CN102107447B

CN102107447B - 一种木质型材及其制备方法

Info

Publication number: CN102107447B
Application number: CN2009101569926A
Authority: CN
Inventors: 涂登云; 潘成锋; 倪月中; 章昕; 于学利
Original assignee: ZHEJIANG SHIYOU WOOD INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG SHIYOU WOOD INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2009-12-26
Filing date: 2009-12-26
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-12-26
Also published as: JP5467112B2; KR101287344B1; US20110262727A1; WO2011075960A1; CN102107447A; EP2517851A1; KR20110112277A; JP2012517365A; EP2517851A4; US8153038B2; EP2517851B1

Abstract

本发明涉及一种木质型材及其制备方法，特别涉及软木素材型材及其制备方法，属于木材加工领域。本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种木质型材的制备方法，它包括下列步骤：(1)制材步骤；(2)干燥步骤；(3)刨光步骤；(4)热压步骤：用两块温度为140～200℃的热压板对素板材坯料的两个表层进行压缩密实；(5)预炭化步骤：使素板材坯料在160～200℃的条件下进行预炭化；(6)炭化步骤：使素板材坯料在200～225℃的条件进行炭化；(7)冷却步骤；(8)含水率控制步骤。本发明特别适用于地板及办公家具等木质产品的制作。

Description

一种木质型材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种木质型材及其制备方法，特别涉及软木素材型材及其制备方法，属于木材加工领域。

背景技术

随着天然林资源的枯竭和国家天然林保护工程的实施，人工林木材将成为今后缓解国内外木材市场供需矛盾的主要材种。人工林木材主要包括杉木、马尾松、落叶松、杨木、泡桐等树种，它具有生长速度快、产量高、采伐周期短等特点，由于其生长速度快、材质较差、密度及表面硬度低，不耐腐不耐候、易变形易开裂等缺陷限制了其应用范围。

木材功能性改良方法是改善人工林木材理化性能的有效途径，经过处理后的木材密度、表面硬度、耐磨性、防腐性和尺寸稳定性都大幅度提高，可广泛应用于实木地板、实木家具行业及其他建筑装饰材料。

有一种途径提高型材的力学性能是采用压缩的方法。

杨木、南方松、马尾松等是常见的速生树种，但由于其材质疏松，材质各向异性非常大，所以对这些速生材进行功能性改良的研究很多，国内外都有很多值得借鉴的成功经验。

但是压缩木的回弹严重，尤其是在有水条件下更为严重。

为了改进压缩木的缺点，常采用蒸汽或树脂固定压缩木回弹的方法。例如，1996年方桂珍等使用不同浓度的低分子量三聚氰胺一甲醛(MF)树脂为固定木材压缩变形的交联剂浸渍大青杨，处理材ASE为47％，MEE为36％，经浓度为10％的交联剂处理的试件，压密后室温下浸水可完全保持其固定变形；17.5％和25％浓度的交联剂处理的试件，在沸水中也保可持其变形。1997年方桂珍等研究了大青杨与MF交联剂的作用机理。1998年方桂珍等又采用不同浓度的PF预聚体处理大青杨木材，并在加热过程中作横纹方向的压缩处理。结果为：经10％的PF预聚体处理的试材，ASE达60％以上，MEE为52％，在室温或沸水中浸水均可完全保持其压缩变形。1998年方桂珍等以1，2，3，4-丁烷基四甲酸(BKA)为交联剂，NaH2PO2为催化剂处理大青杨，然后在150℃下恒温压缩。方桂珍等人用低分子量PF树脂处理大青杨木材，提高了木材的尺寸稳定性和力学强度。2000年方桂珍等人做了木材浸渍低分子量低色度酚醛树脂的研究以及低分子量酚醛树脂改性大青杨木研究。

现有的表面压缩固化木材，是将干燥的木材锯材的表面部分浸泡在水中5～6h预定的深度，当渗入一定的量的水以后，用微波辐射加热，然后将其接放置在热压装置上压缩、压密，再经干燥使压缩部分固定。但这一技术存在着，表面浸泡水后，表面水很大，当在很短时间内蒸发时，其表面由于水分的蒸发而快速收缩，产生很大的内应力，使表面容易产生开裂，而且由于在压缩干燥固化过程中，没有使木材的表面内应力充分地平衡掉，也没有使表面得到充分的塑性固化，在使用过程中很容易产生回弹现象。

