CN105928818A - 一种枫香木材的干燥试验方法 - Google Patents

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刘成倩
张双燕
武恒
董宏敢
董廷刚
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Abstract

本发明提供的一种枫香木材的干燥试验方法，其特征在于包括以下步骤：第一、分选预处理步骤；第二、蒸煮水热处理步骤；第三、利用百度试验法确定枫香木材的干燥特性步骤；第四、干燥处理步骤。本实验干燥方法有效的提高枫香木材和木制品的形状与尺寸稳定性，防止枫香木材在处理过程中开裂等问题的产生。干燥质量大大提高，干燥废品率降低，填补了国内关于枫香木材干燥处理的空白，且各项性能均能达到国家标准。

Description

一种枫香木材的干燥试验方法
技术领域
本发明涉及一种能够有效提高枫香木材干燥质量的干燥方法，属于木材加工技术领域。
背景技术
枫香木材生长迅速，木材结构细致，韧性大，硬度、强度及密度适中，现有极为丰富的资源，在我们森力资源严重匮乏的情况下，枫香木材是一种有很高利用价值的速生阔叶材。但是由于枫香木材纹理交错扭曲，使得其干燥较难，在干燥过程中存在易裂、翘曲，变形严重等缺陷，交错纹理使得机械加工困难，刀具损坏严重，严重影响此木材的直接使用，造成木材资源的极大浪费。
木材干燥是目前有效提高木材和木制品的形状与尺寸稳定性，防止木材开裂的重要手段。据申请人了解，使用目前常规的干燥工艺手段得到的木材干燥质量差、干燥废品率高，针对枫香木材有效的干燥方法目前尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种加热干燥均匀、既能保持木材原有品质又不会造成木材变形、干裂、翘曲的枫香木材干燥试验方法，该方法提高了枫香木材的干燥质量、降低干燥废品率。
为了达到以上目的，本发明的1.一种枫香木材的干燥试验方法，其特征在于包括以下步骤：
第一、分选预处理步骤
将枫香木材原料加工成规格均为200mm*100mm*20mm的木材试件，将试件四面即弦切面和径切面进行抛光处理，挑选无可见缺陷且含水率大于50％的弦切板；
将枫香木材原料加工成规格均为200mm*100mm*20mm的木材试件，将试件四面即弦切面和径切面进行抛光处理，挑选无可见缺陷且含水率大于50％的弦切板；
第二、水热蒸煮处理步骤
首先，将挑选出来的弦切板平均分为9组，每组不少于4块；
其次，将9组弦切板在三种不同时间和温度条件下进行正交试验；处理之后取出分别擦干并测量每块板材的质量及其尺寸；正交试验因素和水平选取如下：
表1正交试验因素和水平选取
再次，将经过上一步处理的每组弦切板同时放入100±3℃的电热恒温鼓风干燥箱内进行第一次干燥；每隔1h取出并于每组弦切板的相同部位测量其质量和尺寸，直至绝干；观察各个阶段的变形及开裂情况，并根据以下公式进行试验评分：
总分＝100Y-100V+N+Δ；
公式(1)中：Y为差异干缩率；V为干燥速度；N为内裂数；Δ为端面最大变形量；其总分数值越小干燥效果越好；
然后，根据上一步试验评分结果选择最佳时间和温度条件，最佳蒸煮温度为100℃，蒸煮时间均为4h。
第三、利用百度试验法确定枫香木材的干燥特性步骤
1)试样的处理：据百度试验法的试验要求，重新选取不少于8块弦切板试件；再在经第二步骤确定的蒸煮温度100℃及蒸煮时间4h的条件下进行水热蒸煮处理；
2)干燥前称重、测量：干燥开始前，用铅笔在1)步骤中的弦切板试件上标记测量点并进行尺寸和称重；
3)烘干：尺寸测量和称重后的弦切板试件竖直放在100±3℃的电热恒温鼓风干燥箱内进行烘干处理。观察并记录每个弦切板试件在初期端裂、截面变形和翘曲方面的缺陷，每隔1小时测量记录一次尺寸并进行称重；
