一种共挤人造板及其制造方法
阅读说明：本技术 一种共挤人造板及其制造方法 (Co-extruded artificial board and manufacturing method thereof ) 是由 彭冲 迟正林 黎健冰 卢俊 康彦辉 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种共挤人造板及其制造方法,包括强度层、至少在所述强度层的表面覆盖设置的处理层,所述强度层为木质材料层,所述处理层为共挤材料层,且所述强度层与所述处理层之间通过共挤工艺结合。该种共挤人造板能够在一定程度上提高生产效率、简化生产工序。(The application discloses crowded wood-based plate altogether and manufacturing method thereof, including the intensity layer, at least the processing layer that the surface covering on intensity layer set up, the intensity layer is wooden material layer, the processing layer is crowded material layer altogether, just the intensity layer with combine through crowded technology altogether between the processing layer. The co-extrusion artificial board can improve the production efficiency and simplify the production process to a certain extent.)
技术领域
本申请涉及木质板材制品的技术领域，具体涉及一种共挤人造板，本申请还涉及该种共挤人造板的制造方法。
背景技术
人造板是常用于建筑结构搭建、室内外装饰、家具制造等领域的板材制品。共挤材料层具有强度硬、耐候性、尺寸稳定性好等优点，且材料表面可加工性强，可适应镂铣、雕刻、切割等造型加工，然而其力学性能相对较弱；木质材料具有相对较好的力学性能、尺寸稳定性，然而其表面可加工性相对较差，在进行镂铣、雕刻等造型加工时，胶层易露出于割线处，影响美观。
为此，现有技术提供了一种将共挤材料层覆于木质材料层表面而成的人造板。例如中国发明专利CN 201410057895.2提供的“一种木塑复合材料贴面胶合板及其制备方法”，其将制得的木塑复合片材(共挤材料层的一种)与无纺布、木质胶合板通过热压胶黏复合(现有技术中也有采用冷压复合的工艺)，制得木塑复合材料贴面的胶合板。复合后的人造板，既具有了木质胶合板的结构强度，其表面又极具可造型处理性，从而解决了上述矛盾。
然而，使用上述产品结构与生产工艺存在着生产效率相对较低、生产工艺相对复杂的技术问题。
发明内容
本申请的一个技术目的在于，克服上述技术问题，从而提供一种共挤人造板，其通过使处理层与木质材料层共挤连结而复合，从而在一定程度上提高了生产效率、简化了生产工艺；本申请同时还提供了用于制备该种共挤人造板的制造方法。
为实现本申请的第一个技术目的，本申请提供了一种共挤人造板，包括强度层、至少在所述强度层的表面覆盖设置的处理层，所述强度层为木质材料层，所述处理层为共挤材料层，且所述强度层与所述处理层之间通过共挤工艺结合。
借由上述产品，强度层为木质材料层，其主要用于提供共挤人造板力学强度，例如拉伸强度、弯曲强度；处理层为共挤材料层，覆于强度层之上，其主要用于提供共挤人造板表面处理能力，使其具有相对较高的耐磨性能与表面硬度，例如能够更好地适应镂铣、雕刻等表面造型处理，同时提供共挤人造板尺寸稳定性能，例如更低的吸水率、更好的抗霉变性能。
处理层在挤出的同时与强度层共挤连结，从而相较于现有技术的连结工艺，能够较为有效地提高生产效率、简化生产工艺。
