CN112476668A - 一种胶合板单侧表面增强型材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于木质装饰材料增强改性及木制品生产工艺技术领域,公开了一种胶合板单侧表面增强型材及其制备方法和应用。所述方法采用水汽喷雾法、非对称加热热压法、表面机械压缩增强法以及原位保压干燥固定定型法对胶合板的单侧表面层进行增塑、软化、压缩增强和干燥定型,制得胶合板单侧表面增强型材。本发明方法具有工艺简单,生产能耗低,生产效率高,可实现大规模连续化生产的优势,体现了良好的经济效益。所制得的胶合板单侧表面增强型材的单侧表面增强层具有较高的密度、硬度以及良好的尺寸稳定性,型材可广泛应用于实木复合地板、木质家具、木质门、橱柜等木制品的制造。
Description
技术领域
本发明属于木质装饰材料增强改性及木制品生产工艺技术领域,更具体地,涉及一种胶合板单侧表面增强型材及其制备方法和应用。
背景技术
随着天然林木材采伐量的减少,人工林速生材的合理开发与利用越来越受到重视。人工林速生材主要包括米老排、杨木、杉木、辐射松、马尾松等树种,其显著特点是生长速度快、成材早、轮伐期短等。然而,正是由于人工林速生材生长速度快的特性,导致其普遍具有密度低、易变形腐朽、表面硬度低等不足。目前,人工林速生材主要应用在人造板制造领域,主要利用形式包括以旋切单板为基本单元制备胶合板、以刨花为基本单元制备刨花板和以纤维为基本单元制备中密度纤维板,其中以旋切单板形式组胚制备胶合板是速生材的主要利用方式,亦是最贴近实木化利用的方式。然而,胶合板的表面层同样会因为速生材的材质松软问题存在着强度低、硬度差等缺陷,导致其不能应用于木建筑、家具等承载结构部件上,而作实木复合地板使用时,则需要在胶合板表面再覆贴一层密度高的薄单板,因此,速生材胶合板的缺陷在很大程度上限制了它的应用范围。
为实现胶合板的高附加值利用,亟需对其表面层进行强化改性处理。木材压缩改性技术作为木材的一种物理强化改性方法,可有效提高木材的密度、力学性能和尺寸稳定性,实现低密度软质木材的高强度改性。因此,采用木材压缩改性技术对胶合板的表面层进行强化改性处理,实现胶合板的单侧表面增强或者双侧表面增强,对拓宽胶合板的应用领域具有重大的研究意义。在胶合板增强技术方面,2018年,PavloBekhta等利用木材压缩改性技术制备了整体密实的桦木胶合板,具体方法是先将桦木单板进行压缩密实化,再施胶、组胚制备胶合板,与未处理单板制成的胶合板相比,致密胶合板的抗剪强度和表面粗糙度得到了显著改善,但是存在制备工艺复杂、生产效率低、能耗大、木材材积损失大等劣势,不易实现大规模化的产业生产。同年,JunfengWang等采用木材压缩改性技术联合胶合板热压技术制备双侧表层密实化的杨木胶合板,具体实现步骤如下:首先控制双侧表层的杨木单板含水率高于芯层单板,其次对各层单板进行施胶、组胚,最后热压以制得表层密实化的胶合板。采用上述技术制得的胶合板的表层单板密度提高,表面硬度大幅度提高,而且相比国产硬木具有更高的表面硬度和较低的平均密度。然而,针对胶合板的特定用途,诸如应用于实木复合地板、桌面和椅面等,只需对胶合板的单侧表面强化即可满足使用要求。采用上述技术制备双侧表层密实的胶合板,其关键步骤是热压机上下压板的温度要保持一致,目的是保证胶黏剂能够均匀固化,以及各层单板能够均匀受压,以制得胶合板,因而采用上述技术只能实现胶合板的双侧表层密实化,并不适用于胶合板的单侧表层强化。而且,在实际生产上,用于制备胶合板的旋切单板具有较大的幅面尺寸,要实现胶合板组胚热压的同时对其表面层密实化,具有较大的难度,也难以保证胶合板表面层的均匀密实化。
