CN101517177A - 使用对称结构的带有碳化实木的木地板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了具有对称结构的包括将碳化实木施用至顶层和底层的木地板及其制备方法。通过将厚度为2mm以上的高温热处理的薄板对称地层压到顶层和底层并在给定温度和压力条件下整合这些层，本发明的木地板具有对称结构。因此，该木地板能够保持平衡，能够彻底解决由于环境变化导致的变形问题，能够实现产品的尺寸稳定性和高质量的颜色，并且能够去除表面污染，因此可以使用被污染的较低等级针叶木材作为木地板材料。

Description

使用对称结构的带有碳化实木的木地板及其制备方法

技术领域

本发明涉及具有对称结构的包括将碳化实木施用至顶层和底层的木地板及其制备方法。更具体而言，本发明涉及具有对称结构的木地板，其通过在基层的两面上对称层压厚度为2mm以上的高温热处理的薄板能够保持平衡并能够彻底解决适应环境变化导致的变形问题。

背景技术

通常，顶层厚度小于2mm的木地板设计用于地板下热供应，而顶层厚度为2mm以上的木地板设计用于在实木地板中的普通用途。常规的实木地板由厚度大于2mm的表层木和厚度为5～7mm用作基材的胶合板或片材组成。根据木地板的标准规格，地板下供热的木地板(胶合板)的尺寸通常限制为75mm×92mm×900mm的尺寸，而实木地板则以65～210mm(宽度)×360～2,525mm(长度)的各种尺寸进行生产。另外，也有注入WPC(木塑料复合材料)的产品以改善表面性能。

但是，不同于使用较薄厚度薄板的地板下供热木地板，使用厚度为2mm以上的薄板的实木地板由于湿度条件的变化而导致具有较差的尺寸稳定性和较差的耐翘曲性(warp resistance)，由此在其应用于韩国传统楼板供暖(Ondol)***中时显示出了缺陷。

此外，市售实木地板的结构为顶部底部不对称的，包括在顶部上的厚度为2mm以上的薄板和在底部上的作为基材的胶合板或者片材(将与木地板的宽度相比具有相对较小尺寸的方木以相对于表面木材的纹理方向垂直的方向胶合)，因此导致整体结构的不平衡并由此导致与用于地板下供热的木地板相比劣化了产品的基本性能。

日本未审查的专利公布第1994-158842号公开了一种在基层胶合板的凹进部中设置了加热装置的木质地板供暖板材，但是其具有在基层的上部和下部之间不对称的结构。

日本未审查的专利公布第2005-161624号公开了一种用于卡车地板板材的木复合板。但是，这个技术存在的问题是，由于没有使用热处理的木材层而导致具有较差的尺寸稳定性。

美国专利公布第2005/0153150A1公开了一种用作集装箱地板的竹板，但是其也由于没有使用热处理的木材层而导致表现出不足的较差的尺寸稳定性。

日本未审查的专利公布第2003-251616号公开了一种碳化木质纤维热绝缘材料。但是，这个技术指向一种用于建筑物的外墙或者地面的绝缘材料，而不是地板材料。

发明内容

技术问题

因此，考虑到上述问题已经完成了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种木地板，与常规实木地板相比，其通过在顶层和底层使用碳化实木，由于具有适应湿度和热的超好变化率而能够改善尺寸稳定性，由于用同样的材料装饰了顶层和底层而能够解决与热和湿度相关的翘曲问题，并且设计通过引入对称结构的稳定性而适合用于韩国常规楼板供暖(Ondol)***。

本发明的另一个目的是提供木地板，其通过经由热处理获得高质量的木地板颜色而能够改善消费者对于该产品的情感意象。

技术方案

根据本发明的一个技术方案，通过提供包括基层和对称地层压在该基层的两面上的碳化实木层的木地板可以实现上述和其它目的。

本发明的特征在于：经由层压在所述基层的两面上的碳化实木的对称构型获得了显著改进的尺寸稳定性，同时经由热处理具有高质量的木地板颜色。

在本发明中的碳化实木层优选为在150℃～230℃的温度下进行热处理的薄板。

构成该木材的化学组分可以广泛的分类为：纤维素、半纤维素、木质素和其它提取物。

在这些化学组分中，在高于150半纤维素会发生热分解，由此造成木材理化性质的改变。另外，纤维素的热分解发生在240℃～350℃的温度下，这会导致木材强度的严重降低。

在这样的热处理加工过程中水吸收位点的减少导致稳定地保持收缩率和膨胀率、改进的生物耐受性、木材颜色的加深、木材提取物的迁移、木材重量的减少，减少了平衡含水量并增加了热绝缘性能。

应用在本发明中的木地板的优选形式为其中上部碳化实木层的厚度为2mm以上的实木地板。

在本发明中，所述基层可以由选自原木、防水胶合板、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、刨花板(PB)和树脂-木粉混合板中的至少一种基于木材的板组成。

