纖維素基體的致密化方法
【專利說明】纖維素基體的致密化方法
[0001] 相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年3月29日提交的序列號(hào)為61/806, 704的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的 優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容被通過引用的方式合并于此。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及纖維素基體的致密化方法。更具體地，本發(fā)明涉及在地板系統(tǒng)中使用 的纖維素基體的致密化方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 當(dāng)被暴露在平衡含水量（EMC)的變化中時(shí)，木地板經(jīng)受季節(jié)性的膨脹和收縮。當(dāng) EMC水平大幅下降時(shí)，木板收縮使木地板板材之間產(chǎn)生間隙。在EMC提高期間和EMC降低 期間，已安裝的木地板板材的膨脹產(chǎn)生翹彎（從產(chǎn)品底部吸附濕氣），這是一種在其中板材 的邊緣高而中間低的狀態(tài)；或隆起（從產(chǎn)品的頂部或表面吸收濕氣），其與翹彎相反，板材 的中間高于板材的邊緣。在不合格安裝和低EMC安裝中，木地板在潮濕環(huán)境和干燥環(huán)境中 展示翹彎或者隆起的趨勢(shì)限制了木地板的使用，而且在安裝更寬寬度（例如，當(dāng)產(chǎn)品大于 3. 25英寸寬時(shí)）的木地板時(shí)進(jìn)一步嚴(yán)重。
[0005] 復(fù)合木地板是一種多層結(jié)構(gòu)，具有結(jié)合到木產(chǎn)品成品（例如，纖維板和單板芯膠 合板）的多芯層或多基礎(chǔ)層上的裝飾性木飾面。對(duì)EMC提高情形，復(fù)合木地板相比實(shí)木地 板在幾何尺寸改變方面具有更大的抗力。然而，在干燥的EMC情形中，復(fù)合木地板中幾何尺 寸的改變導(dǎo)致了使用中的問題。以旋切單板表面飾面制成的復(fù)合木地板易于表現(xiàn)出飾面細(xì) 裂紋（veneerchecking)或者車床細(xì)裂紋（lathechecks)，這是一種在產(chǎn)品的裝飾性木飾 面層中產(chǎn)生微小裂縫的情況。
[0006] 地板材料容易受到來自可能被無意地掉在表面的物體的沖擊，并在所述地板表面 中潛在地產(chǎn)生永久性凹陷或凹痕。木地板產(chǎn)品的縮進(jìn)距離受用來制造所述木地板產(chǎn)品的木 種的比重影響。另外，通過使用化學(xué)浸漬，縮進(jìn)抗力被增加到超過所述表面飾面的木種的抗 力。然而，除了成本增加之外，傳統(tǒng)的浸漬化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)影響木地板產(chǎn)品的潛在環(huán)境友好 性（綠色）定位。
[0007] 在正常使用木地板產(chǎn)品，特別是實(shí)木和木飾面時(shí)，當(dāng)木地板產(chǎn)品暴露在紫外線 (諸如透過窗戶的陽光）時(shí)，將發(fā)生褪色或者變色。使所述木地板恢復(fù)最初顏色的修復(fù)步驟 包括：打磨、剝離，以及修整或者板材替換。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)期望的是對(duì)于EMC的變化而言，在幾何尺寸上穩(wěn)定的、抵抗飾面細(xì)裂紋、 縮進(jìn)阻力，并抵抗由于暴露于陽光導(dǎo)致的褪色的木地板產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] -些實(shí)施例提供了一種纖維素基體的致密化方法，所述方法包括：提供一種裝置， 所述裝置包括：上壓延輥、下壓延輥、熱源，以及進(jìn)給傳送帶，其中所述上壓延輥和所述下壓 延輥之間的距離限定了隔離間隙；提供厚度比所述隔離間隙大的纖維素基體；以及通過所 述上壓延輥和所述下壓延輥之間的隔離間隙進(jìn)給所述纖維素基體。
