一种表面炭化的实木复合地热地板及制造方法.pdf

本发明公开了一种表面炭化的实木复合地热地板及制造方法，表面炭化的实木复合地热地板包括表皮、基材，所述表皮和所述基材通过胶水粘结成一体。制造方法，包括：（1）表皮与基材制作步骤；（2）表皮热处理步骤；（3）基材热处理步骤；（4）胶合冷压步骤；（5）机加工步骤。本发明的表面炭化的实木复合地热地板及制造方法，其制作速度快、效率高，能耗少，节能环保，制作出来的实木复合地板，稳定性好，使用寿命长，表皮在使用过程中不容易出现脱胶和瓦片现象。

权利要求书

一种表面炭化的实木复合地热地板及制造方法 
技术领域
本发明涉及复合地板技术领域，更具体的说涉及一种表面炭化的实木复合地热地板及制造方法。 
背景技术
随着硬木原材料的紧缺，速生材的利用也越来越普及，尤其是速生材实木化利用领域的日益广泛，因此提高速生材实木的综合利用率，成为了速生材实木化利用下一阶段需要面对的问题。授权公告号为CN201517278U、公告日为2010年6月30日的中国实用新型专利公开了一种双层实木复合地板，它构成包括木皮和基材；木皮和基材都采用速生材制得；速生材为杨树、柳树、桉树、南方松、樟子松和花旗松；木皮通过无甲醛聚异氰酸酯胶粘剂与基材粘合；木皮的厚度为2～6mm，基材的厚度为12～18mm；又如 专利申请号为CN201110176424.X名称为一种稳定型双层地采暖实木地板及其制造方法，包括以下步骤：(1) 木皮和基材制作步骤；(2) 干燥步骤；(3) 炭化热处理步骤；(4) 含水率回调步骤；(5) 胶合固定步骤。所制造得到的双层地采暖实木地板尺寸稳定性更好，具有表硬底软脚感更舒适，能应用于地采暖，使用寿命更长。也解决了现有木皮容易发生瓦片变形开裂。上述专利制得的实木复合地板，稳定性差，表皮和在使用过程中容易出现脱胶和瓦片现象。 
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种表面炭化的实木复合地热地板及制造方法，其制作速度快、效率高，能耗少，节能环保，制作出来的实木复合地热地板，稳定性好，使用寿命长，表皮在使用过程中不容易出现脱胶和瓦片现象。 
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种表面炭化的实木复合地热地板，包括表皮、基材，所述表皮和所述基材通过胶水粘结成一体。 
作为优选，所述表皮由速生材或硬木制成，所述基材由速生材制成。 
硬木为栎木、水曲柳、柚木、榆木等；速生材为杨树、柳树、桉树、南方松、樟子松和花旗松等。 
作为优选，所述表皮厚度为1.2‑6.2mm。 
一种表面炭化的实木复合地热地板的制造方法，包括以下步骤： 
（1）表皮与基材制作步骤；根据需要利用坯料制成表皮和基材，其中所述表皮为硬木，厚度为1.2‑6.2mm，所述基材为速生材；所述表皮宽度方向稳定性ε表，所述基材宽度方向稳定性ε基，其中，所述表皮宽度方向稳定性ε表范围为：99.875%ε基≤ε表≤100.632%ε基；
（2）表皮热处理步骤；
a）表皮干燥过程；将厚度为1.2‑6.2mm的表皮干燥至含水率20‑30%；
b）第一次快速升温阶段；将干燥后的表皮放入炭化窑内，以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃；
c）第一次保温阶段；在120‑130℃保温0.5‑1小时；
d）加湿保温阶段；加湿升高湿度，湿球温度至100℃，保温1‑1.5小时；
e）第二次快速升温阶段；以40‑60℃/小时的速度升温至180‑230℃；
f）第二次保温阶段；在180‑230℃保温1‑1.5小时；
g）快速降温阶段；通过往盘管内通入循环冷却水的方式，将炭化窑内温度降温至≤140℃，然后再自然降温至≤90℃，出窑；
