CN1139900A - 纹孔膜破坏的木材 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种使木材中纹孔膜破坏的方法,其目的是加速木材尔后的干燥。在本发明中,燃烧木材燃料,而受处理木材在处理室中放置一段预定的时间,其间受到木材燃料燃烧所产生的木煤气中组分的作用,并受到伴随的远红外辐射的作用。木煤气在通入到处理室中之前尚经过增加远红外辐射的过程。受此处理的木材中纹孔膜被破坏,纹孔塞不能将纹孔阻塞,结果在木材干燥过程中水分容易逸出。
Description
本发明涉及构成木材的细胞之间的纹孔膜被破坏的木材,这种破坏是为了有效地进行木材干燥。
本发明人已经提出过一种可大大降低木材干燥成本的一种技术,它是靠去除木材中的生长应力而实现的(日本专利申请308723/1993)。
自古以来,由天然生长的树木获得的木材,其本身被用作房屋或家具的材料,就对于人类生活是不可缺少的。但为了利用木材作为房屋或家具的材料,它必须经充分干燥,然后才去制作。这是因为木材在刚砍伐后还含有大量的水分。木材,视其含水量的多少,随着时间的消逝会收缩或膨胀,结果其形状或尺寸会不稳定。而且,木材的物理性质和化学性质也会随其含水量的变化而改变。因此,为降低其含水量,木材须经长时间的充分干燥,以达到不会有显著变形的程度,然后才去制作。
木材干燥可包括长达数十年时间的天然干燥,也包括在热空气作用下迫使前述木材中所含的水分蒸发的人工干燥。具体说来,人工干燥比较昂贵,因此现在采用着许多种方法。
但是,从构成木材的细胞的水平看,迄今所进行的干燥,其目的是意在在一长时期内自然地除去木材细胞所含的水分,或者还加上不同的强制除去的步骤,例如加热。
然而,在被砍伐之前的树木是有生命力的,据称甚至在其有一些分枝之类损坏之后,自愈活动还会自动进行,令构成木材的细胞(特别是构成通向被损坏分枝的管胞和导管的细胞)之间的纹孔封闭,以防止所含的水分逸去。
换句话说,养分和水分对于树木的生长是不可少的,树木从其根部吸收了养分和水分之后,就通过由细胞组成的被称为管胞或导管的管道将养分和水分输送到树干、树枝和叶子上。构成木材的单个细胞或者自身或者通过管胞和导管在细胞之间输出或接受养分和水分。因此,在细胞之间的细胞膜中存在着大量的孔隙或凹陷区,被称为纹孔(以前称为Mon-Koh)。
如下所述纹孔通常以两个细胞间的一对纹孔的形式存在,故常称为纹孔对。基本结构示意地表示于图1。图1(a)是表示纹孔膜的一个截面的基本结构示意图,而图1(b)是纹孔膜的平截面示意图,图中数字1代表纹孔塞,2代表加厚边缘,31和32代表纹孔。具有这种基本结构的纹孔的树木,其细胞的构造应使得在纹孔塞与纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32之间具有空隙,以在细胞间供应树木生长所必需的养分和水分。
换句话说,在这样一种纹孔对之间存在一种膜,它称为纹孔膜,这种膜包括一个纹孔塞和一个边缘。其机构能使得如果构成木材的细胞中有一些因例如树木的砍伐而破坏时,细胞膜中的这些纹孔会通过细胞本身的自愈活动而封闭,防止了细胞中的水分逸去。
为了防止构成木材的细胞中所含水分的蒸发,纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32就会为纹孔塞1所阻塞(见图1(c)和图1(d)),这样就避免了湿气的梯度。细胞之间纹孔的电子显微镜照片如图2(a)和(b)所示。
因此,如果需将木材充分干燥,除了等待其中的水分(包括通过纹孔膜的水分)逸出之外别无选择。这就是为什么干燥木材需时很长,或者虽需时较短却要用强制干燥,即通过强烈的热处理等方式令细胞中的水分强制除去的缘故。
因此,为了使木材达到充分的干燥程度,将木材放置在屋檐下很长一段时间(可长达数十年),等待其自然干燥,或者将木材置于加热炉或浸入热水中,进行一段预定时间的加热以加速干燥。但若天然干燥,木材总需令其搁置很长一段时间。令宝贵的木材这样长期搁置,导致成本高昂,这是尤其不利的。
