CN108943208B - 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 - Google Patents
一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108943208B CN108943208B CN201810891387.2A CN201810891387A CN108943208B CN 108943208 B CN108943208 B CN 108943208B CN 201810891387 A CN201810891387 A CN 201810891387A CN 108943208 B CN108943208 B CN 108943208B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compression
- solid wood
- area
- plate
- dry
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
- B27D1/00—Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring
- B27D1/04—Joining wood veneer with any material; Forming articles thereby; Preparatory processing of surfaces to be joined, e.g. scoring to produce plywood or articles made therefrom; Plywood sheets
- B27D1/08—Manufacture of shaped articles; Presses specially designed therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，调节实木板材厚度方向各层的含水率，在实木板材内部厚度方向形成干区和湿区，且干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上，调整干区和湿区的位置分布，再用热压机压缩，在实木板材的湿区形成高密度压缩层，得到密度分布可控的实木压缩密实化板材。本发明可以对实木板材进行精准压缩，使得木材的密实化层与未压缩层的位置分布精准可控；此外，本发明具有更为优越的力学性能和尺寸稳定性，进一步提高了压缩木材的品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种实木压缩密实化板材生产方法，特别是密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，涉及实木木材加工领域。
背景技术
木材压缩技术最早出现于20世纪30年代的美国和德国，最初的压缩木使用在军用飞机上，用来替代金属材料，目的是防止被雷达发现。直到20世纪90年代，以改善软质木材的性能、拓宽人工林木材的应用范围为目标的木材压缩技术研究，才受到世界各国学者和产业界的重视。
经过20多年的研究，木材压缩技术，在木材软化、压缩木材的力学性能控制、压缩变形固定等方面逐步得到完善，并形成了原木整形压缩、锯材整体压缩、单板压缩、锯材表面压缩，以及高频加热软化和变形固定等压缩木加工技术体系。井上雅文开发的180℃的饱和蒸汽压力(相当于10Kg压力)处理10分钟或者200℃的饱和蒸汽压力(相当于15Kg压力)处理2分钟的压缩变形固定技术，可以使压缩变形得到永久固定。这项技术的开发从材料的尺寸稳定性角度，对木材压缩技术的应用向前推进了一步。但由于材料加工的设备复杂，且设备成本及生产成本很高，到目前为止，这些木材整体压缩技术并未实现工业化应用。
上述的压缩技术都是将木材作为一个整体进行软化和压缩的。这种压缩方式下，木材力学性能的提高主要依赖于压缩率的增加。但提高压缩率会增加压缩木的制造成本。针对这个问题，很多学者开展了各种方式的表层压缩研究，目的是期望在较低的压缩率下提高木材的表面密度和硬度。涂登云等将干燥杨木在180℃下预热350秒后，进行高温热软化压缩，获得了表层密度相对较大的表面压缩木材，但是这种压缩方式获得的表层密实化木材，从密度分布结果可以看出，中间部分实际上也被压缩了。这种压缩木材经过200℃、4小时的常压后热处理固定后，回弹率最低可以低至3％。Zhan JF等将基本密度为319kg/m3的冷杉气干材表面喷水后，直接放在160℃或者180℃的热压机上压缩，0.4分钟内从28mm压缩至23.5mm，可以获得峰值密度大于650kg/m3的上、下表面均被密实化的木材，但密实化层的厚度非常有限(或者非常小)，而且密度分布不能控制。这项研究也做了常压后热处理固定实验，结果表明热处理后最大可以使尺寸稳定性提高40％。Clevan Lamason和Meng Gong采用对杨木板材表面(深1mm)浸泡于煮沸的水中5min后，用145℃、175℃和205℃的热压机压缩的方式，获得了单面表面密度较大的压缩木材。又对145℃压缩的木材进行了温度为190℃、200℃和210℃的常压后热处理进行压缩变形固定，可以使回弹率降低至3％。
Inoue M、Gabrielli C、刘君良等报道了采用木材表层浸渍酚醛树脂和三聚氰胺树脂等化学聚合物后进行木材表层压缩，能够获得表面性能和尺寸稳定显著改善的压缩木材，但由于存在有害物质释放的问题，限制了其推广应用。