（3）基材热处理步骤；对基材进行干燥处理，调整基材含水率至12‑16%，置入炭化窑内进行热处理，先以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃，保温1‑3小时；再以40‑60℃/小时的速度升温至160‑210℃，保温1‑3小时，然后回潮至基材含水率5‑12%，将炭化窑内温度降至30‑60℃，出窑；
（4）胶合冷压步骤；
（5）机加工步骤。
选择材料的时候，表皮为硬木，基材为速生材；使得表皮和基材满足：99.875%ε基≤ε表≤100.632%ε，以取得较好的热处理效果，便于表皮和基材热处理后粘结固定成一体，不会发生脱胶、瓦片现象，将厚度为1.2‑6.2mm的表皮干燥至含水率20‑30%，花费时间大幅度减少，所需要的成本大幅度降低，在表皮炭化过程中，分成两次升温过程，在两次升温过程中，又具有保温阶段，最后快速降温，出窑；含水率配合两次升温及保温步骤，经过上述方法制作出来的表皮，其花费时间少，热处理效果好，力学性能损耗最低，稳定性好，不易开裂，不易变形；同样的，将表皮和经过热处理后的基材粘结成一体后，两者结合更加牢固，稳定性好，使用寿命长，表皮和在使用过程中不容易出现脱胶和瓦片现象。所述表皮宽度方向稳定性ε表包括表皮耐热尺寸稳定性和表皮耐湿尺寸稳定性，所述基材宽度方向稳定性ε基包括基材耐热尺寸稳定性和基材耐湿尺寸稳定性，也就是说，99.875%基材耐热尺寸稳定性≤表皮耐热尺寸稳定性≤100.632%基材耐热尺寸稳定性，99.875%基材耐湿尺寸稳定性≤表皮耐湿尺寸稳定性≤100.632%基材耐湿尺寸稳定性。 
作为优选，所述表皮热处理步骤的步骤d）中，在保温1‑1.5小时过程中，其温度要比步骤c）中最低保温温度低3‑5℃。 
上述设置，申请人经过反复试验、研究发现，在保温过程中，其温度比步骤c）中的最低保温温度低3‑5℃的时候，能够消除表皮的内应力，制作出来的表皮力学性能损耗最低，稳定性好，不易开裂，不易变形。 
作为优选，所述表皮热处理步骤的步骤g）中，将炭化窑内温度降温至130‑140℃，保温0.5小时，然后再自然降温至≤90℃。 
上述设置，申请人经过反复试验、研究发现，降温至130‑140℃，再保温0.5小时，制作出来的炭化表皮力学性能损耗最低，稳定性好，不易开裂，不易变形。 
一种表面炭化的实木复合地热地板的制造方法，包括以下步骤： 
（1）表皮与基材制作步骤；根据需要利用坯料制成表皮和基材，其中所述表皮为速生材，厚度为1.2‑6.2mm，所述基材为速生材；所述表皮宽度方向稳定性ε表，所述基材宽度方向稳定性ε基，其中，所述表皮宽度方向稳定性ε表范围为：99.875%ε基≤ε表≤100.632%ε基；
（2）表皮热处理步骤；
a）表皮干燥过程；将厚度为1.2‑6.2mm的表皮干燥至含水率14‑16%；
b）第一次热处理过程；将干燥后的表皮放入热压机中，热压机温度为140‑160℃，压力控制在0.6‑1.5MPa，压制时间15‑30分钟；
c）第二次热处理过程；将热压机温度升至180‑210℃，压力控制在0.6‑1.5MPa，压制时间30‑60分钟；
d）降温；热处理后的表皮温度降至≤100℃，取出；
（3）基材热处理步骤；对基材进行干燥处理，调整基材含水率至12‑16%，置入炭化窑内进行热处理，先以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃，保温1‑3小时，完成第一次热处理；再以40‑60℃/小时的速度升温至160‑210℃，保温1‑3小时，完成第二次热处理，然后回潮至基材含水率5‑12%，将炭化窑内温度降至30‑60℃，出窑；
（4）胶合冷压步骤；
（5）机加工步骤。
