[發明專利]一種木材碳化的工藝

有效

• 申請號: 201611193999.1
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106827136B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 唐坤忠
• 申請（專利權）人: 重慶名風家俱有限公司
• 主分類號: B27K3/34
• 分類號: B27K3/34;B27K5/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙)50217
• 代理人: 岳兵

技術領域

本發明屬于B27M1/06：通過燃燒或焦化木材的技術領域。

背景技術

木材主要由纖維素、半纖維素組成，纖維素在木材細胞壁中起骨架作用，其化學性質和超分子結構對木材的強度有重要影響。纖維素中的羥基和水分子也可形成氫鍵，不同部位的羥基之間存在的氫鍵直接影響著木材的吸濕和解吸過程。大量的氫鍵可以提高木材的強度，減少吸濕性，降低化學反應性等，且纖維素的吸濕性直接影響到限位的尺寸穩定性和強度。木材經過碳化工藝后，使羥基的濃度減少，化學結構發生復雜的變化，從而使木材的吸濕性降低，尺寸穩定性提高。半纖維素是細胞壁中與細胞膜緊密聯結的物質，起粘結作用，是基體物質，半纖維素吸濕性強、耐熱性差、容易水解，在外界條件作用下易于發生變化，是木材中吸濕性最大的組分，是使木材產生吸濕膨脹、變形開裂的因素之一，通過碳化可以使半纖維素被破壞，因而可降低木材的吸濕性，減少木材的膨脹與收縮，提高了碳化木的尺寸穩定性。

目前的木材碳化技術都是利用高溫水蒸汽作為直接加熱介質和保護介質，對一些含水率高的特殊木材如桉樹、樺樹等在碳化前的干燥階段，由于水蒸汽和氧氣的作用，在木材中會產生大量的霉菌斑點，影響了碳化后木材的外觀質量，而且在碳化時的溫度較高，如果氧氣濃度過高，極易起火。

發明內容

本發明意在提供一種木材的碳化工藝，以解決現有碳化技術中存在起火的安全隱患的問題。

本方案中的一種木材碳化的工藝，包括以下步驟：

第一步，切割，通過切割機將木材切割成長條形；

第二步，搭建碳化箱，選取一個圓柱形的箱體作為碳化箱，箱體上方連接一個電機，碳化箱的底部設有加熱通道，在碳化箱的頂端設置有吸盤，在碳化箱的下部設放有收集箱，在加熱通道內放置一個熱氣排放管，碳化箱的側壁周向設有環形氣體流動通道，氣體流動通道與加熱通道相通，在碳化箱的下部側方設有燃燒室，燃燒室中設有燃氣管，燃氣管靠近氣體流動通道的一端設有燃氣燃燒嘴，燃燒室與加熱通道之間通過導氣管連通；

第三步，帶電，用靜電發生器使鋁箔帶正電，并且用靜電發生器使吸水樹脂帶負電，用帶有正電的鋁箔吸附帶有負電的吸水樹脂；

第四步，包裹木材，將吸附有吸水樹脂的鋁箔包裹在木材上，鋁箔不封口，使吸水樹脂貼于木材外壁；

第五步，木材固定，將裹有鋁箔的木材用碳化箱頂端的吸盤吸附固定；

第六步，碳化，驅動電機使碳化箱勻速轉動，將燃燒室中的混合燃氣通入加熱通道內，并采用階梯式連續升溫方法，將碳化箱內的溫度先升溫至130℃，碳化1h后，再升溫至250℃，然后保持250℃恒溫碳化；

第七步，通風，自碳化箱的頂部向碳化箱內通入熱風。

上述技術方案的工作原理及有益效果為：1.鋁箔具有防火和吸熱的性能，將鋁箔包裹在木材的外部，能夠防止碳化箱內的氧氣濃度過高而起火，鋁箔能夠防火，防止木材燃燒。

2.鋁箔能夠吸熱，能夠吸收碳化箱內的熱氣，并將熱氣傳遞給木材，使木材均勻受熱，保證木材碳化更加均勻，有利于提高木材的防腐性能和防蟲性能。

3.將木材用吸盤吸附住，使木材呈圓周排列，能夠防止木材堆疊受熱不均，進一步提高木材碳化的均勻性。

4.由于碳化箱的外側方設有氣體流動通道，采用電機驅動碳化箱轉動后，使混合燃氣經燃氣管送入燃燒室內燃燒，燃燒后生成的二氧化碳經過導氣管進入氣體流動通道內加熱碳化箱，氣體首先經過熱氣排放管，經過熱氣排放管的過程能夠降低氣體的流動速度，首先使碳化箱的底部受熱，使熱氣逐漸向上傳遞，燃氣輸送時，通過控制燃燒嘴的火焰大小調節碳化箱內溫度，碳化過程中，碳化箱轉動能夠使木材均勻轉動，進一步提高木材碳化的均勻性。

5.木材受熱后，木材內部的水蒸氣會向外散發，從而被吸水樹脂吸收，從而使吸水樹脂膨脹，增大木材與鋁箔之間的間隙，從而使鋁箔逐漸展開。

6.給碳化箱內通入熱風，將被吸水樹脂撐開的鋁箔吹落，使鋁箔落入收集箱內。

7.隨著木材內部水蒸氣逐漸蒸發，吸盤內部逐漸進入空氣，從而使木材漸漸從吸盤上脫離，最終落入收集箱內，無需人工進行收集，極大提高木材碳化的效率。采用此方法，不僅能夠防止碳化箱內溫度過高而起火，而且能夠極大提高了木材的碳化效率，提高了木材的受熱均勻性。

優化方案一，作為對基礎方案的進一步優化，所述碳化箱由銅制成。銅導熱性好，且銅的性價比較高。