目前,木材单侧压缩技术已在实木单侧表面增强中得到应用,例如中国专利CN108673689A公开了“一种单侧表层压缩木及其制备方法”,具体实现步骤如下:将木材干燥至含水率10~20%,把干燥木材铺装在隔热衬板上,木材两侧放置厚度规,当热压机的上、下压板温度均达到120~220℃时,将隔热衬板和木材一并放到下压板上,闭合压机使上压板和木材上表面接触预热,设定压机的压力为6~12MPa,将木材压缩至需求厚度后,保压,然后将下压板升温至比上压板温度高0~5℃,压力降至1~3MPa,保压,最后压机泄压,取出木材,即制得单侧表层压缩木。然而,由于木材单侧压缩技术是基于非对称加热木材软化压缩的基础上实现的,制得的单侧表层压缩木结构非对称,存在稳定性差,易产生压缩回弹、变形等问题。为了固定表层压缩木的变形回弹,现有技术常采用热处理的方法,例如中国专利CN109176811A公开了“一种表面炭化杨木实木地板的加工方法”,具体实现步骤如下:将杨木锯剖成厚度为18~25mm的杨木板材,置入干燥窑内干燥到其含水率为8~12%,然后置入热压机,进行压缩密实化处理,即先对杨木板材表面进行喷蒸软化处理3~5min,在热压压力1.0~1.2MPa,温度160~190℃中,保持10~20min,再将杨木板材切割成地板胚料,并将地板胚放入高温炭化罐,以蒸汽或氮气做保护气体,进行炭化处理,炭化温度为220~300℃,时间为5~20min,最后将炭化好的地板胚表面进行刷光,上漆处理,得成品地板。但是,胶合板是由单板通过胶黏剂复合而成的,采用热处理方法会造成胶合板中半纤维素、木质素及胶层降解,严重影响其力学强度和胶合强度。因此,现有技术不能应用于胶合板单侧表面压缩增强层的固定以及解决其稳定性的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足和缺点,本发明的首要目的在于提供一种胶合板单侧表面增强型材的制备方法。该方法采用水汽喷雾法、非对称加热热压法、表面机械压缩增强法以及原位保压干燥固定定型法对胶合板的单侧表面层进行增塑、软化、压缩增强和干燥定型,克服了现有技术中存在的制备工艺复杂、只能实现胶合板双侧表层密实化、所得改性胶合板材积损失大和稳定性差的技术问题。
本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的胶合板单侧表面增强型材。
本发明的再一目的在于提供上述胶合板单侧表面增强型材的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现:
一种胶合板单侧表面增强型材的制备方法,包括以下具体步骤:
S1.采用水汽喷雾法对胶合板的单侧表面层进行增塑处理,将胶合板需压缩增强一侧的表面层喷水,水温为40~70℃,将胶合板单侧表面层的含水率调控至12~20%;然后用聚乙烯薄膜对胶合板进行密封包覆处理以保证表面层的含水率分布均匀,使胶合板单侧表面层的厚度含水率偏差为0~3%,制得单侧表面层增塑的胶合板;
S2.采用非对称加热热压法对步骤S1所得胶合板的增塑表面层在热平板温度为95~99℃下进行接触式加热软化处理,而未压缩层表面与0~30℃的冷平板接触,过程涉及到胶合板的胶层对水分从增塑表面层迁移到未压缩层的阻隔作用,以保证增塑表面层的抗压屈服应力小于未压缩层的抗压屈服应力,制得单侧表面层软化的胶合板;
S3.采用机械压缩方式对步骤S2所得胶合板的软化表面层进行压缩增强,软化表面层的厚度为3~4mm,热平板温度为95~99℃,板面单位压力控制在2~3MPa,热平板的压缩速率为1~6mm/min,压缩量控制在1~2mm,制得单侧表面层增强的胶合板;
S4.将步骤S3所得胶合板的单侧表面增强层在热平板温度为120~140℃下进行加热处理,板面单位压力为1~2MPa,保温保压时间为3~7min,使单侧表面增强层与未压缩层的含水率偏差为1~3%,通过对单侧表面增强层在压缩状态下进行加热干燥,可调控单侧表面增强层的含水率与未压缩层达到平衡状态,防止制得的胶合板单侧表面增强型材因含水率不均匀而产生变形,并在干燥过程中实现单侧表面增强层的形变原位固定,获得稳定性良好的胶合板单侧表面增强型材;
S5.待保温保压时间结束,采用冷却循环水将热平板的温度冷却至40~50℃,泄压取出胶合板,制得胶合板单侧表面增强型材。
优选地,步骤S1中所述的胶合板为密度为350~500kg/m3的软质速生材单板组胚热压制得。
更为优选地,所述的软质速生材为米老排、杨木、杉木、辐射松或马尾松中一种或以上。
