专利名称：一种木材热处理方法
技术领域：
本发明属于木材热处理技术领域，即通过控制密闭空间中湿空气温度及 氧含量状态达到木材热处理效果的方法，以提高木材在使用过程中的尺寸稳 定性及防腐性能等，从而扩大木材的使用范围。
背景技术：
木材是民用建筑及装饰中使用较多的材料，具有天然环保、保温、维持 空间湿度平衡等作用，很受人们喜爱。但木材是一种各向异性材料，在使用 过程中会发生变形、开裂、腐朽等缺陷，人工林木材更加突出。而木材在经 过高温热处理后会使木材的某些性质等到改变，可改善其尺寸稳定性、防腐 性等。例如:，发明专利200610031950.6中公开的一种木材的水热处理方法，其 一般步骤为l)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"C保温;2)当木材含水率降低到5%以下以后，提高高温热处理炉中 的温度到18(TC 24(TC保温；保温时间按每厘米厚度的木材保持0.5 3小时; 3)降低高温热处理炉的温度，当温度降低到IOO'C以下后，用蒸汽或热水对木 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4(TC左右后出炉；5)在大气环境中平衡15天以上时 间。其热处理过程只控制处理过程中的温度，中间喷蒸处理是无依据的间歇 性进行的，随意性比较强，在产品质量控制方面较困难，很难取得质量均一 的产品。且由于其过程对氧含量无要求，因此在高温处理段由于氧的参与， 使木材在处理过程中会被氧化，从而使木材强度下降较大，从而限制了热处 理木材的使用范围，也降低了经处理木材的价值。发明内容本发明是针对以上现有技术的问题而提供一种木材热处理方法，在木材 热处理过程中不仅控制热处理环境中的温度，还控制氧含量参数。为实现本发明目的，本发明提供了一种木材热处理方法，包括以下顺次步骤1)将木材码放在热处理室内；2) 设定第一阶段的温度和氧含量值，温度在S0 15(TC,氧含量在 12 21%，处理时间维持在每lcm厚度木材0.5 1.5小时时间；3) 设定第二阶段温度和氧含量值，温度在150 20(TC,氧含量在 6 12%，处理时间维持在每lcm厚度木材0.5~2小时时间；4) 设定第三阶段温度和氧含量值，温度在180 26(TC，氧含量在 2~6%，处理时间维持在每lcm厚度木材0.5~2小时时间；5) 第四阶段是降温及平衡处理阶段，将处理室内温度降至IO(TC以下 时，用喷蒸方式对木材进行含水率的平衡处理，使木材含水率达 到产品要求的值后，再继续降温至40 50°C，取出被处理的木材 即可。具体的温度控制可通过加热介质包括电、热油或蒸汽加热来达到热处 理室内中所需的温度。所述氧含量控制可通过向热处理室内中喷入饱和水蒸 汽或氮气来达到所需氧含量值。本发明的优点体现在1 ) 本发明使木材在热处理过程中的不同阶段采用不同的温度和氧含 量值，以减小木材在处理过程中的开裂等缺陷；2) 本发明通过向处理空间中喷入蒸汽或惰性气体使处理室内氧含量 值维持在一个较低的水平，可减少由于高温氧化造成的木材强度损 失程度，从而提高热处理木材的性能，扩大其使用范围。
图1木材热处理系统示意图l温度传感器，2氧含量传感器，3平衡含水率传感器，4设备壳体，5 循环风机，6排气阀，7喷蒸管，8加热器，9木材具体实施方式
本发明的具体实施的设备为专利申请名称 一种木材热处理设备，申请号200720190330.7 ，申请日2007-11-23。但是一般的木材热处理设 备只要能够有温度、氧含量以及平衡含水率的控制装置均可应用，不能用 设备来局限本发明的保护范围。例l:1)将待处理50mm厚杨木木材9按木材干燥方式堆放在设备壳体4组成的密闭空间中；
2) 开启设备循环风机5使热空气介质在处理设备空间中以lm/s速度 在材堆中循环；
3) 开启加热器8使木材处理空间中的温度达到设定的温度值80°C，通 过温度传感器l监测温度；开启喷蒸管7，使木材处理空间中的氧 含量值达到设定的氧含量值21%，通过氧含量传感器2进行监测。 温度和氧含量由控制加热和喷蒸的开与关完成，状态维持7.5小时;
4) 然后将温度设定为15(TC，氧含量值设定为12%,维持5小时；
5) 再将温度和氧含量分别设定为18(TC和2%，维持2.5小时；
6) 关闭加热器8和喷蒸管7，打开排气阀6进行降温，待木材处理空 间中的温度达到9(TC时，用蒸汽处理维持处理空间中平衡含水率在 12%，平衡含水率由平衡含水率传感器3监测，使木材含水率值达 到产品要求的10%,然后继续降温，温度达到5(TC时，从处理空间 中取出被处理木材即可。
本实施例杨木木材经热处理抗弯强度下降5%，开裂发生比例在6%。 例2:
