CN109333692A - 一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法 - Google Patents

一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法，通过施胶前用等离子体处理科技木单板，等离子电离出的粒子、电子、自由基及其它活性基团与单板表面发生刻蚀、激发、氧化和分解等作用，使其表面产生大量活性基团，可显著提高单板表面的自由能和润湿性，并且引入促进胶黏剂胶黏的活性基团，提高胶黏剂渗透性的同时增强其胶黏后的强度。

Description

一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法
技术领域
本发明属于木材加工领域，具体涉及一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法。
背景技术
科技木皮又称再生木皮、染色木皮或人造木皮，是天然木皮的“升级版”，是利用仿生学原理，通过对普通木材、速生材进行各种改性物化处理生产的一种性能更加优越的全木质的新型装饰材料。科技木皮的生产流程一般为单板制造、单板调色、单板整理、单板涂胶、模压成型、制材、刨切等。科技木皮剔除了自然木材的原有缺陷，克服了自然木材固有的虫孔、节疤、腐朽、色变、色差等不可避免的缺陷，光彩更鲜亮，纹理立体感更强，其色彩更为丰富，纹理更趋向多样化。可以根据人们不同的喜好加工出各种花纹和图案，能够充分满足现代人们多样化和个性化消费需求，是其它室内装饰材料所无法取代的，且易于施工，是用途极广的新型室内装饰材料，是天然木皮的良好替代品。
目前，在科技木饰面时尚存在一些技术问题，特别是在模压成型中胶黏剂固化后木方的浸渍剥离指标不达标，导致后期刨切成科技木皮时，表面容易开裂或是产生细小的裂痕，造成单板外观质量不合格。针对这种现象，目前除了进一步研究更适合科技木单板的胶黏剂，另一方面也在不断尝试新的浸渍工艺。本发明针对现有技术中存在的不足，提出了用等离子体改性科技木单板，增强其与胶黏剂接触的表界面活性，通过物理刻蚀及化学介质的作用，改善科技木锯材表面的粗糙度及化学活性，增强胶黏剂在浸渍过程中的渗透性，提高模压成型后的科技木方的浸渍剥离性能，使得刨切得到的科技木皮表面质量更好，仿真度更高。
发明内容
为了解决现有的科技木浸渍剥离指标不合格，导致制得的科技木皮表面容易开裂或是产生细小裂痕，严重影响科技木皮的外观质量。
本发明的目的是对科技木单板进行等离子处理，使单板表面得到活化，提高单板表面的自由能和润湿性，有利于单板与胶黏剂之间形成牢固的结合力。同时在单板表面引入能够促使科技木胶水交联的官能团，促进胶黏剂的固化，提高科技木方的浸渍剥离性能，提高刨切后的科技木皮的表面质量。
一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法，包括如下步骤：
S1、原木旋切：将原木旋切成厚度为0.4-0.7mm的单板；
S2、漂白、染色：将单板放入盛有漂白剂的漂白缸里进行漂白，之后取出，沥干，再放入盛有染色剂的染缸中进行染色；
S3、烘干：将染色后的单板放入干燥机中进行干燥，时间10-12min，温度100-110℃，干燥后单板含水率控制在6％-8％；
S4、等离子体处理：采用介质阻挡放电等离子设备，调节等离子传送速度为8-10m/min，处理功率4.0-4.5kw，处理气体为NH3、N2、O3，对单板依次进行单面或双面处理；
S5、施胶：采用滚涂或者喷涂的方式，将胶水均匀涂覆在单板表面，平均一张单板施胶量控制在60-150g/m2；
S6、组坯：将施胶后的单板依次叠放；
S7、模压：采用高频加热，将组坯后的板坯连同其各自模具一起固定，并用聚乙烯薄膜包裹后，堆叠放置在高频压机的上压板与下压板之间，开启高频发生器，通电预热金属板 5-10min后闭合压机，高频压合30-300min，打开压机，并将压板间板坯上下翻转后继续高频压合，时间30-300min，取出即得科技木方；
