專利名稱：一種表面增強實木型材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木質(zhì)型材及其制造方法，尤其涉及軟木素材型材及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著天然林資源的枯竭和國家天然林保護工程的實施，人工林木材將成為今后緩 解國內(nèi)外木材市場供需矛盾的主要材種。人工林木材主要包括杉木、馬尾松、落葉松、楊木、 泡桐等樹種，它具有生長速度快、產(chǎn)量高、采伐周期短等特點，由于其生長速度快、材質(zhì)較 差、密度及表面硬度低，不耐腐不耐候、易變形易開裂等缺陷限制了其應用范圍。木材功能性改良方法是改善人工林木材理化性能的有效途徑，經(jīng)過處理后的木材 密度、表面硬度、耐磨性、防腐性和尺寸穩(wěn)定性都大幅度提高，可廣泛應用于實木地板、實木 家具行業(yè)及其他建筑裝飾材料。有一種途徑提高型材的力學性能是采用壓縮的方法。楊木、南方松、馬尾松等是常見的速生樹種，但由于其材質(zhì)疏松，材質(zhì)各向異性非 常大，所以對這些速生材進行功能性改良的研究很多，國內(nèi)外都有很多值得借鑒的成功經(jīng)驗。但是壓縮木的回彈嚴重，尤其是在有水條件下更為嚴重。為了改進壓縮木的缺點，常采用蒸汽或樹脂固定壓縮木回彈的方法。例如，1996年 方桂珍等使用不同濃度的低分子量三聚氰胺一甲醛(MF)樹脂為固定木材壓縮變形的交聯(lián) 劑浸漬大青楊，處理材ASE為47%，MEE為36%，經(jīng)濃度為10%的交聯(lián)劑處理的試件，壓密 后室溫下浸水可完全保持其固定變形；17. 5%和25%濃度的交聯(lián)劑處理的試件，在沸水中 也?？沙制渥冃?。1997年方桂珍等研究了大青楊與MF交聯(lián)劑的作用機理。1998年方桂珍 等又采用不同濃度的PF預聚體處理大青楊木材，并在加熱過程中作橫紋方向的壓縮處理。 結(jié)果為經(jīng)10%的PF預聚體處理的試材，ASE達60%以上，MEE為52%，在室溫或沸水中浸 水均可完全保持其壓縮變形。1998年方桂珍等以1，2，3，4_ 丁烷基四甲酸(BKA)為交聯(lián)劑， NaH2P02為催化劑處理大青楊，然后在150°C下恒溫壓縮。方桂珍等人用低分子量PF樹脂 處理大青楊木材，提高了木材的尺寸穩(wěn)定性和力學強度。2000年方桂珍等人做了木材浸漬 低分子量低色度酚醛樹脂的研究以及低分子量酚醛樹脂改性大青楊木研究。現(xiàn)有的表面壓縮固化木材，是將干燥的木材鋸材的表面部分浸泡在水中5 他預 定的深度，當滲入一定的量的水以后，用微波輻射加熱，然后將其直接放置在熱壓裝置上壓 縮、壓密，再經(jīng)干燥使壓縮部分固定。但這一技術(shù)存在著表面浸泡水后，表面水很大，當在很 短時間內(nèi)蒸發(fā)時，其表面由于水分的蒸發(fā)而快速收縮，產(chǎn)生很大的內(nèi)應力，使表面容易產(chǎn)生 開裂，而且由于在壓縮干燥固化過程中，沒有使木材的表面內(nèi)應力充分地平衡掉，也沒有使 表面得到充分的塑性固化，在使用過程中很容易產(chǎn)生回彈現(xiàn)象。上述方法采用化學試劑處理，其必定產(chǎn)生廢氣或廢水排放，噪聲大，污染環(huán)境，而 且所得型材的尺寸穩(wěn)定性差，易彎曲翹曲變形，耐腐耐候性不理想，使用壽命短，出材率不
尚等缺點ο