1) 将待处理20mm厚杉木木材9按木材干燥方式堆放在设备壳体4组 成的密闭空间中；
2) 开启设备循环风机5使热空气介质在处理设备空间中以1.5m/s速度 在材堆中循环；
3) 开启加热器8使木材处理空间中的温度达到设定的温度值150°C， 开启喷蒸管7，使木材处理空间中的氧含量值达到设定的氧含量值 12%,此状态维持1小时时间；
4) 然后将温度设定为20(TC,氧含量值设定为6%，维持l小时；
5) 再将温度和氧含量分别设定为26(TC和2%，维持1小时；
6) 关闭加热器8和喷蒸管7，打开排湿阀6进行降温，待木材处理空 间中的温度在95。C时，用蒸汽处理维持处理空间中平衡含水率在 10%，使木材含水率值达到产品要求的8%，然后继续降温，温度 达到50。C时，从处理空间中取出被处理木材即可。本实施例杉木木材经热处理抗弯强度下降9%，开裂发生比例在5%。 例3:7) 将待处理4mm厚桦木木材9按木材干燥方式堆放在设备壳体4组 成的密闭空间中；8) 开启设备循环风机5使热空气介质在处理设备空间中以5m/s速度 在处理空间中循环；9) 开启加热器8使木材处理空间中的温度达到设定的温度值120°C， 开启喷蒸管7，使木材处理空间中的氧含量值达到设定的氧含量值 15%,此状态维持0.6小时时间；10) 然后将温度设定为180°C，氧含量值设定为8%，维持0.8小时；11) 再将温度和氧含量分别设定为22(TC和4%，维持0.8小时；12) 关闭加热器8和喷蒸管7，打开排湿阀6进行降溫，待木材处理空 间中的温度在95°C时，用蒸汽处理维持处理空间中平衡含水率在 10%，使木材含水率值达到产品要求的8%，然后继续降温，温度 达到5(TC时，从处理空间中取出被处理木材即可。本实施例杉木木材经热处理抗弯强度下降11%，开裂发生比例在4%。文献记载目前热处理方法中木材的抗弯强度下降在15 20%左右，主 要是在处理过程中氧含量较高所致，本发明的处理方法在木材的热处理过 程中控制了氧含量值，从而减小了木材强度的下降幅度，经本发明的处理 方法的热处理木材的抗弯强度下降在5~15%。在处理后木材的缺陷方面，由于常规的方法蒸汽的喷入是不确定的， 因此处理空间内的空气湿度较低，容易造成开裂缺陷， 一般开裂发生比例 在12%左右。本发明的热处理方法以氧含量为指标，以水蒸汽为保护气 体，减少了木材在处理过程中的开裂缺陷，开裂发生比例在8%以内。
权利要求
1、一种木材热处理方法，其特征在于，包括以下步骤1)将木材码放在热处理室内；2)设定第一阶段的温度和氧含量值，温度在80～150℃，氧含量在12～21％，处理时间维持在每1cm厚度木材0.5～1.5小时时间；3)设定第二阶段温度和氧含量值，温度在150～200℃，氧含量在6～12％，处理时间维持在每1cm厚度木材0.5～2小时时间；4)设定第三阶段温度和氧含量值，温度在180～260℃，氧含量在2～6％，处理时间维持在每1cm厚度木材0.5～2小时时间；5)第四阶段是降温及平衡处理阶段，将处理室内温度降至100℃以下时，用喷蒸方式对木材进行含水率的平衡处理，使木材含水率达到产品要求的值后，再继续降温至40～50℃，取出被处理的木材即可。
2、 如权利要求1中所述热处理方法，其特征在于 温度控制是通过加热介质包括电、热油或蒸汽加热来达到热处理室内 中所需的温度。
3、 如权利要求1中所述热处理方法，其特征在于 所述氧含量控制是通过向热处理室内中喷入饱和水蒸汽或氮气来达到 所需氧含量值。
全文摘要
一种木材热处理方法木材热处理技术领域。具体步骤(1)将木材按码放在热处理室内；(2)设定第一阶段的温度和氧含量值，温度在80～150℃，氧含量在12～21％，处理时间维持在每1cm厚度木材0.5～1.5小时时间；(3)设定第二阶段温度和氧含量值，温度在150～200℃，氧含量在6～12％，处理时间维持在每1cm厚度木材0.5～2小时时间；(4)设定第三阶段温度和氧含量值，温度在180～260℃，氧含量在2～6％，处理时间维持在每1cm厚度木材0.5～2小时时间；(5)第四阶段是降温及平衡处理阶段，将处理室内温度降至100℃以下时，用喷蒸方式对木材进行含水率的平衡处理，使木材含水率达到产品要求的值后，再继续降温至40～50℃，取出被处理的木材即可。本方法可显著减少现有技术中造成的强度损失大、缺陷多的问题。
文档编号B27K1/00GK101224593SQ20081005736
公开日2008年7月23日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者峰 傅, 刘君良, 吕建雄, 周永东, 姜笑梅 申请人:中国林业科学研究院木材工业研究所