与此同时，处理层与强度层通过共挤的工艺实现结合，其能够较为有效地避免压力的工艺实现结合所带来的质量问题。具体来说，当采用热压的工艺实现处理层与强度层的结合时(如发明专利CN 201410057895.2中所采用的工艺)，处理层的共挤材料二次受热，影响其力学性能，并使其更易老化；当采用冷压的工艺实现处理层与强度层的结合时，虽可避免处理层二次受热，但难以获得相对较好的胶合性能，易发生脱胶的问题。在本申请中，处理层与强度层通过共挤的工艺实现结合，则既可使处理层与强度层相对牢固的连结，又可避免处理层二次受热，防止处理层力学性能受损，并延长共挤人造板的使用寿命。
作为一种优选的实施方式，该种共挤人造板还包括用于连结所述强度层与所述处理层的粘结层，所述强度层与所述粘结层、所述粘结层与所述处理层之间通过共挤工艺结合。
在本技术方案中，采用粘结层以连结强度层与处理层，能够较为有效地提高二者之间的连结强度。与此同时，粘结层与强度层、处理层之间分别通过共挤工艺结合，从而，在制造过程中，粘结层的形成不对处理层、强度层的质量产生影响，例如为形成粘结层而利用的热压处理，会使处理层二次受热。
作为一种优选的实施方式，所述处理层包覆所述强度层的表面、底面、两侧面设置。
为避免使用过程中，共挤人造板的强度层与处理层发生不同的尺寸变化量，而造成共挤人造板变形，甚至连结处剥离的问题，预先将强度层的含水率调整至目标范围内，从而使强度层与处理层在使用过程中的尺寸变化量基本一致。现有技术中，强度层与处理层通过热压连结，在热压过程中，强度层的含水率发生变化，且这种变化难以量化，多凭经验，因此热压工艺制得的共挤材料-木质材料复合人造板的变形、胶层剥离仍是技术难点。
在本技术方案中，使处理层环绕包覆强度层，即处理层覆盖强度层的表面、底面、两侧面，从而在共挤的过程中，强度层包覆受热(共挤的过程为一高温的处理过程)，其中的水分不因其受热而流失。这样的好处是，共挤的过程不会使强度层的含水率发生改变，从而能够相对精准的控制强度层的含水率，强度层的含水率始终保持在预定的范围内，另产品的稳定性易于控制，从而在这一方面简化的工艺难度。
作为一种优选的实施方式，所述处理层覆盖所述强度层表面、底面设置。
作为一种优选的实施方式，所述强度层为胶合板层，所述处理层为木塑材料层。
作为一种优选的实施方式，所述强度层的厚度为8.0～40.0mm，所述处理层的厚度为1.0～8.0mm。
为实现本申请的第二个技术目的，本申请还提供了该种共挤人造板的制造方法，使所述强度层连续地送入共挤模具的中央，同时将用于形成所述处理层的共挤材料连续地送入所述模具之中，使所述共挤材料在所述模具中至少流向所述强度层的表面，并使二者共同挤出，而形成与所述强度层相互连结的所述处理层。
借由上述方法，在处理层(共挤材料)被共挤挤出的同时，实现与强度层的共挤复合，从而相较于现有技术的压贴式的连结工艺，能够较为有效地提高生产效率、简化生产工艺。
另一个方面，在处理层(共挤材料)的共挤挤出及其与强度层的复合同时完成，从而能够避免处理层二次受热，所制得的共挤人造板的处理层能够保留其共挤材料层原本的力学性能和耐老化性能。
作为一种优选的实施方式，将胶黏剂连续地送入所述模具之中，使所述胶黏剂流向所述强度层与所述共挤材料之间，并使其与所述强度层、所述共挤材料共同挤出，而形成用于连结所述强度层、所述处理层的粘结层。
在本技术方案中，使用胶黏剂可进一步增强处理层与强度层的连结(结合)强度，且胶黏剂与处理层、强度层之间的连结也是通过共挤实现的，因此，与现有技术相比，即使使用了胶黏剂，可以避免处理层的二次受热。
作为一种优选的实施方式，所述共挤材料在所述模具中包覆所述强度层，并使二者共同挤出，而形成包覆所述强度层的表面、底面、两侧面设置的所述处理层。
本领域普通技术人员知晓的，共挤人造板的强度层与处理层随环境温湿度的变化，发生的尺寸变化量不相同，从而造成共挤人造板变形，严重者连结处剥离。为避免此情形的发生，制造者预先将强度层的含水率调整至目标范围内，从而使强度层与处理层在使用过程中的尺寸变化量基本一致。然而，在强度层与处理层的热压连结过程中，强度层的含水率发生变化，且这种变化难以量化，多凭经验，因此热压工艺制得的共挤材料-木质材料复合人造板的变形、胶层剥离仍是技术难点。
在本技术方案中，使处理层环绕包覆强度层，则在共挤的过程中，强度层在共挤材料的包覆下受热，其中的水分向芯层迁移，但不会离开强度层，待冷却后，强度层的含水率重新恢复平衡。这样的好处有二，其一，共挤的过程不会使强度层的含水率发生改变，从而能够相对精准的控制强度层的含水率，强度层的含水率始终保持在预定的范围内，另产品的稳定性易于控制，在这一方面简化的工艺难度；其二，制得的共挤人造板不需要长时间的平衡、养生，自然冷却即可。
