木材壓縮炭化定型方法
2023-05-06 09:35:11 2
專利名稱：：木材壓縮炭化定型方法
技術領域：
：本發明涉及對壓縮後的木材定型方法。
背景技術：
：低質木材有很多，如松木、杉木、楊木等，它們密度低、力學強度低、價格低，是工業用材(如用於造紙、用於製作纖維板、膠合板、木工板等)，不適於用於家具、裝飾、建材等高檔用材。為了提高低質木材經濟價值、擴大其用途，必須提高其強度。木材經過壓縮後可以提高強度。但是壓縮木材的尺寸不穩定，易回彈，導緻密度減小，特別是做成成品後，回彈使得製品變形，影響使用。
發明內容本發明的目的是提供一種可以提高壓縮木材的尺寸穩定性的木材壓縮炭化定型方法。本木材壓縮炭化定型方法，它包括下述步驟木材經軟化後進行壓縮，壓縮率為15-30%;經壓縮後的木材放置在乾燥室中進行高溫蒸汽處理(俗稱木材炭化)，經過處理後木材的含水率控制在6-8%。引起木材尺寸變化的主要原因可能是木材(平均)含水率的變化、含水率不均勻及內應力較大。木材的細胞壁物質------纖維素和半纖維素等化學成分中有許多游離羥基，它們在一定溫溼度條件下具有很強的吸溼能力，其中尤以半纖維素的吸溼作用最大，因此木材具有吸溼性。而隨著木材在含水率低於纖維飽和點(一般在25%30%)時發生解吸或吸溼現象，木材細胞壁內纖絲間、微纖絲間和微晶間水層會變薄而靠攏或變厚而伸展，從而導致細胞壁乃至整個木材尺寸發生變化。從以上分析可以看出，對於某種特定的木材，若固定其含水率變化幅度，則引起木材細胞壁內纖絲間、微纖絲間和微晶間距離變化的程度是一定的，因此若要提高木材尺寸穩定性，最根本的方法是降低其吸溼性，減少木材因環境溼度變化造成的含水率波動。本發明從引起木材尺寸變化的內因著手，通過對木材高溫蒸汽處理，破壞木材中的羥基，從而降低其吸溼性，使木材尺寸穩定性提高。另外高溫蒸汽處理過程也有效地消除了木材的內應力，並使得木材各處的含水率基本相同(含水率均勻)。因此該方法不但保證了含水率的均勻性，也降低了木材內應力，降低了木材吸溼性，所以木材尺寸不會有大的變化，尺寸穩定性好。本發明中壓縮率=(壓縮前木材厚度-壓縮後木材厚度)/壓縮前木材厚度*100%。壓縮率一般為15-30%，壓縮率過小，提高木材的強度將不明顯；壓縮量過大，木材的材積減少大，成本提高太多。不合理的過量壓縮將導致木材細胞壁壓潰，反而降低木材的強度。所以合理的壓縮，也容易提高木材的強度，再通過高溫蒸汽處理，達到提高壓縮後木材尺寸穩定的效果。對於上述的木材壓縮炭化定型方法，如果所述木材為軟闊葉材；高溫蒸汽處理的具體方法為木材在乾燥室內經過升溫、保溫、冷卻三個過程；保溫時，在幹球溫度180-20(TC、溼球溫度IO(TC的條件下保溫4-6小時。對於上述的木材壓縮炭化定型方法，如果所述木材為針葉材；高溫蒸汽處理的具體方法為木材在乾燥室內經過升溫、保溫、冷卻三個過程；保溫時，在幹球溫度210-23(TC、溼球溫度IO(TC的條件下保溫3-4小時。對於上述的木材壓縮炭化定型方法，軟化的具體方法是把木材以質量百分比濃度為15-25%的氨水浸泡2-3天。對於上述的木材壓縮炭化定型方法，進行高溫蒸汽處理時，乾燥室內的風速7_10m/s。圖1是高溫蒸汽處理的溫度變化曲線圖。具體實施例方式1.試驗材料分別以杉木、松木、楊木作為試驗木材，各均製成尺寸為200mm(順紋、長度方向)*100咖(弦向、寬度方向)*30咖(徑向、厚度方向)的木板，分別作為實施例(木材樣品)l-6，參見表1。2.試驗方法軟化把各實施例放置在密封罐中，密封罐內有表1所示中的質量百分比濃度的氨水，氨水溫度約5(TC，按表1中所示時間進行浸泡。壓縮將浸泡後的木材放置在熱壓機上，沿厚度方向進行壓縮，壓縮率參見表1。