專利名稱：復合建筑構(gòu)件以及制造所述復合建筑構(gòu)件的方法
相關(guān)申請的相互參照本申請是2000年3月30日所申請的系列號為No.09/538,766的美國專利申請的后續(xù)部分，根據(jù)35 U.S.C.§119(e)，系列號為No.09/538,766的美國專利申請要求1999年3月31日所申請的美國臨時申請60/127,120的權(quán)益。
背景技術(shù)：
發(fā)明領域本發(fā)明通常涉及人造復合建筑構(gòu)件及其制造和裝配方法。更具體地，本發(fā)明涉及復合框架構(gòu)件和整體構(gòu)件(諸如支柱、墻壁、頂部、地板以及柱)的生產(chǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)的描述在常規(guī)房屋建筑中，可由木質(zhì)框架構(gòu)件和蓋板組裝建筑構(gòu)件，諸如墻壁、屋頂、地板以及柱?？衫锰烊荒静纳a(chǎn)框架構(gòu)件，例如木材，取自于樹木(諸如白楊、云杉、松樹和冷杉)的所述天然木材被切割成標準尺寸。使用機械固定件和粘合劑(諸如卡釘、釘子、膠、螺絲或氨基甲酸乙酯泡沫塑料粘合劑)使得通常由膠合板或定向束板(OSB)制成的蓋板緊固于建筑構(gòu)件的框架。
利用天然木材生產(chǎn)的傳統(tǒng)木材通常具有一致性、實用性和成本方面的缺點。同樣，從傳統(tǒng)材料中制成的建筑構(gòu)件也具有一致性、成本和易于裝配方面的缺點。
來自于天然木材的傳統(tǒng)木材在質(zhì)量方面具有很大的變化。由于諸如標稱為2×4s(實際測量大致為1英寸×3)的框架構(gòu)件是整個從樹木或原木中切割連續(xù)段，因此它們可具有天然木材所固有的缺點，諸如有木節(jié)和裂紋。木節(jié)通常導致降低一段木材中的強度，因此需要一個導致材料的無效使用的高的設計安全系數(shù)，導致材料的低使用率。另外在已知的一種條件下，從樹木尤其是從較幼小的小樹的外表面切割的“缺角”木材，可具有不合乎需要的圓形，而非方形邊緣。另外，在銑削之后，木材還可呈現(xiàn)濕度或變干燥，這使得板變得翹曲并不適用于其預期用途。這些缺點使得30-35％的傳統(tǒng)木材的質(zhì)量評級降低了。
由于尺寸精度的不一致性，還使適用于建筑中的木材經(jīng)常必須被修整、填補、固定以適合或以其他方式適于使用。此外，由于環(huán)境因素或上述其他因素，木材一旦被安裝了，就會具有尺寸不穩(wěn)性。例如，在通常所說的射釘(nail pop)的情況中，被安裝的木材干燥并收縮了，導致了固定件的移位或脫出。同樣，與水或濕氣的意外接觸可導致木材膨脹和永久翹曲。
由于對成熟林的消耗，用于生產(chǎn)木材的天然木材還變得越來越缺乏，尤其是大尺寸的木材。這種缺乏自然導致傳統(tǒng)木材和用木材修建的住宅和商用房屋質(zhì)量的降低和/或?qū)е聜鹘y(tǒng)木材和用傳統(tǒng)木材建造的住宅和商用房屋成本的升高。
本申請還涉及纖維素復合制品。一種類型的復合制品為木質(zhì)復合物，諸如和將木質(zhì)元件和/或木質(zhì)纖維材料膠合的人造板，在本領域中通常以下列示范性詞語稱呼它們纖維板，諸如硬質(zhì)纖維板、中密度纖維板、以及軟質(zhì)纖維板；刨花板，諸如木屑膠合板、薄片板、束板、OSB和膠合板。木材復合物還包括包含這些材料組合的人造板。
已知在本領域中有許多制造OSB的不同方法，諸如，例如，由CanadianWood Council出版的Wood Reference Handbook的4.3章中所述的方法，以及Albert Jackson，David Day，Simon Jennings的TheComplete Manual of Woodworking中所述的方法，在這里作為參考引入上述方法的公開。
制造木質(zhì)復合物的第一步是獲得和分類原木，所述原木可為白楊、香脂冷杉、山毛櫸、樺樹、雪松、榆樹、槐、楓樹、橡樹、松樹、楊樹、云杉或其混合物。可將原木浸透在熱水池中以軟化木材以便于剝皮。一旦剝完皮，就用機械切割裝置將原木加工成束。在干燥之前將這樣生產(chǎn)的束儲存在潮濕箱中。一旦干燥到一致的含水量，通常篩選所述束以減少存在的微粒量。有時將其稱作填充材料的所述束接著在一混合操作中被混合，加入樹脂粘合劑、蠟狀物、和任何期望的增強功能的添加劑以便形成復合原材料，有時被稱為配料。接著將涂覆有樹脂或噴射有樹脂的束沉積到成型線上，所述成型線排列所述束以形成松散的氈狀墊子，這樣形成的墊子還可稱為束陣列。包括一層或多層以可選擇定向(例如，包括隨意定向)排列的束的墊子，接著被輸送到壓力機中。壓力機在熱力和壓力下固結(jié)墊子，用其他添加劑包括粘合劑使樹脂聚合并將所述束粘合在一起以便于形成固結(jié)的束陣列。然后從壓力機中輸出板進入到鋸切操作中，所述鋸切操作將所述板修整為合適的尺寸。
因此，本發(fā)明的一個方面是一種復合建筑構(gòu)件，所述復合建筑構(gòu)件包括具有兩個外部區(qū)和兩個成角度區(qū)域的非平面模制復合腹板，其中成角度區(qū)域的厚度不同于外部區(qū)中至少一個的厚度；和位于所述一外部區(qū)一個外表面上的凸緣。
本發(fā)明的另一個方面是一種復合建筑構(gòu)件，所述復合建筑構(gòu)件包括腹板，所述腹板具有由第一外部區(qū)、第二外部區(qū)和至少兩個成角度區(qū)域限定的至少一個溝槽，每個所述區(qū)域具有厚度，并且每個所述區(qū)域具有內(nèi)表面和外表面；在第一外部區(qū)外表面處與所述腹板連接的第一凸緣；在第二外部區(qū)外表面處與所述腹板連接的第二凸緣；其中，沿平行于溝槽方向所確定的建筑構(gòu)件的寬度，不大于建筑構(gòu)件的厚度，將所述厚度確定為凸緣的平行外表面之間的距離。
本發(fā)明的另一個方面是一種復合建筑構(gòu)件，所述復合建筑構(gòu)件包括非平面的、限定了腹板板(web panel)的模制木質(zhì)束陣列，所述腹板板具有厚度并且具有第一和第二波狀基本表面，所述基本表面提供了第一和第二組脊的交替圖案，所述第一和第二組脊彼此平行延伸并相對于所述腹板板的中心線相對放置；通過斜壁使所述第一組中的相鄰的脊的與所述第二組中的中間的脊連接；并且與所述斜壁相比，在所述第一和第二組脊中至少一組的附近所述第一和第二波狀基本表面之間的所述腹板板的厚度不同。
本發(fā)明的另一個方面是一種生產(chǎn)復合建筑構(gòu)件方法，所述方法包括以下步驟(a)形成包括木基材料的墊子；(b)將所述墊子放在模組中，所述模組具有帶有至少兩個外部區(qū)和至少兩個成角度區(qū)域的非平面結(jié)構(gòu)；(c)關(guān)閉模具以形成模具間隙，其中在至少一個外部區(qū)處的模具間隙不同于在成角度區(qū)域的模具間隙；(d)在壓力和熱力下固結(jié)所述墊子以形成模制的復合腹板板；以及(e)使所述腹板與至少一個凸緣連接，以形成復合建筑構(gòu)件。
本發(fā)明的另一個方面是一種生產(chǎn)建筑構(gòu)件的方法，所述方法包括以下步驟(a)形成包括一陣列木質(zhì)束的墊子；(b)將所述墊子放在模組中，所述模組具有帶有第一和第二模具表面的非平面結(jié)構(gòu)；(c)關(guān)閉模具以形成模具間隙，其中模具間隙提供了第一和第二組脊的交替圖案，所述第一和第二組脊相互平行延伸并相對于所述模組的中心線相對地對置，其中通過斜壁使所述第一組中的相鄰的脊的與所述第二組中的中間的脊連接，并且其中與所述斜壁相比，第一和第二模具表面之間的在至少一個脊附近的模具間隙是不同的；(d)在壓力和熱力下固結(jié)所述墊子以形成模制的復合腹板板；以及(e)使所述腹板與至少一個凸緣連接，以形成復合建筑構(gòu)件。
從對以下結(jié)合附圖和權(quán)利要求所作的詳細描述的審閱中，本領域的普通技術(shù)人員將逐漸明晰本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。雖然本發(fā)明可具有多種形式的實施例，但是下文中所述的是本發(fā)明的具體實施例，應該理解的是，所述實施例是例證性的，并且不應該將本發(fā)明限制為這里所述的具體實施例。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明所涉及的復合建筑構(gòu)件的等距視圖，該復合建筑構(gòu)件可用作墻壁或樓面系統(tǒng)，并且可將其分割以提供多個木材或柱構(gòu)件；圖2是用于模制本發(fā)明的腹板板實施例的模具的截面圖；圖3是本發(fā)明的腹板板實施例的截面圖；圖4是本發(fā)明的腹板板實施例的等距視圖；圖5是側(cè)視圖，其中用在本發(fā)明一個實施例中的腹板板和凸緣板部分被去掉，并且具有結(jié)構(gòu)表面。
圖6是用在本發(fā)明一個實施例中的腹板板的一個區(qū)域的側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明的復合標稱為2×4木材構(gòu)件實施例的一部分的剖開立體等距視圖。
圖8是本發(fā)明的復合支柱實施例的分解的等距視圖。
圖9是本發(fā)明的復合標稱為2×4木材構(gòu)件實施例的分解的等距視圖。
圖10是本發(fā)明的復合標稱為2×6木材構(gòu)件實施例的分解的等距視圖。
圖11是本發(fā)明的復合裝飾構(gòu)件實施例的剖開立體等距視圖，示出了傳統(tǒng)的托梁或構(gòu)架。
圖12是用在本發(fā)明復合裝飾構(gòu)件實施例中的模制元件的頂部平面圖。
圖13是用在本發(fā)明復合裝飾構(gòu)件實施例中的模制元件的側(cè)視圖。
圖14是本發(fā)明的地板材料構(gòu)件的剖開立體等距視圖。
圖15是用在本發(fā)明一個實施例中的腹板楔形區(qū)域的側(cè)視圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述依照本發(fā)明，提供了一種用于從木基材料中生產(chǎn)多層的復合建筑構(gòu)件的方法和設備。所述木基材料可為，例如，薄片、圓片、顆粒、纖維和/或包括其混合的束。通常，通過用樹脂粘合劑并選擇性地用蠟狀物和其他增強功能填料涂覆或噴涂一種或多種木基材料(諸如薄片或纖維)以形成復合原材料或配料而提供建筑構(gòu)件。使復合原材料或配料形成通常均勻基重的墊子。將該墊子輸入具有期望幾何形狀的模組中并在熱壓力機中固結(jié)所述墊子以形成復合板。下面詳細描述了用于生產(chǎn)模制或波狀的復合板的模組。一種或多種該板與第二非平面的或平面的凸緣粘合，并選擇性地與一種或多種端塊或其他框架構(gòu)件粘合，以便于形成本發(fā)明的多層的木質(zhì)復合制品。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，隨后將粘合件切割成多個多層的木質(zhì)復合建筑構(gòu)件。