S8、刨切：将木方去除毛边后，以5-15°的角度进行刨切，得到科技木皮。
作为优选，所述S1中的原木为椴木、阿尤斯、杨木、樟木、桐木中的一种。
作为优选，所述S2中的漂白剂包含以下组分：双氧水浓度2-6％，氢氧化钠用量为3-6g/L，硅酸钠用量为6-12ml/L，在常温下浸泡处理2-8h。
作为优选，所述S2中的染色工艺参数为：染料浓度均为3g/L、渗透剂(JFC)0.01-0.1％、促染剂(NaCl)0.05-0.6％、固色剂(Na2CO3)0.05-0.5％、温度90-98℃、染色时间120-600min、固色时间30min、浴比V染液:V单板＝3:1-1:1。作为优选，所述述染料为酸性染料，染料结构为双偶氮型，立方晶体结构，分子量为400-700。
作为优选，所述S4中，等离子体改性设备整体长度为3.5m，宽度为1.5m的长方形介质阻挡放电等离子体设备，在开启电源，调节电压后，在设备平台与等离子腔中间形成一层均匀稳定的等离子帷幕，将烘干后的单板在传送带的作用下通过等离子帷幕，其表面与等离子体电离出的电子、离子发生接枝交联并发生物理刻蚀。
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质，这种电离气体是由原子、分子、原子团、离子和电子组成。原子团(自由基) 主要是实现对物体表面化学反应过程中能量传递的“活化”作用；电子对物体表面作用主要包括两方面：一方面是对物体表面的撞击作用，另一方面通过大量的电子撞击引起化学反应；离子通过溅射现象实现对物体表面的处理；紫外线通过光能使物体表面的分子键断裂分解，并且增强穿透能力。当等离子体作用在科技木表面，这些粒子与单板表面发生刻蚀、激发、氧化和分解等作用，使其表面产生大量活性基团，可显著提高单板表面的自由能和润湿性，并且引入促进胶黏剂胶黏的活性基团，提高胶黏剂渗透性的同时增强其胶黏后的强度，提高科技木方的浸渍剥离性，提高刨切后科技木方的表面质量。
作为优选，所述S5中的胶水为无甲醛添加胶黏剂或者三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂。
作为优选，S7中高频热压工作参数：工作频率为6-8MHz，阳极电压3-6KW，调节栅极电流(0.3-0.8A)和屏极电流(1.2-2.4A)使二者比例保持在1:3-1:6之间。
本发明的有益效果是：
1、通过施胶前用等离子体处理科技木单板，等离子电离出的粒子、电子、自由基及其它活性基团与单板表面发生刻蚀、激发、氧化和分解等作用，使其表面产生大量活性基团，可显著提高单板表面的自由能和润湿性，并且引入促进胶黏剂胶黏的活性基团，提高胶黏剂渗透性的同时增强其胶黏后的强度。
2、采用高频热压的模压方式，选取了最适宜的模压参数制得科技木方，相比冷压能节省更多的时间及成本，相比单纯的热压其模压的效果更好，最终得到的科技木方的静曲强度、弹性模量、握钉力、浸渍剥离性能等力学性能较好。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
S1、原木旋切：将阿尤斯旋切成宽度为20mm，厚度为0.4mm的单板；
S2、漂白、染色：将单板放入盛有双氧水浓度4％，氢氧化钠用量为5g/L，硅酸钠用量为10ml/L的漂白缸里浸泡处理2h，之后取出，沥干，再放入盛有3g/L的酸性艳红X-3B、渗透剂(JFC)0.01％、促染剂(NaCl)0.1％、固色剂(Na2CO3)0.1％、温度90-98℃、染色时间120min、固色时间30min、浴比V染液:V单板＝1:1；染缸中进行染色；
S3、烘干：将染色后的单板根据色泽放入干燥机中进行干燥，时间10min，温度100℃，干燥到含水率控制在6％；
S4、等离子体处理：采用介质阻挡放电等离子设备，调节等离子传送速度为8m/min，处理功率4.0kw，处理气体为NH3，对单板依次进行双面处理；
S5、施胶：采用滚涂或者喷涂的方式，将无醛胶黏剂均匀涂覆在单板表面，平均一张单板施胶量控制在60g/m2；
S6、组坯：将施胶后的单板进行组坯，配坯方程1(W)+1(B)+1(W)+1(B)一深一浅，按1:1比例进行组坯，每7000张为一木方；