作为一种优选的实施方式，在共挤之前，还包括至少对所述强度层的表面、底面所进行的预处理，所述预处理包括以下工艺步骤：
S1.对所述强度层的表面、底面进行热处理，使所述强度层的表面、底面上0.5～1.5mm厚度的温度达到一热处理温度，该热处理温度低于共挤温度20～50℃；
S2.对所述强度层的表面、底面进行湿处理；
S3.对所述强度层的表面、底面进行连结面粗糙处理。
在本技术方案中，通过对强度层的连结面(表面、底面)进行预处理，能够较为有效地提高处理层与强度层的连结强度，即使在无胶黏剂的工艺下，也能够获得符合使用要求的连结强度。其原理可能是，当强度层的连结面的一定厚度上具有了一定的温度后，利于湿处理的效果，对强度层的连结面的一定厚度上进行润湿，连结面粗糙处理后，在强度层的连结面上形成孔隙。随着强度层与共挤材料(处理层的原材料)被同时共挤时，强度层的具有一定温度的表层进一步得到升温，芯层尚未及升温，而在强度层的厚度方向上形成表层高、芯层低的温度差。此时，处理层覆于强度层表面尚未完全成型，而随着共同挤出离开模具，强度层的具有一定温度的表层降温，自表层移向芯层的水分尚未复位，从而在粗糙处理所形成的孔隙中形成负压，使尚未完全成型的共挤材料进入孔隙中，辅助处理层与强度层的结合，提高了连结强度。
综上所述，本申请的共挤人造板及其制造方法，通过使处理层与木质材料层共挤连结而复合，从而在一定程度上提高了生产效率、简化了生产工艺。
附图说明
图1是本申请实施例1的共挤人造板的一种结构示意图；
图2是本申请实施例2的共挤人造板的一种生产流程示意图；
图3是本申请实施例3的共挤人造板的一种结构示意图；
图4是本申请实施例3的共挤人造板的一种生产流程示意图；
图5是本申请实施例4的共挤人造板的一种结构示意图；
图6是本申请实施例4的共挤人造板的一种生产流程示意图；
以上附图中：
110-强度层，120-处理层，130-粘结层，210-混合罐，220-储胶罐，300-分配器，400-模具，500-热,辊筒，600-海绵辊，700-打磨头。
具体实施方式
下面将结合附图以具体实施例来详细说明本发明。
实施例1：参考图1所示的一种共挤人造板，规格为1024×2048×10mm，采用单面共挤工艺，即其包括强度层110、在强度层110的表面覆盖设置的处理层120，强度层110与处理层120之间通过共挤工艺结合。强度层110为木质材料层，本实施例中，强度层110为胶合板层，厚度为8.0mm；处理层120为共挤材料层，本实施例中，处理层120为木塑材料层，厚度为2.0mm。
在其他可行的实施方式中，可采用双面共挤工艺，即处理层120通过共挤连结覆于强度层110的表面与底面。此时，强度层110的厚度为8.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为1.0mm，覆于底面的处理层120的厚度为1.0mm。
实施例2：实施例2与实施例1的区别在于，处理层120通过共挤连结覆于强度层110的表面与底面，强度层110的厚度为12.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为3.5mm，覆于底面的处理层120的厚度为2.5mm；或强度层110的厚度可以为14.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为5.5mm，覆于底面的处理层120的厚度为2.5mm。
图2中示出了强度层110表面与背面均覆有处理层120的生产流程。利用主输送线将规格为1024×2048×12mm的强度层110(11层胶合板)连续地输送至模具400中。本实施例中，共挤材料为木质纤维粉料(例如木粉)、热塑性塑料(例如聚乙烯)及其他现有技术中用于制作共挤木塑材料的配料，将共挤材料中的木质纤维粉料、热塑性塑料(含配料)分别送入混合罐210，在混合罐210中预混合形成预混合料，并通过双螺杆输送机连续地输送至模具400中，且预混合料位于强度层110的表面与底面；最后，在模具400中，预混合料与强度层110共同挤出，模具400内温度为150～160℃，形成由上至下依次包括3.5mm厚的表面的处理层120、12mm厚的强度层110、2.5mm厚的底面的处理层120的共挤人造板。
