CN105856343B - 低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法 - Google Patents

低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，属于人造板制造技术领域。其工艺是将木段旋切成1～3mm木质单板，干燥调整含水率至8～12％，对单板双面进行常压低温等离子体改性处理，通过超声和气旋协同作用，将胶黏剂雾化为直径小于40μm的颗粒喷于单板紧面，单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2，按相邻层单板纤维纹理方向互相垂直组坯，再经热压、覆贴薄木制得低施胶量环保多层实木复合地板，性能符合国家标准要求，甲醛释放量达到E0级，且胶黏剂用量较传统涂胶方式用量下降30～70％，产品品质显著提升，生产成本明显下降。此外这种方法生产工艺节能环保，生产设备操作简便、效率高、可控性好，且可连续自动化作业。

Description

低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法。属于人造板制造技术领域。
背景技术
实木复合地板是从实木地板家族中衍生出来的木地板种类，分为多层实木地板和三层实木地板。三层实木复合地板是由三层实木结构交错层压而成，多层实木复合地板以多层胶合板为基材，表面覆贴锯切或刨切的装饰薄木，经切削成形，表面涂饰制成。
实木复合地板由于采用交错层积的结构，一定程度上克服了实木地板因湿胀干缩易造成变形的缺点，具有较好的尺寸稳定性。表层为优质珍贵木材，不但保留了实木地板木纹优美、自然的特性，而且大大节约了优质珍贵木材的资源。芯层大多采用速生木材，且不必考虑避免木材的各种缺陷，出材率高，成本则大为降低。实木复合地板的弹性、保温性等也完全不亚于实木地板。正因为它具有实木地板的各种优点，又节约了大量自然资源，在欧美国家已经成为家装的主流地板，今后我国高档地板的发展趋势必然是实木复合地板。
然而，由于实木复合地板需要采用胶黏剂将各层材料胶合起来，目前所用胶黏剂大多为脲醛树脂胶，普遍存在甲醛释放问题。特别是多层实木复合地板因为胶层较多，胶黏剂用量大，甲醛释放超标问题比较显著。实际生产中主要通过控制脲醛树脂胶制备工艺以及对其进行改性来解决这一难题。目前，生产中为确保多层实木复合地板甲醛释放量达标，大多采用E0级三聚氰胺改性脲醛树脂胶。然而，这种胶黏剂的胶合性能不够理想，会影响地板的尺寸稳定性，而且价格也较高。在这种形势下，大幅度减少胶黏剂用量是降低多层实木复合地板生产成本和提高产品质量(特别是产品游离甲醛释放量)行之有效的办法。
发明内容
本发明的目的是采用常压低温等离子体对木质单板表面进行改性处理，在木质单板表面构建具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，同时利用超声与气旋雾化协同效应，将胶液雾化成微细颗粒，均匀喷施于木质单板表面，利用经等离子体改性后单板表面的高润湿性使胶液自动快速流展，在单板表面形成均匀连续的薄胶层，实现微量施胶(胶黏剂用量较传统涂胶方式用量下降30～70％)方式下木材与胶黏剂之间的高效胶合目的，制备获得物理力学性能符合多层实木复合地板行业标准的要求，且游离甲醛释放量达到E0级要求的低施胶量环保多层实木复合地板。
本发明的技术解决方案：低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法是按以下步骤完成的：
一、木质单板制备：
先将原木截成木段，再经软化处理以提高木材塑性，而后经剥去树皮，然后确定木段旋切回转中心，经旋切成木质单板，最后经烘干处理待用；
步骤一所述的木质单板的厚度为1～3mm，由于木质单板含水率过低干燥耗能大，含水率过高进行表面等离子体处理时容易产生击穿现象，因此，经烘干处理后，木质单板的含水率控制在8～12％；
二、木质单板表面预处理：
对烘干后的木质单板双面进行常压低温等离子体改性处理，通过等离子体中的电子、离子、原子、分子以及光子等高能量活性粒子对木质单板表面的刻蚀作用以及自由基引发化学作用，改变木质单板表面微观结构，并在其表面引入大量极性基团，形成了具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，大幅度提高了胶黏剂在木质单板表面的润湿性，为实现木质单板在低施胶量情况下的高效胶合奠定基础；
步骤二所述的木质单板表面常压低温等离子体改性处理方法是：将烘干后木质单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置进料输送带上，根据被处理木质单板的厚度调整四对用钢玉陶瓷覆盖的差分激励双介质阻挡放电电极间距，其范围值为5～10mm，开启电源，调节处理功率至3～6KW，使电极之间的空气通过介质阻挡放电产生低温等离子体，使木质单板以2～40m/min的速度悬空依次通过上下四对放电电极中间的间隙，在常压状态下对木质单板的两个表面同时进行低温等离子体改性处理，并且由于木质单板依次通过四对电极，相当于同一个被处理位置依次叠加处理四次，强化了木质单板的表面改性效果；