因此，如何实现低压缩率下大幅度提高低密度木材的密度和强度，且压缩变形不回弹，而且压缩密实化木材的加工过程中和使用过程不会对环境造成污染，工艺容易实现，成为木制品行业普遍关注的前沿研究之一。随着高质量阔叶材资源的减少，低密度材的增值利用受到木材科学与技术领域的重视，开发人工林速生材的高品质利用技术具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法。本发明可以对实木板材进行精准压缩，使得木材的密实化层与未压缩层的位置分布精准可控；此外，本发明具有更为优越的力学性能和尺寸稳定性，进一步提高了压缩木材的品质。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，调节实木板材厚度方向各层的含水率，在实木板材内部厚度方向形成干区和湿区，且干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上，调整干区和湿区的位置分布，再用热压机压缩，在实木板材的湿区形成高密度压缩层，得到密度分布可控的实木压缩密实化板材。
上述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，调节实木板材的含水率是通过浸水和/或干燥的手段，使得实木板材干湿界面移动,实木板材内低含水率层形成干区，实木板材内高含水率层形成湿区，并实时检测干区和湿区的屈服应力，保证干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，所述的实木压缩密实化板材包括压缩层在木材表面的表层密实化板材、压缩层在木材厚度方向中间的中间层密实化板材或压缩层在木材厚度方向中心的中心层密实化板材。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，表层压缩密实化板材的调整含水率的方法是先将实木板材干燥至含水率在15％以下；再将木材封端后浸水或者不封端喷水，增加木材表面的含水率，在木材表面形成湿区，通过控制浸水时间或者喷水量，使得木材内部干湿界面移动，从而调节木材表面湿区与木材内部干区的位置分布，以及调节木材表面湿区与木材内部干区之间的屈服应力差。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，中间层密实化板材或中心层密实化板材的调整含水率的方法是，将实木板材的含水率调整至15％以上，对木材封端，再对木材进行干燥处理，木材厚度方向从外向内形成含水率梯度，从而在木材表面形成干区，在木材内部形成湿区；再将板材置于热压机夹持下加热，板材内部干湿界面移动，从而调节木材表面干区与木材内部湿区的位置分布，以及调节木材表面干区与木材内部湿区之间的屈服应力差。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，干湿界面移动的公式为：
TS为热压机夹持下加热时的实木板材的表面温度℃；TV为水沸腾点温度℃；T0为木材初始温度；K1、K2分别为湿区、干区木材导热系数W/m·K；h为木材厚度m；D1为湿区木材导温系数m2/h；ρL为木材界面蒸发单位体积水分的重量kg/m3；t为热压机夹持下的加热时间；S为时间t时界面距板面距离m；L为界面水分的蒸发潜热kJ/kg。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，将实木板材置于热压机上压缩，具体是将实木板材置于热压机上，启动热压机并以100～150℃的温度，2～7mm/min的压缩速度，3MPa以上的压力对实木板材进行压缩，用位移传感器实时检测和控制压缩层厚度。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，封端是通过骨胶、石蜡或沥青对实木板材的端头进行封涂。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，压缩完成后，先在热压机上保持5分钟,再将热压机的压力降低至1MPa，保持30分钟以上；打开热压机，从压板上取出木材，放入热处理窑内，进行180℃以上的高温热处理定型，定型前先将压缩板材干燥至含水率10％以下；窑内温度升高至目标温度后，再向热处理窑内通入水蒸气，使窑内压力达到0.25MPa以上，并保持1小时以上；最后先降低窑内压力至0.1MPa，之后降低木材温度至60温度以下，从窑内取出，最后放入高湿环境下调整木材含水率至8％以上。
前述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法中，所述的实木压缩密实化板材还包括具有多层压缩层的多层密实化板材，多层密实化板材是先将实木板材加工成具有上、下两个压缩层的表层密实化板材，再继续放在热压机上，用热压板进行接触式干燥，进一步调整板材内部厚度方向的干湿界面，并再次压缩，得到具有多个压缩层的多层密实化板材。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过调整实木板材的含水率，在实木板材内部厚度方向形成干区和湿区，且干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上；并通过调节干区和湿区的位置分布，实现实木压缩密实化板材的密度分布可控。由于本发明可以对实木板材的密实化层与未压缩层的位置分布精准调控，实现精准压缩，一方面有效地节约了木材、提高了产品的品质和性能，另一方面可以实现木材产品的个性化定制，扩大普通木材的使用领域，提高普通木材的价值。