4)烘干后的称重、测量：待测得相邻2次重量不再发生变化时，停止烘干；并记录后期的扭曲、顺弯以及瓦弯变形情况；然后取出试件从中间锯断；并记录每块弦切板试样的断面内裂数及截面变形程度；再根据每个阶段的干燥缺陷对照相应的国家标准表进行等级确定与干燥标准的确定；
第四、干燥处理步骤
根据第三步百度试验法各时期的干燥缺陷等级确定干燥条件，并根据树种、木材规格和用途编制干燥基准，如表4所示；并按干燥基准表对枫香木材进行干燥处理；
表4枫香木材干燥基准表
第五、干燥质量的检测步骤
对经过第四步骤终了干燥处理的弦切板试样平均终含水率、厚度上含水率偏差与残余应力指标分别进行检测；其检测结果分别为12.80％、1.38％与0.72％；其平均终含水率达到国家3级标准，试样厚度上含水率偏差和平均残余应力值均达国家1级干燥质量标准。
本发明进一步限定的技术方案为：在第二步骤中所述绝干即相邻两次测量值之差不超过0.02。
进一步的，确定最优水热蒸煮工艺后，重新选择8块弦切板试件在最优水热蒸煮条件下进行预处理。
进一步的，在第三步骤的2)中，干燥前尺寸、称重测量，其测量尺寸精确至0.001mm；重量精确至0.001g。
本发明的有益效果：本实验干燥方法有效的提高枫香木材和木制品的形状与尺寸稳定性，防止枫香木材在处理过程中开裂等问题的产生。干燥质量大大提高，干燥废品率降低，填补了国内关于枫香木材干燥处理的空白，且各项性能均能达到国家标准。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的试验流程框图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的一种枫香木材的干燥试验方法，基本试验流程框图如图1所示，其具体详细的试验干燥方法步骤为：
第一、分选预处理步骤
将枫香木材原料加工成规格均为200mm*100mm*20mm的木材试件，将试件四面即弦切面和径切面进行抛光处理，挑选无可见缺陷且含水率大于50％的弦切板；
第二、水热蒸煮处理步骤
首先，将挑选出来的弦切板平均分为9组，每组4块；
其次，将9组弦切板在三种不同时间和温度条件下进行36次正交试验；处理之后取出分别擦干并测量每块的质量及其尺寸；正交试验因素和水平选取如下：
表1正交试验因素和水平选取
再次，将经过上一步处理的每组弦切板同时放入103℃的电热恒温鼓风干燥箱内进行第一次干燥；每隔1h取出并于每组弦切板的相同部位测量其质量和尺寸，直至绝干即两次测量值之间不超过0.02；观察各个阶段的变形及开裂情况，并根据以下公式进行试验评分：
总分＝100Y-100V+N+Δ；
公式(1)中：Y为差异干缩率；V为干燥速度；N为内裂数；Δ为端面最大变形量；其总分数值越小干燥效果越好；
然后，根据上一步试验评分结果选择最佳时间和温度条件，最佳蒸煮温度为100℃，蒸煮时间均为4h；
第三、利用百度试验法确定枫香木材的干燥特性步骤
1)试样的处理：据百度试验法的试验要求，确定最优水热蒸煮工艺后，重新选择8块弦切板试件在最优水热蒸煮条件下进行预处理。
2)干燥前称重、测量：干燥开始前，用铅笔在1)步骤中的8块弦切板试件上标记测量点并进行尺寸和称重；尺寸精确至0.001mm；重量精确至0.001g；
3)烘干：尺寸测量和称重后的弦切板试件竖直放在100±3℃的电热恒温鼓风干燥箱内进行烘干处理。观察并记录每个弦切板试件在初期端裂、截面变形和翘曲方面的缺陷，每隔1小时测量记录一次尺寸并进行称重；
4)烘干后的称重、测量：待测得相邻2次重量不再发生变化时，停止烘干；并记录后期的扭曲、顺弯以及瓦弯变形情况；然后取出试件从中间锯断；并记录每块弦切板试样的断面内裂数及截面变形程度；再根据每个阶段的干燥缺陷进行等级确定与干燥标准的确定；干燥等级标准如下表2所示，干燥特性等级和干燥条件如表3所示：
