專利名稱：處理和干燥木材的方法
技術領域：
本發明的目的在于提供一種處理和干燥木材的方法。在該方法中，將木材加熱至實質上高于水沸點的溫度，之后在可滲水的壓件之間以一定的壓力壓縮木材，蒸發從木材中分離的水分，在木材周圍形成加壓階段所需的蒸汽氣氛。
從前，用于建筑和家具工業的木材是在干燥器中干燥。這種干燥木材的方法耗時相對較長。在傳統的方法中，為了獲得足夠低的水分，木材必須放置在干燥器中數周。為了更快地干燥木材，現在已經有了一些公知的方法；在這些方法中，加熱濕木材，在可滲透氣體的加壓面之間加壓。在加壓處于空氣環境中的木材的過程中，在加壓件與木材之間形成了水蒸汽氣氛，其中空氣的水分含量超過100％。利用該方法，新鮮的木材在持續加工24小時內即可變成木工用的干燥木材，氣水分含量小于8％。由于壓縮，木材的密度有所增加，因此木材的強度和硬度也相應提高。例如，云杉木、松木和樺木能夠得到與橡木相同的硬度，其彎曲強度可加倍。這類處理方法可借助于水分、溫暖程度及壓力得到控制。以這種方式得到的硬木克用于室內建筑，但也可利用特殊的處理方式，得到防潮硬木，適用于室外的建筑物體。
利用目前高質量且適用于許多物件的加壓方法，可以生產出快速干燥且不同壓縮的木材。然而，也存在許多這樣的使用物件，人們希望它們的性能更接近于正常未加壓木材的性能。在這種情況況下，增加木材的密度不是處理加工的主要目的，而最重要的是獲得干燥的木材。利用該加壓方法壓縮木材同樣可以獲得成功。但是，目前已知的加壓和加熱的干燥方法耗能相對較高，這是由于在產生蒸汽氣氛的過程中，由該方法產生的溫度低于水沸點的全部水將被蒸發。
本發明的目的在于提供一種干燥和處理木材的方法，該方法所需的大量能源低于早期方法所需的能源。特別地，本發明提供了一種這樣的方法，在干燥加工木材的過程中，無需由該過程之外的水產生的蒸汽。此外，本發明的目的還在于提供一種方法，其所需設備比生產更早的相應產品所需的設備更加簡單。
本發明目的可通過所述方法獲得，其特征如權利要求書所述。
本發明方法的特征在于木材溫度升高很快，在木材溫度升高到高于水沸點之前，木材中的水分沒有時間蒸發至所必需的程度。由此，木材中的最大部分水僅在木材加壓階段蒸發，滲出的水在木材周圍形成加壓階段所需的蒸汽氣氛。在這種情況下，不需要由該過程之外的水產生的蒸汽，因此本發明方法的設備比目前公知的干燥設備更加簡單和有利。另外，由于木材內部的水分已經接近于水的沸點溫度，與加熱由該過程之外的水所需的能量相比，本發明生成蒸汽所需的能量相當地低。
在本發明的有利應用中，木材在加壓階段壓縮2～6％，加壓階段持續大約15～60分鐘。通過這種方法，在除去木材中大部分水分的同時，可在不顯著改變木材的條件下保證木材的平直度。另外，由于加壓階段消耗的時間相對較少，木材的實際干燥階段即可很快且有利地達到。
在本發明的第二個有利應用中，木材在借助于適當壓力于壓件之間加壓之后平直地放置，且溫度一度一度地升至足以干燥木材。通過這種方法，在干燥階段的初始時期，與溫度升高有關的振動危險被降至最低，溫度均勻的升高至干燥階段所希望的溫度。
在本發明的第三個有利應用中，干燥階段持續至木材內部溫度達到與外表面溫度相對應的溫度。由此，木材內部的水分也至少蒸發至其較大的部分，木材內部比先前顯著地干燥。此外，木材可在干燥階段之后更加容易地均勻冷卻下來，木材沒有內部溫差和張力，且當準備好時，干燥的木材可以在冷卻后的貯存和使用階段很好地保持其形狀。
下文將通過附圖更加詳細地描述本發明，其中說明了本發明處理和干燥木材方法的流程圖。
在
圖1表示的處理木材的流程圖中，可使用適于加壓和干燥木材的公知木材加工設備。該設備內部放置有含壓件的水力驅動室，所述壓件安裝有多級壓件，壓件之間可彼此移動，待加壓的木材放置在壓件之間。壓件如空心膠囊狀結構，在其中形成壓力水平，管道狀內部熱空氣和蒸汽可以循環。木材根據這種方法放置于不同壓力水平的壓件之間，通常形成最下層和最上層，在其之間改變壓力水平，處理木材。在這種情況下，兩層木材之間通常是將空氣和/或水分傳導至木材表面的壓件。壓件的數量可根據設備的尺寸和木材的厚度改變。一般為25～35級壓件。水力可施加于壓件的兩側或僅僅施加于壓件的一側。由此可同時加熱和加壓置于不同壓件之間的室中的木材。
