木材弯曲定形的方法

专利名称：木材弯曲定形的方法
技术领域：
本发明涉及木材的加工处理的技术领域，具体涉及一种将木 材弯曲定型的方法。
背景技术：
弯曲变形木质制品以其淡雅简洁的款式、优美的曲线造型、 精细的制作工艺、较佳的力学性能而被人们所喜爱。但是传统上用 于制作弯曲变形木质制品中， 一种是采用锯割法，这种方法由于木 材经锯割后，大量的纤维会被割断，使其强度降低，特别是在生产 弯曲角度大的制品时强度降低得特别明显，而且出材率低，木材浪 费严重，所能加工利用的木质资源种类少。另一种是采用干燥定型 法，虽然这种方法可以大量节约木材，但所得到的木质制品，尺寸 稳定性差，曲半径回复率高，开裂变形严重，易腐易霉。
公开号为CN101108499中国专利公开了一种木材的弯曲方法， 一种木质座椅竹节形组件的曲弯方法，其特殊之处是包括蒸煮软 化、模具固定、烘干定型工艺。蒸煮软化，将加工好的木质组件放 入密闭的保温容器内，保温容器与压力锅炉连通。将锅炉加温产生 蒸汽，使保温容器内的压力在O. 5~3个大气压之间，保持2 6个 小时。组件在容器内受蒸汽作用软化。模具固定，将软化好了的组 件从保温容器内取出，迅速放进制弯模具中固定。烘千定型，将弯 制好的组件及模具一起放进烘干炉中，将烘干炉加温至80~12摄 氏度，保持40 72小时，即可出炉。；漠具中的组件在烘干过程中， 水分蒸发，含水率降低至6~12%,组件随着含水率的降低慢慢变硬 定型。上述方案可以实现一种节省木材20~30%，木质座椅靠背、扶 手组件，并能制成圓形或竹节形组件的曲弯方法。但其加工方法具 有压力高，时间长等缺点。

发明内容
本发明的技术目的是提供一种简单的木材的处理方法，它解 决了现有技术工艺的压力要求高，工艺时间长等缺点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的 木材弯曲定形的方法，包括以下步骤
选料处理步骤根据产品最终用途，确定合适的木材，将其 加工为需要规格的木材；
软化处理步骤用温度为80 ~ IO(TC的热水煮所述的木材10 -100min;或者用水蒸汽在0. 2Mpa - 0. 5Mpa的压力条件下汽蒸木材 20min ~ 60min;
弯曲变形步骤用模具将软化好的木材加压弯曲变形成要求 的形状；
定型步骤将弯曲变形好的木材连同模具一起放入干燥与超 高温热处理一体化窑进行干燥和固定；
降温调湿步骤关闭干燥与超高温热处理一体化窑的加热装 置，向窑内喷雾化水和水蒸汽，使木材的含水率恢复到3%-10%;
冷却养生步骤将木材在干燥与超高温热处理 一体化窑中冷 却至8(TC以下，出窑后放养生3~15天，然后去除模具。
本发明定型步骤中所述的模具具有广泛的意义，任和将木材 弯曲并固定的模子、钢带、挡块等都在上述概念内。
本发明所述的选料步骤中，选取的木材可以是
a. 阔叶材，如水曲柳、合金欢，水青冈、桦木等；
b. 针叶材，如杉木、柏木、杨木、樟子松、南方松、桉树等；C.藤类，长口黄藤、白藤、大白藤、厘藤、4丈藤等；
d.竹材，毛竹，淡竹，刚竹，麻竹，慈竹等。
针对不同的木材，其软化处理步骤略有不同，阔叶材、针叶 材、藤类、竹材所需要水煮时间或者汽蒸时间依次降低。
作为本发明的优选，在软化处理步骤中，在软化处理步骤中，
当用80°C ~ IOO'C水煮时，阔叶材水煮180min~ 360min,针叶材水 煮120min~ 180min,藤类水煮20min ~ 50 min，竹材水煮10min 30min。
当用蒸汽汽蒸，蒸汽压力为0. 2Mpa ~ 0. 5Mpa时，阔叶材汽蒸 120min~ 180rain，针叶材汽蒸60min ~ 120min,藤类汽蒸10mhi~ 40min, 竹材汽蒸10min ~ 20min。