本發(fā)明的多層木質(zhì)復合建筑構(gòu)件最好包括由通過如上所述將原木或其他木源分解為束而獲得的原材料制成的OSB構(gòu)件。在本領域中已知有生產(chǎn)該束的各種方法。最好通過機械切片和剝片生產(chǎn)所述束。示范性的木質(zhì)材料源有白楊、香脂冷杉、山毛櫸、樺樹、雪松、榆樹、槐、楓樹、橡樹、松樹、楊樹、云杉或其混合物。白楊或松樹是優(yōu)選的，但是應取決于可獲得性、成本和專用要求。所使用的木基材料的類型將限定所生產(chǎn)的板的類型和特性。例如，本發(fā)明可包括限定為壓縮板、薄片板、束板、OSB、和/或纖維板的構(gòu)件。定向的束板是優(yōu)選的。
在下面的圖表1中描述了用于優(yōu)選復合板中的范例的范圍和束的優(yōu)選尺寸。
表I-優(yōu)選的束尺寸
一旦如上所述生產(chǎn)出束，最好加工所述束以降低微粒和灰塵的水平。最好通過使所述束穿過旋轉(zhuǎn)的篩分機或通過其他適合裝置來實現(xiàn)這個步驟。通常，在大約1/8英寸(約3.2mm)或更細小的篩孔尺寸下，微粒的水平可高達60重量百分比(wt.％)(以木基材料的總重量為基礎)，并且更好是在大約20wt.％到30wt.％的范圍內(nèi)。(除非另外指出，這里的所表示的百分率都是以重量為基礎的)。有時將木基材料的混合物簡單地稱為木質(zhì)束。
根據(jù)木基材料的重量，所加工的束的含水量最好在大約2wt.％到9wt.％的范圍內(nèi)，更好是在大約4wt.％到6wt.％的范圍內(nèi)。
接著在混合操作中混合所述束(以及所附帶的微粒和灰塵)，最好加入樹脂粘合劑、蠟狀物以及其他期望的增強功能添加劑，以便于形成用于生產(chǎn)本發(fā)明的板的復合原材料。雖然可使用任何適合的樹脂，但是優(yōu)選的樹脂粘合劑包括酚醛樹脂、間苯二酚甲醛樹脂和MDI樹脂。含脂率最好在大約木基材料重量的1wt.％到10wt.％的范圍內(nèi)。更好是在大約3.5wt.％6到5.5wt.％的范圍內(nèi)。當使用MDI樹脂時，所需的樹脂通常少于使用酚醛樹脂、間苯二酚甲醛樹脂時的情況。除了用于減少樹脂使用率以外，使用MDI樹脂還可降低壓力機溫度(是由于減少能量輸入而引起的)并使得可使用較高含水量的原材料可將配料加入到原材料中以給予本發(fā)明的復合建筑構(gòu)件各種有益特性。例如，阻燃劑、殺蟲劑、殺菌劑、防水劑、紫外線(UV)阻斷劑、顏料以及其組合物都可用于本發(fā)明的替換實施例中。Charlotte，N.C.的Chemical Specialties Inc.在D-BLAZE的商標下出售一種所示范的阻燃劑。最好加入蠟狀物以便于提高耐濕性，所述蠟狀物最好在木質(zhì)束重量的大約wt.％到2wt.％的范圍內(nèi)，例如為大約1wt.％。Borden ofDiboll.TX以EW 58 LV為商標出售了一種所示范的蠟狀物。
接著，使原材料連續(xù)地沉積在成型線上以形成通常均勻基重的墊子。在本發(fā)明的另一個實施例中，可在一個分批生產(chǎn)過程中單獨地形成所述墊子。將墊子的基重計算為模制板的體積乘以模制板的目標密度除以所形成墊子的表面積，其單位為lb/ft2或kg/m2。
可給予墊子中的獨立束以選定的定向(通常在OSB的情況下)，或者可用無規(guī)定向的束裝配所述墊子。OSB通常是指由其中給予束以選定的定向的墊子生產(chǎn)出來的板，但是也可指由其中給予束以無規(guī)定向或所述束具有無規(guī)定向的墊子生產(chǎn)出來的板。單獨墊子中的獨立束層可但非必須具有不同的定向。所述束定向影響著所固結(jié)的復合板的機械性能特性，因此各種應用之間的優(yōu)選的束定向是各不相同的。
接著將連續(xù)構(gòu)成的墊子切割成具有長度和寬度大致等于或略大于由適當?shù)哪＝M所產(chǎn)生的預期板長度和寬度的尺寸。這樣，只通過用以生產(chǎn)所述板的設備的尺寸就將固結(jié)板限制在長度和寬度范圍內(nèi)了。
接著將墊子放入具有期望幾何形狀的模組中。在使用酚醛樹脂進行的墊子固結(jié)過程中，壓機壓板和模組的溫度最好在大約420°F到480°F(大約為215℃到249℃)的范圍內(nèi)，更好是大約450°F(約232℃)。如本領域普通技術(shù)人員所明白的那樣，根據(jù)不同的因素，所期望的壓制溫度和壓力可改變，所述因素包括模具幾何形狀；待壓制的木材類型；原材料的含水量；壓制時間；以及所使用的樹脂的類型。原材料的含水量是一個重要因素，所述含水量因素控制在給定壓制條件下可獲得的墊子的中心溫度，進而可控制壓型循環(huán)。通常通過提高壓制溫度可減少壓制時間，同時具有本領域所公知的某些限制。
例如，在生產(chǎn)固結(jié)纖維素復合物的某些情況下，蒸汽噴射壓制是可使用的固結(jié)步驟。在蒸汽噴射壓制中，通過多孔的一個或多個加熱壓機壓板和/或模具噴入蒸氣，所述蒸氣然后進入、通過墊子并從墊子中排出。蒸氣凝結(jié)在原材料表面并加熱墊子。由蒸氣傳遞到墊子上的熱量以及從壓機壓板和/或模組傳遞到墊子的熱量使得樹脂固化。當與常規(guī)壓制操作相比時，在某些情況下蒸汽噴射壓制可提供許多優(yōu)點，即，比如說，更短的壓制時間、更厚的板的更迅速和令人滿意的處理，并且產(chǎn)品具有更均勻的密度。
依照本發(fā)明方法的一個實施例，在一種設備中在熱力和壓力下固結(jié)了第一墊子，所述設備被構(gòu)造成可生產(chǎn)具有一種或多種波狀的特征(例如，特征為隆脊、肋、溝槽、突出物、平坦區(qū)域、上部區(qū)域、外部區(qū)域、凸起區(qū)域或斜壁)的模制復合腹板，如下面更詳細描述的，所述第一墊子包括從板的中心線或主平面向上和/或向下設置的特征。壓縮板可為原材料的模制陣列，諸如木質(zhì)束的模制陣列。最好使突出物均勻間隔。在壓制時，板保持其完整性并且不斷裂。接著將所述板邊緣修整為合適尺寸。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例通常包括多層的可具有或可不具有相同結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的OSB構(gòu)件。這樣，一種或多種附加墊子分別在一種設備中的熱量和壓力下固結(jié)，所述設備被構(gòu)成可生產(chǎn)具有預期結(jié)構(gòu)的板。這些附加復合板可為平坦的或者可具有模制的或波狀的特征，并同樣將所述板邊緣修整為合適尺寸。下面也更為詳細地描述了這些附加復合板。
使一個或多個附加復合板與所述第一板、并選擇性地與端塊或其他框架構(gòu)件對齊并與之粘合，以便于形成本發(fā)明的木質(zhì)復合建筑構(gòu)件?？捎煤线m的粘合劑將板和可選擇的端塊彼此粘合。涂覆于接觸面和/或板之間相交處的優(yōu)選的膠粘劑將提供一種至少等于復合板自身抗切強度的抗切強度。可從以下的組合中選擇出優(yōu)選的膠粘劑，所述組合包括熱溶性聚氨脂、濕固化熱溶性聚氨脂、濕固化聚氨脂膠粘劑，以及其混合物。最好以在接觸面積的約oz./ft2(約7.4ml/cm2)到oz./ft2(約22ml/cm2)的范圍內(nèi)的比例涂覆粘合劑，例如大約oz./ft2(約14ml/cm2)。在本發(fā)明的一個替換實施例中，可使用防水間苯二酚粘合劑或異氰酸酯或MDI基粘合劑。在本發(fā)明的另一個替換實施例中，可用機械緊固件(諸如卡釘)代替粘合劑或者用機械緊固件來輔助粘合劑。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，如以下所述的，隨后將粘合組件切割成多個木質(zhì)復合建筑構(gòu)件。
本發(fā)明產(chǎn)品的有利特性使其在建筑應用諸如木材部件、地板、墻壁、屋頂以及框架構(gòu)件中成為出色的構(gòu)件。依照本發(fā)明的該方法生產(chǎn)了一種復合構(gòu)件，所述復合構(gòu)件結(jié)合了建筑構(gòu)件中各種有用的期望特性(諸如壓縮和彎曲強度、抗撓勁度、碰撞偏轉(zhuǎn)，以及增加的對于水、昆蟲、細菌和火的抵抗力)的設計組合。
下面將更為詳細地描述本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例。
復合木材本發(fā)明方法可用于生產(chǎn)本發(fā)明的適于用作常規(guī)木材替代品的復合木制品，或用于用尺寸和強度特征操縱的不適合于常規(guī)木材的特殊應用的一個實施例。首先參照對于依照本發(fā)明所生產(chǎn)的產(chǎn)品的進行概述的圖1，本發(fā)明多層復合物包括作為中間構(gòu)件的粘結(jié)組件20。構(gòu)件20包括一個或多個腹板板21(示出了一個)，以及夾在兩個凸緣23(示出了兩個)之間的一個或多個端塊22(示出了兩個)。圖1中的凸緣23是平板，但這不是本案例所必需的。最好沿垂直于腹板板21中的溝槽24的方向沿著直線25切割粘結(jié)組件20，以便于生產(chǎn)本發(fā)明的單個的多層木質(zhì)復合木材構(gòu)件(見圖9和10)，每個復合木材構(gòu)件具有一個或多個腹板21、凸緣23以及可選擇的端塊22。
應該理解的是，詞語“腹板、凸緣和端塊”是用來表示這些單獨構(gòu)件的，或者作為板或粘結(jié)組件20中的束，或者作為通過如上所述和如圖1所示的沿直線25分開粘結(jié)組件20而生產(chǎn)的單個木材構(gòu)件的部件。這樣，例如，盡管詞語腹板(web)和腹板板(web panel)是可互換的，但是詞語腹板板(web panel)可用于強調(diào)較大尺寸的部件，例如此處圖1中的所述被分開以前的部件21。
下面將結(jié)合本發(fā)明的復合木材構(gòu)件描述腹板板21的一個實施例的生產(chǎn)方法。然而，應該理解的是，腹板板21的特征及其制造方法同樣適用于單獨用在某些應用中和帶有附加構(gòu)件的應用中的腹板板21，包括后面描述的本發(fā)明的其他實施例，諸如，裝飾構(gòu)件。
