李瑩瑩等
摘 要:隨著地暖技術(shù)的普及,人們越來越多的應(yīng)用多層實木復(fù)合地板,它各層相互垂直的紋理克服了天然木材各向異性的缺陷,同時也提高了自身的尺寸穩(wěn)定性。文章論述了改善實木復(fù)合地板穩(wěn)定性的方法:如浸漬處理、化學(xué)改性、碳化處理、應(yīng)力釋放等,以及國內(nèi)外的發(fā)展研究現(xiàn)狀,為以后的研究工作奠定一些基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:實木復(fù)合地板;尺寸穩(wěn)定性;研究進展;變形;應(yīng)力
實木復(fù)合地板是近些年新發(fā)展起來的一種新型地板,在我國,實木復(fù)合地板雖然起步較晚,但是進入20世紀(jì)90年代后,因其兼具實木復(fù)合地板和強化地板的優(yōu)點,很快得到大眾的認可并迅速發(fā)展[1]。
雖然多層實木復(fù)合地板相對穩(wěn)定,但是由于木材具有各向異性,隨著周圍環(huán)境的改變,地板容易發(fā)生干縮、開裂、翹曲變形等。尤其對于鋪設(shè)在地?zé)岵膳绞降沫h(huán)境中,其尺寸穩(wěn)定性的問題更加突出,這嚴(yán)重影響到地板的質(zhì)量,也直接影響到消費者和企業(yè)的利益。提高實木復(fù)合地板的尺寸穩(wěn)定性既能延長地板的使用壽命提高其品質(zhì)又節(jié)約了木材,對保護生態(tài)也有重要意義。鑒于此,文章在分析了大量文獻的基礎(chǔ)上,比較詳細地論述了提高多層實木復(fù)合地板尺寸穩(wěn)定性的方法。
多層實木復(fù)合地板的基材為膠合板結(jié)構(gòu),相對收縮量小,且橫紋抗拉強度低,與基材是兩種變形量不同的材料。當(dāng)周圍含水率下降時,表板會產(chǎn)生干縮應(yīng)力,使地板整體穩(wěn)定性會下降。采用地?zé)岵膳蟮匕逡苓m應(yīng)瞬間的溫度變化和高溫的考驗,即不脫膠、抗潮濕、不變形、不反翹[2],所以提高多層實木復(fù)合地板的尺寸穩(wěn)定性尤為重要。
1 浸漬處理
王曉琴等使用脲醛樹脂及其水溶液對其進行浸漬處理,測量分析表板尺寸穩(wěn)定性的四個指標(biāo),結(jié)果表明表板的增重率、增容率、阻濕率和抗?jié)q率都有提高。陸葛在真空和高壓力的條件下,采用甲基丙烯酸甲酯單體浸漬多層實木復(fù)合地板的方法使得地板單板的密度增加了30%-40%,硬度增加100%-250%。賈 等采用真空處理的方法使用三聚氰胺樹脂(MF)浸漬楊木,再對MF浸漬的楊木地板基材進行壓縮處理,從而使速生楊木的物理力學(xué)性能及尺寸穩(wěn)定性有較大的提高。劉彥龍等將薄木制成三聚氰胺浸漬薄木,粘貼于多層實木復(fù)合地板基材上,得到耐磨抗菌、尺寸穩(wěn)定性略有提高、表面亮度降低的多層實木復(fù)合地板。陳利芳等采用氯化鋅,磷酸二氫鈣和復(fù)合銅鹽浸漬后再低溫?zé)崽幚?,得到了尺寸穩(wěn)定性好、力學(xué)性能優(yōu)良的木材。李志高等利用聚乙烯醇縮甲醛改性劑對楊樹木材進行浸漬改性,對其改性材的尺寸穩(wěn)定性進行研究,表明改性材的徑向、弦向濕脹率與素材相比均有不同程度的下降。詹滿軍等確定了制備實木復(fù)合地板基材用三聚氰胺改性脲醛樹脂膠的制備工藝,其制得地板基材的物理力學(xué)性能穩(wěn)定,耐水性提高,從而提高了地板的尺寸穩(wěn)定性。
2 化學(xué)改性
陳志林等利用負壓-正壓設(shè)備將含有硅、鋁、硼、磷等多種元素化合物溶液先后灌注入木材孔隙內(nèi),使離子在木材孔隙內(nèi)或細胞壁上發(fā)生沉淀反應(yīng),增重率、強度和阻燃性能得到了明顯的改善。此方法可引用于對多層實木復(fù)合地板地板表板的處理,但是該方法對加工裝備的腐蝕性較大。劉波等利用溶膠-凝膠法以六水氯化鈣為原料,制備出高鹽度的堿式氯化鈣注入木材中進行熱處理,得到在力學(xué),阻燃,耐腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性等方面有較大的提高的木材。Yalinkilic等加入硼和試劑交聯(lián)試劑以加強生物電阻和木材的尺寸穩(wěn)定性同時可以防止蟲蛀。Devi R R等也同樣是用化學(xué)改性的橡膠木與苯乙烯進行結(jié)合交聯(lián)劑,進過處理的木材吸水率大大的降低,機械強度,斷裂模量和彈性模量也得到改善。
