專利名稱：紋孔膜破壞的木材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成木材的細胞之間的紋孔膜被破壞的木材，這種破壞是為了有效地進行木材干燥。
本發(fā)明人已經(jīng)提出過一種可大大降低木材干燥成本的一種技術(shù)，它是靠去除木材中的生長應(yīng)力而實現(xiàn)的(日本專利申請308723/1993)。
自古以來，由天然生長的樹木獲得的木材，其本身被用作房屋或家具的材料，就對于人類生活是不可缺少的。但為了利用木材作為房屋或家具的材料，它必須經(jīng)充分干燥，然后才去制作。這是因為木材在剛砍伐后還含有大量的水分。木材，視其含水量的多少，隨著時間的消逝會收縮或膨脹，結(jié)果其形狀或尺寸會不穩(wěn)定。而且，木材的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)也會隨其含水量的變化而改變。因此，為降低其含水量，木材須經(jīng)長時間的充分干燥，以達到不會有顯著變形的程度，然后才去制作。
木材干燥可包括長達數(shù)十年時間的天然干燥，也包括在熱空氣作用下迫使前述木材中所含的水分蒸發(fā)的人工干燥。具體說來，人工干燥比較昂貴，因此現(xiàn)在采用著許多種方法。
但是，從構(gòu)成木材的細胞的水平看，迄今所進行的干燥，其目的是意在在一長時期內(nèi)自然地除去木材細胞所含的水分，或者還加上不同的強制除去的步驟，例如加熱。
然而，在被砍伐之前的樹木是有生命力的，據(jù)稱甚至在其有一些分枝之類損壞之后，自愈活動還會自動進行，令構(gòu)成木材的細胞(特別是構(gòu)成通向被損壞分枝的管胞和導管的細胞)之間的紋孔封閉，以防止所含的水分逸去。
換句話說，養(yǎng)分和水分對于樹木的生長是不可少的，樹木從其根部吸收了養(yǎng)分和水分之后，就通過由細胞組成的被稱為管胞或?qū)Ч艿墓艿缹B(yǎng)分和水分輸送到樹干、樹枝和葉子上。構(gòu)成木材的單個細胞或者自身或者通過管胞和導管在細胞之間輸出或接受養(yǎng)分和水分。因此，在細胞之間的細胞膜中存在著大量的孔隙或凹陷區(qū)，被稱為紋孔(以前稱為Mon-Koh)。
如下所述紋孔通常以兩個細胞間的一對紋孔的形式存在，故常稱為紋孔對。基本結(jié)構(gòu)示意地表示于圖1。圖1(a)是表示紋孔膜的一個截面的基本結(jié)構(gòu)示意圖，而圖1(b)是紋孔膜的平截面示意圖，圖中數(shù)字1代表紋孔塞，2代表加厚邊緣，31和32代表紋孔。具有這種基本結(jié)構(gòu)的紋孔的樹木，其細胞的構(gòu)造應(yīng)使得在紋孔塞與紋孔對的一個紋孔31或另一個紋孔32之間具有空隙，以在細胞間供應(yīng)樹木生長所必需的養(yǎng)分和水分。
換句話說，在這樣一種紋孔對之間存在一種膜，它稱為紋孔膜，這種膜包括一個紋孔塞和一個邊緣。其機構(gòu)能使得如果構(gòu)成木材的細胞中有一些因例如樹木的砍伐而破壞時，細胞膜中的這些紋孔會通過細胞本身的自愈活動而封閉，防止了細胞中的水分逸去。
為了防止構(gòu)成木材的細胞中所含水分的蒸發(fā)，紋孔對的一個紋孔31或另一個紋孔32就會為紋孔塞1所阻塞(見圖1(c)和圖1(d))，這樣就避免了濕氣的梯度。細胞之間紋孔的電子顯微鏡照片如圖2(a)和(b)所示。
因此，如果需將木材充分干燥，除了等待其中的水分(包括通過紋孔膜的水分)逸出之外別無選擇。這就是為什么干燥木材需時很長，或者雖需時較短卻要用強制干燥，即通過強烈的熱處理等方式令細胞中的水分強制除去的緣故。
因此，為了使木材達到充分的干燥程度，將木材放置在屋檐下很長一段時間(可長達數(shù)十年)，等待其自然干燥，或者將木材置于加熱爐或浸入熱水中，進行一段預(yù)定時間的加熱以加速干燥。但若天然干燥，木材總需令其擱置很長一段時間。令寶貴的木材這樣長期擱置，導致成本高昂，這是尤其不利的。
