CN105276930B - 一种抑制木材干燥皱缩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是抑制木材干燥皱缩的方法，包括如下步骤：1）木材堆垛；2）减压抽真空；3）离心脱水；4）真空干燥；5）木材降温；6）木材出窑：让干燥罐恢复常压，再从干燥罐内卸载木材。本发明的优点：（1）经过真空常温高速离心脱水后，木材的自由水全部被快速脱除，这一过程同时完成了木材脱水且有效避免了因自由水而引起的木材皱缩问题；（2）离心脱水与真空干燥的集成，在真空条件下、皱缩临界温度下、木材高含水率区间内，对木材进行高速离心脱水至纤维饱和点，有效抑制了因自由水脱除而产生的干燥皱缩；离心脱水与真空干燥集合减少大量设备投资，节约成本，满足易皱缩木材快速化生产的要求。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种真空条件下加快木材干燥并抑制木材干燥皱缩的方法，即通过对木材进行高速离心预处理进而有效避免木材在脱水和干燥过程中产生的皱缩缺陷，属于木材干燥领域。
背景技术
由于我国经济发展、生活水平的提高、审美观念及健康意识的增强，越来越多的家居风格更倾向于天然化、绿色化和环境友好化，因而实木家具、实木地板及实木室内装修已经成为首选。然而，我国天然优质木材资源短缺，根据我国及世界森林资源状况，今后相当一段时间内我国木制品工业的原料将以人工林速生材料为主。这些材料将逐渐被应用到木家具、木地板、木门窗等产品之中，对这些速生人工林深、精加工，提高其综合利用率和附加值是一条必由之路。然而我国大面积种植的天然林桉树、杨树等木材在干燥的过程中往往出现“皱缩”这种严重的木材干燥缺陷，经干燥后的木材，变形、开裂严重，产生大量的木材內裂，导致木材降等严重，无法应用到实木家具、地板及室内装修当中，甚至完全报废。到目前为止，还没有针对避免木材皱缩的有效干燥方法和处理手段。现有的技术中包括微波、蒸汽、预冻预处理及常规分段式干燥及后期处理等都只能轻度减缓或部分恢复皱缩，不能有效的抑制干燥过程中产生的严重皱缩，进而严重限制了桉树、杨树等木材高效、高附加值的利用。
发明内容
本发明提出的是一种抑制木材干燥皱缩的方法，其目的是在真空条件下通过离心力使木材在高含水率范围内快速脱水而不产生的皱缩，脱水后的木材在后续真空干燥过程中可加快干燥速度而不产生干燥皱缩。
本发明的技术解决方案：抑制木材干燥皱缩的方法：包括如下步骤：
1）木材堆垛，选取易产生皱缩的木材，加工成厚度25mm~38mm的板材，按照常规干燥方法堆垛并放入真空离心干燥罐内，关闭罐门；
2）减压抽真空，开启真空泵，降低离心干燥罐真空度，绝对压力控制在3.3~6.7kPa，保持罐内真空度0.5至1h；
3）离心脱水，开启离心机，按照不同含水率区间调整离心转速，对木材进行快速离心脱水，待木材含水率降至纤维饱和点时，停止离心机工作，有效避免木材由于毛细管张力引起皱缩，这是由于纤维饱和点以前，木材中的自由水已被离心脱除，木材内部无自由水存在，消除了木材干燥皱缩产生的条件；
4）真空干燥，开启加热设备对木材加热，木材温度升至为35~45℃后进行木材干燥，进行热湿处理，含水率降至20%时进行一次中间热湿处理，干球温度52℃，湿球温度51℃，处理时间为3h；当含水率降至8%左右时，进行终了热湿处理，干球温度50℃，湿球温度47℃，处理时间为4h，直至木材含水率达到8~10%；
5）木材降温，保持罐内绝对压力为6.7~13.4kPa，让木材表面水分蒸发并自然冷却3至5h；木材温度降至室温；
6）木材出窑：让真空离心干燥罐恢复常压，再从干燥罐内卸载木材，完成了木材干燥。
本发明的优点：
（1）经过真空常温高速离心脱水后，木材的自由水全部被快速脱除，这一过程同时完成了木材脱水且有效避免了因自由水而引起的木材皱缩问题，
（2）因木材内部无自由水存在，消除了干燥皱缩的产生条件，因而后续干燥过程没有干燥皱缩缺陷，整个过程降低了材料搬运问题，提高木材干燥速度，避免了木材干燥皱缩；
