向现代工业的转变, 已成为世界家 具制造和出口的第一大国。中国家具生产总值, 由 2007年的5400亿元,跃升到2010年的8700亿元［1］。 2011年1—9月，规模以上企业累计产量逾5亿件, 销售产值3584.53亿元,其中木质家具的产量1.7亿
收稿日期：2011-10-15； 修改日期：2011-11-29
基金项目：广东省宜华木业技术中心资助项目；江苏高校优势学科建 设工程资助项目。
作者简介：黄琼涛(1973—),男,广东省宜华木业股份有限公司工程师。 通讯作者：徐伟,男,南京林业大学家具与工业设计学院副教授,博士。 件,销售产值2122.45亿元［2］,在众多家具门类中占 主导地位。
但就我国的木材资源现状来看 , 一方面是木材资 源缺乏, 供需矛盾日 益 突 出, 另一方面则存在木材资 源浪费现象。梅州市作为广东省林业大市, 现有林业 用地面积121. 8万hm2 (1 827万亩)，占全市总面积 的76.5％，全市森林覆盖率69.4％，活立木总蓄积 3 795万m3⑶。虽然木材资源较丰富，但90%以上的 木材属于次生林小径材［4］。 小径原木中幼龄材比例 大、生长应力大、节子等缺陷多, 导致锯材出材率低, 干燥损失严重,深加工难度大,未得到有效利用［5］。
因此，广东省宜华木业股份有限公司和南京林业 大学合作，进行了利用小径材制造实木家具零部件的 技术开发，旨在提高小径材的利用率和附加值，并拓 宽实木家具的用材渠道。
1工艺流程
选用当地次生林的青冈(.Fagus spp.)、松木 (Pinus spp.)等小径材，树龄约10〜50年、径级约14 〜20 cm,通过制材、干燥、集成胶合、实木家具零部件 加工等，生产高附加值的实木家具。
11 制材与干燥
青冈、松木等小径级材节子多,弯曲度大,因此, 采用两面下锯法,以提高锯材出材率；同时借助计算 机扫描技术,针对不同直径的原木,设计最大出材率 的锯材尺寸。
以松木板材为例, 其干燥基准列于表1, 整个干 燥过程无中间处理, 后期进行含水率平衡处理和应力 释放处理。
表1 30~50 mm厚松木毛边板的干燥基准
Tab 1 Drying schedule for 30 〜50 mm pine lumber
干燥
阶段
|
木材含水率／ %
|
干球温度／
°C
|
干湿球温差／
C
|
平衡含水率／ %
|
1
|
40以上
|
45
|
3
|
15.9
|
2
|
40〜35
|
45
|
4
|
14.2
|
3
|
35〜30
|
45
|
5
|
12.7
|
4
|
30〜25
|
50
|
6
|
10.5
|
5
|
25〜20
|
55
|
8
|
9.9
|
6
|
20〜15
|
60
|
10
|
8.7
|
7
|
15〜8
|
65
|
13
|
7.1
|
8
|
平衡处理
|
65
|
11
|
8.0
|
9
|
应力解除处理
|
65
|
3
|
15.0
|
12 集成胶合 将经过制材和干燥后的窄料、短料或小料,通过 集成胶合,制成实木家具零部件的毛料。根据锯切加 工后板材的质量,将优质板材直接用于集成胶合,制 成实木家具用基材；将胶合组坯过程中产生的边角余 料,进行二次利用。如图1 所示,边角余料去除虫眼、 节疤、锯路等缺陷后,进行指接、胶合等加工,使木材 的利用率达到90%以上。具体工艺流程如下：
锯材-横截-双面刨光-纵解-横截或剔缺陷 -指榫铳齿-指榫涂胶-纵向接长-养生-四面刨 光-侧向涂胶-宽度胶拼或厚度层积-养生-砂光 或刨光-四面贴覆木板- 裁边-检验分等。
・46・
13 制造家具零部件
以小径材胶合而成的集成材为基材,用于框架式 或框架覆板式家具的零部件生产,工艺流程为：
集成材-配料-毛料加工(刨光、精截等)-净料 加工(开榫、起槽、钻孔、打眼、雕刻、铣型、磨光等)- 部件装配-部件加工与修整-总装配-涂饰-检验 -包装
如图2 所示,以利用边角余料生产桌椅腿为例, 通过配料工艺,将边角余料的缺陷剔除,锯制成一定 规格的短小料,再经过指接和胶拼,形成方型集成材, 作为桌椅腿的芯层材料；再在芯材的四面粘贴厚度 10mm 的西南桦薄木板；胶合完成后进行成型加工, 最后经涂饰工艺,制成桌椅腿构件。
实际生产中,针对实木家具的不同设计与生产要 求,通过选用不同的贴面板材料,可生产不同类型的 实 木 家 具 产品 。