但另一方面,人工干燥中的木材被干燥状态不如自然干燥那样好。而且,木材可能局部受热,这也是不适宜的,因为这会导致变形。人工干燥除了有不适用于那些不允许产生变形或翘曲的珍贵木材的缺点外,它还需用费钱的设备,增加成本,这对价格不是很高的木材来说当然不适宜。
本发明则推翻此前实践的木材干燥的概念,意在将构成木材的细胞的细胞膜中的纹孔膜予以人工破坏,从而便于进行木材的干燥。因为在被砍伐的木材中,纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32会被纹孔塞1所阻塞,造成了细胞中水分除去的困难,本发明就要消除这种纹孔膜阻塞的现象,即破坏纹孔膜本身,从而便于水分的逸出。
为达到此目的,将受处理的木材通过用远红外辐射渗透使其温度上升,从而破坏其纹孔膜;或者将由木材燃料燃烧生成的木煤气充满装有受处理木材的处理室,使木煤气深入地渗透木材,令焦油粘着在纹孔膜上,使纹孔膜破坏。
具体地说,将木材燃料2燃烧,该木材能够产生伴有约30%远红外辐射的高热效率的木煤气,在其火焰上装一炉栅4,炉栅上放置着多孔的陶瓷材料或与它实际上相当的熔岩5,它被灼热至红,发出大量的远红外辐射。
然后,热气流通过通道6进入邻室22,在一堆陶瓷块或高密度熔岩块之类的块料23中的空隙通过,从而蓄热并进一步增加远红外辐射,以促进对纹孔膜的破坏。热的气流再通过处理室27的壁8上许多空气孔20中安装的白金丝或不锈钢丝的网,流入处理室27充满之,结果受处理的木材受到这伴有大量远红外辐射的木煤气的作用,木材受远红外辐射的辐照,其温度即行上升。经此处理,被伐木材中成对的一个纹孔31或另一纹孔32就被破坏,防止了纹孔塞对纹孔膜的阻塞。
换言之,经此处理,木材细胞之间纹孔膜的加厚边缘2被充分破坏,或者纹孔发生变形或开裂,从而部分地防止纹孔被纹孔塞所阻塞,在其间生成空隙,如电子显微镜照片所示。
木材燃料作为燃料而燃烧,受处理的木材则放置在处理室中一预定的时间,处理室充以由燃烧产生的木煤气。木煤气防止了被伐木材中的纹孔塞将成对的一个纹孔31或另一纹孔32阻塞,从而在纹孔中留有空隙。
图1(a)-(d)是一纹孔膜基本结构的示意图。图1(a)示意表示其截面结构,图1(b)示意表示其平面结构,图1(c)和(d)分别表示纹孔对的一个纹孔31和另一个纹孔32被纹孔塞堵塞的情况,其结果是妨碍了细胞所含水分在细胞之间的运动。
图2(a)和(b)是细胞之间未受处理纹孔的电子显微镜照片。
图3是按本发明令木材细胞间纹孔破坏,用以制备纹孔膜破坏的木材的一种形式处理室的示意图。
图4(a)图示了处理过程中处理炉中温度以及受处理原木中温度随时间的变化,图4(b)图示了炉中受处理原木的安放位置。
图5(1)-(4)是未处理木材组织结构的电子显微镜照片,这些图是沿管胞壁存在的纹孔的正视方向拍摄的。
图6(1)-(6)是在上述形式处理室中处理过的木材组织结构的电子显微镜照片。
图7表示纹孔膜破坏过程中的一些状态。
在本发明中,木材细胞的细胞膜中的纹孔和纹孔膜用人工方式破坏,以便于木材达到干燥程度。结果,防止了被伐木材中的纹孔塞对纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32的阻塞作用,也就是说,木材细胞之间的纹孔膜中的加厚边缘被充分破坏,或纹孔发生变形或开裂,从而部分地防止纹孔被纹孔塞所阻塞,在其间生成间隙,起着便于细胞中水分通过此间隙逸去的作用。
换言之,即使由于砍伐造成的局部干燥在木材细胞之间产生了水分梯度,在养分和水分的细胞间传递和接受上起阀门作用的纹孔膜上的纹孔塞会粘着于纹孔上,或者纹孔膜本身会被破坏,而终止了其防止水分梯度的功能。