當使用如流程1的干燥方法時，木材可以是適于由上述設備處理的任何新鮮木材。木材可堆積在可滲水的壓件之間，每兩塊木材之間含有一可滲水的壓件。在該壓件之后，將木材置于加壓設備的夾片之間，所述加壓設備屬于處理設備的一部分。緊接著，將加壓夾片壓在最上層與最下層壓件之間，木材在壓件之間被壓直。之后開始本發明的實際處理過程。在根據圖1流程應用本發明方法中，處理待干燥木材的方法如下述進行首先，在其外表面盡快將木材加熱至溫度超過100℃。用于該過程的時間可以改變，取決于木材的數量及其橫截面外側尺寸。但是該時間應盡可能地短，該過程中只有少量木材水分被蒸發。
在第二階段中，當木材表層達到水沸點溫度時，立即開始加壓。在加壓時，木材中的水開始從其中逃逸出來。木材表面轉移的水迅速被加熱至沸點，之后開始蒸發，此時在壓件周圍形成蒸氣流。該蒸汽均勻地保存了表面層的濕度，避免在加壓時產生振動。持續加壓直至木材的原始厚度壓縮2～6％。通稱的加壓時間大約為15～60分鐘。
在第三階段中，當達到適宜壓縮量時，降低壓力，保持木材不再發生任何變形，但木材應在壓件之間保持平直。溫度同時在此階段開始升高。
根據木材的數量及保持的時間，溫度可分兩段或多段升高至170～200℃的范圍，，溫度保持一段時間，直至木材內部也達到該溫度。一般耗時5～24小時。
在第四階段中，加熱完成，允許木材與干燥設備一起慢慢地冷卻至50℃以下。之后將加壓木材從加壓設備中取出。然后自由地放置加壓件，直至達到室溫。木材隨后即可儲存和使用。
根據所使用的環境，本發明方法不同階段的時間段可以改變。例如，在一些其它應用中，加壓時間可以少于15分鐘或多于60分鐘。另外，如在待處理的木材特別濕的情況下，當需要的蒸汽量可由比所述實施例更小的壓力產生時，其壓縮量可低于2％。此外，干燥溫度和時間也可與實施例所應用的溫度和時間有偏差。冷卻時間取決于木材的數量及其橫截面外形尺寸，各種情況下的時間長度彼此不同。它既受到待處理木材的加熱過程的影響，也受到冷卻階段的冷卻過程影響。
本發明不局限于所述的有利應用，可以在不背離權利要求書中所形成的發明構思框架前提下進行改變。
權利要求
1.一種處理和干燥木材的方法，在該方法中，木材被加熱至實質上高于水沸點的溫度，之后在可滲水的壓件之間以恒定的壓力壓縮木材，其特征在于木材溫度升高很快，在木材溫度升高到高于水沸點之前，存在于木材中的水分沒有時間進行必要的蒸發。
2.根據權利要求1處理和干燥木材的方法，其特征在于木材在加壓階段被壓縮2～6％，壓縮時間持續大約15～60分鐘。
3.根據權利要求1或2處理和干燥木材的方法，其特征在于木材在加壓階段之后借助于適當的壓力保持平直，溫度在此階段被升高至足以干燥木材。
4.根據專利權利要求1～3中一些處理和干燥木材的方法，其特征在于木材的溫度在干燥階段被升至150～200℃范圍。
5.根據專利權利要求1～4中一些處理和干燥木材的方法，其特征在于干燥階段持續足夠長，木材內部溫度達到相應的外表面溫度。
6.根據專利權利要求1～6中一些處理和干燥木材的方法，其特征在于木材干燥階段持續大約6～24小時。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種處理和干燥木材的方法。在該方法中，木材被加熱至實質上高于水沸點的溫度，之后在可滲水的壓件之間壓縮木材。本發明方法的特征在于木材的溫度升高很快，在木材溫度升高到高于水沸點之前，存在于木材中的水分沒有時間蒸發至所必需的程度。在干燥這種木材的方法中，所需的蒸汽氣氛聚集無需產生蒸汽的外界水分，蒸氣聚集所需的蒸汽產生于來自木材的水分加壓階段。本發明方法節約能源，所需設備比早期為了相同目的所需的設備更加簡單和有利。
文檔編號B27M1/02GK1500196SQ02807363
公開日2004年5月26日 申請日期2002年2月11日 優先權日2001年2月9日
發明者A·霍特廷恩, P·霍特廷恩, A 霍特廷恩, 贗⒍ 申請人:阿博里奧科技有限公司