技术领域
[0001] 本
发明涉及木材功能性改良方法，尤其涉及一种稳定型双层地采暖实木地板及其制造方法，属于实木地板加工技术领域。
背景技术
[0002] 通常所说的木皮是用干燥好后的锯材通过框锯、带锯或多片锯剖分而得到的厚度为2～5mm的薄板称为木皮，木皮通常是用作实木复合地板的材料。经干燥板材锯制后得到的木皮，平衡含
水率高，容易受到环境温湿度变化的影响，容易导致其瓦片
变形，有的瓦片变形大的甚至开裂，或者变形小的用于生产实木复合地板进行强制复原时也有很大部分产生开裂，而且即使制作成实木复合地板，也容易使地板变形，降低产品
质量。另外木皮的瓦片变形开裂不仅增加了加工难度、降低了木材的出材率、而且也增加了企业经营成本。
[0003] 速生材生长速度快，材质软，容易发生变形开裂，容易发生霉变蓝变，使用寿命短，从而使得速生材一直以来只能应用于低附加值的
胶合板、
纤维板、细木工板等半成品。另外目前普通的实木复合地板所用的基材为胶合板，受限于成本胶合板所用的胶粘剂为脲
醛树脂，这一存在着
甲醛释放量极大的问题，特别是用于地采暖应用，这一问题就更突出，而且其基材末经处理，容易发生腐朽而使得地板使用寿命缩短。
[0004] 中国
专利文献CN1928298A公开了“无甲醛稳定型双层实木复合地板及其制作方法”技术专利，其制作方法包括，a.以廉价的速生材为基材，锯切成15～18mm厚度作为地板基材，并对基材进行人工干燥，将干燥后的基材采用木材炭化方法对基材进行稳定化处理，使其处理后的基材含水率小于10％；b.采用刨切或锯切的方法将珍贵木材制作成厚度为0.6～5mm作为地板的表皮，并且对该表皮进行人工干燥，然后采用木材炭化方法对该表皮进行稳定化处理，处理后表皮含水率小于10％；c.分别对基材和表皮进行砂光；d.采用无甲醛无水胶水并用
冷压法将砂光好的基材和表皮压合粘接在一起形成双层实木地板；e.将经粘接和冷压方法压合好的双层实木地板在室温或平衡房内养生10～30小时；f.将经养生处理后的双层实木地板经定厚砂光、制作企口、封边和表面涂饰处理后即得无甲醛稳定型双层实木地板成品。所采用的炭化处理方法是：①将作为基材或作为表皮的木材整
2
齐码垛并在木材堆顶部按1t/m的标准加压
钢板框浇
混凝土压
块，然后装入木材传统的木材炭化设备中；②木材装入炭化设备后，开始升温，升温第一阶段采用阶梯或连续升温方法，将
温度按每5小时提高5℃的速度升温至130℃，即迅速在原来温度
基础上升温5℃后保持5h，然后用相同的方法把温度升高到130℃，在130℃条件下保温5h，第一升温阶段结束；
③第二升温阶段采用阶梯式连续升温方法，按每2小时提高10℃的速度升温到210℃，并在
210℃温度下保持4小时，炭化处理结束；④待炭化处理结束后，关闭炭化处理设备加
阀，停止加热，打开雾化水装置阀
门，向炭化设备内喷射雾化水，使木材降温到100℃，然后向炭化设备内通入100℃的饱和水
蒸汽对木地板进行调湿处理回潮处理，处理时间为6小时，将木材含水率回潮到小于10％，最好为6％；⑤最后将木材在炭化设备内自然冷却到温度高于室内15～30℃后出窑。从上述技术方案看出，第一：所用的炭化
热处理技术处理时间长，能耗高，产量低；第二：经刨切或锯切的方法得到0.6～5mm的表皮，采用人工干燥时单张木皮为层或隔条摆放不在一条直线上或隔条距木皮端头大于5cm上经实践证明容易产生变形、瓦片，特别是对于很薄的木皮这些
缺陷就更严重；第三：速生材的干缩系数大于硬阔叶材，即二者经同一工艺炭化热处理后，速生材的干缩系数仍然大于硬阔叶材，因此，过薄的木皮生产得到的地板容易发生
正面瓦片，过厚的木皮能保证地板尺寸稳定，但又浪费珍贵木材，增加产品成本，实验证明对包括双层地板在内的复合地板，面板木皮的厚度在2.0～3.2mm之间地板的