具体说来,在本发明中令受处理的木材与伴有大量远红外辐射的木煤气接触,使木材温度迅速提高,防止纹孔塞或边缘阻塞住纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32,或者将纹孔本身破坏。换言之,木材与伴有远红外辐射的木煤气接触后,其温度有所升高,因此木材细胞中空气和水分发生热膨胀,或者还可能产生了蒸气压力,从而使纹孔膜部分或全部破坏。然后,木煤气中的焦油会粘着到破坏的纹孔膜上。
尚不清楚的是,在本发明中将受处理木材于木材燃料燃烧所产生的木煤气中置放一段预定的时间后纹孔膜为什么会破坏,但据信这可能是由于所产生的木煤气中或木煤气燃烧后得的气体中的焦油或者木材中所含的树脂组分深深地渗透到木材中,粘附于纹孔的各个部分,以致防止了纹孔膜的完全阻塞(粘附焦油为结点形或粒形)。
现参考附图说明按本发明藉破坏木材细胞间纹孔以制造纹孔膜破坏的木材的一种处理炉。
图3是利用伴有远红外辐射的木煤气进行纹孔膜破坏处理的本发明纹孔膜破坏处理炉的侧视截面图。图3中,1表示空气进气口,2表示木材燃料,3表示燃料进口,4表示炉栅,5表示用高密度熔岩等材料制成的增加远红外辐射的陶瓷块,它的作用是增加远红外辐射以促进木煤气对纹孔膜破坏处理。6表示输入伴有远红外辐射的木煤气的通道,7表示防护炉子的炉顶,8表示处理室27在燃烧室一侧的壁,9表示用混凝土制成的构成炉壁的箱涵,10表示防止处理室27热量散失用的玻璃纤维绝热材料,11表示将处理室27中的热量有效转变为远红外辐射的陶瓷板,12表示搁置在被处理原木16之间的横挡,以便于原木周围的热传递,13表示控制处理室27中温度的排气扇,14表示排气扇13转动将处理室27中的伴有远红外辐射的木煤气排出所经的通道,15表示输入待处理原木16和输出已处理原木的后门,16表示正受处理的原木。
17表示安装在载车两侧的支持柱,用以防止原木垛倒下,18表示载车轨道,19表示载车平台,20表示处理室27在燃烧室一侧的壁上的空气孔,伴有远红外辐射的木煤气经此流入,21表示铂丝或不锈钢丝的网,用以防止燃烧产生的火花进入处理室27,22表示又一个室,其中填有高密度熔岩或具有远红外增加作用的陶瓷材料23,该室的作用是进一步增加远红外辐射,使得受处理的原木与伴有充足远红外辐射的木煤气接触时更有效地受到其作用,促进其纹孔膜的破坏。
24表示燃烧炉栅,25表示耐火砖,27表示处理室,28表示燃烧室。
在这种炉子中,陶瓷块与铂丝网等是放在木材燃料的火焰和受处理的原木之间的,为的是免得来自木材燃料的火花靠近原木而使原木着火燃烧。
为此,处理室27的壁8上的空气孔是位置在下面的具有较大的孔,以使处理室中的温度从上到下都均匀。但应该指出,这并不意味着这些空气孔的形状、尺寸、大小等有什么限制。
其次,将叙述使用这种炉子进行原木处理的步骤。
开启处理室27的后门15,让载有原木16的载车19进入,然后关闭该后门15。转动排气扇13,点燃木材燃烧充分地产生木煤气,此时炉栅4上的陶瓷块5受热至灼红。在这里,受处理的原木用的是端部直径16cm的SUGI原木。
伴有大量远红外辐射的木煤气通过通道6进入下一个室以增加远红外辐射,然后流过装在该室中高密度熔岩或有远红外增加作用的陶瓷材料23的间隙,再流过处理室27壁8上的空气孔20进入处理室。将处理室中温度控制在所需范围内的办法是一面读取或记录装在原木处理炉中的温度传感器的读数,一面调节木材燃料的加料量和空气入口1的开闭程度。关于温度控制,由于使用了用有远红外增加作用的陶瓷或高密度熔岩23实现处理室蓄热的结构,就有可能减少木材燃料燃烧不均匀加热的影响,并也减少了晚间不添加燃料而引起的处理室温度的降低。
这也减少了处理室中温度的降低。因此,就有可能在晚上离开实验室之前添加可经久燃烧的燃料例如原木段,同时将空气入口保持少许开启,以使火仍在烧着。次日早晨重新开工时,处理室中温度为60℃左右,对炉子重新添满燃料,温度即很快升至约140℃。白天操作时,只要每两小时核查一下温度测量装置的读数。图4(a)表示了这种操作条件下处理室中的温度情况。
如图4(b)所示,数十根直径16cm的杉原木叠架在载车上。在原木垛的高1.5m的上层部分的两根原木处,在原木垛的高1.0m的较下层部分的两根原木处测量其温度;还用在处理室中1.0m高度处所装的温度传感器测量了炉中的温度。结果示于图4(a)。
