CN112566763A - 经石蜡改进的木材及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及经石蜡改进的木材以及其生产方法。更具体而言，本发明涉及环境友好的经石蜡改进的木材及其生产方法和设备，其中天然木材用熔融的石蜡进行真空浸渍以防止水分穿透入木材，由此提高木材的耐久性和防腐蚀性，使得所述木材非常适合用作舱面木材、农用木桩、水用木桩等(代表性附图，图1)。

Description

经石蜡改进的木材及其生产方法

技术领域

本发明涉及经石蜡增强的木材以及其生产方法，更尤其涉及经石蜡增强的木材，其中天然木材用溶解的石蜡进行真空浸渍和加工，从而防止水分穿透入木材，并提高木材的耐久性和防腐蚀性，使得经增强的木材非常适合用作各种舱面木材、农用木桩、水用木桩等。本发明还涉及用于生产对环保的经石蜡增强的木材的方法和设备。

背景技术

木材具有重量轻且易于加工的优点，所以被视为用于各种结构中的对环境最友好的材料。但是另一方面，因为木材是天然材料，所以其获取受到限制，并且尽管木材具有许多优点，但是其耐水性差并且易于腐烂，导致木材的耐性和韧性不够强。因此，木材在经济可行性方面有限制，而且木材的缺点也是例如难以应用于需要长期保存的结构中。

虽然木材具有在材料方面的这些问题，但是木材仍然是用于结构的最优选材料之一。

所以，在现有技术中采用各种技术来延长木材的寿命。用于延长木材寿命的防腐处理技术中的代表性技术是铁路枕木的防腐处理技术，该技术已经广泛使用。在铁路枕木的情况下，已经采用技术例如杂酚油压力浸渍方法，和使用含有重金属的消毒防腐液。另外，作为相似的方法，也建议用各种油成分例如亚麻籽油处理木材的技术。

但是，当使用木材加工技术例如枕木或各种油成分处理木材时，木材的寿命可以延长相当的时间，但是由于用于处理的物质会出现伴随的环境污染，这导致环境污染物引起的水污染。所以，近年来，禁止使用这些处理物质，也限制使用油成分的处理方法。

由于上述问题，出现了用于木材的新型加工技术，并且由于禁止使用防腐浸渍液体进行的加工方法，已经建议用于处理木材表面的各种技术作为新技术以代替上述加工技术。

作为木材的表面处理技术，已经建议和研究了许多方法，例如用油漆涂覆木材表面，热压缩处理，以及高温热处理方法，以及将各种树脂例如水溶性蜜胺或环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、聚酯树脂等注射入木材组织中、然后固化的方法。基于这些经处理的木材的生产技术，开发和生产实际产品。

其中，近期作为用于加工木材的方法，已经建议许多合成木材生产技术，其中使用木材副产品而不是天然木材。通过将木粉与聚丙烯或聚乙烯混合制得的产品已经工业化作为受保护的木材的替代品，并且广泛用作用于户外设施的舱面木材。这些合成木材产品弥补了天然木材的不耐热、湿、弯曲和变形的缺点，同时保持与天然木材相似的纹理。所以，具有天然木材纹理的合成木材产品已经得到广泛应用，并且已经在循环利用天然木材副产品或作为耐久性木材的替代品方面受到关注。

但是，尽管这些合成木材的应用得到扩展，仍然存在产品易于弯曲或变形的问题，特别是仍然存在由化学物质引起的环境问题。所以，合成木材难以广泛应用于所有结构，特别存在的问题是它们不能用作用于人参培育的木桩或其它农用木桩，这些是与实际生活相关的。

一般而言，作为加工天然木材的方法，韩国专利申请未审公开No.10-2003-0076535公开了使用石蜡在木板上形成木材颗粒的方法，此方法的特征是包括将石蜡施加到经抛光的木板表面上的表面涂覆工艺。另外，韩国专利注册No.10-0650347公开了用石蜡溶液涂覆用于货车货箱的框架木材的技术，从而在用于货车货箱的框架木材的表面和内部上形成涂膜，进而防止水分由于环境气氛中的湿度和干燥程度变化而穿透入木材，改进木材表面的耐久性和延长木材的功能寿命。