中國專利文獻CN101603623A公開了 “表面強化實木型材、地板及其制造方法”技 術(shù)專利，其制造方法包括(1)干燥原木型材；( 將原木型材在210 250°C的熱壓機中壓 縮；C3)將壓縮后的原木型材保溫20 60分鐘；(4)控制原木型材的含水率在6 9%之 間。上述方案，在干燥過程中，容易產(chǎn)生皺縮，在后續(xù)的壓縮過程中容易產(chǎn)生壓裂爆裂，木材 損耗大，出材率低，約為60 70 %，而且處理出來的木材顏色深，有燒焦味，上述工藝獲得 的地板只能在北方等干燥氣候條件下能用，而在南方使用則會產(chǎn)生較大的變形，同時其耐 腐等級只能達到III級，防腐性能較差。中國專利文獻CN101214675A公開了 “木材熱壓炭化強化方法”技術(shù)專利，其包括 (1)干燥根據(jù)木材密度，將木材在干燥窯中把含水率控制在3 17% ； (2)刨光對木材 進行了刨光處理；(3)熱壓炭化將刨光的木材放入溫度為160 260°C的熱壓機中進行熱 壓炭化，木材的壓縮比控制在5 50%，保溫10 240分鐘；冷卻將炭化后的木材冷卻至 80%以下；(4)成品將木材的放在自然條件或調(diào)溫調(diào)濕房內(nèi)，根據(jù)木材的用途把木材的含 水率調(diào)到5 10%。上述方案在壓縮炭化過程中，木材很容易被壓裂，出材率低，約為50 60% ；同時上述方案處理得到的木材耐腐性能差(通常在III級以下)且不穩(wěn)定、尺寸穩(wěn) 定性差，同時也有些木材就會被炭化過度，材色深，有燒焦味。中國專利文獻CN101486212A公開了 “壓縮炭化楊木三層實木復合地板的生產(chǎn)方 法”技術(shù)專利，其公開的面層材料的制備將速生材楊木鋸剖成板材，經(jīng)干燥、刨削、根據(jù)壓 縮率(壓縮率30 %、40 %、50 %、60 % )和面板的厚度為2 4mm加工成含水率為20 40 % 的楊木薄板，板在壓機中被壓縮到所需的壓縮率，壓縮時的溫度70 110°C，施加的壓力 根據(jù)薄板設(shè)計的壓縮率而確定；壓縮后的板在一定的壓力條件下或在特制的夾具中進行炭 化固定，炭化過程在熱壓機中進行或在特制的夾具中進行，炭化溫度為190 220°C，時間 1. 5 5小時，炭化裝置設(shè)有排氣孔；炭化處理結(jié)束后，在一定的壓力條件下將楊木薄板溫 度降至40 60°C，取出楊木薄板，用寬帶砂光機砂去顏色變深的外層，砂光后的楊木薄板 厚度在2 4mm。現(xiàn)有技術(shù)的上述方案，楊木的含水率大，在纖維飽和點左右，在70 110°C 的條件下進行干燥后木材收縮率很大會導致木材的殘余應力也很大，然后在190 220°C 條件下炭化時，使得木材很容易開裂，而且木材壓縮率大，形成了整體壓縮，木材損耗率大， 炭化裝置設(shè)有的排氣孔，會使得壓縮出來的木材表面出現(xiàn)凹凸不平的點，經(jīng)砂光后，這些點 所在的位置會使得這一區(qū)域硬度降低，而且后期又沒有進行含水率調(diào)濕處理，會使得木材 在使用過程中因吸濕而產(chǎn)生變形；這樣的工藝也不能利于產(chǎn)業(yè)化的運作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供了一種密度小、表面強度高，耐腐等級達 到II以上，且含水率穩(wěn)定可適合各種氣候的實木型材。本發(fā)明的上述技術(shù)方案是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的一種表面增強實木型材，包括壓縮密實層和與之纖維連接的自然層，其整體密度 為350 750kg/m3，含水率為5 12%，其耐腐等級達II以上，重量損失彡對％。上述型材無膠，其中自然層為未經(jīng)壓縮的木材結(jié)構(gòu)，但可能在表面壓縮的過程中 對自然層的結(jié)構(gòu)造成影響，但上述影響相對于壓縮密實層被壓縮的量可以忽略不計。上述 壓縮密實層的密度由表層到距表層厚度為0. 6 4mm逐漸減小到木材自然密度，在壓縮密
