CN116872317A - 一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，包括如下步骤：将需要处理的松木板材置于高温干燥机中，并进行预热处理；然后依次进行树脂脱除阶段和树脂固定阶段，脱脂和固定处理后进行降温处理和平衡处理，最后开启高温干燥机换气系统，使高温干燥机处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭高温干燥机，取出木材。本发明可以有效脱除松木中的树脂，并固定残留在木材中的部分树脂，使木材质量达到木制品生产技术需求。
Description
技术领域
本发明涉及木材脱脂技术领域，具体地说，涉及一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法。
背景技术
松木树脂道发达、树脂含量高会影响木材制品加工中的胶合和涂饰性能，且在使用过程中环境温度升高时，木制品内部松脂流动性提高导致渗出到产品表面，产生变色、油漆鼓泡等问题，严重影响木制品的外观和使用性能。因此松木加工产品之前应采用脱脂处理，减少树脂对产品的影响。
目前有方法是将松木置于高压环境中进行脱脂处理，之后转到真空条件下进行木材干燥，当该种方法必须采用压力设备，且工艺复杂，处理成本较高。也有方法是采用常规干燥进行脱脂，但这种方式对厚度较大的木材脱脂效果差，木材内部的树脂可能无法脱除，并且温度较低，无法使内部树脂固化。还有方法是将木材放入和脱脂液置于高压脱脂罐中进行脱脂，这种方法虽然脱脂效果好，但设备要求高，难以大批量处理。因此，总体来讲上述方法涉及到的设备及工艺复杂，技术操作难度高，木材加工企业人员较难掌握，且成本高、时间长，并不适合大批量处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法。本发明可以有效脱除松木中的树脂，并固定残留在木材中的部分树脂，使木材质量达到木制品生产技术需求。
本发明的技术方案如下：一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，包括如下步骤：
步骤1、将需要处理的松木板材置于高温干燥机中，并进行预热处理；
步骤2、树脂脱除阶段：高温干燥机通入过热蒸汽，控制处理温度为105-120℃，含氧量为2-5％，处理时间为3～12h；
步骤3、树脂固定阶段：待松木木材含水率降低至20-35％，控制处理温度升高至140-160℃，含氧量为2-5％，处理时间为4～12h；
步骤4、降温处理阶段：控制温度在60-75℃，含氧量为8-13％，处理时间10-14h；
步骤5：平衡阶段：控制温度在70-80℃，含氧量为13-18％，处理时间12-24h，并将木材含水率调至8-12％，使木材质量日变化率小于5％；
步骤6：结束阶段：开启高温干燥机换气系统，使高温干燥机处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭高温干燥机，取出木材。
上述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤1中，所述的松木板材采用隔条间隔堆垛码放、并压重后置于温、湿度以及风速可控的高温干燥机中。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤1中，所述预热处理是高温干燥机控制温度在85-95℃，控制含氧量为8-13％，预热时间为0.5-3.5h。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤1中，所述预热处理的控制温度为95℃，控制含氧量为10％，预热时间为3h。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤2中，控制处理温度为110℃，含氧量为2％，处理时间为9h。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤3中，控制处理温度为160℃，含氧量为5％，处理时间为6h。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤4中，控制处理温度为70℃，含氧量为10％，处理时间为12h。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，步骤5中，控制处理温度为74℃，含氧量为15％，处理时间为24h，木材含水率调至10％。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，在步骤1之前，先对松木进行疏通脱脂通道处理，所述疏通脱脂通道处理是将松木板材在连续式微波处理设备中进行加热，然后自然冷却后，将冷却后的松木暴露于零度以下气体介质环境中，使木材表面温度降低至零度以下，最后清除渗透出的树脂。
前述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，所述微波加热处理施加的能量为40-90kWh/m3的能量，使木材内部温度达到105-120℃。
