[发明专利]一种木材干燥与低温热处理一体化工艺

说明书

本发明公开了一种木材干燥与低温热处理一体化工艺。本发明所采用的木材干燥与低温热处理一体化工艺，通过合理控制抽真空阶段、加热升温阶段、低温热处理阶段和降温冷却阶段的相关工艺参数，利用干燥过程中的热量和排出的水分进行对木材进行轻度碳化处理，可有效改善木材尺寸稳定性、适度提高耐候性、丰富木材颜色以提高观赏性，避免现行木材碳化工艺造成的强度损失及颜色过深问题。

技术领域

本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种木材干燥与低温热处理一体化工艺。

背景技术

木质材料源自天然，因其纹理自然、色泽优美，深受人们喜爱。由于木材的生物属性及各向异性，木材在外界湿热条件变化时，极易发生干缩湿胀，是一种尺寸不稳定的材料，这种性质对木材的利用产生不利影响。我国天然林资源缺乏，人工林是我国重要的用材来源，但因生长迅速，木材应力大，尺寸不稳定性更为明显，且人工林材色普遍较浅，颜色单一，市场上人工林产品定位囿于中低档产品，产品附加值较低，木材性能亟待改善。

用以改善木材尺寸稳定性的方法主要有高温热处理、乙酰化、表面覆盖处理等。其中，乙酰化工艺复杂且环保处理难度过高，无法普及；表面覆盖仅改变木材表面性能，无法保证整体质量提升和稳定；高温热处理虽然环保性良好，且可有效改善木材尺寸稳定性，但高温热处理所采用的高温(一般为180℃-230℃)不仅造成木材颜色加深，视觉及装饰效果变差，也对木材成分及结构有所破坏，使木材强度下降。同时，因为热处理成本及材色等问题，目前热处理材多作为户外景观用材使用，尚未有针对类似家具及室内装修材料等要求美观、强度及尺寸稳定性兼顾产品合适的处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种木材干燥与低温热处理一体化工艺，改善木材的尺寸稳定性，适度提高其耐候性，丰富木材颜色和提高观赏性，避免现行木材碳化工艺造成的强度损失及颜色过深问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种木材干燥与低温热处理一体化工艺，包括抽真空阶段、加热升温阶段、低温热处理阶段和降温冷却阶段，其中，抽真空阶段和加热升温阶段交叉进行，并进行至少三次循环，在低温热处理过程中，使处理室内空气压力保持在0.04MPa以下，直到木材含水率达到10％以下，然后进入降温冷却阶段，具体包括以下步骤：

(1)抽真空：将预先自然晾干的木材置于处理室，启动真空泵，使处理室内空气压力逐步降低，每降低0.02-0.03MPa，维持该空气压力状态20-40min；

(2)加热升温：对处理室进行加热，第一次加热升温到45℃-55℃，随后每次加热使处理室内部温度上升7℃-10℃，直到处理室的温度升至65-75℃，且每次升温后维持该温度状态30-60min；

(3)低温热处理：根据处理室内木材的含水率的平均值，控制处理室内的升温速度，木材含水率每降低4％-7％，则将处理室内温度升高4℃-7℃，并维持该温度状态30min以上，直至木材含水率降低至7％-10％时，将处理室内温度升至80℃-140℃；

(4)降温冷却：关闭真空系统，打开设备通风口，使处理室温度降至45℃-50℃。

本发明结合真空干燥和在80℃-140℃低温热处理的工艺，通过合理控制抽真空阶段、加热升温阶段、低温热处理阶段和降温冷却阶段的相关工艺参数，利用干燥过程中的热量和排出的水分进行对木材进行轻度碳化处理，可有效改善木材尺寸稳定性、适度提高耐候性、丰富木材颜色以提高观赏性，避免现行木材碳化工艺造成的强度损失及颜色过深问题。

在加热升温阶段和低温热处理阶段，处理室应处于密封状态。

作为本发明所述的木材干燥与低温热处理一体化工艺的优选实施方式，所述步骤(1)中，第一次抽真空使处理室的空气压力降至0.06-0.08MPa，随后的抽真空操作中，处理室的空气压力每次降低0.02-0.03MPa，直到处理室的空气压力降至0.03-0.04MPa。