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木材保護的熱處理技術進展

發布日期:2014-11-14 作者:中木商網 閱讀:733

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在歐洲,熱處理過的木材廣泛應用于房屋建筑中,一些大型建筑和小型建筑甚至是墻壁的骨架中都應用這種材料,而且在庭院家具、木柵欄和門窗中也大量地應用。去年,芬蘭制定了新的規定,在民用市場一律不準銷售化學浸漬過的木材及其制品,只能銷售經熱處理過的木材及其制品。美國也禁止進口經CC、CCA這種銅鉻砷鹽化合物處理過的木材及木制品。這個決定促使加拿大木材業用熱處理的方法來代替化學處理的方法對云杉木材(Spruce)進行保護。著名的宜家公司(Ikea)也禁止使用硼酸來處理橡膠木。因而這個禁令對東南亞地區構成了巨大威脅,意味著所有的橡膠木在原有的出口市場中將被開除出局。

可以進行熱處理的木材樹種正在不斷地增加,每一種新的樹種必須進行細致的實驗室研究,而后才可以進行大規模地生產。但對東南亞國家來說,比較感興趣的是橡膠木的熱處理技術。這個樹種的木材已經變成能夠比較快速干燥的木材,甚至比松木還干得快,從濕材干燥到含水率6-8%,只需要22小時。

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1.復雜的工藝過程

在木材熱處理工藝中,工藝溫度的上升過程十分迅速,開始時上升到100℃以上,接著在很短時間內提高到200℃至250℃。在35小時內,從窯溫50℃開始不間歇地加熱,從而完成整個處理過程。

干燥介質可以殺死細菌,均勻地穿透木材內部,并且為了保持正壓狀態(略高于外部的大氣壓),向窯外排氣。盡管溫度很高,但窯的能量利用率還是相當高的,這是因為在干燥過程中,窯內沒有新鮮空氣進入,這樣使干燥介質中很少氧氣,比較穩定,主要是由從木材中蒸發出的水分所形成的蒸汽組成。

2.各種用途應用不同的標準

歐洲有關政府部門已經發布了不同溫度水平的熱處理標準。現在這些標準已成為非正式的國際標準,T4和T5標準用于室內用途,D1至D3標準用于室外用途。根據在處理時使用溫度的不同,木材會發生程度不等的變色,即使處理周期同樣時也是如此。

T5適用于木材的天然色澤只能稍微發暗的情況,這種外觀上的改變不會影響到木材的性質。歐洲消費者現在的流行趨向于較深的色澤,因為他們認為這種顏色顯得尊貴。

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T4也是使木材稍微發暗,但在橡膠木的情況中,還是保持了白色,這種處理標準廣泛用于拼花地板制造,并且在不用化學藥劑處理的情況下,完全能在室內達到不產生吸濕的效果。歐洲的所有拼花地板制造商都使用熱處理的方法,它還可以改善木材的表面硬度,使地板更耐磨,抗彎強度更高。

D1至D3標準是適用于室外用途的。D3在用于橡膠木時,生產費用較高,使產品在外觀上看上去類似柚木。柚木的幼齡材也以這種方式處理,使其顏色發暗,經過這樣處理后,在市場上賣得很好,而且本身的耐候性也大大改善。

熱處理的特點之一是,木材的平衡含水率只及經一般干燥的一半,相對環境濕度的變化而引起的吸濕或解吸就明顯減少。經熱處理后,木材的平衡含水率幾乎是穩定的,不因環境濕度的變化而變化。這意味著木材的干縮和濕脹也減少到一般估計的十分之一左右。這種效果使用這種木材所做的門、窗在溫帶國家能開啟自如,而不受季節和溫度的影響。

這種技術上的進展使地板市場可以更為擴大和普及,10英寸寬的地板干縮濕脹很少,這樣板與板之間不會產生空隙或凸起。經熱處理過的木材完全消除了內應力,這樣使木材類似于有近百年樹齡的木材。這種特點也使它能適用于樂器的制造。實際上,如倫多拉(Landola)這個歐洲比較大的吉它制造商正在使用這種熱處理木材來制造它一半以上的產品。

D2標準適用于已變成咖啡般棕色的橡膠木,按這種標準熱處理的木材大多數用來制作庭院家具,它能適應任何氣候條件。現在,可以嚴格地控制這種木材的PH值,可以在上面用普通的螺釘和木釘。依D2和D1標準處理的木材甚至能擔保在10年內不會受到菌腐(對特定的用途)。

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D1標準中處理的條件是比較嚴酷的,處理過的橡膠木呈巧克力般的深棕色。在這種處理條件下,木材已經略微發脆,建議不要用來制作家具。但是它可以用于極端的狀態,例如埋在地下,或者浸泡在水中,都不會腐朽。典型的用途是做庭院的木柵欄或是海岸的防波堤。

3 耐候性和抗蟲害性能
這種處理技術的優點是,處理過的木材具有良好的耐候性,這是因為在高溫下,糖份和淀粉被分解了或者變成其它的化合物,結果使處理后的木材不保留有菌類和蟲類的食物了。
在各個研究所里,對幾種樹種木材進行了蟲害試驗,都得出了相同的結論。試驗表明,害蟲不愛吃食熱處理過的木材,甚至把蟲關在玻璃瓶中,只放入熱處理過的木材,沒有其它東西,占七成的蟲子寧愿餓死,也不吃食這種木材。而吃食這些木材的蟲子會死去,因為它們不能消化這些木素,這使它們不能再繼續吃東西而死亡。

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室外的防蟲害試驗也已經進行一年多了,這個項目即將完成。結果表明,經熱處理過的木材沒有受到菌害和蟲害的損傷。在吉隆坡的一個墓地里所做的一個試驗是把處理過的木材樣品一半埋在潮濕的土下,已經有兩年之久。這些木材樣品是按比較嚴酷工藝條件的標準D1和D2來進行處理的,它們的表面仍完好無損(現在在陽光紫外線的漂白作用下,變成灰色)。而按比較溫和的處理標準進行處理的木材出現了不同程度的腐朽,但是它能抗拒粉蠹類蟲害。試驗也包括未經處理的對照試件,相比之下,這些橡膠木試件在6個月后受到粉蠹類蟲害和菌害已完全腐朽。
4 今后的開發方向
Mr. Tero Lallukka是在這一方面比較早開展研究的專家,他認為家具企業可以把進口的熱處理過的木材用來試做家具,其它樹種可為松木或其它歐洲木材。“一個值得注意的趨勢是這種木材與傳統的木材沒有什么大的區別。也許唯一的差別是這種木材比較脆,但是如果采用適當的加工手段,也可以不用螺釘或釘子來連接。

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