在生產(chǎn)本發(fā)明的復合木材產(chǎn)品的一個優(yōu)選實施例中，即將變成腹板板21的墊子由上述連續(xù)程序中高達3層的被樹脂覆蓋的、松散地粘結(jié)的和定向的束組成?？蓪|子表示為包括木質(zhì)束陣列。例如，沿平行于完成的木材構(gòu)件的縱軸的方向形成第一層或底層。第一層最好占總墊子重量的1/3到100％?？纱怪庇诘谝粚拥姆较蛐纬傻诙踊蛑虚g層，并且第二層可包括高達總墊子重量的1/3?？善叫杏诘谝粚拥姆较蛐纬傻谌龑踊蝽攲樱⑶业谌龑涌烧几哌_總墊子重量的1/2。換句話說，在墊子中最好包括一到三層，其中通常每層都具有沿垂直于相鄰層中的束定向的束。在一個優(yōu)選實施例中，每層包括墊子總重量的大約1/3。
在另一個優(yōu)選實施例中，使約80％到100％的束例如大約90％的束沿平行于木材構(gòu)件的縱軸的方向定向。在具有三層的那個實施例的一個方案中，使得沿平行于木材構(gòu)件的縱軸的方向定向的束，例如在重量上近似于平均分布于墊子的頂層和底層之間。在具有多層的實施例的另一個方案中，使得沿平行于木材構(gòu)件的縱軸的方向定向的束在重量上近似于平均分布于墊子的所有層上。
在一個優(yōu)選實施例中，沿垂直于溝槽24方向上的腹板板21的尺寸大致與本發(fā)明完成的復合木材制品的期望長度一致。在另一個優(yōu)選實施例中，沿垂直于溝槽24方向上的腹板板21的尺寸小于本發(fā)明完成的復合木材制品的期望長度，以便于為如圖1的實施例中的端塊拼裝梁22提供空間。在這樣的情況中，最好將腹板板21粘合于凸緣23，以便沿直線25在粘結(jié)組件20的相對端處留有近似相等的縫隙。下面將結(jié)合端塊22更詳細地描述這些實施例。
為了使得從一個粘結(jié)組件20中生產(chǎn)復合木材構(gòu)件的效能最大化，腹板板21的寬度(即，沿垂直于直線25的方向)和，用于生產(chǎn)腹板板21的墊子寬度最好盡可能地大。例如，在用于生產(chǎn)大約8英尺(約2.4m)長的復合木材的4英尺(約1.2m)×8英尺(約2.4m)的加熱壓力機中，腹板板21最好是4英尺(約1.2m)寬。最好，8英尺(約2.4m)×24英尺(約7.3m)的加熱壓力機用于生產(chǎn)大約8英尺(約2.4m)長的復合木材，其中腹板板21最好是24英尺(約7.3m)寬(即，沿垂直于直線25的方向)。
下面將描述生產(chǎn)本發(fā)明復合木材產(chǎn)品的一種優(yōu)選工藝。參照圖2，將如上所述生產(chǎn)的松散粘結(jié)的腹板板墊子放入模組26中，所述模組26具有用于生產(chǎn)具有帶斜壁的平行溝槽24的腹板板21優(yōu)選的獨特結(jié)構(gòu)。包括第一(上部)模具27和第二(下部)模具28的模組26確定固結(jié)的腹板板21的外形幾何形狀。
當模組26緊靠在墊子上時，墊子的木質(zhì)束最好在墊子的矩陣內(nèi)(或者，在本發(fā)明的一個實施例中，在木質(zhì)束組中)移動或滑動，以大致與模具形狀一致。可以發(fā)現(xiàn)的是，由于上部模具27和下部模具28之間的相互作用而產(chǎn)生的墊子上的壓縮力和剪切力，導致墊子的表面積可增加75％，最好增加15％到25％，更好是增加到20％。由于松散粘結(jié)的墊子中束的松開狀態(tài)，在壓縮操作期間它們通常趨向于在墊子的某一區(qū)域中移動。影響著使用本發(fā)明工藝的壓制期間墊子表面積可增加量的因素包括腹板板21的幾何形狀或外形(或者，換句話說，腹板板21的外形或輪廓)；在腹板板21的不同位置中厚度中的變化(或者，換句話說，模組26的不同位置中的模具縫隙的變化)；在壓制閉合之前墊子基重和束的定位；以及束幾何形狀(包括物理上的長度、寬度和厚度)。在壓制閉合期間在掠過、壓裂或破壞復合墊子的連續(xù)性之前，這些因素影響著束在墊子矩陣中的移動或滑動能力。依照本發(fā)明所使用的工藝和獨特模具形狀有助于最佳地組合這些因素，以便于在不壓裂墊子特別是在外部區(qū)33的情況下可增加墊子的表面積。同時，該工藝最好提供一種具有至少基本均勻的密度的產(chǎn)品，導致模制板以及由所述模制板構(gòu)成的制品的增加的強度。相反，現(xiàn)有方法的壓縮產(chǎn)品其特征在于，不良的密度偏差，導致模制板以及由所述模制板構(gòu)成的制品的降低的強度。
在使用酚醛樹脂的墊子固結(jié)期間，壓機壓板和/或模組的溫度最好在大約420°F到480°F(大約為215℃到249℃)的范圍內(nèi)，更好是大約450°F(約232℃)。壓制時間取決于已完成產(chǎn)品的厚度以及上面列示的其他因素，但是在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中最好在1到5分鐘的范圍內(nèi)。
壓制和墊子固結(jié)期間第一模具27和第二模具28之間的距離或間隙限定了在任一具體點處的固結(jié)腹板的厚度。例如，圖2中點29和點30限定了模組26的一個位置處的模具間隙。還可作出模具間隙的另一個測量，例如在點31和點32處。由于模具間隙中的具體偏差，本發(fā)明的模組26最好生產(chǎn)一種具有從一點到另一點變化厚度的腹板板21(例如，在腹板相對于圖2模組26的位置29/30和31/32的位置處不同)，以便于獲得整個腹板板21的至少基本均勻的密度。本發(fā)明的這個方面不僅使得腹板25的剛性最大化，而且還在壓縮過程中保持了墊子的完整性。
圖3示出了由圖2的模組26所生產(chǎn)的本發(fā)明腹板板21的橫截面幾何形狀。圖4提供了由圖2的模組26所生產(chǎn)的腹板板21的等距視圖。(圖中相同的附圖標記表示相同的元件。)圖3和圖4中所示的腹板板21具有(a)通常平的多個縱向延伸外部區(qū)33和(b)多個縱向延伸的內(nèi)部或成角度的區(qū)域34，所述區(qū)域34位于外部區(qū)33之間、與外部區(qū)33鄰接并與外部區(qū)33構(gòu)成整體。外部區(qū)33位于成角度的區(qū)域34的上方(例如，圖3中的元件33a、33b和33c)和下方(例如，圖3中的元件33d、33e和33f)，所述外部區(qū)33與成角度的區(qū)域34鄰接并與之構(gòu)成整體。最好，外部區(qū)33與成角度的區(qū)域34的相交處是倒圓的。通過與第一模具27接觸形成了腹板板的上表面，通過與第二模具28接觸形成了腹板板的下表面。當腹板板21包括一組位于上部的外部區(qū)(例如區(qū)域33a、33b和33c)和一組位于下部的外部區(qū)(例如區(qū)域33d、33e和33f)時，最好使相鄰的外部區(qū)(例如區(qū)域33a和33d)的橫向以預定距離相隔且垂直方向向也以預定距離相隔。
位于上方外部區(qū)33a、33b和33c(如圖3所示)處的腹板21的厚度最好小于(薄于)成角度的區(qū)域34的處的腹板21的厚度。位于下方外部區(qū)33d、33e和33f處的腹板21的厚度最好大于位于上方外部區(qū)33a、33b和33c處的腹板21的厚度，并且至少等于成角度的區(qū)域34的處的腹板21的厚度。外部區(qū)33與成角度的區(qū)域34的相交處的腹板21的厚度最好在位于各個區(qū)33和34處的腹板21的厚度之間逐漸轉(zhuǎn)換，最好是經(jīng)由倒圓的相交處。如上所述的，通過設定模具間隙提供這些厚度。更具體地說，上方外部區(qū)33a、33b和33c處的腹板21的厚度與成角度的區(qū)域34的厚度以及位于下方外部區(qū)33d、33e和33f的厚度的比率最好在大約0.75到1.0的范圍內(nèi)，更好是在大約0.8到0.9的范圍內(nèi)，例如是0.85。在本發(fā)明的建筑構(gòu)件中生產(chǎn)和使用腹板21中，不同的厚度提供了實質(zhì)性的意想不到的優(yōu)點。
在一個優(yōu)選實施例中，腹板的厚度從較厚的下方外部區(qū)(例如，圖3中的33d)，經(jīng)由成角度的區(qū)域(例如區(qū)域34)，到較薄的上方外部區(qū)(例如，區(qū)域33b)逐漸變小(例如，通過厚度的直線下降)，其中該遞減貫穿各個區(qū)之間的相交處。將各個區(qū)處的模具間隙調(diào)節(jié)為是由重力和模組26的關(guān)閉引起的墊子中原材料重新分配的原因，從而在成型后腹板21具有基本均勻的密度。因此，比較而言，其中在模具間隙中分配有較多原材料(例如圖2中位置29/30附近)的腹板21的厚度最好大于其中在模具間隙中分配有較少原材料(例如位置31/32附近)的腹板21的厚度。
在本發(fā)明的一個復合木材的實施例中，腹板21的厚度最好在大約1/8英寸到1英寸(約3.18mm到25.4mm)的范圍內(nèi)，更好是在大約英寸到英寸(約6.35mm到12.7mm)的范圍內(nèi)。外部區(qū)33a、33b和33c處的厚度最好在大約0.215英寸到0.465英寸(約5.5mm到11.8mm)的范圍內(nèi)，而外部區(qū)33d、33e和33f的厚度最好在大約0.250英寸到0.50英寸(約6.35mm到12.7mm)的范圍內(nèi)。
當使用美國長葉松作為原材料中的纖維素構(gòu)件時，依照本發(fā)明的腹板板21在板的任何位置最好具有約0.6到0.9范圍內(nèi)的比重，更好是約0.65到0.75范圍內(nèi)的比重，最好是約0.75的比重。當使用美國長葉松作為原材料中的纖維素構(gòu)件時，板的總比重在約0.6到0.9范圍內(nèi)的，更好是在約0.65到0.75范圍內(nèi)，最好是約0.75，可使其成為高密度木質(zhì)復合物。變化的模具間隙最好可供生產(chǎn)沿其外形具有至少基本均勻的密度的腹板板21之用。最好，在外部區(qū)33處的腹板21的密度至少為成角度的區(qū)域34處的腹板21的密度的75％，更好是至少90％，例如95％。同樣，在上方外部區(qū)(例如，33a)的腹板21的密度至少是在下方外部區(qū)(例如，33d)的腹板21的密度的75％，更好是至少80％，最好是90％，例如95％。