优选地,步骤S1中所述的胶合板单侧表面层的含水率为13~17%。
优选地,步骤S3中所述胶合板的软化表面层的压缩率为25~67%。
优选地,步骤S1中所述包覆处理的时间为24~48h;步骤S2中所述加热的时间为0.5~2min;步骤S3中所述热平板的压缩的时间为10~120s。
优选地,步骤S4中所述单侧表面增强层在保温保压后的含水率为6~10%。
优选地,步骤S4中所述热平板加热的温度为125~135℃,所述保温保压时间为4~6min。
一种胶合板单侧表面增强型材,所述胶合板单侧表面增强型材是由权利要求1~8任一项所述的方法制备得到。
优选地,所述的胶合板单侧表面增强型材包括单侧表面增强层和未压缩层;所述的单侧表面增强层的密度为700~1100kg/m3,为未压缩层的2.0~2.9倍;所述的单侧表面增强层的硬度为2100~3400N,为未压缩层的1.6~2.6倍。
所述的胶合板单侧表面增强型材在制造实木复合地板、木质家具、木质门、橱柜领域中应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明采用了水汽喷雾法、非对称加热热压法、表面机械压缩增强法以及原位保压干燥固定定型法联合方法对胶合板的单侧表面层进行增塑、软化、压缩增强和干燥定型处理,能够在保证大幅面尺寸胶合板表层均匀密实化的同时,改善现有技术改性胶合板只能实现双侧表层密实化、材积损失大、形变回弹和稳定性差的问题。胶合板经过单侧表面增强后,单侧表面增强层的密度和硬度大幅度提高,从而使其具备了表面硬、芯层和底层软的使用效果。
2.本发明在单侧表面层增塑、软化、增强步骤中利用胶合板自带的胶层阻隔了水分从单侧表面层迁移到未压缩层,实现了仅对胶合板的单侧表面层单板进行增塑、软化、增强处理,从而提高了胶合板的单侧表面层单板的密实化程度,大幅度提高了表层增强单板的硬度。同时,通过控制增强层内部的水分分布均匀性,从而获得了高密度均匀分布的增强层。
3.本发明采用原位热保压干燥固定和原位冷保压定型方法,将制得的胶合板单侧表面增强型材在压缩状态下原位实现了单侧表面增强层的干燥及形变固定,方法简易、高效、节能,同时克服了现有热处理技术处理时间长,造成胶合板中半纤维素、木质素及胶层降解,进而导致胶合板力学强度及胶合强度严重降低的不足。同时,通过控制增强层与未压缩层含水率的均匀性,从而获得稳定性良好的胶合板单侧表面增强型材。
4.本发明在针对成品胶合板进行的单侧表面压缩强化过程中,只对单侧表面增强层进行增塑、软化、压缩增强和干燥定型,处理工艺简单,所需能耗低,生产效率高,克服了现有技术中存在的制备工艺复杂、生产能耗大、处理周期长的技术不足,可实现大规模连续化生产,具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的胶合板单侧表面增强型材的制备方法示意图。
图2为本发明的胶合板单侧表面增强型材的结构示意图。
图3为实施例1中胶合板单侧表面增强型材的剖面密度分布曲线图。
图4为实施例2中胶合板单侧表面增强型材的剖面密度分布曲线图。
图5为实施例3中胶合板单侧表面增强型材的剖面密度分布曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
本实施例对辐射松胶合板进行单侧表面增强处理,使用的成品胶合板由辐射松单板组成,各层单板的平均含水率均为10%;需压缩增强一侧的表面层单板的厚度为3mm,平均密度为350kg/m3,硬度为1250N;未压缩层的平均密度为350kg/m3,硬度为1300N。图1为本发明的胶合板单侧表面增强型材的制备方法示意图,从图1中可看到未压缩层是由胶合板中多层单板组成,每层单板之间通过胶层连接,具体步骤如下:
(1)单侧表面层增塑阶段:采用水汽喷雾法对胶合板需压缩增强一侧的表面层喷水,喷水质量为需压缩增强一侧表面层单板的绝干质量的3%,水温为40℃,然后用聚乙烯薄膜对胶合板进行密封包覆处理24h,将胶合板单侧表面层的含水率调控至13%,制得单侧表面层增塑的胶合板;