在从顶部至底部的方向上，本发明的木地板可以由表面处理层、碳化实木层、基层和碳化实木层组成。

为了赋予本发明的木地板各种功能，表面处理层、碳化实木层和基层中的至少一层可以含有：至少一种功能材料，所述材料选自木炭、黄土、银、淡英斑岩(Maekbanseok(Elvan))、锗、磁石、玉石、抗菌剂和杀虫剂中；至少一种固化树脂，所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂和邻苯二甲酸二烯丙酯树脂中；至少一种填料，所述填料选自碳酸钙、滑石、二氧化钛、硅石、玻璃粉和二氧化硅中；和/或至少一种阻燃剂，所述阻燃剂选自磷酸酯、卤代烃、氧化锑、氢氧化铝、磷酸盐(酯)化合物和双氰胺中。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：

图1为根据本发明的具有对称结构的木地板的横断面视图。

具体实施方式

以下，将参照附图更详细地描述本发明。

图1为根据本发明的具有对称结构的木地板的横断面视图，在从上部至底部的方向上，其包括表面处理层10、碳化实木层20、基层30和碳化实木层20。

表面处理层10可以由常规UV-固化的或者热固化的表面处理层组成。

碳化实木层20为在高温下进行热处理以使尺寸稳定的木材层。对木材进行热处理导致木材含水率的减少，由此改进了尺寸稳定性，并且还导致木材的颜色改变成黑色和深色调，由此提供了高质量的感觉。

优选，碳化实木层20由在150～230℃的温度下进行热处理的厚度为2mm以上的薄板组成。为了得到完全的对称结构，优选顶层和底层由具有相同厚度的相同材料组成。对于所述薄板，可以使用普通木材。

基层30由例如原木、防水胶合板、MDF、HDF、刨花板(PB)、树脂-木粉混合板等的基于木材的板组成。

为了赋予本发明的木地板各种功能，表面处理层10、碳化实木层20和基层30中的至少一层可以含有功能材料，例如木炭、黄土、银、淡英斑岩、锗、磁石、玉石、抗菌剂和杀虫剂，由此提供各种健康有益效果，例如远红外辐射、阴离子发射、抗菌作用、杀虫作用等。另外，产品的物理性能例如耐久性、耐磨性和耐水性可以通过加入例如环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂和邻苯二甲酸二烯丙酯的固化树脂而得到改进。此外，可以加入例如碳酸钙、滑石、二氧化钛、硅石、玻璃粉和二氧化硅的填料以提供例如火炕(韩国Ondol)供暖***、改进导热性等的效果的各种功能。再者，可以通过加入例如磷酸酯、卤代烃、氧化锑、氢氧化铝、磷酸盐(酯)化合物和双氰胺的阻燃剂来赋予所述产品阻燃性。

为了制备包括碳化实木层的木地板，通过将木材切割成具有能够在锯木材后得到大量薄板的厚度的方木的形式制备用于进行热处理的原料。

可以用在所述碳化实木层的阔叶树的实例可以包括橡树、桦树、胡桃树、樱桃树和白蜡树，而国内针叶树的实例可以包括落叶松。可以使用含水率为5～10％的这些木材。

可以将新木材直接用于进行热处理，或者，如果需要的话，可以进行预先干燥。此外，可以用刨将所述方木的四边修饰光滑，随后进行热处理来得到高质量的表面。根据各种条件，热处理加工可以进行12～24小时。

所述热处理加工可以大致分成三个步骤：干燥、高温处理和冷却。对于第一步骤，干燥，也称为高温干燥，是将木材中的含水率减少至约0％的工序。应当最大程度的小心以防止发生内部干裂或者形成蜂巢状。根据最初含水率、树种和木材的厚度，干燥条件可以不同。

对于第二步的高温处理，将处理温度升高至150～230℃的预定范围，然后将该最佳温度保持给定的时间。为此目的，使用蒸气以防止着火的可能性并控制木材中的化学变化。

作为最后步骤，进行冷却工序同时小心防止由于热处理木材和周围空气的高温差异而导致的木材的开裂或者爆裂。这里，需要将热处理后的木材的含水率调节至适于最终应用的理想水平。一般，最终含水率的范围为5～7％，而根据热处理的温度进行冷却5～15小时。

根据在热处理加工过程中所使用的树的种类(阔叶树和针叶树)，可以优化各个条件因子(最高热处理温度，所使用的蒸气量、各个步骤的操作时间等)。

将这样热处理后的木材进行切割并修饰以满足木地板的标准要求，然后用作顶层和底层。在给定的温度和压力条件下将各个层以及基层整合在一起来由此形成木地板。

实施例

现在，将参照下面的实施例更详细地描述本发明。这些实施例仅仅提供用于解释说明本发明，并且不应理解为限制本发明的范围和实质。

实施例1

通过压制将碳化实木层20、基层30和碳化实木层20以从顶部至底部的方向整合成对称结构。然后，在其上形成表面处理层10。将所得到的结构以舌榫的形式进行切割以制备具有碳化实木层的对称结构木地板。