上述方法采用化学试剂处理，其必定具有废气或废水排，噪声大，污染环境，而且所得型材的尺寸稳定性差，易弯曲翘曲变形，耐腐耐候性不理想，使用寿命短，出材率不高等缺点。

中国专利文献CN101603623A公开了“表面强化实木型材、地板及其制造方法”技术专利，其制造方法包括(1)干燥原木型材；(2)将原木型材在210～250℃的热压机中压缩；(3)将压缩后的原木型材保温20～60分钟；(4)控制原木型材的含水率在6～9％之间。上述方案，在干燥过程中，容易产生皱缩，在后续的压缩过程中容易产生压裂爆裂，木材损耗大，出材率低，约为60～70％，而且处理出来的木材颜色深，有烧焦味，上述工艺获得的地板只能在北方等干燥气候条件下能用，而在南方使用则会产生较大的变形，同时其耐腐等级只能达到III级，防腐性能较差。

中国专利文献CN101214675A公开了“木材热压炭化强化方法”技术专利，其包括(1)干燥：根据木材密度，将木材在干燥窑中把含水率控制在3～17％；(2)刨光：对木材进行了刨光处理；(3)热压炭化：将刨光的木材放入温度为160～260℃的热压机中进行热压炭化，木材的压缩比控制在5～50％，保温10～240分钟；冷却：将炭化后的木材冷却至80％以下；(4)成品：将木材的放在自然条件或调温调湿房内，根据木材的用途把木材的含水率调到5～10％。上述方案在压缩炭化过程中，木材很容易被压裂，出材率低，约为50～60％；同时上述方案处理得到的木材耐腐性能差(通常在III级以下)且不稳定、尺寸稳定性差，同时也有些木材就会被炭化过度，材色深，有烧焦味。

中国专利文献CN101486212A公开了“压缩炭化杨木三层实木复合地板的生产方法”技术专利，其公开的面层材料的制备：将速生材杨木锯剖成板材，经干燥、刨削、根据压缩率(压缩率30％、40％、50％、60％)和面板的厚度为2～4mm加工成含水率为20～40％的杨木薄板，板在压机中被压缩到所需的压缩率，压缩时的温度70～110℃，施加的压力根据薄板设计的压缩率而确定；压缩后的板在一定的压力条件下或在特制的夹具中进行炭化固定，炭化过程在热压机中进行或在特制的夹具中进行，炭化温度为190～220℃，时间1.5～5小时，炭化装置设有排气孔；炭化处理结束后，在一定的压力条件下将杨木薄板温度降至40～60℃，取出杨木薄板，用宽带砂光机砂去颜色变深的外层，砂光后的杨木薄板厚度在2～4mm。现有技术的上述方案，杨木的含水率大，在纤维饱和点左右，在70～110℃的条件下进行干燥后木材收缩率很大会导致木材的残于应力也很大，然后在190～220℃条件下炭化时，使得木材很容易开裂，而且木材压缩率大，形成了整体压缩，木材损耗率大，炭化装置设有的排气孔，会使得压缩出来的木材表面出现凹凸不平的点，经砂光后，这些点所在的位置会使得这一区域硬度降低，而且后期又没有进行含水率调湿处理，会使得木材在使用过程中因吸湿而产生变形；这样的工艺也不能利于产业化的运作。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术的不足，提供一种木质型材的制备方法，通过物理木材功能性改良方法，解决软木的材质软，密度小，容易开裂变形等缺陷，同时解决现有技术处理压缩木回弹大，木材损耗大，浸渍树脂污染环境，尺寸稳定性差，耐腐耐候性差，易变形，出材率低等的缺点，同时也解决了生产工程复杂，能耗高的缺点；该木质型材的制备方法工艺简单、无污染且通过实施该木质型材的制备方法所得木质型材的得材率高达99％，甚至达到100％，且所制得的木质型材尺寸稳定性高、防腐耐磨性强、表面硬度高、使用寿命长，可达70年以上。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种木质型材的制备方法，它包括下列步骤：