3 采用炭化技術(shù)處理表板
炭化處理又稱熱處理,是將木材放在高溫環(huán)境中進行一段時間的熱解處理,降低木材中的游離羥基濃度從而減少木材的吸濕性和內(nèi)應(yīng)力的方法,處理后的表板材裝飾性更強,有著天然木材無法比擬的優(yōu)勢,可減少表板色差,改善腐蝕性,更提高了木材的尺寸穩(wěn)定性。顧煉百等證實,利用超高溫?zé)崽幚砗蟮膶嵞镜匕宓奈鼭裥院推胶夂时绕胀▽嵞镜匕屣@著降低,尺寸穩(wěn)定性明顯提高。馬世春等為防止木地板變形,對杉木底板進行特殊高溫干燥處理,以提高其密度與尺寸穩(wěn)定性。丁濤等試驗表明,在北方冬季傳統(tǒng)采暖或地?zé)岵膳氖覂?nèi)環(huán)境下,熱處理木地板的尺寸穩(wěn)定性明顯提高,然而在南方夏季潮濕的室內(nèi)環(huán)境中效果還不是很理想。李濤和涂登云等分別對水曲柳地板進行了高溫?zé)岷统邷責(zé)崽幚恚C實這兩種方法都可以提高地板的尺寸穩(wěn)定性。
4 采用應(yīng)力釋放技術(shù)
朱玉輝通過采取木材干燥、熱壓工藝、底板壓痕、底板企口封閉法等工藝措施,消除了變形現(xiàn)象,提高了實木復(fù)合地板的穩(wěn)定性。路則光等采用在面層單板上劃刀痕和延長毛坯養(yǎng)生時間的工藝方案降低多層實木復(fù)合地板翹曲度。而且對地板劃上刀痕后,因含水率變化產(chǎn)生的應(yīng)力進行了有效釋放,使地板的整體收縮變成局部變形,從而提高了漆膜質(zhì)量。宋羿彤等通過簡要分析多層實木復(fù)合地板表板開裂的原因,并提出選擇樹種和紋理、嚴(yán)格控制表板干燥技術(shù)和養(yǎng)生、降低含水率、采用冷壓壓貼工藝、降低表板的厚度和寬度,采用應(yīng)力分割技術(shù)、延長板坯養(yǎng)生時間和對表板進行高溫?zé)崽幚淼却胧?,減少并預(yù)防了多層實木復(fù)合地板表板開裂的發(fā)生。張遲偉通過柔化處理,在單板的正面人為的制造刻痕,釋放單板外表面應(yīng)力,降低了單板翹曲變形。Daniel Cassens等曾對實木復(fù)合地板表面裂紋的發(fā)展規(guī)律進行了研究,研究表明,裂紋出現(xiàn)最少的情況是用脲醛膠膠合、松面朝外、面板在相對濕度為35%的條件下養(yǎng)生、用1min進行組坯。梅長彤等通過對單板進行柔化和噴蒸整平處理減小了單板干燥過程中形成的內(nèi)應(yīng)力,提高單板平整度且減小地板的翹曲變形。
5 通過后期處理封閉隔離
用適宜的方法對多層實木復(fù)合地板進行后期處理不僅美觀而且能提高其尺寸穩(wěn)定性。張雙寶等采用醇酸清漆為主的涂料,合理選取涂料的組分和配比,對地板產(chǎn)品進行后期處理,不僅使得產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性提高,而且還提高了產(chǎn)品的外觀美觀度。江應(yīng)等采用12道涂布工序?qū)Χ鄬訉嵞緩?fù)合地板進行處理,使其漆膜硬度達5H,可減少其吸濕變形,提高其尺寸穩(wěn)定性,又極大地提高了其耐磨抗刮性能。
總之,提高多層實木地板的穩(wěn)定性,可以對地板進行浸漬處理,增加地板的密度和硬度以及減少其對水分的吸收;利用化學(xué)試劑與木材物質(zhì)化學(xué)鍵合以改善地板的尺寸穩(wěn)定性;對地板進行熱處理降低木材中的游離羥基濃度,木材的吸濕性和內(nèi)應(yīng)力越小,地板越不易開裂;采取底板壓痕、應(yīng)力分割和延長毛坯養(yǎng)生時間等來釋放殘余應(yīng)力;通過后期封閉處理,減少地板的干縮濕脹,都可以提高多層實木復(fù)合地板的尺寸穩(wěn)定性。
參考文獻
[1]Blanchet P, Beauregard R, Cloutier A, et al. Evaluation of various engineered wood flooring constructions[J]. Forest products journal,2003,53(5):30-37.
[2]張思沖,臧淑英.復(fù)合地板工業(yè)的工藝過程及環(huán)境影響分析[J].森林工程,2002,18(4):9-11.
作者簡介: 李瑩瑩(1993-),女,黑龍江省牡丹江市人,木材科學(xué)與工程專業(yè)在讀本科生。研究方向:木材科學(xué)與技術(shù)。