CN103737684A - 提升人工林木材密度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种木材加工的方法，具体而言，本发明公开了一种提升人工林木材密度的方法，包括以下步骤：1）将人工林木材进行密封；2）将经步骤1）密封处理后的人工林木材先于200MPa保压处理4～6分钟，然后于400MPa保压处理4～6分钟。采用本发明的方法能有效提升人工林木材的密度。

Description

提升人工林木材密度的方法
技术领域
本发明涉及一种木材加工的方法，特别是涉及一种提升人工林木材密度的方法。
背景技术
随着世界性天然森林资源的枯竭和国家天然林保护工程的实施，人工林木材将成为今后缓解国内外木材市场供需矛盾的主要木材品种。人工林木材主要包括杉木、松木、杨木、泡桐和桉树等树种，他们都具有生长速度快、产量高、采伐周期短等特点。由于木材中的幼龄材所占的比例高，导致人工林采伐木材的材质较差。随着人类对木材应用价值要求的提高，此类木材密度较低等固有缺陷越来越突出地表现出来。因此，改良此类木材的固有缺陷显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简洁的提升人工林木材密度的方法，采用该方法能有效提升人工林木材的密度。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提升人工林木材密度的方法，包括以下步骤：
1）、将人工林木材进行密封（利用软性隔水材料进行密封），目的是防止后续步骤的压力加工过程中传压介质（水）渗入木材；
2）、将经步骤1）密封处理后的人工林木材先于200MPa保压处理4～6分钟，然后于400Mpa保压处理4～6分钟。
备注说明：上述于200MPa保压处理4～6分钟后，立即卸压，然后再于400Mpa保压处理4～6分钟。
作为本发明的提升人工林木材密度的方法的改进：
人工林木材为直径≤30cm的人工林木材。
作为本发明的提升人工林木材密度的方法的进一步改进：人工林木材为杉木、松木、杨木、泡桐或桉树砍伐后所得的木材。
作为本发明的提升人工林木材密度的方法的进一步改进：步骤1）中，用聚乙烯塑料膜（即，聚乙烯塑料薄膜）对人工林木材进行包裹，从而实现密封。
作为本发明的提升人工林木材密度的方法的进一步改进：步骤2）中，将经步骤1）密封处理后的人工林木材先于200MPa保压处理5分钟，然后于400Mpa保压处理5分钟。
一般而言，绝大多数衫木砍伐后所得的木材（人工林木材的一种）的直径均≤30cm。
本发明将人工林木材在200-400MPa的高静压下进行两步高压加工，能够使人工林衫木的密度上升70%以上。即，结果发现，最终得到的高压加工后的人工林衫木的密度由0.61g/cm3提升到1.1g/cm3，此密度与红木密度相类似。
本发明的机理解释如下：
超高压木材强化技术的原理是，用软性隔水材料（如聚乙烯塑料膜）对木材进行密封后放入超高压容器中，通过压力媒介（通常为水）产生100MPa以上的超高压，使木材在高静压下进行压密加工。在高压保持阶段，木材各向受力均匀，使木纤维等进行移动和二次排列以填补内部孔隙，使密度提高。
此外，木材中的水分在高静压下也会发生迁移，当压力瞬间释放时，水分迅速从木材通过内部空隙移至表面。
当压力和保压时间配合适当时，加压过程中缩小的内部空隙大小适当，使得水分迁移时对形成空隙的木纤维不形成推挤作用，则水分在压力释放的迁移过程中反而促使木纤维因水分的流失而闭合内部空隙，以进一步提高密度。
而当压力和保压时间配合的非常不适当时，加压过程中缩小的内部空隙过小，水分在压力释放的迁移过程中推挤该空隙使其增大，并带动木纤维移动，使得木材密度在压力释放过程中减小。
此外，而当压力和保压时间配合的不适当时，加压过程中缩小的内部空隙过大，压力加工提升密度的效果也自然不明显。
具体实施方式
实施例1：
选用2013年3月采伐，直径在30cm以下的人工林衫木木材（生长年限为25年，直径约为20～25cm），对上述人工林衫木木材用聚乙烯塑料薄膜包裹、密封，放入超高压加工容器内，对其先进行一次200MPa下5分钟保压时间的高压处理，立即卸压后，再进行一次400Mpa下5分钟保压时间的压力处理，处理后取出。对处理前和处理后的人工林衫木木材进行体积和质量的测定，计算密度。
对比例1-1～对比例1-9，改变实施例1中第一次保压的时间和第二次保压的时间，压力值不变；其余内容均等同于实施例1；从而相应的得到对比例1-1～对比例1-9。保压时间具体如表1所示。
对比例2-1～对比例2-6，仅改变实施例1中第二次保压的压力值（包括保压时间），其余内容均等同于实施例1；从而相应的得到对比例2-1～对比例2-6。具体如表1所示。
对比例3-1～对比例3-6，仅改变实施例1中第一次保压的压力值（包括保压时间），其余内容均等同于实施例1；从而相应的得到对比例3-1～对比例3-6。具体如表1所示。
对比例4-1～对比例4-10，取消实施例1中的2步保压法，而改成一次保压；压力及保压时间如表1所示；其余内容等同于实施例1。具体如表1所示。
表1、经不同压力和保压时间处理的人工林衫木的密度（单位：g/cm3）
（人工林衫木的初始密度为0.61g/cm3）
Figure BDA0000447005700000031
Figure BDA0000447005700000041
可见，只有采用本发明所述的工艺条件，才可以有效将人工林衫木的密度提升到1.0g/cm3以上。而且，采用流体高静压加工人工林衫木，加工后的密度并不随压力和保压时间的增加而递增，而是存在一个较优压力和保压时间的组合。
实施例2、将实施例1中生长年限为25年、直径约为20～25cm的人工林衫木改成生长年限为20年、直径约为13～16cm的人工林衫木；其余同实施例1。
经上述处理后，人工林衫木的密度由原始的0.59g/cm3上升为1.12g/cm3。
实施例3、将实施例1中生长年限为25年，直径约为20～25cm的人工林衫木改成生长年限为30年，直径约为25～29cm中的人工林衫木。其余同实施例1。
经上述处理后，密度由原始的0.63g/cm3上升为1.08g/cm3。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.提升人工林木材密度的方法，其特征是包括以下步骤：
1）、将人工林木材进行密封；
2）、将经步骤1）密封处理后的人工林木材先于200MPa保压处理4～6分钟，然后于400Mpa保压处理4～6分钟。
2.根据权利要求1所述的提升人工林木材密度的方法，其特征是：
所述人工林木材为直径≤30cm的人工林木材。
3.根据权利要求1或2所述的提升人工林木材密度的方法，其特征是：人工林木材为杉木、松木、杨木、泡桐或桉树砍伐后所得的木材。
4.根据权利要求3所述的提升人工林木材密度的方法，其特征是：所述步骤1）中，用聚乙烯塑料膜对人工林木材进行包裹，从而实现密封。
5.根据权利要求4所述的提升人工林木材密度的方法，其特征是：所述步骤2）中，将经步骤1）密封处理后的人工林木材先于200MPa保压处理5分钟，然后于400Mpa保压处理5分钟。
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