CN112809866B - 一种稳定持水防木制品家具开裂的方法 - Google Patents

一种稳定持水防木制品家具开裂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于木材处理技术领域，具体涉及一种稳定持水防木制品家具开裂的方法。通过在木板材中渗透芒硝，当家具环境温度高于33℃以上时，木材蒸发水分的同时，芒硝液化释放水，从而补充木材蒸发的水，防止干裂；当在温度低于33℃时重新吸水形成芒硝，从而持久稳定持水，因此有效维持木材稳定的持水，防止木质家具干裂。同时，利用与木纤维容易形成牢固氢键的特性，使骨胶渗透在板材表面的木纤维间，使实木板表面密实化防止木板失水，而且骨胶与木纤维结合后其增水性基团在外表层,具有抗水性，防止在潮湿环境过量的水浸入木板受潮翘曲。

Description

一种稳定持水防木制品家具开裂的方法
技术领域
本发明属于木材处理技术领域，具体涉及一种稳定持水防木制品家具开裂的方法。
背景技术
随着建筑装饰业、木质家具制造业、文教办公用品等的快速发展，对木质家具的需求快速发展。原生木为自然生长，存在较多的缺陷，如节子、虫眼、裂纹等,加工成家具后因自身应力,会造成家具沿缺陷处进一步开裂、翘曲。分析其原因，主要是因为木材的物质构成主要是由木质纤维、树胶和水分，树木品种的不同，其纤维密度也有所不同，如硬质木的生长周期较长，木质坚硬，纤维密度大，较易开裂；软质木材的生长周期较短，木质松软，纤维密度小，易变形。木材的湿胀干缩以及由于各向尺寸变化不一致而引起的翘曲、开裂，如果遇到木材存在节子、虫眼等，更容易沿缺陷处开裂，严重影响家具质量。使得在家具加工时对木材进行精选，造成大量的浪费。
木材一般含有较多的水分，湿木材是不能直接加工家具的，湿木材加工的家具由于木材的失水会造成家具干缩变形。在家具加工中，通常需要将木材烘干至含含水率控制在8％-12％，这种含水与空气湿度基本相适应，可以减少空气与木材中水分的交换，从而保持平衡，防止木材开裂变形。但这种平衡是一种相对平衡，新购的木质家具，常常会因放置环境的温度、湿度变化发生吸潮或水分蒸发，木质家具不但吸潮会开裂,水分散失也会干裂,不可避免的发生翘曲开裂。
因此，木质家具水分的变化是导致易开裂的一个主要因素。维持木质家具稳定的水分，不吸潮也不挥发水分，在保证木质家具品质方面意义重大。目前，为了防止木质家具吸潮和挥发水分，主要采用涂刷防水涂料，通过防水涂料，一方面可以防止木质家具吸潮，另一方面可以减缓水分蒸发，遮阳保证木质家具含水稳定，减少开裂。
中国发明专利申请号CN201610672634.0公开了一种抗家具木材干裂的方法，通过在木材表面浸渍聚氰胺改性低分子量脲醛树脂，进一步涂刷二氧化硅的改性环氧树脂涂料，提高了尺寸稳定性，防止受热发生干裂。
然而，单一的依靠涂层、防水涂料等难以长久的防止木质家具水分散失，随着时间的推移和环境的变化、日照等，涂层的木质家具仍会存在干裂。
发明内容
木质家具在干燥环境容易失水干裂，现有通过涂层防止水分散失的技术不能根本解决木材表面的水分蒸发，鉴于此，本发明提出一种稳定持水防木制品家具开裂的方法。
一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，其特征在于，具体处理方法如下：
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水浸泡5h以上，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将木材改成厚度为10-15mm的板材，在真空窑烘干至含水率小于15％；然后在芒硝液中浸泡30-40min，同时施加真空泵抽真空，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5-7天，检测含水至8-12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
芒硝为十水合硫酸钠，其不但溶于水，而且自身为相变材料，熔点是32.3℃，具有较高的熔化潜热(熔化潜热约240kJ/kg)；其在一般的室温具有稳定的持水性，在温度高于33℃以上时，高潜热性能吸收热量迟延温度上升，并熔化液化逐步释放水；在温度低于33℃时，吸水形成芒硝。一般的木材在环境高温、干燥时，木材以蒸发失水，造成木材干裂，从而引起家具翘曲变形；本发明将芒硝渗透在木板材中制备家具，在一般的室温条件下，芒硝稳定持水，而当家具遇日照、干燥在温度高于33℃以上时，木材蒸发水分的同时，芒硝液化释放水，从而补充木材蒸发的水；当在夜晚或在温度低于33℃时，重新吸水形成芒硝，从而稳定持水，因此有效维持木材稳定的持水，防止木质家具干裂。
优选的，步骤(1)中所述骨胶与水以质量比1:3.5浸泡；骨胶用量不宜过多，过多的骨胶容易导致骨胶溶液粘稠，影响在木板表面渗透。骨胶在木材拼接粘接中已有应用，而本发明通过在木板表面渗透骨胶，骨胶具有优异的粘接性，骨胶渗透在板材表面的木纤维间，与木纤维形成牢固结合的氢键，一方面密实木板表面防止木板失水，另一方面骨胶与木纤维结合后其增水性基团在外表层,从而具有抗水性，防止在潮湿环境过量的水浸入木板受潮。
优选的，步骤(2)中所述真空窑烘干至含水率小于13％，较通过烘干使板材大量的水排除，从而利于后续芒硝液渗透。
优选的，步骤(2)中所述真空泵抽真空的工艺为负压0.04-0.08MPa，由于木材具有纤维间隙，通过真空作用，使芒硝液渗透在木板中。
优选的，步骤(2)中所述芒硝液中浸泡的时间控制在35min；浸泡处理时间过短，芒硝渗透效果较差，处理时间过长，容易导致木板纤维过度溶胀。本发明处理的板材厚度为10-15mm；对于过厚的板材，只能采取延长浸泡时间处理，然而过长时间的浸泡会导致板材表面的纤维溶胀明显，影响板材品质。本发明建议处理10-15mm的板材较佳。
在利用板材制备木质家具时，稳定的含水对保持家具品质极为重要。一般的将实木家具的含水率控制在8％-12％较为合适，然而，制备的木质家具会因家具使用环境、气温变化吸潮或是失水，造成家具吸潮翘曲、干裂等问题。为了使木家具能够随环境稳定的持水，本发明提供了一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，其核心是处理木板材，通过在木板材中渗透芒硝，芒硝具有稳定持水性，体现在当家具环境温度高于33℃以上时，木材蒸发水分的同时，芒硝液化释放水，从而补充木材蒸发的水，防止干裂；当在温度低于33℃时(如夜晚)，重新吸水形成芒硝，从而持久稳定持水，因此有效维持木材稳定的持水，防止木质家具干裂。另外，利用与木纤维容易形成牢固氢键的特性，使骨胶渗透在板材表面的木纤维间，使实木板表面密实化防止木板失水，而且骨胶与木纤维结合后其增水性基团在外表层,具有抗水性，防止在潮湿环境过量的水浸入木板受潮。
本发明一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，与现有木材防开裂技术相比，其突出的特点和显著的进步在于：
(1)本发明通过木板渗透芒硝，利用芒硝在高温液化释放水补充木材失水的特性，使得木板的干裂得到有效控制。
(2)本发明利用骨胶与木纤维氢键结合的特性，使木板表层致密化，防止木板失水，而且骨胶与木纤维结合后其增水性基团在外表层,具有抗水性，防止在潮湿环境过量的水浸入木板受潮。
(3)本发明处理木板的方法工艺简单易控，无序而外增加处理设备，适合批量工业化处理家具木板。
附图说明
以下结合附图对本发明的技术方案进一步说明：