虽然这些木材加工技术可以通过木材的表面处理实现一定程度的寿命延长效果，但是所得的防腐效果由于木材的固有性质而受到限制。另外，问题还在于无法改进固有的耐久性，仍然需要这方面的改进。

另外，十分需要开发新的加工技术，其可以通过环保的方式加工天然木材来改进木材的耐久性，这对于舱面木材或农用木桩而言是有用的。

[现有技术文件]

[专利文件]

(专利文件1)韩国专利未审公开No.10-2003-0076535

(专利文件2)韩国专利注册No.10-0650347

发明概述

为了解决现有技术的上述问题和满足改进需求，本发明的目的是提供新的木材加工技术，从而与用于天然木材常规加工技术的简单表面处理相比，按照环保的方式基本上改进木材的耐久性；以及提供通过该技术生产的经增强的木材。

因此，本发明的一个目的是提供经石蜡增强的木材，其具有新的构造，具有改进的耐久性和强度，这通过使作为耐久性防腐材料的石蜡完全渗透到木材内部来实现。

另外，本发明的另一个目的是提供生产经石蜡增强的木材的方法，其中用溶解的石蜡真空浸渍天然木材以防止水分穿透入木材，并提高木材的耐久性和防腐蚀性，从而生产经环保方式处理的具有改进耐久性的木材。

此外，本发明的另一个目的是提供环保的农用木桩，其是由上述经石蜡增强的木材制成。

为了实现上述目的，本发明提供经石蜡增强的木材，其中在天然木材中的水分、含有机酸的纤维素和挥发性组分通过真空处理被基本上去除；并将石蜡浸渍入该天然木材的整个内部组织中，所述内部组织包括位于天然木材内部的孔。

另外，本发明提供生产经石蜡增强的木材的方法，该方法包括以下步骤：切割天然木材；对经切割的木材进行预热处理并干燥；将经干燥的木材置于真空室中以进行真空处理；将溶解的液体石蜡注入真空室中以用石蜡浸渍经真空处理的木材；和取出经石蜡浸渍的木材并冷却。

另外，本发明提供用于生产经石蜡增强的木材的设备，该设备是用于生产所述经石蜡增强的木材的设备，包括真空室、石蜡锅炉和真空泵，其中真空室具有用于用石蜡真空浸渍木材的内部空间，并连接到真空泵；石蜡锅炉是与用于将石蜡溶液注入真空室的注射管线和用于排出在浸渍后保留于真空室中的石蜡溶液的排料管线连接，并包括用于通过加热至熔融态以使石蜡液化的石蜡加热装置；并且真空泵包括与真空泵连接的结构，从而通过调节在真空室中的真空状态来操作。

另外，本发明提供环保的农用木桩，其由上述经石蜡增强的木材制成。

根据本发明的经石蜡增强的木材具有优异的耐久性和强度，特别是环保的，这与常规的经表面处理或经油浸渍的木材不同，使得其可以广泛用于各种舱面木材、户外结构、农用木桩等中。

特别是，根据本发明的经石蜡增强的木材是如下制得：对木材进行干燥和真空处理以从木材除去水分或挥发性组分，并且石蜡被浸渍到木材的孔中，使得耐久性优于现有技术的木材，而且也具有优异的强度，从而当暴露于户外环境、水、污垢等时能长期持久。另外，本发明的木材是用环保的对人体无害的组分处理的，所以这些新材料可以很好地用于农业和工业结构，例如用于人参培育的木桩，这种结构需要长期耐受环境条件。