但另一方面，人工干燥中的木材被干燥狀態(tài)不如自然干燥那樣好。而且，木材可能局部受熱，這也是不適宜的，因為這會導致變形。人工干燥除了有不適用于那些不允許產(chǎn)生變形或翹曲的珍貴木材的缺點外，它還需用費錢的設(shè)備，增加成本，這對價格不是很高的木材來說當然不適宜。
本發(fā)明則推翻此前實踐的木材干燥的概念，意在將構(gòu)成木材的細胞的細胞膜中的紋孔膜予以人工破壞，從而便于進行木材的干燥。因為在被砍伐的木材中，紋孔對的一個紋孔31或另一個紋孔32會被紋孔塞1所阻塞，造成了細胞中水分除去的困難，本發(fā)明就要消除這種紋孔膜阻塞的現(xiàn)象，即破壞紋孔膜本身，從而便于水分的逸出。
為達到此目的，將受處理的木材通過用遠紅外輻射滲透使其溫度上升，從而破壞其紋孔膜；或者將由木材燃料燃燒生成的木煤氣充滿裝有受處理木材的處理室，使木煤氣深入地滲透木材，令焦油粘著在紋孔膜上，使紋孔膜破壞。
具體地說，將木材燃料2燃燒，該木材能夠產(chǎn)生伴有約30％遠紅外輻射的高熱效率的木煤氣，在其火焰上裝一爐柵4，爐柵上放置著多孔的陶瓷材料或與它實際上相當?shù)娜蹘r5，它被灼熱至紅，發(fā)出大量的遠紅外輻射。
然后，熱氣流通過通道6進入鄰室22，在一堆陶瓷塊或高密度熔巖塊之類的塊料23中的空隙通過，從而蓄熱并進一步增加遠紅外輻射，以促進對紋孔膜的破壞。熱的氣流再通過處理室27的壁8上許多空氣孔20中安裝的白金絲或不銹鋼絲的網(wǎng)，流入處理室27充滿之，結(jié)果受處理的木材受到這伴有大量遠紅外輻射的木煤氣的作用，木材受遠紅外輻射的輻照，其溫度即行上升。經(jīng)此處理，被伐木材中成對的一個紋孔31或另一紋孔32就被破壞，防止了紋孔塞對紋孔膜的阻塞。
換言之，經(jīng)此處理，木材細胞之間紋孔膜的加厚邊緣2被充分破壞，或者紋孔發(fā)生變形或開裂，從而部分地防止紋孔被紋孔塞所阻塞，在其間生成空隙，如電子顯微鏡照片所示。
木材燃料作為燃料而燃燒，受處理的木材則放置在處理室中一預(yù)定的時間，處理室充以由燃燒產(chǎn)生的木煤氣。木煤氣防止了被伐木材中的紋孔塞將成對的一個紋孔31或另一紋孔32阻塞，從而在紋孔中留有空隙。
圖1(a)-(d)是一紋孔膜基本結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1(a)示意表示其截面結(jié)構(gòu)，圖1(b)示意表示其平面結(jié)構(gòu)，圖1(c)和(d)分別表示紋孔對的一個紋孔31和另一個紋孔32被紋孔塞堵塞的情況，其結(jié)果是妨礙了細胞所含水分在細胞之間的運動。
圖2(a)和(b)是細胞之間未受處理紋孔的電子顯微鏡照片。
圖3是按本發(fā)明令木材細胞間紋孔破壞，用以制備紋孔膜破壞的木材的一種形式處理室的示意圖。
圖4(a)圖示了處理過程中處理爐中溫度以及受處理原木中溫度隨時間的變化，圖4(b)圖示了爐中受處理原木的安放位置。
圖5(1)-(4)是未處理木材組織結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡照片，這些圖是沿管胞壁存在的紋孔的正視方向拍攝的。
圖6(1)-(6)是在上述形式處理室中處理過的木材組織結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡照片。
圖7表示紋孔膜破壞過程中的一些狀態(tài)。
在本發(fā)明中，木材細胞的細胞膜中的紋孔和紋孔膜用人工方式破壞，以便于木材達到干燥程度。結(jié)果，防止了被伐木材中的紋孔塞對紋孔對的一個紋孔31或另一個紋孔32的阻塞作用，也就是說，木材細胞之間的紋孔膜中的加厚邊緣被充分破壞，或紋孔發(fā)生變形或開裂，從而部分地防止紋孔被紋孔塞所阻塞，在其間生成間隙，起著便于細胞中水分通過此間隙逸去的作用。