(2)单侧表面层软化阶段:采用非对称加热热压法对胶合板的增塑表面层进行接触式加热软化,即控制热压机热平板温度为99℃,将胶合板置于温度为30℃的冷平板上,未压缩层的表面与冷平板接触,闭合压机,控制胶合板的增塑表面层处于刚好与热平板接触而不受压的状态进行加热软化,加热时间为2min,制得单侧表面层软化的胶合板;
(3)单侧表面层增强阶段:待加热时间结束,采用机械压缩方式对胶合板的软化表面层进行压缩增强,软化表面层的厚度为3mm,保持热平板温度为99℃,冷平板温度为30℃,控制板面单位压力3MPa,热平板的压缩速率6mm/min,压缩量1mm,压缩时间10s,压缩后软化表面层的厚度为2mm,压缩率33.3%,制得单侧表面层增强的胶合板;
(4)原位热保压干燥固定阶段:将热平板温度升至125℃,保持冷平板温度为30℃,控制板面单位压力2MPa,保证在整个过程中热平板与胶合板单侧表面增强层紧密贴合,保温保压时间为4min,使单侧表面增强层的含水率干燥至9%,在胶合板压缩状态下原位实现单侧表面增强层的干燥及形变固定;
(5)原位冷保压定型阶段:待保温保压时间结束,采用冷却循环水将热平板的温度冷却至40℃,泄压取出胶合板,即制得胶合板单侧表面增强型材。
图2为本发明的胶合板单侧表面增强型材的结构示意图。从图2可知,所得胶合板单侧表面增强型材包括单侧表面增强层1和未压缩层3,所述的单侧表面增强层1与未压缩层3通过胶层2连接复合。将所制得的胶合板单侧表面增强型材锯截成尺寸规格为50mm×50mm×20mm,70mm×50mm×20mm,20mm×20mm×20mm的标准试件用做密度、硬度、含水率测定。采用剖面密度测量仪(DPX-300LT,IMAL,Italy)测定胶合板单侧表面增强层、未压缩层的密度,图3为实施例1中胶合板单侧表面增强型材的剖面密度分布曲线图。从图3中可知,胶合板单侧表面增强层的密度为700kg/m3,未压缩层的密度为350kg/m3,胶合板单侧表面增强层与未压缩层密度之比为2。采用GB/T1941-2009《木材硬度试验方法》,测定胶合板单侧表面增强层的硬度为2100N,未压缩层的硬度为1300N,胶合板单侧表面增强层与未压缩层硬度之比为1.62。采用GB/T1931-2009《木材含水率测定方法》,测定胶合板单侧表面增强层的含水率为9%,未压缩层的含水率为10%。
实施例2
本实施例对杨木胶合板进行单侧表面增强处理,使用的成品胶合板由杨木单板组成,各层单板的平均含水率均为10%;需压缩增强一侧的表面层单板的厚度为4mm,平均密度为400kg/m3,硬度为1750N,未压缩层的平均密度为400kg/m3,硬度为1800N。
(1)单侧表面层增塑阶段:采用水汽喷雾法对胶合板需压缩增强一侧的表面层喷水,喷水质量为需压缩增强一侧表面层单板的绝干质量的5%,水温为55℃,然后用聚乙烯薄膜对胶合板进行密封包覆处理36h,将胶合板单侧表面层的含水率调控至15%,制得单侧表面层增塑的胶合板;
(2)单侧表面层软化阶段:采用非对称加热热压法对胶合板的增塑表面层进行接触式加热软化,即控制热压机热平板温度为97℃,将胶合板置于温度为15℃的冷平板上,未压缩层的表面与冷平板接触,闭合压机,控制胶合板的增塑表面层处于刚好与热平板接触而不受压的状态进行加热软化,加热时间为1.5min,制得单侧表面层软化的胶合板;
(3)单侧表面层增强阶段:待加热时间结束,采用机械压缩方式对胶合板的软化表面层进行压缩增强,软化表面层的厚度为4mm,保持热平板温度为97℃,冷平板温度为15℃,控制板面单位压力2.5MPa,热平板的压缩速率4mm/min,压缩量2mm,压缩时间30s,压缩后软化表面层的厚度为2mm,压缩率50%,制得单侧表面层增强的胶合板;
(4)原位热保压干燥固定阶段:将热平板温度升至130℃,保持冷平板温度为15℃,控制板面单位压力2MPa,保证在整个过程中热平板与胶合板单侧表面增强层紧密贴合,保温保压时间为5min,使单侧表面增强层的含水率干燥至8%,在胶合板压缩状态下原位实现单侧表面增强层的干燥及形变固定;
(5)原位冷保压定型阶段:待保温保压时间结束,采用冷却循环水将热平板的温度冷却至45℃,泄压取出胶合板,即制得胶合板单侧表面增强型材。