作为施用在基层的顶层和底层的碳化实木层20，使用厚度约为3.0mm和含水率为5～7％的木材层，其在180～200℃的温度下进行热处理。作为基层30，使用厚度为4.0mm和含水率为5％的Finnish Birch胶合板。作为胶粘剂，将含有乙烯基氨基甲酸乙酯作为主成分的水乳液与10％固化剂混合。使用室温可压缩的和室温固化的树脂。

以下，将具体描述木地板的制造方法。

将各层堆叠在一起，然后通过挤压整合。各个层的整合加工在室温下在12kgf/cm²的压力下进行60分钟。用砂纸抛光整合后的表面层。在顺序涂布了底漆和二道底漆后，使用制榫机将所得到的结构切割成70mm(宽)×590mm(长)的产品实际尺寸。将该结构的侧面进行舌榫加工(T&Gprocessing)并最后涂布表层漆，随后进行包装以制备成品。

实施例2

除了将由缅甸柚木构成的芯板堆叠在实施例1的基层30上以外，以与在实施例1中相同的方式制备木地板。

比较实施例1

具有与实施例1相同结构的非热处理木地板。

比较实施例2

市售常规木地板。

实验实施例1

将在本发明的实施例中制备的通过将碳化实木层施用到基层的顶部和底部具有对称结构的木地板的物理性能与具有相同结构的非热处理木地板和常规市售木地板进行对比。这样得到的结果在下面的表1中给出。可以证实的是，与比较实施例1和2的木地板相比，在实施例1中制备的木地板显示出超好的尺寸稳定性和抗翘曲性。

对于在高温条件下进行的测试，在干燥机中在80℃将产品样品干燥6小时。对于浸泡处理测试，将样品浸入室温水中6小时。然后，使用游标卡尺和测厚仪分别测定在宽度和长度方向上的样品尺寸和翘曲的程度。

[表1]

工业实用性

从上面的描述可以明显看出，根据本发明的木地板经由应用三层结构能够解决由于环境变化导致的产品变形问题，所述三层结构包括基层和施加在该基层的顶层和底层上的具有相同厚度的薄板，其中，所述中间基层由例如原木、防水胶合板、MDF、HDF、刨花板(PB)、树脂-木粉混合板等的基于木材的板组成。为此目的，将木地板的三层堆叠以具有平衡的顶层-底层对称结构并在给定温度和压力条件下整合在一起。

此外，本发明提供了韩式木地板，其经由在顶层和底层上使用厚度为2mm以上的高温热处理的薄板通过彻底解决由于热和湿度导致的变形问题能够在任何环境下使用，并且设计经由舌榫加工通过解决由于地板的不平、压痕和弯曲而导致的产品之间高度差的问题以满足适于楼板供暖(Ondol)***的需要。

虽然出于解释说明的目的已经公开了本发明的优选实施方式，本领域中的技术人员将理解，在不偏离在附属权利要求书中公开的本发明的范围和实质的情况下，可能有各种改进方式、添加方式和替代方式。

Claims (10)

1、木地板，其包括基层和层压在该基层的两面的至少一面上的碳化实木层。

2、根据权利要求1所述的木地板，其中，将所述碳化实木层层压在所述基层的两面上以具有对称结构。

3、根据权利要求1所述的木地板，其中，所述碳化实木层各为在150～230℃的温度下进行热处理的薄板。

4、根据权利要求1所述的木地板，其中，所述上部碳化实木层的厚度为2mm以上。

5、根据权利要求1所述的木地板，其中，所述基层由选自原木、防水胶合板、中密度纤维板(MDF)、高密度纤维板(HDF)、刨花板(PB)和树脂-木粉混合板中的至少一种基于木材的板组成。

6、根据权利要求1所述的木地板，其中，在从顶部至底部的方向上，所述木地板包括表面处理层、碳化实木层、基层和碳化实木层。

7、根据权利要求6所述的木地板，其中，所述表面处理层、碳化实木层和基层中的至少一层含有至少一种功能材料，所述功能材料选自木炭、黄土、银、淡英斑岩、锗、磁石、玉石、抗菌剂和杀虫剂。

8、根据权利要求6所述的木地板，其中，所述表面处理层、碳化实木层和基层中的至少一层含有至少一种固化树脂，所述固化树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂和邻苯二甲酸二烯丙酯树脂。

9、根据权利要求6所述的木地板，其中，所述表面处理层、碳化实木层和基层中的至少一层含有至少一种填料，所述填料选自碳酸钙、滑石、二氧化钛、硅石、玻璃粉和二氧化硅。

10、根据权利要求6所述的木地板，其中，所述表面处理层、碳化实木层和基层中的至少一层含有至少一种阻燃剂，所述阻燃剂选自磷酸酯、卤代烃、氧化锑、氢氧化铝、磷酸盐(酯)化合物和双氰胺。

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