CN101100897A - 一种杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，它经过材料准备、冷压胶合、陈放、开片、修补、开榫、选板修补、上油漆，检验分级，包装后即得成品；其中面板的含水率为11～13％，底板的含水率为8～10％，芯板的含水率为11～13％；在冷压胶合过程中，面板布胶量为180～220g/m2；底板布胶量为260～300g/m2；固化剂的添加量为10～15％，铺放时间为20～50分钟，冷压压力为10～15kg/cm2；本发明的工艺解决了现有技术中用杉木做三层实木复合地板芯板时存在的易翘曲变形的问题，降低了三层实木复合地板的变形程度和变形比率，提高了产品的品质，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种实木复合地板的生产工艺，特别是一种杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺。
背景技术
目前的三层实木复合地板一般采用松木作为芯板。但由于松木的生长慢，成材生长周期较长，资源较为稀缺，价格偏高，对实木复合地板的原料供需矛盾加剧，从而导致地板生产企业的产品成本较高。而杉木是一种速生材，生长快，成材生长周期较短，资源较丰富，价格低廉且柔韧性能尚好。用杉木做三层实木复合地板的芯板，可大大降低企业的生产成本，使企业能够生产出更加低廉的产品，在产品的市场价格竞争中处于有利的地位。因此，近年来很多地板生产企业开始采用杉木替代松木作为芯板。但杉木是一种软质材，密度低，材质的稳定性能差，在用杉木做三层实木复合地板的芯板时，经常会发生翘曲变形的现象且变形的比例较大，影响了产品的品质，增加了产品的不良率，影响了企业的经营业绩，同时在生产中也给后续加工增加了难度。在企业的实际生产中，往往通过陈放素板使其含水率平衡来避免翘曲变形的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在用杉木做三层实木复合地板芯板时，可减少或避免芯板翘曲变形的杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，从而解决现有技术存在的问题
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，它包括如下步骤：
a、材料准备；准备面板和底板，以及杉木的芯板，面板的含水率为11～13％，底板的含水率为8～10％，芯板的含水率为11～13％；
b、冷压胶合；面板布胶量为180～220g/m2；底板布胶量为260～300g/m2；固化剂的添加量为10～15％，铺放时间为20～50分钟，冷压压力为10～15kg/cm2；
c、陈放；陈放时间为5～13天；
d、开片、修补；
e、四面刨开榫；
f、选板修补，上油漆，检验分级，包装，即得成品。
上述杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺中，步骤b的铺放时间最好为30分钟，冷压压力最好为13kg/cm2。
前述杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺中，步骤c的陈放时间最好为7天。
前述杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺中，面板为柞木或沙比利，其厚度为3.2mm；底板为杨木，其厚度为2.5mm；杉木芯板的厚度为10.5mm；成品地板的厚度为15mm。
为获得最佳生产工艺参数，申请人进行了大量的实验和研究，以下是相关资料：
一、试验材料和方法
1、材料。底板：杨木(旋切材厚度2.5mm)；芯板：杉木(剧切材厚度10.5mm)；面板：柞木或沙比利(锯切材厚度3.2mm)。成品地板的期望厚度是15mm。采用冷压胶合制作成型。胶粘剂：上海太尔化工冷压胶P6153。
2、方法：分三次实验。(每次实验按照实验设计的表格和随机次序和相应的不同因素的不同水平搭配进行)。
第一次实验进行实验因素的确定，共选择13个因素进行筛选实验，以确定关键影响因素
第二次实验根据第一次的实验结果，找出可能的关键影响因素，作为此次的实验因素，进行实验并对实验结果进行分析，确定因素的最佳水平组合。
第三次实验用确定的因素最佳水平组合进行小批量生产，验证实验结果。
二、实验结果分析和讨论
1、筛选实验：实验参数选择和实验结果以及方差分析处理结果见表1～表3。
表1实验制程参数及其水准
水准     因素