(2)进一步地,本发明的实木压缩密实化板材包括压缩层在木材表面的表层密实化板材、压缩层在木材中间的中间层密实化板材或压缩层在木材中心的中心层密实化板材；申请人对表层密实化板材、中间层密实化板材和中心层密实化板材的调整含水率的方法、以及通过调整含水率调节干区和湿区的位置分布的方法进行了具体限定和优选，从而实现了实木板材厚度方向任何区域的定向压缩密实化，大大提高了产品的使用范围和实用性。
(3)再进一步地，申请人经试验发现调整含水率时的干湿界面移动的函数公式为
，通过该函数关系式可以精确地得到热压机夹持下的加热时间和夹持温度(也即热压机夹持下加热时的实木板材的表面温度)下干湿界面的移动规律，从而获得热压机夹持下的加热时间和夹持温度与干区、湿区变化的精确关系，从而进一步对实木板材进行精准压缩，使得木材的密实化层与未压缩层的位置分布精准可控。
(4)本发明还对实木压缩密实化板材的防变形固定处理作了改进，改进后的密实化板材在吸湿回弹率、吸水回弹率方面具有极为优秀的性能，而且大大提高了产品的MOE、MOR、硬度和表面硬度等性能，进一步提高了压缩木材的品质。
附图说明
附图1是调节实木板材含水率形成干区和湿区的示意图；
附图2是未压缩的杨木素板的密度分布图；
附图3是干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa时杨木上、下表层压缩5mm的表层压缩密实化的密度分布图；
附图4是干区和湿区的屈服应力差在0.10MPa时，杨木实木板材采用本发明上、下表层压缩5mm的压缩密实化的方法压缩的板材密度分布图；
附图5是干区和湿区的屈服应力差在0.16MPa时，杨木实木板材采用本发明上、下表层压缩7mm的压缩密实化方法压缩的板材密度分布图；
附图6是按照本发明生产工艺生产出的实木压缩密实化板材效果照；
附图7是杨木上、下表层压缩10mm的表层压缩密实化的密度分布图；
附图8是坎诺漆的中间层压缩密实化的密度分布图；
附图9是杨木中心层压缩5mm的中心层压缩密实化板材的密度分布图；
附图10是杨木中心层压缩10mm的中心层压缩密实化板材的密度分布图；
附图11是杨木3个压缩层(上、下表层加中心层)的密度分布图；
附图12是杨木5个压缩层(上、下表层、两个中间层、1个中心层)的密度分布图；
附图13是按照本发明生产工艺生产出的实木压缩密实化板材实照；
图14是按照本发明生产工艺生产出的多层压缩密实化板材实照。
具体实施方式
实施例1：一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，通过浸水和/或干燥的手段调节实木板材厚度方向各层的含水率，在实木板材内部厚度方向低含水率层形成干区，在实木板材内部厚度方向高含水率层形成湿区，在干区和湿区的交界处形成干湿界面，如附图1所示，附图1是调节实木板材含水率形成干区和湿区的示意图，横坐标x为板材厚度方向位置，纵坐标为对应横坐标位置的含水率。图中，区域1为干区，区域2为湿区，区域1和区域2的交界面为干湿界面。且因为干区和湿区含水率的不同，导致干区和湿区的屈服应力也不同，通过调整干区和湿区的含水率还可以调整屈服应力差，通过调整含水率来调整板材在厚度方向干区和湿区的位置分布，并实时检测检测干区和湿区的服应力，保证干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上。附图2是未压缩的杨木素板的密度分布图,横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)；附图3是干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa时杨木上、下表层压缩5mm的表层压缩密实化的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)。从附图3可以看出，屈服应力差在0.2MPa时，本发明可以有效地、准确地实现实木板材的表层压缩密实化。附图4是干区和湿区的屈服应力差在0.10MPa时，杨木实木板材采用本发明上、下表层压缩5mm的压缩密实化的方法压缩的板材密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3),从图4可以看出屈服应力差在0.10MPa时无法得到压缩层。附图5是干区和湿区的屈服应力差在0.16MPa时，杨木实木板材采用本发明上、下表层压缩7mm的压缩密实化方法压缩的板材密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3),从图5可以看出屈服应力差在0.16MPa时无法得到压缩层。进一步地，本发明是通过浸水和/或干燥等调节含水率的手段使得实木板材干湿界面移动，从而调整干区和湿区的位置分布，并保证干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上，再将实木板材置于热压机上以100～150℃的温度，2～7mm/min的压缩速度，3MPa以上的压力对实木板材进行压缩，用位移传感器实时检测和控制压缩层厚度。在实木板材的湿区形成高密度压缩层，得到密度分布可控的实木压缩密实化板材。
所述的实木压缩密实化板材包括压缩层在木材表面的表层密实化板材、压缩层在木材厚度方向中间的中间层密实化板材或压缩层在木材厚度方向中心的中心层密实化板材。
表层密实化板材的调整含水率的方法是先将实木板材干燥至含水率在15％以下；再将木材用骨胶、石蜡或沥青封端后浸水或者不封端喷水，增加木材表面的含水率，在木材表面形成湿区，通过控制浸水时间或者喷水量使得木材内部干湿界面移动，从而调节木材表面湿区与木材内部干区的位置分布，以及调节木材表面湿区与木材内部干区之间的屈服应力差。
