CN110834449A - 一种复合型材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种复合型材及其制造方法，由上至下依次包括相互胶粘结合的装饰层、混合强度层、平衡底层，所述混合强度层包括相互混合且通过胶粘剂粘结的中型硬木削片、木质刨花，所述中型硬木削片的长度为60‑100mm、宽度为15‑20mm、厚度为0.7‑1.0mm。根据本发明的一种复合型材及其制造方法，在解决了实木地板端头废料的用途问题的同时，还具有产品结构简单、产品性能相对较好、附加价值相对较高、制造方法适于量产的优点。

Description

一种复合型材及其制造方法
技术领域
本申请涉及木质型材技术领域，具体涉及一种复合型材，本申请同时还涉及该种复合型材的制造方法。
背景技术
实木地板是一种具有悠久使用历史的地面铺装材料。在实木地板的生产加工过程中，会因为四周企口或锁扣的加工、缺陷板的改板(一般是长度改短)等原因，形成规格大小不一的端头废料。端头废料的纵向尺寸一般为10-80mm，横向尺寸为60-120mm。一个方面，受到四面刨、双端铣等加工设备的最小加工规格的限制，上述规格的端头废料无法被加工以再次制成实木地板；同时，在另一个方面，规格过小的实木地板铺装效率过低，不具有实际可操作性。传统的，实木地板的端头废料被用于锅炉的燃料，但随着电锅炉的普及，以燃烧木材为能源的锅炉在逐步被淘汰，因此，端头废料也将不再能够作为燃料被利用。
综上，如何能够利用实木地板的端头废料，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的第一个技术目的在于克服上述技术问题，从而提供一种复合型材，其通过将端头废料制成硬木削片后与木质刨花混合粘结形成混合强度层，并在混合强度层的上部和下部分别粘结设置装饰层和平衡底层制得，从而能够较为有效地解决端头废料的利用问题，并且该种复合型材具有相对较好的尺寸稳定性、力学性能和胶合强度。本发明的第二个技术目的在于，提供一种制造上述复合型材的方法。
为实现上述第一个技术目的，本发明提供了一种复合型材，由上至下依次包括相互胶粘结合的装饰层、混合强度层、平衡底层，所述混合强度层包括相互混合且通过胶粘剂粘结的中型硬木削片、木质刨花，所述中型硬木削片的长度为60-100mm、宽度为15-20mm、厚度为0.7-1.0mm。
借由上述结构，通过将端头废料制作成硬木削片，与木质刨花混合并通过胶粘剂粘结以形成混合强度层，并在混合强度层的上部和下部分别粘结设置装饰层和平衡底层以制得本申请技术方案的新型复合型材，从而解决了实木地板端头废料的用途问题。
端头废料的规格相对较小，可以直接放入现有技术的削片制作设备中，制作形成各种规格的硬木削片，因此，利用端头废料制作硬木削片相对容易，且工艺简单。同时，硬木材料的硬度相对较高，使用硬木材料制得的削片的胶粘性能相对较差，会导致直接利用硬木削片制得的复合型材力学强度、胶粘性能相对较差；在本申请技术方案中，通过将硬木削片与木质刨花混合，利用木质刨花作为硬木削片与硬木削片之间的粘结过渡材料，从而能够相对有效地提高复合型材的胶粘性能，并进而提高其力学强度。
综上，本申请的该种复合型材在解决了实木地板端头废料的用途问题的同时，还是一种产品结构简单、产品性能相对较好、附加价值相对较高的端头废料利用方案。
作为优选，所述混合强度层还包括与所述中型硬木削片、所述木质刨花相混合且通过胶粘剂粘结的木质纤维。
在本技术方案中，木质纤维能够填充中型硬木削片、木质刨花之间的空隙，从而提高复合型材的力学强度和胶粘剂的粘结强度。
作为优选，所述装饰层包括通过胶粘剂粘结的小型硬木削片，所述小型硬木削片的长度为40-80mm、宽度为5-10mm、厚度为0.5-0.8mm。
尺寸相对较小的硬木削片具有相对较好的机加工性能，特别是砂光性能，因此，在本技术方案中，利用小型硬木削片粘结复合形成装饰层能够使该种复合型材具有相对较好的表面加工性能，利于后期机械加工；与此同时，以小型硬木削片的复合层作为装饰层，还能够利用珍贵硬木的装饰效果。
作为优选，所述装饰层还包括与所述小型硬木削片相混合且通过胶粘剂粘结的木质纤维。