（3）木材含水率在纤维饱和点以上时，通过调整离心机的转速来快速脱除木材中水分的同时，避免木材由于毛细管张力引起的皱缩；
（4）离心脱水与真空干燥的集成，在真空条件下、皱缩临界温度下、木材高含水率区间内，对木材进行高速离心脱水至纤维饱和点，有效抑制了因自由水脱除而产生的干燥皱缩；离心脱水与真空干燥集合减少大量设备投资，节约成本，满足易皱缩木材快速化生产的要求。
具体实施方式
实施例1
抑制木材干燥皱缩的方法：包括如下步骤：
1）木材堆垛，选取易产生皱缩的木材，加工成一定厚度的板材，按照常规干燥方法堆垛并放入离心干燥罐内，并通过夹具固定，关闭罐门；
2）减压抽真空：在常温下将离心干燥罐抽真空，罐内绝对压力达到并保持在3.3kPa，并使木材在罐中放置0.5h；
3）离心脱水：保持真空离心罐为室温，根据木材不同的含水率区间调整离心机的转速，含水率60%时，离心转速为2000r/min；含水率在60~50%时，离心转速为3000r/min；含水率在50~40%时，离心转速为5000r/min；含水率在40~30%时，离心转速为6000r/min。对离心罐内木材进行高速离心脱水，木材内部自由水在皱缩临界温度下通过离心力及内外压力差的作用下被脱除，木材细胞未受到毛细管张力长期作用进而不能发生皱缩；待木材含水率降至纤维饱和点时停止离心脱水,离心机停止；
4）真空干燥：开启加热设备，干燥罐内温度控制在35℃，对木材实施真空低温干燥，温度是导致木材皱缩的重要因素，木材含水率在纤维饱和点以下维持较高的罐内真空、采用较低的加热温度便能使木材快速干燥且不发生皱缩；真空干燥过程中，含水率降至20%时进行一次中间热湿处理，干球温度52℃，湿球温度50℃，处理时间为3h；当含水率降至8%左右时，进行终了热湿处理，干球温度50℃，湿球温度47℃，处理时间为4h。热湿处理来平衡木材干燥过程中的应力，待含水率降至8%，停止干燥；
5）木材降温：停止加热，并维持真空离心罐绝对压力在6.7kPa的环境下让木材表面水分蒸发并自然冷却3h；木材温度降至室温；
6）木材出窑：让真空离心干燥罐恢复常压，再从干燥罐内卸载木材，完成了木材干燥。
实施例2
抑制木材干燥皱缩的方法：包括如下步骤：
1）木材堆垛，选取易产生皱缩的木材，加工成一定厚度的板材，按照常规干燥方法堆垛并放入离心干燥罐内，并通过夹具固定，关闭罐门；
2）减压抽真空：在常温下将离心干燥罐抽真空，罐内绝对压力达到并保持在6.7kPa，并使木材在罐中放置1h；
3）离心脱水：保持真空离心罐为室温，根据木材不同的含水率区间调整离心机的转速，总体趋势是高含水率区间，离心转速低，低含水率区间（纤维饱和点以上），离心转速高。具体如下：含水率在60%时，离心转速为2000r/min；含水率在60~50%时，离心转速为3000r/min；含水率在50~40%时，离心转速为5000r/min；含水率在40~30%时，离心转速为6000r/min。对离心罐内木材进行高速离心脱水，木材内部自由水在皱缩临界温度下通过离心力及内外压力差的作用下被脱除，木材细胞未受到毛细管张力长期作用进而不能发生皱缩；待木材含水率降至纤维饱和点时停止离心脱水,离心机停止；
4）真空干燥：开启加热设备，干燥罐内温度控制在45℃，对木材实施真空低温干燥，温度是导致木材皱缩的重要因素，木材含水率在纤维饱和点以下维持较高的罐内真空、采用较低的加热温度便能使木材快速干燥且不发生皱缩；真空干燥过程中，含水率降至20%时进行一次中间热湿处理，干球温度52℃，湿球温度50℃，处理时间为3h；当含水率降至8%左右时，进行终了热湿处理，干球温度50℃，湿球温度47℃，处理时间为4h。热湿处理来平衡木材干燥过程中的应力，待含水率降至10%，停止干燥；
5）木材降温：停止加热，并维持真空离心罐绝对压力在13.4kPa的环境下让木材表面水分蒸发并自然冷却5h；木材温度降至室温；
6）木材出窑：让真空离心干燥罐恢复常压，再从干燥罐内卸载木材，完成了木材干燥。
实施例3