中间层密实化板材或中心层密实化板材的调整含水率的方法是，将实木板材的含水率调整至15％以上，对木材端头用骨胶、石蜡或沥青封端，再对木材进行干燥处理，干燥处理可以是采用接触或非接触式热传导干燥，作为优选可以选择热压机热压板的接触式干燥方式，这种干燥方式干燥效率高、干燥效果好。干燥处理中，木材厚度方向(横向)从外向内形成含水率梯度，从而在木材表面形成干区，在木材内部形成湿区，在干区和湿区的交界处形成干湿界面；通过调整干燥温度和时间使得木材内部干湿界面移动，从而调节木材表面干区与木材内部湿区的位置分布，以及调节木材表面干区与木材内部湿区之间的屈服应力差。
采用接触式干燥调整干区和湿区的干湿界面移动的公式为：
上式中，TS为热压机夹持下加热时的实木板材的表面温度℃；TV为水沸腾点温度℃；T0为木材初始温度；K1、K2分别为湿区、干区木材导热系数W/m·K；h为木材厚度m；D1为湿区木材导温系数m2/h；ρL为木材界面蒸发单位体积水分的重量kg/m3；t为热压机夹持下的加热时间；S为时间t时界面距板面距离m；L为界面水分的蒸发潜热kJ/kg。如附图1所示。通过上述公式即可定量、确定地通过调整热压机夹持下的加热时间t、热压机夹持下加热时的实木板材的表面温度TS来计算得到干湿界面的移动位置，从而更为精确地得到干区和湿区的位置分布，得到密度分布可控的实木压缩密实化板材。
所述的图6是按照本发明生产工艺生产出的实木压缩密实化板材效果照，从附图6可以看出，本发明可以生产得到表层压缩板材、中间层压缩板材、中心层压缩板材及多层压缩板材多种密实化板材。
作为优选，本发明所述的实木压缩密实化板材还包括具有多层压缩层的多层密实化板材。多层密实化板材是先将实木板材加工成具有上、下两个压缩层的表层密实化板材，再继续放在热压机上，进行传导式加热120s以上，进一步调整板材内部厚度方向的干湿界面，并再次压缩，得到具有两个压缩表层和两个压缩中间层的多层压缩层的多层密实化板材。如果板材足够厚，这个过程可以继续延续，至4个以上的压缩层，即两个压缩表层、两个压缩中间层和一个压缩中心层，如附图14所示。
实施例2：表层压缩密实化板材的具体制造方法：
单表面(仅一个表面)压缩工艺：
将含水率在气干含水率值以下(10％以下)的板材单面浸水或者在水面上漂浮或者湿润后，使表面含水率大于20％，之后放在单面压板加热至100～150℃热压机的上，浸水面要与加热板同侧，以2～7mm/min的速度连续压缩，压力3MPa以上，直至压缩到目标厚度，形成浸水且加热面被压缩的单面压缩木材；
上下两个表面压缩工艺：
初含水率小于15％的气干材至绝干材：封端后浸水或者不封端喷水，增加木材表面的含水率，增加量为20g/m2以上，形成木材表面的湿区与内部的干区之间0.2MPa以上的屈服应力差。之后放在加热至100～150℃热压机上，以2～7mm/min的速度连续压缩，压力3MPa以上，直至压缩到目标厚度，形成上下两个表面都被压缩的双面压缩木材。
所述的附图3是杨木上、下表层压缩5mm的表层压缩密实化的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)，附图7是杨木上、下表层压缩10mm的表层压缩密实化的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)。从附图3和附图7可以证明，本发明可以有效地、准确地实现实木板材的上、下表层压缩密实化。
实施例3：中间层压缩密实化板材的具体制造方法：
将含水率大于15％的板材的端头(横截面)用骨胶、石蜡、沥青等木材端头封涂用材料涂刷后，采用接触式(热压板)热传导的方法，在100℃以上进行时间60s以上的夹持干燥处理，使板材的干湿界面移动到预定位置，并使得板材的干区和湿区的屈服应力差在0.25MPa，并用位移传感器控制最终的压缩量，之后用100～150℃热压机压缩，以2～7mm/min的速度连续压缩，压力3MPa以上，即可形成表面不压缩，而内部形成两个压缩层的压缩密实化的中间层压缩密实化木材。
所述的附图8是坎诺漆的中间层压缩密实化的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)，从附图8可以看出，中间层压缩密实化后在板材厚度方向的中间层形成两个中间层压缩层。
实施例4：中心层压缩密实化板材的具体制造工艺：
将含水率大于15％的板材的端头(横截面)用骨胶、石蜡、沥青等木材端头封涂用材料涂刷后，采用接触或非接触式热传导的方法，在100℃以上的干燥处理，干燥时间大于5分钟以上，使板材表面与板材中心1～6mm的范围内形成0.2MPa以上的屈服应力差，压缩量设定为1～6mm，之后用100～150℃热压机压缩，以2～7mm/min的速度连续压缩，压力3MPa以上，即可形成表面不压缩，而正中心被压缩密实化的中心层压缩密实化木材。
所述的附图9是杨木中心层压缩5mm的中心层压缩密实化板材的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)，附图10是杨木中心层压缩10mm的中心层压缩密实化板材的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)。从附图9和附图10可以看出，本发明可以有效地、准确地实现实木板材的中心层压缩密实化。
实施例5：多层压缩密实化板材的具体制造工艺：
将按照上下两个表面压缩工艺压缩的木材，继续放在热压机上，进行传导式加热120s以上，再次压缩，即可在表面压缩密实化的基础上，增加两个中间层被压缩密实化的压缩层，如果板材足够厚，这个压缩密实化过程可以一直延续下去，直到形成中心层压缩密实化为止。
