[发明专利]提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽预处理工艺，该工艺主要用于木材干燥处理前的预处理作业，特别适合于提高速生材厚板的尺寸稳定性，属于木材加工技术领域。

背景技术

木材主要由纤维素、半纤维素和木素组成，在纤维素和半纤维素分子上存在着大量的羟基。当木材含水率低于纤维饱和点的时候，由于羟基的作用，木材随着外界温度和湿度的变化，蒸发或吸收水分，产生干缩或湿胀，导致木材的尺寸不稳定，使木材产生内应力，发生翘曲、变形和开裂等缺陷。为了提高木材的尺寸稳定性，目前的处理方法如下：①用交叉层压的方法进行机械抑制；②用防水涂料进行内部或外部涂饰；③采用高温特殊处理等改性方法减少木材吸湿性；④对木材细胞壁组分进行化学交联；⑤用化学药品预先使细胞壁增容。

中国专利文献号CN1876343A于2006年12月13日公布的一种木材的高温水热处理方法，给出了高温水热处理方法来提高木材的尺寸稳定性。具体步骤为：1)将木材置于高温热处理炉中，将高温热处理炉中的温度提高到120～150℃保温；2)将木材含水率降低到5％以下以后，提高高温热处理炉中的温度到180～240℃保温，保温时间为每厘米厚度的木材保持0.5～3小时；3)降低高温热处理炉中的温度，当温度降低到100℃以下后，用蒸汽或者热水对木材进行处理，使木材的含水率至7％～10％；4)继续降低高温热处理炉中的温度，当木材内部的温度降低到40℃左右后出炉；5)在大气环境中平衡15天以上时间。据称，此发明可提高木材尺寸稳定性，耐腐性和耐候性，使经过处理后的木材能广泛应用于温度和湿度变化比较大的环境中。但该方法处理温度高、周期较长，处理材中的纤维素和半纤维素在高温条件下易发生降解，导致木材的机械强度降低，脆性增加。

中国专利文献号CN101450497A于2009年6月10日公开了一种木材蒸汽处理工艺，该方法将木材放进密封压力罐里，经过真空处理、蒸汽处理和干燥处理等过程，可使加工后的木材具有结构更稳定，不易变形，抗菌虫侵蚀，颜色加深，内外统一等特点。但该方法设备投资大、工艺复杂、单机处理量较小、能耗高。

中国专利文献号CN101745951A于2010年6月23日公开了一种改性人工林木材及其制备方法。该发明公开了人工林木材浸渍增强-热处理改性技术，步骤如下：1)采用以改性脲醛树脂为浸渍主剂的浸渍液对木材进行浸渍处理2)对浸渍处理后的木材进行真空热处理。该发明方法制备的木材尺寸稳定性高，木材强度高，抗湿胀性能和耐腐蚀性能增加，提高木材的附加值，扩大热处理材的应用范围。

但是，用化学方法处理后的木材虽然尺寸稳定性有所提高，由于木材内部含有化学药剂，处理后的木材不管是在使用的时候还是废弃物的处理都会给环境带来污染，对人体有害。

因此，需要做进一步改进和完善。

发明内容

本发明专利的目的旨在提供一种设备投资少、处理时间短、没有化学污染、明显提高木材尺寸稳定性的木材常压过热蒸汽预处理工艺，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种提高木材尺寸稳定性的常压过热蒸汽的预处理工艺，其特征是通过对进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的数值及相互关系的控制，完成预处理过程；包括以下步骤：

步骤1：将待处理木材码放在预处理设备内，并布置好分别测定进材堆温度、出材堆温度、木芯温度的传感器；

步骤2：启动循环风机及加热系统，对木材进行预热；

步骤3：当进材堆的温度达到50℃～60℃，开始喷蒸处理，以实现水蒸气保护；

步骤4：继续加热升温至进材堆温度达到110℃～160℃，此时预处理设备内部的水蒸气处于过热状态，升温过程中需控制进、出材堆的温度差在20℃～30℃范围内，进材堆温度和木芯温度的温差在40℃～50℃范围内；

步骤5：当木芯温度达到90℃时开始保温，保温时间为1～3小时/cm；

步骤6：保温结束后闷窑3～5小时；

步骤7：在8～12小时内将木材的温度降到60℃左右，出窑。

所述步骤1中布置温度传感器时，进材堆处布置不少于2个探点；出材堆处布置不少于4个探点，且其中一半的探点用于测定出材堆的温度，其余则用于测定木芯温度；进材堆、出材堆、木芯处的温度为各自探点所测温度的均值。进材堆温度为T1、T2处温度的均值，出材堆温度为T3、T4处温度的均值，木芯温度为T5、T6处温度的均值。

所述步骤3中进材堆的温度为50～60℃，并开始喷蒸，当预处理设备内的地面完全变湿时，关小蒸汽喷蒸阀，少量蒸汽喷入即可。