另外，本发明的技术是对自然环境友好的技术，通过提供这些环保的木材能保证对木材的长期需求且同时改进现有的环境问题，从而可以对林业发展做出显著贡献。

附图简述

本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将通过以下详细描述并结合附图更好地理解，在附图中：

图1是照片和部分放大照片，显示比较在用石蜡浸渍之前的木材试样和在根据本发明进行真空浸渍之后的经石蜡增强的木材试样的木材表面；

图2A和2B是显示在用石蜡浸渍之前的木材试样的显微照片(图2A)，和显示在根据本发明进行真空浸渍之后的经石蜡增强的木材试样的显微照片(图2B)；和

图3是示意图，显示根据本发明用于生产经石蜡增强的木材的设备。

发明详述

下文将通过实施方案更详细地描述本发明。

除非另有说明，本文中使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域技术人员常规理解的相同含义。

在本文中，除非有明确的相反说明，术语“包含”将理解为暗示包含除了所述因素之外的其它因素，并不排除其它因素。

在本发明中，表述“石蜡浸渍入木材的整个内部组织中，所述内部组织包括木材内部的孔”表示这样的现象，即石蜡穿透木材的整个内部空间，此木材中的水分等已经在真空处理状态下被去除，使得石蜡的浸渍在整体上不仅在木材表面上进行，而且在木材的内部进行。

本发明可以显著改进木材的表面处理技术以提高天然木材的利用率，并通过新方式用石蜡真空浸渍天然木材来改进天然木材的物理性能，例如耐久性，石蜡是一种环保的材料，从而即使长期使用也能通过保持木材的物理性能和环境友好性来显著提高木材的利用率。

一般而言，用于本发明中的石蜡是通过润滑石油原料进行脱蜡得到的，并用作蜡烛、蜡纸、清漆、化妆品、电绝缘体等。石蜡帮助从花提取香料，是医用软膏的主要成分，也可以用作木材的防水漆料。石蜡在广义上表示具有式C_nH_2n+2的链烷烃(n≧19)，是不溶于水的，但可溶于醚、苯和酯。石蜡是包含20个或40个碳原子的烃分子的混合物，并且是白色、无色的软固体，其衍生自石油、煤或油页岩。固体石蜡称为石蜡。

这些石蜡不能被人体消化或吸收，并且各种毒性实验已证明大多数石蜡是无毒的，和在特定情况下显示轻微毒性，所以石蜡是已知的环保材料。石蜡是水不溶性的、无色和无臭的代表性材料，具有约370℃或更高的沸点和约50-57℃的熔点，其在室温下是固体，这使得其在常规户外条件下不会明显熔化。

如上所述，当在本发明中用石蜡浸渍木材时，因为石蜡在室温下是固体，所以没有污染周围环境的风险。另外，因为石蜡是公知的无毒材料，所以经石蜡真空浸渍的木材可以用作环境友好的木材。特别是，经石蜡增强的木材非常适用于农用木桩，例如用于人参培育的木桩，其是对毒性高度敏感的，并且要求在暴露于气候环境的情况下具有耐久性、可加工型、可处理性等。

根据本发明的一个优选实施方案，通过以溶解状态真空浸渍到木材芯中，浸渍在天然木材中的石蜡完全穿透到木材内的孔中，从而基本上存在于木材的整个体积中。

根据本发明的一个优选实施方案，木材进行干燥以允许石蜡穿透入木材中，然后进行真空处理，从而除去在木材中存在的水分、含有机酸的纤维素和挥发性组分，例如木醋酸液。接着，液体石蜡被真空浸渍到木材内部的孔中，这些孔是上述通过去除水分等形成的，由此生产具有穿透入孔的石蜡的木材。所以，在真空浸渍后，石蜡基本上浸渍在木材内部的整个组织中。

根据本发明的一个优选实施方案，虽然根据用作天然木材的木材类型而不同，但是本发明的经石蜡增强的木材可以在经浸渍的木材中含有2.0-50.0重量％的石蜡。如果石蜡的含量过低，则由于耐久性等性能不佳而难以实现本发明的目的；如果石蜡的含量过高，则耐水性和防腐效果是优异的，但是木材的强度可能降低，导致难以在生产过程中进行浸渍注射，所以不是优选的。石蜡的浸渍量可以根据木材的类型而变化，这是由于其孔隙性能或形状。考虑到木材的性能，优选在松柏科的天然木材的情况下，可以含有比硬木情况下更少量的石蜡。