与现有技术相比，本发明旨在对松木类木材进行脱脂处理，通过两阶段的过热蒸汽处理木材，一阶段的树脂脱除阶段可以去除木材中的部分松脂，脱脂速度快，二阶段的树脂固定阶段将未完全脱除部分的树脂固定在木材内部，使得木材制品在使用过程中不会发生树脂渗出现象，提高了木材制品的使用性能。本发明的处理方法简单方便，能耗低，不涉及化学药剂污染，通过常压过热蒸汽处理方法，时间短，可降低生产成本，适合批量处理松木木材。进一步地，本发明通过微波的降温冷冻方式对高含水率松木板材进行预处理，可有效疏通松木的树脂道，显著提高渗透性，使后期脱脂及干燥中的效率得到提高、木材内部树脂及水分分布更均匀，达到木制品生产技术需求。本发明为松木脱脂和固定的工业化应用提供了一种可行的技术方案。
附图说明
图1为实施例1-3以及对比例中的成品的实物图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法；
处理对象为辐射松锯材，规格为500mm×90mm×30mm(L×W×H)，初含水率为110％±7.5％。
具体处理过程包括以下步骤：
步骤1、将木材码放入高温干燥机中，采用断面尺寸25mm×20mm隔条将不同层的木材隔开以使气流在锯材层间通过，并在堆顶置放钢块压重150kg/m2，以防止木材在处理过程中变形。关闭处理室大门，使处理室处于密闭状态；然后在90℃条件下预热1h，控制含氧量为10％；
步骤2、树脂脱除阶段：高温干燥机通入过热蒸汽，温度升至110℃，控制含氧量为2％，处理时间3h；
步骤3、树脂固定阶段：待松木木材含水率降低至20-35％，温度升至120℃，控制含氧量为5％，处理时间6h；
步骤4、降温处理阶段：温度降低至70℃，控制含氧量为10％，处理时间12h；
步骤5、平衡阶段：温度降低至74℃，控制含氧量为15％，处理时间12h，木材含水率调至10％±1.5％，使木材质量日变化率小于5％；
步骤6、开启设备换气系统，使处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭设备，取出木材。
实施例2：一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法；
处理对象为马尾松锯材，规格为900mm×120mm×50mm(L×W×H)，初含水率为108％±6％。
具体处理过程包括以下步骤：
步骤1、将木材码放入高温干燥机中，采用断面尺寸25mm×20mm隔条将不同层的木材隔开以使气流在锯材层间通过，并在堆顶置放钢块压重150kg/m2，以防止木材在处理过程中变形。关闭处理室大门，使处理室处于密闭状态；然后在95℃条件下预热3h，控制含氧量为10％；
步骤2、树脂脱除阶段：高温干燥机通入过热蒸汽，温度升至110℃，控制含氧量为2％，处理至9h；
步骤3、树脂固定阶段：待松木木材含水率降低至20-35％，温度升至160℃，控制含氧量为5％，处理6h；
步骤4、降温处理阶段：温度降低至70℃，控制含氧量为10％，处理12h；
步骤5：平衡阶段：温度降低至74℃，控制含氧量为15％，处理24h，木材含水率调至10％，使木材质量日变化率小于5％；
步骤6：结束阶段：开启设备换气系统，使处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭设备，取出木材。
实施例3：一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法；
处理对象为樟子松锯材，规格为900mm×125mm×50mm(L×W×H)，初含水率为98％±6％。
具体处理过程包括以下步骤：
步骤1、将木材码放入高温干燥机中，采用断面尺寸25mm×20mm隔条将不同层的木材隔开以使气流在锯材层间通过，并在堆顶置放钢块压重150kg/m2，以防止木材在处理过程中变形。关闭处理室大门，使处理室处于密闭状态，然后在95℃条件下预热3h，控制含氧量为10％；
步骤2、树脂脱除阶段：高温干燥机通入过热蒸汽，温度升至120℃，控制含氧量为2％，处理至9h；
步骤3、树脂固定阶段：待松木木材含水率降低至20-35％，温度升至160℃，控制含氧量为5％，处理5h；
步骤4、降温处理阶段：温度降低至70℃，控制含氧量为10％，处理12h；
步骤5：平衡阶段：温度降低至74℃，控制含氧量为18％，处理24h，木材含水率调至10％，使木材质量日变化率小于5％；
步骤6：结束阶段：开启设备换气系统，使处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭设备，取出木材。
实施例4：一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法；
处理对象为樟子松锯材，规格为900mm×125mm×50mm(L×W×H)，初含水率为98％±6％。
具体处理过程包括以下步骤：