作为本发明的优选，所述的软化处理步骤采用的是蒸煮锅或 蒸煮罐设备。
为了更加配合本发明的工艺，对木材进行加工时，加工其至 方材的Mi各为长50mm ~ 10000ram，宽5mm ~ 200mm,厚5ram ~ 200mm, 圓条的规^各为长100mm~ 10000mm，直径5mm 150mm。
作为本发明的优选，所述的定型步骤中，所述的干燥具体为 当木材的含水率为8%以上时，采用的干球温度为45。C 75。C，干 湿球温差2°C ~ 18。C;当木材的含水率3% ~ 8%，采用的干球温度为 100°C~125°C,干湿球温差随着木材含水率的降低逐步扩大到25 。C;当木材的含水率降低至3%以后，保持湿球温度10(TC,将干球 温度以每小时10°C ~ 20。C的速度升至160°C ~ 230。C,保持1 ~ 4h。
在木材千燥中，用干、湿球温度差来反映窑内的相对湿度， 温差越小，表示相对湿度越高，木材干燥速度越慢，木材在高含水 率采用较小的干、湿球温差可防止变形和开裂的产生。木材含水率低时，干、湿球温度差大，可以加快木材干燥速度。木材超高温热
处理是相对于木材高温千燥而言的，是指木材在160。C以上的高温
条件下进行热处理，经过超高温热处理，可以提高木材的稳定性和 防腐性，降低木材的吸湿性。干燥与超高温热处理一体化窑和干、 湿球温度差为本领域技术人员所熟知。
本发明的干燥与超高温热处理一体化窑根据本领域技术人员 的需要其结构多种多样，但这些均应能达到实现对木材进行一体化
干燥与超高温热处理的目的。
作为本发明的优选，本发明的干燥与超高温热处理一体化窑 包括窑体、窑门、散热器、风机，散热器安装在窑体内的上部，散
热器通过输油管道与设置在窑体外的导热油循环泵相连，风机面对 散热器安装在窑体内的一侧，并通过传动轴与安装在窑体外的电机
相连；在窑体内设置有水槽，在窑体的顶上安装有排气窗。
作为本发明的优选，在窑体的侧壁上装有干球温度计、湿球
温度计和湿球水槽，在窑体的后端墙面上设有检查门。
作为本发明的优选，在窑体内的上部设有雾化水喷射装置。 作为本发明的优选，散热器采用以高溫导热油作加热载体的
轧片式双金属散热器。
作为本发明的优选，风机采用机翼叶片式铸铝轴流风机。
作为本发明的优选，窑体的窑壳由铝合金板经肋型焊接制作成型。
作为本发明的优选，在窑体内的地面上装有铁轨。 作为本发明的优选，散热器可采用高温导热油作加热载体加 热设置在窑体内水槽中的水，使水分蒸发，产生大量蒸汽，以满足 前期干燥和后期调湿处理时对保持介质适当湿度的需要，并使窑内 不含或含有微量氧气，杜绝超高温热处理时的火灾隐患。与蒸汽加 热相比，它可以在低压状态下达到超高温热处理所需温度，有效降低设备运行时的爆炸危险。并且带有较大余热的导热油可以回炉再 利用，热能利用率较高。
作为优选，为了提高窑体内气流循环的速度，保证窑内各处 温度的均勻性，选用机翼叶片式铸铝轴流风机，其风机叶片直径较 传统木材干燥窑用的风机大，同时考虑到超高温热处理时温度很 高，对电机的工作性能及使用寿命影响较大的实际情况，优选用电 机-传动轴-风机的连接模式，把电机移到窑体外，可有效避免高 温只于电才几的影响。
优选在窑内的上部设有雾化水喷射装置， 一 方面起到杜绝火 突隐患的作用，另一方面，还可在超高溫热处理结束后，喷射适量 的雾化水，使木材和窑体较快的冷却，缩短处理周期，同时可以使 过干的板材表面吸收适当的水分，有利于防止随后板材加工过程中 超细粉尘的飞扬问题。
为了使窑内不含或只含有微量氧气，介质的升温速度能达到 工艺要求的速度，最大限度的降低因气密性不好带来的能源损失， 同时满足超高温热处理对干燥窑壳体耐温以及防腐蚀的需要，作为 优选，本发明的窑壳采用气密、保温、耐腐性能好的铝合金板材料 制作，并在铝合金板与铝合金板的拼接、搭接处采用肋型整体焊接 的方式焊接成型，最大限度的提高千燥窑的气密性以及耐温防腐蚀 性能，防止漏气并提高干燥窑的使用寿命。