雖然圖3和圖4中所示的腹板板21的外部區(qū)33通常是平坦的(平面的)，但是在一個替換實施例中，外部區(qū)33可為曲線的，或可具有曲面和平面的組合或者可具有其他形狀和/或構(gòu)造的表面。例如，在腹板21的外部區(qū)33的外表面上可提供某種結(jié)構(gòu)、外形或其他表面，以便于提供與最終木材制品的其他構(gòu)件諸如凸緣23、端塊22或輔助腹板21的改進的連結(jié)或粘結(jié)。例如，圖5示出了具有結(jié)構(gòu)表面123a、123b的腹板21的一部分和凸緣23a和23b。此外，外部區(qū)33d的下表面133d具有交互的具有肋和帶槽的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)提供與凸緣23b的表面123b的肋和槽的機械交織和/或夾持。在一個優(yōu)選實施例中，外部區(qū)33d的下表面133d具有與凸緣23b的上表面123b相同的結(jié)構(gòu)，但是在在其他實施例中該結(jié)構(gòu)可略微或完全不同。所述結(jié)構(gòu)可包括任何特征，即，當位于腹板21、端塊22和凸緣23的一個或多個表面上時，在使用或不使用粘合劑的情況下，提供對于復合建筑構(gòu)件的任何其他構(gòu)件的表面的改進的接合(例如，夾持、摩擦阻力、粘附或交織)。同樣可使表面123a、133a、133b構(gòu)造成提供上述改進的接合。
因此，應該理解的是，這里詞語“平坦”的使用是指通常平面的部分。在另一個替換實施例中，外部區(qū)33可為腹板21的彎曲部分的頂點。在另一個實施例中，外部區(qū)33可具有從所述區(qū)33的中心到所述區(qū)33的端部增加或減少的厚度，所述區(qū)33與成角度的區(qū)域34鄰接并與之構(gòu)成整體。
同樣，圖3中所示的成角度的區(qū)域34通常是平坦(平面)的(同樣如圖5和圖6中所示的)，但是也可以具有輪廓。例如，腹板21可具有正弦曲線形狀的橫截面。在另一個實施例中，圖3中所示的成角度的區(qū)域34可包含一個或多個平坦(平面)的區(qū)域，例如通常垂直于腹板21的外部區(qū)33的平坦區(qū)。
成角度的區(qū)域34可與外部區(qū)域33形成各種角度?？煞Q這些角度為斜度角。例如，參考圖6，外部區(qū)(例如，33d)的下表面133d與成角度的區(qū)域34的中心線49之間的角α為腹板段36的斜度角。參考圖15，其特征為成角度的區(qū)域34中逐漸變細厚度的腹板21的實施例，優(yōu)選的設計具有外部區(qū)(例如，33d)的下表面133d與成角度的區(qū)域34的上表面134a之間的斜度角β。在這種情況下，通過腹板21中該部分所選擇的逐漸變小的角度確定外部區(qū)(例如，33d)的下表面133d與成角度的區(qū)域34的下表面134b之間的角度。
腹板21的斜度角α和β最好在大約30度到60度的范圍內(nèi)，更好是在大約35度到55度的范圍內(nèi)，最好是在大約40度到50度的范圍內(nèi)，例如在一種優(yōu)選的復合木材制品中大約45度。在本發(fā)明的另一個實施例中，腹板21的斜度角α和β大于45度。增加的斜度角，特別是大于45度的斜度角，提供了本發(fā)明腹板板21中的實質(zhì)性優(yōu)點，諸如，以降低的材料成本和增加的強度跨度更大距離的能力。
參考圖7，示出了本發(fā)明復合木材38的實施例，所述復合木材3 8分別具有上部凸緣23a和下部凸緣23b、夾持在凸緣23a和23b之間的腹板21以及可選擇的端塊22。具有外倒圓35的表面被限定于外部區(qū)33與成角度的區(qū)域34的相交處(即倒圓的相交處)，在圖15中詳細示出了這一點，其中腹板21的上表面在位于上部的外部區(qū)33a和成角度的區(qū)域34的相交處形成了倒圓35a。在腹板21的外表面處(即，在位于上部的外部區(qū)例如33a的上表面附近，或在位于下部的外部區(qū)例如33d的下表面附近)的這樣一個倒圓，可被稱為外倒圓或肩狀物。圖15示出了由腹板21的下表面在位于上部的外部區(qū)33a與成角度的區(qū)域34的相交處形成的倒圓35b。同樣，圖15示出了由腹板21的上表面在位于下部的外部區(qū)33d與成角度的區(qū)域34的相交處形成的倒圓35c。位于腹板21的內(nèi)表面處(即，在位于上部的外部區(qū)例如33a的下表面附近，或在位于下部的外部區(qū)例如33d的上表面附近)的一個倒圓諸如倒圓35b和35c，可被稱為內(nèi)倒圓。內(nèi)倒圓(例如倒圓35b和35c)最好小于外倒圓(例如倒圓35a)。當腹板21如圖15中那樣逐漸變細時，倒圓35b最好小于倒圓35c。
腹板21的倒圓通常隨著腹板21的總厚度而變化。例如，成角度的區(qū)域34和位于上部的外部區(qū)(例如33a)之間的相交處的腹板21的倒圓35a通常隨著位于上部的外部區(qū)(例如33a)的厚度而變化。倒圓35a的尺寸最好等于腹板21鄰近區(qū)處的厚度的約1到3倍。在一個具體實施例中，該尺寸近似于相鄰外部區(qū)處腹板21厚度的1.5倍。
在下面的表2中列示了位于上部的外部區(qū)33的各種厚度的示范性倒圓半徑35a。
圖表II-示范性腹板倒圓半徑35a(近似值)
腹板21的剖面厚度或剖面深度(是由腹板的最大深度所確定的，例如，參考圖5，從區(qū)域33a的上表面133a到區(qū)域33d的下表面133d的距離)最好在大約 英寸到8英寸(大約6.35mm到20.32cm)的范圍內(nèi)，更好是在大約？英寸到4英寸(大約6.35mm到10.16cm)的范圍內(nèi)。
腹板21的撐壓深度被測定為成角度的區(qū)域34所經(jīng)過的相鄰外部區(qū)(例如區(qū)域33a和33d)中心線之間的垂直距離。雖然整個腹板21的撐壓深度可以是均勻的，但這并非必需的。這樣，例如，外部區(qū)33a、33b和33c的頂面最好，但是可選擇地位于一個平面中。腹板21的撐壓深度最好是大約6英寸(約15.24cm)或更小，更好是在大約1/4英寸到31/2英寸(大約6.35mm到88.9mm)的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，腹板21的撐壓深度大于任何一個區(qū)的厚度。
圖6中所示的腹板段36，被稱為位于下部的外部區(qū)33的縱向中點與相鄰的位于上部的外部區(qū)33的縱向中點之間(33d的中點到33b的中點)的腹板21的一部分。該距離，腹板段36長度(沿圖6所示的線段A-B所測得的)取決于成角度的區(qū)域34的斜度角、腹板段中的撐壓深度以及位于下部的外部區(qū)33d和位于上部的外部區(qū)33b的長度。在其中所有的腹板段36都相同的腹板21中，腹板段重復的頻率由腹板段36長度的倒數(shù)限定。
復合木材制品的強度部分取決于腹板段重復的頻率。通常，當腹板段重復的頻率增加時，木材制品的抗彎強度就增加。以下的設計因素與提供腹板的抗彎阻力相關(guān)，從而與包括該腹板的制品相關(guān)(a)木材的期望長度；(b)所用端塊的寬度(若有的話)；(c)成角度的區(qū)域34的斜度角(其自身取決于所用的原材料和撐壓深度)；(d)各個區(qū)和區(qū)相交處的腹板厚度；(e)腹板21密度；(f)腹板21和凸緣23之間內(nèi)表面的面積；以及(g)腹板21、一個或多個凸緣23和一個或多個端塊22之間的粘合劑的類型和量。這些因素可選擇使得可實現(xiàn)期望的抗彎阻力。
圖15示出了腹板21的另一個優(yōu)選特征，其中成角度的區(qū)域34和位于下部的外部區(qū)(例如33d)的相交處附近的腹板21的下表面的一部分51基本上是平坦(平面)的，并相對于位于下部的外部區(qū)33d的下表面133d形成角γ?？蓪⒃撎卣鞣Q為壓扁的肩狀物51。該特征使得腹板21的厚度被控制或確定在成角度的區(qū)域34和位于下部的外部區(qū)(例如33d)的相交處。當包含該特征時，壓扁的肩狀物51在一端(例如，下表面)與成角度的區(qū)域34的相交處，以及在另一端與外部區(qū)的表面(例如，位于下部的外部區(qū)33d的下表面)的相交處最好是倒圓的。
最好使角度γ和壓扁的肩狀物51的長度選擇為提供成角度的區(qū)域34和外部區(qū)(例如位于下部的外部區(qū)33d)的之間相交處附近的腹板21的一個厚度，所述厚度在外部區(qū)的厚度和成角度的區(qū)域34的厚度之間轉(zhuǎn)換。更好地，使角度γ和部分51的長度選擇為提供成角度的區(qū)域34和外部區(qū)(例如位于下部的外部區(qū)33d)之間的相交處附近的一個腹板21厚度，所述厚度在模組關(guān)閉以后符合成角度的區(qū)域34與外部區(qū)(例如33d)之間的相交處附近的模組26中原材料的分布，以便于提供腹板21的基本上均勻的密度。因此，最好將壓扁的肩狀物51的特征用在成角度的區(qū)域34和位于下部的外部區(qū)(例如，33d)的之間相交處。
角度γ最好在大約20度到50度的范圍之間，更好的是在大約25度到35度的范圍之間。在一個示范性實施例中，角度γ基本上等于31度。
在本發(fā)明的另一個實施例中，固結(jié)的腹板板21具有分別由第一(上部)模具27和第二(下部)模具28形成的第一和第二波狀基本表面。第一和第二波狀基本表面提供第一和第二組脊的交替圖案，所述第一和第二組脊相互平行延伸并關(guān)于腹板板21的中心線(例如圖3中的元件33)相對放置。斜壁(例如圖3中的元件34)使得第一組中的相鄰脊(例如圖3中的元件33a、33b、33c)與第二組中的中間脊(例如圖3中的元件33d、33e)連接。最好，在脊與斜壁相交處的附近至少一個基本表面是倒圓的。在第一和第二組脊(分別如圖3中的元件33a、33b、33c，和元件33d、33e、33f)中至少一組附近的第一和第二基本表面之間的腹板板21的厚度同斜壁(例如圖3中的元件34)相比是不同的。
本發(fā)明的該腹板板21的實施例的特征可與前述腹板板21的特征相同。例如，在優(yōu)選實施例中，腹板21的厚度從斜壁到脊經(jīng)由倒圓相交處逐漸地增加或減少。
參考圖1，為了制造復合木材構(gòu)件，使一個或多個固結(jié)腹板板21與兩個凸緣板23以及可選擇地與兩個端塊梁22粘合，以便于形成圖1的粘結(jié)組件20。通常，可用任何材料制成本發(fā)明的復合木材制品的凸緣板23。示范性凸緣材料有層壓飾布板材(LVL)、常規(guī)實心木材、膠合板、層壓束木材(LSL)、平行束木材(PSL)、碎料板、OSB、束板(薄片板)、纖維板、瓦楞紙板、牛皮紙、塑料、玻璃纖維和金屬?？蛇x擇的凸緣材料可包括諸如上述與腹板21有關(guān)的增強功能材料。
