CN107338939B - 一种三层复合地板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种三层复合地板，由上至下依次包括表板、芯板和底板；所述表板由上至下至少包括高密度层和过渡层，所述高密度层在其厚度断面上的平均密度为0.65‑0.75g/cm3，所述过渡层在其厚度断面上的密度自靠近所述高密度层一侧至靠近所述芯板一侧逐渐减小；所述高密度重层和所述过渡层之间为同一材料的自然连接。具有表面平整性好，产品稳定性好，不易出现表面波浪痕迹的特点。

Description

一种三层复合地板及其制造方法
技术领域
本申请涉及地板技术领域，具体涉及一种三层复合地板及其制造方法。
背景技术
三层复合地板是复合结构类地板产品中的主流产品品类之一。目前的三层复合地板主要包括这样的结构：表板、芯板和底板（或称背板）组成，多数情况下表板是由优选的珍贵硬木通过旋切、刨切或框锯制成的单板，芯板是由速生材小料制成的木帘，底板是由速生材通过刨切或框锯制成的单板，通过将三层材料以木材纹理相互垂直的形式胶黏复合制成。因此，三层复合地板具有结构简单、安全环保、结构稳定好等的优势，深受消费者的喜爱。然而三层复合地板与多层复合地板相比较，还有一个表板厚度较大的特点，这是因为芯板由木帘制成，当表板的厚度过小时，易依木帘的形状在底板表面形成波浪痕迹。而由此，对于日渐紧张的珍贵硬木资源而言，三层复合地板还存在着珍贵硬木消耗量过大的资源问题。
为此，有研究提出，利用速生木材、或利用密实化技术对速生材的单板进行加密处理后制成三层复合材料的表板，随后与芯板、背板相复合，复合后在表板的表面转印珍贵硬木木纹。这一技术方案被认为有以下三点优势：首先，同时由于芯板和背板也是同种材料的速生材，因而更利于最后结构的尺寸和结构稳定性；其次，纯利用速生木材，保护了珍贵硬木资源；最后，充分利用了现有的转印技术，实现了木地板行业的跨领域有机结合。然而上述方案存在可操作性缺陷，作为表板的速生木材单板经过加密处理，后经过了密实化固定处理，因而在实际使用过程中会出现以下两种问题：其一，密实化后的固定处理是必不可少的工序，而固定处理后表板的稳定性（可知三层复合地板的表板必须达到一定的厚度，以避免芯板木帘的痕迹出现的表面，因而表板具有实木特性）远优于芯板和背板，在实际使用中，必然将出现表板与芯板和背板收缩或膨胀不一致产生的胶合开胶；其二，表板自身的厚度回弹问题，随后经过固定处理，但在使用中始终存在着厚度回弹的趋势，而速生材具有严重的各向异性，各项差异性同样在体现在了断面不同纵截面之间的回弹差异，这种差异必然在实际使用中在表板的表面形成波浪痕迹，进一步的，当表面精确的印刷有木纹时，出现的波浪痕迹将相较于仅涂覆有油漆的产品更加严重。
发明内容
本发明的技术目的之一在于提供一种三层复合地板，其表面平整性好，产品稳定性好，不易出现表面波浪痕迹；本发明的技术目的之二在于提供该种三层复合地板的制造方法，该种制造方法所制的速生材表板在使用过程中回弹更为均匀一致。
本发明的技术目的之一是通过以下技术方案得以实现的：一种三层复合地板，由上至下依次包括表板、芯板和底板；所述表板由上至下至少包括高密度层和过渡层，所述高密度层在其厚度断面上的平均密度为0.65-0.75g/cm3，所述过渡层在其厚度断面上的密度自靠近所述高密度层一侧至靠近所述芯板一侧逐渐减小；所述高密度层和所述过渡层之间为同一材料的自然连接。
在本技术方案中，表板并在厚度方向上并不是密度均一的结构，而是表面硬度大、并且由上至下逐渐减小的结构，此处由上至下是指由表面（地板安装后朝向房屋空间的一个面）指向底面（地板安装后朝向地面的一个面）的方向指向。此时，当保持表板表面强度的同时，在表板和芯板的胶合界面附近的厚度层上，表板材料的平均密度与芯板的平均密度差值较小，这样在使用过程中，减小了表板和芯板的稳定性差异引起的缩涨不均对胶合面剪切强度的考验，从另一个方面保证了材料的胶合强度。
作为上述技术方案的优选，所述过渡层在其厚度断面上的最大密度值为0.45-0.55g/cm3。