步骤1、将木材码放入高温干燥机中，采用断面尺寸25mm×20mm隔条将不同层的木材隔开以使气流在锯材层间通过，并在堆顶置放钢块压重150kg/m2，以防止木材在处理过程中变形。关闭处理室大门，使处理室处于密闭状态，然后在88℃条件下预热2h，控制含氧量为9％；
步骤2、树脂脱除阶段：高温干燥机通入过热蒸汽，温度升至110℃，控制含氧量为3％，处理至5h；
步骤3、树脂固定阶段：待松木木材含水率降低至20-35％，温度升至145℃，控制含氧量为4％，处理8h；
步骤4、降温处理阶段：温度降低至90℃，控制含氧量为9％，处理10h；
步骤5：平衡阶段：温度降低至3℃，控制含氧量为16％，处理18h，木材含水率调至12％，使木材质量日变化率小于5％；
步骤6：结束阶段：开启设备换气系统，使处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭设备，取出木材。
实施例5：本实施例的步骤与实施例3的步骤相同，但在对木材进行脱脂处理前，先进行了疏通松木脱脂通道的处理，其步骤如下：
步骤1、微波处理阶段：将木材顺序放置于连续式微波处理系统的进料端，进给速度为1.5m/min，对材料施加60kWh/m3的微波能量，使木材内部温度升高至105℃；
步骤2、将微波加热后的木材按要求码放为材堆，层间用25mm厚的隔条隔开，自然冷却至室温；
步骤3、将冷却至室温的材堆移至温度为零下5℃的冷库，表面温度达到零下2℃时止；
步骤4、用钢丝刷将木材表面的树脂清除。
实施例6：本实施例的步骤与实施例3的步骤相同，但在对木材进行脱脂处理前，先进行了疏通松木脱脂通道的处理，其步骤如下：
步骤1、将木材顺序放置于连续式微波处理系统的进料端，进给速度为1.2m/min，对材料施加40kWh/m3的微波能量，使木材内部温度升高至115℃；
步骤2、将微波加热后的木材按要求码放为材堆，层间用25mm厚的隔条隔开，自然冷却至室温；
步骤3、用液氮气体吹木材表面，木材表面的树脂发生硬化；
步骤4、用刮刀将木材表面的树脂清除。
实施例7：本实施例的步骤与实施例3的步骤相同，但在对木材进行脱脂处理前，先进行了疏通松木脱脂通道的处理，其步骤如下：
步骤1、将木材顺序放置于连续式微波处理系统的进料端，进给速度为1m/min，对材料施加80kWh/m3的微波能量，使木材内部温度升高至120℃；
步骤1、将微波加热后的木材按要求码放为材堆，层间用25mm厚的隔条隔开，自然冷却至室温；
步骤3、用液氮气体吹木材表面，木材表面的树脂发生硬化；
步骤4、采用双面定厚刨光木材表面，使木材表面的树脂得到清除。
对比例：对比例的步骤与实施例1中的步骤相同，但对比例没有进行步骤3的树脂固定阶段处理。
为了进一步地说明本发明的技术效果，对实施例1-3以及对比例进行了对脱脂处理后的木材进行脱脂率、树脂渗出面积比和尺寸稳定性进行检测，评价木材脱脂率及其性能变化。
本发明主要指标脱脂率测定方法为：按照GB/T 2677.6-94《造纸原料有机溶剂抽出物含量的测定》测量未处理素材和脱脂材乙醚抽提物，即含脂率，再计算脱脂率，公式如下：
式中，X1为处理前试样的含脂率(％)；X2为处理后试样的含脂率(％)。
树脂渗出面积比参考LY/T 2148-2013《脱脂松木锯材》。将表面积(2个宽面)不小于300cm2的四面刨光标准测试试件竖直放入电热鼓风恒温干燥箱中,在60℃±2℃的温度条件下连续处理6h后观察松木表面溢脂情况，并采用面积纸测量树脂溢出面积百分比。测量时，将透明面积纸覆盖在测试试件的宽表面上，使面积纸长度方向上的水平线与待测试试件的长边重合,面积纸宽度方向上的垂直线与待测试试件的宽边重合,记录整个试件2个宽表面所占单元格的格数及溢脂表面所占单元格的格数，将两个宽表面上溢脂表面所占单元格的格数除以试件2个宽表面所占单元格的总格数，即为树脂渗出面积比，计算公式如下：
式中，Ni为试件2个宽表面中溢脂表面所占单元格个数，单位为个；NT为试件2个宽表面所占单元格总个数，单位为个。
木材吸湿率按LY/T2490-2015《改性木材尺寸稳定性测定方法》进行测定。
实施例1-3以及对比例的的脱脂木材如图1所述，其中左侧为表面图，右侧为侧面图。同时经过测定：实施例1中的工艺处理后的辐射松木材，脱脂率为53.8.0％±3.5％，无树脂渗出现象，剩余松脂被固定在木材内部，达到一级标准。处理后辐射松锯材的干燥质量：平均最终含水率10.6％、干燥均匀度±1.35％、厚度上的含水率偏差0.65％、残余应力1.15％。与未脱脂材相比，吸湿率降低了1.7％。满足家具用木材干燥质量要求。
实施例2中工艺处理后的马尾松木材，脱脂率为65.0％±4.2％，无树脂渗出现象，剩余松脂被固定在木材内部，达到一级标准。处理后马尾松锯材的干燥质量：平均最终含水率9.50％、干燥均匀度±1.65％、厚度上的含水率偏差1.25％、残余应力1.24％。与未脱脂材相比，吸湿率降低了2.1％。满足家具用木材干燥质量要求。
实施例3中工艺处理后的樟子松木材，脱脂率为57.5％±5.5％，无树脂渗出现象，剩余松脂被固定在木材内部，达到一级标准。处理后樟子松锯材的干燥质量：平均最终含水率9.75％、干燥均匀度±1.25％、厚度上的含水率偏差1.15％、残余应力1.45％。与未脱脂材相比，吸湿率降低了2.4％。满足家具用木材干燥质量要求。