表3干燥特性等级与干燥条件对应表(单位：℃)
第五、干燥处理步骤
根据第三步百度试验法各时期的干燥缺陷等级确定最优的干燥条件，并根据树种、木材规格和用途编制干燥基准，如表4所示；并按干燥基准表对枫香木材进行干燥处理；
表4枫香木材干燥基准表
第五、干燥质量的检测步骤
对经过第四步骤终了干燥处理的弦切板试样平均终含水率、厚度上含水率偏差与残余应力指标分别进行检测；其检测结果分别为12.80％、1.38％与0.72％；其平均终水率达到国家3级标准，试样厚度上含水率偏差和平均残余应力值均达到国家1级标准。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种枫香木材的干燥试验方法，其特征在于包括以下步骤：
第一、分选预处理步骤
将枫香木材原料加工成规格均为200mm*100mm*20mm的木材试件，将试件四面即弦切面和径切面进行抛光处理，挑选无可见缺陷且含水率大于50％的弦切板；
第二、水热蒸煮处理步骤
首先，将挑选出来的弦切板平均分为9组，每组不少于4块；
其次，将9组弦切板在三种不同时间和温度条件下进行正交试验；处理之后取出分别擦干并测量每块板材的质量及其尺寸；正交试验因素和水平选取如下：
表1正交试验因素和水平选取
再次，将经过上一步处理的每组弦切板同时放入100±3℃的电热恒温鼓风干燥箱内进行第一次干燥；每隔1h取出并于每组弦切板的相同部位测量其质量和尺寸，直至绝干；观察各个阶段的变形及开裂情况，并根据以下公式进行试验评分：
总分＝100Y-100V+N+Δ；
公式(1)中：Y为差异干缩率；V为干燥速度；N为内裂数；Δ为端面最大变形量；其总分数值越小干燥效果越好；
然后，根据上一步试验评分结果选择最佳时间和温度条件，最佳蒸煮温度为100℃，蒸煮时间均为4h；
第三、利用百度试验法确定枫香木材的干燥特性步骤
1)试样的处理：据百度试验法的试验要求，重新选取不少于8块弦切板试件；再在经第二步骤确定的蒸煮温度100℃及蒸煮时间4h的条件下进行水热蒸煮处理；
2)干燥前称重、测量：干燥开始前，用铅笔在1)步骤中的弦切板试件上标记测量点并进行尺寸和称重；
3)烘干：尺寸测量和称重后的弦切板试件竖直放在100±3℃的电热恒温鼓风干燥箱内进行烘干处理。观察并记录每个弦切板试件在初期端裂、截面变形和翘曲方面的缺陷，每隔1小时测量记录一次尺寸并进行称重；
4)烘干后的称重、测量：待测得相邻2次重量不再发生变化时，停止烘干；并记录后期的扭曲、顺弯以及瓦弯变形情况；然后取出试件从中间锯断，并记录每块弦切板试样的断面内裂数及截面变形程度；再根据每个阶段的干燥缺陷对照相应的国家标准表进行等级确定与干燥标准的确定；
第四、干燥处理步骤
根据第三步百度试验法各时期的干燥缺陷等级确定干燥条件，并根据树种、木材规格和用途编制干燥基准，如表4所示；并按干燥基准表对枫香木材进行干燥处理；
表4枫香木材干燥基准表
第五、干燥质量的检测步骤
对经过第四步骤终了干燥处理的弦切板试样平均终含水率、厚度上含水率偏差与残余应力指标分别进行检测；其检测结果分别为12.80％、1.38％与0.72％；其平均终水率达到国家3级标准，试样厚度上含水率偏差和平均残余应力值均达国家1级干燥质量标准。
2.根据权利要求1所述的枫香木材的干燥试验方法，其特征在于：在第二步骤中所述绝干即相邻两次测量值之差不超过0.02。
3.根据权利要求1所述的枫香木材的干燥试验方法，其特征在于：确定最优水热蒸煮工艺后，重新选择8块弦切板试件在最优水热蒸煮条件下进行预处理。
4.根据权利要求1所述的枫香木材的干燥试验方法，其特征在于：在第三步骤的2)中，干燥前尺寸、称重测量，其测量尺寸精确至0.001mm；重量精确至0.001g。
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