测量自1994年2月28日开始,至3月4日结束。首先,在炉内叠放了数十根直径16cm的杉原木,在2月28日上午约8:30对木材燃料进行了点火。在晚上下班时间之前每隔约2小时添加了三次燃料。如图4(a)所示,炉内温度和原木温度都随着木材燃料的燃烧而上升,点火后约4个小时,炉内温度上升到约140℃。当火焰强度由于点火后燃料2的消耗而降低时,燃料则在点火后的四小时添加。
炉内温度一度降低到约120℃,但随着添加燃料2燃烧而猛烈产生木煤气,炉内温度又再次上升,保持在130°-140℃。此后,尽管燃料2已完全消耗,但自温度已维持在130°-140℃后燃料2就不添加了。晚间临近下班(下班期间不可能对炉子进行连续测量与操作)时,再添加了一些燃料2任炉子处于无人值班的状态。此时为避免燃料2完全燃烧,将空气入口关小一些,使添加的燃料能维持燃料很长一段时间,从而维持木煤气的产生。由于燃料2的这次添加,炉温略有上升,但以后即逐渐下降。
次日(3月1日)到达实验室时,即在燃料开始点火后约24小时,对炉子重新添加燃料。补充的燃料着了火,炉内温度再次升到120℃。在点火后的约28小时,补充的燃料2已消耗完毕,又重新补充燃料2。此时,炉温并无多大降低,因补充燃料2的燃烧而保持在130°-140℃。点火后约39小时,停止添加燃料2,听任炉栅4上剩余的燃料继续消耗掉。
在点火后的48小时,将空气入口关闭,令炉子逐渐冷却,为时约两天。当原木温度接近环境温度时,将原木从炉内取出,按需要切成小尺寸,去接受自然干燥或人工干燥机中的干燥。
现结合图4对受处理原木的温度情况进行讨论。装在受处理原木心部的温度传感器表明,置于处理室上部的两根受处理原木的温度从点火后大约6小时内上升达到了100℃,其此期间木煤气充满着处理室。而装在置于处理室下部的两根原木处的温度传感器表明,该处温度在点火后6小时仍继续上升,在点火后大约12小时达到大约60℃。
以后,处理室上部原木的温度随着处理室温度的下降而下降。然而,由于在点火后大约24小时所添加燃料的燃烧,炉内充满木煤气,结果炉温又上升,因此上部原木的温度又上升至100℃,然后逐步下降。
但置于处理室下部的原木温度在到达约60℃后,并无明显下降,几乎一直保持恒定,而由于点火后24小时所补充燃料的燃烧,仍保持此温度,其中曾到达最高温度约70℃。
用电子显微镜(放大:5000-6000X)检查了经上述处理的杉木试样和未经处理相同试样的组织结构。为此,用切片机制备了杉木管胞的纵截面切片。图5(1)-(4)是未经处理样品组织结构的显微照片,显示管胞壁中纹孔的正面。由图5(1)和(4)明显可见,纹孔塞是位于纹孔对的中部,这些照片中未见到边缘的损坏。这样一种结构意味着细胞脱水不易,干燥将需很长时间。
而由图6(1)和(4)可见,纹孔和纹孔塞在水分梯度的作用下是开着的。图6(1)清楚表明,纹孔1仍留在内部,但边缘有一部分已严重损坏,结果完全丧失其在所产生的水分梯度作用下用纹孔塞封闭,纹孔的功能。结果细胞中的水分很容易通过破坏的纹孔逸出细胞。图6(2)是杉木管胞纵截面切片中纹孔的电子显微镜照片。可以看出,经过上述的处理,边缘已完全破坏,纹孔塞部分地由纹孔伸出,结果完全丧失了纹孔膜的功能。
由图6(3)和(4)还可见到,在经处理样品中的纹孔、纹孔塞或边缘已完全地或部分地受到破坏,结果在其间产生了开口。换言之,在图6(3)中,纹孔本身由于上述的处理而变了形,这与正常纹孔具有良好圆形截然不同,结果水分传递的孔就不可能被纹孔塞所阻塞。
由图6(4)可见,几乎100%的纹孔膜均受到损坏,例如,纹孔塞都部分地从纹孔伸出,结果只要因原木干燥过程产生了水分梯度,水分就能通过纹孔,从而加速了原木的干燥。
由图6(5)和(6)可见,处理之后有焦油粘着于纹孔上。
在此条件下,本来会限制在细胞中的水就得以很容易地逸出细胞,一般说来,杉木尤其是其心材难以脱水,因为其纹孔是90%以上是闭塞纹孔对。而经过上述处理的杉木则并非如此。
