[发明专利]用于木材的热处理工艺

说明书

本申请公开了用于木材的热处理工艺，所述用于木材的热处理工艺包括以下步骤：a.将待处理的木材批料放置在处理室中；b.通过排空空气、由在8巴至12巴的压力下的呈气体形式的惰性气体气氛代替所排空的空气来交换所述处理室内的气氛；c.将所述惰性气体气氛加热高至165℃至175℃；d.将所述惰性气体气氛中的压力增加到14巴‑16巴；e.维持在步骤c中的温度和在步骤d中的压力持续从90分钟至150分钟；f.将所述惰性气体气氛冷却至20℃至35℃的温度；g.取回经处理的木材批料。

发明领域

本发明涉及用于木材的热处理工艺。

发明背景

在本领域中已经提出了用于热处理木材的各种方法，如下文将说明的。使木材经受热处理的目的是，长期以来已知的是，通过在升高温度持续一段时间并且然后将温度降低回环境温度的一定温度状况下来处理木材，木材获得一些改进的品质。例如，木料的耐久性(durability)和绝缘性能得到改善。实验室测试已经表明，这是由于木材的分子结构的结构重新排序，使得具有或多或少随机的分子纤维结构的木材由于热处理而被重新组织成在分子水平上具有更加结构化的和线性的纤维结构，这提供改进的特性。

这些方面由芬兰热木协会(Finnish Thermo Wood Association)在2003年出版的“ThermoHandbook”中清楚地公开和讨论。这本书被广泛地认为是涉及木材的热处理时的参考工作。根据该公开内容，工艺被分为三个阶段，其中被放置在处理室中的木材在两个步骤内经受处理室内的温度升高，首先高至约100℃的温度持续第一时间段，并且然后至约130℃的温度持续第二时间段。

第一阶段的目的是使木材干透，并且这个阶段持续约36小时。在第二阶段，温度进一步升高至185℃-250℃之间。

维持升高的温度持续约16小时-17小时，以便使木材经受如上所述的改性过程。

最后，在第三阶段，进行冷却和湿度调节阶段，其中一旦温度降至低于80℃-90℃，就进行木材的再润湿(remoisturing)，使得在经处理的和成品的木材中的含湿量在按重量计4％-10％的范围内。取决于正被处理的木材的类型的第三阶段通常需要18小时-28小时。

例如在EP 2 998 087中公开了如上文讨论的方法，其中具有一些修改。根据在EP2 998 087中的方法，将木材引入处理室中，在该处理室中温度升高高至173℃并且维持3小时-5小时。此后，温度降低至约20℃，并且将木材转移到高压釜中。在高压釜中引入亚麻籽油和矿物油并允许其渗透木材，木材由此变成浸渍的。

木材主要由三种不同的组分组成，即半纤维素、纤维素和木质素。这些材料具有不同的特性，并因此它们在热处理期间不同地反应。半纤维素是特别的，因为在木材样品的加热的第一部分中，半纤维素的改性是吸热的，这意味着热由木材传递和吸收，直到达到一定的温度。

此一定的温度取决于木材的类型并且从而也取决于半纤维素的含量，此一定的温度取决于物种和该特定物种的生长条件以及含湿量和压力而变化，但此一定的温度通常将为约230℃。

在该温度下，半纤维素的改性从吸热过程转变为放热过程，即产生的能量比添加到木材的半纤维素组分的能量更多。同时，纤维素将已经被改性，并且仍将经历改性。通常，木材样品的纤维素部分将显著大于半纤维素部分，并且木材的此类相当大的部分在此阶段已被改性。

然而，许多缺点与现有技术的方法和程序相关联。

首先，该程序需要很长时间，从而减少从加工厂的产量。通常，用现有技术的方法处理木材批料需要从24小时到多至36小时，取决于木材以及所寻求的改性过程有多具竞争性(how aggressive)。