1 技術(shù)現(xiàn)狀

目前的刨切薄木制造工藝是將原木剖切制得木方后,進(jìn)行蒸煮浸泡,再刨切干燥。采用上述工藝無(wú)論是在國(guó)內(nèi)、國(guó)外都已積累了成功的經(jīng)驗(yàn),具有幾十年的歷史。用實(shí)時(shí)快速加熱方法軟化木方制取刨切薄木,在國(guó)內(nèi)外至今未發(fā)現(xiàn),這種木方軟化屬于一種新方法,值得進(jìn)行探索性的研究。實(shí)時(shí)快速加熱(或短時(shí)加熱)方法軟化木方制造刨切薄木,是將原木剖切成木方后,在木方刨切往復(fù)運(yùn)動(dòng)暫短的間歇時(shí)間里,對(duì)木方刨切表面表層進(jìn)行高溫瞬時(shí)加熱,使木方表層在非常短的時(shí)間里溫度快速升高,迅速軟化,并且立即進(jìn)行刨切,然后對(duì)下一層再加熱刨切,如此重復(fù)進(jìn)行而完成木方刨切。有關(guān)該方法的探索性試驗(yàn),我們?cè)?jīng)在相關(guān)的研究中接觸過(guò),做了一些相類似的試驗(yàn),通過(guò)測(cè)試結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)快速加熱刨切的薄木,其表面光滑程度確有較明顯的改善,平均提高20%～30%。但值得一提的是,當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)所涉及的內(nèi)容和條件存在一些局限性,這種方法通過(guò)怎樣的改進(jìn)才能適合生產(chǎn)實(shí)踐的需求,這是需要進(jìn)一步研究的課題。作為一項(xiàng)開(kāi)拓性探索性的研究,若能夠成功,就能縮短刨切薄木的整個(gè)生產(chǎn)周期,或提高刨切薄木的表面質(zhì)量,我們認(rèn)為對(duì)這項(xiàng)工作進(jìn)行探索是具有積極意義的。

2 理論基礎(chǔ)及意義

原木加工成木方后,新伐材含水率一般在100%～200%左右,放置一段時(shí)間的陳材含水率一般在50%～100%以上,根據(jù)木材科學(xué)理論可知,木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以上時(shí),加熱木材就可以軟化,木材表層受高溫加熱時(shí),表層木材得到軟化并立即進(jìn)行刨切,可產(chǎn)生較光滑的木材表面。因?yàn)楸韺幽静牡乃查g溫度可達(dá)100℃,受到瞬間加熱的濕木方表層會(huì)產(chǎn)生瞬間蒸汽壓,加劇了木材自身的軟化,增加了柔韌性,因此,有利于木材的刨切。木材的主要成份為纖維素、半纖維素和木素。它是一種彈性—塑性體,各成份均具有玻璃化漸變溫度,如給予木材一定的水分和熱量,就可以發(fā)生玻璃化漸變過(guò)程,其機(jī)械性質(zhì)迅速發(fā)生變化。纖維素、半纖維素和木素的軟化溫度在100℃以上,高含水率狀態(tài)下,其玻璃化漸變溫度就會(huì)降低。通過(guò)高溫加熱給予木材暫時(shí)的柔韌性,立即進(jìn)行刨切,可獲得較為光滑的表面。研究該技術(shù)的目的是尋求探索刨切薄木制造工藝中軟化木方的一種簡(jiǎn)便快捷的新方法;省去或取代刨切薄木工藝中的蒸煮浸泡工序;避免因蒸煮而產(chǎn)生的木材變色;節(jié)省時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,用簡(jiǎn)單易行的方法代替漫長(zhǎng)的蒸煮過(guò)程;簡(jiǎn)化設(shè)備,減少投資,降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度;縮短刨切薄木全過(guò)程生產(chǎn)周期。對(duì)軟質(zhì)材或可直接刨切的新伐材,提高刨切薄木的表面質(zhì)量。傳統(tǒng)的刨切木方軟化工藝是將木方浸泡蒸煮,在目前天然林保護(hù)工程實(shí)施的形勢(shì)下,珍稀樹(shù)種越來(lái)越少,利用珍稀樹(shù)種的材色和紋理貼面裝飾木制品是人們所喜愛(ài)的。但是有些珍貴樹(shù)種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫蒸煮后,木材抽提物和樹(shù)皮中的化學(xué)成分溶在水中,致使木材原有的色澤發(fā)生改變,達(dá)不到預(yù)期的裝飾效果,失去了珍稀樹(shù)種的本來(lái)面目,采用實(shí)時(shí)快速加熱方法軟化木方是解決珍稀木材色澤改變的有效辦法。

3 技術(shù)內(nèi)容與要點(diǎn)

對(duì)木方實(shí)時(shí)快速加熱,使木方刨切表面實(shí)時(shí)軟化,并在加熱的狀態(tài)下進(jìn)行熱刨切制造薄木,能改善薄木的表面粗糙度,這些已經(jīng)被試驗(yàn)所證明,但實(shí)時(shí)加熱軟化木方的方法能否代替刨切薄木生產(chǎn)中的木方蒸煮工序,應(yīng)用該方法的利弊如何,這是我們?cè)谘芯恐幸鉀Q的問(wèn)題。實(shí)時(shí)加熱軟化木方的方法要代替木方蒸煮工序必須具備如下特征:

1、應(yīng)用該木方軟化方法刨切的薄木表面質(zhì)量與蒸煮軟化木方的方法刨切薄木表面質(zhì)量相當(dāng)。2、應(yīng)用該木方軟化方法對(duì)木方進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)刨切時(shí),刃具的磨損與蒸煮刨切時(shí)相當(dāng)。

3、該方法的生產(chǎn)效率要不低于蒸煮軟化法生產(chǎn)效率。

4、傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝被簡(jiǎn)化,機(jī)動(dòng)靈活性增加。

5、生產(chǎn)成本與蒸煮軟化法相當(dāng)。實(shí)時(shí)快速加熱方法可根據(jù)生產(chǎn)條件采用高溫蒸汽或高溫?zé)岚褰佑|加熱。木方的軟化程度直接影響刨切薄木的表面質(zhì)量、影響刃具的磨損和薄木的完好率等。影響木方軟化程度的因素有加熱溫度、加熱時(shí)間、木方含水率等。

1、加熱溫度　　加熱溫度高木材表面能迅速被加熱,木材表層溫度在瞬間達(dá)到軟化點(diǎn),熱量傳導(dǎo)速度快,軟化時(shí)間縮短,木材軟化效果好。

2、加熱時(shí)間　　加熱時(shí)間要與刨切機(jī)的間歇時(shí)間相吻合,加熱時(shí)間長(zhǎng),木材表層能被更充分的軟化,軟化層加厚,能為下一刀刨切作準(zhǔn)備;若加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)溫度過(guò)高,會(huì)使木方表層炭化而變色,刨切間歇時(shí)間也增加了,影響刨切工作效率。

3、木方含水率　　含水率高有利于木方在水熱聯(lián)合作用下軟化和刨切,若含水率過(guò)高會(huì)消耗過(guò)多的熱量。致使木方表層溫度提升速度減慢,影響軟化效果和刨切質(zhì)量。含水率太低,木材軟化點(diǎn)高,不利于軟化和刨切。上述三個(gè)參數(shù)相互聯(lián)系、相互影響、聯(lián)合作用,必須摸索出適合木方實(shí)時(shí)快速加熱軟化的**工藝參數(shù),這些工藝參數(shù)隨著樹(shù)種的不同而存在差異,這需要我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中逐步探索

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