CN102431067B - 提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺 - Google Patents

提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN102431067B
CN102431067B CN201110312594.6A CN201110312594A CN102431067B CN 102431067 B CN102431067 B CN 102431067B CN 201110312594 A CN201110312594 A CN 201110312594A CN 102431067 B CN102431067 B CN 102431067B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
wood
steam
timber
reel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110312594.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102431067A (zh
Inventor
陈国恩
何友志
易进平
何正斌
赵阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Landbond Furniture Group Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Landbond Furniture Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Landbond Furniture Group Co Ltd filed Critical Guangdong Landbond Furniture Group Co Ltd
Priority to CN201110312594.6A priority Critical patent/CN102431067B/zh
Publication of CN102431067A publication Critical patent/CN102431067A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102431067B publication Critical patent/CN102431067B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

一种提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺，通过对进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的数值及相互关系的控制，完成预处理过程。将待处理木材码放在预处理设备内，并布置好分别测定进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的传感器；进材堆处布置不少于2个探点；出材堆处布置不少于4个探点，且其中一半探点用于测定出材堆温度，其余则用于测定木芯温度。本发明的木材经过热蒸汽处理后，其生长应力得以释放、板面平整、无缺陷，木材内部水分通道畅通，初含水率显著降低。整个处理过程中没有化学污染，木材强度未降低，木材的干缩、湿胀减小，尺寸稳定性显著提高，木材纹理更清晰。且所涉及的木材处理工艺预热时间减少、处理时间短、均匀性好。