将所制得的胶合板单侧表面增强型材锯截成尺寸规格为50mm×50mm×20mm,70mm×50mm×20mm,20mm×20mm×20mm的标准试件用做密度、硬度、含水率测定。采用剖面密度测量仪(DPX-300LT,IMAL,Italy)测定胶合板单侧表面增强层、未压缩层的密度,图4为实施例2中胶合板单侧表面增强型材的剖面密度分布曲线图。从图4中可知,胶合板单侧表面增强层的密度为800kg/m3,未压缩层的密度400kg/m3,胶合板单侧表面增强层与未压缩层密度之比为2。采用GB/T1941-2009《木材硬度试验方法》,测定胶合板单侧表面增强层的硬度为3200N,未压缩层的硬度为1800N,胶合板单侧表面增强层与未压缩层硬度之比为1.78。采用GB/T1931-2009《木材含水率测定方法》,测定胶合板单侧表面增强层的含水率为8%,未压缩层的含水率为10%。
实施例3
本实施例对米老排-辐射松胶合板进行单侧表面增强处理,使用的成品胶合板由米老排和辐射松单板共同组胚热压组成,各层单板的平均含水率均为10%;需压缩增强一侧的表面层单板的厚度为3mm,平均密度为480kg/m3,硬度为2100N;未压缩层的平均密度为480kg/m3,硬度为1300N。
(1)单侧表面层增塑阶段:采用水汽喷雾法对胶合板需压缩增强一侧的表面层喷水,喷水质量为需压缩增强一侧表面层单板的绝干质量的7%,水温为70℃,然后用聚乙烯薄膜对胶合板进行密封包覆处理48h,将胶合板单侧表面层的含水率调控至17%,制得单侧表面层增塑的胶合板;
(2)单侧表面层软化阶段:采用非对称加热热压法对胶合板的增塑表面层进行接触式加热软化,即控制热压机热平板温度为95℃,将胶合板置于温度为20℃的冷平板上,未压缩层的表面与冷平板接触,闭合压机,控制胶合板的增塑表面层处于刚好与热平板接触而不受压的状态进行加热软化,加热时间为0.5min,制得单侧表面层软化的胶合板;
(3)单侧表面层增强阶段:待加热时间结束,采用机械压缩方式对胶合板的软化表面层进行压缩增强,软化表面层的厚度为3mm,保持热平板温度为95℃,冷平板温度为20℃,控制板面单位压力2MPa,热平板的压缩速率1mm/min,压缩量2mm,压缩时间120s,压缩后软化表面层的厚度为1mm,压缩率66.7%,制得单侧表面层增强的胶合板;
(4)原位热保压干燥固定阶段:将热平板温度升至135℃,保持冷平板温度为20℃,控制板面单位压力1MPa,保证在整个过程中热平板与胶合板单侧表面增强层紧密贴合,保温保压时间为6min,使单侧表面增强层的含水率干燥至6%,在胶合板压缩状态下原位实现单侧表面增强层的干燥及形变固定;
(5)原位冷保压定型阶段:待保温保压时间结束,采用冷却循环水将热平板的温度冷却至50℃,泄压取出胶合板,即制得胶合板单侧表面增强型材。
将所制得的胶合板单侧表面增强型材锯截成尺寸规格为50mm×50mm×20mm,70mm×50mm×20mm,20mm×20mm×20mm的标准试件用做密度、硬度、含水率测定。采用剖面密度测量仪(DPX-300LT,IMAL,Italy)测定胶合板单侧表面增强层、未压缩层的密度,图5为实施例3中胶合板单侧表面增强型材的剖面密度分布曲线图。从图5中可知,胶合板单侧表面增强层的密度为1100kg/m3,未压缩层的密度为480kg/m3,胶合板单侧表面增强层与未压缩层密度之比为2.3。采用GB/T1941-2009《木材硬度试验方法》,测定胶合板单侧表面增强层的硬度为3390N,未压缩层的硬度为1300N,胶合板单侧表面增强层与未压缩层硬度之比为2.61。采用GB/T1931-2009《木材含水率测定方法》,测定胶合板单侧表面增强层的含水率为6%,未压缩层的含水率为10%。
本发明的胶合板单侧表面增强型材包括单侧表面增强层和未压缩层;所述的单侧表面增强层与未压缩层通过胶层连接复合;所述的单侧表面增强层的密度为700~1100kg/m3,为未压缩层的2.0~2.9倍;所述的单侧表面增强层的硬度为2100~3400N,为未压缩层的1.6~2.6倍。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
