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木材高温热处理技术

一、技术概况

木材高温热处理不同于通常的化学改性,不使用任何化学药剂;高温热处理木材制造的产品均为绿色环保产品。通过高温热处理可显著提高木材的尺寸稳定性、降低木材的吸湿性、增强木材的耐腐性,并可改变木材的颜色。在热处理过程中,木材中的一些物质发生热解,腐朽菌喜爱的营养物质含量降低,切断了菌类在木材中生长的食物链,且热处理过程的化学反应会产生对腐朽菌生长起到抑制作用的物质,从而使热处理木材的耐腐性得到提高。本技术对于提高木材价值,尤其是人工林木材价值有着重要的作用。经过热处理的木材可应用于室内装修中的内墙、地板、家具,应用于厨房、浴室、桑拿房等湿度较高场所家具优势更为明显,也可用于户外使用的家具、地板、装饰、木栅栏、露台等环境。

中国林科院木材工业研究所通过承担国家科技部科学仪器设备升级改造专项“木材干燥试验机升级改造开发”(2005JG100270)项目设计制造了具有自主知识产权的木材高温热处理设备;通过国家林业局948创新项目“环保型热处理耐久新材料”(2006-40C03),系统研究了热处理温度、处理时间等对木材物理力学性质的影响,以及木材耐腐性、尺寸稳定性等,并获得了几种代表性树种木材的优化热处理工艺。

目前木工所在木材热处理技术方面拥有自主知识产权情况如下:

(1) 发明专利“一种木材热处理方法”,授权专利号:ZL 2008 1 0057362.9;

(2) 实用新型专利“一种木材热处理设备”,授权专利号:ZL 2007 2 0190330.7。

应用以上新工艺和专用设备,较好解决木材热处理过程中伴随的物理力学性能的降低、颜色均匀性等问题,能够在一定范围内按照用户对强度、颜色、尺寸稳定性或耐久性的需要确定处理工艺并生产出目标产品,真正使热处理木材品质得到控制和保证。

二、主要技术经济指标

人工林木材经热处理后,尺寸稳定性提高50%以上,耐腐性能从不耐腐等级提高至强耐腐等级,强度损失控制在10%以内。

三、技术转让与合作方式

专利技术转让、工艺转让、专用设备销售或制造技术转让。

四、项目经济和社会效益分析

1)初步经济效益分析

目前热处理改性木材已经成为荷兰、芬兰、法国等国家工业化产品,而且这些国家生产的热处理木材产品已经进入我国木材市场。国内也已经有企业与国外合资生产热处理木材,但产量和规模都很小,仅为几万立方米/年,而且无自主知识产权。如果利用具有自主知识产权的技术生产热处理材,将会大大降低生产成本,相对于进口热处理材及合资企业生产的热处理材具有明显竞争优势。以樟子松热处理木材为例,北京市场上芬兰木业生产的热处理木材ThermoWood®(熙摩®)的市场价为13000元/m3,国内企业生产的热处理材价格为5000~6000/m3元。如果以出厂价格为5000元/m3计算,高品质樟子松规格材最高价为3000元/m3,木材热处理成本为500元/m3,这样木材经热处理后木材的附加值为30~40%,经济效益显著。

2)社会效益分析

我国天然木材资源短缺,人均森林蓄积量不到世界平均水平的1/6,目前已成为世界第二大木材进口大国,越过了国家木材安全警戒线。但我国人工林面积已经达到5300万公顷,蓄积量15.05亿立方米,占森林蓄积量的12%,居世界第一位。由于人工林木材密度低,尺寸稳定性低,耐久性差,严重制约了其应用范围。

通过本技术处理,可以显著提高人工林木材的耐久性和尺寸稳定性,使其广泛应用于室内家装材料、室外用材料等,从而对拓展人工林木材的用途,提高人工林木材附加值,减少对进口木材和木制品的过度依赖具有现实意义。由于热处理木材在处理过程中不使用任何化学药剂,其产品可以逐渐代替目前大量使用的进行过防腐处理或树脂浸渍的化学处理材,符合我国建立资源节约型社会和节能环保的需要。


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