凸緣23還有助于復合木材制品的偏轉(zhuǎn)阻力。因此，最好用與所述腹板組合為具體應用提供所期望的偏轉(zhuǎn)阻力的材料制成凸緣。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，凸緣是用與根據(jù)上述方法的腹板21相同的原材料制成的OSB。在這樣的實施例中，凸緣23的束最好沿垂直于腹板21的溝槽24的方向定向，而且凸緣23的厚度最好在大約1/8英寸到1英寸(約3.2mm到25.4mm)的范圍內(nèi)。相對的凸緣最好是等厚度的，然而，在某些應用中，本發(fā)明產(chǎn)品可使用兩個完全不同的凸緣(關(guān)于厚度和材料都不同)。
木材制品的凸緣23最好整體為平的并且具有均勻橫截面尺寸(或厚度)。然而，應該理解的是，本發(fā)明也可使用其他凸緣形狀。例如，在一個替換實施例中，凸緣23本身是具有上述一個或多個特征的腹板板21。當凸緣23本身是腹板21時，詞語“名義上的凸緣”23是用于指它具體的腹板狀特征。或者，這樣的多層組件可僅指一個或多個腹板21。這樣的“名義上的凸緣”23最好具有較小的撐壓深度[例如，在大約1/16到1/2英寸(約1.6mm到12.7mm)的范圍內(nèi)]，重復腹板段36的頻率，并且外部區(qū)33長度足以使得“名義上的凸緣”23的一個或多個外部區(qū)33與腹板21的一個或多個外部區(qū)33相接觸。
凸緣板23最好具有一種近似于等于期望的復合木材制品長度的尺寸(在這里指長度)。參照繪有粘結(jié)組件20的圖1，沿直線25測量凸緣板23的長度。在平面垂直(寬度)方向中凸緣板23的尺寸可為任何實用尺寸，并最好等于粘結(jié)組件20中的腹板21的寬度。
通常，可用任何材料或材料的組合制成本發(fā)明的復合木材制品的可選擇端塊22，所述材料包括層壓飾面板材(LVL)、常規(guī)實心木材、膠合板、層壓束木材(LSL)、平行束木材(PSL)、碎料板、OSB、束板(薄片板)、纖維板、瓦楞紙板、牛皮紙、塑料、玻璃纖維和金屬。最好用具有足夠強度的材料制成端塊22以便于保持機械固定，更好的是用可釘釘?shù)牟牧现瞥啥藟K22。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，端塊22是用碎料板制成的。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，端塊22是用生產(chǎn)凸緣23的下腳料制成的。相對端塊22最好用相同的材料制成，然而，本發(fā)明也可包括用兩種不同材料制成的端塊22，或者包括兩個端塊，每個都用不同的材料制成。
可選擇的端塊拼裝梁最好具有大致等于凸緣板23寬度(大致等于腹板板21的寬度)的長度。
參照圖1，可選擇的端塊拼裝梁最好具有足以橫跨粘結(jié)組件20各端上的凸緣板23a和23b的外緣223a和223b與腹板板21端部(未示出)之間的預定間隙的寬度。端塊22最好足夠大以提供固體材料的足夠容積，以便于當安置木材時保持機械固定。
參照圖1和圖5，可選擇的端塊拼裝梁最好足夠大以橫跨形成于粘結(jié)組件20中相對凸緣23a和23b的內(nèi)表面123a和123b之間的間隙。在圖1的復合木材制品中，其中沿直線25垂直于溝槽24的腹板板21的長度小于沿直線25的凸緣23的長度，端塊拼裝梁厚度最好大致等于腹板板21的撐壓深度。在另一個實施例中，沿直線25方向的腹板板21的長度大致等于凸緣板23的長度(其中腹板21的外部區(qū)延伸到凸緣23的外緣223a和223b)。在這樣的實施例中，優(yōu)選的端塊22具有大致等于腹板21撐壓深度并小于終端外部區(qū)33厚度的厚度。換句話說，在這樣的實施例中，端塊22的厚度不大于形成于腹板21外部區(qū)33的內(nèi)表面與相對凸緣23的內(nèi)表面(例如，123a)之間的間隙。
為了裝配優(yōu)選的中間粘結(jié)組件20，將粘合劑涂覆到構(gòu)件之間的接觸面上，并將構(gòu)件對齊。例如，可將粘合劑涂覆到一個或多個腹板板21的外部區(qū)33的外表面133a、133b和133d(圖5)上。在其中使用兩個或多個腹板板的情況中，最好外部區(qū)33對齊使得溝槽24是平行的并且外部區(qū)33的外表面重合，例如如圖10中所示的。可使一個或多個腹板板21堆疊以形成腹板芯，所述腹板芯可與一個或多個凸緣板23對齊并與之粘合?？墒箍蛇x擇的端塊22與凸緣板23和單個或者多個腹板板21在單個或者多個腹板板21的端部粘合，平行于溝槽24。第二凸緣板可與腹板21和可選擇的端塊22支柱對齊并與之粘合。
涂覆粘合劑并對齊構(gòu)件之后，將整個粘結(jié)組件20輸送到壓力機(最好是連續(xù)的夾子壓力機或印壓機)中經(jīng)過預定的時間，并經(jīng)受足以固化和/或干燥粘合劑的高壓和/或溫度。
為了生產(chǎn)復合木材制品，接著將粘結(jié)組件20輸送到多刀軸鋸床上。鋸床沿垂直于溝槽24的方向，沿直線25切割粘結(jié)組件20。刀軸之間的寬度大致等于期望復合木材制品的寬度，例如大約1英寸(約3.81cm)，標稱的2×4的寬度。用這種方法，從一個粘結(jié)組件20可生產(chǎn)許多的本發(fā)明的多個木質(zhì)復合木材實施例。
通過只從粘結(jié)組件20中切割較厚的部分例如1英尺厚(約30.5cm)的部分，最好沿平行于溝槽24的方向，可從相同的用于復合木材的中間粘結(jié)組件20中生產(chǎn)出來支柱37(圖8中所繪的一個例子)。在這種方式中，可生產(chǎn)出與復合木材同樣效能的1英尺厚(約30.5cm)的支柱37。這是一個超越已知方法的優(yōu)點，在已知方法中例如，將8個常規(guī)2×4標稱的木材膠合在一起才能生產(chǎn)出同樣尺寸的支柱。
通過添加合適的增強功能添加劑，或通過將合適的專用涂層涂覆到本發(fā)明復合木材制品的表面，可獲得諸如著色、防火、防蟲、防菌以及防水等附加功能。
可將本發(fā)明的復合木材實施例設計為具有與常規(guī)木材同樣的外部尺寸以及充足的彈性系數(shù)和慣性矩，以便于滿足標準應用的結(jié)構(gòu)要求。然而，本發(fā)明還適用于生產(chǎn)具有可替換橫截面尺寸的木材構(gòu)件，并且其長度上只受用于生產(chǎn)該粘結(jié)組件20獨立構(gòu)件的設備的尺寸的限制。
此外，本發(fā)明還可提供具有不同于其常規(guī)木材對應物的功能特性的復合木材制品。例如，常規(guī)2×6(標稱)木材常常用在房屋建筑中，以便于為蓋板之間的R-19絕緣材料提供5英寸(約14cm)深的空間，但是它通常更強于滿足建筑條例要求所需的強度。從而增加了建筑項目的成本。本發(fā)明的標稱為2×6的多層木質(zhì)復合木材構(gòu)件可具有與常規(guī)2×6相同的橫截面尺寸，但是可將其設計為特殊(例如，與常規(guī)木材相比增加或減少)的強度要求。因此，本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種滿足或超越了建筑條例要求的建筑構(gòu)件的能力，并且，連同其它優(yōu)點，比如與常規(guī)制品(諸如常規(guī)2×6)相比，使用更少的原始材料、重量更輕、而且生產(chǎn)成本更少。
本發(fā)明的標稱2×4的實施例適用于作為常規(guī)2″×4″×8′(標稱)的常規(guī)木材替代品的本發(fā)明的優(yōu)選復合制品的一個實施例(在圖9中的等距視圖中示出)包括一個腹板21和央在兩個凸緣23之中并與之粘合的兩個端塊22。將本發(fā)明的優(yōu)選復合2×4制品38設計為具有與常規(guī)2×4木材同樣的橫截面尺寸，即1英寸到3英寸(約38.1mm到88.9mm)，大約8英尺(約244cm)長，并具有使得產(chǎn)品符合住宅和城市發(fā)展(HUD)的建筑和安全標準的用來制造在風帶1建筑的家用建筑物彈性系數(shù)。然而，本發(fā)明還適用于用于替代常規(guī)木材的其他多層木材復合物，包括例如實際的和標稱的1×3s、1×4s、2×3s、2×6s、2×8s、2×10s、2×12s、4×4s、4×6s、以及6×6s，并且其長度上只受用于生產(chǎn)該粘結(jié)組件20獨立構(gòu)件的設備的尺寸的限制．例如，圖10是多層復合2×6產(chǎn)品39的透視圖，所述產(chǎn)品39可用作常規(guī)標稱2×6的替代品。本發(fā)明的該實施例包括粘合在其外部區(qū)33的兩個腹板21。
下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選2×4產(chǎn)品38的結(jié)構(gòu)?？捎眠@樣的束制成優(yōu)選的腹板21，所述束具有約4英寸到5英寸(約11.4cm到14cm)范圍內(nèi)的長度、約 英寸到1英寸(約19mm到25.4am)范圍內(nèi)的寬度，以及約0.02英寸到0.025英寸(約0.51mm到0.64mm)范圍內(nèi)的厚度。基于束的重量，用作優(yōu)選腹板21中的束具有約2％到9％范圍內(nèi)的預壓含水量，含水量最好在約4％到6％的范圍內(nèi)，例如5％。
如上所述通過結(jié)合所述束、樹脂粘合劑、蠟狀物以及其他選擇性添加劑生產(chǎn)出墊子。用于腹板21的優(yōu)選樹脂粘合劑是間苯二酚甲醛樹脂，最好基于木質(zhì)束的重量以大約42wt.％的量添加。最好基于木質(zhì)束的重量在大約wt.％到2wt.％的范圍內(nèi)將蠟狀物添加到原材料中，例如約1wt.％。
在優(yōu)選的2×4實施例中，依照上述連續(xù)工藝，由三層包括束的原材料形成將變成腹板21的墊子。將第一(底)層和第三(頂)層束沿加工方向(即，沿垂直于溝槽24的方向)定向，并且所述第一(底)層和第三(頂)層束包括約90％的總墊子重量，所述90％的重量在這兩層之間均分。將第二(或中間)層束沿垂直于加工方向(即，沿平行于溝槽24的方向)定向，并且所述第二(或中間)層束包括余下的約10％的總墊子重量。
最好將本發(fā)明的復合2×4產(chǎn)品制成長度為約81.75英寸(約2.08m)的、約87.75英寸(約2.23m)的、或約96英寸(約2.44m)的，以便于符合用在建筑業(yè)中的標準長度。用在上述產(chǎn)品中的一種類型的優(yōu)選腹板21的長度分別為約81.75英寸(約2.08m)、約87.75英寸(約2.23m)、或約96英寸(約2.44m)。在一個替換腹板實施例中，優(yōu)選長度分別為約75.75英寸(約1.92m)、約81.75英寸(約2.08m)、或約90英寸(約2.29m)，以便于為端塊在每端塊提供近似為3英寸(約7.6cm)的空間。