根据本发明的一个优选实施方案，作为用于本发明的这些天然木材，通常可以使用可用作方形木条的所有木材。

可用于本发明的木材实例包括落叶松，松木，橡木，克隆木(Apitong)，新西兰松，辐射松(radiata pine)等，并且它们优选用于本发明中。

根据本发明的一个优选实施方案，通过用石蜡浸渍天然木材制得的经石蜡增强的木材可以通过以下方法生产。

首先，用于加工的天然木材进行选择和切割的步骤。

这种切割的木材可以按照常规方法生产，其中根据各种产品应用来限定尺寸，例如方形木条、圆柱形木材、具有恒定厚度的板形木材等，和可以按照常规方式加工成方形木条。木材可以进行切割，例如切成数十毫米到数百毫米的厚度，但是如果厚度过厚，则需要过多的时间进行真空和浸渍处理，因此不是优选的。优选，经切割的木材具有约数十毫米的厚度，最优选例如约10-50mm。

根据本发明的一个优选实施方案，优选通过在制造切割木材之前或之后通过干燥使得待真空浸渍的木材具有低的水分含量。

如果对本身含有大量水分的木材进行真空处理，由于大量水分和挥发性组分应当立即被真空去除，所以在真空处理中可能出现许多困难。所以，首先优选使用经干燥的木材作为处理的木材，通过干燥使得木材的水分含量达到约8-15重量％或更低。

上述经切割的木材被干燥到一定程度，但是在真空处理之前优选先进行预热和干燥经切割的木材的步骤。

在这里，预热经干燥和切割的木材是为了促进真空处理。此时，预热处理优选在100-200℃、更优选110-130℃的温度下进行2-10小时，从而很好地干燥达到木材的芯部。如果预热处理的温度过低，则石蜡溶液的浸渍量被在木材内部产生的各种气体降低；而如果该温度过高，则可处理性变差，或由于不必要的加热条件而在经济方面不利。

另外，经预热的木材优选在冷却之前立即进行真空处理。

根据本发明的一个优选实施方案，将经过热处理的干燥木材加入真空室中，然后进行真空处理，经由此步骤完成对木材的真空处理。

根据本发明的一个优选实施方案，真空处理优选在约0.01-5.0托的真空水平下进行，更优选0.1-1.0托。当进行所述真空处理时，在木材中所含的所有残余水分被基本上去除。除了水分之外，还可以去除所有含有机酸的纤维素和各种挥发性组分，例如木醋酸液。为了进行此处理，优选将此状态保持约3-20分钟，更优选约5-10分钟，且同时保持上述真空水平。

同时，石蜡可以预先在液相中制备，这通过单独制备要注入木材中的石蜡、并通过热处理溶解来进行。

根据本发明的一个优选实施方案，本发明方法包括用石蜡浸渍木材的步骤，其中将溶解的液体石蜡注射到经真空处理的木材中。

根据本发明的一个优选实施方案，这种将石蜡浸渍入木材的工艺可以通过按照真空抽吸方式将石蜡注入真空室进行，或通过在加压工艺中使用单独的石蜡传送泵注入石蜡进行，从而将石蜡浸渍入木材中。在此工艺中，真空抽吸可以在保持上述范围或更高的真空水平的同时进行。

另外，优选使温度保持在上述范围内。

根据本发明的一个优选实施方案，通过在100-150℃、更优选110-125℃的温度下注射液体石蜡，可以将处于溶液状态的石蜡浸渍到木材的内芯中。石蜡具有在固态下的43-95℃的溶解温度，但是如果在溶解时的温度过低，则其粘度过大，导致难以进行真空浸渍；而如果该温度过高，则可操作性变差，并且消耗不必要的能量，所以不是优选的。

