專利名稱：：木材壓縮炭化定型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及對(duì)壓縮后的木材定型方法。
背景技術(shù)：
：低質(zhì)木材有很多，如松木、杉木、楊木等，它們密度低、力學(xué)強(qiáng)度低、價(jià)格低，是工業(yè)用材(如用于造紙、用于制作纖維板、膠合板、木工板等)，不適于用于家具、裝飾、建材等高檔用材。為了提高低質(zhì)木材經(jīng)濟(jì)價(jià)值、擴(kuò)大其用途，必須提高其強(qiáng)度。木材經(jīng)過壓縮后可以提高強(qiáng)度。但是壓縮木材的尺寸不穩(wěn)定，易回彈，導(dǎo)致密度減小，特別是做成成品后，回彈使得制品變形，影響使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可以提高壓縮木材的尺寸穩(wěn)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(jīng)軟化后進(jìn)行壓縮，壓縮率為15-30%;經(jīng)壓縮后的木材放置在干燥室中進(jìn)行高溫蒸汽處理(俗稱木材炭化)，經(jīng)過處理后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(nèi)應(yīng)力較大。木材的細(xì)胞壁物質(zhì)------纖維素和半纖維素等化學(xué)成分中有許多游離羥基，它們?cè)谝欢貪穸葪l件下具有很強(qiáng)的吸濕能力，其中尤以半纖維素的吸濕作用最大，因此木材具有吸濕性。而隨著木材在含水率低于纖維飽和點(diǎn)(一般在25%30%)時(shí)發(fā)生解吸或吸濕現(xiàn)象，木材細(xì)胞壁內(nèi)纖絲間、微纖絲間和微晶間水層會(huì)變薄而靠攏或變厚而伸展，從而導(dǎo)致細(xì)胞壁乃至整個(gè)木材尺寸發(fā)生變化。從以上分析可以看出，對(duì)于某種特定的木材，若固定其含水率變化幅度，則引起木材細(xì)胞壁內(nèi)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(wěn)定性，最根本的方法是降低其吸濕性，減少木材因環(huán)境濕度變化造成的含水率波動(dòng)。本發(fā)明從引起木材尺寸變化的內(nèi)因著手，通過對(duì)木材高溫蒸汽處理，破壞木材中的羥基，從而降低其吸濕性，使木材尺寸穩(wěn)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(nèi)應(yīng)力，并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(nèi)應(yīng)力，降低了木材吸濕性，所以木材尺寸不會(huì)有大的變化，尺寸穩(wěn)定性好。本發(fā)明中壓縮率=(壓縮前木材厚度-壓縮后木材厚度)/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(qiáng)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(dǎo)致木材細(xì)胞壁壓潰，反而降低木材的強(qiáng)度。所以合理的壓縮，也容易提高木材的強(qiáng)度，再通過高溫蒸汽處理，達(dá)到提高壓縮后木材尺寸穩(wěn)定的效果。對(duì)于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干燥室內(nèi)經(jīng)過升溫、保溫、冷卻三個(gè)過程；保溫時(shí)，在干球溫度180-20(TC、濕球溫度IO(TC的條件下保溫4-6小時(shí)。對(duì)于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干燥室內(nèi)經(jīng)過升溫、保溫、冷卻三個(gè)過程；保溫時(shí)，在干球溫度210-23(TC、濕球溫度IO(TC的條件下保溫3-4小時(shí)。對(duì)于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(zhì)量百分比濃度為15-25%的氨水浸泡2-3天。對(duì)于上述的木材壓縮炭化定型方法，進(jìn)行高溫蒸汽處理時(shí)，干燥室內(nèi)的風(fēng)速7_10m/s。圖1是高溫蒸汽處理的溫度變化曲線圖。具體實(shí)施例方式1.試驗(yàn)材料分別以杉木、松木、楊木作為試驗(yàn)?zāi)静?，各均制成尺寸?00mm(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(shí)施例(木材樣品)l-6，參見表1。2.試驗(yàn)方法軟化把各實(shí)施例放置在密封罐中，密封罐內(nèi)有表1所示中的質(zhì)量百分比濃度的氨水，氨水溫度約5(TC，按表1中所示時(shí)間進(jìn)行浸泡。壓縮將浸泡后的木材放置在熱壓機(jī)上，沿厚度方向進(jìn)行壓縮，壓縮率參見表1。高溫蒸汽處理將壓縮后木材放入蒸汽干燥窯內(nèi)，按表2(或圖1)中的時(shí)間及對(duì)應(yīng)的溫度對(duì)木材進(jìn)行蒸汽處理。