纹孔膜破坏的木材制造技术

本发明专利技术揭示了一种使木材中纹孔膜破坏的方法，其目的是加速木材尔后的干燥。在本发明专利技术中，燃烧木材燃料，而受处理木材在处理室中放置一段预定的时间，其间受到木材燃料燃烧所产生的木煤气中组分的作用，并受到伴随的远红外辐射的作用。木煤气在通入到处理室中之前尚经过增加远红外辐射的过程。受此处理的木材中纹孔膜被破坏，纹孔塞不能将纹孔阻塞，结果在木材干燥过程中水分容易逸出。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及构成木材的细胞之间的纹孔膜被破坏的木材，这种破坏是为了有效地进行木材干燥。本专利技术人已经提出过一种可大大降低木材干燥成本的一种技术，它是靠去除木材中的生长应力而实现的(日本专利申请308723/1993)。自古以来，由天然生长的树木获得的木材，其本身被用作房屋或家具的材料，就对于人类生活是不可缺少的。但为了利用木材作为房屋或家具的材料，它必须经充分干燥，然后才去制作。这是因为木材在刚砍伐后还含有大量的水分。木材，视其含水量的多少，随着时间的消逝会收缩或膨胀，结果其形状或尺寸会不稳定。而且，木材的物理性质和化学性质也会随其含水量的变化而改变。因此，为降低其含水量，木材须经长时间的充分干燥，以达到不会有显著变形的程度，然后才去制作。木材干燥可包括长达数十年时间的天然干燥，也包括在热空气作用下迫使前述木材中所含的水分蒸发的人工干燥。具体说来，人工干燥比较昂贵，因此现在采用着许多种方法。但是，从构成木材的细胞的水平看，迄今所进行的干燥，其目的是意在在一长时期内自然地除去木材细胞所含的水分，或者还加上不同的强制除去的步骤，例如加热。然而，在被砍伐之前的树木是有生命力的，据称甚至在其有一些分枝之类损坏之后，自愈活动还会自动进行，令构成木材的细胞(特别是构成通向被损坏分枝的管胞和导管的细胞)之间的纹孔封闭，以防止所含的水分逸去。换句话说，养分和水分对于树木的生长是不可少的，树木从其根部吸收了养分和水分之后，就通过由细胞组成的被称为管胞或导管的管道将养分和水分输送到树干、树枝和叶子上。构成木材的单个细胞或者自身或者通过管胞和导管在细胞之间输出或接受养分和水分。因此，在细胞之间的细胞膜中存在着大量的孔隙或凹陷区，被称为纹孔(以前称为Mon-Koh)。如下所述纹孔通常以两个细胞间的一对纹孔的形式存在，故常称为纹孔对。基本结构示意地表示于图1。图1(a)是表示纹孔膜的一个截面的基本结构示意图，而图1(b)是纹孔膜的平截面示意图，图中数字1代表纹孔塞，2代表加厚边缘，31和32代表纹孔。具有这种基本结构的纹孔的树木，其细胞的构造应使得在纹孔塞与纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32之间具有空隙，以在细胞间供应树木生长所必需的养分和水分。换句话说，在这样一种纹孔对之间存在一种膜，它称为纹孔膜，这种膜包括一个纹孔塞和一个边缘。其机构能使得如果构成木材的细胞中有一些因例如树木的砍伐而破坏时，细胞膜中的这些纹孔会通过细胞本身的自愈活动而封闭，防止了细胞中的水分逸去。为了防止构成木材的细胞中所含水分的蒸发，纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32就会为纹孔塞1所阻塞(见图1(c)和图1(d))，这样就避免了湿气的梯度。细胞之间纹孔的电子显微镜照片如图2(a)和(b)所示。因此，如果需将木材充分干燥，除了等待其中的水分(包括通过纹孔膜的水分)逸出之外别无选择。这就是为什么干燥木材需时很长，或者虽需时较短却要用强制干燥，即通过强烈的热处理等方式令细胞中的水分强制除去的缘故。因此，为了使木材达到充分的干燥程度，将木材放置在屋檐下很长一段时间(可长达数十年)，等待其自然干燥，或者将木材置于加热炉或浸入热水中，进行一段预定时间的加热以加速干燥。但若天然干燥，木材总需令其搁置很长一段时间。令宝贵的木材这样长期搁置，导致成本高昂，这是尤其不利的。但另一方面，人工干燥中的木材被干燥状态不如自然干燥那样好。而且，木材可能局部受热，这也是不适宜的，因为这会导致变形。人工干燥除了有不适用于那些不允许产生变形或翘曲的珍贵木材的缺点外，它还需用费钱的设备，增加成本，这对价格不是很高的木材来说当然不适宜。