4實層與自然層之間自然纖維連接，與現(xiàn)有的膠合板不同。上述連接牢固、無污染，制作工序 簡單。上述壓縮密實層的表面漆膜硬度可達3 6H。本發(fā)明的素材為軟材，其氣干密度為700kg/m3以下，大多數(shù)為速生材。實木型材的含水率為5 12%。含水率是指木材中所含水分的重量與絕干后木材 重量的百分比，定義為木材含水率。在大氣條件下的吸濕平衡含水率是指木材在一定的溫 度濕度狀態(tài)下，最后所達到的吸濕穩(wěn)定含水率或解吸穩(wěn)定含水率，叫做木材的平衡含水率。 一般，木材在不同地方的平衡含水率不同，例如，廣州地區(qū)年平均的平衡含水率為15. 1%， 北京地區(qū)卻為11.4%。木材干燥到11%的木材用于北京是合適的，可用于廣州將會吸濕 膨脹，產(chǎn)生變形。所以說，通常木材的最終含水率要與使用地的平衡含水率接近或相同，才 能保證木制品的使用穩(wěn)定性。本型材經(jīng)過壓縮炭化處理后，不但提高了速生材的表面硬度， 并達到很好的固定作用，而且也大大降低了其吸濕性，從而大大減小了使用地不同季節(jié)的 溫度和濕度變化對其尺寸穩(wěn)定性的影響，提高使用壽命，在不同的氣候條件下無需調(diào)整含 水率，能夠適應于不同地域氣候條件的使用。本發(fā)明的上述表面增強實木型材，按照《GB 1941-91木材硬度試驗方法》測定型 材表面硬度大于1500N以上，是其自然層的2.0倍以上。同時，其使用平衡含水率大大低于 現(xiàn)有技術(shù)的壓縮型材，且在使用過程中型材的含水率波動小，使尺寸穩(wěn)定性大大提高?，F(xiàn)有 的壓縮木由于壓縮密實層需要被封死，而采用了大量的化學試劑，本發(fā)明的上述表面增強 實木型材不含現(xiàn)有技術(shù)的上述化學試劑。另外，上述表面增強實木型材防腐性能優(yōu)異，按照 《GB/T 13942. 1-1992木材天然耐久性試驗方法木材天然耐腐性實驗室試驗方法》標準，對 本發(fā)明優(yōu)選樹種樣品進行實驗，其耐腐等級達II以上，重量損失< 24%。上述表面增強實木型材的原料是速生材，例如楊木、杉木、馬尾松、南方松、落葉 松、泡桐等，它們未經(jīng)處理時，力學性能較差，防腐防潮性能不理想，穩(wěn)定性差，很容易受到 菌蟲的侵害，容易開裂變形。作為優(yōu)選，其耐腐等級達I以上。作為優(yōu)選，壓縮密實層的厚度為1 2mm。作為優(yōu)選，上述含水率為6. 5 10%，更為優(yōu)選的是7 9%。作為優(yōu)選，壓縮密實層的厚度為0.6 4mm，壓縮密實層的密度為自然層密度的 1. 3 3倍，作為上述方案的優(yōu)選，實木型材為楊木，其整體密度為380 550kg/m3，含水率為 6 12%，壓縮密實層的厚度為0. 6 4mm，壓縮密實層的密度為自然層密度的1. 5 3倍。作為上述方案的優(yōu)選，實木型材為南方松，其整體密度為500 720kg/m3，含水率 為5 11%，壓縮密實層的厚度為0.6 3mm，壓縮密實層的密度為自然層密度的1. 3 2倍。作為上述方案的優(yōu)選，實木型材為馬尾松，其整體密度為480 680kg/m3，含水率 為5 10%，壓縮密實層的厚度為0.6 2. 5mm，壓縮密實層的密度為自然層密度的1. 3 2倍。上述表面增強實木型材具有如下優(yōu)點(1)厚度密度分布壓縮密實層厚為0.6 4mm的，其密度是自然層1. 3 3倍。(2)吸濕性與素材相比，降低45%以上；