在本技术方案中，由于过渡层在厚度断面上的密度是自靠近高密度层一侧向靠近芯板一侧逐渐减小的，即由上至下的逐渐减小，因而可知靠近高密度层一侧的单元厚度上的密度是最大的，该最大值为0.45-0.55g/cm3。由于高密度层的平均密度为0.65-0.75g/cm3，因此高密度层和过渡层虽然是同一材料的自然连接，但是二者之间却形成了较为明显的分界。另一方面，过渡层靠近高密度层一侧的部分与高密度层的密度差值为0.3-0.1 g/cm3，这样带来的好处是在高密度层和芯板之间没有直接的厚度断层，并通过0.3-0.1 g/cm3的差值有效避免了因高密度层和过渡层之间的密度落差过大而引起的产品在使用过程中的翘曲，这一效果在试验中得到了证实，经过大量的单因素试验对比后发现，区间为0.3-0.1 g/cm3的差值可以降低约83%的平均翘曲率（宽度方向的弯曲变形）。
作为上述技术方案的优选，所述过渡层在其厚度断面上的最小密度值为0.40-0.45g/cm3。
作为上述技术方案的优选，所述过渡层与所述芯板通过胶黏结合，所述过渡层上靠近胶黏界面一侧的密度与所述芯板上靠近胶黏界面一侧的密度的差值为0.05-0.10 g/cm3。
在本技术方案中，由于过渡层在厚度断面上的最小密度值为0.40-0.45g/cm3，由此可知本技术方案的芯板的平均密度是0.30-0.40 g/cm3，意即本方案中的芯板所选用的速生木材是密度较高的材料或者经过加密处理的材料。而这样做的目的是为了避免在结合的胶层上（过渡层上靠近芯板部分的材料）和下（芯板上靠近过渡层部分的材料）之间的密度落差过大而形成密度断层，从而在使用过程中因密度带来的尺寸稳定性不一致而脱胶的问题将得到缓解、甚至解决。
作为上述技术方案的优选，所述表板的厚度为2-4mm，所述高密度层的厚度占所述表板总厚度的70-90%。
通用的表板的厚度为2-4mm，而在本技术方案中选择将密度较高的、主要起到表面强度作用的高密度层部分的厚度设定为表板总厚度的70-90%，高密度层与过渡层的厚度比为（7-9）：（3-1），意即作为密度阶梯的过渡层的厚度占比不少于10%。经过大量的验证性试验表明，这样的密度配比可以得到最佳的稳定性，过渡层有效的起到了衔接高密度层和芯板的作用。这样的结果是因为，一者与芯板的胶合界面不易脱胶，二者与高密度层的衔接不易出现弯曲变形，同一材料之间的结合强度以及对相邻部分稳定性的适应能力与胶黏剂的连接是有显著的优势的。
作为上述技术方案的优选，所述芯板包括一组平行设置的单条。
本发明的技术目的之二是通过以下技术方案得以实现的：一种三层复合地板的制造方法，包括对坯料进行表层密实化处理的步骤、对表层密实化处理后的坯料进行高温固定处理、剖料的步骤以及复合的步骤；所述表层密实化处理的步骤包括预压处理和热压处理，所述预压处理的压力为12-15MPa，施压同时加热上压板至120-160℃，预压处理最大压缩量为2-5%，达到最大压缩量后保压1.5-3min；完成所述预压处理后进行热压处理，保持最高温度同时将压缩量增加至20-25%，热压处理的压力为12-15MPa。
本技术方案的工艺是为了得到前述结构的产品。现有技术是将热压板首先升至设定的温度，对于单面的压缩工艺来看，是将其中一个压板的温度升至设定的热压温度，随后将待加密处理的板材防止在热压工作位置上，将压机不带有压力的闭合，并保持一段时间的预热，在预热之后加压并开始实施高温密实化处理。而在本工艺方案中，首先闭合压机，并且是带压闭合，以一个较小的压缩量（在本技术方案中是2-5%的压缩量，最大压缩量是指设定的压缩量的值，是在2-5%之间的一个根据工艺需要设定的值）对待加密处理的板材进行预压，并且在这一压缩过程中同时对压板进行升温，因而此时，板材所接受的是低温压缩以及逐步加热升温的过程，这一过程保持了1.5-3min。所述的低温压缩是指在没有到达纤维软化点所实施的压缩。随后加大压缩量，实施热压，此处由于达到2-5%之后的保温时间以及之前的升温时间所能达到的加热效果是仅仅通过上压板将靠近上压板附近的材料的温度升至纤维软化点以上，这是现有技术中多有披露的。由此完成了本技术方案的材料的表层密实化处理。
通过增加低温预压的步骤，解决了现有技术中出现的后期的回弹的问题，通过反复验证性试验表明，低温预压的步骤可以减少四成至五成的回弹率。由此所制成的表板在不同纵截面上的厚度回弹的差异性降低，甚至消除，避免了在实际使用中因回弹不一致在地板表面形成波浪痕迹，进一步影响转印花纹的视觉效果。