濕球在16.5小時(shí)時(shí)升至濕球預(yù)定處理溫度TSh=IO(TC(即常壓下飽和蒸汽溫度)，干球在21.5小時(shí)時(shí)升至干球預(yù)定處理溫度T，h，然后進(jìn)行保溫。對(duì)不同的實(shí)施例，干球預(yù)定處理溫度T，h和保溫時(shí)間均不同，具體數(shù)值見表3。之后開始降溫，至到室溫為止。高溫蒸汽處理過程中，干燥窯內(nèi)的風(fēng)速7-10米/秒。木材經(jīng)高溫蒸汽處理后，各實(shí)施例的含水率在6-8%。表2是實(shí)施例1的高溫蒸汽處理時(shí)的溫度變化數(shù)據(jù)表，圖1為根據(jù)表2數(shù)據(jù)繪制出的實(shí)施例1的高溫蒸汽處理的溫度變化曲線圖，圖1中干溫是指干球溫度，濕溫是指濕球溫度。其他實(shí)施例的高溫蒸汽處理的溫度變化數(shù)據(jù)表及溫度變化曲線圖與實(shí)施例12相似，未給出。木材尺寸變化率測(cè)定方法。在出窯日測(cè)定各實(shí)施例的厚度V。，然后將各實(shí)施例放置在溫度為25t:、濕度為50%的恒溫恒濕設(shè)備中。以從干燥窯出窯日為日期起算點(diǎn)，分別在30日、90日、180日測(cè)定各實(shí)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(biāo)或下標(biāo)x分別為30、90、180，Vx表示x日尺寸變化率，Vx表示在x日測(cè)得的厚度。從表3可看出，在30日以后，各實(shí)施例尺寸基本無變化。表l實(shí)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(cái)間(小at)千球溫度re)濕球溫度rc)0250.5601,5652.5703,5754,5測(cè)5,5856,5907.5958.5959.5謂10.510511.511012,511513.5畫14.512515,513016.514017.51500505500500055005500255556667777788G08005<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求木材壓縮炭化定型方法，其特征是它包括下述步驟木材經(jīng)軟化后進(jìn)行壓縮，壓縮率為15-30％；經(jīng)壓縮后的木材放置在干燥室中進(jìn)行高溫蒸汽處理，經(jīng)過處理后木材的含水率控制在6-8％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的木材壓縮炭化定型方法，其特征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干燥室內(nèi)經(jīng)過升溫、保溫、冷卻三個(gè)過程；保溫時(shí)，在干>球溫度180-20(TC、濕球溫度10(TC的條件下保溫4-6小時(shí)。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的木材壓縮炭化定型方法，其特征是所述木材為針葉材；高溫蒸汽處理的具體方法為木材在干燥室內(nèi)經(jīng)過升溫、保溫、冷卻三個(gè)過程；保溫時(shí)，在干球溫度210-23(TC、濕球溫度IO(TC的條件下保溫3-4小時(shí)。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的木材壓縮炭化定型方法，其特征是軟化的具體方法是把木材以質(zhì)量百分比濃度為15-25%的氨水浸泡1-2天。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材壓縮炭化定型方法，其特征是進(jìn)行高溫蒸汽處理時(shí)，干燥室內(nèi)的風(fēng)速7-10m/s。全文摘要本發(fā)明提供一種可以提高壓縮木材的尺寸穩(wěn)定性的木材壓縮炭化定型方法。它是把木材軟化后進(jìn)行壓縮，壓縮率為15-30％；然后在干燥室中進(jìn)行高溫蒸汽處理，處理后木材的含水率控制在6-8％。本發(fā)明從引起木材尺寸變化的起因著手，通過對(duì)木材高溫蒸汽處理，破壞或結(jié)合木材中的羥基，從而降低其吸濕性，使木材尺寸穩(wěn)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(nèi)應(yīng)力，并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(nèi)應(yīng)力，降低了木材吸濕性，所以木材尺寸不會(huì)有大的變化，尺寸穩(wěn)定性好。文檔編號(hào)B27M1/08GK101700668SQ200910205068公開日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年10月23日優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日發(fā)明者李濤,蔡家斌申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)