本發(fā)明屬于人造板材生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到桉木集成材一次性干燥拼接方法。

技術(shù)背景

速生桉是全球生長速度快、經(jīng)濟(jì)價值大、生態(tài)和社會效益高的樹種。同時被推選為最有發(fā)展前景的生態(tài)林和工業(yè)用材林。隨著天然林資源保護(hù)工程的實施，木材及其制品需求量的增加和人類追求自然時尚溫度的提升，桉樹人工林木材在市場上逐漸走紅。多數(shù)國家將過去僅用于紙漿生產(chǎn)的桉樹林木材生產(chǎn)部分轉(zhuǎn)向了實體木材加工，同時，國內(nèi)外許多木材加工生產(chǎn)和科研部門廣泛開展了桉樹實體木材性質(zhì)和加工利用技術(shù)的研究。澳大利亞、南非和巴西等國率先取得了多項實用技術(shù)研究成果。在開展研究過程中，都發(fā)現(xiàn)一個共性的結(jié)果，就是桉樹木材在干燥過程中產(chǎn)生的皺縮和開裂是較為嚴(yán)重的干燥缺陷，特別是皺縮的發(fā)生不僅使木材的強(qiáng)度大為降低，木材的利用率降低，嚴(yán)重的還會使木材產(chǎn)生內(nèi)裂，甚至使木材報廢。

木材皺縮是木材干燥時發(fā)生的一種干燥缺陷，皺縮和宏觀表現(xiàn)是板材表面呈不規(guī)程的局部向內(nèi)凹陷且橫面呈現(xiàn)不規(guī)則圖形，木材厚度方向向收縮率大幅度增加。皺縮不僅使木材的收縮率增大，損失增加，而且因其并非發(fā)生在木材所有部位或某組織的全部細(xì)胞，因而導(dǎo)致木材干燥時產(chǎn)生變形。皺縮時還會經(jīng)常伴隨內(nèi)裂和表面開裂，使木材強(qiáng)度降低甚至報廢。而且極易出現(xiàn)變形、內(nèi)裂、塌陷等缺陷。

同時，很多人工林木材的普遍特性是，生產(chǎn)快，密度低，因而強(qiáng)度低。桉樹人工林木材是為數(shù)不多的既生長快又具有較高密度的闊葉樹種，和其他人工林樹種相比，由于桉樹生長速度非常快，在生長過程中形成很大的生長應(yīng)力，使得桉樹木材的加工(包括鋸解、干燥等)容易出現(xiàn)開裂和變形等缺陷。另一方面，由于桉樹木材具有很大的密度，因而往往具有很好的強(qiáng)度，這為桉樹木材的實木利用價值提供了可能。事實上，很多國家把桉樹木材廣泛應(yīng)用于制作高檔家具等實木利用的場合。由此可見，桉樹是一種難以加工，但又具有很大實木開發(fā)潛力的木材。而實木利用的關(guān)鍵是桉樹干燥。

為合理利用桉樹木材資源，提高利用價值，科研人員廣泛探討了桉木材性與干燥特性之間的關(guān)系。影響木材干燥速度的因素有內(nèi)因和外因，內(nèi)因有含水率、心邊材、紋理方向等。外因有干燥介質(zhì)的溫度、濕度和氣流速度等。

1、內(nèi)在因素

(1)木材樹種及構(gòu)造特征：不同樹種的木材具有不同的構(gòu)造，它的紋孔大小與數(shù)量，以及紋孔膜上微孔的大小都有很大差異，因此水分沿上述路徑移動的難易程度有別，即木材樹種是影響干燥速度的主要內(nèi)因。由于環(huán)孔硬闊葉樹材(例如酸枝木)導(dǎo)管和紋孔中充填物多、紋孔膜上微孔的直徑小，所以其干燥速度明顯小于散孔闊葉樹材；在同一樹種中，密度增大，大毛細(xì)管內(nèi)水分流動阻力增大，細(xì)胞壁內(nèi)水分?jǐn)U散路徑延長，難于干燥。木材常規(guī)干燥過程可近似認(rèn)為是沿材厚方向的一維傳熱傳質(zhì)過程，厚度增加，傳熱傳質(zhì)距離變長、阻力加大，干燥速度明顯下降。