选择材料的时候，表皮为硬木，基材为速生材；使得表皮和基材满足：99.875%ε基≤ε表≤100.632%ε，以取得较好的热处理效果，便于表皮和基材热处理后粘结固定成一体，不会发生脱胶、瓦片现象，将厚度为1.2‑6.2mm的表皮干燥至含水率20‑30%，花费时间大幅度减少，所需要的成本大幅度降低，在表皮炭化过程中，分成两次升温过程，使得经过上述方法制作出来的表皮，其花费时间少，热处理效果好，力学性能损耗最低，稳定性好，不易开裂，不易变形；同样的，将表皮和经过热处理后的基材粘结成一体后，两者结合更加牢固，稳定性好，使用寿命长，表皮和在使用过程中不容易出现脱胶和瓦片现象。所述表皮宽度方向稳定性ε表包括表皮耐热尺寸稳定性和表皮耐湿尺寸稳定性，所述基材宽度方向稳定性ε基包括基材耐热尺寸稳定性和基材耐湿尺寸稳定性，也就是说，99.875%基材耐热尺寸稳定性≤表皮耐热尺寸稳定性≤100.632%基材耐热尺寸稳定性，99.875%基材耐湿尺寸稳定性≤表皮耐湿尺寸稳定性≤100.632%基材耐湿尺寸稳定性。 
作为优选，所述基材热处理步骤中，所述第一次热处理热处理和第二次热处理之间设有保温加湿步骤，湿球温度至100℃，在115‑117℃保温1‑1.5小时。 
上述设置，申请人经过反复试验、研究发现，在保温过程中，其115‑117℃保温1‑1.5小时，能够消除表皮的内应力，制作出来的表皮力学性能损耗最低，稳定性好，不易开裂，不易变形。 
本发明有益效果在于： 
制作速度快、效率高，能耗少，节能环保，制作出来的实木复合地板，稳定性好，使用寿命长，表皮在使用过程中不容易出现脱胶和瓦片现象。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明： 
图1为本发明炭化木实木复合地板的结构示意图。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。 
实施例1，见附图1，一种表面炭化的实木复合地热地板，包括表皮1、基材2，所述表皮1和所述基材2通过胶水粘结成一体，胶水为无醛胶水，形成厚度0.1‑0.2mm胶水层，所述表皮1由速生材或硬木制成，所述基材2由速生材制成，所述表皮1厚度为1.2‑6.2mm，硬木为栎木、水曲柳、柚木、榆木等；速生材为杨树、柳树、桉树、南方松、樟子松和花旗松等。 
一种表面炭化的实木复合地热地板的制造方法，包括以下步骤： 
（1）表皮与基材制作步骤；根据需要利用坯料制成表皮1和基材2，表皮1厚度为1.2‑6.2mm，基材2厚度10‑20mm；所述表皮1宽度方向稳定性ε表，所述基材2宽度方向稳定性ε基，其中，所述表皮宽度方向稳定性ε表范围为：99.875%ε基≤ε表≤100.632%ε基；所述表皮宽度方向稳定性ε表包括表皮耐热尺寸稳定性和表皮耐湿尺寸稳定性，所述基材宽度方向稳定性ε基包括基材耐热尺寸稳定性和基材耐湿尺寸稳定性，也就是说，99.875%基材耐热尺寸稳定性≤表皮耐热尺寸稳定性≤100.632%基材耐热尺寸稳定性，99.875%基材耐湿尺寸稳定性≤表皮耐湿尺寸稳定性≤100.632%基材耐湿尺寸稳定性。
（2）表皮热处理步骤； 
a）表皮干燥过程；将厚度为1.2‑6.2mm的表皮干燥至含水率20‑30%；其中，以含水率25‑28%为佳；含水率太低和太高，会直接影响下面进行的炭化过程，造成炭化后表皮容易开裂，而且，表皮在干燥过程中，含水率开始是下降很快的，而当含水率下降到20%以下的时候，含水率下降比较困难，花费的时间长、成本比较高，现在很多表皮要求含水率要10%左右，才能进行热处理，花费时间很长，本发明的表皮，采用含水率20‑30%，花费时间大幅度减少，成本大幅度降低，而且，热处理效果非常好；
b）第一次快速升温阶段；将干燥后的表皮放入炭化窑内，以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃，较佳的，以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃℃过程中，其分为三个升温时间相等升温步骤：首先以55‑60℃/h升温，其次以40‑50℃/h升温，最后以50‑55℃/h升温，以降低应力；
c）第一次保温阶段；在120‑130℃保温0.5‑1小时；
