CN110029791A - 一种地暖用竹节式碳化实木地板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于家居装饰用品领域，提供了一种地暖用竹节式碳化实木地板及其制备方法，其中，该实木地板的使用面的背面设有局部碳化区，所述局部碳化区呈单元重复排列；所述局部碳化区的碳化深度与所述实木地板的厚度的比值为1:2~3。本发明实施例提供的碳化实木地板通过在其使用面的背面设置局部碳化区，不但可以提高实木地板的整体稳定性，避免在地暖环境下使用时发生变形，并且局部碳化设计可使实木地板保留一定的强度、抗折弯度和柔韧性，其耐热、耐湿稳定性能显著优异于《GB/T 35913‑2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关性能指标，且使用时十分舒适。

Description

一种地暖用竹节式碳化实木地板及其制备方法
技术领域
本发明属于家居装饰用品领域，尤其涉及一种地暖用竹节式碳化实木地板及其制备方法。
背景技术
实木地板是天然木材经烘干、加工后形成的地面装饰材料。又名原木地板，是用实木直接加工成的地板。它具有木材自然生长的纹理，是热的不良导体，能起到冬暖夏凉的作用，脚感舒适，使用安全的特点，是卧室、客厅、书房等地面装修的理想材料。
目前市面上的实木地板当需要在地暖的环境下使用时，必须先把地板整体碳化，提高其稳定性，才能避免在地暖环境下使用时地板变形的问题；但是当地板整体碳化后，地板的强度、抗折弯度、柔韧性等性能都降低，并且影响使用时的舒适性。
发明内容
本发明实施例提供一种地暖用竹节式碳化实木地板，旨在解决现有的实木地板整体碳化后，地板的强度、抗折弯度、柔韧性等性能都降低，并且影响使用时的舒适性的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种地暖用竹节式碳化实木地板，所述实木地板的使用面的背面设有局部碳化区，所述局部碳化区呈单元重复排列；
所述局部碳化区的碳化深度与所述实木地板的厚度的比值为1:2～3。
本发明实施例还提供一种地暖用竹节式碳化实木地板的制备方法，包括：向所述实木地板的使用面的背面的局部碳化区通入热源；
根据所述实木地板的气干密度、厚度以及局部碳化区的碳化深度，控制碳化处理的时间为2～8min、温度为180～220℃和压力为0.1～0.4kg/cm2，以使所述局部碳化区碳化成形。
本发明实施例提供的地暖用竹节式碳化实木地板，通过在其使用面的背面设置局部碳化区，局部碳化区呈单元重复排列，便于碳化加工，降低生产的复杂度和成本，且局部碳化区的碳化深度与实木地板的厚度的比值为1:2～3，即实木地板仅局部碳化。局部碳化的实木地板不但整体稳定性提高了，可避免在地暖环境下使用时发生变形，而且还保留有一定的强度、抗折弯度和柔韧性，其耐热、耐湿稳定性能显著优异于《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关性能指标，且使用时十分舒适，具有良好的市场前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种地暖用竹节式碳化实木地板的剖面结构视图；
图2是本发明实施例提供的碳化实木地板的背面的局部碳化区呈矩形单元重复间隔排列的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的碳化实木地板的背面的局部碳化区呈V形单元重复连续排列的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的碳化实木地板的背面的局部碳化区呈菱形单元重复连续排列的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种地暖用竹节式碳化实木地板的碳化加工方式示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本发明实施例提供的地暖用竹节式碳化实木地板通过在其使用面的背面设置局部碳化区，局部碳化区呈单元重复排列，便于碳化加工，降低生产的复杂度和成本，且局部碳化区的碳化深度与实木地板的厚度的比值为1:2～3，即实木地板仅局部碳化。局部碳化的实木地板不但整体稳定性提高了，可避免在地暖环境下使用时发生变形，而且还保留有一定的强度、抗折弯度和柔韧性，其耐热、耐湿稳定性能优异。
结合图1，在本发明实施例中，提供一种地暖用竹节式碳化实木地板，该实木地板的使用面1的背面2设有局部碳化区21，该局部碳化区呈单元重复排列，其中，局部碳化区的碳化深度与实木地板的厚度的比值为1:2～3。
实木地板的厚度决定了其使用寿命，一般来说，厚度越厚，耐磨损的时间就长，但是考虑到成本、碳化深度以及使用场景，在本发明实施例中，优选使用的实木地板的厚度为15～22mm。
结合图2，作为本发明的一个优选实施例，碳化实木地板的使用面1的背面2的局部碳化区21呈矩形单元重复间隔排列。
具体地，该实木地板的背面2上设置有多个重复间隔排列的矩形单元，其中一个矩形单元表示一局部碳化区，各个矩形单元之间的间隔B为3～8mm，每个矩形单元的碳化加工宽度A为1～5cm。可以理解的是，各个矩形单元之间的间隔可以设置为相同或者不相同。在对各个矩形单元进行碳化加工时，各个矩形单元之间预留的间隔不进行碳化，从而形成了竹节式的碳化-不碳化相间背面。既可提高实木地板在地暖环境下使用的稳定性，又保留了一定的强度、抗折弯度、柔韧性，从而增强了实木地板的整体使用性能。
此外，局部碳化区呈矩形单元重复间隔排列，碳化加工时，向局部碳化区通入碳化热源的不锈钢钢管的排列更为简单，生产效率更高。
结合图3，作为本发明的另一优选实施例，局部碳化区21呈V形单元重复连续排列。
结合图4，作为本发明的又一优选实施例，局部碳化区21呈菱形单元重复连续排列。
如图3～4所示，局部碳化区21整体均匀分布在实木地板的背面2，可保证实木地板各部分的碳化面积可满足在地暖环境下使用的稳定性，又保留了一定的强度、抗折弯度、柔韧性，从而增强了实木地板的整体使用性能。
可以理解的是，局部碳化区21还可以呈其他形状单元重复连续或间隔排列，例如，呈W形、M形单元等，也可以是形成不规则形状的局部碳化区，在实际加工中，可根据实际需求选择，在此不做限制。
本发明实施例还提供了一种碳化实木地板的制备方法，该方法包括：
向实木地板的使用面的背面的局部碳化区通入热源；
根据实木地板的气干密度、厚度以及局部碳化区的碳化深度，控制碳化处理的时间为2～8min、温度为180～220℃和压力为0.1～0.4kg/cm2，以使局部碳化区碳化成形。
作为本发明的实施例，当木材厚度为15～22mm，气干密度为0.5～0.7g/cm3时，碳化深度为6～8mm，可控制碳化处理的时间为2～4min、温度为180～190℃和压力为0.1～0.2kg/cm2，碳化加工的矩形单元之间的间隙优选为5～8mm。
