专利名称：横切面硬质木地板块的加工方法
技术领域：
本发明涉及木材的浸渍处理工艺，特别是对横切面硬质木板块的处理。
在干燥横切面硬质木块时，由于加热引起大量失水，木质分子结构会因此发生变化，产生很大的局部应力，从而导致顺木质纤维方向的开裂。为此需将木材干燥到含水13%以下，才可采用石蜡进一步干燥使得木材不开裂。这种方法生产周期长，占用场地大。也有资料如南京林学院编写的高校教材(林产化学)介绍采用如三聚氰胺、聚乙烯醇、环氧树脂、苯酐、乙酐、苯酚甲醛溶液等木材交链剂进行处理，其不足之处是处理后的木材成本太高，价格昂贵。
鉴于上述现有技术中的不足之处本发明的目的在于提供一种用廉价的交链剂处理横切面硬质木板块的加工方法，使之缩短干燥周期、显出年轮图案。
本发明的目的可通过以下措施来实现横切面硬质木地板块的加工方法是一种采用渗入液体对木材进行浸渍处理的工艺，它是将横切面硬质木片置于浸渍液中处理后经陈化再用石蜡干燥，其特征在于a浸渍ⅰ浸渍液∶向尿素∶36%甲醛水溶液＝1∶1.53～4.17(重量比)的混合溶液中加入0.2～0.4倍量的水以及使溶液的PH值在9～13所需的氢氧化钠或者使溶液的PH值在2～5所需的硫酸，ⅱ时间20～120分钟b陈化 48～72小时
c石蜡干燥将经陈化的木片予热到60℃后置于60～100℃石蜡中干燥1～2小时，然后升温在100～110℃保持半小时，再升温到110～120℃保持半小时。
其浸渍的最佳条件是ⅰ浸渍液∶向尿素∶36%甲醛水溶液＝1∶2.21～2.77(重量比)的混合液中加入0.2～0.3倍量的水以及使溶液的PH值在9～13所需的氢氧化钠或者使溶液的PH值在2～5所需的硫酸，ⅱ时间30～60分钟本发明的方法工艺流程简述如下木片→浸渍→陈化→蜡干→加工→成品在上述流程中浸渍是将横切面硬木地板块的毛坯即木片置于甲醛与尿素的混合水溶液中维持一定的时间后取出的过程。木质分子为多羟基化合物，一般用R-OH表示。它可与甲醛反应，反应方程式如下
因甲醛分子链短用其醚化作交链剂只能在同分子相邻羟基上进行反应，因此加入尿素，尿素与甲醛的水溶液在酸性或碱性条件下等摩尔反应可按如下反应方程式进行
上述反应生成的一羟甲脲的分子仅有一个羟基与木质分子作用，其另一端的-N-H虽可醚化但反应速度极慢，在上述反应中如果甲醛过量则一羟甲脲又可与过量的甲醛进一步反应其反应方程式如下
生成的二羟甲脲在木质分子中极易扩散，其分子链较一羟甲脲分子链长且每端各有一个羟基，因此可与木质分子中的羟基经脱水后联接起来，成为良好的交链剂，但是甲醛与尿素的摩尔比超过2∶1时，二羟甲脲又可进一步生成三羟甲脲，同样三羟甲脲也具有醚化作用。由于交链仅需要两个羟基，且三羟甲脲中有两个羟基很接近即产生内交链，作用也不大。因而尿素与甲醛的摩尔比为1∶1.1～3.0较为适宜。但最好是1∶1.6～2.0较为理想。为方便实际操作将摩尔比换算成重量比，且甲醛的浓度以36%计，则上述两比例分别为1∶1.53～4.17和1∶2.21～2.77。
由于木质分子是多羟基化合物，多个羟基同时都参加反应，控制其对浸渍液有效成分的吸附量是至关重要的。该吸附量与尿素、甲醛的浓度及浸渍的时间密切相关。为使尿素与甲醛的混合液呈均相，需向其内加入适量的水使尿素溶解。当浸渍液浓度较低即加入的水量较多时，单位体积内的浸渍液有效成分很少，经木材吸附后没有足够数量的交链剂与木质分子进行醚化反应。而浸渍液的浓度较多时会大量消耗浸渍液的有效成分引起超量反应，不仅造成浪费，也会导致木质色泽太深。一般加入的水量是尿素与甲醛混合溶液重量的0.2～0.4倍(重量)。而最好是0.2～0.3倍(重量)。
浸渍的时间与木质分子的吸附量也有关。浸渍液扩散到木质分子中需要一定的时间，时间太短木质分子吸附的交链剂不够用，或不能扩散到各个层次中。但时间过长木质分子中的交链剂过多，浸渍液消耗量大，处理后的木片色泽太深。一般在20～60分钟效果最佳。
浸渍液的PH值关系到一羟甲脲与二羟甲脲的含量。因为尿素与甲醛的加成反应需要在催化剂存在的条件下进行该催化剂可以是无机酸如硫酸，也可以是无机碱如氢氧化钠。其催化剂无论是酸性还是碱性都需要一定的数量才能起催化作用，因而PH值不能等于7。但是催化剂的数量也不能太多，即使得PH值超向两端，这样不仅造成浪费而且腐蚀木材，一般选择酸性条件的PH＝2～6，碱性条件的PH＝8～13，最好酸性介质时PH＝2～5碱性介质时PH＝9～13。
工艺流程中的陈化是将浸渍过的木片进行阴干处理，使其内的水份在自然蒸发的同时木质分子与渗透进去的交链剂分子发生醚化反应，其方程式如下
经过48～72小时该木片内所含的水份能达到20%左右，其可用以进行下一步石蜡干燥处理。
将陈化后的木片置于60～100℃的石蜡中干燥1～2小时，然后提高温度在100～110℃处理半小时，最后在110～120℃处理半小时，使木质分子中所含的水份全部汽化除去。同时在熔融热石蜡的热作用下脱水作用加强，醚化程度提高，木质分子很好地交链起来，分子间的作用力增大了。并且醚化分子替代了失水分子的部分位置。综合上述作用的结果消除了木材干燥中产生的较大应力，从而提高了木材在高温条件下的抗裂强度。
随年轮线的变化木材中纤维素、半纤维素、木质素的含量各不相同，木质分子密度差异导致吸附程度与反应程度都不同，由此产生随年轮线变化的图案，其清晰、明快。
实施例1将100份尿素与260份36%甲醛配制成混合溶液，再向该混合溶液内加入100份水以及适量固体氢氧化钠，使溶液的PH值在12，然后将柞木片置于该溶液内浸渍30分钟，取出后陈化60小时使水分含量降至20%。将经予热处理到60℃的柞木片置于60℃的60＃合金蜡中干燥，在1小时内升温到100℃保持半小时之后升温至110℃再维持半小时，再升温到120℃维持半小时取出。经整形加工为成品地板块。表面光洁、外圆呈金黄色、内圆呈褐色，水分含量在3%以下。
实施例2将100份尿素与220份甲醛(36%)及100份的水混合在一起，再加入适量98%的硫酸，使溶液的PH值在2.5。然后将梨木片置于该溶液内浸渍60分钟取出后同例1一样陈化和蜡干。经整形加工为成品地板块为表面光洁的粉红色，其水份含量在3%以下。
实施例3将100份尿素与160份甲醛(36%)及100份的水混合在一起，再加入适量98%的硫酸，使溶液的PH值在3.0。然后将榆木片置于该溶液内浸渍120分钟，取出后同例1一样陈化和蜡干。经整形加工为成品地板块为表面光洁棕褐色，其水份含量在3%以下。
实施例4将100份尿素与410份甲醛(36%)及100份的水混合在一起，再加入适量固体氢氧化钠，使溶液的PH值在11。然后将色木片置于该溶液内浸渍20分钟，取出后同例1一样陈化和蜡干。经整形加工为成品地板块表面光洁、颜色棕色。水份含量在3%以下。
本发明相比现有技术具有如下优点1.将蜡干初始水分提高到20%左右时，干燥横切面硬木地板块也不会产生开裂。使干燥周期由10～15缩短到2～3天。由此带来一系列的经济效益，也使大批量的工业生产简单化，节省了繁重的体力劳动。
2.经本发明方法处理的地板块年轮图案突出、色彩明快、美观，具有很高的装饰价值。
权利要求
1.横切面硬质木地板块的加工方法是一种采用渗入液体对木材进行浸渍处理的工艺，它是将横切面硬质木片置于浸渍液中处理后经陈化再用石蜡干燥，其特征在于a浸渍i浸渍液向尿素36%甲醛水溶液=1∶1.53～4.17(重量比)的混合溶液中加入0.2～0.4倍量的水，以及使溶液的PH值在9～13所需的氢氧化钠或者使溶液的PH值在2～5所需的硫酸，ii时间20～120分钟b陈化48～72小时c石蜡干燥将经陈化的木片予热到60℃后置于60～100℃石蜡中干燥1～2小时，然后升温在100～110℃保持半小时，再升温到110～120℃保持半小时。
2.根据权利要求1所述的横切面硬质木地板块的加工方法，其特征在于ⅰ浸渍液∶向尿素∶36%甲醛水溶液＝1∶2.21～2.77(重量比)的混合溶液中加入0.2～0.3倍量的水，以及使溶液的PH值在9～11所需的氢氧化钠或者使溶液的PH值在3～5所需的硫酸，ⅱ时间30～60分钟。
全文摘要
横切面硬质木地板块的加工方法是一种采用渗入液体对木材进行浸渍处理的工艺。它是将横切面硬质木片置于pH值为2～5或9～13的尿素∶甲醛＝1∶1.53～4.17(重量比)的水溶液中处理20～120分钟后陈化48～72小时，当木材含水分在20％左右时再用石蜡在60～120℃的温度下干燥2～3小时，所得之木片年轮图案清晰、色彩明快，含水量在3％以下，而且不发生开裂。采用本发明可使木材的干燥周期由10～15天缩短到2～3天。
文档编号B27K3/02GK1058166SQ9010478
公开日1992年1月29日 申请日期1990年7月17日 优先权日1990年7月17日
发明者单晓革 申请人:单晓革