(3)尺寸穩(wěn)定性與其素材相比提高55%以上。本發(fā)明提供了上述表面增強實木型材的制造方法，通過物理木材功能性改良方 法，解決速生材的材質(zhì)軟，密度小，容易開裂變形等缺陷，同時解決現(xiàn)有技術(shù)處理壓縮木有 回彈，木材損耗大，浸漬樹脂污染環(huán)境，尺寸穩(wěn)定性差，耐腐耐候性差，易變形，出材率低等 的缺點，同時也解決了生產(chǎn)工程復雜，能耗高的缺點。本發(fā)明的上述表面增強實木型材的制造方法可以包含以下步驟(1)干燥步驟將氣干密度小于700Kg/m3的木材干燥至含水率為5 12% ；(2)壓縮步驟木材經(jīng)表面壓縮的步驟；(3)炭化步驟木材經(jīng)炭化的步驟。作為優(yōu)選，所述的干燥步驟采用的是高溫高濕干燥方法，這樣有利于防止木材在 干燥過程中產(chǎn)生皺縮，防止木材霉變或藍變，以保證木材的最終產(chǎn)品質(zhì)量，使其含水率降到 5 12%。另外一種優(yōu)選是，將木材在室內(nèi)晾干5天以上后再經(jīng)加熱干燥，通過晾干除掉部 分水分后可防止在熱壓的過程中開裂。作為優(yōu)選，干燥步驟中，對有樹脂的木材將其干燥至含水率為8 12%，對無樹脂 的木材干燥至5 8%。在木材含水率為3 5%時，由于木材變脆，在壓縮炭化過程中，木 材很容易被壓裂，出材率低。如木材含水率過高是20 40%，木材在壓縮炭化過程中，由于 木材里的水分會形成過熱水蒸汽，含水率高，木材里的過熱水蒸汽分壓力就很大，又因所用 壓縮炭化的木材通常是一些密度小、生長速度快的軟材，所以過熱蒸汽很容易大于木材的 里纖維間的結(jié)合強度，使得木材很容易發(fā)生爆裂炸裂，木材損耗大。經(jīng)實踐證明，采用上述 方法處理木材，可以使得到的產(chǎn)品得材率高達到98 %以上。所述的壓縮步驟是采用熱壓機，熱壓機的上下壓板形成溫差，使木材表層升溫軟 化，并通過控制熱壓機的壓力為25 50Mpa，優(yōu)選30 40Mpa，使木材單面表層僅有1 5mm 得到壓縮，壓縮后使上下壓板溫差降低，優(yōu)選溫差小于30°C，最為優(yōu)選的是兩者溫度相同； 壓縮后保溫、保壓30 120min，優(yōu)選30 90min，最為優(yōu)選的是45-90min。即在速生實木 表層形成0. 6 4mm的壓縮密實層，壓縮密實層的密度為自然層密度的1. 3 3倍。作為上述方案的進一步優(yōu)選，所述的壓縮步驟是壓合速度控制在0. 5 4. Omm/ s，木材的壓縮率在10 25%。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，熱壓機高溫壓板的溫度為140 200°C，低溫壓板的 溫度比高溫壓板的溫度低100°C以上。作為進一步優(yōu)選，熱壓機高溫壓板的溫度為150 170°C。作為優(yōu)選，所述的炭化步驟是在170 230°C的條件下對木材進行炭化熱處理1 5小時，優(yōu)選190 210°C的條件下對木材進行炭化熱處理3 5小時，另一種優(yōu)選170 190°C的條件下對木材進行炭化熱處理1 3小時，這樣可以使得壓縮的部分得到充分的塑 化，釋放其在壓縮過程中采生的內(nèi)應力，經(jīng)冷卻后得到固定成形，再通過調(diào)濕處理木材的含 水率恢復到5 12%，達到含水率的要求。作為優(yōu)選，所述的炭化步驟前還包括一個預炭化步驟，具體是將木材在125 150°C的條件下進行預炭化熱處理1 4小時，優(yōu)選125 135°C的溫度預炭化熱處理2 4小時，另一種優(yōu)選130 150°C的溫度中預炭化熱處理1 3小時。作為優(yōu)選，它還包括一個在炭化步驟后調(diào)整木材的含水率為5 12%的步驟。
作為上述方案的優(yōu)選，所述的炭化步驟采用常壓炭化窯，是在170 230°C的條 件下對木材進行炭化熱處理1 5小時，優(yōu)選190 210°C的條件下對木材進行炭化熱處理 3 5小時；熱處理后調(diào)整木材的含水率為5 12%。作為上述方案的進一步優(yōu)選，在常壓炭化窯炭化步驟前有預炭化步驟，即將木材 在125 150°C的條件下進行預炭化熱處理1 4小時，優(yōu)選125 135°C的條件下進行預 炭化熱處理2 4小時。這有利于防止木材炭化過程中產(chǎn)生炭化缺陷，保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。作為上述方案的優(yōu)選，所述的炭化步驟采用加壓炭化罐，是在罐內(nèi)壓力為0. 15 0. 6MPa，在170 230°C的條件下對木材進行炭化熱處理1 5小時，優(yōu)選170 190°C的 條件下對木材進行炭化熱處理1 3小時；熱處理后調(diào)整木材的含水率為5 12%。作為上述方案的優(yōu)選，在加壓炭化罐炭化步驟前有預炭化步驟，所述的預炭化步 驟是將木材在125 150°C的條件下進行預炭化熱處理1 4小時，優(yōu)選130 150°C的條 件下進行預炭化熱處理1 3小時，在炭化罐的帶壓高溫高濕的條件下更有利于壓縮密實 層的固定成形，保證產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。作為本發(fā)明方法的優(yōu)選，它還包括一個在炭化后用壓輥涂裝的步驟，所述壓輥涂 裝步驟是將UV樹脂在0. 5 1. OMpa的壓力擠壓滲透入壓縮密實層0. 05 0. 15mm后經(jīng)UV 固化。本發(fā)明將UV樹脂壓入壓縮密實層，能進一步將涂料與型材表面的木纖維接觸，發(fā)生 交聯(lián)固化反應，能達到漆膜硬度與柔韌性二者兼顧，增加了速生材壓縮木的各種性能。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果1、表面增強實木型材可采用速生材，具有資源豐富，價格低廉的特點，表面經(jīng)過壓 縮密實炭化處理后，具備珍貴樹種天然的優(yōu)良的木材微環(huán)境特性和物理力學性能，同時本 發(fā)明采用一次成型復合式木材物理功能性改良技術(shù)，即壓縮炭化技術(shù)直接得到型材，省去 了多個組坯膠合浸漬等環(huán)節(jié)，在節(jié)省成本的同時增強了型材的力學性能和保持木材的天然 特性；2、表面增強實木型材的平衡含水率小且波動小，尺寸穩(wěn)定性高，耐腐耐候性強，壓 縮密實方向上的回彈小，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品無需再調(diào)整含水率，就可以直接應用于各種室外、 地熱等各種不同的環(huán)境條件；3、表面增強實木型材壓縮密實層與自然層纖維連接，它們之間不存在膠合、分開 等技術(shù)問題，而且壓縮后再經(jīng)炭化，對壓縮密實層進行高溫固定處理，使其形成表層硬底軟 這樣一種有彈性的木材新特性，用做實木地板時具有獨特的優(yōu)勢，做成的實木地板，木紋顯 現(xiàn)，腳感舒適，無任何有害氣體排放。兼顧了視感、觸覺、嗅覺的統(tǒng)一，特別適合于有老年人 或小孩的家庭用作地板，這是現(xiàn)在普通實木地板所不能比擬的；4、表面增強實木型材的制造方法中，在保證型材回彈小，保證型材的物理力學性 能的同時，通過控制炭化溫度和時間可以使得型材的顏色由黃到棕褐色依次增加，使得木 材具有珍貴木材的高級感，而且所采用的炭化方法，與現(xiàn)有的方法有著本質(zhì)的區(qū)別，采用本 方法是在充分研究本發(fā)明壓縮密實得到的木材性質(zhì)的基礎(chǔ)上，為其獨自開發(fā)出來的，具有 熱處理時間短，產(chǎn)品色澤美觀，如采用本方法用于替代現(xiàn)有的炭化方法，會使得炭化出來的 木材全部出現(xiàn)表裂或內(nèi)裂；本炭化方法具有好的節(jié)能降耗的實質(zhì)特點；5、表面增強實木型材的制造方法中，通過在壓縮前設(shè)置干燥步驟，可防止木材發(fā)生霉變或藍變、影響木材的表面美觀度，同時還可以防止在后續(xù)壓縮密實過程中木材產(chǎn)生 開裂或爆裂，損傷機器或爆傷工人，提高產(chǎn)品的出材率和保證產(chǎn)品的質(zhì)量；6、表面增強實木型材的制造方法中，采用的方法簡單，利于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化運作。本發(fā) 明涉及的關(guān)鍵步驟主要是干燥步驟、壓縮步驟、炭化步驟，只要這每一步都保證設(shè)備完好， 工藝合適，并保證工藝得到正確的實施就能得到質(zhì)量過硬的產(chǎn)品；7、木材的制造方法中，在通過壓力涂裝的方法將UV固化樹脂壓入壓縮密實層的 表層中，形成永久的固化，從而永久封住壓縮密實層的紋孔，有效降低壓縮密實層吸濕能 力，進一步強化了木材的尺寸穩(wěn)定性，防止回彈；8、本發(fā)明具有工藝簡單，在進行壓縮后進行炭化過程中不添加任何化學藥劑，不 排放廢氣和廢水，熱利用效率高，節(jié)能環(huán)保，克服了木材的固有缺陷，解決了現(xiàn)有技術(shù)的回 彈與環(huán)保二者不兼顧的難題，利于產(chǎn)業(yè)化的實施。


圖1是實施例2壓縮炭化技術(shù)楊木的剖切電鏡照片圖；圖2是實施例2楊木素材的剖切電鏡照片圖；圖3是實施例2楊木素材在厚度方向上的密度分布圖；圖4是實施例2由楊木素材經(jīng)壓縮炭化技術(shù)后得到的產(chǎn)品在厚度方向上的密度分 布圖；圖1和圖2分別顯示了最終產(chǎn)品和楊木素材的剖切電鏡照片圖，從兩張圖明顯可 以看出，2素材細胞結(jié)構(gòu)分布均勻，圖1可以明顯的看到，從壓縮表面往里2 3mm左右的壓 縮密實層的密實程度非常明顯，再往里就保持原木材均勻結(jié)構(gòu)。圖3和圖4分別是素材和最終產(chǎn)品的厚度方向上的密度分布圖，每個實驗有3個 樣品，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過表面壓縮后的產(chǎn)品的表面向內(nèi)2 3mm密度顯著增強。
具體實施例方式實施例1 一種南方松木材地板的制造方法，選取速生材為南方松實木的素材，通 過制材的方法鋸制成具批量的同規(guī)格木材鋸材，便于后期的烘干、熱壓、熱處理過程，將其 木材堆垛好后，在木材垛頂加重物，用叉車把垛好的木材堆放到蒸汽加熱頂風型干燥窯中 烘干干燥，控制其水分在8 12%左右。用威力四面刨銑機(型號U23EL)對烘干后的塊 狀木材表面進行拋光，選擇一個拋光的表面作為待壓實面，使得所述的拋光面與木材的纖 維方向平行。將所得拋光的厚度為25mm木材放入三層熱壓機中，所述的熱壓機與木材待 壓縮面相對的熱壓板的溫度為140°C，熱壓機與木材的非壓縮面相對的壓板的溫度差大于 IOO0C，控制熱壓板的壓合速度為4mm/s，壓縮熱壓機中的木材至21mm厚，壓合時熱壓機的 壓強約為25MPa，壓合完成后，將兩壓板溫度差縮小，或者保持一致，并保壓保溫30分鐘， 結(jié)束后緩慢泄壓，所得木材置室內(nèi)自然冷卻。冷卻后的木材放入炭化窯中，所述的炭化窯就 是處于充滿過熱水蒸汽條件的高溫容器。先升溫到135°C的條件下進行預炭化熱處理4小 時，然后再把炭化的加熱介質(zhì)高溫過熱水蒸氣升到170°C對木材炭化3小時。