為了使得從一個粘結(jié)組件20中生產(chǎn)復合木材構(gòu)件的效能最大化，腹板板(和用于生產(chǎn)腹板21的墊子)的寬度最好盡可能地大。例如，在用于生產(chǎn)大約8英尺(約2.44m)長的復合2×4木材的4英尺×8英尺(約1.22m到2.44m)的加熱壓力機中，腹板板最好是4英尺(約1.2m)寬。最好，8英尺(約2.44m)×24英尺(約7.32m)的加熱壓力機用于生產(chǎn)大約8英尺(約2.44m)長的復合2×4木材，其中腹板板最好是24英尺(約7.32m)寬。
在使用酚醛樹脂的墊子固結(jié)期間壓機壓板的溫度最好是大約450°F(約232℃)。壓制時間取決于完成產(chǎn)品的厚度以及上面列示的其他因素，但對于用在2×4復合木材應用的本發(fā)明優(yōu)選腹板來說，壓制時間通常在約2.5分鐘到3分鐘的優(yōu)選范圍內(nèi)。
依照本發(fā)明的腹板板21在板的任何位置最好具有約0.6到0.9范圍內(nèi)的比重，更好是約0.75的比重。板的總比重最好在約0.6到0.9范圍內(nèi)，例如約0.75，可使其成為高密度木質(zhì)復合物。變化的模具間隙最好可供生產(chǎn)沿其外形具有至少基本均勻的密度的腹板板21之用。最好，在外部區(qū)33處的腹板21的密度至少為成角度的區(qū)域34處的腹板21的密度的75％，更好是至少90％，例如95％。同樣，在上方外部區(qū)(例如，33a)的腹板21的密度至少是在下方外部區(qū)(例如，33d)的腹板21的密度的75％，更好是至少80％，最好是90％，例如95％。
制品38的腹板21的厚度最好在約1/4英寸到1/2英寸(約6.35mm到12.7mm)的范圍內(nèi)。成角度的區(qū)域34的厚度最好大于位于上方外部區(qū)33a、33b和33c的厚度。位于下方外部區(qū)33d、33e和33f的厚度最好至少等于成角度的區(qū)域34的厚度。例如，在圖9的制品38中，位于下方外部區(qū)33d、33e和33f以及成角度的區(qū)域34的厚度大約為0.375英寸(約9.52mm)，而位于上方外部區(qū)33a、33b和33c的厚度大約為0.340英寸(約8.64mm)。在另一個實施例中，位于下方外部區(qū)33d、33e和33f的厚度大約為0.352英寸(約8.94mm)，位于上方外部區(qū)33a、33b和33c的厚度大約為0.3英寸(約7.62mm)，以及成角度的區(qū)域34從位于下方外部區(qū)和位于上方外部區(qū)之間的0.352英寸逐漸減小到0.3英寸。
腹板21的外部區(qū)33最好具有大約6英寸(約15.24cm)或更短的長度，或者大約2英寸(約5.08cm)或更短的長度，例如大約1.1688英寸(約2.97cm)。在特殊應用中，腹板21的外部區(qū)33可長于2英寸。制品38的腹板21的斜度角最好是45度。
下面的圖表III概括了用作標稱2×4的構(gòu)件的逐漸減小的復合木材腹板21的優(yōu)選尺寸，其中腹板21具有約等于2英寸(約5.08cm)的剖面厚度、約等于3.175英寸(約8.06cm)的腹板段36長度、約等于45度的斜度角β、約為25度到35度范圍內(nèi)的角γ、各自位于0.15英寸(3.81mm)和0.35英寸(8.89mm)之間范圍內(nèi)的倒圓35b和35c，例如0.25英寸(6.35mm)。圖15中用元件34a、34b和34c指示了在三個不同位置的成角度的區(qū)域34的厚度。
圖表III-優(yōu)選腹板厚度和倒圓半徑，近似值*
*所有尺寸都以英寸括號中為(mm)為單位制品38的凸緣23a和23b最好是與腹板21相同的原材料制成的OSB，并與垂直于腹板21溝槽24的束一起定向(即，平行于制品38的縱軸)。凸緣23最好約8英尺(約2.43m)長。凸緣23的厚度最好在約1/8英寸到1英寸(約3.18mm到25.4mm)的范圍內(nèi)，更好的是在約英寸到1英寸(約1.27cm到2.54cm)的范圍內(nèi)，例如在用在本發(fā)明標稱2×4實施例中優(yōu)選凸緣23實施例中為約0.75英寸(約1.9cm)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，端塊22寬度(在圖1中沿平行于直線25所測得的)最好在約1英寸到5英寸(約2.54cm到12.7cm)的范圍內(nèi)，最好是約1英寸(約3.8cm)，更好是約3英寸(約7.62cm)?？筛鶕?jù)凸緣23制品的下腳料制成端塊22。例如，如圖9中所示的，可通過將英寸(1.9cm)凸緣23料或下腳料的兩部分粘合起來可獲得寬度為約1英寸(約3.8cm)的端塊。端塊22的厚度最好為2英寸(約5.08cm)，大致等于腹板21的截面深度。
然后如圖1所示的，依照上述方法裝配并粘合腹板板21、凸緣板23和端塊22以便于形成粘結(jié)組件20。在依照上述生產(chǎn)的本發(fā)明的優(yōu)選2×4制品中，粘合劑具有大約400lb/in2(約28.1kg/cm2)的最小抗切強度。
接著將粘結(jié)組件20輸送到多個刀軸鋸床上。如上所述，鋸床沿垂直于溝槽24的方向沿圖1的直線25切割粘結(jié)組件20。
將該實施例的復合物2×4設計得滿足其中常規(guī)2×4s用作支柱的應用中的施工技術(shù)要求。在優(yōu)選的2×4實施例中，凸緣23具有約900,000lb/in2的最小彈性系數(shù)。例如，在Riverside(美國城市)的Fleetwood Enterprises.Inc.所述的測試方法中，CA和HUD標準，使得標稱2×4支撐在頂部和底部(和側(cè)出1英寸(約3.8cm)的側(cè)部接觸)，并且在構(gòu)件的長度上施加有均勻分布負載。為了通過“動載荷”測試，在施加了2次“動載荷”后，2×4并不立即斷裂。為了通過撓曲試驗，2×4在大于最大允許偏轉(zhuǎn)值的中點處必須不能移動。由風荷載來確定動載荷，所述動載荷約為15lb/ft2(73kg/m2)乘以木材構(gòu)件的長度并乘以墻壁中支柱相隔的距離。通過2×4的長度除以180來確定容許的偏轉(zhuǎn)。例如，對于81.75英寸(約2.08m)并以16英寸(約40.64cm)相隔的2×4來說，動載荷約為136磅(61.7kg)，并且容許的偏轉(zhuǎn)約為0.45英寸(約11.43mm)；對于87.75英寸(約2.23m)并以16英寸(約40.64cm)相隔的2×4來說，動載荷約為146磅(66.3kg)，并且容許的偏轉(zhuǎn)約為0.49英寸(約12.45mm)；對于96英寸(約2.44m)并以16英寸(約40.64cm)相隔的2×4來說，動載荷約為160磅(72.6kg)，并且容許的偏轉(zhuǎn)約為0.53英寸(約13.46mm)。
裝飾本發(fā)明工藝可用于生產(chǎn)本發(fā)明的整體復合裝飾構(gòu)件產(chǎn)品，所述整體復合裝飾構(gòu)件產(chǎn)品適用于作為傳統(tǒng)裝飾，或為了特殊用途本發(fā)明工藝可改變尺寸和強度特征。圖11是本發(fā)明的兩層復合裝飾構(gòu)件40的剖開立體等距視圖，示出了傳統(tǒng)的托梁或構(gòu)架41。裝飾構(gòu)件40最好具有與第二(上部)覆蓋板43粘合的第一(下部)模制裝飾板42。裝飾板42是上述腹板板21的一個實施例，因此裝飾板42可具有上述腹板板21的特征和性質(zhì)。圖12中以頂部平面圖的形式以及圖13以側(cè)視圖的形式示出了優(yōu)選的裝飾板42。裝飾板42的位于該板主平面的部分被稱為網(wǎng)格46。
裝飾板42最好包括至少一個空腔44，最好包括從木質(zhì)復合板的網(wǎng)格46處下垂的、與網(wǎng)格46毗連的并與之整體形成的空腔44的一個或多個排和/或一個或多個列(從圖13的側(cè)視圖中看到)的空腔44。在一個優(yōu)選實施例中，如圖11、12和13所示的，空腔44向下設置成右矩形棱錐平截頭體。截頭錐體被稱為在沿平行于棱錐或圓錐錐基底的平面截斷所述棱錐或圓錐后剩下的部分。優(yōu)選實施例的空腔44具有帶角度(或斜度)的、從網(wǎng)格46處向下延伸并止于基本平坦的空腔底部或基底47的間隔側(cè)壁45，其中空腔基底47的平面通常平行于裝飾板42的網(wǎng)格46的主平面。裝飾構(gòu)件40被托梁和/或構(gòu)架41支撐和/或與托梁和/或構(gòu)架41連接在平行的、基本平坦的裝飾板42的空腔44的排和/或列之間的網(wǎng)格46的平帶46a、46b和46c?？赏ㄟ^任何適合的方法將裝飾構(gòu)件40與托梁和/或構(gòu)架41連接，所述方法包括粘合劑和機械固定，諸如卡釘。
本發(fā)明的裝飾板42最好為束板，其中依照上述工藝構(gòu)成其原材料。變成固結(jié)裝飾板42的墊子最好在上述連續(xù)工藝中由高達三層原材料制成，然后切割成合適的尺寸?？呻S意定向裝飾板42中的束或可給予裝飾板42中的束特殊定向。另外，裝飾材料可選擇性地包括諸如上述那些的增強功能材料。
在一個優(yōu)選實施例中，位于空腔基底47和空腔側(cè)壁45處的裝飾板42的厚度大于(厚于)網(wǎng)格46處的裝飾板42的厚度。在優(yōu)選的裝飾板42中，空腔基底47的厚度至少大致等于空腔側(cè)壁45的厚度，并且網(wǎng)格46的厚度與空腔側(cè)壁45的厚度的比例至少約為0.75，更好的是在約0.8到0.9的范圍內(nèi)，例如約為0.85。
在另一個優(yōu)選實施例中，位于空腔基底47處的裝飾板42的厚度小于(薄于)位于空腔側(cè)壁45和網(wǎng)格46處的裝飾板42的厚度。在這樣的裝飾板中，網(wǎng)格46的厚度至少大致等于空腔側(cè)壁45的厚度，并且空腔基底47的厚度與空腔側(cè)壁45的厚度的比例至少約為0.75，更好的是在約0.8到0.9的范圍內(nèi)，例如約為0.85。
通常，空腔側(cè)壁45和裝飾板42的網(wǎng)格46所形成的斜度角在約30度到60度的范圍內(nèi)，最好是在約35度到55度的范圍內(nèi)，更好的是在約40度到50度的范圍內(nèi)，例如約為45度。在本發(fā)明的另一個實施例中，空腔側(cè)壁45和裝飾板42的網(wǎng)格46所形成的斜度角大于45度。增加的斜度角，尤其是大于45度的斜度角，提供了本發(fā)明的裝飾構(gòu)件40的主要優(yōu)點，諸如以降低的材料成本和增加的跨越更大距離的強度能力。
裝飾板42的剖面厚度(通過裝飾板42的最大深度確定，例如，從網(wǎng)格46的上表面146到空腔基底47的下表面147之間的距離)最好在？英寸(約6.35mm)到8英寸(約20.32cm)的范圍內(nèi)，更好的是在？英寸(約6.35mm)到4英寸(約10.16cm)的范圍內(nèi)。