图1是本发明一种稳定持水防木制品家具开裂的方法的工艺流程简图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的技术思路，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种稳定持水防木制品家具开裂的方法：
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水以质量比1:3.5浸泡6h，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为10mm的板材，在真空窑烘干至含水率12％；然后在芒硝液中浸泡30min，同时施加真空泵抽真空负压0.04MPa，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5天，检测含水至12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
实施例2
一种稳定持水防木制品家具开裂的方法：
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水以质量比1:3.5浸泡6h，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为12mm的板材，在真空窑烘干至含水率10％；然后在芒硝液中浸泡35min，同时施加真空泵抽真空负压0.05MPa，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干6天，检测含水至11％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
实施例3
一种稳定持水防木制品家具开裂的方法：
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水以质量比1:3.5浸泡6h，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为15mm的板材，在真空窑烘干至含水率10％；然后在芒硝液中浸泡40min，同时施加真空泵抽真空负压0.08MPa，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干7天，检测含水至8％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
实施例4
一种稳定持水防木制品家具开裂的方法：
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水以质量比1:3.5浸泡8h，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为15mm的板材，在真空窑烘干至含水率10-15％；然后在芒硝液中浸泡30-40min，同时施加真空泵抽真空负压0.04MPa，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5天，检测含水至12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
对比例1
步骤1：将直径为35cm的松木改成厚度为10mm的板材，叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5天，检测含水至12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤2：将步骤1处理的板材的表面涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
对比例2
步骤1：将骨胶与水以质量比1:3.5浸泡6h，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为10mm的板材，叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5天，检测含水至12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤3：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤2处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
对比例3
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为10mm的板材，在真空窑烘干至含水率12％；然后在芒硝液中浸泡30min，同时施加真空泵抽真空负压0.04MPa，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5天，检测含水至12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤3处理的板材的表面涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
对比例4
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水以质量比1:3.5浸泡6h，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将直径为35cm的松木改成厚度为10mm的板材，在真空窑烘干至含水率12％；然后在芒硝液中浸泡30min，同时施加真空泵抽真空负压0.04MPa，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5天，检测含水至12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，得到用于家具的防开裂板材。
为了较佳的进行对比测试，实施例与对比例采用了同一批树龄的直径为35cm左右的松木进行生产过程的验证分析。
将实施例1-4、对比例1-4处理的板材锯成长度为1.5m的板材，在35℃、湿度20％的干燥环境放置15天；在温度25℃，湿度为85％的潮湿环境放置15天，检测板材的翘曲度和含水变化。
翘曲度：参考GB/T3324-2017《木家具通用技术条件》中对翘曲度的测定要求，测定板材对角线方向在平面距离最大的位置即为翘曲度。如表1所示。
含水率测定：依据GB\T 1931-2009《木材含水率测定方法》测定在干燥、潮湿环境1个月后的板材含水，如表1所示。
表1：
Figure BDA0002907604310000071
由以上实施例和对比例在同等条件下的定性的对比测试可知，本发明处理的板材在干燥和潮湿环境处理后，保证了稳定的含水率，而且未发生翘曲和开裂。对比例1木板没有采用芒硝渗透处理，也没有利用骨胶溶液在表面涂刷处理，得到的用于家具的板材在干燥环境易失水干裂；在潮湿环境长期放置容易吸潮发生翘曲形变。对比例2木板没有采用芒硝渗透处理，得到的用于家具的板材在干燥环境易失水干裂；但在潮湿环境由于骨胶使板材表面致密化，且具有抗水性，因此不易吸潮翘曲变形。对比例3木板采用芒硝渗透处理，但没有采用骨胶溶液对板材表面致密化处理，得到的用于家具的板材在干燥环境失水时芒硝液化补充水，有效的防止干裂；但在潮湿环境下木板吸水，尽管采用了木蜡油防水层，其仍然存在吸潮翘曲变形。对比例4木板没有涂刷辅助的木蜡油，在潮湿环境下木板存在吸水，但由于骨胶的致密化阻挡，吸水不明显，未发生潮翘曲变形。