A压机压力(kg/cm2) B保压时间h C面板含水率％ D底板含水率％ E芯板含水率％ F底板布胶量 G固化剂％ H面板材种 K底板材种 L铺压重物 M铺放时间 N陈放时间 P面板市胶量
1 10 1 8 8 8 220 15 柞木 杨木 一个水泥柱 40 7天 220
2 13 1.5 12 12 12 360 11 莎比利 松木 无重物 20 15天 360
表2实验结果及数据处理结果
实验序号     因素 翘曲变形值
  A   B   C   D   E   F   G   H   K   L   M   N   P
  1   1   2   2   2   1   2   2   1   2   2   1   1   1   2.177
  2   1   1   2   2   2   1   2   1   1   1   2   1   1   1.368
  3   1   1   1   2   2   2   1   2   1   2   1   2   1   9.825
  4   1   1   1   1   2   2   2   2   2   1   2   1   2   8.595
  5   2   1   1   1   1   2   2   1   2   1   1   2   1   11.732
  6   1   2   1   1   1   1   2   2   1   2   1   1   2   7.645
  7   2   1   2   1   1   1   1   2   2   2   2   1   1   2.473
  8   1   2   1   2   1   1   1   2   2   1   2   2   1   8.628
  9   1   1   2   1   2   1   1   1   2   2   1   2   2   2.042
  10   2   1   1   2   1   2   1   1   1   2   2   1   2   6.163
  11   2   2   1   1   2   1   2   1   1   2   2   2   1   12.607
  12   1   2   2   1   1   2   1   1   1   1   2   2   2   1.538
  13   2   1   2   2   1   1   2   2   1   1   1   2   2   5.017
  14   2   2   1   2   2   1   1   1   2   1   1   1   2   12.528
  15   2   2   2   1   2   2   1   2   1   1   1   1   1   1.795
  16   2   2   2   2   2   2   2   2   2   2   2   2   2   1.612
表3方差分析表
方差来源 df SS MS F P
A 1 9.164 9.164 1.522 0.343
B 1 0.108 0.108 0.018 0.906
C 1 222.763 222.763 37.006 0.026
D 1 0.077 0.077 0.013 0.920
E 1 1.562 1.562 0.259 0.661
F 1 4.918 4.918 0.817 0.461
G 1 2.074 2.074 0.345 0.617
H 1 1.302 1.302 0.216 0.688
K 1 0.916 0.916 0.152 0.734
L 1 2.770 2.770 0.460 0.568
M 1 5.974 5.974 0.992 0.424
N 1 6.575 6.575 1.092 0.406
P 1 1.867 1.867 0.310 0.634
误差 2 12.039 6.020
总误差 15 272.111
从表3中可以看出，C即面板含水率是唯一的一个P值小于0.05的因素。可以认为它是最主要的影响因素。但由于实验是精度为III的筛选实验，分辨率很低，目的是过滤过多的不显著因素，在这一精度的实验中主效应和两因素的交互作用相互混淆。而在含水率这个主效应的对照列中，还有两个最有可能是主要因素的交互作用存在。所以还不能完全确定地板的变形是由面板含水率这个唯一的因素所引起的，还有可能是由于两因素的交互作用的结果，所以对于最有可能的交互作用因素应在下一个实验测试中给予考虑。根据实际经验，除面板含水率外还应当考虑的因素有：底板含水率、底板布胶量、预压时间、固化剂的添加量。
2、析因实验：