將撐壓深度確定為側(cè)壁45在空腔基底47中心線和網(wǎng)格46的中心線之間經(jīng)過的垂直距離。雖然在整個裝飾板42上撐壓深度是均勻的，可選擇地，位于一個平面上。撐壓深度最好至多為6英寸(約15.24cm)，更好的是在？英寸(約6.35mm)到3英寸(約8.89cm)的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個裝飾實施例中，撐壓深度大于網(wǎng)格46、側(cè)壁45和空腔基底47中任何一個的厚度。
空腔44的長度，例如平行的平坦區(qū)46a和46b之間的距離最好是在約6英寸(約15.24cm)到90英寸(約228.6cm)的范圍內(nèi)。沿垂直于長度方向所測定的空腔44的寬度，最好在約4英寸(約10.1cm)到24英寸(約60.9cm)的范圍內(nèi)。
雖然圖11、12和13中所示的網(wǎng)格46基本上是平面(平坦)的，但是在替換實施例中，網(wǎng)格46可具有輪廓或其他不同于平面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。例如，可在網(wǎng)格46的上表面146添加結(jié)構(gòu)，和選擇性地在覆蓋板43的配合面添加結(jié)構(gòu)以便于提供提高的粘著力，如關(guān)于上述復合木材所述的。也可在網(wǎng)格46的下表面(即，相對于上表面146的表面)添加結(jié)構(gòu)，和選擇性地在托梁和/或構(gòu)架41的配合面添加結(jié)構(gòu)以便于提供提高的粘著力，如關(guān)于上述復合木材所述的。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，使固結(jié)的裝飾板42與覆蓋板43粘結(jié)以便于形成圖11中所示的裝飾構(gòu)件40。通常，可用任何材料制成本發(fā)明裝飾構(gòu)件40的覆蓋板43。覆蓋板43有助于復合裝飾構(gòu)件40的偏轉(zhuǎn)阻力。因此，覆蓋板43最好用與裝飾板42相關(guān)的材料制成，以便為具體應用提供期望的偏轉(zhuǎn)阻力。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，覆蓋板43是用與裝飾板42相同的原材料制成的束板。在另一個優(yōu)選實施例中，覆蓋板43是碎料板。
裝飾構(gòu)件40的覆蓋板43最好通常是平面的具有均勻橫截面尺寸的。然而，應該理解的是，本發(fā)明還適用于使用其他形狀的覆蓋板。
覆蓋板43的長度和寬度最好等于裝飾構(gòu)件40中對應的裝飾板42的長度和寬度。
地板構(gòu)件本發(fā)明工藝可用于生產(chǎn)本發(fā)明的整體地板構(gòu)件產(chǎn)品，所述整體地板構(gòu)件產(chǎn)品適用于作為傳統(tǒng)托梁和裝飾地板或為了特殊用途本發(fā)明工藝可以改變尺寸和強度特征。圖14是四層復合地板構(gòu)件48的剖開立體等距視圖?？赏ㄟ^與用于生產(chǎn)復合木材實施例的粘結(jié)組件20相同的方法來制造地板構(gòu)件48，可選擇沒有端塊。
參照圖14，由本發(fā)明方法生產(chǎn)的地板構(gòu)件48最好具有兩個腹板21，所述腹板21與兩個凸緣板23a和23b粘合，并被夾持于兩個凸緣板23a和23b之間。本發(fā)明的該地板構(gòu)件48提供了超越現(xiàn)有技術(shù)的顯著的優(yōu)點，包括降低了成本并減少了安裝所需的人力。
墻壁構(gòu)件本發(fā)明工藝可用于生產(chǎn)本發(fā)明的整體墻壁構(gòu)件產(chǎn)品，所述整體墻壁構(gòu)件產(chǎn)品適用于作為傳統(tǒng)支柱和覆蓋墻壁或為了特殊用途本發(fā)明工改可以改變尺寸和強度特征操縱的替代品。
最好通過與用于生產(chǎn)復合木材實施例的粘結(jié)組件20相同的方法來制造墻壁構(gòu)件。最好墻壁構(gòu)件的腹板21的腹板段36重復的頻率較低。另外，墻壁構(gòu)件最好具有剖面深度為5英寸(約14cm)的腹板21，以便于在凸緣23之間溝槽24中容納R-19絕緣材料。
依照本發(fā)明制成的建筑構(gòu)件，諸如木材構(gòu)件、裝飾構(gòu)件、地板構(gòu)件、墻壁、支柱和框架構(gòu)件顯示出許多改進的特性。第一，在建筑時間和構(gòu)件的使用壽命以及用其建造的結(jié)構(gòu)方面，本發(fā)明提供了建筑構(gòu)件的尺寸精確度上的一致性。與其傳統(tǒng)的木材和覆蓋對應物相比，本發(fā)明建筑構(gòu)件還要求較少的材料投入。與其傳統(tǒng)的木材和覆蓋對應物相比，本發(fā)明的建筑構(gòu)件重量輕。由于與其傳統(tǒng)的木材和覆蓋對應物相比，本發(fā)明的建筑構(gòu)件重量輕，因此可以以較大尺寸運輸本發(fā)明的建筑構(gòu)件。而且，由于本發(fā)明的建筑構(gòu)件在尺寸上的一致性并且可以以較大尺寸運輸，因此在建造建筑物時需要較少的人力裝配這些構(gòu)件。另外，本發(fā)明可提供一種具有增強的表面摩擦的產(chǎn)品以助于安裝和使用。
由于與傳統(tǒng)木材對應物相比，可將本發(fā)明的建筑構(gòu)件設計的更結(jié)實，因此在使用較少支撐部件時可跨越較大的距離。本發(fā)明的復合木材實施例能夠提供適于容納線路和管線的內(nèi)置空隙，這樣消除了在傳統(tǒng)木材上為了容納線路和管線而鉆孔所涉及的人力。而且，本發(fā)明的多層建筑構(gòu)件能夠提供內(nèi)置空隙，所述內(nèi)置空隙增強構(gòu)件的隔熱和隔音效能。本發(fā)明還提供了以內(nèi)置特性諸如常規(guī)著色以及防火、防蟲、防水、防紫外線和防菌)設計建筑構(gòu)件的能力。由于本發(fā)明的建筑構(gòu)件慮及了更徹底地使用木材、慮及了低質(zhì)量木材的使用，并且可被碾碎并易于處理或回收利用，因此本發(fā)明的建筑構(gòu)件還保護環(huán)境。最后，本發(fā)明提供了生產(chǎn)的高效性，從而可以以流水作業(yè)線的方式即刻生產(chǎn)多件復合木材或全裝配的地板系統(tǒng)，從而多個同樣的操作可用于生產(chǎn)不同的建筑構(gòu)件諸如墻壁、支柱和復合木材。
僅出于明白理解的目的給出了上述詳細描述，應該理解的是，上述詳細描述沒有不必要的限制，本領域普通技術(shù)人員應該明白，在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)可對本發(fā)明進行修正。
權(quán)利要求
1.一種復合建筑構(gòu)件，包括(a)具有第一外部區(qū)、第二外部區(qū)和兩個成角度區(qū)域的非平面模制復合腹板，每個所述區(qū)域具有厚度，并且每個所述區(qū)域具有內(nèi)表面和外表面，其中成角度區(qū)域的厚度不同于外部區(qū)中至少一個的厚度；和(b)位于所述第一外部區(qū)一個外表面上的凸緣。
2.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，一個外部區(qū)的厚度小于成角度區(qū)域的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，一個外部區(qū)的厚度至少約等于成角度區(qū)域的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，成角度區(qū)域的厚度從一個外部區(qū)到相鄰外部區(qū)的厚度逐漸變小。
5.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，還包括成角度區(qū)域的一個表面和外部區(qū)的一個表面之間的倒圓相交處。
6.如權(quán)利要求5所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，腹板的厚度從成角度區(qū)域經(jīng)由倒圓相交處到外部區(qū)之間逐步改變。
7.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，非平面模制復合腹板的撐壓深度大于任一區(qū)的厚度。
8.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述非平面模制復合腹板具有至少基本均勻的密度。
9.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述非平面模制復合腹板在外部區(qū)處的密度至少為所述非平面模制復合腹板在成角度區(qū)域處密度的75％。
10.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述非平面模制復合腹板在第一外部區(qū)處的密度至少為所述非平面模制復合腹板在第二外部區(qū)處密度的75％。
11.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，外部區(qū)的一個表面的至少一部分具有結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述非平面模制復合腹板包括OSB。
13.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述外部區(qū)和成角度區(qū)域限定了至少一個溝槽。
14.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，還包括位于所述第二外部區(qū)一個外表面上的第二凸緣。
15.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，包括端塊。
16.如權(quán)利要求1所述的一種復合建筑構(gòu)件，包括第二非平面模制復合腹板，所述第二非平面模制復合腹板具有兩個外部區(qū)和兩個成角度區(qū)域，每個所述區(qū)域具有厚度，并且每個所述區(qū)域具有內(nèi)表面和外表面，其中成角度區(qū)域的厚度不同于外部區(qū)中至少一個的厚度。
