[发明专利]一种速生地板材增强处理的方法有效
申请号: | 201110121797.7 | 申请日: | 2011-05-11 |
公开(公告)号: | CN102198679A | 公开(公告)日: | 2011-09-28 |
发明(设计)人: | 徐信武;沈斌华;何理清;李小科;冯文军;汤正捷;周坤;杨刚 | 申请(专利权)人: | 南京林业大学 |
主分类号: | B27K5/00 | 分类号: | B27K5/00 |
代理公司: | 南京天华专利代理有限责任公司 32218 | 代理人: | 徐冬涛;刘成群 |
地址: | 210037 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 速生 板材 增强 处理 方法 | ||
技术领域
本发明属于木材加工领域,涉及一种速生地板材增强处理方法。
背景技术
随着天然珍贵木材资源的日益紧缺,以速生木材替代天然木材制造实木地板和实木复合地板将在全世界范围内得到广泛的发展。中国速生林资源丰富,全国速生林保留面积6200万公顷,木材蓄积量近20亿M3,居世界第一位。但是速生材存在密度低、易变形、材质软的缺陷,不能直接用作生产实木地板,必须经过改性增强后方可用于地面铺装。为了提高速生材的密度和硬度,业内有采用热压、树脂浸渍等方法对速生材进行密实、采用高温干燥方法对基材进行热处理的先例,但是没有充分发挥碳化层的化学性质。
速生材树种是指生长快、成材早、轮伐期短的树木品种,我国常见的有杨树、桉树、松树、柳树等。一些进口的工业速生材,常用的有辐射松(Radiata Pine);火矩松(Taeda,同Lobllolly-pine);长叶松(Southern Yellow Pines);花旗松(Douglas Fir);南美杉属木材(Araucaria,Hoop pine)等。由这些速生树种制成的木材叫速生材,通常质地较软,一般用作造纸、建筑、板材芯材原料等,也有部分用于制造家具,但都必须要对木材作一些处理,如经过脱脂烘干转化成优质板材。
速生材一般色泽比较浅,容易做成各种涂装色彩,干燥容易,重量轻,吸音效果好,弹性好,易于加工。但是速生材最大的问题是材质疏松,空隙度大,密度低,因此力学和机械强度都低,易变形、尺寸稳定性不好、收缩大。如杉木作为南方特有的主要用材树种,是一种常绿乔木,分布广,生长快。杉木加工性能好,耐腐,耐虫害,纹理色泽美,但杉木速生材质较差,结构疏松且极不均匀,强度、硬度低,不耐磨,易吸湿,其物理和机械强度都较低,因此,速生材一直以来主要都是做人造板,造纸、做包装材料,建筑模板等,而较少做家具,尤其是高档家具。
目前对速生材的改性主要是木材强化。即采用物理的、化学的或机械的诸多方法加工或处理木材,使低质木材的密度(或表面密度)增大、力学强度(或表面硬度和耐磨耗性)提高,或整体力学功能提高,这种加工或处理过程称为木材强化。木材强化可提高低质木材的强度和整体功能,实现劣材优用、小材大用,提高木材的利用效率和使用价值。木材强化的产品如浸渍木(Impreg)、压缩木(Compressed wood)、胶压木(Glued-compressed wood)、强化木(Densified)、碳化木(Carbonized wood,或Thermo Wood,通常讲的“碳化木”,实际上是“热处理木材”,是指在缺氧环境中,将木材加热到180℃-250℃,从而提高木材的防潮性、防腐性,而木材一般并不需要压缩,通常用于天然材或中高密度木材。)和塑合木(Wood polymer composites,WPC)等。
但是,运用这些方法处理的速生板材仍存在较多的缺点,常规的木材密实或热处理方法是单独进行的,即单独进行密实处理或碳化处理。单独进行密实处理不能有效遏制密实后板材的反弹,常用于家具等场合,尚不能用于地板;单独进行碳化处理不能提高木材密度,常用于高密度木材的防潮、防腐处理而不是速生木材的改性。
目前尚未有将速生板材经处理后用作地板材的报导。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题提供一种速生地板材增强处理方法。
本发明所述的速生地板材为速生树种锯材经处理后可用于生产实木地板的板材,简称“速生地板材”,速生板材或速生地板基材即速生树种锯材。
本发明的技术方案分三步实施:(1)采用热压机将速生地板基材密实化;(2)将密实化的速生板材在热压板上实现表面碳化,构成密实的碳元素微层;(3)采用射频等离子体改性方法,让氮等离子体与碳元素进行“气固二相化学层积”,构建氮化碳薄膜,制备得到速生地板材。
本发明技术方案的具体措施如下:
一种速生地板材增强处理的方法,该方法包含对速生板材按密实化、碳化和氮化的顺序进行处理。
所述的方法,其中密实化采用热压机进行,热压温度取80~120℃,热压压力取0.8~2.0MPa,时间取5~15min。
所述的方法,其中碳化采用热压机进行,温度取200~260℃,热压压力取0.8~1.0MPa,时间取30~90s。
所述的方法,其中氮化采用射频等离子体处理仪进行,等离子体气氛为氮气,真空度取30~150Pa,时间取3~10min,射频功率取200~500W。
所述的方法,其中密实化时速生地板基材整体压缩率控制在10~20%,板材厚度方向芯层40~60%不受压缩。
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