S1.采用水汽喷雾法对胶合板的单侧表面层进行增塑处理,将胶合板需压缩增强一侧的表面层喷水,水温为40~70℃,将胶合板单侧表面层的含水率调控至12~20%;然后用聚乙烯薄膜对胶合板进行密封包覆处理,使胶合板单侧表面层的厚度含水率偏差为0~3%,制得单侧表面层增塑的胶合板;
S2.采用非对称加热热压法对步骤S1所得胶合板的增塑表面层在热平板温度为95~99℃下进行接触式加热软化处理,而未压缩层表面与0~30℃的冷平板接触,使增塑表面层的抗压屈服应力小于未压缩层的抗压屈服应力,制得单侧表面层软化的胶合板;
S3.对步骤S2所得胶合板的软化表面层进行压缩增强,热平板温度为95~99℃,板面单位压力控制在2~3MPa,热平板的压缩速率为1~6mm/min,压缩量控制在1~2mm,制得单侧表面层增强的胶合板;
S4.将步骤S3所得胶合板的单侧表面增强层在热平板温度为120~140℃下进行加热处理,板面单位压力为1~2MPa,保温保压时间为3~7min,使单侧表面增强层与未压缩层的含水率偏差为1~3%;
S5.待保温保压时间结束,采用冷却循环水将热平板的温度冷却至40~50℃,泄压取出胶合板,制得胶合板单侧表面增强型材。
2.根据权利要求1所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述的胶合板由密度为350~500kg/m3的软质速生材单板组胚热压制得。
3.根据权利要求2所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,所述的软质速生材为米老排、杨木、杉木、辐射松或马尾松中一种或以上。
4.根据权利要求1所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述的胶合板单侧表面层的含水率为13~17%。
5.根据权利要求1所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,步骤S3中所述胶合板的软化表面层的压缩率为25~67%。
6.根据权利要求1所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述包覆处理的时间为24~48h;步骤S2中所述加热的时间为0.5~2min;步骤S3中所述热平板的压缩的时间为10~120s。
7.根据权利要求1所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,步骤S4中所述单侧表面增强层在保温保压后的含水率为6~10%。
8.根据权利要求1所述的胶合板单侧表面增强型材的制备方法,其特征在于,步骤S4中所述热平板加热的温度为125~135℃,所述保温保压时间为4~6min。
9.一种胶合板单侧表面增强型材,其特征在于,所述胶合板单侧表面增强型材是由权利要求1~8任一项所述的方法制备得到;所述的胶合板单侧表面增强型材包括单侧表面增强层和未压缩层;所述的单侧表面增强层的密度为700~1100kg/m3,为未压缩层的2.0~2.9倍;所述的单侧表面增强层的硬度为2100~3400N,为未压缩层的1.6~2.6倍。
10.权利要求9所述的胶合板单侧表面增强型材在制造实木复合地板、木质家具、木质门、橱柜领域中应用。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186045A (zh) * | 2007-12-25 | 2008-05-28 | 北京林业大学 | 一种防腐压缩改性木材及其制备方法 |
CN102423889A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-25 | 南京林业大学 | 喷蒸冷却热压机和单面压缩木质板材及其生产方法 |
KR101299918B1 (ko) * | 2012-09-25 | 2013-08-27 | 주식회사 광성테크 | 합판 마루판재 제조방법 |