稳定性达最高用材又少，这里因为面板能够平衡掉来自基材的应
力；第四：如速生材基材15～18mm厚含水率高于15％以上，按上述炭化热处理，会容易使基材发生表裂和内裂，降底木材的出材率；第五：如果木皮是经单独炭化热处理的与基材是经单独炭化热处理的，那这两者的平衡含水率不均匀，经制作成的地板就容易变形。
[0005] 中国专利文献CN1868704A公开了“一种木材炭化处理方法”技术专利，其制造方2
法包括a.将木材整齐码垛并在木材堆顶部按1t/m的标准加压钢板框浇混凝土压块，然后装入木材炭化设备中；b.在木材炭化设备中采用阶梯式连续升温方法，将温度按每4～6小时提高3～7℃的速度升温至120～140℃；c.采用阶梯式连续升温方法，按每1～3小时提高8～12℃的速度升温至160～240℃，并在最高温度下保持3～6小时，炭化处理过程结束；d.待炭化结束后，停止加热，采用喷雾化水方法让木材缓慢降温到100℃，然后通入100℃的
饱和蒸汽对木材进行调湿回潮处理，处理时间为6～8小时，将木材的含水率回调到4～6％；e.木材在自然条件下冷却到温度高于室温15～30℃出窑。上述方案炭化处理方案存在着生产周期长，能耗高，产量低。
[0006] 中国专利文献CN101069972A公开了“一种热处理炭化木材的生产方法”技术专利，其步骤包括：(1)准备阶段：将含水率≤12％的待处理木材，按常规干燥法堆垛放入木材炭化窑内，并关闭木材炭化窑的大门和进、排气口：(2)预热阶段：将窑内介质温度在1～3h内升到50～80℃；(3)升温阶段：将窑内介质温度以10～18℃/h的速度升温到95～
105℃；接着以3～8℃/h的速度升温到120～130℃对素材进行高温干燥，并且木材内部的含水率几乎降到0；再以12～20℃/h的速度升温到185～220℃之间；在此升温阶段中采用间歇式喷蒸法进行喷蒸处理；(4)保温阶段：当窑内介质温度达到所要求的温度以后，保持窑内温度在185～220℃之间，保持炭化温度2～8h；(5)降温阶段：关闭热源，采用间歇式喷蒸法降温，使窑内介质温度以12～18℃/h的速度降温到120～140℃；接着采用进排气口间歇开合和间歇式喷蒸法进行降温，使窑内介质温度以4～8℃/h的速度降温到
70～85℃，采用间歇式喷蒸法进行喷蒸处理，维持1～4h，使木材含水率达到4～9％；再自然降至室温出窑。上述方案仍然存在着生产时间长，能耗高，产量低。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于解决
现有技术的上述问题的同时，提供一种更稳定能应用于地采暖的实木地板制造方法，具体是一种稳定型双层地采暖实木地板及其制造方法，与现有技术相比，本发明技术方案具有生产工艺简单，生产周期短，能耗低，生产成本低，木材出材率高等优点。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，另外提供了一种新的木材炭化热处理新技术。
[0008] 本发明提供了一种稳定型双层地采暖实木地板制造方法，它包括以下步骤：
[0009] (1)木皮和基材制作步骤：将硬阔叶木材锯制成2.2～3.6mm厚的木皮，将速生材锯制成12.8～17.5mm厚的基材；
[0010] (2)干燥步骤：对硬阔叶材木皮进行干燥使其含水率≤15％，对速生材基材干燥使其含水率≤8％；
[0011] (3)炭化热处理步骤：在热处理窑里快速加热加湿直接升温到180～210℃的条件对木皮和基材进行炭化热处理；
[0012] (4)含水率回调步骤：在炭化热处理窑里进行含水率回调或出炭化热处理窑后到干燥窑里进行含水率回调，含水率为7～11％；