(1)制材步骤：将气干密度小于或等于700kg/m³的木材通过制材得板材；

(2)干燥步骤：对板材进行干燥，使板材的含水率降低到6～20％的步骤；

(3)刨光步骤：对干燥过的板材进行刨光得素板材坯料；

(4)热压步骤：用两块温度为140～200℃的热压板对素板材坯料的两个表层进行压缩密实；

(5)预炭化步骤：使素板材坯料在160～200℃的条件下进行预炭化；

(6)炭化步骤：使素板材坯料在200～225℃的条件进行炭化；

(7)冷却步骤；

(8)含水率控制步骤。

气干密度小于或等于700kg/m³的木材一般称为软木，多数为速生材；由软木原材通过制材的方法，制得所需尺寸的板材，如长为600mm～2000mm，宽为110mm～200mm，厚为30mm～60mm的地板板材，然后堆垛好，堆垛时板材之间的间距留15～25mm空隙，然后进行干燥。所述的干燥步骤采用的是高温高湿快速干燥方法，采用高温高湿干燥方法的目的在于防止软材在干燥过程中产生皱缩，防止板材霉变或蓝变，以保证最终产品的质量，通过干燥步骤使板材的含水率降到6～20％；所述的干燥步骤的另外一种优选是，将木材在室内晾干5天以上后再经加热干燥，通过晾干除掉部分水分后可防止在热压的过程中开裂。设有干燥步骤是因为软木各种间差异性大，软木本身的各向异性也很大，采用高温高湿干燥方法，在高温高湿条件下干燥木材可以使木材在厚度方向上形成较小的木材含水率梯度，保护木材由于干燥剧烈而产生表裂、内裂、皱缩等干燥缺陷，降低出材率和影响后继的热压质量；同时，在高温条件下，有利于抑制菌虫的生长或杀死菌虫，防止板材发生霉变或蓝变。作为优选，干燥步骤中，对有树脂的板材将其干燥至含水率为12～16％，对无树脂的木材干燥至8～12％。含水率过低，如含水率为3～5％时，由于板材变脆，在热压及炭化过程中，板材很容易被压裂，出材率低；含水率过高，如含水率为20～40％时，板材在热压及炭化过程中，由于板材里的水分会形成过热水蒸汽，含水率高，板材里的过热水蒸汽分压力就很大，又因所用热压及炭化的板材通常是一些密度小、生长速度快的软材，所以过热蒸汽分压力很容易大于板材里的纤维间的横纹抗拉强度，使得板材很容易发生爆裂炸裂，导致木材损耗大。经实践证明，采用上述方法处理板材，可以使得到的产品的得材率高达99％以上；用成力四面刨铣机(型号：U23EL)对干燥后的板材表面进行四面抛光，选择两个相对的表层作为待压表层，且使得所述的待压表层上的抛光方向与板材的纤维方向平行，得厚度为20mm～27mm的素板材坯料；然后将抛光后的素板材坯料依次进行热压步骤、预炭化步骤、炭化步骤、冷却后进行含水率控制。

作为本发明的优选，所述热压步骤是：把素板材坯料放在热压机上，使热压板以0.5～6mm/s的速度闭合，控制素板材坯料的压缩率为10～30％，并控制压力为20～50MPa，然后控制热压板温度为150～160℃并保温保压30min～120min；所述预炭化步骤是上述保温保压结束后再将热压板温度升温度到170～180℃并保温保压30min～120min；所述炭化步骤是在预炭化步骤结束后将热压板温度升温到200～225℃条件下保温保压45min～120min。热压板温度在150～160℃并保温保压30min～120min的过程为热压过程，在这个过程中素板材坯料被压缩至所需的厚度尺寸，使素板材坯料的两个相对的待压表层仅有1～10mm得到压缩，并保温保压30min～120min，优选30min～90min，最为优选是45min～90min，使素板材坯料的两个相对的待压表层都形成0.6～4mm的压缩密实层，即第一压缩密实层与第二压缩密实层，且压缩密实层的密度为自然层密度的1.3～3倍，上述的热压过程中，热压板闭合速度优选0.5～4mm/s，压缩率优选10～25％，压力优选30～40MPa；之后进入预炭化阶段，将热压板的温度升温至170～180℃后在保压状态下保温，在预炭化过程中进一步降低了素板材坯料的含水率，使素板材坯料充分热透，进一步使得过热水蒸汽分压力小于素板材坯料里的纤维间的横向抗拉强度，防止在后继的炭化步骤中出现炭化缺陷，如素板材坯料产生内裂、表裂、颜色不均匀、变形等问题，从而大大提高了得材率，得材率几乎可达100％；预炭化过程结束后，将热压板快速升温至200～225℃并保温保压45min～120min的过程为炭化过程。炭化过程中素板材坯料产生了一系列复杂的化学反应，因此炭化后的素板材坯料具有优异的性能，具体描述如下：

1、防潮性增强：素板材坯料经炭化处理后，其水吸附机理发生了变化。随着处理温度的升高，吸湿性能强的半纤维素在处理过程中降解，使得素板材坯料的吸湿性下降，水分子与素板材坯料分子之间的氢键减少，从而降低了素板材坯料的吸湿性和吸水性，能让炭化后的素板材坯料的平衡含水率比未炭化处理的素板材坯料降低45％以上；