真空室和用于溶解石蜡的熔化炉可以在外部配备排气系统，和用于通过冷却水来冷凝石蜡的装置，或配备冷却器，以防止由有害物质产生的气味或在熔化炉中的挥发性组分出现泄漏。

根据本发明的一个优选实施方案，根据本发明的经石蜡增强的木材可以通过取出按照上述本发明方法经石蜡浸渍的木材并进行冷却来制备。在这里，通过常规方法进行冷却，也可以通过保持正常温度或进行低温处理来冷却。

图1是照片，显示比较在通过真空浸渍用石蜡处理之前和之后的木材。

根据本发明的一个优选实施方案，当用石蜡浸渍木材时，要浸渍的石蜡的浸渍容量和浸渍形状可以根据木材的类型或在木材中的水分含量、预热温度、真空水平、浸渍温度和浸渍时间来确定。所以，必要时可以根据所需产物的应用设定真空浸渍的条件来实现所需的浸渍。

一般而言，石蜡是石油化学的副产物，其比典型聚合物材料更便宜，但是有时比木材更贵。所以，为了降低成本，必须精细地调节石蜡的浸渍容量，从而即使使用最小量的石蜡也能获得所需的物理性能。

根据本发明，当用石蜡真空浸渍经干燥的木材时，真空浸渍率随着水分含量的增加而降低，并且相对于真空浸渍时间而言成正比例地增加。石蜡的浸渍量相对于浸渍真空压力而言成反比例地增加。

所以，根据本发明的一个优选实施方案，认为非常有用的是通过调节真空浸渍压力来控制石蜡的浸渍量。因此，本发明包括生产含有石蜡的增强木材的方法，其中通过调节真空浸渍压力来控制石蜡的浸渍量。

同时，用于生产本发明的经石蜡增强的木材的上述设备包括真空室10、石蜡锅炉20和真空泵30。这些设备具有如图3所示的组件。

根据本发明的一个优选实施方案，真空室10具有用于真空浸渍木材的内部空间，并且连接到石蜡锅炉20和真空泵30。

根据本发明的一个优选实施方案，真空室10包括在其中安装的真空压力表11和压力控制阀门12，用于检测和调节其内部的真空水平；和如果必要的话，可以安装观察口13以观察真空室10的内部。另外，真空室10可以包括室加热装置14以用于升高真空室10内部的温度，和室温度传感器15，其能检测真空室内部的温度。

根据本发明的一个优选实施方案，石蜡锅炉20是与注射管线22和排料管线23相连的，所述注射管线22用于将石蜡溶液21注入真空室10，所述排料管线23用于将在浸渍后保留在真空室10中的石蜡溶液排出；并包括石蜡加热装置24，其用于通过加热至熔融态以使石蜡液化。

根据本发明的一个优选实施方案，石蜡锅炉20可以包括用于检测熔融石蜡的温度的石蜡温度传感器25，以及可以在注射管线22和排料管线23中分别安装石蜡注射泵220和石蜡排料泵230。另外，石蜡锅炉20可以例如配备用于循环石蜡溶液的内部循环系统。

真空泵30包括与真空室10连接的结构，从而通过调节在真空室10内部的真空状态进行操作。在这里，可以在真空室10和真空泵30之间安装具有冷却装置41的冷凝器40。

根据本发明，为了生产经石蜡增强的木材，上述真空室10进行预热，然后将待增强的木材放入真空室10中，使用真空泵30进行真空干燥，并将在石蜡锅炉20中熔融的石蜡溶液21注入真空室10中，从而进行真空浸渍以使石蜡溶液穿透到经干燥的木材中。

按照上述本发明方法制备的经石蜡增强的木材仅仅原样使用经干燥的天然木材，并仅仅用石蜡进行真空浸渍。所以，经石蜡增强的木材不含其它化学物质，可以用于作为环保材料用于各种应用，这是因为石蜡是对人体无害的环保的材料。