(2)木材含水率：纖維飽和點之下，隨著含水率的降低，吸著水的橫向擴(kuò)散系數(shù)減小，而水蒸氣在細(xì)胞腔中的擴(kuò)散系數(shù)則增大，由于干燥過程中水蒸氣在細(xì)胞腔中擴(kuò)散所占比例不大，含水越低水分?jǐn)U散路徑越長，所以含水率越低越難干燥。

(3)木材心邊材：闊葉樹心材細(xì)胞中內(nèi)含物較多，針葉樹心材中的紋孔多數(shù)是閉塞的，所以心材較邊材難干燥。

(4)木材紋理方向：木射線有利于水分傳導(dǎo)，沿木材徑向的水分傳導(dǎo)比沿弦向約大15％～20％，所以，弦切板通常比徑切板干燥速度快。

雖然內(nèi)因無法控制，但是只要根據(jù)木材的特性因勢利導(dǎo)，合理利用干燥設(shè)備和技術(shù)，同樣可以提高干燥速度，既能減少不必要的損失，又能在保持木材材性的前提下提高干燥效果。

2、外在因素

(1)溫度：溫度是影響木材干燥速度的主要因素。溫度升高，木材中水分壓力升高，液態(tài)自由水的粘度降低，有利于促進(jìn)木材中水分的流動和擴(kuò)散；同時干燥介質(zhì)的容濕能力提高，加快木材表面水分的蒸發(fā)速度。但值得注意的是如果溫度過高，會引起木材的開裂和變形、降低力學(xué)強(qiáng)度、變色等，應(yīng)適當(dāng)控制。

(2)濕度：相對濕度是影響木材干燥速度的重要因子。在溫度與氣流速度相同的情況下，相對濕度越高，介質(zhì)內(nèi)水蒸氣分壓越大，木材表面的水分越不易向介質(zhì)中蒸發(fā)，干燥速度越慢；相對濕度低時，表面水分蒸發(fā)快，表層含水率降低，含水率梯度增大，水分?jǐn)U散勢等增大，干燥速度快。但相對濕度過低，會造成開裂及蜂窩裂等干燥缺陷問題的發(fā)生甚至加重。

(3)氣流循環(huán)速度：氣流循環(huán)速度是另一個影響木材干燥速度的因素。高速氣流能破壞木材表面上的飽和蒸汽界層，從而改善介質(zhì)與木材之間傳熱、傳質(zhì)條件，加快干燥速度。對于難干材或當(dāng)木材含水率較低時，木材內(nèi)部水分移動決定著干燥速度；通過提高大介質(zhì)流速來加快表面水分的蒸發(fā)速度沒有實際意義，反而會加大含水率梯度，增大產(chǎn)生干燥缺陷的危險性。所以，難干材不需要很大介質(zhì)循環(huán)速度。

上述三個外在因素是可以人為控制的外因，控制得當(dāng)，可在確保木材干燥質(zhì)量的前提下加快干燥速度。例如，干燥針葉材或軟闊葉材薄板時，因木材內(nèi)部水分移動較易，可適當(dāng)提高干球溫度、降低介質(zhì)濕度、提高氣流循環(huán)流速，以加快干燥速度；但干燥紅木木材或厚板時，宜采用較低的溫度、較高的濕度和較小的氣流循環(huán)速度，以免產(chǎn)生干燥缺陷。