[0010] 其他的實(shí)施例提供了一種木材的致密化方法，其中纖維素基體或者飾面被加熱到 大約230°FdKTC)，或者低于木質(zhì)纖維素聚合物的玻璃化溫度以下的溫度，壓縮所述被 加熱的基體，并把所述被壓縮的基體冷卻到環(huán)境條件。
[0011] 在示范性實(shí)施例中，公開了一種木材的致密化方法，其中木材或飾面被加熱到大 約230°F(110°C)和340°F(171°C)之間，或者低于所述木材的木質(zhì)纖維素聚合物的玻 璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下的溫度。所述被加熱的木材被旋轉(zhuǎn)式壓機(jī)或者壓延輥壓縮。在離開所述壓 延輥之后且不再被壓縮時(shí)，被致密化的木材被空氣冷卻到環(huán)境條件。
[0012] 在其他的示范性實(shí)施例中，公開了一種致密化木產(chǎn)品，其中被預(yù)壓縮的木材（諸 如，但不限于，未經(jīng)處理的、未被壓縮的飾面）被從所述木材的預(yù)壓縮厚度的大約10%壓 縮到大約75%、大約10%和大約20%之間、20%和大約30%之間、大約25%和大約50% 之間、大約30%和大約60%之間、大約50%和大約75%之間、大約10%、大約20%、大約 25%、大約40%、大約50%、大約60%、大約75%，或者其中的任意組合或子組合。
[0013] 從下面的優(yōu)選實(shí)施例的更詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢(shì)將變得明顯。
[0014] 詳細(xì)描述
[0015] 如在此使用的那樣，術(shù)語"熱壓縮的"或者"熱壓縮"（除了其他事物以外）是指使 用熱和機(jī)械壓縮以使基體致密化的產(chǎn)品或方法。被授予Kamke等人的美國(guó)專利No. 7404422 中描述了示范性的熱壓縮技術(shù)，其全部?jī)?nèi)容被通過引用的方式合并于此。
[0016] 本發(fā)明的實(shí)施例允許抵抗縮進(jìn)、受平衡含水量變化而在幾何尺寸上穩(wěn)定的，以及 抵抗褪色的致密化木產(chǎn)品和材料的制造。產(chǎn)品被通過切削和塑形的方式進(jìn)一步加工，以包 括地板和襯墊材料、裝飾邊以及家具制造。
[0017] 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種纖維素基體致密化的方法，所述方法包括：提 供一種裝置，所述裝置包括：上壓延輥、下壓延輥、熱源，以及進(jìn)給傳送帶，其中所述上壓延 輥和所述下壓延輥之間的距離限定了隔離間隙；提供厚度比所述隔離間隙大的纖維素基 體；以及通過所述上壓延輥和所述下壓延輥之間的隔離間隙進(jìn)給所述纖維素基體。
[0018] 在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括在通過所述隔離間隙進(jìn)給所述纖維素基體 之前，將所述纖維素基體加熱到其玻璃化溫度的步驟。在一些實(shí)施例中，所述熱源包括：被 加熱的壓延輥、紅外（IR)燈、微波爐、對(duì)流加熱爐，或其組合。在一些實(shí)施例中，所述熱源包 括IR燈且所述IR燈被包含在IR腔室中。