特别是，根据本发明的一个优选实施方案，本发明的经石蜡增强的木材非常耐受水分，并具有优异的防腐效果以显示优异的耐久性和强度。即使通常在户外使用20-30年或更长的时间，本发明的经石蜡增强的木材也可以保持木材的初始功能，而且可以具有比现有木材更优异的强度。另外，因为石蜡具有0.79-0.94g/cm³的密度并且其密度低于水的密度，所以经石蜡增强的木材在干燥前具有比现有天然木材更低的重量，进而在操作例如运输或安装中没有明显的不便之处。

如上所述，根据本发明生产的经石蜡增强的木材是环保的天然加工木材，其具有非常优异的耐水性、防腐蚀性、耐久性等，并且对人体无害。所以，预期所述经石蜡增强的木材可以广泛在各种使用现有天然木材的现有结构中用作天然材料的替代品，例如方形木条或板形的舱面木材，和特别适合用于水用木桩和农用木桩，尤其是用于人参培育的木桩等。

根据本发明的一个优选实施方案，特别是当用作用于人参培育的木桩时，因为经石蜡增强的木材具有比现有木桩更优异的耐久性，所以其可以具有与钢桩结构相当的长使用期。特别是，因为钢结构具有易受台风影响等的问题，而本发明的经增强的木材是对人参作物无害的环保木材并具有优异的耐久性和强度，所以其使用价值是非常高的。

另外，当本发明的经石蜡增强的木材广泛用于各种户外木材结构、板材等时，其耐久性比现有合成木材或经表面涂覆的木材高出数倍，和可以保持本身的天然纹理。所以，经石蜡增强的木材可以用作天然材料的替代品，例如户外结构、方形木条或板形舱面木材，并且预期这些应用范围是非常宽的。

如上所述，根据本发明，预期经石蜡增强的木材在林业和环境方面以及经济方面具有以下显著影响。

1)目前，受保护的木材由于其所含的重金属而对环境和人体十分有害，但是本发明可以生产增强的木材作为环保材料，同时允许用作具有优异防腐效果和耐久性的增强木材。所以，可以保护自然环境，对人体无害，并且不会引起环境污染。

2)在气候变化的环境和由于过量采伐木材导致环境破坏加剧的情况下，通过本发明的增强木材能改进木材的耐久性。因此可以减少采伐木材并保护森林，由此有利于全球环境保护。

3)合成木材在使用后丢弃的情况下不会腐烂，并且当燃烧时释放毒性气体，这导致环境污染。但是，当使用本发明的增强木材时，半永久性使用是可能的，而且即使被丢弃，也可以按照与常规天然木材相同的方式处置以降低环境危害。

4)例如，用于人参培育的木桩必须时不时地被替换，这是因为它们缺乏耐久性，并且此工业必须依赖于进口，每年超过500亿元作为再购买的花费；而且舱面木材缺乏耐久性，使得由于韩国每年进口木材而浪费许多外汇。但是，当使用本发明的增强木材时，可以使用纯国内木材代替进口木材，或可以进口价格低的木材，然后在根据本发明用石蜡浸渍处理之后可以高价格反向出口增强木材，从而对国家经济做出显著贡献。

5)过去，进口木材或合成木材的价格高，这导致消费者的负担重。但是，在本发明中，因为具有优异耐久性的产品能以比现有进口木材或合成木材更低的价格获得，所以经济效果是非常显著的。

6)因为韩国生产的木材具有低耐久性，所以其使用效率在许多情况下是低的。但是，当使用本发明的增强木材时，低成本木材在用石蜡浸渍处理之后转变成高价值的木材，这可以对国内林业资源的利用做出显著贡献。

下文将基于实施例更详细地描述本发明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1-4:生产经石蜡增强的木材

作为原料，使用四种木材，包括落叶松、橡木、克隆木和新西兰松。

将这些木材切割成方形木条，其分别具有33m宽度x 33mm高度x2.4m长度的尺寸。

每种经加工的方形木条具有8重量％或更低的水分含量，在自然干燥后使用，并在放入真空室之前先在热处理干燥器中在150℃下干燥3小时以进行预热处理。

检测经预热的木材的重量，并将这些木材转移到被预热到120℃的真空室中，然后冷却经预热的木材，随后通过真空泵操作进行真空排气，直到真空系统中的真空水平变成0.1-0.7托。在此状态下，真空状态保持10分钟以除去所有水分、含有机酸的纤维素和挥发性组分，例如木醋酸液。在这里，根据木材类型来调节排气时间以从木材内部除去所有水分等。