Description

提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺
技术领域
本发明专利涉及一种提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽预处理工艺，该工艺主要用于木材干燥处理前的预处理作业，特别适合于提高速生材厚板的尺寸稳定性，属于木材加工技术领域。
背景技术
木材主要由纤维素、半纤维素和木素组成，在纤维素和半纤维素分子上存在着大量的羟基。当木材含水率低于纤维饱和点的时候，由于羟基的作用，木材随着外界温度和湿度的变化，蒸发或吸收水分，产生干缩或湿胀，导致木材的尺寸不稳定，使木材产生内应力，发生翘曲、变形和开裂等缺陷。为了提高木材的尺寸稳定性，目前的处理方法如下：①用交叉层压的方法进行机械抑制；②用防水涂料进行内部或外部涂饰；③采用高温特殊处理等改性方法减少木材吸湿性；④对木材细胞壁组分进行化学交联；⑤用化学药品预先使细胞壁增容。
中国专利文献号CN1876343A于2006年12月13日公布的一种木材的高温水热处理方法，给出了高温水热处理方法来提高木材的尺寸稳定性。具体步骤为：1)将木材置于高温热处理炉中，将高温热处理炉中的温度提高到120～150℃保温；2)将木材含水率降低到5％以下以后，提高高温热处理炉中的温度到180～240℃保温，保温时间为每厘米厚度的木材保持0.5～3小时；3)降低高温热处理炉中的温度，当温度降低到100℃以下后，用蒸汽或者热水对木材进行处理，使木材的含水率至7％～10％；4)继续降低高温热处理炉中的温度，当木材内部的温度降低到40℃左右后出炉；5)在大气环境中平衡15天以上时间。据称，此发明可提高木材尺寸稳定性，耐腐性和耐候性，使经过处理后的木材能广泛应用于温度和湿度变化比较大的环境中。但该方法处理温度高、周期较长，处理材中的纤维素和半纤维素在高温条件下易发生降解，导致木材的机械强度降低，脆性增加。
中国专利文献号CN101450497A于2009年6月10日公开了一种木材蒸汽处理工艺，该方法将木材放进密封压力罐里，经过真空处理、蒸汽处理和干燥处理等过程，可使加工后的木材具有结构更稳定，不易变形，抗菌虫侵蚀，颜色加深，内外统一等特点。但该方法设备投资大、工艺复杂、单机处理量较小、能耗高。
中国专利文献号CN101745951A于2010年6月23日公开了一种改性人工林木材及其制备方法。该发明公开了人工林木材浸渍增强-热处理改性技术，步骤如下：1)采用以改性脲醛树脂为浸渍主剂的浸渍液对木材进行浸渍处理2)对浸渍处理后的木材进行真空热处理。该发明方法制备的木材尺寸稳定性高，木材强度高，抗湿胀性能和耐腐蚀性能增加，提高木材的附加值，扩大热处理材的应用范围。
但是，用化学方法处理后的木材虽然尺寸稳定性有所提高，由于木材内部含有化学药剂，处理后的木材不管是在使用的时候还是废弃物的处理都会给环境带来污染，对人体有害。
因此，需要做进一步改进和完善。
发明内容
本发明专利的目的旨在提供一种设备投资少、处理时间短、没有化学污染、明显提高木材尺寸稳定性的木材常压过热蒸汽预处理工艺，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺，其特征是通过对进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的数值及相互关系的控制，完成预处理过程；包括以下步骤：
步骤1：将待处理木材码放在预处理设备内，并布置好分别测定进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的传感器；
步骤2：启动循环风机及加热系统，对木材进行预热；
步骤3：当进材堆的温度达到50℃～60℃，开始喷蒸处理，以实现水蒸气保护；
步骤4：继续加热升温至进材堆温度达到110℃～160℃，此时预处理设备内部的水蒸气处于过热状态，升温过程中需控制进、出材堆的温度差在20℃～30℃范围内，进材堆温度和木芯温度的温差在40℃～50℃范围内；
步骤5：当木芯温度达到90℃时开始保温，保温时间为1～3小时/cm；
步骤6：保温结束后闷窑3～5小时；
步骤7：在8～12小时内将木材的温度降到60℃左右，出窑。
所述步骤1中布置温度传感器时，进材堆处布置不少于2个探点；出材堆处布置不少于4个探点，且其中一半的探点用于测定出材堆的温度，其余则用于测定木芯温度；进材堆、出材堆、木芯处的温度为各自探点所测温度的均值。进材堆温度为T1、T2处温度的均值，出材堆温度为T3、T4处温度的均值，木芯温度为T5、T6处温度的均值。
所述步骤3中进材堆的温度为50～60℃，并开始喷蒸，当预处理设备内的地面完全变湿时，关小蒸汽喷蒸阀，少量蒸汽喷入即可。
所述步骤5-6中需控制进、出材堆的温度差在20℃～30℃范围内，进材堆温度和木芯温度的温差在40℃～50℃范围内。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1)在木材过热蒸汽预处理过程中，由于预处理设备内部全是水蒸气，平衡含水率较高(如温度为108℃的水蒸气的平衡含水率为9％，相当于常规干燥中湿球温度为50℃，干球温度为60℃的平衡含水率)，使得即使在高温条件下，木材厚度方向上的含水率梯度较小，处理质量好。而且由于木材的温度均高于100℃，木材软化、可塑性增加，有利于木材内应力的降低，从而处理过程中不会出现缺陷。
2)本发明在处理木材的过程中，由于水蒸气的比热高于湿空气，使得木材的预热时间减少、处理时间短、均匀性好。
3)本发明在处理木材的过程中，窑内温度均高于100℃，高温作用使得木材内部的羟基相互作用，游离羟基减少，从而减少木材的吸水率，最后提高了木材尺寸稳定性。
4)本发明在整个处理过程中不需要控制相对湿度，只需要对进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的数值及相互关系的控制，完成预处理过程。
本发明的木材经过热蒸汽处理后，其生长应力得以释放、板面平整、无缺陷，木材内部水分通道畅通，初含水率显著降低。整个处理过程中没有化学污染，木材的强度未降低，木材的干缩、湿胀减小，尺寸稳定性显著提高，木材纹理更清晰。
附图说明
图1为本发明一实施例预处理设备工作示意图。
图中：1为预处理设备，2为加热系统，3为循环风机，4为木材，T1、T2为温度探测器在进材堆处测得的温度，T3、T4为温度探测器在出材堆处测得的温度，T5、T6为温度探测器在木芯处测得的温度。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，一种木材过热蒸汽的预处理工艺，其核心是通过对进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的数值及相互关系的控制，完成预处理过程。
1.码垛
根据待处理木材的尺寸规格，将待处理材码成一定尺寸的单元材堆，用叉车将单元材堆装进预处理设备1中，并布置好分别测定进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的传感器，然后关闭窑门。
2.处理过程
启动循环风机3及加热系统2，对木材4进行预热；当进材堆的温度达到50℃～60℃，开始喷蒸处理，以实现水蒸气保护，当预处理设备1内的地面完全变湿的时，关小蒸汽喷蒸阀，少量蒸汽喷入即可；继续加热升温至进材堆温度达到110℃～160℃，此时预处理设备1内部的水蒸气处于过热状态，升温过程中需控制进、出材堆的温度差在20℃～30℃范围内，进材堆温度和木芯温度的温差在40℃～50℃范围内；当木芯温度达到90℃时开始保温，保温时间为1～3小时/cm。进材堆、出材堆、木芯处的温度为各自探点所测温度的均值；进材堆温度为T1、T2处温度的均值，出材堆温度为T3、T4处温度的均值，木芯温度为T5、T6处温度的均值。
3.降温出料
保温结束后闷窑3～5小时，并在8～12小时内将木材1的温度降到60℃左右，出窑。
依据GB/T 1932-2009《木材干缩性测定方法》及GB/T 1934.2-2009《木材湿胀性测定方法》的规定，对经过常压过热蒸汽预处理和未处理杨木的干缩、湿胀特性的测定结果如表.1、表.2所示，处理材和未处理材相比，干燥、湿胀率均显著减小，即尺寸稳定性提高。
表1干缩性
表2湿胀性

Claims (2)