2、尺寸稳定性提高：素板材坯料在高温环境中进行热处理，由于炭化过程降低了素板材坯料组分中羟基的浓度，减小素板材坯料的吸湿性和内应力，使炭化后的素板材坯料与外界水分的交换能力显著下降，从而大大减小了炭化过的木质型材在使用中因水分变化引起的变形、收缩和湿胀；

3、耐腐和耐候性显著增强：素板材坯料组分在炭化过程中发生了复杂的化学反应，改变了素板材坯料的某些成分，减少了素板材坯料腐朽菌的营养物质，从食物链这一环节上抑制菌类在素板材坯料中的生长。因此，炭化后的素板材坯料的耐腐性能和耐候性显著提高，具有防腐烂、防白蚁、防真菌的功效；

4、环保、安全：炭化过程为纯物理技术，在素板材坯料炭化过程中只涉及到温度和水蒸汽，不添加任何化学药剂，所以炭化过程环保和安全。另外，炭化过程使素板材坯料具有了稳定、防腐和珍贵木材的颜色，使得软木可替代部分珍贵木材；

5、颜色内外一致：炭化木颜色内外一致，根据树种和工艺不同，炭化木的颜色为黄色至深棕色。对于松木、杉木、杨木之类浅色的速生木材，炭化后可以使这些廉价木材的颜色具有类似热带珍贵木材的颜色，使木材看上去上档次，并具有优良的稳定性。

经过实践证明采用上述热压及炭化步骤，得材率可达99％，甚至达100％。

作为本发明的另一种优选，所述热压步骤是：把素板材坯料放在热压机上，使热压板以0.5～6mm/s的速度闭合，控制素板材坯料的压缩率为10～30％，并控制压力为20～50MPa，然后控制热压板温度为170～200℃并保温保压1min～40min；所述的预炭化步骤是保温保压结束后将热压板温度降到160～170℃并保温保压30min～120min；所述炭化步骤是在预炭化步骤结束后将热压板温度升到200～225℃条件下保温保压45min～120min。在热压板温度为170～200℃时为热压过程，在热压过程中由于素板材坯料在短时间温度变化剧烈，这有利于保证产品的质量，但也产生了残余应力；然后进入预炭化步骤，即将热压板的温度降至160～170℃并进行保温保压以充分释放该素板材坯料内部的残余应力继而防止该素板材坯料在后继的炭化过程中发生爆裂现象；热压板温度在200～225℃之间的过程为炭化过程。实践证明采用上述热压及炭化步骤，得材率也可达99％，甚至100％。

作为本发明的优选，所述步骤(7)冷却步骤是：炭化步骤结束后在保压的状态下使热压板的温度降到120℃以下。冷却步骤的作用是使得经热压及炭化步骤后的素板材坯料的温度降至120℃以下，即降至素板材坯料的可塑温度点以下，从而使得经热压及炭化步骤后的素板材坯料固定成形。

作为本发明的另一种优选，所述步骤(7)冷却步骤是：在炭化步骤结束后，缓慢泄压打开热压机，迅速取出素板材坯料并送进常温压机中，迅速闭合常温压机，控制常温压机的压板压力在0.2～4MPa之间。

作为本发明的优选，所述步骤(8)含水率控制步骤是：将冷却后的素板材坯料放到调温调湿房进行含水率控制，控制调温调湿房内温度为39～80℃，相对湿度为75～95％进行调湿，使木材的含水率恢复到4～12％。含水率恢复步骤使制得的木质型材能适应各地气候条件的使用。

作为本发明方法的优选，它还包括一个在含水率控制步骤后用压辊涂装的步骤，所述压辊涂装步骤是将UV树脂在0.5～1.0Mpa的压力挤压渗透入压缩层0.05～0.15mm后经UV固化。本发明将UV树脂压入第一压缩密实层或第二压缩密实层，能进一步将涂料与该木质型材表面的木纤维接触，发生交联固化反应，能达到漆膜硬度与柔韧性二者兼顾，增加了该木质型材的各种性能。

根据上述一种木质型材的制备方法所制得的木质型材，它包括压缩密实层和与之纤维连接的自然层，压缩密实层为分别位于自然层两相对侧的第一压缩密实层与第二压缩密实层，该种木质型材的整体密度为350～750kg/m³，含水率为4～12％，其耐腐等级达II以上，重量损失≤24％。该木质型材无胶，其中自然层为未经压缩的木材结构，但可能在表面压缩的过程中对自然层的结构造成影响，但上述影响相对于压缩密实层被压缩的量可以忽略不计。上述压缩密实层的密度，即第一压缩密实层与第二压缩密实层的密度由相应的表层到距相应的表层厚度为0.6～4mm逐渐减小到木材的自然密度，在压缩密实层与自然层之间自然纤维连接，与现有的胶合板不同。上述自然连接连接牢固、无污染，制作工序简单。上述第一压缩密实层或第二压缩密实层的表面漆膜硬度可达3～6H。

该木质型材的含水率为4～12％。含水率是指木材中所含水分的重量与绝干后木材重量的百分比，定义为木材含水率。在大气条件下的吸湿平衡含水率是指木材在一定的温度湿度状态下，最后所达到的吸湿稳定含水率或解吸稳定含水率，叫做木材的平衡含水率。一般，木材在不同地方的平衡含水率不同，例如，广州地区年平均的平衡含水率为15.1％，北京地区却为11.4％。木材干燥到11％的木材用于北京是合适的，可用于广州将会吸湿膨胀，产生变形。所以说，通常木材的最终含水率要与使用地的平衡含水率接近或相同，才能保证木制品的使用稳定性。本型材经过压缩炭化处理后，不但提高了软材的表面硬度，并达到很好的固定作用，而且也大大降低了其吸湿性，从而大大减小了使用地不同季节的温度和湿度变化对其尺寸稳定性的影响，提高使用寿命，在不同的气候条件下无需恢复含水率，能够适应于不同地域气候条件的使用。

本发明的上述木质型材，按照《GB 1941-91木材硬度试验方法》测定型材表面硬度大于1500N以上，是其自然层的2.0倍以上。同时，其使用平衡含水率大大低于现有技术的压缩型材，且在使用过程中型材的含水率波动小，使尺寸稳定性大大提高。现有的压缩木由于压缩层需要被封死，而采用了大量的化学试剂，本发明的上述木质型材不含现有技术的上述化学试剂。另外，上述木质型材防腐性能优异，按照《GB/T 13942.1-1992木材天然耐久性试验方法木材天然耐腐性实验室试验方法》标准，对本发明优选树种样品进行实验，其耐腐等级达II以上，重量损失≤24％。

上述木质型材的原料是速生材，例如杨木、杉木、马尾松、南方松、落叶松、泡桐等，它们未经处理时，力学性能较差，防腐防潮性能不理想，稳定性差，很容易受到菌虫的侵害，容易开裂变形。

作为优选，其耐腐等级达I以上。

作为优选，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在1～2mm之间。

作为优选，上述含水率为6.5～10％，更为优选的是7～9％。

作为本发明的优选，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～4mm之间，且压缩密实层的密度为自然层密度的1.3～3倍。

作为本发明的优选，该木质型材的原料为杨木，其整体密度为380～550kg/m³，含水率为6～12％，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～4mm之间。

作为本发明的优选，该木质型材的原料为南方松，其整体密度为500～720kg/m³，含水率为4～11％，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～3mm之间。

作为本发明的优选，该木质型材的原料为马尾松，其整体密度为480～680kg/m³，含水率为5～10％，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～2.5mm之间。

作为本发明的优选，该木质型材的原料为杉木，其整体密度为350～550kg/m³，含水率为5～10％，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～2.5mm之间。

上述木质型材具有如下优点：

1、厚度密度分布：第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～4mm之间，且第一压缩密实层与第二压缩密实层的密度都是自然层密度的1.3～3倍；

2、吸湿性：与素材相比，降低45％以上；

3、尺寸稳定性：与素材相比提高55％以上。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、该木质型材可采用速生材，具有资源丰富，价格低廉，表面经过热压及炭化步骤后，具备珍贵树种天然的优良的木材微环境特性和物理力学性能，同时本发明采用一次成型复合式木材物理功能性改良技术，即热压及炭化技术直接得到型材，省去了多个组坯胶合浸渍等环节，在节省成本的同时增强了型材的力学性能和保持木材的天然特性；

2、该木质型材的平衡含水率小且波动小，尺寸稳定性高，耐腐耐候性强，压缩密实方向上的回弹小，生产出来的产品无需再调整含水率，就可以直接应用于各种室外、地热等各种不同的环境条件；

3、该木质型材压缩密实层与自然层纤维连接，它们之间不存在胶合、分开等技术问题，而且热压后再经炭化，对压缩密实层进行高温固定处理，使其形成两个相对的表层硬中间软这样一种有弹性的木材新特性，用做实木地板时具有独特的优势，做成的实木地板，木纹显现，脚感舒适，无任何有害气体排放，兼顾了视感、触觉、嗅觉的统一，特别适合于有老年人或小孩的家庭用地板，这是现在普通实木地板所不能比拟的；

4、该木质型材的制造方法中，通过在热压前设置干燥步骤，可防止木材发生霉变或蓝变、加强木材的表面美观度，同时还可以防止在后续的热压及炭化过程中木材产生开裂或爆裂，损伤机器或爆伤工人，提高产品的得材率和保证产品的质量；

5、该木质型材的制造方法中，采用的方法简单，利于实现产业化运作。本发明涉及的关键步骤主要是干燥步骤、热压步骤、炭化步骤，只要这每一步都保证设备完好，工艺合适，并保证工艺得到正确的实施就能得到质量过硬的产品；

6、木材的制造方法中，在通过压力涂装的方法将UV固化树脂压入压缩密实层的表层中，形成永久的固化，从而永久封住压缩密实层的纹孔，有效降低压缩密实层吸湿能力，进一步强化了木材的尺寸稳定性，防止回弹；

7、采用高温高压热压后进行炭化一次成型木材功能性改良方法，本发明具有工艺简单，在进行热压后进行炭化过程中不添加任何化学药剂，不排放废气和废水，热利用效率高，节能环保，克服了木材的固有缺陷，解决了现有技术的回弹与环保二者不兼顾的难题，利于产业化的实施；

8、本发明制得的木质型材具有相对的第一压缩密实层与第二压缩密实层，使得该木质型材适用范围较单面压缩的型材更为广泛，除可用于制作地板外，还可应用于家具和办公领域，如用于制作家用或办公用桌椅等，若将单面压缩的型材用于家具或办公领域，则需要两道型材制作工艺，之后将两块单面压缩的型材拼合才能用于家具或办公领域，而实施本发明提供的木质型材的制备方法所得的木质型材明显更为优势，无需拼合直接可用于家具或办公领域。

附图说明

图1是实施例1热压及炭化技术后杨木的第一压缩密实层与自然层的连接结构剖切电镜照片图；

图2是实施例1杨木素材的剖切电镜照片图；

图3是实施例1杨木素材在厚度方向上的密度分布图；

图4是实施例1由杨木素材经热压及炭化技术后得到的产品在厚度方向上的密度分布图；

图1和图2分别显示了最终产品和杨木素材的剖切电镜照片图，从两张图明显可以看出，图2素材细胞结构分布均匀，图1可以明显的看到，从压缩表面往里2～3mm左右的第一压缩密实层的密实程度非常明显(第二压缩密实层的密实程度与第一压缩密实层类似)，再往里就保持原木材均匀结构。

图3和图4分别是素材和最终产品的厚度方向上的密度分布图，每个实验有3个样品，可以发现经过对两个相对表面热压后的产品的相应表面向内2～3mm密度显著增强。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种杨木地板的制造方法，选取速生材杨木作为素材，通过制材的方法锯制成具批量的同规格板材，将其堆垛好后，用叉车把垛好的木材堆放到蒸汽加热顶风型干燥窑中采用高温高湿的方法进行干燥，使板材的含水率在12～14％左右。用威力四面刨铣机(型号：U23EL)对干燥后的板材表面进行抛光，选择相对的两个抛光表面作为待压实面，使得所述的待压实面的刨光方向与板材的纤维方向平行，得厚度为25mm的素板材坯料，将该素板材坯料放入三层热压机中，控制热压板的闭合速度为3mm/s，热压机压力为30MPa，将两块热压板升温至150℃并闭合，压到素板材坯料厚度为20mm，使两块热压板紧贴素板材坯料的待压面后进行保温保压50min；之后将两块热压板的温度升至170℃，仍控制热压机压力为30MPa，保温保压80min，最后将两块热压板的温度升至210℃保温保压60min，以完成热压、预炭化及炭化步骤；然后在热压机在并在保压的状态下，通过自身的冷却系统，即通过导热油使两块热压板的温度降低于120℃以下，使素板材坯料的温度降至可塑温度点以下，从而使得经炭化步骤后的素板材坯料固定成形；之后将冷却后的素板材坯料放到调温调湿房进行含水率恢复，控制调温调湿房内温度为65℃，相对湿度为90％进行调湿，使木材的含水率恢复到6～12％。