作为本发明的实施例，当木材厚度为15～22mm，木材气干密度为0.7～0.8g/cm3时，碳化深度为7～8mm，可控制碳化处理的时间为4～6min、温度为180～200℃和压力为0.2～0.3kg/cm2，碳化加工的矩形单元之间的间隙优选为4～6mm。
作为本发明的实施例，当木材厚度为15～22mm，木材气干密度为0.8～1.0g/cm3时，碳化深度为8～10mm，优选控制碳化处理的时间为6～7min、温度为190～210℃和压力为0.3～0.4kg/cm2，碳化加工的矩形单元之间的间隙优选为3～5mm。
作为本发明的实施例，当木材厚度为15～22mm，木材气干密度为1.0g/cm3以上时，碳化深度为8～12mm，优选控制碳化处理的时间为7～8min、温度为200～220℃和压力为0.3～0.4kg/cm2，碳化加工的矩形单元之间的间隙优选为3～5mm。
优选的，热源可为导热油，用于间接传递热量的一类稳定性较好的专用油品。导热油属于石油化工产品的润滑剂系列，化学性质较稳定，不像轻质油那么容易着火燃烧；具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好。
结合图5，以局部碳化区域为矩形单元重复间隔排列的碳化实木地板制备方法为例，首先将待碳化的实木地板倒扣平放在工作台3上，即使实木地板的背面2朝上，然后再在每个矩形单元上安装好与之宽度相适应的不锈钢方形管4，通过不锈钢方形管4通入导热油，并控制碳化的时间、温度、压力，以促使接触导热油的实木地板部位发生碳化形变，最终形成背面如图2所示的碳化实木地板。
优选的，上述制备方法还包括如下步骤：将经过局部碳化处理后的实木地板置于温度为25～35℃，湿度为45～55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理15～30天，以使其释放内应力，提高碳化后的实木地板的强度、抗折弯度、柔韧性等综合性能。
优选的，上述制备方法还包括：控制经过局部碳化处理后的实木地板的含水率在10％以内，以保持碳化后的实木地板的耐热和耐湿尺寸稳定性，延长其使用寿命。
以下通过列举具体实施例对本发明的碳化实木地板的技术效果做进一步的说明。
实施例1：
取气干密度为0.5g/cm3、厚度为15mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为180℃，碳化处理压力为0.1kg/cm2的条件下处理3min，使其碳化深度约为6mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为25℃，湿度为45％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理15天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定该实木地板的耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例2：
取气干密度为0.6g/cm3、厚度为18mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为190℃，碳化处理压力为0.2kg/cm2的条件下处理2min，使其碳化深度约为7mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为30℃，湿度为55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理20天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例3：
取气干密度为0.6g/cm3、厚度为18mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为190℃，碳化处理压力为0.2kg/cm2的条件下处理2min，使其碳化深度约为6mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为30℃，湿度为55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理20天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例4：
取气干密度为0.7g/cm3、厚度为22mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为190℃，碳化处理压力为0.2kg/cm2的条件下处理4min，使其碳化深度约为8mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为35℃，湿度为55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理30天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例5：
取气干密度为0.7g/cm3、厚度为22mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为200℃，碳化处理压力为0.3kg/cm2的条件下处理4min，使其碳化深度约为8mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为35℃，湿度为45％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理20天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例6：
取气干密度为0.8g/cm3、厚度为20mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为180℃，碳化处理压力为0.3kg/cm2的条件下处理6min，使其碳化深度约为10mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为30℃，湿度为50％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理25天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例7：
取气干密度为0.8g/cm3、厚度为16mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为210℃，碳化处理压力为0.3kg/cm2的条件下处理6min，使其碳化深度约为8mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为25℃，湿度为55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理30天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例8：
