[发明专利]木材压缩炭化定型方法

说明书

技术领域

本发明涉及对压缩后的木材定型方法。

背景技术

低质木材有很多，如松木、杉木、杨木等，它们密度低、力学强度低、价格低，是工业用材(如用于造纸、用于制作纤维板、胶合板、木工板等)，不适于用于家具、装饰、建材等高档用材。为了提高低质木材经济价值、扩大其用途，必须提高其强度。木材经过压缩后可以提高强度。但是压缩木材的尺寸不稳定，易回弹，导致密度减小，特别是做成成品后，回弹使得制品变形，影响使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以提高压缩木材的尺寸稳定性的木材压缩炭化定型方法。

本木材压缩炭化定型方法，它包括下述步骤：木材经软化后进行压缩，压缩率为15-30％；经压缩后的木材放置在干燥室中进行高温蒸汽处理(俗称木材炭化)，经过处理后木材的含水率控制在6-8％。

引起木材尺寸变化的主要原因可能是木材(平均)含水率的变化、含水率不均匀及内应力较大。木材的细胞壁物质------纤维素和半纤维素等化学成分中有许多游离羟基，它们在一定温湿度条件下具有很强的吸湿能力，其中尤以半纤维素的吸湿作用最大，因此木材具有吸湿性。而随着木材在含水率低于纤维饱和点(一般在25％～30％)时发生解吸或吸湿现象，木材细胞壁内纤丝间、微纤丝间和微晶间水层会变薄而靠拢或变厚而伸展，从而导致细胞壁乃至整个木材尺寸发生变化。从以上分析可以看出，对于某种特定的木材，若固定其含水率变化幅度，则引起木材细胞壁内纤丝间、微纤丝间和微晶间距离变化的程度是一定的，因此若要提高木材尺寸稳定性，最根本的方法是降低其吸湿性，减少木材因环境湿度变化造成的含水率波动。本发明从引起木材尺寸变化的内因着手，通过对木材高温蒸汽处理，破坏木材中的羟基，从而降低其吸湿性，使木材尺寸稳定性提高。另外高温蒸汽处理过程也有效地消除了木材的内应力，并使得木材各处的含水率基本相同(含水率均匀)。因此该方法不但保证了含水率的均匀性，也降低了木材内应力，降低了木材吸湿性，所以木材尺寸不会有大的变化，尺寸稳定性好。

本发明中压缩率＝(压缩前木材厚度-压缩后木材厚度)/压缩前木材厚度*100％。压缩率一般为15-30％，压缩率过小，提高木材的强度将不明显；压缩量过大，木材的材积减少大，成本提高太多。不合理的过量压缩将导致木材细胞壁压溃，反而降低木材的强度。所以合理的压缩，也容易提高木材的强度，再通过高温蒸汽处理，达到提高压缩后木材尺寸稳定的效果。

对于上述的木材压缩炭化定型方法，如果所述木材为软阔叶材；高温蒸汽处理的具体方法为：木材在干燥室内经过升温、保温、冷却三个过程；保温时，在干球温度180-200℃、湿球温度100℃的条件下保温4-6小时。

对于上述的木材压缩炭化定型方法，如果所述木材为针叶材；高温蒸汽处理的具体方法为：木材在干燥室内经过升温、保温、冷却三个过程；保温时，在干球温度210-230℃、湿球温度100℃的条件下保温3-4小时。

对于上述的木材压缩炭化定型方法，软化的具体方法是：把木材以质量百分比浓度为15-25％的氨水浸泡2-3天。

对于上述的木材压缩炭化定型方法，进行高温蒸汽处理时，干燥室内的风速7-10m/s。

附图说明

图1是高温蒸汽处理的温度变化曲线图。

具体实施方式

1.试验材料

分别以杉木、松木、杨木作为试验木材，各均制成尺寸为200mm(顺纹、长度方向)*100mm(弦向、宽度方向)*30mm(径向、厚度方向)的木板，分别作为实施例(木材样品)1-6，参见表1。

2.试验方法

软化：把各实施例放置在密封罐中，密封罐内有表1所示中的质量百分比浓度的氨水，氨水温度约50℃，按表1中所示时间进行浸泡。

压缩：将浸泡后的木材放置在热压机上，沿厚度方向进行压缩，压缩率参见表1。

高温蒸汽处理：将压缩后木材放入蒸汽干燥窑内，按表2(或图1)中的时间及对应的温度对木材进行蒸汽处理。湿球在16.5小时时升至湿球预定处理温度T_湿h＝100℃(即常压下饱和蒸汽温度)，干球在21.5小时时升至干球预定处理温度T_干h，然后进行保温。对不同的实施例，干球预定处理温度T_干h和保温时间均不同，具体数值见表3。之后开始降温，至到室温为止。高温蒸汽处理过程中，干燥窑内的风速7-10米/秒。木材经高温蒸汽处理后，各实施例的含水率在6-8％。