[0013] (5)胶合固定步骤：对木皮和基材都通过砂光后，对基材进行施胶并顺着基材纹理方向把木皮粘贴胶合固定。
[0014] 作为优选，所述木皮和基材制作步骤是：将硬阔叶木材锯制成2.2～3.6mm厚的木皮，将速生材锯制成12.8～17.5mm厚的基材。
[0015] 作为优选，所述干燥步骤：是把2～5片木皮
叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和
铝合金隔条，堆垛时隔条距木皮端面在5cm以内，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好木皮堆上压
水泥块，置于气干棚中先进行气干干燥，后移到干燥窑里进行窑干干燥，或直接置于干燥窑中进行常规干燥，使木皮的含水率≤15％。
[0016] 作为另一优选，所述干燥步骤：是把2～5片木皮叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和
铝合金隔条，堆垛时隔条距木皮端面间距在5cm以下，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好木皮堆上压水泥块，置于干燥窑中直接进行常规干燥，使木皮的含水率≤15％。
[0017] 作为优选，所述干燥步骤：是把2～3片基材叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距基材端面在5cm以内，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好基材堆上压水泥块，置于气干棚中先进行气干干燥，后移到干燥窑里进行窑干干燥，或直接置于干燥窑中进行常规干燥，使基材的含水率≤8％。
[0018] 作为另一优选，所述干燥步骤：是把2～3片基材叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距基材端面间距在5cm以下，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好基材堆上压水泥块，置于干燥窑中直接进行常规干燥，使基材的含水率≤8％。
[0019] 作为更近一步优选，所述干燥步骤：是干燥基材使其含水率≤6％。
[0020] 对木皮将其干燥至含水率≤15％，由于木皮薄其渗透性就好，厚度方向上的含水率梯度小，木皮内的
应力小，则可采用快速炭化热处理工艺。对速生材基材要干燥到很低的含水率，也是了防止速生材在快速炭化热处理过程中不发生表裂、内裂、变形等缺陷。另外选择先气干后窑干联合干燥工艺，这是因为在气干干燥的过程中，白天温度高
风量大，起到干燥的作用，但到了晚上温度低，木材周围湿度大，起到了平衡处理的作用，内高外低的含水率使得木材里面的水份往外木材表面移动，从而形成白天干燥，晚上平衡这一个循环，从而可以有效克服木材干燥残余应力的产生，及削弱了基材皱缩的成因。而且这还是一种节能环保的干燥方法。
[0021] 作为优选，所述炭化热处理步骤：是把干燥窑干燥好的木皮和基材直接用叉车一起送进炭化热处理窑里，关闭热处理窑门，同时开启加热和加湿阀门，快速加热加湿直接升温到180～210℃对木皮和基材进行炭化热处理2～4h，结束后关闭加热采用喷射雾化水方法让炭化热处理窑里快速降温至120～125℃时，结束喷雾化水和停止加湿。
[0022] 干燥木皮含水率降低到≤15％，干燥基材含水率≤8％，采用快速加热加湿升温直接到180～210℃对木皮进行炭化热处理，在快速加热加湿升温过程中所产生的残余应力，相互叠加在一起的木皮和基材平衡掉其各自应力一部分，规格统一的托盘和铝合金隔条及隔条的摆放方式也会平衡掉木皮和基材各自的其余部分残余应力，从而防止了木皮和基材在热处理过程中产生变形开裂缺陷。而且采用木皮叠加和基材叠加为一叠整体的方式进行热处理，即不影响炭化热处理木皮和基材的质量，又确保热处理所得到木皮和基材的平整度。