三、木质单板表面微量施胶：
通过超声和气旋协同作用，将胶液雾化为直径小于40μm的颗粒喷施于木质单板的紧面，即不存在超越裂缝的单板表面，木质单板单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2，视不同胶黏剂种类而定，胶黏剂用量较常规用量减少30～70％；
步骤三所述的木质单板表面微量施胶方法是：将胶黏剂通过胶泵以稳定速度输入超声气旋雾化施胶系统，将经过常压低温等离子体处理后的木质单板以2～40m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在其表面均匀喷施一层薄的胶层，控制超声气旋雾化施胶系统工作频率为42±3KHz，功率为1～5W，流量1-50mL/min，喷嘴与木质单板表面的距离为200-400mm，气压为0.01-0.1MPa；
超声和气旋的协同效应能使胶黏剂雾化为细小颗粒，这种细小的胶黏剂颗粒能通过木质单板表面被等离子体刻蚀的纳米尺度刻痕渗透到木材细胞壁，与细胞壁物质紧密接触，形成纳米力学嵌合或与细胞壁中聚合物成分产生化学连接，形成互相渗透的聚合物网络，从而可实现低施胶量情况下木材与胶黏剂之间的高效胶合；
步骤三所述的木质单板表面微量施胶所用胶黏剂为E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶和异氰酸酯胶中的一种，为保证胶黏剂顺利被雾化为细小颗粒，其粘度应小于40s，优选控制在20～30s；
步骤二和步骤三均通过木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置完成，该装置包括设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超声气旋喷胶组件和控制器组件，木质单板通过传输组件(包括沿进料方向依次设置于设备框架上的木质薄板进料传输带、木质薄板进料感应装置、木质薄板进料压辊、木质薄板出料压辊、木质薄板出料感应装置和木质薄板出料传输辊组)输送进入低温等离子体处理；低温等离子体处理组件(包含四对差分激励双介质阻挡放电电极、低温等离子发生器、低温等离子体电源以及冷却排臭氧装置)中低温等离子体电源和低温等离子体发生器与电极通过高绝缘线缆可靠连接，在电极间隙间放电获得宽幅均匀的低温等离子体，木质单板悬空通过电极间隙，两个表面同时进行低温等离子体改性处理；经低温等离子体处理后的木质单板在出料压辊的带动下进入超声气旋施胶区域，超声气旋喷胶组件(包括超声气旋协同作用喷嘴支撑支架、超声气旋协同作用喷嘴、胶量控制阀、管路清洗阀、胶黏剂收集装置和喷胶除味装置)中超声气旋协同作用喷嘴通过不锈钢滑块平行对称地固定在喷嘴支撑支架上，不锈钢滑块可在喷嘴支撑支架上上下左右移动，以调节喷嘴与木质薄板表面的距离以及六个喷嘴相互间的间距，从而调控每组喷嘴的胶液喷施面积，以实现调控木质单板表面施胶量的目的，喷嘴与木质薄板表面距离的调节范围为200-400mm，喷嘴可随意左右移动，喷嘴通过通气管与进气压力装置连接，调节进气压力装置气压为0.01-0.1MPa，使胶黏剂雾化，同时控制喷嘴工作频率42±3KHz，功率为1～5W，产生超声波使胶液颗粒进一步细化直径小于40μm的颗粒，调节流量范围为1-50mL/min，再利用经低温等离子体处理后木质单板表面的高润湿性使喷施于其表面的微细胶滴迅速流展，实现在低施胶量情况下能在单板表面形成一层均匀的薄胶层，以利于胶合后的产品获得良好的胶合强度；动力组件可调整传输速度，保证单板在低温等离子体处理区域和超声气旋施胶区域的运动速度的一致性；
四、木质单板组坯胶合：
将施胶后的木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，单板总层数为偶数层，而后进行热压获得低施胶量环保多层实木复合地板基材；
步骤四所述的木质单板组坯胶合工艺条件为：热压温度为105～160℃，热压压力为1.0～1.4MPa，热压时间为40～80s/mm；
由于在多层实木复合地板基材表面还需覆贴一层薄木，为了保证板材整体结构的对称性，基材的总层数为偶数层；
五、表层薄木表面预处理：
将薄木干燥至含水率8～12％，而后按照步骤二的方法对薄木表面进行常压低温等离子体改性处理；
步骤五所述的表层薄木为2～4mm天然锯切薄木和1～2mm人造薄木中一种；
六、表层薄木表面微量施胶：
按照步骤三的方法对经常压低温等离子体改性处理的薄木表面施胶，单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2；
步骤六所述的木质单板表面微量施胶所用胶黏剂为E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶和异氰酸酯胶中的一种，为保证胶黏剂顺利被雾化为细小颗粒，其粘度应小于40s，优选控制在20～30s；
七、表层薄木覆贴：