[0019] 在一些實(shí)施例中，所述纖維素基體包括來自軟木或者熱帶木材的纖維素材料。在 一些實(shí)施例中，第一被熱壓縮的纖維素基體包括來自加勒比核桃木、咖啡豆、天然竹、澳 大利亞柏樹、白橡樹、塔斯馬尼亞橡樹、多枝桉樹、白蠟樹、美國(guó)山毛櫸、紅橡樹、加勒比心 松（Caribbeanheartpine)、黃樺樹、兩蕊蘇木、心松（heartpine)、圭亞那苦油楝、落葉 松木、碳化竹、柚木、黃檀木、巨桉、猴子果木、西伯利亞落葉松、秘魯胡桃木、北部針葉林 (Boreal)、黑胡桃木、櫻桃木、紅楓、莢髓蘇木（boire)、紙皮樺、東方紅杉、南方黃松、單球懸 鈴木（Iacewood)、非洲桃花心木、洪都拉斯桃花心木、巴拉那木、梧桐、西非蘇木（Shedua)、 銀楓、花旗松、杜松、栗樹、鐵杉、西部白松、椴木、東部白松、巴沙木、Cuipo樹，或者其中的兩 個(gè)或多個(gè)的組合。
[0020] 在一些實(shí)施例中，所述纖維素基體包括：來自東部白松、鐵杉、梓木、榿木、柏樹、花 旗松、樸樹、櫻桃木，或其組合。
[0021] 在一些實(shí)施例中，所述纖維素基體被通過所述隔離間隙以從大約5英尺/分鐘到 大約10英尺/分鐘的線速度進(jìn)給。在一些實(shí)施例中，所述上壓延輯被加熱到從大約ll〇°C 到大約120°C的溫度。在一些實(shí)施例中，所述下壓延輥被加熱到從大約150°C到235°C的溫 度。
[0022] 在一些實(shí)施例中，所述上壓延輥和所述下壓延輥在相反的方向上旋轉(zhuǎn)。
[0023] -些實(shí)施例進(jìn)一步包括使所述纖維素基體潮濕化的步驟。在一些實(shí)施例中，使所 述纖維素基體潮濕化的步驟包括把所述纖維素基體浸泡在水性介質(zhì)中。
[0024] 在一些實(shí)施例中，所述纖維素基體具有從大約Imm到大約2. 5mm的厚度。
[0025] -些實(shí)施例進(jìn)一步包括冷卻所述纖維素基體的步驟。
[0026] 在一些實(shí)施例中，所述纖維素基體被從其原始厚度的大約10%壓縮30%。
[0027] 其他的實(shí)施例提供了一種混合地板產(chǎn)品，包括：面層，其包括通過權(quán)利要求1到13 中的任一個(gè)的方法生產(chǎn)的致密化纖維素基體；以及芯，其包括的材料選自纖維板；水泥；乙 烯基復(fù)合材料、木塑料復(fù)合材料；橡膠；及其組合。
[0028] 在一些實(shí)施例中，所述混合地板產(chǎn)品進(jìn)一步包括鎖定輪廓。在一些實(shí)施例中， 所述鎖定輪廓選自舌榫和凹槽；鎖定和折疊（lockandfold);搭疊（ship-lap);角對(duì)角 (angle-angle);以及卡扣鎖定（click-lock)。在一些實(shí)施例中，所述鎖定輪廓選自舌榫和 凹槽與鎖定和折疊。在一些實(shí)施例中，第二層包括所述鎖定輪廓。在被授予Pervan等人的 美國(guó)專利No. 8544234或者被授予Moriau等人的美國(guó)專利No. 6874292中描述了適當(dāng)?shù)逆i 定輪廓，其全部?jī)?nèi)容被通過引用的方式合并于此。
[0029] 根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究所，飾面是一種很薄的木板，其從圓木上旋切、切片、或鋸 下，錨接（bolt)，或貼板（flitch)。致密化木材和致密化飾面產(chǎn)品的形成將允許如具有致 密化木材或者所述芯結(jié)構(gòu)中的飾面或者作為裝飾層的木地板的制造。
[0030] 木材加工中普遍出現(xiàn)和成本高的問題是在木材涂裝（wood finish)中形成被稱作 車床細(xì)裂紋或者飾面細(xì)裂紋的小裂縫或者微小裂縫。飾面裂縫通常表現(xiàn)為在所述涂裝中均 勻間隔的極細(xì)裂縫，或者在嚴(yán)重的情形中伴隨有木材表面上的實(shí)際上通過手摸的方式察覺 到的皺褶的裂縫。典型地，在所述表面飾面中出現(xiàn)拉伸應(yīng)力失效的時(shí)候，形成由所述表面飾 面和其所應(yīng)用于的面板基體之間的差異性收縮或膨脹引起的飾面裂縫。隨著環(huán)境EMC的變 化，所述木材面板的含水量也發(fā)生變化。所述木材面板的含水量變化影響所