采用高壓輥涂裝技術(shù)，使低粘度UV樹脂在IMpa的壓力下擠壓滲透入壓縮密實層 0. Imm左右，經(jīng)UV固化后，使壓縮密實層再次增強。這些樹脂增強層還能起到隔離壓縮密實層與外界的水份交換，再次固化壓縮密實層，并提高木材穩(wěn)定性。木材的含水率調(diào)整可以這樣進行將木材置于調(diào)濕控制室中，在調(diào)濕控制室中放 置3 5天后取出，所述調(diào)濕控制室內(nèi)的相對濕度為90%左右，溫度為50°C左右。取出后， 木材的含水率為8 12%左右。將水分調(diào)節(jié)完畢的木材陳放一段時間，再對其進行企口、表 面砂光、表面涂飾等步驟即可得實木地板。上述木地板被壓縮的表面向內(nèi)2mm厚部分硬度 顯著增強。木地板經(jīng)過炭化處理，其表面呈黃色，顏色均勻一致，其吸濕能力顯著下降，在使 用時其平衡含水率穩(wěn)定在8 12%。壓縮密實層的漆膜硬度為2H 6H。實施例2 —種楊木速生材地板的制造方法，選取速生材為楊木實木的素材，通過 制材鋸制成具批量的同規(guī)格木材鋸材，便于后期的烘干和處理過程。制材后的楊木材成塊 狀，將其木材堆垛好后，在木材垛頂加重物，用叉車把垛好的木材垛放到蒸汽加熱頂風型干 燥窯中烘干干燥，控制其水分在6 7%左右。用威力四面刨銑機(型號U23EL)對烘干 后的塊狀木材表面進行拋光，選擇一個拋光的表面作為待壓實面，使得所述的拋光面與木 材的纖維方向平行。將所得拋光的厚度為30mm木材放入三層熱壓機中，所述的熱壓機與木 材待壓縮面相對的熱壓板的溫度為200°C，熱壓機與木材的非壓縮面相對的壓板的溫度差 大于130°C以上，控制熱壓板的壓合速度為0. 6mm/s,壓縮熱壓機中的木材至24mm厚，壓合 時熱壓機的壓強約為30MPa，壓合完成后，然后使上下壓板的溫度一致，保壓保溫120分鐘， 結(jié)束后緩慢泄壓，所得木材置室內(nèi)自然冷卻。冷卻后的木材放入帶壓炭化罐中，在炭化罐中 首先進行預炭化，炭化罐中壓力為0. 15 0. 3Mpa,在135°C預炭化3小時。預炭化結(jié)束后再 升溫到180°C，繼續(xù)炭化3小時后，經(jīng)降溫調(diào)濕出窯，調(diào)濕即調(diào)整木材的含水率為6 10%。取出后，在室內(nèi)陳放一段時間，再對其進行企口、表面砂光、表面涂飾等步驟即可 得實木地板。圖1是本實施例的壓縮密實層的剖面電子顯微鏡照片，可以看出，其纖維間隙 空間幾乎被全部壓縮，因此其硬度高、能夠滿足各種地板的強度要求，克服了軟材的缺陷。 地板的自然層的纖維結(jié)構(gòu)松散，能起到較好的吸音、防震作用，腳感好，繼承了軟材的優(yōu)點。所述的表面涂飾采用高壓輥涂裝技術(shù)，使低粘度UV樹脂在0. 5Mpa的壓力下擠壓 滲透入壓縮密實層0. 15mm左右，經(jīng)UV固化后，使壓縮密實層再次增強。這些樹脂增強層還 能起到隔離壓縮密實層與外界的水份交換，再次固化壓縮密實層，并提高木材穩(wěn)定性。上述木地板被壓縮的表面向內(nèi)2. 5mm厚部分硬度顯著增強，壓縮密實層的纖維間 隙空間幾乎被全部壓縮，因此其硬度高、能夠滿足各種地板的強度要求，克服了速生材的缺 陷。地板的自然層的纖維結(jié)構(gòu)松散，能起到較好的吸音、防震作用，腳感好，繼承了速生材的 優(yōu)點。壓縮密實層的漆膜硬度為2H 6H。實施例3 5 與實施例1不同的地方都列在下表中
權(quán)利要求