将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，经过热压、成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板，该板材的物理力学性能符合多层实木复合地板行业标准的要求，且游离甲醛释放量达到E0级要求；
步骤七所述的表层薄木覆贴热压工艺条件为：热压温度为110～160℃，热压压力为0.8～1.2MPa，热压时间为2～5min。
本发明的优点：(1)产品品质好：采用本专利提供的一种低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法制备获得的多层实木复合地板产品物理力学性能符合多层实木复合地板行业标准的要求，即使所用胶黏剂为非E0级三聚氰胺改性脲醛树脂胶，因为所用胶黏剂量极少，产品的游离甲醛释放量也能达到行业标准规定的E0级要求。(2)产品生产成本低：木质单板经常压低温等离子体改性处理后采用超声气旋协同雾化喷胶，可使产品在胶黏剂用量较常规胶黏剂用量下降30～70％的情况下，性能仍可性能达到国家相关标准的要求，从而可大幅度降低生产成本。此外，采用本专利技术可以实现将昂贵的异氰酸酯胶用于多层实木复合地板工业化生产，制备不含甲醛且高强度的多层实木复合地板产品，且生产成本不高于目前生产上常用的E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶。(3)生产工艺节能环保：本项发明提供的一种低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，干法处理工艺，省能源，无公害，符合当前工业化生产节能减排的要求。(4)生产设备操作简便：可根据产品的要求通过调整处理工艺控制处理效果，且处理时间短、效率高、可控性好，且可连续自动化作业。
具体实施方式
实施例1
将小径速生杨木用圆锯机截断成一定长度木段，木段长度根据多层实木复合地板产品幅面要求确定，通常为多层实木复合地板产品长度+100～150mm。将木段放于蒸煮池中进行软化处理，增加木材塑性，以提高旋切单板质量。为了保证多层实木复合地板质量，需用专用剥皮机将木段树皮去除。而后，采用机械定心机确定木段的回转中心，再用上木机将木段放置于旋切机上，旋切制成厚度为1mm的单板。
将杨木单板放于热板式干燥机中在有一定压力(小于0.1MPa)的条件下进行干燥，干燥温度不宜过高，控制在80℃以下，防止干燥过程中单板的翘曲变形，以确保单板的平整度。经干燥后将杨木单板的含水率控制在8％待用。
将烘干后的单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的进料输送带上，在进料压辊的带动下进入低温等离子体处理区域，调整上下四对放电电极间的间距为5mm。开启低温等离子体电源，调节处理功率至4.5KW，当电极间的电压达到空气放电电压时，在电极间形成介质阻挡放电，产生低温等离子体，杨木单板以2m/min的速度依次悬空从四对电极间隙中连续通过，对单板上下两表面同时进行低温等离子体改性处理。木质单板依次通过四对电极，相当于同一个被处理位置依次叠加处理四次，强化了木质单板的表面低温等离子体改性效果。
将粘度为20s的E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶以稳定速度输入木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的超声气旋雾化施胶系统。启动进气压力装置调整气压0.1MPa，使胶黏剂雾化，同时控制系统工作频率为42±3KHz，功率为3W，产生超声波使胶液进一步细化为直径小于40μm的颗粒，调节胶量控制阀调整喷雾流量为20mL/min，喷嘴与木质单板表面的间距为200mm，控制杨木单板以2m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在杨木单板的紧面(即不存在超越裂缝的单板表面)均匀喷施一层薄的胶层，木质单板单面的施胶量为80g/m2。将施胶后的偶数层木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为120℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为60s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将2mm天然锯切薄木干燥至含水率8％，而后按照上述木质单板低温等离子体改性处理方法和处理工艺对薄木表面进行处理，而后按照上述木质单板微量施胶方法和施胶工艺将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶施于薄木表面，单面胶黏剂施加量为80g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为110℃，热压压力为1.0MPa的条件热压2min，而后经成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
实施例2
将小径速生杨木按实施例1相同步骤制成厚度为1mm，含水率为8％的单板。