此外，现有的表层压缩的工艺达到的效果是表层与其他层之间的密度差异较大，例如中国专利CN200910101611.4所公开的一种实木地板，其中披露了通过取含水率在6～14％之间的坯料，经过190℃～250℃的热压机压缩并保温20分钟～60分钟的工艺步骤，实现了表层的密度与其他层的密度差值达到1.5倍的效果。同时也有专利披露了如何实现整体压缩的效果，例如中国专利CN200910156992.6所公开的一种木质型材及其制备方法，其中披露了利用两块温度为140～200℃的热压板对素板材坯料的两个表层进行压缩密实，得到了两个经过压缩密实的表层，然后通过实践可知，虽然专利所表达的是两个表层的密实层，但是通过其后对该两个层的厚度的限定可知，其实质上是一个整体压缩的技术方案。该两种工艺经过剖分后得到的密实化的单板（对于表层密实化处理的工艺是将表层材料剖分取下，对于整体密实化处理的工艺是将整体根据厚度需要进行等厚或不等厚的剖分）在剖分后都会因为应力的存在而形成波浪的变形痕迹，这种变形痕迹虽然可以通过后期的砂光使其变得平整，然而没有消除的应力会在以后的使用过程中不断释放，加上回弹的不一致性，逐渐在单板的表面形成波浪痕迹，并由此影响了转印的效果。上述也成为了密实化材料作为转印基材的技术障碍。
在本技术方案中，通过低温预压步骤的设置，并通过在低温预压的过程中升温，而不是预先升温的差异性设置，达到了压缩后得到的表层密实化材料回弹率低、应力小，从而在使用过程中减少出现波浪变形的风险。而表层的高密度层与下部材料之间的密度差值小，从而用本技术方案的方案制取的表板在复合制作三层复合地板时可实现如前所述的技术效果。
作为上述技术方案的优选，经过高温固定处理的坯料自上至下依次包括高密度层、过渡层和低密度层，所述剖料的步骤是将经过高温固定处理的坯料自上至下剖分为表板料、芯板料和底板料，所述表板料的厚度为2.5-4.5mm，所述底板料的厚度为2-4mm。
作为上述技术方案的优选，将所述表板料和所述底板料砂光形成表板和底板；将所述芯板料锯制成小料，小料拼制成帘式的芯板，所述小料的纹理方向与所述表板和所述底板的纹理方向相垂直；将所述芯板至于所述表板和所述底板之间，三者通过胶黏剂连接。
作为上述技术方案的优选，开始所述热压处理时，坯料芯层的温度低于80℃。
当坯料的芯层（指坯料中间大约5-10mm处的厚度层）的温度低于80℃时，表层的温度已经高于100℃的木材软化点，此时得到软化的是表层的材料。
在本技术方案中，对于坯料热压时其芯板的温度低于80℃，其主要作用是为了避免芯板的材料达到软化点，而此时对于芯板来说被压缩的是前期预压时的常温压缩，压缩量小并得到了后期高温处理的压缩固定，因而可进一步避免在使用过程中的回弹、以及由回弹不均带来的表面波浪痕（波浪痕迹的不平整度）。
综上所述，本技术方案的该种三层复合地板具有表面平整度高的优点；进而，本技术方案的该种三层复合地板的制造工艺也有利于最终产品的表面平整度、平整度的维持、以及在使用过程中始终保持表面平整和尺寸稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的该种三层复合地板的一种示意图。
具体实施方式
实施例：如图1所示的一种三层复合地板，由上至下依次包括表板1、芯板2和底板3；表板1由上至下至少包括高密度层11和过渡层12，高密度层11在其厚度断面上的平均密度为0.65-0.75g/cm3，过渡层12在其厚度断面上的密度自靠近高密度层11一侧至靠近芯板2一侧逐渐减小；高密度层11和过渡层12之间为同一材料的自然连接。过渡层12在其厚度断面上的最大密度值为0.45-0.55g/cm3；过渡层12在其厚度断面上的最小密度值为0.40-0.45g/cm3。过渡层12与芯板2通过胶黏结合，过渡层12上靠近胶黏界面一侧的密度与芯板2上靠近胶黏界面一侧的密度的差值为0.05-0.10 g/cm3。表板1的厚度为2-4mm，高密度层11的厚度占表板1总厚度的70-90%；在本实施例中，表板1的总厚度为4mm，其中高密度层11的厚度为2.9mm。一种可操作的高密度层11的厚度测定方法，是采用剖面密度扫描仪对剖面密度进行扫描，扫描后将密度大于0.65 g/cm3的部分认为是高密度层11，并计算这一区间内的材料的厚度。
芯板2包括一组平行设置的单条21，单条21优选是经过热处理了的小木条，其纹理方向垂直于表板1和底板3。底板3优选是同一速生材树种的材料，其加工形式优选是框锯制得，以与表板1的制作形式一致，优选的底板3也经过热处理。
一种三层复合地板的制造方法，包括以下步骤：
S1.将速生材板材至于压机上，此时压机的压板为室温，默认速生材的含水率控制在12-14%之间；
