CN113211587A - 表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，在地板板材或基材表层压缩增强的同时，通过控制热压板的温度对木材进行一次稳定性处理得到压缩增强木材，然后将压缩增强木材放入热处理罐内，通过控制热处理罐内的蒸汽或者空气压力、温度和处理时间对压缩增强木材进行二次稳定性处理，制得成品。本发明可以大大的提高表层压缩实木地板的尺寸稳定性，具有吸水回弹率低、耐湿耐热性能好的特点。

Description

表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法
技术领域
本发明涉及地板生产技术领域，具体为一种表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法。
背景技术
实木地板加工用木材对木材的硬度要求比较高。要保证成品实木地板达到国家标准中一等实木地板要求的漆膜硬度大于H，或者优等地板要求的漆膜硬度大于2H，实木地板基材的密度分别要达到0.60g/cm3和0.65cm3以上。目前市场上加工实木地板用的多种基材虽然平均密度在0.60-0.70g/cm3之间，但由于木材的变异性大，因产地、品种、个体和取材位置的不同，密度差达到0.20g/cm3以上，用这个密度范围的地板基材加工的成品地板，因部分原料的密度低，导致产品出现漆膜硬度指标合格率低的问题。
实木地采暖地板，除了必须满足实木地板对木材表面硬度的要求之外，还必须满足国家标准中提出的耐热和耐湿尺寸尺寸稳定性的要求。2018年颁布实施的实木地采暖地板的国家标准《GBT 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中对地采暖地板的耐热和耐湿尺寸变化率提出了较高的要求。
木材压缩密实化是提高木材的密度和硬度的有效方法。但由于传统的木材整体压缩下，木材性能的改善程度主要依赖于提高压缩率，加工过程中木材材积损失大，成本高，很难实现商业化应用。湿热处理下的表层压缩密实化可以在低压缩率下改善木材的表面硬度。对于一般地板基材，压缩率在15％左右，就可以使木材的表面密度达到0.70g/cm3以上，但压缩回弹问题，也就是地板的厚度方向膨胀问题是压缩增强处理必须解决的问题。
目前用于实木地采暖地板的基材主要通过常压下的高温热处理或者炭化处理的方式改善木材的尺寸稳定性。但是这种方法处理后的木材通常只能达到国际标准规定的基准值，在实际使用中，无论是长度方向，还是宽度方向，地板的间隙都比较大。为此，市售的地采暖地板都采用所扣地板的方式，以减少地板见的缝隙。对于无所扣地板专利的企业，还需要承担所扣专利的使用费用。
如果能够将木材的压缩回弹问题，即木材的厚度膨胀问题与长度、宽度方向的尺寸变化问题同时解决，在满足用户的使用要求的前提下，降低实木地采暖地板稳定性处理的成本，对实木地板更普遍地应用于地采暖地板具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法。本发明可以大大的提高表层压缩木地板的尺寸稳定性，具有吸水回弹率低、耐湿耐热性能好的特点。
本发明的技术方案：表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，在地板板材或基材在表层压缩增强的同时，通过控制热压板的温度对木材进行一次稳定性处理得到压缩增强木材，然后将压缩增强木材放入热处理罐内，通过控制热处理罐内的蒸汽或者蒸汽与空气的混合气体压力、温度和处理时间对压缩增强木材进行二次稳定性处理，制得成品。
上述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，所述的一次稳定处理的具体步骤是将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水的总体量达到0.025-0.200g/cm2之间，然后放入100-200℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以130℃-160℃的温度加热10-60秒后，再以3MPa-8MPa的压力压缩木材至既定的厚度12-20mm，表层密度达到0.70g/cm3以上，之后保持3-5分钟，将热压板的压力降至0.8-1.2MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
前述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水量达到0.05-0.10g/cm2之间，然后放入145℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以145℃-160℃的温度加热15-30秒后，再以5MPa-6MPa的压力压缩木材至既定的厚度15-18mm，表层密度0.70g/cm3以上，之后保持3-5分钟，将热压板的压力降至1MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
前述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，所述的二次稳定性处理是将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用0.5-1.5MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至160℃-200℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽和空气的混合气体，增加罐内压力至0.05-0.10MPa，并保持0.5-1.0小时时间，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，再通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