将烘干后的单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的进料输送带上，在进料压辊的带动下进入低温等离子体处理区域，调整上下四对放电电极间的间距为5mm。开启低温等离子体电源，调节处理功率至4.5KW，当电极间的电压达到空气放电电压时，在电极间形成介质阻挡放电，产生低温等离子体，杨木单板以10m/min的速度依次悬空从四对电极间隙中连续通过，对单板上下两表面同时进行低温等离子体改性处理。
将粘度为20s的E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶以稳定速度输入木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的超声气旋雾化施胶系统。启动进气压力装置调整气压0.1MPa，使胶黏剂雾化，同时控制系统工作频率为42±3KHz，功率为3W，产生超声波使胶液进一步细化为直径小于40μm的颗粒，调节胶量控制阀调整喷雾流量为20mL/min，喷嘴与木质单板表面的间距为200mm，控制杨木单板以10m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在杨木单板的紧面(即不存在超越裂缝的单板表面)均匀喷施一层薄的胶层，木质单板单面的施胶量为60g/m2。将施胶后的偶数层木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为120℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为60s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将2mm天然锯切薄木干燥至含水率8％，而后按照上述木质单板低温等离子体改性处理方法和处理工艺对薄木表面进行处理，而后按照上述木质单板微量施胶方法和施胶工艺将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶施于薄木表面，单面胶黏剂施加量为60g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为110℃，热压压力为1.0MPa的条件热压2min，而后经成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
对比例1
将小径速生杨木按实施例1相同步骤制成厚度为1mm，含水率为8％的单板。
将烘干后的单板按目前多层实木复合地板生产工艺采用辊筒涂胶方式将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶涂于芯板两表面，木质单板单面的施胶量为120g/m2。将施胶后的偶数层木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为120℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为60s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将2mm天然锯切薄木干燥至含水率8％，采用辊筒涂胶方式将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶涂布于薄木表面，单面胶黏剂施加量为120g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为110℃，热压压力为1.0MPa的条件热压2min，而后经成形加工和表面涂饰后制得多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
实施例3
将马尾松原木按实施例1相同的步骤制成厚度为2mm，含水率为8％的单板。
将烘干后的单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的进料输送带上，在进料压辊的带动下进入低温等离子体处理区域，调整上下四对放电电极间的间距为10mm。开启低温等离子体电源，调节处理功率至4.5KW，当电极间的电压达到空气放电电压时，在电极间形成介质阻挡放电，产生低温等离子体，马尾松单板以10m/min的速度依次悬空从四对电极间隙中连续通过，对单板上下两表面同时进行低温等离子体改性处理。