S2.对上压板进行加热，目标温度为120-160℃，本实施例中以140℃为例，与此同时闭合上下压板，使用厚度规控制压缩量为2-5%，本实施例中以3%为例，压机压力为12-15MPa，这一阶段耗时大约10-15min；
S3.达到压缩量（即上压板接触厚度规）时，保温保压1.5-3min，根据需要的表层的密实化的厚度而定，一般而言，所需要的密实化厚度最大保温保压时间越长；
S4.增加压缩量至20-25%，进行密实化处理，热压压力为12-15MPa；
S5.高温热处理，是对压缩效果进行固化的处理，热处理工艺可以是现有技术中的任意一种，温度在160℃以上即可；
S6.剖料，将板材由上至下剖分为三层，上层为用于制作表板1的表板料、厚度为4mm（锯路按0.8mm计算），中间层为用于制作芯板的芯板料、厚度为9mm，底层为用于制作底板的地板料、厚度为2mm，框锯制作完成后分别养生；
S7.将芯板料剖分制作木帘，可以是现有技术中的任意一种制作方式；
S8.按照由上至下为表板、芯板和底板的顺序胶合复合三层材料，使用冷压胶合，并使用冷压胶黏剂。
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。

Claims (8)

1.一种三层复合地板的制造方法，所述三层复合地板由上至下依次包括表板（1）、芯板（2）和底板（3）；其特征在于：所述表板（1）由上至下至少包括高密度层（11）和过渡层（12），所述高密度层（11）在其厚度断面上的平均密度为0.65-0.75g/cm3，所述过渡层（12）在其厚度断面上的密度自靠近所述高密度层（11）一侧至靠近所述芯板（2）一侧逐渐减小；所述过渡层（12）在其厚度断面上的最大密度值为0.45-0.55g/cm3；所述高密度层（11）和所述过渡层（12）之间为同一材料的自然连接；
所述制造方法为：包括对坯料进行表层密实化处理的步骤、对表层密实化处理后的坯料进行高温固定处理、剖料的步骤以及复合的步骤；所述表层密实化处理的步骤包括预压处理和热压处理，所述预压处理的压力为12-15MPa，施压同时加热上压板至120-160℃，预压处理最大压缩量为2-5%，达到最大压缩量后保压1.5-3min；完成所述预压处理后进行热压处理，保持最高温度同时将压缩量增加至20-25%，热压处理的压力为12-15MPa；经过高温固定处理的坯料自上至下依次包括高密度层（11）、过渡层（12）和低密度层（13），所述剖料的步骤是将经过高温固定处理的坯料自上至下剖分为表板料、芯板料和底板料，将所述表板料和所述底板料砂光形成表板（1）和底板（3），将所述芯板料锯制成小料，小料拼制成帘式的芯板（2）。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述过渡层（12）在其厚度断面上的最小密度值为0.40-0.45g/cm3。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述过渡层（12）与所述芯板（2）通过胶黏结合，所述过渡层（12）上靠近胶黏界面一侧的密度与所述芯板（2）上靠近胶黏界面一侧的密度的差值为0.05-0.10 g/cm3。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述表板（1）的厚度为2-4mm，所述高密度层（11）的厚度占所述表板（1）总厚度的70-90%。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述芯板（2）包括一组平行设置的单条（21）。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述表板料的厚度为2.5-4.5mm，所述底板料的厚度为2-4mm。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述小料的纹理方向与所述表板（1）和所述底板（3）的纹理方向相垂直；将所述芯板（2）至于所述表板（1）和所述底板（3）之间，三者通过胶黏剂连接。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：开始所述热压处理时，坯料芯层的温度低于80℃。
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