抑制木材干燥皱缩的方法：包括如下步骤：
1）木材堆垛，选取易产生皱缩的木材，加工成一定厚度的板材，按照常规干燥方法堆垛并放入离心干燥罐内，并通过夹具固定，关闭罐门；
2）减压抽真空：在常温下将离心干燥罐抽真空，罐内绝对压力达到并保持在4.3kPa，并使木材在罐中放置0.8h；
3）离心脱水：保持真空离心罐为室温，根据木材不同的含水率区间调整离心机的转速，总体趋势是高含水率区间，离心转速低，低含水率区间（纤维饱和点以上），离心转速高。具体如下：含水率在60%时，离心转速为2000r/min；含水率在60~50%时，离心转速为3000r/min；含水率在50~40%时，离心转速为5000r/min；含水率在40~30%时，离心转速为6000r/min。对离心罐内木材进行高速离心脱水，木材内部自由水在皱缩临界温度下通过离心力及内外压力差的作用下被脱除，木材细胞未受到毛细管张力长期作用进而不能发生皱缩；待木材含水率降至纤维饱和点时停止离心脱水,离心机停止；
4）真空干燥：开启加热设备，干燥罐内温度控制在40℃，对木材实施真空低温干燥，温度是导致木材皱缩的重要因素，木材含水率在纤维饱和点以下维持较高的罐内真空、采用较低的加热温度便能使木材快速干燥且不发生皱缩；真空干燥过程中，含水率降至20%时进行一次中间热湿处理，干球温度52℃，湿球温度50℃，处理时间为3h；当含水率降至8%左右时，进行终了热湿处理，干球温度50℃，湿球温度47℃，处理时间为4h。热湿处理来平衡木材干燥过程中的应力，待含水率降至9%，停止干燥；
5）木材降温：停止加热，并维持真空离心罐绝对压力在7kPa的环境下让木材表面水分蒸发并自然冷却4h；木材温度降至室温；
6）木材出窑：让真空离心干燥罐恢复常压，再从干燥罐内卸载木材，完成了木材干燥。
经过真空常温高速离心脱水后，木材的自由水全部被快速脱除，这一过程同时完成了木材脱水且有效避免了因自由水而引起的木材皱缩问题，
因木材内部无自由水存在，消除了干燥皱缩的产生条件，因而后续干燥过程没有干燥皱缩缺陷，整个过程降低了材料搬运问题，提高木材干燥速度，避免了木材干燥皱缩。
本发明同时将离心脱水与真空干燥进行集成，在真空条件下、皱缩临界温度下、木材高含水率区间内，对木材进行高速离心脱水至纤维饱和点，有效抑制了因自由水脱除而产生的干燥皱缩；离心脱水与真空干燥集合减少大量设备投资，节约成本，满足易皱缩木材快速化生产的要求。
Claims (2)
1.抑制木材干燥皱缩的方法，其特征是该方法包括如下步骤：
1）木材堆垛，选取易产生皱缩的木材，加工成厚度25mm~38mm的板材，按照常规干燥方法堆垛并放入真空离心干燥罐内，关闭罐门；
2）减压抽真空，开启真空泵，降低离心干燥罐真空度，绝对压力控制在3.3~6.7kPa，保持罐内真空度0.5至1h；
3）离心脱水，开启离心机，按照不同含水率区间调整离心转速，对木材进行快速离心脱水，待木材含水率降至纤维饱和点时，停止离心机工作；
4）真空干燥，开启加热设备对木材加热，木材温度升至为35~45℃后进行木材干燥，进行热湿处理，含水率降至20%时进行一次中间热湿处理，干球温度52℃，湿球温度51℃，处理时间为3h；当含水率降至8%左右时，进行终了热湿处理，干球温度50℃，湿球温度47℃，处理时间为4h，直至木材含水率达到8~10%；
5）木材降温，保持罐内绝对压力为6.7~13.4kPa，让木材表面水分蒸发并自然冷却3至5h；木材温度降至室温；
6）木材出窑：让真空离心干燥罐恢复常压，再从干燥罐内卸载木材，完成了木材干燥。
2.根据权利要求1所述的抑制木材干燥皱缩的方法，其特征是所述的按照不同含水率区间调整离心转速，当含水率在60%时，离心转速为2000r/min；含水率在60~50%时，离心转速为3000r/min；含水率在50~40%时，离心转速为5000r/min；含水率在40~30%时，离心转速为6000r/min。
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