将粘度为20s的E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶以稳定速度输入木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的超声气旋雾化施胶系统。启动进气压力装置调整气压0.1MPa，使胶黏剂雾化，同时控制系统工作频率为42±3KHz，功率为3W，产生超声波使胶液进一步细化为直径小于40μm的颗粒，调节胶量控制阀调整喷雾流量为20mL/min，喷嘴与木质单板表面的间距为200mm，控制马尾松单板以10m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在马尾松单板的紧面(即不存在超越裂缝的单板表面)均匀喷施一层薄的胶层，木质单板单面的施胶量为80g/m2。将施胶后的偶数层木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为120℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为60s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将1mm人造薄木干燥至含水率8％，而后按照上述木质单板低温等离子体改性处理方法和处理工艺对薄木表面进行处理，而后按照上述木质单板微量施胶方法和施胶工艺将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶施于薄木表面，单面胶黏剂施加量为80g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为110℃，热压压力为1.0MPa的条件热压1min，而后经成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
对比例2
将马尾松原木按实施例1相同步骤制成厚度为2mm，含水率为8％的单板。将烘干后的单板按目前多层实木复合地板的生产工艺采用辊筒涂胶方式将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶涂于芯板两表面，木质单板单面的施胶量为150g/m2。将施胶后的偶数层木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为120℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为60s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将1mm人造薄木干燥至含水率8％，采用辊筒涂胶方式将E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶涂布于薄木表面，单面胶黏剂施加量为150g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为110℃，热压压力为1.0MPa的条件热压1min，而后经成形加工和表面涂饰后制得多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
因为马尾松木材含有丰富的树脂道，旋切成单板后树脂会析出覆盖于单板表面，这种油性树脂的存在严重影响了木材界面的胶合性能。若不对单板表面进行必要的处理，只有通过提高胶黏剂用量才能使产品性能勉强达标。采用本专利技术，对马尾松单板表面进行低温等离子体处理，可以破坏其表面油性树脂的结构，大大提高了胶黏剂在单板表面的润湿性，从而保证在较低施胶量(单面施胶量为80g/m2)的情况下，马尾松单板依然能实现高强度的胶合。
实施例4
将小径速生杨木按实施例1相同步骤制成厚度为1mm，含水率为6％的单板。
将烘干后的单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的进料输送带上，在进料压辊的带动下进入低温等离子体处理区域，调整上下四对放电电极间的间距为5mm。开启低温等离子体电源，调节处理功率至4.5KW，当电极间的电压达到空气放电电压时，在电极间形成介质阻挡放电，产生低温等离子体，杨木单板以30m/min的速度依次悬空从四对电极间隙中连续通过，对单板上下两表面同时进行低温等离子体改性处理。
将粘度为30s的异氰酸脂胶以稳定速度输入木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的超声气旋雾化施胶系统。启动进气压力装置调整气压0.1MPa，使胶黏剂雾化，同时控制系统工作频率为42±3KHz，功率为3W，产生超声波使胶液进一步细化为直径小于40μm的颗粒，调节胶量控制阀调整喷雾流量为20mL/min，喷嘴与木质单板表面的间距为200mm，控制杨木单板以30m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在杨木单板的紧面(即不存在超越裂缝的单板表面)均匀喷施一层薄的胶层，木质单板单面的施胶量为20g/m2。将施胶后的木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为160℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为40s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将1mm人造薄木干燥至含水率8％，而后按照上述木质单板低温等离子体改性处理方法和处理工艺对薄木表面进行处理，而后按照上述木质单板微量施胶方法和施胶工艺将异氰酸脂胶施于薄木表面，单面胶黏剂施加量为20g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为160℃，热压压力为1.0MPa的条件热压1min，而后经成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
