專利名稱：一種壓縮木短周期生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用低等級木材經(jīng)過橫向熱壓，改變其性能和形狀的技術(shù)。
背景技術(shù)：
木材橫向經(jīng)熱壓處理可以提高其密度和強(qiáng)度，達(dá)到改變性能滿足人們需要的目的。20世紀(jì)初德國和美國就有了木材壓縮產(chǎn)品和關(guān)于制造壓縮木的專利，前蘇聯(lián)在20世紀(jì) 30年代也制定出生產(chǎn)壓縮木的干法和濕法工藝，我國在20世紀(jì)中葉也研制出紡織用壓縮木木梭和煤礦用壓縮木錨桿。由于生產(chǎn)效率低，木材資源也相對較豐富，長期以來壓縮木只用于一些特殊用途而未進(jìn)入人們的日常生活。20世紀(jì)90年代初日本科學(xué)家為解決本國人工林木材的低質(zhì)問題，開展了柳杉材的壓縮整形研究，把小徑原木經(jīng)軟化后用特殊壓機(jī)直接壓縮成方材，這樣既提高了材質(zhì)又提高了木材利用率。壓縮木的最大難點(diǎn)是尺寸的穩(wěn)定， 被壓縮的木材遇到濕氣和水易回彈，人們常用浸漬樹脂或熱處理的方法，使其形狀固定。樹脂法有成本和環(huán)保的問題，所以加熱法受到特別關(guān)注，其中高溫蒸汽處理因其所需時(shí)間短， 對強(qiáng)度影響小而最具發(fā)展前景。僅對木材進(jìn)行水熱處理而不浸漬樹脂、金屬化等特殊處理的壓縮木稱為普通壓縮木。目前普通壓縮木的制造主要方法有三種1.將木材軟化后用熱壓機(jī)壓縮至預(yù)定的尺寸，在120°C以上保溫保壓40min-60min，然后在保壓條件下，自然冷卻到壓縮木中心溫度降至30°C -40°C時(shí)取出。此法木材在熱壓機(jī)中停留2小時(shí)以上，壓板由熱到冷，時(shí)間長能耗大，得到的壓縮木回彈仍然很大。2.將前法中熱壓溫度提高到180°C -220°C，保溫保壓 20小時(shí)-3小時(shí)，然后降溫到60°C取出，雖然壓縮變形完全被固定，但時(shí)間太長而且壓縮木強(qiáng)度受到影響。3.在一個(gè)內(nèi)部帶有壓縮機(jī)構(gòu)的密閉高溫高壓處理容器中，用高溫高壓蒸汽軟化木材，然后將其壓縮，并在壓縮狀態(tài)下用高溫高壓蒸汽處理，用180°C或者200°C的飽和水蒸氣相應(yīng)處理8min或者lmin，然后冷卻到60°C以下取出。這樣的壓縮變形也基本完全被固定，周期1小時(shí)以上，不足之處是裝置昂貴，操作、管理復(fù)雜，水蒸氣不易進(jìn)入大尺寸木材。為了縮短壓縮木生產(chǎn)周期，人們也研究把微波和高頻加熱用在木材軟化和壓縮變形的固定上。隨著天然林資源日益減少，如何有效利用人工林木材資源已成為全世界共同研究開發(fā)的重要課題，壓縮木將是提高人工林木材性能、并利用其性能開發(fā)新產(chǎn)品的重要途徑， 壓縮木可以廣泛用于各種高品質(zhì)實(shí)木應(yīng)用的地方，如木結(jié)構(gòu)房、地板、家具、裝飾裝修材料等。但是目前壓縮木生產(chǎn)周期長、能耗較高是制約其發(fā)展的瓶頸，這是本發(fā)明希望解決的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要特點(diǎn)是，如軋制鋼型材一樣生產(chǎn)壓縮木，為此用多對壓輥對軟化后的木材連壓縮帶推送，使其通過一個(gè)帶有一定錐度和所要求斷面形狀的空心模具，進(jìn)行第二次壓縮和整形，模具出口處的旋轉(zhuǎn)裝置將細(xì)鋼繩，立即連續(xù)不斷地、緊緊地、均勻地纏繞在壓縮后剛伸出模具的尚未反彈的木材上，限制其反彈。鋼繩的粗細(xì)和纏繞的密度，同木材的壓縮率和樹種有關(guān)，即由反彈力大小決定。纏繞好的木材應(yīng)立即送入耐高溫高壓容器，用180°C -200°C的飽和蒸汽對其進(jìn)行定形處理，因尺寸大小和樹種的區(qū)別，時(shí)間可為 30min-60min，處理完成后，將壓縮木取出放進(jìn)有一定保溫功能的空間，讓其緩慢自然冷卻， 然后在特制設(shè)備上回收鋼繩以備循環(huán)使用。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是1.用便于機(jī)械化作業(yè)的鋼繩作為夾具，使木材壓縮和定形分離成為可能，木材的壓縮過程可連續(xù)進(jìn)行，壓縮設(shè)備可以高效利用。2.用輥壓和模具擠壓相結(jié)合代替熱壓機(jī)壓縮，不僅效率大為提高，設(shè)備造價(jià)較低，同時(shí)可以生產(chǎn)長規(guī)格，斷面形狀較復(fù)雜的產(chǎn)品。3.從軟化、壓縮到定形所有設(shè)備的溫度都保持相對穩(wěn)定而不必隨木材變化，屬于熱-熱工藝，因而能耗低，常規(guī)的幾種壓縮方法都為熱-冷工藝，設(shè)備隨被壓縮的木材反復(fù)被加熱冷卻，能耗必然很高。4.用鋼繩作為夾具，定形處理時(shí)高溫高壓蒸汽易于從四周進(jìn)入木材，因而更迅速更均勻。常規(guī)方法中木材是被壓板壓住，蒸汽只能從兩端和少數(shù)縫隙進(jìn)入。