为明确起见,对经处理与未经处理的原木试样计算了其闭塞纹孔对的比例。
在计算中,从经过上述处理的原木,在其距切割端1cm和40cm的位置分别截取“边材”、“白线区材(中间材)”和“心材”的样品。从同种但未经处理的原木也截取了“边材”、“白线区材”和“心材”作比较。就破坏纹孔的数目进行了计数比较。
将纹孔状态的破坏情况分为“闭塞纹孔状态”(图7(b))和“部分破坏纹孔状态”(图7(c)),与“正常状态”(图7(a))相区别。对每种比较样品检查记数了二百个纹孔,表1为其结果。
表1:闭塞纹孔、破坏纹孔与中性纹孔的比例
(检查了200个纹孔) 数目(%)
类别 边材 白线区材 心材
经处理木材 | 距切割端1cm取样 | 闭塞纹孔破坏纹孔中性纹孔 | 44(22)38(19)118(59) | 66(33)33(17)101(51) | 69(35)26(13)105(53) |
距切割端40cm取样 | 闭塞纹孔破坏纹孔中性纹孔 | 58(29)41(21)101(51) | 46(23)31(16)123(62) | 78(39)21(11)101(51) | |
未处理木材 | 随机取样 | 闭塞纹孔破坏纹孔中性纹孔 | 63(32)13(7)124(62) | 51(23)14(7)135(68) | 72(36)13(7)115(58) |
根据表1可见,未处理木材中破坏纹孔(如前所述,表示于图7(c))的百分数对于边材、白线区材(中间材)和心材,都是7%,而与之对照的是,在从切割端1cm位置截取的经处理木材中,破坏纹孔的百分数,对边材增加至19%,对中间材增加至17%,对心材增加至13%。即其百分数增至1.9到2.7倍。这表明,当细胞之间产生水分梯度时,由于破坏纹孔的原因,该水分梯度会变得均匀。
按距切割端40cm位置的处理样品的计数计算,破坏纹孔的百分数对边材高达21%,对中间材是16%,对心材是11%,即与未处理木材比较增至1.6到3.0倍。这表明,细胞中所含水分的迁移率相应地也增至1.6到3.0倍。
为了提高检查计数的可靠性,从经处理木材距切割端1cm位置截取了样品,但检查计数了500个纹孔。结果见表2。
表2:闭塞纹孔、破坏纹孔与中性纹孔的比例
(检查了500个纹孔) 数目(%)
类别 边材 白线区材 心材
闭塞纹孔 150(30) 220(44) 222(44)经处理 距切割端
破坏纹孔 257(51) 117(23) 116(33)木材 1cm取样
中性纹孔 93(19) 163(33) 162(33)
闭塞纹孔 269(54) 271(54) 257(52)未处理
随机取样 破坏纹孔 61(12) 28(6) 33(6)木材
中性纹孔 170(34) 201(40) 210(42)
由表2对经处理木材与未处理木材的比较可见,未处理木材中破坏纹孔的百分数,边材是12%,中间材是6%,心材是6%,即平均为8%,而与其成对照的是,距切割端1cm的处理木材中,破坏纹孔的百分数,边材51%,中间材是23%,心材也是23%,平均为33%,即其破坏纹孔百分数增加到未处理木材的4.1倍。
因此,对应于破坏纹孔百分数的增加,木材所含水分的去除得以加速(即干燥得以加速),如果细胞之间产生水分梯度的话,结果就是通过本发明的处理促进了干燥。
由于这个特点,对于经所述处理的具有破坏纹孔的木材,原来在细胞中所含的水分在几天内即可逸出。
由此,因为水分通过导管和管胞的传递获得了改善,木材可以在较短时间内达到干燥状态,即使在自然干燥条件下也是如此。而且,因为水分通过导管和管胞的传递获得改善,经处理的木材与未经处理的木材相比,以经受处理的人工干燥过程中不会产生显著的“开裂”或“翘曲”现象。
在本实施例中,处理是采用伴有增强的远红外辐射的木煤气实现的。然而,任何别的方法均可采用,只要它能有效地提高木材温度,使得热量容易传递到即使是木材的心部。