CN103831878A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-06-04 | 西北农林科技大学 | 一种杨木板材表层强化方法 |
CN106217566A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-14 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种木材表层压缩层渐进增厚的生产方法 |
CN108214729A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-06-29 | 南京林业大学 | 一种表层增强型胶合板及制备方法 |
CN108582378A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-28 | 华南农业大学 | 一种单侧表层压缩木及其制备方法 |
CN208179810U (zh) * | 2018-03-29 | 2018-12-04 | 华南农业大学 | 一种非对称结构的单侧表层压缩木 |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186045A (zh) * | 2007-12-25 | 2008-05-28 | 北京林业大学 | 一种防腐压缩改性木材及其制备方法 |
CN102423889A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-25 | 南京林业大学 | 喷蒸冷却热压机和单面压缩木质板材及其生产方法 |
KR101299918B1 (ko) * | 2012-09-25 | 2013-08-27 | 주식회사 광성테크 | 합판 마루판재 제조방법 |
CN103831878A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-06-04 | 西北农林科技大学 | 一种杨木板材表层强化方法 |
CN106217566A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-14 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种木材表层压缩层渐进增厚的生产方法 |
CN108214729A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-06-29 | 南京林业大学 | 一种表层增强型胶合板及制备方法 |
CN108582378A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-28 | 华南农业大学 | 一种单侧表层压缩木及其制备方法 |
CN208179810U (zh) * | 2018-03-29 | 2018-12-04 | 华南农业大学 | 一种非对称结构的单侧表层压缩木 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
CHUANFU CHEN: "Development and evaluation of a surface-densified wood composite with an asymmetric structure", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》 * |
李任: "预热条件对毛白杨层状压缩木材形成及其性能影响研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
李坚: "《木材保护学》", 30 September 1999, 东北林业大学出版社 * |
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