前述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，所述的二次稳定性处理是将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用1MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至180℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽与空气的混合气体，增加罐内压力至0.05-0.10MPa，并保持0.5-0.8小时时间，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，再通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
前述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，所述的地板板材或基材密度小于0.6g/cm3，厚度在15-50mm,含水率在15％以下。
与现有技术相比，本发明通过在地板板材或基材在表层压缩增强的同时，控制热压板的温度对木材进行一次稳定性处理得到压缩增强木材，处理后的压缩增强木材表面及距表面1-5mm范围内的表层密度达到0.6-1.0g/cm3以上，且在浸水状态下，尺寸稳定性可以提高30％以上；然后将压缩增强木材放入热处理罐内，通过控制热处理罐内的蒸汽或者空气压力、温度和处理时间对压缩增强木材进行二次稳定性处理，二次稳定性处理后的压缩增强木材尺寸稳定性可以提高90％以上，厚度方向的吸水回弹率降低至0，即无回弹，而且耐热及耐湿尺寸变化率降低为国家标准规定值的40％以下。此外，通过湿热处理，无需蒸煮处理实施木材表层的压缩增强，减少了压缩过程的处理程序，能够有效降低处理成本。与地采暖实木地板国家标准相比，本发明的尺寸稳定性比地采暖实木地板国家标准高85％以上，得到表层压缩增强超稳定的实木地采暖地板板材。
附图说明
图1为二次稳定性处理时热处理罐内压力和处理时间关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，选取密度0.4g/cm3的地板板材或基材，含水率15％以下；厚度选择在30mm，地板板材或基材表面平整，将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水总体量达到0.1g/cm2之间，然后放入150℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以150℃加热50秒后，再以4MPa的压力压缩木材至既定的厚度20mm，表层密度0.85g/cm3，之后保持5分钟，将热压板的压力降至1MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
再将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用1MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至170℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽与空气的混合气体，增加罐内压力至0.06MPa，并保持0.6小时；如图1所示，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，再通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
实施例2：表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，选取密度0.4g/cm3的地板板材或基材，含水率为10％；厚度选择在30mm，地板板材或基材表面平整，将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水总体量达到0.03g/cm2之间，然后放入160℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以160℃加热40秒后，再以5MPa的压力压缩木材至既定的厚度20mm，表层密度0.95g/cm3，之后保持5分钟，将热压板的压力降至1MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
再将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用1MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至180℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽与空气的混合气体，增加罐内压力至0.1MPa，并保持0.8小时，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
实施例3：表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，选取密度0.4g/cm3的地板板材或基材，含水率为10％；厚度选择在30mm，地板板材或基材表面平整，将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水量达到0.05g/cm2之间，然后放入145℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以145℃加热40秒后，再以5MPa的压力压缩木材至既定的厚度20mm，表层密度0.90g/cm3，之后保持4分钟，将热压板的压力降至1MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
再将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用1MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至180℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽与空气的混合气体，增加罐内压力0.1MPa，并保持0.6小时，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