然后取出，在室内陈放一段时间，再对其进行企口、表面砂光、表面涂饰等步骤即可得实木地板。图1是本实施例热压及炭化技术后杨木的第一压缩密实层与自然层的连接结构剖切电镜照片图(第二压缩密实层结构与第一压缩密实层结构类似)，通过与图2对比，可以看出，其纤维间隙空间几乎被全部压缩，因此其硬度高、能够满足各种地板的强度要求，克服了软材的缺陷。地板的自然层的纤维结构松散，能起到较好的吸音、防震作用，脚感好，继承了软材的优点。

所述的表面涂饰采用高压辊涂装技术，使低粘度UV树脂在1Mpa的压力下挤压渗透入压缩密实层0.15mm左右，经UV固化后，使压缩密实层再次增强。这些树脂增强层还能起到隔离压缩密实层与外界的水份交换，再次固化压缩密实层，并提高木材稳定性。第一压缩密实层或第二压缩密实层的漆膜硬度为2H～6H。

由图3与图4对比，可看出上述实木地板被压缩的表面向内2.5mm厚部分硬度显著增强。

实施例2：一种南方松地板的制造方法，选取速生材南方松作为素材，通过制材的方法锯制成具批量的同规格板材，将其堆垛好后，用叉车把垛好的木材堆放到蒸汽加热顶风型干燥窑中采用高温高湿的方法进行干燥，控使板材的含水率在10～18％左右。用威力四面刨铣机(型号：U23EL)对干燥后的板材表面进行抛光，选择相对的两个抛光的表面作为待压实面，使得所述的待压实面的刨光方向与板材的纤维方向平行，得厚度为30mm的素板材坯料，将该素板材坯料放入三层热压机中，控制热压板的闭合速度为4mm/s，控制热压机内的压力为40MPa将两块热压板的温度升至180℃，压到素板材坯料的厚度为24mm时保温保压25min，然后通过压机自身冷却系统，即通过导热油将两块热压板降温到160℃并保温保压45min，最后升温到210℃条件下保温保压60min，以完成热压、预炭化及炭化步骤；之后，缓慢泄压，打开热压机，立即取出素板材坯料，立即送进常温压机里，然后立即闭合该常温压机，将常温压机的压板压至素板材坯料的表面，控制压力控制为2.5MPa，进行冷却，使得经炭化步骤后的素板材坯料的温度降至120℃以下，即降至素板材坯料的可塑温度点以下，从而使得经炭化步骤后的素板材坯料固定成形；然后将冷却后的素板材坯料放到调温调湿房进行含水率恢复，控制调温调湿房内温度为60℃，相对湿度为95％进行调湿，使木材的含水率恢复到7～12％。

然后取出，在室内陈放一段时间，再对其进行企口、表面砂光、表面涂饰等步骤即可得实木地板。

木地板经过炭化处理，其表面呈黄色，颜色均匀一致，其吸水能力显著下降，在使用时其平衡含水率稳定在7～12％。第一压缩密实层或第二压缩密实层的漆膜硬度为2H～6H。

实施例3～5：与实施例1的不同之处都列于下表之中：

第二压缩密实层的密度与第一压缩密实层的密度类似。

实施例6：一种办公桌的桌面型材的制备方法，选取速生材杨木作为素材，通过制材的方法锯制成具批量的同规格板材，将其堆垛好后，在板材垛顶加重物，用叉车把垛好的木材堆放到蒸汽加热顶风型干燥窑中采用高温高湿的方法进行干燥，最终使板材的含水率在15～20％左右。用威力四面刨铣机(型号：U23EL)对干燥后的板材表面进行抛光，选择相对的两个抛光的表面作为待压实面，使得所述的待压实面的刨光方向与板材的纤维方向平行，得厚度为50mm的素板材坯料，将该素板材坯料放入三层热压机中，控制热压板的闭合速度为3.5mm/s，热压机压力为50MPa，将两块热压板升温至160℃并闭合，压到素板材坯料厚度为40mm，使两块热压板紧贴素板材坯料的被压面后进行保温保压45min，之后将两块热压板的温度升至180℃，仍控制热压机压力为50MPa，保温保压90min，最后将两块热压板的温度升至210℃保温保压80min，以完成热压、预炭化及炭化步骤；然后在热压机上，通过自身的冷却系统，即通过导热油使两块热压板的温度降低于100℃以下，使素板材坯料的温度降至可塑温度点以下，从而使得经炭化步骤后的素板材坯料固定成形；之后将冷却后的素板材坯料放到调温调湿房进行含水率恢复，控制调温调湿房内温度为65℃，相对湿度为90％进行调湿，使木材的含水率恢复到9～12％左右。