1.一種表面增強實木型材，其特征在于包括壓縮密實層和與之纖維連接的自然 層，其整體密度為350 750kg/m3，含水率為5 12 %，其耐腐等級達II以上，重量損失 彡 24%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面增強實木型材，其特征在于壓縮密實層的厚度為 0. 6 4mm，壓縮密實層的密度為自然層密度的1. 3 3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種表面增強實木型材，其特征在于，實木型材為楊木， 其整體密度為380 550kg/m3，含水率為6 12%，壓縮密實層的厚度為0. 6 4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種表面增強實木型材，其特征在于，實木型材為南方 松，其整體密度為500 720kg/m3，含水率為5 11 %，壓縮密實層的厚度為0. 6 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種表面增強實木型材，其特征在于，實木型材為馬尾 松，其整體密度為480 680kg/m3，含水率為5 10%，壓縮密實層的厚度為0. 6 2. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的一種表面增強實木型材的制造方法，其特征在于，它由以 下步驟制得(1)干燥步驟將氣干密度小于700kg/m3的木材干燥至含水率為5 12%；(2)壓縮步驟干燥的木材經(jīng)表面壓縮密實的步驟；(3)炭化步驟木材經(jīng)炭化的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種表面增強實木型材的制造方法，其特征在于，所述的壓 縮步驟是用熱壓機進行壓縮，熱壓機的上下壓板形成溫差，使木材表層升溫軟化，通過控 制熱壓機的壓力為25 50Mpa，使木材表層的1 5mm部分得到壓縮，壓縮后使上下壓板的 溫差降低，然后保溫、保壓30 180min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種表面增強實木型材的制造方法，其特征在于，熱壓機高 溫壓板的溫度為140 200°C，低溫壓板的溫度比高溫壓板的溫度低100°C以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種表面增強實木型材的制造方法，其特征在于，所述的炭 化步驟是在170 230°C的條件下對木材進行熱處理1 5小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種表面增強實木型材的制造方法，其特征在于，所述的炭 化步驟前還包括一個預炭化步驟，具體是將木材在125 150°C的溫度中炭化2 4小時。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種表面增強實木型材的制造方法，它還包括一個在炭化 步驟后調(diào)整木材的含水率為5 12%的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種木質(zhì)型材及其制造方法，尤其涉及軟木素材型材及其制造方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的一種表面增強實木型材，包括壓縮密實層和與之纖維連接的自然層，其整體密度為350～750kg/m3，含水率為5～12％，其耐腐等級達II以上，重量損失≤24％。本發(fā)明特別適用于地板的制作。
文檔編號B27M1/06GK102107446SQ20091015699
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月26日
發(fā)明者于學利, 倪月中, 涂登云, 潘成鋒, 章昕 申請人:浙江世友木業(yè)有限公司, 涂登云