专利名称：一种压缩木短周期生产技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用低等级木材经过横向热压，改变其性能和形状的技术。
背景技术：
木材横向经热压处理可以提高其密度和强度，达到改变性能满足人们需要的目的。20世纪初德国和美国就有了木材压缩产品和关于制造压缩木的专利，前苏联在20世纪 30年代也制定出生产压缩木的干法和湿法工艺，我国在20世纪中叶也研制出纺织用压缩木木梭和煤矿用压缩木锚杆。由于生产效率低，木材资源也相对较丰富，长期以来压缩木只用于一些特殊用途而未进入人们的日常生活。20世纪90年代初日本科学家为解决本国人工林木材的低质问题，开展了柳杉材的压缩整形研究，把小径原木经软化后用特殊压机直接压缩成方材，这样既提高了材质又提高了木材利用率。压缩木的最大难点是尺寸的稳定， 被压缩的木材遇到湿气和水易回弹，人们常用浸渍树脂或热处理的方法，使其形状固定。树脂法有成本和环保的问题，所以加热法受到特别关注，其中高温蒸汽处理因其所需时间短， 对强度影响小而最具发展前景。仅对木材进行水热处理而不浸渍树脂、金属化等特殊处理的压缩木称为普通压缩木。目前普通压缩木的制造主要方法有三种1.将木材软化后用热压机压缩至预定的尺寸，在120°C以上保温保压40min-60min，然后在保压条件下，自然冷却到压缩木中心温度降至30°C -40°C时取出。此法木材在热压机中停留2小时以上，压板由热到冷，时间长能耗大，得到的压缩木回弹仍然很大。2.将前法中热压温度提高到180°C -220°C，保温保压 20小时-3小时，然后降温到60°C取出，虽然压缩变形完全被固定，但时间太长而且压缩木强度受到影响。3.在一个内部带有压缩机构的密闭高温高压处理容器中，用高温高压蒸汽软化木材，然后将其压缩，并在压缩状态下用高温高压蒸汽处理，用180°C或者200°C的饱和水蒸气相应处理8min或者lmin，然后冷却到60°C以下取出。这样的压缩变形也基本完全被固定，周期1小时以上，不足之处是装置昂贵，操作、管理复杂，水蒸气不易进入大尺寸木材。为了缩短压缩木生产周期，人们也研究把微波和高频加热用在木材软化和压缩变形的固定上。随着天然林资源日益减少，如何有效利用人工林木材资源已成为全世界共同研究开发的重要课题，压缩木将是提高人工林木材性能、并利用其性能开发新产品的重要途径， 压缩木可以广泛用于各种高品质实木应用的地方，如木结构房、地板、家具、装饰装修材料等。但是目前压缩木生产周期长、能耗较高是制约其发展的瓶颈，这是本发明希望解决的。
发明内容
本发明的主要特点是，如轧制钢型材一样生产压缩木，为此用多对压辊对软化后的木材连压缩带推送，使其通过一个带有一定锥度和所要求断面形状的空心模具，进行第二次压缩和整形，模具出口处的旋转装置将细钢绳，立即连续不断地、紧紧地、均勻地缠绕在压缩后刚伸出模具的尚未反弹的木材上，限制其反弹。钢绳的粗细和缠绕的密度，同木材的压缩率和树种有关，即由反弹力大小决定。缠绕好的木材应立即送入耐高温高压容器，用180°C -200°C的饱和蒸汽对其进行定形处理，因尺寸大小和树种的区别，时间可为 30min-60min，处理完成后，将压缩木取出放进有一定保温功能的空间，让其缓慢自然冷却， 然后在特制设备上回收钢绳以备循环使用。本发明的主要优点是1.用便于机械化作业的钢绳作为夹具，使木材压缩和定形分离成为可能，木材的压缩过程可连续进行，压缩设备可以高效利用。2.用辊压和模具挤压相结合代替热压机压缩，不仅效率大为提高，设备造价较低，同时可以生产长规格，断面形状较复杂的产品。3.从软化、压缩到定形所有设备的温度都保持相对稳定而不必随木材变化，属于热-热工艺，因而能耗低，常规的几种压缩方法都为热-冷工艺，设备随被压缩的木材反复被加热冷却，能耗必然很高。4.用钢绳作为夹具，定形处理时高温高压蒸汽易于从四周进入木材，因而更迅速更均勻。常规方法中木材是被压板压住，蒸汽只能从两端和少数缝隙进入。