压缩完成后，在压机上保持5分钟后，压力降低至1MPa，保持30分钟以上；打开压机，从压板上取出木材，放入密闭的热处理窑内，干燥至含水率10％以下，直接进行180℃以上的高温热处理定型。热处理温度达到180℃后，将热处理窑内通入水蒸气，使窑内压力达到0.25MPa以上，并保持1小时以上。先降低窑内压力至0.1MPa，之后降低温度至60温度以下，从窑内取出，可以得到压缩变形回弹率小于3％的分层压缩密实化板材。
所述的附图11是杨木3个压缩层(上、下表层加中心层)的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)，附图12是杨木5个压缩层(上、下表层、两个中间层、1个中心层)的密度分布图，横坐标为板材下表面至上表面的距离(mm)，纵坐标为对应横坐标位置的木材密度(g/cm3)。
所述的图13是按照本发明生产工艺生产出的实木压缩密实化板材实照，从左往右依次为表层压缩5mm、10mm的密实化板材、中心层压缩5mm、10mm的密实化板材和未压缩的素板。图14是按照本发明生产工艺生产出的多层压缩密实化板材实照，左侧为双表层和中心层的多层压缩密实化板材，右侧为双表层、双中间层和中心层的多层压缩密实化板材。
Claims (8)
1.一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：调节实木板材厚度方向各层的含水率，在实木板材内部厚度方向形成干区和湿区，且干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上，调整干区和湿区的位置分布，再用热压机压缩，在实木板材的湿区形成高密度压缩层，得到密度分布可控的实木压缩密实化板材；调节实木板材的含水率是通过浸水和/或干燥的手段，使得实木板材干湿界面移动,实木板材内低含水率层形成干区，实木板材内高含水率层形成湿区，并实时检测干区和湿区的屈服应力，保证干区和湿区的屈服应力差在0.2MPa以上；所述的干湿界面移动的公式为：
TS为热压机夹持下加热时的实木板材的表面温度℃；TV为水沸腾点温度℃；T0为木材初始温度；K1、K2分别为湿区、干区木材导热系数W/m·K；h为木材厚度m；D1为湿区木材导温系数m2/h；ρL为木材界面蒸发单位体积水分的重量kg/m3；t为热压机夹持下的加热时间；S为时间t时界面距板面距离m；L为界面水分的蒸发潜热kJ/kg。
2.根据权利要求1所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：所述的实木压缩密实化板材包括压缩层在木材表面的表层密实化板材、压缩层在木材厚度方向中间的中间层密实化板材或压缩层在木材厚度方向中心的中心层密实化板材。
3.根据权利要求2所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：表层压缩密实化板材的调整含水率的方法是先将实木板材干燥至含水率在15％以下；再将木材封端后浸水或者不封端喷水，增加木材表面的含水率，在木材表面形成湿区，通过控制浸水时间或者喷水量，使得木材内部干湿界面移动，从而调节木材表面湿区与木材内部干区的位置分布，以及调节木材表面湿区与木材内部干区之间的屈服应力差。
4.根据权利要求3所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：中间层密实化板材或中心层密实化板材的调整含水率的方法是，将实木板材的含水率调整至15％以上，对木材封端，再对木材进行干燥处理，木材厚度方向从外向内形成含水率梯度，从而在木材表面形成干区，在木材内部形成湿区；再将板材置于热压机夹持下加热，板材内部干湿界面移动，从而调节木材表面干区与木材内部湿区的位置分布，以及调节木材表面干区与木材内部湿区之间的屈服应力差。
5.根据权利要求1所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：将实木板材置于热压机上压缩，具体是将实木板材置于热压机上，启动热压机并以100～150℃的温度，2～7mm/min的压缩速度，3MPa以上的压力对实木板材进行压缩，用位移传感器实时检测和控制压缩层厚度。
6.根据权利要求1所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：封端是通过骨胶、石蜡或沥青对实木板材的端头进行封涂。
7.根据权利要求1所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：压缩完成后，先在热压机上保持5分钟,再将热压机的压力降低至1MPa，保持30分钟以上；打开热压机，从压板上取出木材，放入热处理窑内，进行180℃以上的高温热处理定型，定型前先将压缩板材干燥至含水率10％以下；窑内温度升高至目标温度后，再向热处理窑内通入水蒸气，使窑内压力达到0.25MPa以上，并保持1小时以上；最后先降低窑内压力至0.1MPa，之后降低木材温度至60℃以下，从窑内取出，最后放入高湿环境下调整木材含水率至8％以上。
8.根据权利要求2所述的密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法，其特征在于：所述的实木压缩密实化板材还包括具有多层压缩层的多层密实化板材，多层密实化板材是先将实木板材加工成具有上、下两个压缩层的表层密实化板材，再继续放在热压机上，用热压板进行接触式干燥，进一步调整板材内部厚度方向的干湿界面，并再次压缩，得到具有多个压缩层的多层密实化板材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810891387.2A CN108943208B (zh) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 |