在本技术方案中，木质纤维能够填充小型硬木削片之间的空隙，从而提高复合型材的力学强度、胶粘剂的粘结强度，并且能够利于表面加工性能。
作为优选，所述混合强度层中的所述中型硬木削片、所述木质刨花的纤维方向为横向设置，所述装饰层的所述小型硬木削片的纤维方向为纵向设置。
作为优选，所述装饰层、所述混合强度层、所述平衡底层之间的厚度比为(0.2-0.3):1:(0.08-0.15)。
在本技术方案中，当混合强度层、装饰层中未添加有木质纤维时，平衡底层、混合强度层、装饰层之间的厚度界限为软木片、中型硬木削片、小型硬木削片之间的界限；当混合强度层、装饰层中添加有木质纤维时，平衡底层、混合强度层、装饰层之间的厚度界限仍以软木片、中型硬木削片、小型硬木削片之间的界限为准。
作为优选，所述平衡底层为软木垫层。
为实现上述第二个技术目的，本发明提供了一种复合型材的制造方法，依次包括以下生产步骤：
步骤1、对硬木原材料进行软化处理；
步骤2、取软化处理后的硬木原材料，制作中型硬木削片、小型硬木削片，其中，所述中型硬木削片的长度为60-100mm、宽度为15-20mm、厚度为0.7-1.0mm，所述小型硬木削片的长度为40-80mm、宽度为5-10mm、厚度为0.5-0.8mm；
步骤3、对所述中型硬木削片、所述小型硬木削片分别进行干燥处理，至所述中型硬木削片的含水率为20-25％；
步骤4、将干燥后的所述中型硬木削片与木质刨花均匀混合，形成中型硬木削片-木质刨花混合料；
步骤5、对所述中型硬木削片-木质刨花混合料进行二次干燥，至所述中型硬木削片-木质刨花混合料的含水率为8-12％；
步骤6、对所述中型硬木削片-木质刨花混合料进行拌胶，对所述小型硬木削片进行拌胶；
步骤7、组坯，在底层铺设一层拌胶后的软木片，在软木片层之上铺设一层拌胶后的所述中型硬木削片-木质刨花混合料，在所述中型硬木削片-木质刨花混合料层之上铺设一层拌胶后的所述小型硬木削片；
步骤8、模压后制得该种复合型材。
借由上述制造方法，通过对硬木原材料进行软化处理，能够改善硬木原材料的机加工性能，利于削片的制作，并且在一定程度上改善制得的中型硬木削片、小型硬木削片的胶粘性能与可塑性；随后，将干燥至含水率为20-25％的中型硬木削片与木质刨花相混合，并共同干燥获得含水率为8-12％的中型硬木削片-木质刨花混合料，从而能够利用木质刨花作为中型硬木削片之间的粘结中间介质，提高中型硬木削片的可胶粘性；最后，在组坯时，以软木片层作为平衡底层、以小型硬木削片层作为装饰层，从而平衡层能够提供该种复合型材的结构稳定性、静音的效果，装饰层能够使其具有相对较好的表面加工性能，利于后期机械加工(例如砂光、漆饰等)，同时，以小型硬木削片的复合层作为装饰层，还能够利用珍贵硬木的装饰效果。综上，本申请的该种复合型材的制造方法在解决了实木地板端头废料的用途问题的同时，并且该种方法克服了现有技术中硬阔叶材难以制作削片、制得的削片难以粘结形成复合板材的技术问题，从而提供一种制造方法相对简单、附加价值相对较高的端头废料利用方案。
作为优选，在步骤1中，对硬木原材料进行软化处理方法包括以下工序：
工序1、对硬木原材料进行水浴处理，水浴处理温度为45-55℃、处理时间为60-90min；
工序2、将水浴处理后的硬木原材料以其上、下表面与热压板相对应的方式置于下热压板上，下降上热压板至接触，对其进行无压力热板软化处理，无压力热板软化处理温度为120-135℃、处理时间为60-90min。
在本技术方案中，通过将硬木原材料在45-55℃的水中进行水浴，从而在一个方面能够对硬木原材料进行预软化处理；将硬木材料直接置于热压机中做无压力软化处理，若硬木材料处于低含水率时，无法起到软化处理的效果，若硬木材料处于能够被软化的含水率时，其木纤维的横向结合强度小于软质木材(速生材树种)，会在上、下热压板打开时发生爆炸，使硬木原材料在削片之前破损或具有内部破损，影响制作的削片的形状，因此，水浴处理在另一个方面能够提高硬木原材料的初始含水率、初始温度，保证硬木材料在软化处理后的结构完整性。特别的，该范围的处理温度与处理时间，能够较为有效地避免硬木原材料在无压力热板软化处理过程中发生碳化现象，并且高温高湿的处理能够在一定程度上提高材料的尺寸稳定性。