本专利技术则推翻此前实践的木材干燥的概念，意在将构成木材的细胞的细胞膜中的纹孔膜予以人工破坏，从而便于进行木材的干燥。因为在被砍伐的木材中，纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32会被纹孔塞1所阻塞，造成了细胞中水分除去的困难，本专利技术就要消除这种纹孔膜阻塞的现象，即破坏纹孔膜本身，从而便于水分的逸出。为达到此目的，将受处理的木材通过用远红外辐射渗透使其温度上升，从而破坏其纹孔膜；或者将由木材燃料燃烧生成的木煤气充满装有受处理木材的处理室，使木煤气深入地渗透木材，令焦油粘着在纹孔膜上，使纹孔膜破坏。具体地说，将木材燃料2燃烧，该木材能够产生伴有约30％远红外辐射的高热效率的木煤气，在其火焰上装一炉栅4，炉栅上放置着多孔的陶瓷材料或与它实际上相当的熔岩5，它被灼热至红，发出大量的远红外辐射。然后，热气流通过通道6进入邻室22，在一堆陶瓷块或高密度熔岩块之类的块料23中的空隙通过，从而蓄热并进一步增加远红外辐射，以促进对纹孔膜的破坏。热的气流再通过处理室27的壁8上许多空气孔20中安装的白金丝或不锈钢丝的网，流入处理室27充满之，结果受处理的木材受到这伴有大量远红外辐射的木煤气的作用，木材受远红外辐射的辐照，其温度即行上升。经此处理，被伐木材中成对的一个纹孔31或另一纹孔32就被破坏，防止了纹孔塞对纹孔膜的阻塞。换言之，经此处理，木材细胞之间纹孔膜的加厚边缘2被充分破坏，或者纹孔发生变形或开裂，从而部分地防止纹孔被纹孔塞所阻塞，在其间生成空隙，如电子显微镜照片所示。木材燃料作为燃料而燃烧，受处理的木材则放置在处理室中一预定的时间，处理室充以由燃烧产生的木煤气。木煤气防止了被伐木材中的纹孔塞将成对的一个纹孔31或另一纹孔32阻塞，从而在纹孔中留有空隙。图1(a)-(d)是一纹孔膜基本结构的示意图。图1(a)示意表示其截面结构，图1(b)示意表示其平面结构，图1(c)和(d)分别表示纹孔对的一个纹孔31和另一个纹孔32被纹孔塞堵塞的情况，其结果是妨碍了细胞所含水分在细胞之间的运动。图2(a)和(b)是细胞之间未受处理纹孔的电子显微镜照片。图3是按本专利技术令木材细胞间纹孔破坏，用以制备纹孔膜破坏的木材的一种形式处理室的示意图。图4(a)图示了处理过程中处理炉中温度以及受处理原木中温度随时间的变化，图4(b)图示了炉中受处理原木的安放位置。图5(1)-(4)是未处理木材组织结构的电子显微镜照片，这些图是沿管胞壁存在的纹孔的正视方向拍摄的。图6(1)-(6)是在上述形式处理室中处理过的木材组织结构的电子显微镜照片。图7表示纹孔膜破坏过程中的一些状态。在本专利技术中，木材细胞的细胞膜中的纹孔和纹孔膜用人工方式破坏，以便于木材达到干燥程度。结果，防止了被伐木材中的纹孔塞对纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32的阻塞作用，也就是说，木材细胞之间的纹孔膜中的加厚边缘被充分破坏，或纹孔发生变形或开裂，从而部分地防止纹孔被纹孔塞所阻塞，在其间生成间隙，起着便于细胞中水分通过此间隙逸去的作用。换言之，即使由于砍伐造成的局部干燥在木材细胞之间产生了水分梯度，在养分和水分的细胞间传递和接受上起阀门作用的纹孔膜上的纹孔塞会粘着于纹孔上，或者纹孔膜本身会被破坏，而终止了其防止水分梯度的功能。具体说来，在本专利技术中令受处理的木材与伴有大量远红外辐射的木煤气接触，使木材温度迅速提高，防止纹孔塞或边缘阻塞住纹孔对的一个纹孔31或另一个纹孔32，或者将纹孔本身破坏。换言之，木材与伴有远红外辐射的木煤气接触后，其温度有所升高，因此木材细胞中空气和水分发生热膨胀，或者还可能产生了蒸气压力，从而使纹孔膜部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有纹孔膜的纹孔膜破坏的木材，其构成木材的细胞之间的纹孔产生了破坏。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤实，
申请(专利权)人：中央木材开发株式会社，安藤实，
类型：发明
国别省市：JP[日本]