第26卷第1期
木材工业
2012年1月
地板生产过程中产生的边角余料（多层胶合板）， 亦可进行再次利用，主要有二种利用形式：一种将多 层胶合板的边角余料按一定规格加工后，胶拼作为芯 材，在其外部胶贴厚度约10 mm的薄木板；另一种在 集成胶合材和多层胶合板的端部开指形榫，通过指接 的形式胶拼接长，作为家具部件生产的基材。
2技术特性
2. 1 制材与干燥
青冈、松木等小径材原木，经二面下锯法制成锯 材后，根据树种确定干燥基准，干燥后的板材含水率 控制在9%〜11%。由于小径材中幼龄材含量较高， 尺寸稳定性较差，因此，集成加工时，每块木材的长度 C600 mm,宽度＜55 mm,以提高板材的稳定性，减 小翘曲变形的可能性。
2. 2胶合
短料指接，选用自主调配的白乳胶，性能指标为： 黏度9〜11 Pa・s（25 °C）,固体含量49%〜51% , ph 值2 8-3. 2；胶黏剂施胶量约250〜300 g/m2 （单 面），单位压力控制在1. 0〜1. 5 MPa。
窄料拼宽 ，选用双组 份 聚 异氰酸酯乳 液，固化 剂 的添加量应根据作业环境的湿度而定。 当空气湿度 ＜60%时，胶黏剂与固化剂的质量比100 : （12〜15） 为宜，涂胶量通常在150〜220 g/m2 （单面）；空气湿 度60%〜80%时,胶黏剂与固化剂的质量比100: （15〜18）为宜，涂胶量通常在230〜260 g/m2 （单 面）；空气湿度＞80%时，胶黏剂与固化剂的质量比 100 : （18〜20）为宜，涂胶量通常在270〜300 g/m2 （单面）。侧压单位压力控制在0. 8〜1. 5 MPa,在常 温下进行胶合。
值得注意的是，在窄料拼宽、短料指接接长及层 积加厚组坯时，相邻两块材料的含水率偏差应＜2% ； 相邻窄板条组坯时，应按其纹理交叉搭配使用，可提 高集成材的整体尺寸稳定性。
2. 3 养生
养生是小径材集成胶合过程中的重要工序。 根 据环境的温度和湿度条件，胶合后的指接材需经过 24〜72h 的养护，即将指接材堆用塑料薄膜包裹，同 时对指接材含水率进行平衡处理，以促进胶黏剂完全 固化，提高胶合强度。
2 4涂饰
以小径材集成材作为家具基材，针对实木家具零 部件的结构特点进行加工涂饰。 对于不透明涂饰产 品，通常直接利用集成材加工成型，并在其表面涂饰 深色涂料，其工艺如图3所示；对于透明涂饰产品，通 常在集成材表面贴覆厚度约10 mm的桦木、水曲柳 等木材，再进行透明涂饰。
I砂屯除尘!一》!家具|白坯漆]一》|喷底漆号斯I
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I不2格品b—|成品检幺|—H成品包装I~H~岸刷¥刷| 图3硝基漆涂饰工艺流程
Fig 3 Nitrolacquer painting process
3 结语
利用次生林小径材及木材加工边角料原料，采用 优化复合技术，生产的集成材及木板贴面复合材料， 可代替实木材料，应用于中高档家具的制造。 经实践 证明，采用该技术，可使材料的综合利用率提高约 10%。 推广应用该技术，对于拓宽我国实木家具的用 材来源，扩大小径材的加工利用领域，实现小径材的 工业化加工与利用，促进我国木材工业的可持续发 展 ，均具有重要意义。
以次生林小径材为主要原料的优化复合技术，还 可以推广应用于木门、地板等木制品生产中，进一步 扩大小径材使用途径。 根据不同木制品的特点与要 求，对小径材进行改性，提高其综合性能，是今后研究 的 重点和方向 。
参考文献：
[1] 徐伟 ，吴智慧 ．“虚拟班 ”家具专业人才培养模式的探索与实践：
以南京林业大学为例：J1 广西轻工业,2010（8） ：49-153.
[2] 2011年1〜9月家具行业产量情况:EB/OL], （2011-11-04）.
「3]梅州市关于加快生态林业发展的决定:EB/OL]. （2011-05-30）.
「4] 发展生态经济建设宜居宜业城乡「EB/OL]. （2008-07-28）.
「5] 李成元，李传信 小径低等原木加工利用中的制材-干燥-纵剖技
术「]•林业科学,007（10） ：00-105.
（责 任编辑 向 琴）
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