在本例中,受处理的木材是那些置于炉内高为1.5m位置的上部的原木,称为上部原木。这些原木中的温度在点火后迅速到达100℃。由电子显微镜(5000-6000X)的结果,可以清楚地观测到经处理和未处理原木在组织上的区别。换言之,由图5(1)和(2)可见,未处理原木的电镜照片显示了纹孔塞是位于纹孔对的中部,并且边缘中也无损伤。不难明白,纹孔是这种情况时,使细胞水分的释放困难,干燥就得化费非常长的时间。
按照本发明,处于木材细胞之间的纹孔或纹孔膜被完全地或部分地破坏,结果在纹孔膜中形成孔隙,从而达到木材细胞所含水分在以后进行的木材干燥过程中容易除去,即促进木材干燥的优异效果。
特别是,在边材和心材中木材细胞所含的水分可以迅速而均匀地除去,其结果是,经干燥的木材并无明显开裂、弯曲、扭曲或翘曲等现象。这就使提供优质木材成为可能。
而且,由于木材细胞间的纹孔即纹孔膜产生了破坏,在纹孔膜中形成了孔隙,木材就可容易地用防腐剂、防蛀剂、阻燃剂等浸渍。因而甚至杉或日本落叶松的中间材都不难用作结构材料。而且,人们知道其纹孔膜具有孔隙的木材显示着提高的声学效果。所以在细胞间的纹孔或纹孔膜受到破坏,在纹孔膜上形成了孔隙的木材可以用作乐器的材料。甚至本来不能用作乐器材料的低质木材,也能因此而用作这项用途。
Claims (18)
1.一种具有纹孔膜的纹孔膜破坏的木材,其构成木材的细胞之间的纹孔产生了破坏。
2.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中纹孔膜破坏的情况是:由于木材细胞之间纹孔对的一个纹孔或另一个纹孔中产生了“变形”或“开裂”,纹孔膜被部分地或全部地破坏。
3.按权利要求1或2所述的纹孔膜破坏的木材,其中破坏的纹孔膜具有孔隙,因而能防止处于两个纹孔之间的纹孔塞将纹孔完全封塞。
4.按权利要求1至3中任一项所述的纹孔膜破坏的木材,其中木材细胞之间的纹孔对中的纹孔膜的加厚边缘部分地或全部地被破坏。
5.按权利要求1至4中任一项所述的纹孔膜破坏的木材,其中处于木材细胞之间纹孔对中的纹孔膜的纹孔塞伸出于被其破坏的纹孔之外,因而破坏的纹孔膜具有孔隙,使纹孔不被完全封塞。
6.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中被破坏的纹孔膜,是因木煤气中或木煤气燃烧生成的气体中的焦油粘附于木材细胞之间纹孔对中的某个纹孔或这两个纹孔的周缘部分而致破坏的纹孔膜。
7.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中被破坏的纹孔膜,是因木材中所含的树脂组分粘附于木材细胞之间纹孔对的某个纹孔或这两个纹孔的周缘部分而致破坏的纹孔膜。
8.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中被破坏的纹孔膜,是因木煤气中或木煤气燃烧生成的气体中的焦油粘附于纹孔对内部加厚边缘上而致破坏的纹孔膜。
9.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中被破坏的纹孔膜是因木材中所含的树脂组分粘附在纹孔对内部加厚边缘上而致破坏的纹孔膜。
10.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中被破坏的纹孔膜,其细胞之间的纹孔因木煤气中或木煤气燃烧生成的气体中的焦油粘附于纹孔塞而不致被纹孔塞所封塞。
11.按权利要求1所述的纹孔膜破坏的木材,其中被破坏的纹孔膜,其细胞之间的纹孔因木材中所含的树脂组分粘附于纹孔塞而不致被纹孔塞所封塞。
12.一种破坏构成木材的细胞之间的纹孔的方法,该方法包括:令受处理的木材置于木材燃料燃烧所得的木煤气中一段预定的时间。
13.一种制备纹孔膜破坏的木材的方法,该方法包括:对受处理木材用远红外辐射辐照,令辐射穿透进入木材提高其温度,从而将纹孔破坏。
14.按权利要求11至13中任一项所述的破坏构成木材的细胞之间的纹孔的方法,其中处理方法是令受处理木材置于木煤气中,使其温度上升到约100℃。