桉樹木材一般定性為難干材，對桉樹木材的干燥而言，由于生長應(yīng)力的原因很容易造成木材開裂、翹曲變形等缺陷。在此種情況下，減少因木材干縮而產(chǎn)生的開裂、翹曲變形等缺陷。對于桉樹木材而言顯得尤為重要?？蒲腥藛T經(jīng)過長期的研究實驗，最終研制出高質(zhì)有效的干燥工藝，此項研究填補(bǔ)了國內(nèi)在桉樹木材干燥技術(shù)研究方面的空白，解決了桉木的干燥技術(shù)，為桉樹木材的高附加值利用提供了技術(shù)保障。如劉元等研究的檸檬桉的干燥速度在30h以上，干燥等級為5級，圓角桉干燥速度在21～30h，干燥等級為4級。而有關(guān)文獻(xiàn)顯示，所試驗得巨尾桉的干燥速度為15h左右，干燥等級為2級，因此巨尾桉屬于比較易干燥的樹種，這在一定程度上與桉樹為難干材的一般定論相悖，可見桉屬中在干燥性能方面還是存在著較大的個性差異。

上述干燥方法雖然解決了桉樹木材的干燥工藝，但卻也存在耗時過長、耗能大、工藝繁雜、用工量大、生產(chǎn)成本高等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述桉樹木材的干燥工藝所存在的缺點而提全新的一種桉木集成材一次性干燥拼接方法。具體包括：把經(jīng)過自然干燥至木材水分含量低于20％的板材加工成直角方形木條，然后進(jìn)行接口錯位拼接成為板材，接著把拼接成型的板材放置在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)在一定的溫度、時間內(nèi)機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型成成品。

所述的一種可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置是由架體、板材限位管架、供熱管道組成。其中，架體是由架腳、上固定架、下固定架組成，板材限位管架是一種方形管道。供熱管道也是一種方形管道，在供熱管道的頂部設(shè)置有進(jìn)氣孔，在供熱管道的封面底部設(shè)置有出氣孔。該裝置的應(yīng)用原理是：將該裝置與拼接機(jī)的相關(guān)配套設(shè)施連接好，同時把供熱管道分別連接到布局在上固定架和下固定架的供熱管道其進(jìn)氣孔中。將指接好的集成板材放置于布局在上固定架和下固定架的板材限位管架與供熱管道之間的通道中，然后啟動本發(fā)明與拼接機(jī)的相關(guān)配套設(shè)施，同步實施指接好的集成板材的烘干和拼接工序。應(yīng)用該裝置，可省去了板材或方條先烘干再拼接的工序，使板材或方條可以直接在機(jī)器上同步實現(xiàn)干燥和拼接。同時，該裝置的轉(zhuǎn)熱載體不直接使用板材限位架體做為供熱管道，而是另外采用可活動、無限位定型作用的其他供熱管道并排對板材進(jìn)行加熱、烘干、定型；拼板機(jī)拼板送料時因板材限位管架不受熱脹冷縮影響變形，繼而板材亦不會受板材限位管架的影響跟隨翹曲、變形。制備出來的板材不但后續(xù)加工工序少，減少損耗，而且質(zhì)量更穩(wěn)定。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

桉木集成材一次性干燥拼接方法，技術(shù)方案在于包括如下步驟：

1、材料加工：把經(jīng)過自然干燥至木材水分含量低于20％的板材加工成規(guī)格是12mm-30mm×30mm-12mm的直角方形木條。

2、拼接：把木條兩頭拼齊，然后進(jìn)行接口錯位拼接成為板材。

3、機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型：把拼接成型的板材不間斷的送入在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)，通過恒定在130℃溫度之間，持續(xù)時間在45分鐘-90分鐘內(nèi)的強(qiáng)迫干燥定型。

4、成品：拼接成型的板材完成機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型后即得成品。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明提出的桉木集成材一次性干燥拼接方法構(gòu)思新穎、措施獨特、作用顯著。

2、本發(fā)明中，機(jī)械干燥環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)自動化、規(guī)?；?，勞動強(qiáng)度低，工作效率高。同時，干燥速度快，從初始進(jìn)料到干燥成成品僅用50-60分鐘，耗能低。