| JP2021504401A JP7164246B2 (ja) | 2018-08-07 | 2018-12-19 | 密度分布の制御可能な無垢板材の圧密化製造方法 |
| PCT/CN2018/121944 WO2020029507A1 (zh) | 2018-08-07 | 2018-12-19 | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810891387.2A CN108943208B (zh) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108943208A CN108943208A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108943208B true CN108943208B (zh) | 2019-10-29 |
Family
ID=64468250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810891387.2A Active CN108943208B (zh) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7164246B2 (zh) |
| CN (1) | CN108943208B (zh) |
| WO (1) | WO2020029507A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3732007A4 (en) | 2017-12-29 | 2022-03-09 | Ahf, Llc | COMPACT WOOD AND METHOD OF MANUFACTURE |
| CN108943208B (zh) * | 2018-08-07 | 2019-10-29 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 |
| JP7292718B2 (ja) * | 2019-07-17 | 2023-06-19 | 飛騨産業株式会社 | 圧縮木材及びその製造方法 |
| CN114630741A (zh) * | 2019-11-29 | 2022-06-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 层压木板的制造方法 |
| CN112339042B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-20 | 安徽科居新材料科技有限公司 | 一种隔热胶合板及其制造方法 |
| CN113172917B (zh) * | 2021-04-20 | 2022-12-27 | 福州万盛新型材料有限公司 | 一种无纺布辊的生产工艺及辊筒 |
| CN113211587B (zh) | 2021-05-25 | 2022-03-18 | 久盛地板有限公司 | 表层压缩增强超稳定实木地采暖地板板材的生产方法 |
| CN114147827A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-08 | 黄荣凤 | 基于水分分布调控的实木层状压缩方法 |
| CN115139380B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-05-09 | 华南农业大学 | 一种木材强化处理方法及其碳素材料 |
| CN116533339A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-08-04 | 西昌学院 | 一种单侧压缩层定位定量压缩木材的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19913775A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-09-28 | Deibl Hans Juergen | Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus biegbarem Holz |
| JP2004345175A (ja) | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Eidai Co Ltd | 木材の熱処理方法 |
| CN103753664B (zh) * | 2013-02-04 | 2016-08-31 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种压缩木及其制备方法 |
| CN106217566B (zh) * | 2016-08-18 | 2019-08-20 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种木材表层压缩层渐进增厚的生产方法 |
| CN107116627B (zh) * | 2017-05-08 | 2019-10-29 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 木材层状压缩的压缩层位置控制方法 |