[0023] 作为进一步优选，所述炭化热处理步骤：是在快速加热加湿升温过程中
湿球温度小于100℃时要保持
干球温度大于湿球温度20～30℃，直至湿球温度≥100℃，保持窑里充满蒸汽。
[0024] 作为优选，所述含水率回调步骤：是在炭化热处理窑里结束喷雾化水和停止加湿，自然降温至100±5℃时，再开启加湿采用100℃蒸气对木皮和基材进行气蒸含水率回调4～10h，使热处理后的木皮和基材含水率回调到7～11％，结束气蒸，自然降温到窑内40～60℃时即可出窑。
[0025] 作为另一优选，所述含水率回调步骤：是在结束喷雾化水和停止加湿，自然降温到窑内40～60℃时用叉车移出木皮和基材置于干燥窑里进行含水率回调到7～11％。
[0026] 作为优选，所述胶合固定步骤：对木皮和基材都采用140目以上
砂带进行砂光后，对基材砂光面进行施胶并顺着基材纹理方向把木皮砂光面粘贴胶合固定，养生2～7天，再经
机械加工、开
榫开槽、UV
涂装后而得到的稳定型双层地采暖实木地板。
[0027] 本发明还包括一种稳定型双层地采暖实木地板制造方法所得的稳定型双层地采暖实木地板，它包括经炭化热处理后厚度为2.0～3.2mm厚的硬阔叶材木皮面板和炭化热处理后厚度为14.8～16.0mm速生材基材，木皮纹理与基材纹理同向，所得到的地板吸湿平衡含水率≤6.5％，宽度方向耐热尺寸稳定性(干缩率)≤1.4％，宽度方向耐湿尺寸稳定性(湿胀率)≤0.75％，导热效能≥8℃/h。
[0028] 作为优选，所述硬阔叶材木皮面板所用的木材为枫香、栎木、水曲柳、柚木、榆木，所述的速生材基材为
马尾松、樟子松、杨木、杉木。它们未经热处理时，稳定性差，耐腐耐候性差。
[0029] 综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0030] 1、采用气干与窑干联合干燥技术，可有效防止木皮和基材发生霉变或蓝变对木材表面美观度的影响，降低木皮或基材的等级，这是一种非常节能环保适合于硬阔叶木皮和速生材基材干燥的方法；
[0031] 2、采用叠加干燥方式进行干燥和炭化热处理，即可以防止干燥缺陷和热处理缺陷的产生，提高出材率和产量，而又可以加快干燥速度和炭化热处理速度，又能保证干燥质量和热处理所得木皮和基材的质量；
[0032] 3、本技术方案的炭化热处理步骤，是专门为本发明的稳定型双层地采暖实木地板所用的硬阔叶材木皮和速生材基材而开发设计的，具有生产工艺简单，生产周期短，生产效率高，生产成本低，出材率高，使得到的木皮的基材的平整度好可达100％出材率，可实现连续化、大规模产业化生产的高效节能炭化热处理工艺，与现有技术有质的差别和质的突破，如按本发明炭化热处理木材，会使处理得到的木材出现表裂、内裂、端裂和弯曲变形缺陷；
[0033] 4、所处理得到木皮和基材平衡含水率低，且二者的平衡含水率相互均匀度好，使胶合固定得到的实木地板尺寸稳定性好，耐腐耐候性强，使用寿命长，具有表硬底软的独特使用效果，能直接应用于地采暖环境。
具体实施方式
[0035] a.木皮和基材制作步骤：将硬阔叶材栎木锯制成2.2mm厚的木皮，将速生材马尾松锯制成17.5mm厚的基材。