作为优选，在步骤4中，还包括将中型硬木削片-木质刨花混合料与木质纤维混合、以及将所述小型硬木削片与木质纤维混合的工序，分别形成中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料、小型硬木削片-木质纤维混合料；在步骤5中，对中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料、小型硬木削片-木质纤维混合料进行二次干燥，至二者的含水率均为8-12％。
在本技术方案中，在中型硬木削片-木质刨花混合料中添加木质纤维，在铺装时，拌胶后的中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料中的拌胶木质纤维会在重力作用下，部分下沉到软木片层的空隙中，从而能够提高平衡底层与混合强化层之间的粘结强度；在小型硬木削片中添加木质纤维，在铺装时，拌胶后的小型硬木削片-木质纤维混合料中的拌胶木质纤维会在重力作用下，部分下沉到混合强化层的空隙中，从而能够提高装饰层与混合强化层之间的粘结强度。
作为优选，在步骤8中，模压时间与该种复合型材的厚度之间的比值为80-120s/mm。
综上所述，根据本发明的一种复合型材及其制造方法，在解决了实木地板端头废料的用途问题的同时，还具有产品结构简单、产品性能相对较好、附加价值相对较高、制造方法适于量产的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的复合型材的一种结构示意图。
以上附图的附图标记：100-装饰层，200-混合强度层，300-平衡底层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1：参考图1所示的一种复合型材，由上至下依次包括相互胶粘结合的装饰层100、混合强度层200、平衡底层300，装饰层100、混合强度层200、平衡底层300的厚度分别为2.8mm、14mm、1.4mm，产品总厚度18.2mm。装饰层100包括通过胶粘剂粘结的小型硬木削片，小型硬木削片的长度为40-60mm、宽度为5-7mm、厚度为0.5-0.6mm。混合强度层200包括相互混合且通过胶粘剂粘结的中型硬木削片、木质刨花，中型硬木削片的长度为60-70mm、宽度为15-17mm、厚度为0.7-0.9mm。平衡底层300为软木垫层。混合强度层200中的中型硬木削片、木质刨花的纤维方向为横向设置，装饰层100的小型硬木削片的纤维方向为纵向设置，从而能够利于复合型材的尺寸稳定性。其中，所述的横向设置是指基本垂直(角度偏差小于±5°)于该种复合型材的长度方向设置，所述的纵向设置是指基本平行(角度偏差小于±5°)于该种复合型材的长度方向设置。
一种用于制作该种复合型材的制造方法，依次包括以下生产步骤：
步骤1、对硬木原材料进行软化处理；
步骤2、取软化处理后的硬木原材料，制作中型硬木削片、小型硬木削片，其中，中型硬木削片的长度为60-70mm、宽度为15-17mm、厚度为0.7-0.9mm，小型硬木削片的长度为40-60mm、宽度为5-7mm、厚度为0.5-0.6mm；
步骤3、对中型硬木削片、小型硬木削片分别进行干燥处理，干燥处理方法可采用现有技术中任意一种削片干燥方法，至中型硬木削片、小型硬木削片的含水率均为20-25％(即22.5±2.5％)；
步骤4、取干燥后的中型硬木削片与木质刨花均匀混合，形成中型硬木削片-木质刨花混合料，木质刨花为针叶材木材刨花，例如沙松、落叶松、鱼鳞松等针叶材制得的木质刨花，混合时，木质刨花的含水率为20-30％；
步骤5、对中型硬木削片-木质刨花混合料进行二次干燥，至中型硬木削片-木质刨花混合料的含水率为8-12％(即10±2％)；
步骤6、对中型硬木削片-木质刨花混合料进行拌胶，对小型硬木削片进行拌胶，采用的胶粘剂可以是现有技术中任意一种制造刨花板或OSB板的热固性胶粘剂，例如PMDI胶粘剂(异氰酸酯胶粘剂)；
步骤7、组坯，在固化隧道的底层铺设一层拌胶后的软木片，在软木片层之上铺设一层拌胶后的中型硬木削片-木质刨花混合料，在中型硬木削片-木质刨花混合料层之上铺设一层拌胶后的小型硬木削片；
步骤8、模压后制得该种复合型材，模压时间与该种复合型材的厚度之间的比值为80-120s/mm。