d）加湿保温阶段；完成步骤c）后，开启蒸汽阀门，加湿升高湿度，使得炭化窑内湿球温度至≥100℃，保温1‑1.5小时，在保温1‑1.5小时过程中，其温度要比步骤c）中最低保温温度低3‑5℃，在115‑117℃下保温1‑1.5小时；可以很好的消除表皮的内部应力，保持表皮的平整度，使其在炭化过程中始终保持平整，避免应力不均和变形；
e）第二次快速升温阶段；在完成加湿保温阶段后，进行第二次快速升温阶段，对表皮进行第二次热处理，以40‑60℃/小时的速度升温至180‑230℃，保温1‑1.5小时； 
f）第二次保温阶段；在180‑230℃保温1‑1.5小时；
g）快速降温阶段；通过往盘管内通入循环冷却水的方式，将炭化窑内温度降温至130‑140℃，保温0.5小时，然后再自然降温至≤90℃。
采用冷却盘管降温，效果好，相比于通过喷水降温的方式，其没有水和表皮相接触，不会对表皮的稳定性造成，制作出来的表皮不易开裂，不易变形； 
（3）基材热处理步骤；对基材进行干燥处理，调整基材含水率至12‑16%，置入炭化窑内进行热处理，先以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃，保温1‑3小时；再以40‑60℃/小时的速度升温至160‑210℃，保温1‑3小时，然后回潮至基材含水率5‑12%，将炭化窑内温度降至30‑60℃，出窑；
（4）胶合冷压步骤；
将炭化后的表皮与基材交错叠加，置于环境模拟房内养生，时间为2‑6天；
采用冷压胶合工艺将表皮和基材压制成坯材，表压为：20‑40MPa，时间30‑60min。
（5）机加工步骤，根据需要对坯材进行切割。
实施例2，一种表面炭化的实木复合地热地板，包括表皮1、基材2，所述表皮1和所述基材2通过胶水粘结成一体，所述表皮1和基材2均由速生材制成，速生材为杨树、柳树、桉树、南方松、樟子松和花旗松等。 
一种表面炭化的实木复合地热地板的制造方法，包括以下步骤： 
（1）表皮与基材制作步骤；根据需要利用坯料制成表皮和基材，其中所述表皮为速生材，厚度为1.2‑6.2mm，所述基材为速生材；所述表皮宽度方向稳定性ε表，所述基材宽度方向稳定性ε基，其中，所述表皮宽度方向稳定性ε表范围为：99.875%ε基≤ε表≤100.632%ε基；
（2）表皮热处理步骤；
a）表皮干燥过程；将厚度为1.2‑6.2mm的表皮干燥至含水率14‑16%；
b）第一次热处理过程；将干燥后的表皮放入热压机中，热压机温度为140‑160℃，压力控制在0.6‑1.5MPa，压制时间15‑30分钟；
c）第二次热处理过程；将热压机温度升至180‑210℃，压力控制在0.6‑1.5MPa，压制时间30‑60分钟；
d）降温；热处理后的表皮温度降至≤100℃，取出；
（3）基材热处理步骤；对基材进行干燥处理，调整基材含水率至12‑16%，置入炭化窑内进行热处理，先以40‑60℃/小时的速度升温至120‑130℃，保温1‑3小时，完成第一次热处理；然后进行保温加湿步骤，开启蒸汽阀门，加湿升高湿度，使得炭化窑内湿球温度至≥100℃，在115‑117℃保温1‑1.5小时，以消除表皮内应力；
再以40‑60℃/小时的速度升温至160‑210℃，保温1‑3小时，完成第二次热处理，然后回潮至基材含水率5‑12%，将炭化窑内温度降至30‑60℃，出窑；
（4）胶合冷压步骤；
将炭化后的表皮与基材交错叠加，置于环境模拟房内养生，时间为2‑6天；
采用冷压胶合工艺将表皮和基材压制成坯材，表压为：20‑40MPa，时间30‑60min。
（5）机加工步骤，根据需要对坯材进行切割。 
以上说明仅仅是对发明的解释，使得本领域普通技术人员能完整的实施本方案，但并不是对发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，这些都是不具有创造性的修改。但只要在发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。