然后取出，在室内陈放一段时间，再对其进行表面砂光、表面涂饰等步骤即可得桌面型材。

所述的表面涂饰采用高压辊涂装技术，使低粘度UV树脂在1.0Mpa的压力下挤压渗透入压缩密实层0.12mm左右，经UV固化后，使压缩密实层再次增强。这些树脂增强层还能起到隔离压缩密实层与外界的水份交换，再次固化压缩密实层，并提高木材稳定性。第一压缩密实层或第二压缩密实层的漆膜硬度为2H～6H。

Claims

1.一种木质型材的制备方法，其特征在于：它包括下列步骤：

（1）制材步骤：将气干密度小于或等于700kg/m³的木材通过制材得板材；

（2）干燥步骤：对板材进行干燥，使板材的含水率降低到6～20%的步骤；

（3）刨光步骤：对干燥过的板材进行刨光得素板材坯料；

（4）热压步骤：用两块温度为140～200℃的热压板对素板材坯料的两个表层进行压缩密实；

（5）预炭化步骤：使素板材坯料在160～200℃的条件下进行预炭化；

（6）炭化步骤：使素板材坯料在200～225℃的条件进行炭化；

（7）冷却步骤；

（8）含水率控制步骤；

所述热压步骤是：把素板材坯料放在热压机上，使热压板以0.5～6mm/s的速度闭合，控制素板材坯料的压缩率为10～30%，并控制压力为20～50MPa，然后控制热压板温度为150～160℃并保温保压30min～120min；所述预炭化步骤是上述保温保压结束后再将热压板温度升温度到170～180℃并保温保压30min～120min；所述炭化步骤是在预炭化步骤结束后将热压板温度升温到200～225℃条件下保温保压45min～120 min。

2.根据权利要求1所述的一种木质型材的制备方法，其特征在于:所述热压步骤是：把素板材坯料放在热压机上，使热压板以0.5～6mm/s的速度闭合，控制素板材坯料的压缩率为10～30%，并控制压力为20～50MPa，然后控制热压板温度为170～200℃并保温保压1min～40min；所述的预炭化步骤是保温保压结束后将热压板温度降到160～170℃并保温保压30min～120min；所述炭化步骤是在预炭化步骤结束后将热压板温度升到200～225℃条件下保温保压45min～120 min。

3.根据权利要求1所述的一种木质型材的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）冷却步骤是：炭化步骤结束后在保压的状态下使热压板的温度降到120℃以下。

4.根据权利要求1所述的一种木质型材的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）冷却步骤是：在炭化步骤结束后，缓慢泄压打开热压机，迅速取出素板材坯料并送进常温压机中，迅速闭合常温压机，控制常温压机的压板压力在0.2～4MPa之间。

5.根据权利要求1所述的一种木质型材的制备方法，其特征在于：所述步骤（8）含水率控制步骤是：将冷却后的素板材坯料放到调温调湿房进行含水率恢复，控制调温调湿房内温度为39～80℃，相对湿度为75～95%进行调湿,使木材的含水率恢复到4～12%。

6.根据权利1～5所述的一种木质型材的制备方法所制得的木质型材，其特征在于：它包括压缩密实层和自然层，压缩密实层为分别位于自然层两相对侧的第一压缩密实层与第二压缩密实层，该种木质型材的整体密度为350～750kg/m³，含水率为4～12%，其耐腐等级达

以上，重量损失≤24%；所述自然层为未经压缩的木材结构；所述压缩密实层为原材表面经压缩后密度变大的部分。

7.根据权利要求6所述的木质型材，其特征在于：第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～4mm之间，且压缩密实层的密度为自然层密度的1.3～3倍。

8.根据权利要求6所述的木质型材，其特征在于：该木质型材的原料为杨木，该木质型材整体密度为380～550kg/m³，含水率为6～12%，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～4mm之间。

9.根据权利要求6所述的木质型材，其特征在于：该木质型材的原料为南方松，该木质型材整体密度为500～720kg/m³，含水率为4～11%,第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～3mm之间。

10.根据权利要求6所述的木质型材，其特征在于：该木质型材的原料为马尾松，该木质型材整体密度为480～680kg/m³，含水率为5～10%，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～2.5mm之间。

11.根据权利要求6所述的木质型材，其特征在于：该木质型材的原料为杉木，该木质型材整体密度为350～550kg/m³，含水率为5～10%，第一压缩密实层与第二压缩密实层的厚度都在0.6～2.5mm之间。