S7、模压：采用高频加热，将组坯后的板坯连同其各自模具一起固定，并用聚乙烯薄膜包裹后，堆叠放置在高频压机的上压板与下压板之间，开启高频发生器，工作频率为8MHz，阳极电压3KW，调节栅极电流0.43A和屏极电流1.2A使二者比例保持在1:3之间。
通电预热金属板5min后闭合压机，高频压合30min，打开压机，并将压板间板坯上下翻转后继续高频压合，时间30min，取出即得科技木方；
S8、刨切：将木方去除毛边后，以5°的角度进行刨切，得到不同纹理的科技木皮；
S9、成品修补：对刨切出来不符合尺寸标准的木皮进行修补；
S10、检验：将木皮分为优等、一等和合格品；
S11、打包入库。
实施例2
S1、原木旋切：将阿尤斯旋切成宽度宽度22mm，厚度：0.5mm厚的单板；
S2、漂白、染色：将单板放入盛有双氧水浓度6％，氢氧化钠用量为3g/L，硅酸钠用量为10ml/L的漂白缸中，在常温下浸泡处理6h，之后取出，沥干，再放入盛有3g/L的酸性艳蓝X-R、渗透剂(JFC)0.05％、促染剂(NaCl)0.6％、固色剂(Na2CO3)0.5％、温度90-98℃、染色时间300min、固色时间30min、浴比V染液:V单板＝3:1。
的染缸中，将水加温到94℃时通知化验室下料；
S3、烘干：将染色后的单板根据色泽放入放入干燥机中进行干燥，时间11min，温度105℃，干燥后单板含水率控制在在7％；
S4、等离子体处理：采用介质阻挡放电等离子设备，调节等离子传送速度为9m/min，处理功率4.3kw，处理气体为N2，对单板依次进行双面处理；
S5、施胶：采用滚涂的方式，将E0级胶黏剂均匀涂覆在单板表面，平均一张单板施胶量控制在150g/m2；
S6、组坯：将施胶后的单板进行组坯，根据配坯方程(D)+1(G)+2(D)+1(BR) 采用不同色泽的单板按不规则的比例进行组坯，每7000张为一木方；
S7、模压：采用高频加热，将组坯后的科技木连同其各自模具一起固定，并用聚乙烯薄膜包裹后，堆叠放置在高频压机的上压板与下压板之间，开启高频发生器，工作频率为8MHz，阳极电压6KW，调节栅极电流0.8A和屏极电流1.8A使二者比例保持在1:6之间，通电预热金属板8min后闭合压机，
高频压合300min，打开压机，并将压板间板坯上下翻转后继续高频压合，时间300min，取出即得科技木方；
S8、刨切：将木方去除毛边后，，将木方以15°的角度进行刨切，得到不同纹理的科技木皮；
S9、成品修补：对刨切出来不符合尺寸标准的木皮进行修补；
S10、检验：将木皮分为优等、一等和合格品；
S11、打包入库。
实施例3
S1、原木旋切：将樟木旋切成为宽度25mm，厚度为0.7mm的单板；
S2、漂白、染色：将单板放入盛有双氧水浓度4％，氢氧化钠用量为5g/L，硅酸钠用量为10ml/L的漂白缸里进行处理2h，之后取出，沥干，再放入盛有3g/L酸性艳黄、渗透剂(JFC) 0.05％、促染剂(NaCl)0.6％、固色剂(Na2CO3)0.5％、温度90-98℃、染色时间600min、固色时间30min、浴比V染液:V单板＝3:1染缸中进行染色；
S3、烘干：将染色后的单板根据色泽放入烘箱内进行烘干，时间12min，温度110℃，干燥到含水率在8％；
S4、等离子体处理：采用介质阻挡放电等离子设备，调节等离子传送速度为10m/min，处理功率4.5kw，处理气体为O3，对单板依次进行双面处理；
S5、施胶：采用滚涂的方式，将无醛胶黏剂均匀涂覆在单板表面，平均一张单板施胶量控制在110g/m2；S6、组坯：将施胶后的单板进行组坯，将施胶后的单板进行组坯，根据配坯方程(D)+1(G)+2(D)+1(BR)采用不同色泽的单板按不规则的比例进行组坯，每 7000张为一木方；
S7、模压：采用高频加热，将组坯后的科技木连同其各自模具一起固定，并用聚乙烯薄膜包裹后，堆叠放置在高频压机的上压板与下压板之间，开启高频发生器，通电预热金属板 10min后闭合压机，工作频率为6.78MHz，阳极电压5KW，调节栅极电流0.6A和屏极电流1.8A使二者比例保持在1:5之间，高频压合120min，打开压机，并将压板间板坯上下翻转后继续高频压合，时间120min，取出即得科技木方；S8、刨切：将木方去除毛边后，以10°的角度进行刨切，得到不同纹理的科技木皮；