实施例3：实施例3与实施例1的区别在于，参考图3所示，处理层120覆于强度层110的表面与底面，且强度层110与处理层120之间具有粘结层130，粘结层130为胶黏剂层，强度层110与粘结层130、粘结层130与处理层120之间通过共挤工艺结合。在本实施例中，强度层110的厚度为12.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为3.5mm，覆于底面的处理层120的厚度为2.5mm。
图4示出了实施例3的共挤人造板的生产流程。其与实施例1的生产流程的区别在于，该条生产线还设有储胶罐220，储胶罐220中储存有热固型胶黏剂(例如酚醛树脂胶黏剂)，并通过螺杆输送机连续地输送至分配器300中；混合罐210中的预混合料、强度层110同样输送至分配器300中。在分配器300中，各原材料按照预混合料、胶黏剂、强度层、胶黏剂、预混合料的顺序被分配后输送至模具400后共同挤出，最后，在模具400中，形成由上至下依次包括表面的处理层120、粘结层130、强度层110、粘结层130、底面的处理层120的共挤人造板。
当然，该种制造方法中，也可不采用分配器300，而将预混合料、胶黏剂、强度层110直接送至模具400中。
实施例4：实施例4与实施例1的区别在于，参考图5所示，处理层120环绕强度层110的长度方向包覆强度层110设置，即包覆强度层110的表面、底面、两侧面设置。在本实施例中，强度层110的厚度仍为12.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为3.0mm，覆于底面的处理层120的厚度为3.0mm。
图6出了实施例4的共挤人造板的生产流程。共挤材料在模具400中环绕强度层110，当二者共同挤出后，而形成包覆强度层110的表面、底面、两侧面设置的处理层120。
作为一种优选的实施方式，在模具400完成共挤之前，还包括至少对强度层110的表面、底面所进行的预处理，预处理包括以下工艺步骤：
S1.将强度层110经过热滚筒500，对强度层110的表面、底面进行热处理，热处理温度低于共挤温度20～50℃，例如当挤出温度为150℃时，热处理(热滚筒500)温度为100℃，或挤出温度为160℃时，热处理(热滚筒500)温度为140℃；主输送线进给速度为0.15～0.25m/s，使强度层110的表面、底面上1±0.2mm厚度的温度达到该热处理温度。
S2.将强度层110经过海绵辊600，海绵辊600上集聚有室温水，对具有一定温度的强度层110的表面、底面进行湿处理。
S3.将强度层110经过打磨头700，对强度层110的表面、底面进行连结面粗糙处理，在本实施例中，打磨头700为具有4头杜邦丝球的打磨头，杜邦丝球的杜邦丝直径为0.2mm。
表1为实施例1中单面共挤工艺制得的共挤人造板与双面共挤工艺制得的共挤人造板的产品性能对照表。
表2为实施例2至实施例4的共挤人造板的产品性能对照表。为了便于比照性能，三个实施例的产品均选择总厚度18mm的规格。本领域普通技术人员通过以上解释可以知晓，其他的厚度规格组合也是可行的。例如，强度层110的厚度可以为23.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为5.5mm，覆于底面的处理层120的厚度为3.5mm；或强度层110的厚度可以为40.0mm，覆于表面的处理层120的厚度为8.0mm，覆于底面的处理层120的厚度为5.0mm。
对照组1为18mm厚多层胶合板(市售)，对照组2为18mm厚木塑板材(市售，主料与配料均与本申请实施例的处理层所采用的主料、配料一致)，对照组3为18mm厚热压复合的木塑-胶合板复合人造板(市售，木塑的主料与配料均与本申请实施例的处理层所采用的主料、配料一致)。
其中，木破率的试验方法参照JAS《结构用胶合板一级标准》执行。
表1.实施例1的共挤人造板的产品性能对照表
表2.实施例2至实施例4的共挤人造板的产品性能对照表
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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