[0036] b.干燥步骤：把5片2.2mm厚的栎木木皮叠加在一起为一叠，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距栎木木皮端面间距在5cm以内，隔条间距在20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好栎木木皮堆上压水泥块，置于气干棚中先进行气干干燥即(昼夜平均温度25.3℃，昼夜平均风速2.1m/s，时季9月份)，使栎木木皮含水率降低到25％左右时，再移到干燥窑中进行窑干干燥，使木皮的含水率≤15％，所采用的气干与窑干联合干燥工艺见表1。按同样的干燥步骤，把2片17.5mm厚马尾松基材叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距马尾松基材端面在5cm以内，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好马尾松基材堆上压水泥块，置于气干棚中先进行气干干燥即(昼夜平均温度25.3℃，昼夜平均风速2.1m/s，时季9月份)，使栎木木皮含水率降低到25％左右时，再移到干燥窑中进行窑干干燥，使基材的含水率8％，所采用的气干与窑干联合干燥工艺见表2。
[0037] 表1 栎木木皮气干与窑干联合干燥工艺
[0038]
[0039]
[0040] 表2 马尾松基材气干与窑干联合干燥工艺
[0041]
[0042] c.炭化热处理步骤：是把干燥窑干燥好的栎木木皮和马尾松基材直接用叉车一起送进炭化热处理窑里，关闭热处理窑门，同时开启加热和加湿阀门，快速加热加湿直接升温到210℃对木皮和基材进行炭化热处理4h，结束后关闭加热采用喷射雾化水方法让炭化热处理窑里快速降温至120～125℃时，结束喷雾化水和停止加湿。注意在快速加热加湿升温过程中当湿球温度小于100℃时要保持干球温度大于湿球温度20～30℃，直至湿球温度≥100℃，并保持窑里充满蒸汽。
[0043] d.含水率回调步骤：是在炭化热处理窑里结束喷雾化水和停止加湿后，自然降温至100±5℃时，再开启加湿采用100℃蒸气对木皮和基材进行气蒸含水率回调4h，使热处理后的木皮和基材含水率回调到7％，结束气蒸，自然降温到窑内40～60℃时即可出窑。
[0044] e.胶合固定步骤：对栎木木皮和马尾松基材都采用140目砂带进行砂光后，对基材砂光面进行施胶并顺着基材纹理方向把木皮砂光面粘贴胶合固定，养生7天，再经机械加工、开榫开槽、UV涂装后而得到的稳定型双层地采暖实木地板。
[0045] 所得的稳定型双层地采暖实木地板，它包括经炭化热处理后厚度为2.0mm厚的硬阔叶材栎木木皮面板和炭化热处理后厚度为16.0mm速生材马尾松基材，栎木木皮纹理与马尾松基材纹理同向，所得到的地板吸湿平衡含水率6.1％，宽度方向耐热尺寸稳定性(干缩率)1.02％，宽度方向耐湿尺寸稳定性(湿胀率)0.72％，导热效能8.2℃/h。
[0046] 实施例2
[0047] a.木皮和基材制作步骤：将硬阔叶材水曲柳锯制成3.6mm厚的木皮，将速生材樟子松锯制成12.8mm厚的基材。
[0048] b.干燥步骤：把2片3.6mm厚的水曲柳木皮叠加在一起为一叠，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距水曲柳木皮端面间距在5cm以内，隔条间距在20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好水曲柳木皮堆上压水泥块，置于干燥窑中干燥，使木皮的含水率≤15％。按同样的干燥步骤，把3片12.8mm厚樟子松基材叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距樟子松基材端面在5cm以内，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好樟子松基材堆上压水泥块，置于干燥窑中进行干燥，使基材的含水率6％。