在这个实验中，根据上述筛选实验的结果和最有可能影响的交互作用确定的实验因素是：面板含水率、底板含水率、底板布胶量、预压时间、固化剂的添加量。实验参数选择和实验结果以及方差分析处理结果见表4～表6。
表4实验制程参数及其水准
水平     因素
A面板含水率(％) B底板含水率(％) C底板市胶量(g/m2) D预压时间(分钟) E固化剂(％)
    1 6 6 180 45 11
    2 12 12 280 75 15
表5实验结果及数据处理结果
实验序号     因素 翘曲变形结果均值
A(面板含水率)   B(底板含水率)   C(底板市胶量)   D(预压时间) E(固化剂)
    1 1   2   2   2 1   3.888
    2 1   1   2   2 2   4.472
    3 1   1   1   2 1   3.044
    4 1   1   1   1 2   2.430
    5 2   1   1   1 1   0.484
    6 1   2   1   1 1   4.562
    7 2   1   2   1 2   0.956
    8 1   2   1   2 2   2.911
    9 1   1   2   1 1   2.845
    10 2   1   1   2 2   0.142
    11 2   2   1   1 2   1.251
    12 1   2   2   1 2   4.011
    13 2   1   2   2 1   1.708
    14 2   2   1   2 1   2.465
    15 2   2   2   1 1   2.103
    16 2   2   2   2 2   2.283
表6方差分析表
因素 df SS MS F P
A 1 17.580 17.580 64.188 0.000
B 1 3.414 3.414 12.467 0.006
C 1 1.548 1.548 5.651 0.041
D 1 0.322 0.322 1.176 0.306
C*E 1 1.563 1.563 5.708 0.041
E 1 0.436 0.436 1.593 0.239
误差 9 2.465 0.274
总和 15 27.328
拟和回归方程；Y＝2.4722+1.048A-0.4619B-0.311C-0.3126CE，回归方程的复相关系数R＝94.4％。
表7拟和回归方程的方差检验
来源 偏差平方和 自由度 均方和 F
回归 24.357 4 6.09 22.54
残差 2.972 11 0.27
总误差 27.328 15
显著水平为5％时F(4，11)＝3.36；22.54＞3.36。回归方程通过了显著性检验。
从表6中可以看出，面板含水率、面板布胶量、底板布胶量、面板布胶量和固化剂的填加量的交互作用都有影响(在因素的方差分析表中，凡是P值小于0.05的我们认为都是显著因素，对大于0.05的且大于的幅度是很小的，根据实际情况和实验结果评定)。影响的大小可以从因素系数的大小看出来，影响的方向可以从各因素的符号看出来。从拟和回归方程的相关系数和方差检验表7的结果，可以认为：回归模型的拟和程度是可以接受的，可以作为生产工艺制定的依据。
3、确认实验：
为了对所做的实验正确性进行验证，申请人按照工艺进行小批量生产来进行测试，测试结果见表8、表9。
表8工艺对比实验测试表
工艺 参数
面板含水率(％) 底板含水率(％) 面板布胶量(g/m2) 底板布胶量(g/m2) 固化剂(％) 压机压力(kg/cm2) 铺放时间(min) 冻放时间(天) 芯板含水率(％) 翘曲变形结果
新工艺 13 9 200 280 15 13 30 7 13 1.04
原工艺 9 13 260 260 13 10 40 15 9 2.79
表9工艺方差分析表
来源 DF SS MS F P
工艺 1 31.773 31.773 23.582 2.08E-05
误差 38 51.199 1.347
总误差 39 82.972
备注：实验中的因子水平和回归方程中因素取值的关系是：1-(1)；2-(-1)。
从表8中可以看到，采用新工艺进行生产时，地板的变形程度大大降低，变形板比率也大为减少。从表9中可以看到，不同的工艺配置在统计意义上具有显著的差异，不同工艺的组合所得到的结果不是一个总体。而且对采用新工艺进行生产时的小批量板进行理化指标的抽样检验，其指标值符合或超过国家标准。
三、结论
本实验通过对面板含水率、底板含水率、面板布胶量、底板布胶量和固化剂的填加量进行显著性因素的确定，通过合适的因子水平搭配来研究用杉木做三层实木复合地板芯板的变形和理化性能问题，得到的结论是：