对比例：市售的实木地采暖地板基材。
申请人对实施例1-3制备得到的成品以及一次稳定性制得的半成品和对比例中市售的实木采暖地板基材进行测试。地板的尺寸稳定性测试按照国家标准《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》规定的方法实施。
压缩材的吸湿回弹率的测定方法为：将试样进行浸水处理48h，之后在浸水条件下抽真空处理1小时，继续浸泡6小时后测量其厚度。将试件取出置于室内气干2天，放入60℃的烘箱干燥24h后，在(103±2)℃烘至绝干，测量其厚度。回弹率按照如下公式计算。
Figure BDA0003081910870000091
式中：RS(％)为回弹率；d0(mm)为热压前的绝干厚度；dc(mm)为热压后的绝干厚度；dr(mm)为吸水后的绝干厚度。
尺寸稳定性和回弹率的测试结果如表1所示(其中“无”代表不进行统计计算)。
表1实施例及对比例尺寸稳定性和回弹率的测试结果
Figure BDA0003081910870000092
Figure BDA0003081910870000101
从表1可以看出，本发明在地板板材或基材在表层压缩增强的同时，控制热压板的温度对木材进行一次稳定性处理得到压缩增强木材的尺寸稳定性可以提高30％以上，而且二次稳定性处理得到的成品的尺寸稳定性可以提高90％，相比对比例有了大大的提高。从表1中还可以看出，本发明获得的压缩木材的耐湿尺寸变化率和耐热尺寸变化率均比国家标准规定值(耐湿尺寸变化率小于0.8％，耐热尺寸变化率小于1.5％)低75％以上，尺寸稳定性提高90％以上，而且压缩回弹率降低为0，即本发明的实木地采暖地板板材压缩后无回弹现象，而对比例中无论是耐湿尺寸变化率降低程度还是耐热尺寸变化率的降低程度都不如本发明，由此可见，本发明可以大大的提高表层压缩木地板的尺寸稳定性，具有吸水回弹率低、耐湿耐热性能好的特点。

Claims (6)

1.表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，其特征在于：
在地板板材或基材表层压缩增强的同时，通过控制热压板的温度，对木材进行一次稳定性处理得到压缩增强木材，然后将压缩增强木材放入热处理罐内，通过控制热处理罐内的蒸汽或者蒸汽和空气混合气体压力、温度和处理时间对压缩增强木材进行二次稳定性处理，制得成品。
2.根据权利要求1所述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，其特征在于：所述的一次稳定处理的具体步骤是将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水的总体量达到0.025-0.200g/cm2之间，然后放入100-200℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以130℃-160℃的温度加热10-60秒后，再以3MPa-8MPa的压力压缩木材至既定的厚度12-20mm，表层密度达到0.70g/cm3以上，之后保持3-5分钟，将热压板的压力降至0.8-1.2MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
3.根据权利要求2所述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，其特征在于：将地板板材或基材通过喷水、沾水或浸水处理使其表面增加的水量达到0.05-0.10g/cm2之间，然后放入145℃下的热压板中，将热压板以不超过1分钟的时间快速闭合，闭合状态的压力小于1MPa，然后以145℃-160℃的温度加热15-30秒后，再以5MPa-6MPa的压力压缩木材至既定的厚度15-18mm，表层密度0.70g/cm3以上，之后保持3-5分钟，将热压板的压力降至1MPa，温度降至60℃以下后取出木材，完成一次稳定性处理。
4.根据权利要求1所述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，其特征在于：所述的二次稳定性处理是将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用0.5-1.5MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至160℃-200℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽和空气的混合气体，增加罐内压力至0.05-0.10MPa，并保持0.5-1.0小时时间，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，再通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
5.根据权利要求4所述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，其特征在于：所述的二次稳定性处理是将一次稳定性处理得到的压缩增强木材码垛后，用1MPa的压力夹持或配重压紧后放入热处理罐内，升温至180℃，再向热处理罐内通入蒸汽或者蒸汽与空气的混合气体，增加罐内压力至0.05-0.10MPa，并保持0.5-0.8小时时间，随后按照指数函数y＝ae-bx关系进行调整罐内压力和处理时间关系；
式中：y为罐内压力，y的范围为常压-1.5MPa；x为处理时间，x的范围在2-720分钟；a和b为常数，a值为0.9-1.2之间，b值为0.01-0.03之间；
调整处理完成后，停止加热，通过排出水蒸气降压，降压速度为0.012MPa/分钟以下，再通冷水降温，温度降至80℃以下后打开热处理罐，待热处理罐罐内温度降低至60℃以下后取出木材，即完成二次稳定性处理，制得成品。
6.根据权利要求1所述的表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法，其特征在于：所述的地板板材或基材密度小于0.6g/cm3，厚度在15-50mm,含水率在15％以下。
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