換言之，即使由于砍伐造成的局部干燥在木材細胞之間產(chǎn)生了水分梯度，在養(yǎng)分和水分的細胞間傳遞和接受上起閥門作用的紋孔膜上的紋孔塞會粘著于紋孔上，或者紋孔膜本身會被破壞，而終止了其防止水分梯度的功能。
具體說來，在本發(fā)明中令受處理的木材與伴有大量遠紅外輻射的木煤氣接觸，使木材溫度迅速提高，防止紋孔塞或邊緣阻塞住紋孔對的一個紋孔31或另一個紋孔32，或者將紋孔本身破壞。換言之，木材與伴有遠紅外輻射的木煤氣接觸后，其溫度有所升高，因此木材細胞中空氣和水分發(fā)生熱膨脹，或者還可能產(chǎn)生了蒸氣壓力，從而使紋孔膜部分或全部破壞。然后，木煤氣中的焦油會粘著到破壞的紋孔膜上。
尚不清楚的是，在本發(fā)明中將受處理木材于木材燃料燃燒所產(chǎn)生的木煤氣中置放一段預(yù)定的時間后紋孔膜為什么會破壞，但據(jù)信這可能是由于所產(chǎn)生的木煤氣中或木煤氣燃燒后得的氣體中的焦油或者木材中所含的樹脂組分深深地滲透到木材中，粘附于紋孔的各個部分，以致防止了紋孔膜的完全阻塞(粘附焦油為結(jié)點形或粒形)。
現(xiàn)參考


按本發(fā)明藉破壞木材細胞間紋孔以制造紋孔膜破壞的木材的一種處理爐。
圖3是利用伴有遠紅外輻射的木煤氣進行紋孔膜破壞處理的本發(fā)明紋孔膜破壞處理爐的側(cè)視截面圖。圖3中，1表示空氣進氣口，2表示木材燃料，3表示燃料進口，4表示爐柵，5表示用高密度熔巖等材料制成的增加遠紅外輻射的陶瓷塊，它的作用是增加遠紅外輻射以促進木煤氣對紋孔膜破壞處理。6表示輸入伴有遠紅外輻射的木煤氣的通道，7表示防護爐子的爐頂，8表示處理室27在燃燒室一側(cè)的壁，9表示用混凝土制成的構(gòu)成爐壁的箱涵，10表示防止處理室27熱量散失用的玻璃纖維絕熱材料，11表示將處理室27中的熱量有效轉(zhuǎn)變?yōu)檫h紅外輻射的陶瓷板，12表示擱置在被處理原木16之間的橫擋，以便于原木周圍的熱傳遞，13表示控制處理室27中溫度的排氣扇，14表示排氣扇13轉(zhuǎn)動將處理室27中的伴有遠紅外輻射的木煤氣排出所經(jīng)的通道，15表示輸入待處理原木16和輸出已處理原木的后門，16表示正受處理的原木。
17表示安裝在載車兩側(cè)的支持柱，用以防止原木垛倒下，18表示載車軌道，19表示載車平臺，20表示處理室27在燃燒室一側(cè)的壁上的空氣孔，伴有遠紅外輻射的木煤氣經(jīng)此流入，21表示鉑絲或不銹鋼絲的網(wǎng)，用以防止燃燒產(chǎn)生的火花進入處理室27，22表示又一個室，其中填有高密度熔巖或具有遠紅外增加作用的陶瓷材料23，該室的作用是進一步增加遠紅外輻射，使得受處理的原木與伴有充足遠紅外輻射的木煤氣接觸時更有效地受到其作用，促進其紋孔膜的破壞。
24表示燃燒爐柵，25表示耐火磚，27表示處理室，28表示燃燒室。
在這種爐子中，陶瓷塊與鉑絲網(wǎng)等是放在木材燃料的火焰和受處理的原木之間的，為的是免得來自木材燃料的火花靠近原木而使原木著火燃燒。
為此，處理室27的壁8上的空氣孔是位置在下面的具有較大的孔，以使處理室中的溫度從上到下都均勻。但應(yīng)該指出，這并不意味著這些空氣孔的形狀、尺寸、大小等有什么限制。
其次，將敘述使用這種爐子進行原木處理的步驟。
開啟處理室27的后門15，讓載有原木16的載車19進入，然后關(guān)閉該后門15。轉(zhuǎn)動排氣扇13，點燃木材燃燒充分地產(chǎn)生木煤氣，此時爐柵4上的陶瓷塊5受熱至灼紅。在這里，受處理的原木用的是端部直徑16cm的SUGI原木。
伴有大量遠紅外輻射的木煤氣通過通道6進入下一個室以增加遠紅外輻射，然后流過裝在該室中高密度熔巖或有遠紅外增加作用的陶瓷材料23的間隙，再流過處理室27壁8上的空氣孔20進入處理室。將處理室中溫度控制在所需范圍內(nèi)的辦法是一面讀取或記錄裝在原木處理爐中的溫度傳感器的讀數(shù)，一面調(diào)節(jié)木材燃料的加料量和空氣入口1的開閉程度。關(guān)于溫度控制，由于使用了用有遠紅外增加作用的陶瓷或高密度熔巖23實現(xiàn)處理室蓄熱的結(jié)構(gòu)，就有可能減少木材燃料燃燒不均勻加熱的影響，并也減少了晚間不添加燃料而引起的處理室溫度的降低。