17.如權(quán)利要求16所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述第二非平面模制復合腹板的至少一個外部區(qū)與第一非平面模制復合腹板的一個外部區(qū)對齊。
18.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述腹板包括成角度區(qū)域的一個表面和外部區(qū)的一個表面之間的壓扁肩狀物。
19.如權(quán)利要求1所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述腹板包括至少一個從所述腹板的主平面下垂并與之連接的空腔。
20.一種復合建筑構(gòu)件，包括(a)腹板，所述腹板具有由第一外部區(qū)、第二外部區(qū)和兩個成角度區(qū)域限定的一個溝槽，每個所述區(qū)域具有厚度，并且每個所述區(qū)域具有內(nèi)表面和外表面；(b)在第一外部區(qū)外表面處與所述腹板連接的第一凸緣；(c)在第二外部區(qū)外表面處與所述腹板連接的第二凸緣；其特征在于，沿平行于溝槽方向所確定的建筑構(gòu)件的寬度，不大于建筑構(gòu)件的厚度，將所述厚度確定為凸緣的平行外表面之間的距離。
21.如權(quán)利要求20所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，成角度區(qū)域的厚度不同于至少一個外部區(qū)的厚度。
22.一種復合建筑構(gòu)件，包括非平面的、限定了腹板的模制木質(zhì)束陣列，所述腹板具有厚度并且具有第一和第二波狀基本表面，所述第一和第二波狀基本表面提供了第一和第二組脊的交替圖案，所述第一和第二組脊彼此平行延伸并相對于所述腹板的中心線相對放置，通過斜壁使所述第一組中的相鄰的脊的與所述第二組中的中間的脊連接；并且與所述斜壁相比，所述第一和第二波狀基本表面之間的所述腹板的厚度在所述第一和第二組脊中至少一組的附近不同。
23.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述第一和第二組脊中至少一組脊的厚度小于壁的厚度。
24.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述第一和第二組脊中至少一組脊的厚度至少約等于斜壁的厚度。
25.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述斜壁的厚度是逐漸變小的。
26.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，還包括脊和至少一個基本表面上的斜壁之間的倒圓相交處。
27.如權(quán)利要求26所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述腹板的厚度從斜壁經(jīng)由所述倒圓相交處到脊是逐漸變化的。
28.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，腹板的撐壓深度大于在任何位置的腹板板厚度。
29.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述腹板板具有至少基本上均勻的密度。
30.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，在脊處所述腹板板的密度至少是在斜壁處所述腹板板的密度的75％。
31.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，在第一脊處所述腹板板的密度至少是在第二脊處所述非平面模制復合腹板的密度的75％。
32.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，在脊處的基本表面的至少一部分具有結(jié)構(gòu)。
33.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述腹板板包括OSB。
34.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，所述脊和斜壁限定了至少一個溝槽。
35.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，包括位于脊附近中基本表面上的凸緣。
36.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，包括端塊。
37.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，包括脊和斜壁之間的壓扁的肩狀物。
38.如權(quán)利要求22所述的復合建筑構(gòu)件，包括第二非平面的、限定了第二腹板板的木質(zhì)束的模制陣列，所述第二腹板板具有厚度并具有第一和第二波狀基本表面，所述第一和第二基本表面提供了第一和第二組脊的交替圖案，所述第一和第二組脊彼此平行延伸并相對于所述第二腹板板的中心線相對放置，通過斜壁使所述第一組中的相鄰的脊的與所述第二組中的中間的脊連接；并且與所述斜壁相比，所述第一和第二波狀基本表面之間的的厚度在所述第一和第二組脊中至少一組的附近不同。
39.如權(quán)利要求38所述的復合建筑構(gòu)件，其特征在于，至少所述第二腹板板的一個脊與所述第一腹板板的一個脊對齊。
40.一種生產(chǎn)復合建筑構(gòu)件方法，所述方法包括以下步驟(a)形成包括木基材料的墊子；(b)將所述墊子放在模組中，所述模組具有帶有至少兩個外部區(qū)和至少兩個成角度區(qū)域的非平面結(jié)構(gòu)；(c)關(guān)閉模具以形成模具間隙，其中在至少一個外部區(qū)處的模具間隙不同于在成角度區(qū)域的模具間隙；(d)在壓力和熱力下固結(jié)所述墊子以形成模制的復合腹板；以及(e)使所述腹板與至少一個凸緣連接；以形成復合建筑構(gòu)件。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述木基材料包括木質(zhì)束。
42.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述在一個外部區(qū)的模具間隙小于在成角度區(qū)域的模具間隙。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述在一個外部區(qū)的模具間隙至少等于在成角度區(qū)域的模具間隙。
44.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述模制復合腹板的表面積比墊子的表面積大75％。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，所述模制復合腹板的表面積大于墊子的表面積約15％到25％。
46.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述模制復合腹板具有至少一個由第一外部區(qū)、第二外部區(qū)和至少兩個成角度區(qū)域所限定的溝槽，其中使步驟(e)的所述凸緣連接在第一外部區(qū)的外表面，并且所述方法還包括以下步驟(f)在所述第二外部區(qū)的外表面使所述腹板與第二凸緣連接；和(g)沿垂直于溝槽的方向分割步驟(f)的產(chǎn)品；以便于生產(chǎn)復合建筑構(gòu)件。
47.一種依照權(quán)利要求40的方法所生產(chǎn)的復合建筑構(gòu)件。
48.一種生產(chǎn)復合建筑構(gòu)件的方法，包括以下步驟(a)形成包括一木質(zhì)束陣列的墊子；(b)將所述墊子放在模組中，所述模組具有帶有第一和第二模具表面的非平面結(jié)構(gòu)；(c)關(guān)閉模具以形成模具間隙，其中模具間隙提供了第一和第二組脊的交替圖案，所述第一和第二組脊相互平行延伸并相對于所述模組的中心線相對放置，其中通過斜壁使所述第一組中的相鄰的脊的與所述第二組中的中間的脊連接，并且其中與所述斜壁相比，第一和第二模具表面之間的模具間隙在至少一個脊附近是不同的；(d)在壓力和熱力下固結(jié)所述墊子以形成模制的復合腹板板；以及(e)使所述腹板板與至少一個凸緣連接，以形成復合建筑構(gòu)件。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，一個脊處的模具間隙小于所述斜壁處的模具間隙。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，一個脊處的模具間隙至少大致等于所述斜壁處的模具間隙。
51.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，所述模制復合腹板板的表面積比墊子的表面積大75％。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述模制復合腹板板的表面積大于墊子的表面積約15％到25％。
53.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，所述模制復合腹板板具有至少一個由第一脊、第二脊和至少兩個斜壁所限定的溝槽，其中使步驟(e)的所述凸緣連接在所述第一組脊的第一基本表面，并且所述方法還包括以下步驟(f)在所述第二組脊的第二基本表面使所述腹板板與第二凸緣連接；和(g)沿垂直于溝槽的方向分割步驟(f)的產(chǎn)品；以便于生產(chǎn)復合建筑構(gòu)件。
54.一種依照權(quán)利要求48的方法所生產(chǎn)的復合建筑構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復合建筑構(gòu)件，所述復合建筑構(gòu)件包括一個非平面的模制復合腹板，所述復合腹板具有兩個外部區(qū)和兩個成角度區(qū)域，其中成角度區(qū)域的厚度不同于外部區(qū)中至少一個的厚度，以及布置于其上的凸緣。
文檔編號E04C2/34GK1454277SQ00819613
公開日2003年11月5日 申請日期2000年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月30日
發(fā)明者M·A·魯吉, B·博諾莫, L·L·布拉多克, T·科勒丁, B·－H·梁, S·K·林奇, K·內(nèi)米范特, B·皮爾斯, M·A·維爾頓 申請人:梅森奈特公司