[0049] c.炭化热处理步骤：是把干燥窑干燥好的水曲柳木皮和樟子松基材直接用叉车一起送进炭化热处理窑里，关闭热处理窑门，同时开启加热和加湿阀门，快速加热加湿直接升温到180℃对水曲柳木皮和樟子松基材进行炭化热处理2h，结束后关闭加热采用喷射雾化水方法让炭化热处理窑里快速降温至120～125℃时，结束喷雾化水和停止加湿。注意在快速加热加湿升温过程中当湿球温度小于100℃时要保持干球温度大于湿球温度20～30℃，直至湿球温度≥100℃，并保持窑里充满蒸汽。
[0050] d.含水率回调步骤：是在炭化热处理窑里结束喷雾化水和停止加湿，自然降温至100±5℃时，再开启加湿采用100℃蒸气对水曲柳木皮和樟子松基材进行气蒸含水率回调
10h，使热处理后的木皮和基材含水率回调到11％，结束气蒸，自然降温到窑内40～60℃时即可出窑。
[0051] e.胶合固定步骤：对水曲柳木皮和樟子松基材都采用160目砂带进行砂光后，对基材砂光面进行施胶并顺着基材纹理方向把木皮砂光面粘贴胶合固定，养生2天，再经机械加工、开榫开槽、UV涂装后而得到的稳定型双层地采暖实木地板。
[0052] 所得的稳定型双层地采暖实木地板，它包括经炭化热处理后厚度为3.2mm厚的硬阔叶材水曲柳木皮面板和炭化热处理后厚度为14.8mm速生材樟子松基材，木皮纹理与基材纹理同向，所得到的地板吸湿平衡含水率6.45％，宽度方向耐热尺寸稳定性(干缩率)1.4％，宽度方向耐湿尺寸稳定性(湿胀率)0.75％，导热效能8℃/h。
[0053] 实施例3
[0054] a.木皮和基材制作步骤：将硬阔叶材枫木锯制成2.8mm厚的木皮，将速生材杨木锯制成13.4mm厚的基材。
[0055] b.干燥步骤：把4片2.8mm厚的枫木木皮叠加在一起为一叠，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距枫木木皮端面间距在5cm以内，隔条间距在20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好枫木木皮堆上压水泥块，置于干燥窑中干燥，使木皮的含水率≤15％。按同样的干燥步骤，把3片13.4mm厚杨木基材叠加在一起为一叠整体，采用规格统一的托盘和铝合金隔条，堆垛时隔条距杨木基材端面在5cm以内，隔条间距在10～20cm，隔条整齐在坚直方向上成一条直线，在堆垛好杨木基材堆上压水泥块，置于干燥窑中进行干燥，使基材的含水率7％。
[0056] c.炭化热处理步骤：是把干燥窑干燥好的枫木木皮和杨木基材直接用叉车一起送进炭化热处理窑里，关闭热处理窑门，同时开启加热和加湿阀门，快速加热加湿直接升温到190℃对枫木木皮和杨木基材进行炭化热处理3h，结束后关闭加热采用喷射雾化水方法让炭化热处理窑里快速降温至120～125℃时，结束喷雾化水和停止加湿。注意在快速加热加湿升温过程中当湿球温度小于100℃时要保持干球温度大于湿球温度20～30℃，直至湿球温度≥100℃，并保持窑里充满蒸汽。
[0057] d.含水率回调步骤：是在结束喷雾化水和停止加湿后，自然降温到窑内40～60℃时用叉车移出枫木木皮和杨木基材置于干燥窑里进行含水率回调到8％。
[0058] e.胶合固定步骤：对枫木木皮和杨木基材都采用180目砂带进行砂光后，对杨木基材砂光面进行施胶并顺着基材纹理方向把枫木木皮砂光面粘贴胶合固定，养生5天，再经机械加工、开榫开槽、UV涂装后而得到的稳定型双层地采暖实木地板。
[0059] 所得的稳定型双层地采暖实木地板，它包括经炭化热处理后厚度为2.5mm厚的硬阔叶材枫木木皮面板和炭化热处理后厚度为12.5mm速生材杨木基材，木皮纹理与基材纹理同向，所得到的地板吸湿平衡含水率6.12％，宽度方向耐热尺寸稳定性(干缩