1、三层实木复合地板在用杉木做芯材时的变形原因是面板含水率、底板含水率、面板布胶量、底板布胶量和固化剂的填加量。这是因为一般来说三层实木复合地板中的面板要比底板材质硬密度大，从而使面板在胶合固化以后所产生的内应力要大于底板，底、面板内应力不均匀，从而导致地板的变形。通过对布胶量和固化剂的调整，使其内部在胶合固化的过程中应力相互之间能够抵消，内部的应力相对平衡，从而使地板变形程度和比率降低。
2、根据生产的实际情况和实验结果，最佳的参数配比条件是：面板含水率为11～13％；底板含水率为8～10％；芯板含水率为11～13％；面板布胶量为180～220g/m2；底板布胶量为260～300g/m2；铺放时间为30分钟；固化剂的添加量为10～15％(可以根据天气季节变化进行调整)。若作为地板变形参数调整时，可以根据具体情况适当调整铺放时间和冷压压力；冷压压力为13kg/cm2；陈放平衡时间为7天。
3、采用相同的胶粘剂(上海太尔冷压胶：P6153)，通过改变相关参数的设定可以使三层实木复合地板的变形程度和变形比率降低，并且其他理化性能指标也完全符合和超过国家标准。
以批量生产来进行测试。与现有技术相比，本发明通过对面板含水率、底板含水率、底板布胶量、底板布胶量和固化剂的填加量等工艺参数的确定，很好的解决了用杉木做三层实木复合地板芯板时存在的易翘曲变形的问题，使三层实木复合地板的变形程度和变形比率降低，并且其理化性能指标也完全符合和超过国家标准。提高了产品的品质，具有较好的经济效益和社会效益。
本发明的经济效益及社会效益分析：
经济效益分析：以年产三层实木复合地板30万m2计算。用松木和杉木的价格差是5元m2，采用杉木后则由于成本减少而使经济收益年增加30*5＝150万元。
社会效益分析：每年用芯板的木材是30*0.0105＝0.3万m3；如果原木到成品出材率以35％计，则每年的原木用材量是0.3/35％＝8570m3，因杉木是速生材，生长期较短。而松木的生长期较长，从国家的资源可持续利用的角度来看，意义是重大的，从而也可带动行业的用料观念的转化，节省国家的珍贵木材资源。
具体实施方式
本发明的实施例。其生产工艺包括如下步骤：a、材料准备。面板采用柞木(锯切材厚度3.2mm)，底板采用杨木(旋切材厚度2.5mm)，芯板采用杉木(锯子切材厚度10.5mm)。其中面板的含水率为13％，底板的含水率为9％，芯板的含水率为13％；
b、冷压胶合。在此过程中，面板的布胶量为200g/m2，底板的布胶量为280g/m2，固化剂的添加量为15％，铺放时间为30分钟，冷压压力为13kg/cm2；
c、陈放。陈放时间为7天；
d、开片、修补。
e、四面刨开榫；
f、选板修补，上油漆，检验分级，包装，即得成品，成品地板的厚度为15mm。

Claims (4)

1.一种杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
a、材料准备；准备面板和底板，以及杉木的芯板，面板的含水率为11～13％，底板的含水率为8～10％，芯板的含水率为11～13％；
b、冷压胶合；面板布胶量为180～220g/m2；底板布胶量为260～300g/m2；固化剂的添加量为10～15％，铺放时间为20～50分钟，冷压压力为10～15kg/cm2；
c、陈放；陈放时间为5～13天；
d、开片、修补；
e、四面刨开榫；
f、选板修补，上油漆，检验分级，包装，即得成品。
2.根据权利要求1所述的杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，其特征在于：步骤b中铺放时间为30分钟，冷压压力为13kg/cm2。
3.根据权利要求1所述的杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，其特征在于：步骤c中陈放时间为7天。
4.根据权利要求1所述的杉木芯板三层实木复合地板的生产工艺，其特征在于：面板为柞木或沙比利，其厚度为3.2mm；底板为杨木，其厚度为2.5mm；杉木芯板的厚度为10.5mm；成品地板的厚度为15mm。
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Pledgee: Zhejiang Nanxun Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Hengjie sub branch

Pledgor: JIUSHENG WOOD Co.,Ltd.

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