实施例5
将小径速生杨木按实施例1相同步骤制成厚度为1mm，含水率为8％的单板。
将烘干后的单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的进料输送带上，在进料压辊的带动下进入低温等离子体处理区域，调整上下四对放电电极间的间距为5mm。开启低温等离子体电源，调节处理功率至4.5KW，当电极间的电压达到空气放电电压时，在电极间形成介质阻挡放电，产生低温等离子体，杨木单板以40m/min的速度依次悬空从四对电极间隙中连续通过，对单板上下两表面同时进行低温等离子体改性处理。
将粘度为30s的异氰酸脂胶以稳定速度输入木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的超声气旋雾化施胶系统。启动进气压力装置调整气压0.1MPa，使胶黏剂雾化，同时控制系统工作频率为42±3KHz，功率为3W，产生超声波使胶液进一步细化为直径小于40μm的颗粒，调节胶量控制阀调整喷雾流量为20mL/min，喷嘴与木质单板表面的间距为200mm，控制杨木单板以40m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在杨木单板的紧面(即不存在超越裂缝的单板表面)均匀喷施一层薄的胶层，木质单板单面的施胶量为10g/m2。将施胶后的木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，而后在热压温度为160℃，热压压力为1.2MPa，热压时间为40s/mm的条件下压制成多层实木复合地板基材。
将1mm人造薄木干燥至含水率8％，而后按照上述木质单板低温等离子体改性处理方法和处理工艺对薄木表面进行处理，而后按照上述木质单板微量施胶方法和施胶工艺将异氰酸脂胶施于薄木表面，单面胶黏剂施加量为10g/m2。将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，在热压温度为160℃，热压压力为1.0MPa的条件热压1min，而后经成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板。多层实木复合地板的胶合性能和甲醛释放量见下表。
多层实木复合地板物理力学性能测定结果见下表：
注：
①胶种：MUF为E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶，MDI为异氰酸脂树脂；
②胶合强度按行业标准《实木复合地板用胶合板》LY/T 1738-2008测定，MUF多层实木复合地板按II类胶合板的方法测定，MDI多层实木复合地板按I类胶合板的方法测定，根据行业标准LY/T 1738-2008的规定，胶合强度应大于0.7MPa；
③甲醛释放量按国家标准GB/T17657-2013规定的方法测定。按行业标准LY/T1738-2008规定的要求：E0级多层实木复合地板甲醛释放量应小于0.5mg/L，E1级多层实木复合地板甲醛释放量应小于1.5mg/L。

Claims (9)

1.低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：所述的低施胶量环保多层实木复合地板是按以下步骤制备的：
步骤一：木质单板制备：先将原木截成木段，再经软化处理以提高木材塑性，而后经剥去树皮，然后确定木段旋切回转中心，经旋切成木质单板，最后经烘干处理待用；
步骤二：木质单板表面预处理：将烘干后的木质单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置进料输送带上，双面进行常压低温等离子体改性处理，通过等离子体中的电子、离子、原子、分子以及光子高能量活性粒子对木质单板表面的刻蚀作用以及自由基引发化学作用，改变木质单板表面微观结构，并在其表面引入大量极性基团，形成了具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，大幅度提高了胶黏剂在木质单板表面的润湿性，为实现木质单板在低施胶量情况下的高效胶合奠定基础；
步骤三：木质单板表面微量施胶：将胶黏剂通过胶泵以稳定速度输入木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置的超声气旋雾化施胶系统，通过超声和气旋协同作用，将胶黏剂雾化为直径小于40μm的颗粒喷施于木质单板的紧面，即不存在超越裂缝的单板表面，木质单板单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2；
步骤四：木质单板组坯胶合：将施胶后的木质单板按照相邻层单板木材纤维纹理方向互相垂直的原则进行组坯，单板总层数为偶数层，而后进行热压获得低施胶量环保多层实木复合地板基材；