高溫蒸汽處理將壓縮後木材放入蒸汽乾燥窯內，按表2(或圖1)中的時間及對應的溫度對木材進行蒸汽處理。溼球在16.5小時時升至溼球預定處理溫度TSh=IO(TC(即常壓下飽和蒸汽溫度)，幹球在21.5小時時升至幹球預定處理溫度T，h，然後進行保溫。對不同的實施例，幹球預定處理溫度T，h和保溫時間均不同，具體數值見表3。之後開始降溫，至到室溫為止。高溫蒸汽處理過程中，乾燥窯內的風速7-10米/秒。木材經高溫蒸汽處理後，各實施例的含水率在6-8%。表2是實施例1的高溫蒸汽處理時的溫度變化數據表，圖1為根據表2數據繪製出的實施例1的高溫蒸汽處理的溫度變化曲線圖，圖1中幹溫是指幹球溫度，溼溫是指溼球溫度。其他實施例的高溫蒸汽處理的溫度變化數據表及溫度變化曲線圖與實施例12相似，未給出。木材尺寸變化率測定方法。在出窯日測定各實施例的厚度V。，然後將各實施例放置在溫度為25t:、溼度為50%的恆溫恆溼設備中。以從乾燥窯出窯日為日期起算點，分別在30日、90日、180日測定各實施例的厚度V3。、V9。、V湖。尺寸變化率VX二(Vx-V。)/V。*100%，該式中，上標或下標x分別為30、90、180，Vx表示x日尺寸變化率，Vx表示在x日測得的厚度。從表3可看出，在30日以後，各實施例尺寸基本無變化。表l實施例》*氨水*度》氨氷浸泡W間h壓縮率％備tt1杉木1548152杉木2070303松木2555204松木1560305楊木2050306*木157020表2財間(小at)千球溫度re)溼球溫度rc)0250.5601,5652.5703,5754,5測5,5856,5907.5958.5959.5謂10.510511.511012,511513.5畫14.512515,513016.514017.51500505500500055005500255556667777788G08005tableseeoriginaldocumentpage6權利要求木材壓縮炭化定型方法，其特徵是它包括下述步驟木材經軟化後進行壓縮，壓縮率為15-30％；經壓縮後的木材放置在乾燥室中進行高溫蒸汽處理，經過處理後木材的含水率控制在6-8％。2.根據權利要求l所述的木材壓縮炭化定型方法，其特徵是所述木材為軟闊葉材；高溫蒸汽處理的具體方法為木材在乾燥室內經過升溫、保溫、冷卻三個過程；保溫時，在幹>球溫度180-20(TC、溼球溫度10(TC的條件下保溫4-6小時。3.根據權利要求l所述的木材壓縮炭化定型方法，其特徵是所述木材為針葉材；高溫蒸汽處理的具體方法為木材在乾燥室內經過升溫、保溫、冷卻三個過程；保溫時，在幹球溫度210-23(TC、溼球溫度IO(TC的條件下保溫3-4小時。4.根據權利要求l所述的木材壓縮炭化定型方法，其特徵是軟化的具體方法是把木材以質量百分比濃度為15-25%的氨水浸泡1-2天。5.根據權利要求1所述的木材壓縮炭化定型方法，其特徵是進行高溫蒸汽處理時，乾燥室內的風速7-10m/s。全文摘要本發明提供一種可以提高壓縮木材的尺寸穩定性的木材壓縮炭化定型方法。它是把木材軟化後進行壓縮，壓縮率為15-30％；然後在乾燥室中進行高溫蒸汽處理，處理後木材的含水率控制在6-8％。本發明從引起木材尺寸變化的起因著手，通過對木材高溫蒸汽處理，破壞或結合木材中的羥基，從而降低其吸溼性，使木材尺寸穩定性提高。另外高溫蒸汽處理過程也有效地消除了木材的內應力，並使得木材各處的含水率基本相同(含水率均勻)。因此該方法不但保證了含水率的均勻性，也降低了木材內應力，降低了木材吸溼性，所以木材尺寸不會有大的變化，尺寸穩定性好。文檔編號B27M1/08GK101700668SQ200910205068公開日2010年5月5日申請日期2009年10月23日優先權日2009年10月23日發明者李濤,蔡家斌申請人:南京林業大學