S9、成品修补：对刨切出来不符合尺寸标准的木皮进行修补；
S10、检验：将木皮分为优等、一等和合格品；
S11、打包入库。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1、原木旋切：将原木旋切成厚度为0.4-0.7mm的单板；
S2、漂白、染色：将单板放入盛有漂白剂的漂白缸里进行漂白，之后取出，沥干，再放入盛有染色剂的染缸中进行染色；
S3、烘干：将染色后的单板放入干燥机中进行干燥，时间10-12min，温度100-110℃，干燥后单板含水率控制在6％-8％；
S4、等离子体处理：采用介质阻挡放电等离子设备，调节等离子传送速度为8-10m/min，处理功率4.0-4.5kw，处理气体为NH3、N2、O3，对单板依次进行单面或双面处理；
S5、施胶：采用滚涂或者喷涂的方式，将胶水均匀涂覆在单板表面，平均一张单板施胶量控制在60-150g/m2；
S6、组坯：将施胶后的单板依次叠放；
S7、模压：采用高频加热，将组坯后的板坯连同其各自模具一起固定，并用聚乙烯薄膜包裹后，堆叠放置在高频压机的上压板与下压板之间，开启高频发生器，通电预热金属板5-10min后闭合压机，高频压合30-300min，打开压机，并将压板间板坯上下翻转后继续高频压合，时间30-300min，取出即得科技木方；
S8、刨切：将木方去除毛边后，以5-15°的角度进行刨切，得到科技木皮。
2.根据权利要求1所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：所述S1中的原木为椴木、阿尤斯、杨木、樟木、桐木中的一种。
3.根据权利要求1所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：所述S2中的漂白剂包含以下组分：双氧水浓度2-6％，氢氧化钠用量为3-6g/L，硅酸钠用量为6-12ml/L，在常温下浸泡处理2-8h。
4.根据权利要求1所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：所述S2中的染色工艺参数为：染料浓度均为3g/L、渗透剂0.01-0.1％、促染剂0.05-0.6％、固色剂0.05-0.5％、温度90-98℃、染色时间120-600min、固色时间30min、浴比V染液:V单板＝3:1-1:1。
5.根据权利要求4所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：所述染料为酸性染料，染料结构为双偶氮型，立方晶体结构，分子量为400-700。
6.根据权利要求1所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：所述S4中，等离子体改性设备整体长度为3.5m，宽度为1.5m的长方形介质阻挡放电等离子体设备，在开启电源，调节电压后，在设备平台与等离子腔中间形成一层均匀稳定的等离子帷幕，将烘干后的单板在传送带的作用下通过等离子帷幕，其表面与等离子体电离出的电子、离子发生接枝交联并发生物理刻蚀。
7.根据权利要求1所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：所述S5中的胶水为无甲醛添加胶黏剂或者三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂。
8.根据权利要求1所述的等离子体改性高仿真科技木皮的方法，其特征在于：S7中高频热压工作参数：工作频率为6-8MHz，阳极电压3-6KW，调节栅极电流(0.3-0.8A)和屏极电流(1.2-2.4A)使二者比例保持在1:3-1:6之间。
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