其中，在步骤1中，对硬木原材料进行软化处理方法包括以下工序：
工序1、对硬木原材料进行水浴处理，水浴处理温度为45-55℃、处理时间为60-90min，处理后，硬木原材料的含水率为50-65％，中芯处温度约为50-52℃，处理时间小于60min则硬木原材料的中芯处含水率、温度难以达到目标值，时间过长则生产效率过低；
工序2、将水浴处理后的硬木原材料以其上、下表面与热压板相对应的方式置于下热压板上，下降上热压板至接触，对其进行无压力热板软化处理，无压力热板软化处理温度为120-135℃、处理时间为60-90min。
实施例2：实施例2与实施例1的区别在于，装饰层100、混合强度层200、平衡底层300的厚度分别为3.8mm、12.8mm、1.6mm，产品总厚度18.2mm。小型硬木削片的长度为60-80mm、宽度为8-10mm、厚度为0.6-0.8mm，中型硬木削片的长度为90-100mm、宽度为17-20mm、厚度为0.8-1.0mm。
实施例3：实施例3与实施例1的区别在于，装饰层100、混合强度层200、平衡底层300的厚度分别为3.9mm、13mm、1.3mm，产品总厚度18.2mm。小型硬木削片的长度为50-70mm、宽度为7-8mm、厚度为0.6-0.7mm，中型硬木削片的长度为80-90mm、宽度为16-18mm、厚度为0.6-0.8mm。
与此同时，在步骤4中，还包括将中型硬木削片-木质刨花混合料与木质纤维混合、以及将小型硬木削片与木质纤维混合的工序，分别形成中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料、小型硬木削片-木质纤维混合料。其中，优选地为速生材通过削片、磨料制得的纤维长度为6-10mm的木质纤维，混合时，木质纤维的含水率为20-30％。
在步骤5中，对中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料、小型硬木削片-木质纤维混合料进行二次干燥，至二者的含水率均为8-12％。
在步骤7中，在固化隧道的底层铺设一层拌胶后的软木片，在软木片层之上铺设一层拌胶后的中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料，在中型硬木削片-木质刨花混合料层之上铺设一层拌胶后的小型硬木削片-木质纤维混合料。
由于上述制造方法的差异，所制得的复合型材也具有以下区别，混合强度层200还包括与中型硬木削片、木质刨花相混合且通过胶粘剂粘结的木质纤维；装饰层300还包括与小型硬木削片相混合且通过胶粘剂粘结的木质纤维。
实施例4：实施例4与实施例3的区别在于，装饰层100、混合强度层200、平衡底层300的厚度分别为4mm、13.2mm、1.0mm，产品总厚度18.2mm。
在上述实施例1-4中，装饰层、强度层、平衡底层的厚度参见表1所示，中型硬木削片与小型硬木削片的尺寸规格参见表2所示，强度混合层中中型硬木削片、木质刨花、木质纤维的体积比参见表3所示，装饰层中小型硬木削片、木质纤维的体积比参见表4所示。
表1.装饰层、强度层、平衡底层的厚度关系表(单位：mm)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
装饰层 2.8 3.8 3.9 4.0
混合强度层 14.0 12.8 13.0 13.2
平衡底层 1.4 1.6 1.3 1.0
总厚度 18.2 18.2 18.2 18.2
表2.中型硬木削片与小型硬木削片的尺寸规格表(单位：mm)
表3.强度混合层中中型硬木削片、木质刨花、木质纤维的体积比(单位：％)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
中型硬木削片 70 60 70 55
木质刨花 30 40 25 35
木质纤维 0 0 5 10
表4.装饰层中小型硬木削片、木质纤维的体积比(单位：％)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
小型硬木削片 100 100 80 90
木质纤维 0 0 20 10