步骤五：表层薄木表面预处理：将薄木干燥至含水率8～12％，而后按照步骤二的方法对薄木表面进行常压低温等离子体改性处理；
步骤六：表层薄木表面微量施胶：按照步骤三的方法对经常压低温等离子体改性处理的薄木表面施胶，单面胶黏剂施加量控制在10～80g/m2；
步骤七：表层薄木覆贴：将施胶后的薄木覆贴于多层实木复合地板基材的表面，经过热压、成形加工和表面涂饰后制得低施胶量环保多层实木复合地板，该地板 的物理力学性能符合多层实木复合地板行业标准的要求，且游离甲醛释放量达到E0级要求；其中，步骤二和步骤三以及步骤五和步骤六均通过木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置完成，该装置包括设备框架、木质薄板传输组件、动力组件、低温等离子体处理组件、超声气旋喷胶组件和控制器组件；木质单板通过传输组件输送进入低温等离子体处理；经低温等离子体处理后的木质单板在传输组件的带动下进入超声气旋喷胶区域，超声气旋喷胶组件可调控每组喷嘴的胶液喷施面积，从而调控木质单板表面施胶量；采用低温等离子体改性处理在木质单板表面构建具有特殊的纳米尺度刻痕的高反应活性表面层，同时利用超声与气旋雾化协同效应，将胶液雾化成微细颗粒，均匀喷施于木质单板表面，胶液自动快速流展，在单板表面形成均匀连续的薄胶层，实现微量施胶。
2.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤一所述的木质单板的厚度为1～3mm，经烘干处理后，木质单板的含水率控制在8～12％。
3.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤二所述的木质单板表面常压低温等离子体改性处理方法是：将烘干后木质单板置于木质薄板低温等离子体改性和微量施胶一体化装置进料输送带上，根据被处理木质单板的厚度调整四对用钢玉陶瓷覆盖的差分激励双介质阻挡放电电极间距，其范围值为5～10mm，开启电源，调节处理功率至3～6KW，使电极之间的空气通过介质阻挡放电产生低温等离子体，使木质单板以2～40m/min的速度悬空依次通过上下四对放电电极中间的间隙，在常压状态下对木质单板的两个表面同时进行低温等离子体改性处理。
4.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤三所述的木质单板表面微量施胶方法是：将胶黏剂通过胶泵以稳定速度输入超声气旋雾化施胶系统，将经过常压低温等离子体处理后的木质单板以2～40m/min与常压低温等离子体处理系统一致的速度匀速通过施胶系统，在其表面均匀喷施一层薄的胶层。
5.根据权利要求4所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：控制超声气旋雾化施胶系统工作频率为42±3kHz，功率为1～5W，流量1-50mL/min，喷嘴与木质单板表面的距离为200～400mm，气压为0.01-0.1MPa。
6.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤四所述的木质单板组坯胶合工艺条件为：热压温度为105～160℃，热压压力为1.0～1.4MPa，热压时间为40～80s/mm。
7.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤三和步骤六所述的木质单板表面微量施胶所用胶黏剂为E1级三聚氰胺改性脲醛树脂胶和异氰酸酯胶中的一种，为保证胶黏剂顺利被雾化为细小颗粒，其粘度应小于40s。
8.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤五所述的表层薄木为2～4mm的天然锯切薄木和1～2mm的人造薄木中的一种。
9.根据权利要求1所述的低施胶量环保多层实木复合地板的制造方法，其特征在于：步骤七所述的表层薄木覆贴热压工艺条件为：热压温度为110～160℃，热压压力为0.8～1.2MPa，热压时间为2～5min。
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Assignee: Jiangsu Aike Seth New Material Co. Ltd.

Assignor: Nanjing Forestry University

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Denomination of invention: Manufacturing method for low-adhesive-consumption environment-friendly multi-layer solid wood composite floor

Granted publication date: 20180504

License type: Common License

Record date: 20190321

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