3、本發(fā)明中，實行推送定型，可實現(xiàn)持續(xù)生產(chǎn)、板材定型效果好，節(jié)約場地，而且還實現(xiàn)了板材是一次性干燥且拼接成型。

4、本發(fā)明中，根據(jù)桉木的結(jié)構(gòu)特性，首先將木材加工成規(guī)格是12mm-30mm×30mm-12mm的直角方形木條，再進(jìn)行拼接，最后進(jìn)行強(qiáng)迫定型干燥，有效的解除了木材特殊的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。

5、通過實施本發(fā)明，解決了速生桉干燥時難干及難以實木利用的問題。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明：

桉木集成材一次性干燥拼接方法，其特征在于包括如下步驟：

1、材料加工：把經(jīng)過自然干燥至木材水分含量低于20％的板材加工成規(guī)格是12mm-30mm×30mm-12mm的直角方形木條；

2、拼接：把木條兩頭拼齊，然后進(jìn)行接口錯位拼接成為板材；

3、機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型：把拼接成型的板材不間斷的送入在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)，通過恒定在130℃溫度之間，持續(xù)時間在45分鐘-90分鐘內(nèi)的強(qiáng)迫干燥定型；

4、成品：拼接成型的板材完成機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型后即得成品。

具體實施例1：

1、材料加工：把經(jīng)過自然干燥至木材水分含量低于20％的板材加工成規(guī)格是12mm×30mm的直角方形木條。

2、拼接：把木條兩頭拼齊，然后進(jìn)行接口錯位拼接成為板材。

3、機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型的方法及過程如下：

(1)把拼接成型的板材不間斷的送入在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)，當(dāng)自然環(huán)境溫度在30℃-35℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)50分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(2)把拼接成型的板材不間斷的送入在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)，當(dāng)自然環(huán)境溫度在25℃-30℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)52分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(3)把拼接成型的板材放置在可加熱干燥、推送、散氣和定型的裝置內(nèi)，自然環(huán)境溫度在20℃-25℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)53分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(4)把拼接成型的板材不間斷的送入在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)，自然環(huán)境溫度在15℃-20℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)57分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(5)把拼接成型的板材不間斷的送入在可機(jī)械壓直、機(jī)械推送、加熱干燥、散氣和定型的裝置內(nèi)，自然環(huán)境溫度在10℃-15℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)60分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型。

4、成品：拼接成型的板材完成機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型后即得成品。

具體實施例2：

1、材料加工：把經(jīng)過自然干燥至木材水分含量低于20％的板材加工成規(guī)格是30mm×12mm的直角方形木條。

2、拼接：把木條兩頭拼齊，然后進(jìn)行接口錯位拼接成為板材。

3、機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型的方法及過程如下：

(1)把拼接成型的板材放置在可加熱干燥、推送、散氣和定型的裝置內(nèi)，當(dāng)自然環(huán)境溫度在30℃-35℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)50分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(2)把拼接成型的板材放置在可加熱干燥、推送、散氣和定型的裝置內(nèi)，當(dāng)自然環(huán)境溫度在25℃-30℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)52分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(3)把拼接成型的板材放置在可加熱干燥、推送、散氣和定型的裝置內(nèi)，自然環(huán)境溫度在20℃-25℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)53分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(4)把拼接成型的板材放置在可加熱干燥、推送、散氣和定型的裝置內(nèi)，自然環(huán)境溫度在15℃-20℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)57分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型；

(5)把拼接成型的板材放置在可加熱干燥、推送、散氣和定型的裝置內(nèi)，自然環(huán)境溫度在10℃-15℃時，將裝置的溫度調(diào)整到130℃，并保障板材持續(xù)60分鐘進(jìn)行強(qiáng)迫干燥定型。

4、成品：拼接成型的板材完成機(jī)械強(qiáng)迫干燥定型后即得成品。