木材改性黑科技,能够定向处理的实木层状压缩技术!

木材供需矛盾是室内装修及家具等木制品行业的突出问题。2016年中国家具行业规模以上企业产值8560亿元,其中木质家具产值占家具总产值比例约为64%,每年我国仅木制品行业对木材的需求量超过1亿立方米。

然而,目前我国对进口木材的依存度已接近50%,超过了警戒线。随着世界范围内对环境保护越来越重视,更多珍贵热带材将被列入CITES公约,进口优质木材将会越来越少。

知识小贴士:CITES 公约

华盛顿公约,全称《濒危野生动植物种国际贸易公约》,于1973年6月21日在美国首府华盛顿所签署。华盛顿公约(CITES)的精神在于管制而非完全禁止野生物种的国际贸易,其用物种分级与许可证的方式,以达成野生物种市场的永续利用性。

我国有丰富的人工林资源,科学利用我国丰富的人工林木材,开发低密度木材加工利用新技术,以人工林木材资源代替优质珍贵木材资源,是解决木材资源供需矛盾的重要途径。

人工林木材生长迅速,但存在材质软、密度低、变异性大、尺寸稳定性差、表面加工性能差等缺点,不能直接用于实木家具生产。近年来针对人工林木材加工而开发的木材压缩密实化技术,能显著改善木材的物理、力学性能。最初的压缩密实化方法,是对木材进行整体压缩密实化,最突出的缺点是造成了木材材积的损失。

那么,有没有既能使木材获得性能改善而又不对其材积有较大影响的可能呢?

有的!今天就来给大家介绍一种木材性能改性的最新方法,由中国林科院木材工业研究所黄荣风老师研发的实木层状压缩技术。

 

1.实木层状压缩技术介绍

 

实木层状压缩,也称为水热控制下的实木层状压缩增强技术,是一种新型木材物理改性技术。其显著优势是,可以有选择地对需要强化的部分进行压缩增强,其余部分仍然保持木材固有的自然特性。

这种精准控制木材压缩的实现,能够确保在木材密度、强度和尺寸稳定性得到大幅度改善的前提下,显著减少因压缩密实化带来的木材材积损失,为低密度人工林木材的利用开辟了新的方向。

 

2.实木层状压缩技术特点

 

实木层状压缩技术主要针对压缩层位置的精准控制、压缩层厚度的精准控制、压缩变形的固定等三大技术问题而开发,且在规模化生产方面,研发出层状压缩木材的连续生产方法,研制了适合层状压缩木材的生产设备,实现了低成本生产工艺,解决了规模化生产成本问题。

 

2.1实木层状压缩技术工艺特点:

 

(1) 压缩率低,材积损耗少

实木层状压缩过程中,仅对需要压缩增强的部分进行压缩,其余部分的密度基本不变,在使用性能达到产品要求的前提下,压缩率可以降低至20%以下,有效地降低了压缩密实化带来的材积损耗。

 

(2)压缩层的位置和厚度可控

缩层可以位于木材表面,也可以位于木材表面与中心之间的中间层,或位于厚度方向的中心位置。以压缩层在板材厚度方向上形成位置,划分为三种层状压缩模,如下图所示。

 

木材改性黑科技,能够定向处理的实木层状压缩技术!

▲实木层状压缩增强技术的三种模式

 

(3)适用材种广泛

层状压缩技术经过工艺调整后对绝大多数的针、阔叶材树种都能适用。利用不同树种特有的颜色、纹理等特点加工丰富多样的产品,能够满足消费者的多种需求。

 

木材改性黑科技,能够定向处理的实木层状压缩技术!

▲从左至右为毛白杨、杉木、樟子松

 

2.2层状压缩木材的性能特点

 

(1)密度和硬度显著增强

无论压缩层位于表层或者中间层,其压缩层的密度可以达到0.8 g/cm3以上。当压缩层位于表层时,压缩层的密度可以达到对照材的1.8倍以上,硬度可以达到对照材的2.4倍以上。

 

(2)尺寸稳定性显著提高

用过热蒸汽高温加压热处理技术对压缩变形进行固定的同时,显著提高了木材的尺寸稳定性。处理后的木材的吸湿回弹率降低至1.34%,与素材相比,高温高湿条件下弦向尺寸稳定性提高46%以上,高温低湿环境下的尺寸稳定性提高80%以上。

 

(3)加工过程和产品绿色环保

层状压缩是一种木材物理改性技术,处理过程是在水热控制下完成的,无需添加任何化学药剂,无污染、无排放,具有绿色环保的特点。

 

木材改性黑科技,能够定向处理的实木层状压缩技术!

▲实物横截面和软X射线照片

 

木材改性黑科技,能够定向处理的实木层状压缩技术!

▲不同表面距离的密度分布

 

3. 层状压缩木材的成本和应用领域

 

3.1 成本分析

 

层状压缩木材的生产过程简单,加工成本主要包括木材压缩的材积损失量(可控制在20%以下)、压机加热和降温的能源成本、人工成本等。以年产30万m2的层状压缩木材生产线为例,压缩生产过程热源消耗成本为10元/m2,干燥成本与加压热处理成本为15元/m2。

 

3.2技术应用

 

★层状压缩木材的使用性能几乎可以等同于高品质阔叶材,不需要特殊的油漆工艺,可以直接应用于实木地板、仿古地板和地采暖地板的加工生产;

★经过砂光处理后具有与珍贵阔叶材类似的质感,可加工精致的高品质实木家具;

★加工成拼板后,可替代纤维板和刨花板,不需要贴面加工,直接用于家具的制造;

★经定型处理后,可直接用于加工纯实木橱柜的柜体、柜门等。

 

4 结 语

 

通过环保型改性处理,可使人工林木材的使用性能达到高品质实木家具、地板等木制品制造的要求,不仅能够有效解决实木地板、家具用材的资源短缺问题,而且将低密度木材直接作为家具、地板用材使用,也为速生材利用提供了新的途径,并将推动人工用材林培育,促进林农增收致富,充分实现发展人工林的经济效益和社会效益。

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