[發明專利]用于木材的熱處理工藝

有效

• 申請號: 201710564646.6
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107618085B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 彼得·克拉斯
• 申請（專利權）人: 阿爾法控股布蘭德有限公司
• 主分類號: B27K5/00
• 分類號: B27K5/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李慧慧;鄭霞

本申請公開了用于木材的熱處理工藝，所述用于木材的熱處理工藝包括以下步驟：a.將待處理的木材批料放置在處理室中；b.通過排空空氣、由在8巴至12巴的壓力下的呈氣體形式的惰性氣體氣氛代替所排空的空氣來交換所述處理室內的氣氛；c.將所述惰性氣體氣氛加熱高至165℃至175℃；d.將所述惰性氣體氣氛中的壓力增加到14巴?16巴；e.維持在步驟c中的溫度和在步驟d中的壓力持續從90分鐘至150分鐘；f.將所述惰性氣體氣氛冷卻至20℃至35℃的溫度；g.取回經處理的木材批料。

發明領域

本發明涉及用于木材的熱處理工藝。

發明背景

在本領域中已經提出了用于熱處理木材的各種方法，如下文將說明的。使木材經受熱處理的目的是，長期以來已知的是，通過在升高溫度持續一段時間并且然后將溫度降低回環境溫度的一定溫度狀況下來處理木材，木材獲得一些改進的品質。例如，木料的耐久性(durability)和絕緣性能得到改善。實驗室測試已經表明，這是由于木材的分子結構的結構重新排序，使得具有或多或少隨機的分子纖維結構的木材由于熱處理而被重新組織成在分子水平上具有更加結構化的和線性的纖維結構，這提供改進的特性。

這些方面由芬蘭熱木協會(Finnish Thermo Wood Association)在2003年出版的“ThermoHandbook”中清楚地公開和討論。這本書被廣泛地認為是涉及木材的熱處理時的參考工作。根據該公開內容，工藝被分為三個階段，其中被放置在處理室中的木材在兩個步驟內經受處理室內的溫度升高，首先高至約100℃的溫度持續第一時間段，并且然后至約130℃的溫度持續第二時間段。

第一階段的目的是使木材干透，并且這個階段持續約36小時。在第二階段，溫度進一步升高至185℃-250℃之間。

維持升高的溫度持續約16小時-17小時，以便使木材經受如上所述的改性過程。

最后，在第三階段，進行冷卻和濕度調節階段，其中一旦溫度降至低于80℃-90℃，就進行木材的再潤濕(remoisturing)，使得在經處理的和成品的木材中的含濕量在按重量計4％-10％的范圍內。取決于正被處理的木材的類型的第三階段通常需要18小時-28小時。

例如在EP 2 998 087中公開了如上文討論的方法，其中具有一些修改。根據在EP2 998 087中的方法，將木材引入處理室中，在該處理室中溫度升高高至173℃并且維持3小時-5小時。此后，溫度降低至約20℃，并且將木材轉移到高壓釜中。在高壓釜中引入亞麻籽油和礦物油并允許其滲透木材，木材由此變成浸漬的。

木材主要由三種不同的組分組成，即半纖維素、纖維素和木質素。這些材料具有不同的特性，并因此它們在熱處理期間不同地反應。半纖維素是特別的，因為在木材樣品的加熱的第一部分中，半纖維素的改性是吸熱的，這意味著熱由木材傳遞和吸收，直到達到一定的溫度。

此一定的溫度取決于木材的類型并且從而也取決于半纖維素的含量，此一定的溫度取決于物種和該特定物種的生長條件以及含濕量和壓力而變化，但此一定的溫度通常將為約230℃。

在該溫度下，半纖維素的改性從吸熱過程轉變為放熱過程，即產生的能量比添加到木材的半纖維素組分的能量更多。同時，纖維素將已經被改性，并且仍將經歷改性。通常，木材樣品的纖維素部分將顯著大于半纖維素部分，并且木材的此類相當大的部分在此階段已被改性。

然而，許多缺點與現有技術的方法和程序相關聯。

首先，該程序需要很長時間，從而減少從加工廠的產量。通常，用現有技術的方法處理木材批料需要從24小時到多至36小時，取決于木材以及所尋求的改性過程有多具競爭性(how aggressive)。