15.按权利要求14所述的制备纹孔膜破坏的木材的方法,其中受处理木材的温度在点火后大约6小时时间内迅速上升到大约100℃,从而使纹孔膜破坏。
16.按权利要求14或15所述的制备纹孔膜破坏的木材的方法,其中远红外辐射是木材燃料燃烧过程中产生的远红外射线。
17.按权利要求14或15所述的制备纹孔膜破坏的木材的方法,其中远红外辐射的获得方法是在燃烧的木材燃料火焰上方充填具有增加远红外作用的陶瓷材料,以便增加远红外辐射并促进尔后对纹孔膜的破坏,然后将该种材料加热至灼红,产生远红外辐射。
18.一种制备纹孔膜破坏的木材的设备,它包括:
一个燃烧室,具有空气入口和燃烧木材燃料用的燃烧炉栅;
一个保温室,它通过空气孔与燃烧室相连通,内部充填着诸如高密度熔岩那样的有增加远红外作用的陶瓷材料,以便有效地产生和增加远红外辐射,以促进尔后对纹孔膜的破坏,并用以使炉子保持在一定温度;
一个加热和处理室,它装有排风扇用以吸入木煤气以及控制处理室的温度,它具有玻璃毛绝热装置用以防止处理室中的热量散逸出去,它在其壁和底部还具有陶瓷板用以将热量有效地转变为远红外辐射。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6243970B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-06-12 | George R. Culp | Stack of lumber having low resistance to airflow therethrough and associated method |
RU2153640C1 (ru) * | 1999-10-27 | 2000-07-27 | Скроцкая Ольга Пантелеймоновна | Сушильный комплекс и способ сушки древесины |
FR2870154B1 (fr) * | 2004-05-13 | 2012-12-14 | Bio 3D Applic | Procede et systeme bio-thermiques pour stabiliser des bois d'oeuvre |
US7963048B2 (en) * | 2005-05-23 | 2011-06-21 | Pollard Levi A | Dual path kiln |
US7846295B1 (en) | 2008-04-30 | 2010-12-07 | Xyleco, Inc. | Cellulosic and lignocellulosic structural materials and methods and systems for manufacturing such materials |
KR101218393B1 (ko) * | 2008-12-09 | 2013-01-03 | 전남대학교산학협력단 | 훈연 열처리 방법 |
US8201501B2 (en) | 2009-09-04 | 2012-06-19 | Tinsley Douglas M | Dual path kiln improvement |
CN102364489A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-02-29 | 陈志勇 | 木材复杂各向异性本构关系模型的数值模拟方法 |
US9500408B2 (en) * | 2013-11-01 | 2016-11-22 | Usnr, Llc | Mobile veneer dryer |
US9470455B2 (en) * | 2014-08-11 | 2016-10-18 | Weyerhaeuser Nr Company | Sorting green lumber |