Claims (4)

1.一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，其特征在于，具体处理方法如下：
步骤1：将芒硝与水以质量比1：1混合，加热至35℃，形成液状芒硝液备用；将骨胶与水浸泡5h以上，然后加热至75℃搅拌形成骨胶溶液备用；
步骤2：将木材改成厚度为10-15mm的板材，在真空窑烘干至含水率小于15％；然后在芒硝液中浸泡30-40min，同时施加真空泵抽真空，使芒硝液渗透进入木板，将木板从芒硝液中取出，自然、平整放置24h；真空泵抽真空的工艺为负压0.04-0.08MPa；
步骤3：将步骤2处理的木板叠放平整，在50℃闷窑24h使木板均匀受热，然后逐步升高温度至65℃，排湿4小时，然后移至温度为70℃的恒温烘房，恒温烘干5-7天，检测含水至8-12％，移出烘房，得到预处理板材；
步骤4：将步骤1得到的骨胶溶液涂刷在步骤3处理的板材的表面，自然渗透干燥24h，然后涂刷木蜡油，得到用于家具的防开裂板材。
2.根据权利要求1所述一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，其特征在于：步骤(1)中所述骨胶与水以质量比1:3.5浸泡。
3.根据权利要求1所述一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，其特征在于：步骤(2)中所述真空窑烘干至含水率小于13％。
4.根据权利要求1所述一种稳定持水防木制品家具开裂的方法，其特征在于：步骤(2)中所述芒硝液中浸泡的时间控制在35min。
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