取气干密度为1.0g/cm3、厚度为18mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为200℃，碳化处理压力为0.4kg/cm2的条件下处理7min，使其碳化深度约为9mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为35℃，湿度为55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理30天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例9：
取气干密度为1.0g/cm3、厚度为22mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为210℃，碳化处理压力为0.4kg/cm2的条件下处理7min，使其碳化深度约为11mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为35℃，湿度为45％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理28天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
实施例10：
取气干密度为1.1g/cm3、厚度为22mm的实木地板，将其放置在工作台上，并且实木地板的使用面的背面朝上，向实木地板的使用面的背面局部碳化区通入导热油，并于碳化处理温度为220℃，碳化处理压力为0.4kg/cm2的条件下处理8min，使其碳化深度约为12mm，得到具有局部碳化区的实木地板，再将其转至温度为28℃，湿度为55％的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理30天。取出整形处理后的局部碳化实木地板，根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定其耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
对比例1：本对比例与上述实施例1基本相同，其不同之处仅在于，其碳化的区域为实木地板的使用面的整个背面。根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定该实木地板的耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
对比例2：本对比例与上述实施例1基本相同，其不同之处仅在于，省略将经过局部碳化处理后的实木地板转至恒温恒湿的平衡窑进行平衡整形处理的步骤。根据《GB/T35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定该实木地板的耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
对比例3：本对比例对实木地板的使用面的背面进行局部碳化，但碳化深度与实木地板的厚度的比值为1:1.5。根据《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关检测方法测定该实木地板的耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)，结果见下表2。
其中地采暖用实木地板的性能要求如下表1所示：
表2
从上表1和2的试验结果中可以看出，本发明实施例1～10提供的地暖用竹节式碳化实木地板的耐热尺寸稳定性(收缩率)和耐湿尺寸稳定性(膨胀率)均高于《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的相关标准的30％左右，且显著高于对比例1～3的碳化实木地板的耐热和耐湿稳定性。由此可知，在对实木地板进行碳化加工时，局部碳化相较于整体碳化，所得到的实木地板的各方面性能均要优异，且局部碳化后的平衡整形，释放局部碳化后的内应力对于提高实木地板的耐热、耐湿性能有重要影响，同时，局部碳化的碳化深度对于实木地板的耐热、耐湿等性能同样具有重要的影响。简而言之，对实木地板的使用面的背面进行局部碳化，并且碳化深度占实木地板的厚度的比值为二分之一至三分之一为佳，且局部碳化后对其进行恒温恒湿平衡整形有助于释放其内应力，综合提高碳化后的实木地板的耐湿、耐热性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，所述实木地板的使用面的背面设有局部碳化区，所述局部碳化区呈单元重复排列；
所述局部碳化区的碳化深度与所述实木地板的厚度的比值为1:2~3。
2.如权利要求1所述的地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，所述局部碳化区呈矩形单元重复间隔排列。
3.如权利要求2所述的地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，各个所述矩形单元之间的间隔为3~8cm。
4.如权利要求2所述的地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，所述矩形单元的宽度为1~5cm。
5.如权利要求1所述的地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，所述局部碳化区呈V形单元重复连续排列。
6.如权利要求1所述的地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，所述局部碳化区呈菱形单元重复连续排列。
7.如权利要求1所述的地暖用竹节式碳化实木地板，其特征在于，所述实木地板的厚度为15~22mm。
8.如权利要求1~7任一项所述的地暖用竹节式碳化实木地板的制备方法，其特征在于，包括：
向所述实木地板的使用面的背面的局部碳化区通入热源；
根据所述实木地板的气干密度、厚度以及局部碳化区的碳化深度，控制碳化处理的时间为2~8min、温度为180~220℃和压力为0.1~0.4kg/cm2，以使所述局部碳化区碳化成形。
9.如权利要求8所述的地暖用竹节式碳化实木地板的制备方法，其特征在于，还包括：
将经过局部碳化处理后的实木地板置于温度为25~35℃，湿度为45~55%的恒温恒湿的平衡窑中进行平衡整形处理15~30天。
10.如权利要求8所述的地暖用竹节式碳化实木地板的制备方法，其特征在于，还包括：
控制经过局部碳化处理后的实木地板的含水率在10%以内。
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