US10619921B2 (en) | 2018-01-29 | 2020-04-14 | Norev Dpk, Llc | Dual path kiln and method of operating a dual path kiln to continuously dry lumber |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1413018A (en) * | 1920-09-28 | 1922-04-18 | Fujino Kakuji | Apparatus and process for drying wood |
US4179820A (en) * | 1977-04-14 | 1979-12-25 | Georgia-Pacific Corporation | Apparatus for drying veneer |
JPS581508A (ja) * | 1981-06-26 | 1983-01-06 | 農林水産省林業試験場長 | 木材の処理方法 |
JPS60225710A (ja) * | 1984-04-24 | 1985-11-11 | 松下電工株式会社 | 木材の含浸処理方法 |
JPS63218302A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-12 | 株式会社クボタ | 原木処理装置 |
JP2516467B2 (ja) * | 1990-10-12 | 1996-07-24 | 石井 拓司 | 木材乾燥装置 |
JPH04208402A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-30 | Kyodo Kumiai Shinshu Karamatsu Kogyokai | 木材の改質方法 |
JP2835793B2 (ja) * | 1991-09-13 | 1998-12-14 | 株式会社ヤスジマ | 木材組織の透過性改善法 |
US5472720A (en) * | 1992-06-17 | 1995-12-05 | Mitec Scientific Corporation | Treatment of materials with infrared radiation |
JP3212708B2 (ja) * | 1992-09-11 | 2001-09-25 | 岩手県 | 木材の熱処理方法 |
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-
1996
- 1996-06-11 FI FI962416A patent/FI962416A/fi not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106313240A (zh) * | 2016-08-27 | 2017-01-11 | 阜南县永兴工艺品有限公司 | 一种木材的干燥处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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CA2175075C (en) | 2004-12-21 |
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NZ294042A (en) | 1997-03-24 |
WO1996011780A1 (fr) | 1996-04-25 |
FI962416A (fi) | 1996-06-11 |
AU3672995A (en) | 1996-05-06 |
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