作为本发明的优选，在所述的冷却养生步骤中将木材在干 燥与超高温热处理一体化窑中冷却至6(TC以下后出窑。
本发明的上述工艺解决现有传统木材弯曲变形技术存在的木 材利用率低，所得产品尺寸稳定性差，曲率半径回复率高，易开裂 变形，易腐、易霉等问题。同时，它还扩大了弯曲变形木质制品木 质资源种类的利用范围，特别是对速生材，竹材，藤类材的加工利 用，4艮好緩解了我国木材供需矛盾突出状况。本发明所述方法的工艺简单、出材率高；所得木质制品尺寸 稳定性高、颜色美观、安全环保。产品可广泛应用于实木家具、竹 藤家具、楼梯、木门、栏杆扶手等。


图1为本发明的实施例1中水曲柳的方材的主视图； 图2为本发明的实施例1中水曲柳的方材的侧视图； 图3为本发明的实施例1中水曲柳的方材经过定型处理后得 到的弯曲木材；
图4为本发明的实施例1中水曲柳的方材经处理成为弯曲木 材后制作而成的椅子。
具体实施例方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明 的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实 施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围 内都受到专利法的保护。
实施例1:以水曲柳为例，制作椅子弯曲变形后脚，制作方法
如下
如图1，图2所示，通过制材，制得水曲柳方材规格为95 0mra x47mmx32mm。将上述方材拿到蒸煮罐里，用IO(TC的蒸汽汽蒸 140min,压力i殳为0. 4Mpa;水曲柳方材毛津+经4t化处理后，立即用 模具、钢带、挡块等将水曲柳加压弯曲变形成如附图3所示的曲线 形状；将弯曲变形好的水曲柳毛料连同模具、钢带等一起放入干燥 与超高温热处理一体化窑进行干燥、超高温热处理定型处理，干燥 阶段是干球温度约从55。C开始，然后分阶段升温至约125°C,干湿 球温差逐步扩大到25°C，使木材的含水率降至4%~5%，然后干球 以10°C/0. 5h迅速升温至18(TC,保持lh进行定型处理；定型处理结束后，立即关闭干燥与超高温热处理一体化窑的加热阀门，向窑 内喷雾化水和水蒸汽，使木材的含水率恢复到5%左右，关闭喷雾化
水阀门和水蒸汽阀门停窑冷却；当水曲柳毛料被冷却至6(TC时，开 窑并把水曲柳放于室内养生平衡4天后，去除模具钢板等压紧装置； 可立即进4亍才几才成力口工成成品，头见才各为900mmx 45mmx 30mm,进4亍表面 装饰，然后利用上述弯材制作成如图4所示的椅子，所述的弯材成 为椅子的后脚。
本实施例的干燥与超高温热处理一体化窑窑体、窑门、散热器、 风机，窑体的窑壳采用铝合金板通过肋型整体焊接的方式焊接成型， 散热器选用具有结构简单、传热效率高等特点的以高温导热油作加热 载体的轧片式双金属散热器并安装在窑体内的上部，散热器通过输油 管道与设置在窑体外的导热油循环泵相连，由导热油循环泵输送来的 导热油可在散热器中迂回流动；风机采用市售的机翼叶片式铸铝轴流 风机，风机面对散热器安装在窑体内的一侧，并保持一定距离，当风 机运行时，气流吹过散热器，再吹向木材堆，穿过木材堆后又被吸向 风机，完成一个横向水平的循环，在这气流不断的循环下，热交换， 加热木材，吹干木材的过程也在不断发生，风机通过传动轴与安装在 窑体外的电机相连；在窑体内的下部设置有采用不锈钢板制作成的水 槽，水槽中装有水，用于在窑内产生足够的蒸汽，满足干燥及超高温 热处理对蒸汽的需要。