使单独制备的石蜡在熔融炉中在120℃下溶解，从而使用传送泵将所有木材浸入处于溶液状态的石蜡溶液中，并且连续操作真空泵30分钟，从而排出在木材中保留的气体以防变形。

然后将空气在高压下注入处于关闭状态的真空室达到20秒至1分钟的时间，从而用石蜡溶液浸渍经干燥的木材到达芯部，其中在其内部存在孔。

在完成浸渍后，从真空室排出石蜡，打开真空室，取出经石蜡浸渍的木材并冷却以得到经石蜡增强的木材。

检测所制得的经石蜡增强的木材的重量，从而确定浸渍的石蜡的重量，并且下表1显示其物理性能的检测结果。

对比例1-2

为了与上述实施例比较，在相同的条件下制备克隆木的木材并干燥，然后检测其物理性能(对比例1)，或该木材用如上所述溶解的石蜡溶液浸渍且不处于真空状态，然后冷却和干燥以得到经石蜡浸渍的木材(对比例2)。下表1显示所得木材的物理性能的检测结果。从这些结果可见，虽然取决于具有不同组织结构的木材的类型，但是可见石蜡仅仅穿透到表面进行涂覆，而不是通过真空浸渍深入穿透到达木材的内部。

[表1]

实验实施例1

检测克隆木、新西兰松、橡木和落叶松的方形木条(33mm宽度x33mm高度x 250mm长度)在不同真空水平下的石蜡浸渍量，这些木材是上述木材样品。下表2显示检测结果。

[表2]

作为上述实验的结果，测得所有四种木材具有与真空压力成反比例的石蜡浸渍率。从这些结果可见，通过调节真空浸渍压力可以调节石蜡的浸渍量。

实验实施例2

按照与上述实施例相同的方式对每种木材样品进行石蜡真空浸渍，并通过比较经石蜡真空浸渍的木材和未处理的木材进行对比实验来检测防腐效果。

在此实施例中所用的木材样品是克隆木和辐射松，并通过KS M 1701方法进行防腐效果实验。下表3显示实验结果。

[表3]

从表3的结果可见，在进行石蜡真空浸渍处理的情况下，实验细菌的含量几乎没有变化；而在未处理的木材的情况下，在该木材中的实验细菌含量的变化是非常高的。所以，从这些防腐效果实验结果可以确认，与现有未处理的木材相比，经石蜡浸渍的增强木材具有非常优异的耐久性和防腐蚀性。

实验实施例3

为了确定增强的木材的物理性能，用石蜡真空浸渍处理辐射松，并通过KS F2208方法检测其弯曲强度，此方法是韩国林业促进机构(Korea Forestry PromotionInstitute)的标准实验方法。结果，测得弯曲强度是63.1N/mm²，这显著优于30N/mm²或更多，后者是用于安装楼梯的木材的弯曲强度标准(楼梯木材)，其中使用普通木材。由于具有这些物理性能，经石蜡真空浸渍的木材具有优异的耐久性和防腐蚀性。另外，发现这些木材能应用于各种设备，例如舱面木材，在其物理性能方面，其具有比原料木材更高的硬度。

实验实施例4

同时，为了确认在用石蜡浸渍之前和之后的木材组织，比较辐射松在浸渍之前和之后的状态。

图1是照片和部分放大照片，其显示比较在用石蜡浸渍之前的辐射松试样的木材表面和根据本发明用石蜡真空浸渍后获得的经石蜡浸渍的增强木材试样的木材表面。在这里，从观察表面状态可见用石蜡真空浸渍得到的增强木材具有比在浸渍之前的木材更强的木材结构。

