[发明专利]一种木材碳化方法

说明书

技术领域

本发明属于木材处理技术，具体涉及木材的改性。

背景技术

为延长木制品的使用寿命，减缓自然资源消耗，保护生态环境，将木材人为改性，克服木制品使用中存在的不耐久、易变形等不足是木业中的技术热点。不久前出现的将木材碳化处理的办法，在增加木材的抗冲击、抗弯曲、抗变形性能及防腐、防蛀等方面都产生了有益的效果。但处理技术上还存在一些问题。如在此之前的加热构件紧贴木材表面，以热传导为主的处理方法，就存在表面碳化程度高、芯部碳化程度低，木材表面有不规则的色差，工艺过程比较复杂，能源消耗多，生产成本高、效率低等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种木材碳化方法，克服现有的木材碳化处理因工艺上的不成熟而使木材碳化得不均匀、工艺过程复杂、生产成本高、效率低，难于满足社会需要的不足。

本发明的处理方法是：

将木材装入封闭的碳化窑中，在注入过热水蒸气条件下缓慢对窑内加热，形成高温、高压，使木材先经过低于碳化温度的干燥阶段，窑内温度达到能够使木材碳化时，维持一段时间碳化温度，对木材进行碳化处理，终止碳化后，缓慢降低窑温至常温，得成品。以上为本发明的基本方案。

本发明处理过程各阶段适宜的压力、温度、时间条件是：

a、碳化阶段窑内压力2.5—3.5kg/cm²。

b、干燥经过低温和高温两个阶段，低温阶段从窑温60—110℃始，经过16—18个小时，窑温升至120—130℃止。高温干燥阶段从窑温120—130℃始，经过10—14小时，窑温升至180—220℃止。

c、碳化阶段窑内温度180—220℃，持续时间4—6小时。

d、冷却阶段向窑内喷水或氮气，控制窑内温度每小时下降10—15℃，窑温接近窑外环境温度时开窑，得成品。

为使碳化后木材的含水率符合使用要求，在完成碳化阶段后使用喷氮气冷却的工艺中，窑温降至70—90℃时，喷水加湿木材，使成品碳化木材含水率达5—7％。也可以出窑后用现有的提高木材含水率的方法另作处理。

以上处理过程所设定的条件，应根据不同树种、木材的尺寸及用途等差别作适当调整。

本发明的积极效果是：木材的内部与表面碳化程度均匀一致，表面无色差。碳化程度易于控制，适用于各类树种的木材。技术含量高，生产成本低，有利于较大批量生产。

具体实施方式。

将60mm以下厚度的软木板或硬木板每层用等厚、等宽的木条间隔开，码垛在窑内，木条间要留有间隙。窑内装有导热油加热管或电热器和温度、压力监控装置。木材入窑后，将窑封闭，向窑内注入105℃的过热水蒸气，使窑内压力升至2.5kg/cm²左右停止水蒸气的注入，然后通过导热油或电热管对窑内加热，使窑温在15小时左右升至100℃，木材开始进入低温干燥阶段。继续升温，经17个小时窑温逐步达130℃，开始进入高温干燥阶段。继续升温12小时，窑温升至180—200℃之间，此时窑内压力增至3kg/cm²左右，干燥阶段结束，进入碳化界点，维持碳化温度4—6小时，进行木材的碳化。碳化结束时，开始向窑内喷氮气降温，降温速度控制在10—15℃/小时范围内。窑内压力伴随温度下降自然下降。窑内温度降至80℃时，向窑内喷水，调整木材含水率。窑温接近窑外环境温度及压力时，开窑取成品。