| CN107263657A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-10-20 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 木材层状压缩的压缩层厚度控制方法 |
| CN107414981A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-12-01 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 层状压缩木材的连续性生产方法 |
| CN108943208B (zh) * | 2018-08-07 | 2019-10-29 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 |
-
2018
- 2018-08-07 CN CN201810891387.2A patent/CN108943208B/zh active Active
- 2018-12-19 WO PCT/CN2018/121944 patent/WO2020029507A1/zh active Application Filing
- 2018-12-19 JP JP2021504401A patent/JP7164246B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7164246B2 (ja) | 2022-11-01 |
| WO2020029507A1 (zh) | 2020-02-13 |
| CN108943208A (zh) | 2018-12-07 |
| JP2021535848A (ja) | 2021-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108943208B (zh) | 一种密度分布可控的实木压缩密实化板材生产方法 | |
| CN102107446B (zh) | 一种表面增强实木型材及其制造方法 | |
| EP2255937B1 (en) | Manufacturing method for a surface-strengthened solid wood floor board | |
| CN103481348B (zh) | 一种整体强化实木型材及其制造方法 | |
| CN102626941B (zh) | 一种速生材表面增强制造方法及其型材 | |
| WO2011075960A1 (zh) | 一种木质型材及其制备方法 | |
| CN108724392B (zh) | 一种弯曲实木的制备方法 | |
| JPH07299810A (ja) | 加熱プレス装置 | |
| CN105965638A (zh) | 微波处理重组材及其制备方法 | |
| CN103753659B (zh) | 一种竹集成材及其制造方法 | |
| CN107116627B (zh) | 木材层状压缩的压缩层位置控制方法 | |
| CN102581911A (zh) | 双层实木地热地板生产方法 | |
| CN103465322A (zh) | 一种采用等离子体技术制造重组竹的方法 | |
| CN102626940A (zh) | 一种实木型材改良方法及其型材 | |
| US20110005641A1 (en) | Surface reinforced solid wood profiles, flooring and manufacturing method | |
| CN102554992A (zh) | 一种表面增强型木材型材及其制造方法 | |
| CN102990759B (zh) | 浸渍压缩强化地板及其制造方法 | |
| CN107322724B (zh) | 木材横纹压缩下的密度梯度的控制方法 | |
| CN110497484A (zh) | 一种高强耐候竹质复合材料及其制造方法 | |
| CN104339431A (zh) | 一种树脂化表面处理重组竹的制作方法 | |
| JPH0716964A (ja) | 積層材及びその製造方法 | |
| CN107891504A (zh) | 桉木芯板的干燥方法 | |
| CN107042569A (zh) | 一种地暖用实木地板的加工方法 | |
| CN102941609A (zh) | 一种压缩型材的制备方法 | |
| Hwang et al. | Hardness and Dimensional Stability of Radiata Pine (Pinus radiata D. Don) Heat-Compressed Wood-Effect of Press Temperature & Time |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230801 Address after: 313000 no.3998 xunlian highway, Nanxun Town, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: JIUSHENG WOOD Co.,Ltd. Address before: 100091, No. 2 hospital, Xiangshan Road, East Haidian District, Beijing Patentee before: RESEARCH INSTITUTE OF WOOD INDUSTRY, CHINESE ACADEMY OF FORESTRY |
|
| TR01 | Transfer of patent right |