CN102581904A - 激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法 - Google Patents

Abstract

激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法，本发明是以涂覆油漆的实木地板表面为基材，通过多尺度表面微造型设计，用脉冲激光光束在实木地板表面被溅射区域形成局部高温，使该区域油漆（涂层）被汽化，并随后在其表面产生柱形或尖锥形突起结构，突起为纳微复合的精细粗糙结构。本发明方法操作工艺简单，可控性和重复性好，为自清洁实木地板的工业化提供了一种简单，有效的途径，具有广泛的应用价值和广阔的市场前景。

Description

激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法

技术领域

本发明涉及一种具有疏水疏油自清洁效果的实木地板及其制造方法，具体为激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法。

背景技术

自然界有很多动植物体表面具有超疏水和自清洁的特性，例如荷叶为代表的植物叶，水蠅的毛腿等。其中最典型的应属荷叶表面，荷叶表面的水珠基本呈圆球形，这些水珠不能稳定地停留在荷叶表面，荷叶只需倾斜一个很小的角度，水珠便会从荷叶表面滚落，水珠滚落的同时把荷叶表面的灰尘等污染物带走，荷叶表面的这种自清洁现象称为荷叶效应。

受荷叶效应的启发，近年来，具有超疏水性能（与水接触角在150°以上、滚动角小于10°的表面）的仿生自清洁表面受到了人们的极大关注。超疏水表面由于具有防水、防污、防腐蚀、自清洁等特性，在科学研究、工农业生产以及日常生活中都具有广阔的应用前景。

实木地板是天然木材经烘干、加工、上漆后形成的地面装饰材料。它呈现出天然的原木纹理和色彩图案，给人以自然、柔和、富有亲和力的质感，同时由于它冬暖夏凉、触感好、使用安全的特性使其成为卧室、客厅、书房及学校、办公场所等地面装修的理想材料。实木地板在人们的日常生活中已经日益普遍，但由于木材具有较强的吸湿性，吸湿后膨胀可能引起木地板变形或开裂，另外在干湿交替的环境中使用时容易发生腐朽，因此，木地板具有怕水怕潮等特性，给日常使用和护理带来不便。

目前，已有少量关于超疏水性木材的报道。

中国专利CN101870130A公布了一种超疏水性木材的制备方法，将木材在pH值为9～13.5温度为10°C～80°C的甲基硅酸钾溶液中浸没5h～30h，然后向甲基硅酸钾水溶液中通入二氧化碳气体，当甲基硅酸钾水溶液的pH值为7～8.8时停止通入二氧化碳气体，甲基硅酸钾与二氧化碳在木材表面原位反应，生成低表面能的硅烷，在木材表面形成一层超疏水层，干燥，即可得到超疏水性木材。

又有专利CN101234498A制备超疏水性木材的方法是，把木材和超疏水性物质蜂蜡加入到模具中，加热到80°C～100°C使蜂蜡熔化，并施以1MPa～50MPa压力使蜂蜡进入到木材表面的微孔，冷却后刮掉表面的蜂蜡，得到超疏水性木材。

相关报道都是在木材本体表面构建纳微粗糙结构或修饰低表面能物质或两者共同作用得到超疏水性木材，目前国内外尚未见在涂覆油漆的木地板表面通过激光烧蚀加工方法制备自清洁实木地板的报道。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法，包括以下步骤：

第一步：在木地板上通过激光烧蚀形成尖锥形或柱形突起，纳微复合的粗糙结构表面；

第二步：所述的纳微复合结构通过调节输出波长为400-800nm的飞秒激光，将样品置于空气或真空环境下进行表面微造型，通过激光能量，激光作用脉冲次数，光斑直径，扫描速度的适当调节可以在样品表面获得具有纳微复合的锥形或柱形突起微结构，即在较大的微米亚微米突起上形成较小的纳米突起。

有益效果

本发明方法操作工艺简单，可控性和重复性好，为自清洁实木地板的工业化提供了一种简单，有效的途径，具有广泛的应用价值和广阔的市场前景。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

本实施方式的一种具有自清洁功能的实木地板的制备方法按以下步骤进行：第一步采用波长为800nm的飞秒激光，对实木地板表面进行单尺度微造型，调节150微焦的较大飞秒激光能量，激光两次脉冲作用，得到柱状周期性规则排列的微突，柱状突起的底部直径在300～500纳米，高度约为60～180纳米，尺度均在亚微米到纳米级。第二步在第一步得到的微结构表面进行，采用波长为400nm的飞秒激光，50微焦的较小激光能量，激光单次脉冲作用，得到的微结构突起呈周期性规则排列的纳微复合柱状突起，略大突起的尺度为300～500nm的亚微米级，其上略小的突起为40～80nm的纳米级。

实施例2

第一步采用波长为800nm的飞秒激光，对实木地板表面进行单尺度微造型，调节150微焦的较大飞秒激光能量，激光单次脉冲作用，得到尖锥状周期性规则排列的微突，尖锥状突起的底部直径在2～3微米，高度约为3～4微米，尺度均在微米级。第二步在第一步得到的微结构表面进行，采用波长为800nm的飞秒激光，50微焦的较小激光能量，激光单次脉冲作用，得到的微结构突起呈周期性规则排列的纳微复合尖锥状突起，略大突起的尺度为2～3微米的微米级，其上略小的突起为50～60nm的纳米级。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.激光烧蚀制备自清洁实木地板的加工方法，包括以下步骤：

第一步：在木地板上通过激光烧蚀形成尖锥形或柱形突起，纳微复合的粗糙结构表面；

第二步：所述的纳微复合结构通过调节输出波长为400-800nm的飞秒激光，将样品置于空气或真空环境下进行表面微造型，通过激光能量，激光作用脉冲次数，光斑直径，扫描速度的适当调节可以在样品表面获得具有纳微复合的锥形或柱形突起微结构，即在较大的微米亚微米突起上形成较小的纳米突起。