参考GB/T 4897-2015对上述实施例1-4的制造方法工艺得到的复合型材、及对比组1和2的产品进行检测，得到的产品性能对比表见表5所示，其中，对比组1为市售刨花板，对比组2为市售OSB板。
表5.产品性能对比表
Figure BDA0002279111730000101
通过表5中可知，本申请技术方案制得的复合型材，其产品性能各项指标均能复合GB/T 4897-2015的规定，与OSB板的产品性能相当，且优于刨花板的产品性能。
以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (10)

1.一种复合型材，其特征在于，由上至下依次包括相互胶粘结合的装饰层(100)、混合强度层(200)、平衡底层(300)，所述混合强度层(200)包括相互混合且通过胶粘剂粘结的中型硬木削片、木质刨花，所述中型硬木削片的长度为60-100mm、宽度为15-20mm、厚度为0.7-1.0mm。
2.根据权利要求1所述的一种复合型材，其特征在于，所述混合强度层(200)还包括与所述中型硬木削片、所述木质刨花相混合且通过胶粘剂粘结的木质纤维。
3.根据权利要求1所述的一种复合型材，其特征在于，所述装饰层(100)包括通过胶粘剂粘结的小型硬木削片，所述小型硬木削片的长度为40-80mm、宽度为5-10mm、厚度为0.5-0.8mm。
4.根据权利要求3所述的一种复合型材，其特征在于，所述装饰层(100)还包括与所述小型硬木削片相混合且通过胶粘剂粘结的木质纤维。
5.根据权利要求4所述的一种复合型材，其特征在于，所述混合强度层(200)中的所述中型硬木削片、所述木质刨花的纤维方向为横向设置，所述装饰层(100)的所述小型硬木削片的纤维方向为纵向设置。
6.根据权利要求1所述的一种复合型材，其特征在于，所述平衡底层(300)为软木垫层。
7.一种复合型材的制造方法，其特征在于，依次包括以下生产步骤：
步骤1、对硬木原材料进行软化处理；
步骤2、取软化处理后的硬木原材料，制作中型硬木削片、小型硬木削片，其中，所述中型硬木削片的长度为60-100mm、宽度为15-20mm、厚度为0.7-1.0mm，所述小型硬木削片的长度为40-80mm、宽度为5-10mm、厚度为0.5-0.8mm；
步骤3、对所述中型硬木削片、所述小型硬木削片分别进行干燥处理，至所述中型硬木削片的含水率为20-25％；
步骤4、将干燥后的所述中型硬木削片与木质刨花均匀混合，形成中型硬木削片-木质刨花混合料；
步骤5、对所述中型硬木削片-木质刨花混合料进行二次干燥，至所述中型硬木削片-木质刨花混合料的含水率为8-12％；
步骤6、对所述中型硬木削片-木质刨花混合料进行拌胶，对所述小型硬木削片进行拌胶；
步骤7、组坯，在底层铺设一层拌胶后的软木片，在软木片层之上铺设一层拌胶后的所述中型硬木削片-木质刨花混合料，在所述中型硬木削片-木质刨花混合料层之上铺设一层拌胶后的所述小型硬木削片；
步骤8、模压后制得该种复合型材。
8.根据权利要求7所述的一种复合型材的制作方法，其特征在于，在步骤1中，对硬木原材料进行软化处理方法包括以下工序：
工序1、对硬木原材料进行水浴处理，水浴处理温度为45-55℃、处理时间为60-90min；
工序2、将水浴处理后的硬木原材料以其上、下表面与热压板相对应的方式置于下热压板上，下降上热压板至接触，对其进行无压力热板软化处理，无压力热板软化处理温度为120-135℃、处理时间为60-90min。
9.根据权利要求7所述的一种复合型材的制作方法，其特征在于，在步骤4中，还包括将中型硬木削片-木质刨花混合料与木质纤维混合、以及将所述小型硬木削片与木质纤维混合的工序，分别形成中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料、小型硬木削片-木质纤维混合料；在步骤5中，对中型硬木削片-木质刨花-木质纤维混合料、小型硬木削片-木质纤维混合料进行二次干燥，至二者的含水率均为8-12％。
10.根据权利要求7所述的一种复合型材的制作方法，其特征在于，在步骤8中，模压时间与该种复合型材的厚度之间的比值为80-120s/mm。
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