在窑体的顶上安装有排气窗，在窑体的侧壁上安装有用于测量室 内温度和湿度的干球温度计、湿球温度计和配合湿球温度计使用的湿 球水槽。干球温度计和湿球温度计可采用压力式温度计也可用热电阻墙面上设有检查门，以便于检查窑体内的温度 和湿度及木材情况；在窑体内的顶部安装有雾化水喷射装置，雾化水 喷射装置由喷水管和装在喷水管上的雾化喷头构成。在窑体内的地面 上还装有铁轨，以方便装载木材的装材车进出。
使用时，打开窑门，装满堆材，在堆材的顶部放置顶部压块， 其中顶部压块采用钢板框混凝土，装材车沿铁轨进入到窑体内，然 后放下顶部挡板，在堆材的前后两端各放置一块端部挡板使堆材被 紧顶在窑体的侧壁上，顶部挡板和端部挡板采用铝板折边，关闭窑 门，然后启动导热油循环泵、风机和散热器开始木材的千燥及超高 温热处理过程。
实施例2:以杉木为例，制作椅子弯曲变形后脚，制作方法如
下
通过制材，制得杉木方材纟见格为950mmx47mmx 32mm。将上述 方材拿到蒸煮锅里，用8Q。C的热水水煮13Qmin;杉木毛料经软化 处理后，立即用模具、钢带、挡块等将水曲柳加压弯曲变形成曲线 形状；将弯曲变形好的杉木毛料连同模具、钢带等一起放入干燥与 超高温热处理一体化窑进行干燥、超高温热处理定型处理，干燥阶 段是干球温度约从45。C开始，然后分阶段升温至约115°C，干湿球 温差逐步扩大到25°C，使木材的含水率降至4%~5%,然后干球以 10°C/0. 5h迅速升温至180。C,保持2h进行定型处理；定型处理结 束后，立即关闭干燥与超高温热处理一体化窑的加热阀门，向窑内 喷雾化水和水蒸汽，使木材的含水率恢复到7%左右，关闭喷雾化水 阀门和水蒸汽阀门停窑冷却；当杉木毛料被冷却至8(TC时，开窑并 把水曲柳放于室内养生平衡10天后，去除模具钢板等压紧装置；可 立即进行机械加工成成品，规j各为900mmx 45mmx 30mm，进行表面装饰，然后利用上述弯材制作成椅子，所述的弯材成为椅子的后脚。 本实施例的干燥与超高温热处理一体化窑与实施例1相同。
实施例3:以黄藤为例，制作椅子弯曲变形后脚，制作方法如
下
通过制材，制得黄藤方材规格为长8000mm,直径为70醒。将 上述圆材拿到蒸煮罐里，用IO(TC的蒸汽汽蒸20rain,压力^:为 0. 5Mpa;黄藤圆材毛料经软化处理后，立即用模具、钢带、挡块等 将黄藤加压弯曲变形成曲线形状；将弯曲变形好的黄藤毛料连同模 具、钢带等一起放入干燥与超高温热处理一体化窑进行干燥、超高 温热处理定型处理，干燥阶段是干球温度约从55。C开始，然后分阶 段升温至约125。C,干湿球温差逐步扩大到25°C,使木材的含水率 降至4% ~ 5%,然后干球以10°C/0. 5h迅速升温至18(TC，保持2h进 行定型处理；定型处理结束后，立即关闭干燥与超高温热处理一体 化窑的加热阀门，向窑内喷雾化水和水蒸汽，使木材的含水率恢复 到7°/。左右，关闭喷雾化水阀门和水蒸汽阀门停窑冷却；当黄藤毛料 被冷却至5 (TC时，开窑并把黄藤放于室内养生平衡15天后，去除模 具钢板等压紧装置；可立即进行机械加工成成品，进行表面装饰， 然后利用上述弯材制作成椅子，所述的弯材成为椅子的后脚。
本实施例的干燥与超高温热处理一体化窑与实施例1相同。 实施例1， 2, 3所述方法制得的弯材，相对于现有方法制得 的弯材不经，工艺简单，用料节省，而且其形状尺寸稳定，使用一 年后弯材的曲半径回复率低于0. 5%,且无开裂、变形、腐、霉等现
权利要求