1.一种提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺，其特征是通过对进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的数值及相互关系的控制，完成预处理过程；包括以下步骤：
步骤1：将待处理木材(4)码放在预处理设备(1)内，并布置好分别测定进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的传感器；
步骤2：启动循环风机(3)及加热系统(2)，对木材(4)进行预热；
步骤3：当进材堆的温度达到50℃～60℃，开始喷蒸处理，实现水蒸气保护；
步骤4：继续加热升温至进材堆温度达到110℃～160℃，此时预处理设备(1)内部的水蒸气处于过热状态，升温过程中控制进、出材堆的温度差在20℃～30℃范围内；
步骤5：当木芯温度达到90℃时开始保温，保温时间为1～3小时/cm；
步骤6：保温结束后闷窖3～5小时；
步骤7：在8～12小时内将木材的温度降到60℃，出窑；
所述步骤1中布置温度传感器时，进材堆处布置2个以上探点；出材堆处布置4个以上探点，且其中一半的探点用于测定出材堆的温度，其余则用于测定木芯温度；进材堆、出材堆、木芯处的温度为各自探点所测温度的均值；
所述步骤5—6中进、出材堆的温度差是20℃～30℃，进材堆温度和木芯温度的温差是40℃～50℃。
2.根据权利要求1所述提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺，其特征是步骤3中进材堆的温度为50～60℃时,开始喷蒸，当预处理设备(1)内的地面完全变湿时，关小蒸汽喷蒸阀，少量蒸汽喷入即可。
CN201110312594.6A 2011-10-14 2011-10-14 提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺 Active CN102431067B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110312594.6A CN102431067B (zh) 2011-10-14 2011-10-14 提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110312594.6A CN102431067B (zh) 2011-10-14 2011-10-14 提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102431067A CN102431067A (zh) 2012-05-02
CN102431067B true CN102431067B (zh) 2014-08-27

Family

ID=45979591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110312594.6A Active CN102431067B (zh) 2011-10-14 2011-10-14 提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102431067B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3401427A2 (en) 2017-05-11 2018-11-14 Knitting Fever, Inc. Knitting needle set with correlated diameter and length escalation

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015196285A1 (en) 2014-06-25 2015-12-30 9274-0273 Québec Inc. Process and apparatus for treating lignocellulosic material
CN105583928A (zh) * 2014-10-21 2016-05-18 浙江莫霞实业有限公司 一种提高木材稳定性和使用寿命的预处理方法
CN109682172A (zh) * 2019-01-10 2019-04-26 寇宗辉 一种湿热微波烘干木材的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2159539Y (zh) * 1993-03-26 1994-03-23 沈阳市北方机械设备厂 木材干燥机
JP3401462B2 (ja) * 1998-02-19 2003-04-28 丸天星工業株式会社 木材の乾燥方法及び装置
CN1169658C (zh) * 2001-03-20 2004-10-06 马世春 木材蒸汽综合干燥新工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王恺主编.预热处理.《木材工业实用大全 木材干燥卷》.中国林业出版社,1998,第166页. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3401427A2 (en) 2017-05-11 2018-11-14 Knitting Fever, Inc. Knitting needle set with correlated diameter and length escalation

Also Published As

Publication number Publication date
CN102431067A (zh) 2012-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5775825B2 (ja) 表面強化型天然木型材及びその製造方法
CN102431067B (zh) 提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺
CN109405441B (zh) 一种木材的干燥方法
CN100529623C (zh) 木材干燥工艺
US5852880A (en) Method of drying lumber
CN101502975A (zh) 木材乙酰化的方法及其产物
CN102303331A (zh) 一种防止桉木皱缩的干燥工艺
Kong et al. Development of schedule to steaming prior to drying and its effects on Eucalyptus grandis× E. urophylla wood
CN103240782A (zh) 一种纳米无机化炭化木的制备方法及其产品和应用
Clair Evidence that release of internal stress contributes to drying strains of wood
Chang et al. Hygroscopic property of heat treated yellow poplar (Liriodendron tulipifera) wood
Obataya et al. Effects of high temperature kiln drying on the practical performances of Japanese cedar wood (Cryptomeria japonica) I: changes in hygroscopicity due to heating
CN109711014B (zh) 一种水热-微波联合软化处理后木材弯曲挠度的模型构建方法
CN108789719B (zh) 一种木材热处理设备
CN107891504A (zh) 桉木芯板的干燥方法
Awoyemi et al. Pre-freezing as a pre-treatment for thermal modification of wood. Part 2: surface properties and termite resistance
CN108312274A (zh) 一种木质陶瓷复合材料的制备方法
US20180111286A1 (en) Process of Improving the Dimensional Stability of Wood and Dimensional Stabile Wood Thereof
CN102862198B (zh) 一种阻燃增强实木型材及其改良制造方法
CN108253741A (zh) 一种木材快速干燥方法
KR101057539B1 (ko) 원목의 건조방법
CN108340457A (zh) 一种柳杉的浸渍增强处理方法
Källander et al. Effects of heat treatment of small clearwood samples on equilibrium moisture content and deformation
CN115922862A (zh) 一种氨气-水蒸气联合热处理改性木材的方法
JP2976961B2 (ja) 人工乾燥の不要な木材にする生産機及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant