CN111823342A - 压缩木板坯的方法、用于该方法的单层热压机及由该方法制备的木板坯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于压缩木板坯的方法，所述方法包括：对待压缩的木板坯进行预压处理和热压缩处理；其中，所述预压处理包括在100‑200℃的条件下对所述待压缩的木板坯施加0.5‑1MPa的压力，持续0.1‑1h；所述热压缩处理包括在170‑210℃的条件下对所述预压处理后的木板坯施加16‑28MPa的压力持续1‑3h。通过所述方法压缩后的木板坯的含水率降低40％‑50％，密度提高30％‑240％。本发明的方法大幅缩短了木板坯的压缩周期，进而提高了木板坯的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及木材加工领域，具体而言，本发明涉及用于压缩木板坯的方法、用于该方法的单层热压机以及由该方法制备的木板坯。
背景技术
实木板坯由于密度低、稳定性差，限制了其使用范围。为解决这一问题，本领域技术人员通常对实木板坯进行压缩，经压缩处理后的实木板坯的内部组织构造会发生很大变化(例如，径切面木纤维，导管胞腔变窄，径、弦切面导管有折皱卷曲，纹孔倾斜排列，木射线扭曲变形等)，进而使得压缩后的实木板坯具有改善的力学强度、耐久性、稳定性及表面耐磨性。然而，现有的实木板坯压缩工艺周期长，进而限制了生产效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于压缩木板坯的方法，该方法的压缩工艺周期短，并且压缩后的木板坯的含水率降低40％-50％，密度提高30％-240％，从而使得木板坯的稳定性得到改善。
本发明的用于压缩木板坯的方法包括：对待压缩的木板坯进行预压处理和热压缩处理；其中，所述预压处理包括在100-200℃的条件下对所述待压缩的木板坯施加0.5-1MPa的压力，持续0.1-1h；所述热压缩处理包括在170-210℃的条件下对所述预压处理后的木板坯施加16-28MPa的压力持续1-3h。
在本发明的一些实施方式中，所述预压处理包括在100-150℃的条件下对所述待压缩的木板坯施加0.5-1MPa的压力，持续0.1-1h；或者，在190-200℃的条件下对所述待压缩的木板坯施加0.5-1MPa的压力，持续0.1-1h。
在本发明的一些实施方式中，所述热压缩处理包括：(1)压缩加湿处理：在温度为170-210℃，施加至所述预压处理后的木板坯的压力为16-28MPa的条件下，对所述木板坯的表面加湿，持续时间为0.5-1h；(2)压缩保压处理：将步骤(1)处理的木板坯维持在温度为170-210℃，压力为16-28MPa的条件下，持续0.5-2h。
在本发明的一些实施方式中，在步骤(1)中，对所述木板坯的表面加湿包括对所述木板坯的上表面和下表面施加水蒸气，所述上表面和下表面各自的水蒸汽的施加量为50-250g/m2。在一些实施方式中，所述施加量可以是50-100g/m2，或100-120g/m2，或100-150g/m2，或150-200g/m2，或200-250g/m2。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括在对所述待压缩的木板坯进行预压处理之前进行软化处理，所述软化处理包括：将所述待压缩的木板坯升温至50-90℃，并将所述待压缩的木板坯的含水率调节为15wt％～30wt％。
在本发明的一些实施方式中，将所述待压缩的木板坯的含水率调节为15wt％～30wt％包括：在所述待压缩的木板坯的表面喷水，喷水量为100-300g/m2。
在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括在进行热压缩处理之后进行泄压平衡处理，所述泄压平衡处理包括对热压缩处理后的木板坯进行泄压并随后将所述木板坯置于温度为35-40℃，湿度为40％-55％条件下，，持续48-72h。
本发明还提供一种在上述方法中使用的单层热压机，其包括上压板和下压板，所述上压板和下压板均设置有多个通气孔，其中，所述多个通气孔适于向由所述热压机进行所述热压缩处理的木板坯的上下表面喷射水蒸汽。
在本发明的一些实施方式中，所述上压板具有的通气孔的直径为1.5-5mm，相邻通气孔的间距为4-20mm；以及所述下压板具有的通气孔的直径为2-8mm，相邻通气孔的间距为4-20mm。
本发明还提供一种由上述方法制备的木板坯，压缩后的木板坯的含水率降低40％-50％，密度提高30％-240％。
本发明的用于压缩木板坯的方法降低了木板坯的压缩工艺周期，由此提高了木板坯的压缩效率。在本发明的压缩木板坯的方法中采用热压前喷水软化处理和预压处理以及在热压过程中的加湿处理使得木板坯的含水率均匀，并且，用于该方法的单层热压机的上下压板上均设置有多个通气孔，这使得在热压过程中可向木板坯表面均匀施加水蒸气而使木板坯的含水率均匀分布，由此避免了在热压过程中由于木材爆裂而产生废品，使木板坯的废品率降低。同时，由本发明的方法制备的木板坯的含水率下降、密度提高，结构稳定性高，不易发生回弹，表面轻微碳化，而且，本发明的方法是采用物理方式来处理木板坯，降低了对环境的污染。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的单层热压机的压板的示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行进一步举例说明，但是应当理解的是，下文的实施例仅仅是举例说明的目的，并无意限定本发明，本发明的范围由权利要求书限定。
实施例1.木板坯的压缩方法以及由该方法制备的木板坯
本实施例提供一种示例性的用于压缩木板坯的方法，所述方法包括：
(1)对待压缩的木板坯进行软化处理，该软化处理包括将待压缩的木板坯升温至50-90℃，在待压缩的木板坯的表面喷水，喷水量为100-300g/m2，以将待压缩的木板坯的含水率调节为15wt％～30wt％。；
(2)预压处理：其包括在100-150℃的条件下对待压缩的木板坯施加0.5-1MPa的压力，持续0.1-1h；
(3)压缩加湿处理：在温度为170-210℃，施加至预压处理后的木板坯的压力为16-28MPa的条件下，对木板坯的表面加湿持续时间为0.5-1h；其中，对木板坯的表面的加湿包括采用单层热压机的上压板和下压板分别对木板坯的上表面和下表面施加水蒸气，上表面和下表面上各自的水蒸气施加量为120g/m2；
(4)压缩保压处理：将步骤(3)处理的木板坯维持在温度为170-210℃，压力为16-28MPa的条件下，持续0.5-2h，经压缩保压处理后的木板坯的厚度方向的压缩率为10％-30％；
(5)泄压平衡处理：对步骤(4)处理之后的木板坯进行泄压并随后将木板坯置于温度为40℃，湿度为50％条件下，持续48h，其中泄压通过在0.1-0.2h内将步骤(4)处理后的木板坯的压力降低至大气压完成。
在本实施例1中采用纤皮玉蕊压缩木为例来举例说明本发明的方法对木板坯的压缩处理步骤以及压缩处理后的木板坯的性能指标，应当理解的是，本领域技术人员还可以采用本发明的方法对木地板领域常用的其他木板坯进行压缩处理，例如，本发明的压缩方法还可用于压缩杨木、番龙眼、圆盘豆、桦木等木材。
采用《GB/T15036.2-2018实木地板第2部分：检测方法》3.3.2.1部分规定的方法检测上述木板坯进行压缩前后的含水率，压缩前，室温下木板坯的含水率为8％～30％，压缩后，室温下木板坯的含水率为4％～10％，含水率降低40％～50％。采用《人造板及饰面人造板理化性能试验方法GBT17657-2013》4.2部分规定的方法检测上述木板坯压缩前后的密度，压缩前，木板坯的密度低于0.65g/cm3，压缩后，木板坯的密度为0.65～0.9g/cm3，密度提高30％～240％，厚度断面密度差异小于20％，这说明本发明的压缩方法对木板坯的压缩均匀。由本实施例的方法压缩处理后的木板坯的密度增加，含水率降低。
采用标准《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的检测方法检测上述木板坯压缩前后的耐热耐湿尺寸稳定性，通过比较，压缩后的木板坯的宽度方向耐热尺寸稳定性提高50％～70％，宽度方向耐湿尺寸稳定性提高50％～70％。由此可见，压缩后的木板坯的耐热耐湿稳定性得到提高。
实施例2.木板坯的压缩方法以及由该方法制备的木板坯
本实施例提供另一种示例性的用于压缩木板坯的方法，所述方法包括：
(1)对待压缩的木板坯进行软化处理，该软化处理包括将待压缩的木板坯升温至60-90℃，在待压缩的木板坯的表面喷水，喷水量为100-250g/m3，以将待压缩的木板坯的含水率调节为25wt％～30wt％；
(2)预压处理：其包括在190-200℃的条件下对待压缩的木板坯施加0.5-1MPa的压力，持续0.2-0.5h；
(3)压缩加湿处理：在温度为190-200℃，施加至预压处理后的木板坯的压力为19-25MPa的条件下，对木板坯的表面加湿持续时间为0.3-0.4h；其中，对木板坯的表面的加湿包括采用单层热压机的上压板和下压板分别对木板坯的上表面和下表面施加水蒸气，施加量为150g/m2；
(4)压缩保压处理：将步骤(3)处理的木板坯维持在温度为190-200℃，压力为19-25MPa的条件下，持续0.5-1h，经压缩保压处理后的木板坯的厚度方向的压缩率为10％-30％；
(5)泄压平衡处理：对步骤(4)处理之后的木板坯进行泄压并随后将木板坯置于温度为38℃，湿度为45％条件下，持续72h，其中泄压通过在0.1-0.2h内将步骤(4)处理后的木板坯的压力降低至大气压完成。
在本实施例2中采用纤皮玉蕊压缩木为例来举例说明本发明的方法对木板坯的压缩处理步骤以及压缩处理后的木板坯的性能指标，应当理解的是，本领域技术人员还可以采用本发明的方法对木地板领域常用的其他木板坯进行压缩处理。例如，本发明的压缩方法还可用于压缩杨木、番龙眼、圆盘豆、桦木等木材。
采用《GB/T15036.2-2018实木地板第2部分：检测方法》3.3.2.1部分规定的方法检测上述木板坯压缩前后的含水率，压缩前，室温下木板坯的含水率为8％～14％，压缩后，室温下木板坯的含水率为6％～7％，含水率降低40％～50％。采用《人造板及饰面人造板理化性能试验方法GBT 17657-2013》4.2部分规定的方法检测上述木板坯压缩前后的密度，压缩前，木板坯的密度为0.55～0.65g/cm3，压缩后，木板坯的密度为0.79～0.86g/cm3，密度提高30％～240％，厚度断面密度差异小于15％，这说明本发明的压缩方法可产生密度均匀的木板坯，本实施例的方法压缩处理后的木板坯的密度增加，含水率降低。
采用标准《GB/T 35913-2018地采暖用实木地板技术要求》中的检测方法检测上述木板坯压缩前后的耐热耐湿尺寸稳定性，通过比较，压缩后的木板坯的宽度方向耐热尺寸稳定性提高30％～60％，宽度方向耐湿尺寸稳定性提高30％～60％。由此可见，压缩后的木板坯的耐热耐湿稳定性得到提高。
实施例3.单层热压机
本实施例提供一种在上述方法中使用的单层热压机。该单层热压机与现有技术的区别在于压板的配置，如图1所示。单层热压机的压板10(上压板和下压板)设置有多个通气孔101，该多个通气孔适于向由该单层热压机进行热压缩处理的木板坯的上下表面施加水蒸气。具体而言，上压板具有的通气孔的直径为1.5-5mm，相邻通气孔的间距为4-20mm；下压板具有的通气孔的直径为2-8mm，相邻通气孔的间距为4-20mm。本实施例中的方位名词“上”和“下”是针对单层热压机在使用状态时而言的，其中靠上的压板为上压板，靠下的压板为下压板。
包括设置有多个通气孔的压板的单层热压机具有如下有益效果：使得木板坯在热压缩处理过程中避免蒸汽集中溢出而导致木板坯表面的应力集中并使得木板坯具有分布均匀的含水率；以及避免木板坯在泄压处理时产生鼓泡现象。
以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，依照本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.用于压缩木板坯的方法，所述方法包括：对待压缩的木板坯进行预压处理和热压缩处理；其中，
所述预压处理包括在100-200℃的条件下对所述待压缩的木板坯施加0.5-1MPa的压力，持续0.1-1h；
所述热压缩处理包括在170-210℃的条件下对所述预压处理后的木板坯施加16-28MPa的压力持续1-3h。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述热压缩处理包括：
(1)压缩加湿处理：在温度为170-210℃，施加至所述预压处理后的木板坯的压力为16-28MPa的条件下，对所述木板坯的表面加湿，持续时间为0.5-1h；和
(2)压缩保压处理：将步骤(1)处理的木板坯维持在温度为170-210℃，压力为16-28MPa的条件下，持续0.5-2h。
3.如权利要求2所述的方法，其中，在步骤(1)中，对所述木板坯的表面加湿包括对所述木板坯的上表面和下表面施加水蒸汽，所述上表面和下表面各自的水蒸汽施加量为50-250g/m2。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括在对所述待压缩的木板坯进行所述预压处理之前进行软化处理，所述软化处理包括：将所述待压缩的木板坯升温至50-90℃，并将所述待压缩的木板坯的含水率调节为15wt％～30wt％。
5.如权利要求4所述的方法，其中，将所述待压缩的木板坯的含水率调节为15wt％～30wt％包括：在所述待压缩的木板坯的表面喷水，喷水量为100-300g/m2。
6.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括在进行所述热压缩处理之后进行泄压平衡处理，所述泄压平衡处理包括对所述热压缩处理后的木板坯进行泄压并随后将所述木板坯置于温度为35-40℃，湿度为40％-55％的条件下，持续48-72h。
7.一种在权利要求1至6中任一项所述的方法中使用的单层热压机，其包括上压板和下压板，其特征在于，所述上压板和下压板均设置有多个通气孔，其中，所述多个通气孔适于向由所述单层热压机进行所述热压缩处理的木板坯的上下表面喷射水蒸气。
8.如权利要求7所述的单层热压机，其特征在于，
所述上压板具有的通气孔的直径为1.5-5mm，相邻通气孔的间距为4-20mm；以及
所述下压板具有的通气孔的直径为2-8mm，相邻通气孔的间距为4-20mm。
9.一种由权利要求1至6中任一项所述的方法制备的木板坯。
10.如权利要求9所述的木板坯，其特征在于，压缩后的木板坯的含水率降低40％-50％，密度提高30％-240％。
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