1、木材弯曲定形的方法，包括以下步骤选料处理步骤根据产品最终用途，确定合适的木材，将其加工为需要规格的木材；软化处理步骤用温度为80～100℃的热水煮所述的木材10min～360min；或者用水蒸汽在0.2Mpa～0.5Mpa的压力条件下汽蒸木材10min～180min；弯曲变形步骤用模具将软化好的木材加压弯曲变形成要求的形状；定型步骤将弯曲变形好的木材连同模具一起放入干燥与超高温热处理一体化窑进行干燥和固定；降温调湿步骤关闭干燥与超高温热处理一体化窑的加热装置，向窑内喷雾化水和水蒸汽，使木材的含水率恢复到3％～10％；冷却养生步骤将木材在干燥与超高温热处理一体化窑中冷却至80℃以下，出窑后放养生3～15天，然后去除模具。
2、 根据权利要求1所述木材弯曲定形的方法，其特征在于所述选料步骤中所指的合适的木材是a. 阔叶材，如水曲柳、合金欢，水青冈、桦木；b. 针叶材，如杉木、柏木、杨木、樟子松、南方松、桉树；c. 藤类，如黄藤、白藤、大白藤、厘藤、杖藤；d. 竹材，毛竹，淡竹，刚竹，麻竹，慈竹。
3、根据权利要求1所述木材弯曲定形的方法，其特征在于在软化处理步骤中，当用80°C ~ IO(TC水煮时，阔叶材水煮180min~ 360min, 4十叶材水煮120min ~ 180min,藤类水煮20min 50tnin， 竹材水煮1 Omin ~ 30min。
4、 根据权利要求l所述木材弯曲定形的方法，其特征在于在软化处理步骤中，当用蒸汽汽蒸，蒸汽压力为0. 2Mpa 0. 5Mpa时，阔叶材汽蒸120min~ 180min, 4十叶材汽蒸60min ~ 120min，藤类汽蒸10min 40min,竹材汽蒸10min 20min。
5、 根据权利要求l所述木材弯曲定形的方法，其特征在于所述的软化处理步骤采用的是蒸煮锅或蒸煮罐设备。
6、 根据权利要求l所述木材弯曲定形的方法，其特征在于所述的定型步骤中，所述的干燥具体为当木材的含水率为8°/ 以上时，采用的干球温度为45°C ~ 75°C,干湿球温差2°C ~ 18°C;当木材的含水率3%~8%，采用的干球温度为IO(TC ~ 125°C,干湿球温差随着木材含水率的降低逐步扩大到25°C;当木材的含水率降低至3%以后，保持湿球温度IO(TC,将干球温度以每小时l(TC - 2(TC的速度升至160°C 230。C，保持1 ~4h。
7、 根据权利要求l所述木材弯曲定形的方法，其特征在于所述选料处理步骤中，对木材进行加工时，加工其至方材的^L格为长50mm~ 10000mm,宽5mm 200mm，厚5mm 200mm，圓条的头见冲各为长100mm- 10000mm，直^圣5mm ~ 150mm。
8、 根据权利要求1所述木材弯曲定形的方法，其特征在于在所述的冷却养生步骤中将木材在干燥与超高温热处理一体化窑中冷却至6(TC以下后出窑。
9、 根据权利要求1所述木材弯曲定形的方法，其特征在于所述的软化处理步骤中，用水蒸汽蒸木材时，压力为0. 2Mpa-0. 4Mpa。
10、根据权利要求1所述木材弯曲定形的方法，其特征在于所述的干燥与超高温热处理一体化窑包括窑体、窑门、散热器、风机,散热器安装在窑体内的上部，散热器通过输油管道与设置在窑体外的导热油循环泵相连，风机面对散热器安装在窑体内的一侧，并通过传动轴与安装在窑体外的电机相连；在窑体内设置有水槽，在窑体的顶上安装有排气窗。
全文摘要
本发明涉及木材的加工处理的技术领域，具体涉及一种将木材弯曲定型的方法。木材弯曲定形的方法，包括选料处理步骤；软化处理步骤；弯曲变形步骤；定型步骤；降温调湿步骤；冷却养生步骤。本发明解决现有传统木材弯曲变形技术存在的木材利用率低，所得产品尺寸稳定性差，曲率半径回复率高，易开裂变形，易腐、易霉等问题。
文档编号B27M1/08GK101596730SQ200910099649
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月6日 优先权日2009年6月6日
发明者于学利, 倪月中, 涂登云, 潘成锋, 王明俊 申请人:浙江世友木业有限公司