另外，图2A是横截面显微照片，显示在用石蜡浸渍之前的常规辐射松木材；图2B是横截面显微照片，显示按照实施例制得的经石蜡增强的木材的组织结构。这些附图显示石蜡的浸渍状态，其中石蜡溶液穿透入要硬化的整个木材的孔组织中。

[附图标记的说明]

10:真空室

11:真空压力表

12:压力控制阀门

13:观察口

14:室加热装置

15:室温度传感器

20:石蜡锅炉

21:石蜡溶液

22:注射管线

23:排料管线

24:石蜡加热装置

25:石蜡温度传感器

220:石蜡注射泵

230:石蜡排料泵

30:真空泵

40:冷凝器

41:冷却装置。

Claims (18)

1.一种经石蜡增强的木材，其包含：

天然木材，其中在天然木材中的水分、含有机酸的纤维素和挥发性组分通过干燥和真空处理被去除；和

将石蜡浸渍入天然木材中，

其中石蜡浸渍在天然木材的整个内部组织中，所述内部组织包括位于天然木材内部的孔。

2.根据权利要求1所述的经石蜡增强的木材，其中天然木材是方形木条。

3.根据权利要求1所述的经石蜡增强的木材，其中天然木材是落叶松、松木、橡木、克隆木、新西兰松或辐射松中的任一种。

4.根据权利要求1所述的经石蜡增强的木材，其中石蜡在天然木材中的含量是2.0-50.0重量％。

5.一种生产根据权利要求1所述的经石蜡增强的木材的方法，该方法包括以下步骤：

切割天然木材；

对经切割的木材进行预热处理并干燥；

将经干燥的木材置于真空室中进行真空处理；

将溶解的液体石蜡注入真空室中以用石蜡浸渍经真空处理的木材；和

取出经石蜡浸渍的木材并冷却。

6.根据权利要求5所述的方法，其中预热处理是通过在100-150℃的条件下干燥2-10小时进行，从而干燥到达木材的芯部。

7.根据权利要求5所述的方法，其中真空处理是在0.01-3.0托的真空水平下进行。

8.根据权利要求5所述的方法，其中用石蜡浸渍经干燥的木材的步骤是通过真空抽吸方法将石蜡注入真空室进行，或通过使用单独的石蜡传送泵按照加压方法注射石蜡进行，从而将石蜡浸渍入木材中。

9.根据权利要求5所述的方法，其中处于溶液状态的石蜡是在100-150℃温度下使用的液体石蜡。

10.根据权利要求5所述的方法，其中注射步骤是通过调节真空浸渍压力以控制石蜡的浸渍量来进行。

11.一种用于生产经石蜡增强的木材的设备，该设备包括真空室、石蜡锅炉和真空泵，

其中真空室具有用于用石蜡真空浸渍木材的内部空间，并与真空泵连接，

石蜡锅炉是与用于将石蜡溶液注入真空室的注射管线和用于排出在浸渍后保留于真空室中的石蜡溶液的排料管线连接，并包括用于通过加热至熔融态以使石蜡液化的石蜡加热装置，和

真空泵包括与真空泵连接的结构，从而通过调节在真空室中的真空状态来操作。

12.根据权利要求11所述的设备，其中真空室包含：

安装在真空室内的真空压力表和压力控制阀门，其用于检测和调节真空室内部的真空水平；

室加热装置，用于升高真空室内部的温度；和

室温度传感器，用于检测真空室内部的温度。

13.根据权利要求11所述的设备，其中在注射管线和排料管线中分别安装石蜡注射泵和石蜡排料泵，它们与石蜡锅炉连接。

14.根据权利要求11所述的设备，其中在真空室和真空泵之间安装包括冷却装置的冷凝器。

15.农用木桩，其包含根据权利要求1-4中任一项所述的经石蜡增强的木材。

16.根据权利要求15所述的农用木桩，其包含用于人参培育的木桩。

17.舱面木材，其包含根据权利要求1-4中任一项所述的经石蜡增强的木材。

18.根据权利要求17所述的舱面木材，其包含板形的舱面木材。

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