实施例5中工艺处理后的樟子松木材，脱脂率为78.5％±2.5％，无树脂渗出现象，剩余松脂被固定在木材内部，达到一级标准。处理后樟子松锯材的干燥质量：平均最终含水率9.85％、干燥均匀度±1.25％、厚度上的含水率偏差1.15％、残余应力1.25％，满足家具用木材干燥质量要求。
实施例6中工艺处理后的樟子松木材，脱脂率为79.0％±3.5％，无树脂渗出现象，剩余松脂被固定在木材内部，达到一级标准。处理后樟子松锯材的干燥质量：平均最终含水率10.15％、干燥均匀度±1.45％、厚度上的含水率偏差1.30％、残余应力1.05％，满足家具用木材干燥质量要求。
实施例7中工艺处理后的樟子松木材，脱脂率为81.2％±1.5％，无树脂渗出现象，剩余松脂被固定在木材内部，达到一级标准。处理后樟子松锯材的干燥质量：平均最终含水率10.45％、干燥均匀度±1.25％、厚度上的含水率偏差1.18％、残余应力1.01％，满足家具用木材干燥质量要求。
对比例中的工艺处理后的辐射松木材，脱脂率为50.2％±2.7％，剩余松脂有渗出现象。处理后辐射松锯材的干燥质量：平均最终含水率11.3％、干燥均匀度±1.55％、厚度上的含水率偏差0.65％、残余应力2.15％。与未脱脂材相比，吸湿率降低了1.9％，相比实施例1的效果而言较差，树脂不固定，会造成后续木制品的质量下降。
综上所述，通过两阶段的过热蒸汽处理木材，一阶段的树脂脱除阶段可以去除木材中的部分松脂，脱脂速度快，二阶段的树脂固定阶段将未完全脱除部分的树脂固定在木材内部，使得木材制品在使用过程中不会发生树脂渗出现象，提高了木材制品的使用性能。本发明的处理方法简单方便，能耗低，不涉及化学药剂污染，通过常压过热蒸汽处理方法，时间短，可降低生产成本，适合批量处理松木木材。
Claims (10)
1.一种含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、将需要处理的松木板材置于高温干燥机中，并进行预热处理；
步骤2、树脂脱除阶段：高温干燥机通入过热蒸汽，控制处理温度为105-120℃，含氧量为2-5％，处理时间为3～12h；
步骤3、树脂固定阶段：待松木木材含水率降低至20-35％，控制处理温度升高至140-160℃，含氧量为2-5％，处理时间为4～12h；
步骤4、降温处理阶段：控制温度在60-75℃，含氧量为8-13％，处理时间10-14h；
步骤5：平衡阶段：控制温度在70-80℃，含氧量为13-18％，处理时间12-24h，并将木材含水率调至8-12％，使木材质量日变化率小于5％；
步骤6：结束阶段：开启高温干燥机换气系统，使高温干燥机处理室内温度降低，木材温度自然降低至不高于室外温度15℃时，关闭高温干燥机，取出木材。
2.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤1中，所述的松木板材采用隔条间隔堆垛码放、并压重后置于温、湿度以及风速可控的高温干燥机中。
3.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤1中，所述预热处理是高温干燥机控制温度在85-95℃，控制含氧量为8-13％，预热时间为0.5-3.5h。
4.根据权利要求3所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤1中，所述预热处理的控制温度为95℃，控制含氧量为10％，预热时间为3h。
5.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤2中，控制处理温度为110℃，含氧量为2％，处理时间为9h。
6.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤3中，控制处理温度为160℃，含氧量为5％，处理时间为6h。
7.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤4中，控制处理温度为70℃，含氧量为10％，处理时间为12h。
8.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：步骤5中，控制处理温度为74℃，含氧量为15％，处理时间为24h，木材含水率调至10％。
9.根据权利要求1所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：在步骤1之前，先对松木进行疏通脱脂通道处理，所述疏通脱脂通道处理是将松木板材在连续式微波处理设备中进行加热，然后自然冷却后，将冷却后的松木暴露于零度以下气体介质环境中，使木材表面温度降低至零度以下，最后清除渗透出的树脂。
10.根据权利要求9所述的含脂松木的树脂脱除和固定的处理方法，其特征在于：所述微波加热处理施加的能量为40-90kWh/m3的能量，使木材内部温度达到105-120℃。
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