具体实施例方式压缩的木材可以是木方、木板和原木。实施方式一通常将原木直接压缩成方材称为整形木，是压缩木中近十几年出现的一种新方法，也是极具前景的一种。目前主要是处理直径20cm以下的小径木，下面介绍具体做法1.将较为通直，轻软的原木如柳杉、杉木、杨树按需要长度截断，气干或强制气干至20%左右含水率，带皮的干燥较慢，但木材表面较少裂纹而且可以形成有装饰效果的特殊花纹，去皮的则相反，所以去皮与否应视产品用途而定。另外还应采取防止端裂的措施。2.将达到含水率要求的木段用120°C的水蒸气加热软化30min左右。3.将软化好的木段放置在压缩整形装置的进料辊上进行压缩整形，装置的温度应保持100°C左右，速度可为0. 5m-2m/min，钢绳直径可为2mm-4mm，压缩率最高可为50%左右，反弹力决定压缩整形速度和钢绳直径。断面可为正方形、矩形、椭圆形等，压缩率和断面形状都可以通过模具的调整或选用来实现。4.将压缩整形好的木段置入特制容器内，视树种和断面大小，用180°C -200°C的饱和水蒸气定形处理30min-60min，随即取出置于有一定保温能力的空间，让其自然缓慢冷却至40°C以下。5.将冷却后的木段两端夹持在特制装置上，转旋回收钢绳，以备循环使用。6.制好的整形木就可按用途进行常规木材加工进入市场。实施方式二对不易干燥的或专门生产地板的木材，可以锯成板只进行压缩而不整形。1.将整边木板气干到20%左右含水率。2.用120°C饱和水蒸气软化，时间同板厚有关，约20min-40min。3.应几块板同时压缩，重叠的厚度与木板的宽度大致相当。为了保证板面有更好的质量，也可以在每俩块木板之间加一块与木板同样大小，厚度2mm-3mm的钢板，钢板应预热到150°C左右。如果需要，钢板可以加工出特殊的花纹，以求得到特殊的压缩木板。
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4.以后的操作基本同方式一，只是应调整模具使其对木板的宽度不产生压缩。
权利要求
1.一种压缩木短周期生产技术，其特征是通过压辊、模具、夹具施放装置和夹具、高温高压容器相结合，将木材的压缩和定形过程分离。软化后的木材压缩过程是连续的，热进热出，压缩后的木材定形，是带着夹具，用高温高压饱和蒸汽在容器中非连续进行的。
2.如权利要求1所述的技术，压辊是成对的，沿水平方向和竖直方向布置，压辊数量和传递的力量应能保证软化后的木材通过模具，压辊的线速度要求连续可调，必要时压辊上可以加装传送带。
3.如权利要求1所述的技术，模具带有锥度，可对压辊送进的木材进行压缩，可以通过调整或调换模具，对木材四周或只对局部进行压缩。
4.如权利要求1所述的技术，夹具是可以被立即连续、紧紧、均勻地缠绕在压缩后尚未反弹的木材上的钢绳，钢绳的直径为2mm-4mm，钢绳可以反复使用，夹具施放装置的转速连续可调。
5.如权利要求1所述的技术，在木材压缩过程中温度应保持在100°C以上。
全文摘要
本发明涉及一种压缩木短周期生产技术，其特征是通过压辊、模具、夹具施放装置、夹具、高温高压容器相结合，将木材的压缩和定形过程分离。软化后的木材压缩过程是连续的，热进热出的高效率、低能耗方式，压缩后的木材定形，是带着夹具，用高温高压饱和蒸汽在容器中非连续进行的。用于压缩的木材主要是人工林的低等级的原木、方材和板材，原木可以直接压缩整形成方材和其他断面形状的产品，大大提高木材利用率并减少加工工序。生产的压缩木可以作为高品质的实木材料用于木结构房、工艺品雕刻、家具、地板等室内装饰装修。
文档编号B27M1/02GK102233602SQ20101017448
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月3日 优先权日2010年5月3日
发明者唐君畏, 黄建华 申请人:唐君畏, 黄建华