具體實(shí)施例方式壓縮的木材可以是木方、木板和原木。實(shí)施方式一通常將原木直接壓縮成方材稱為整形木，是壓縮木中近十幾年出現(xiàn)的一種新方法，也是極具前景的一種。目前主要是處理直徑20cm以下的小徑木，下面介紹具體做法1.將較為通直，輕軟的原木如柳杉、杉木、楊樹按需要長度截?cái)?，氣干或?qiáng)制氣干至20%左右含水率，帶皮的干燥較慢，但木材表面較少裂紋而且可以形成有裝飾效果的特殊花紋，去皮的則相反，所以去皮與否應(yīng)視產(chǎn)品用途而定。另外還應(yīng)采取防止端裂的措施。2.將達(dá)到含水率要求的木段用120°C的水蒸氣加熱軟化30min左右。3.將軟化好的木段放置在壓縮整形裝置的進(jìn)料輥上進(jìn)行壓縮整形，裝置的溫度應(yīng)保持100°C左右，速度可為0. 5m-2m/min，鋼繩直徑可為2mm-4mm，壓縮率最高可為50%左右，反彈力決定壓縮整形速度和鋼繩直徑。斷面可為正方形、矩形、橢圓形等，壓縮率和斷面形狀都可以通過模具的調(diào)整或選用來實(shí)現(xiàn)。4.將壓縮整形好的木段置入特制容器內(nèi)，視樹種和斷面大小，用180°C -200°C的飽和水蒸氣定形處理30min-60min，隨即取出置于有一定保溫能力的空間，讓其自然緩慢冷卻至40°C以下。5.將冷卻后的木段兩端夾持在特制裝置上，轉(zhuǎn)旋回收鋼繩，以備循環(huán)使用。6.制好的整形木就可按用途進(jìn)行常規(guī)木材加工進(jìn)入市場。實(shí)施方式二對不易干燥的或?qū)ｉT生產(chǎn)地板的木材，可以鋸成板只進(jìn)行壓縮而不整形。1.將整邊木板氣干到20%左右含水率。2.用120°C飽和水蒸氣軟化，時(shí)間同板厚有關(guān)，約20min-40min。3.應(yīng)幾塊板同時(shí)壓縮，重疊的厚度與木板的寬度大致相當(dāng)。為了保證板面有更好的質(zhì)量，也可以在每倆塊木板之間加一塊與木板同樣大小，厚度2mm-3mm的鋼板，鋼板應(yīng)預(yù)熱到150°C左右。如果需要，鋼板可以加工出特殊的花紋，以求得到特殊的壓縮木板。
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4.以后的操作基本同方式一，只是應(yīng)調(diào)整模具使其對木板的寬度不產(chǎn)生壓縮。
權(quán)利要求
1.一種壓縮木短周期生產(chǎn)技術(shù)，其特征是通過壓輥、模具、夾具施放裝置和夾具、高溫高壓容器相結(jié)合，將木材的壓縮和定形過程分離。軟化后的木材壓縮過程是連續(xù)的，熱進(jìn)熱出，壓縮后的木材定形，是帶著夾具，用高溫高壓飽和蒸汽在容器中非連續(xù)進(jìn)行的。
2.如權(quán)利要求1所述的技術(shù)，壓輥是成對的，沿水平方向和豎直方向布置，壓輥數(shù)量和傳遞的力量應(yīng)能保證軟化后的木材通過模具，壓輥的線速度要求連續(xù)可調(diào)，必要時(shí)壓輥上可以加裝傳送帶。
3.如權(quán)利要求1所述的技術(shù)，模具帶有錐度，可對壓輥送進(jìn)的木材進(jìn)行壓縮，可以通過調(diào)整或調(diào)換模具，對木材四周或只對局部進(jìn)行壓縮。
4.如權(quán)利要求1所述的技術(shù)，夾具是可以被立即連續(xù)、緊緊、均勻地纏繞在壓縮后尚未反彈的木材上的鋼繩，鋼繩的直徑為2mm-4mm，鋼繩可以反復(fù)使用，夾具施放裝置的轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。
5.如權(quán)利要求1所述的技術(shù)，在木材壓縮過程中溫度應(yīng)保持在100°C以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓縮木短周期生產(chǎn)技術(shù)，其特征是通過壓輥、模具、夾具施放裝置、夾具、高溫高壓容器相結(jié)合，將木材的壓縮和定形過程分離。軟化后的木材壓縮過程是連續(xù)的，熱進(jìn)熱出的高效率、低能耗方式，壓縮后的木材定形，是帶著夾具，用高溫高壓飽和蒸汽在容器中非連續(xù)進(jìn)行的。用于壓縮的木材主要是人工林的低等級的原木、方材和板材，原木可以直接壓縮整形成方材和其他斷面形狀的產(chǎn)品，大大提高木材利用率并減少加工工序。生產(chǎn)的壓縮木可以作為高品質(zhì)的實(shí)木材料用于木結(jié)構(gòu)房、工藝品雕刻、家具、地板等室內(nèi)裝飾裝修。
文檔編號B27M1/02GK102233602SQ20101017448
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月3日
發(fā)明者唐君畏, 黃建華 申請人:唐君畏, 黃建華