這也減少了處理室中溫度的降低。因此，就有可能在晚上離開實驗室之前添加可經(jīng)久燃燒的燃料例如原木段，同時將空氣入口保持少許開啟，以使火仍在燒著。次日早晨重新開工時，處理室中溫度為60℃左右，對爐子重新添滿燃料，溫度即很快升至約140℃。白天操作時，只要每兩小時核查一下溫度測量裝置的讀數(shù)。圖4(a)表示了這種操作條件下處理室中的溫度情況。
如圖4(b)所示，數(shù)十根直徑16cm的杉原木疊架在載車上。在原木垛的高1.5m的上層部分的兩根原木處，在原木垛的高1.0m的較下層部分的兩根原木處測量其溫度；還用在處理室中1.0m高度處所裝的溫度傳感器測量了爐中的溫度。結(jié)果示于圖4(a)。
測量自1994年2月28日開始，至3月4日結(jié)束。首先，在爐內(nèi)疊放了數(shù)十根直徑16cm的杉原木，在2月28日上午約830對木材燃料進行了點火。在晚上下班時間之前每隔約2小時添加了三次燃料。如圖4(a)所示，爐內(nèi)溫度和原木溫度都隨著木材燃料的燃燒而上升，點火后約4個小時，爐內(nèi)溫度上升到約140℃。當火焰強度由于點火后燃料2的消耗而降低時，燃料則在點火后的四小時添加。
爐內(nèi)溫度一度降低到約120℃，但隨著添加燃料2燃燒而猛烈產(chǎn)生木煤氣，爐內(nèi)溫度又再次上升，保持在130°-140℃。此后，盡管燃料2已完全消耗，但自溫度已維持在130°-140℃后燃料2就不添加了。晚間臨近下班(下班期間不可能對爐子進行連續(xù)測量與操作)時，再添加了一些燃料2任爐子處于無人值班的狀態(tài)。此時為避免燃料2完全燃燒，將空氣入口關(guān)小一些，使添加的燃料能維持燃料很長一段時間，從而維持木煤氣的產(chǎn)生。由于燃料2的這次添加，爐溫略有上升，但以后即逐漸下降。
次日(3月1日)到達實驗室時，即在燃料開始點火后約24小時，對爐子重新添加燃料。補充的燃料著了火，爐內(nèi)溫度再次升到120℃。在點火后的約28小時，補充的燃料2已消耗完畢，又重新補充燃料2。此時，爐溫并無多大降低，因補充燃料2的燃燒而保持在130°-140℃。點火后約39小時，停止添加燃料2，聽任爐柵4上剩余的燃料繼續(xù)消耗掉。
在點火后的48小時，將空氣入口關(guān)閉，令爐子逐漸冷卻，為時約兩天。當原木溫度接近環(huán)境溫度時，將原木從爐內(nèi)取出，按需要切成小尺寸，去接受自然干燥或人工干燥機中的干燥。
現(xiàn)結(jié)合圖4對受處理原木的溫度情況進行討論。裝在受處理原木心部的溫度傳感器表明，置于處理室上部的兩根受處理原木的溫度從點火后大約6小時內(nèi)上升達到了100℃，其此期間木煤氣充滿著處理室。而裝在置于處理室下部的兩根原木處的溫度傳感器表明，該處溫度在點火后6小時仍繼續(xù)上升，在點火后大約12小時達到大約60℃。
以后，處理室上部原木的溫度隨著處理室溫度的下降而下降。然而，由于在點火后大約24小時所添加燃料的燃燒，爐內(nèi)充滿木煤氣，結(jié)果爐溫又上升，因此上部原木的溫度又上升至100℃，然后逐步下降。
但置于處理室下部的原木溫度在到達約60℃后，并無明顯下降，幾乎一直保持恒定，而由于點火后24小時所補充燃料的燃燒，仍保持此溫度，其中曾到達最高溫度約70℃。
用電子顯微鏡(放大5000-6000X)檢查了經(jīng)上述處理的杉木試樣和未經(jīng)處理相同試樣的組織結(jié)構(gòu)。為此，用切片機制備了杉木管胞的縱截面切片。圖5(1)-(4)是未經(jīng)處理樣品組織結(jié)構(gòu)的顯微照片，顯示管胞壁中紋孔的正面。由圖5(1)和(4)明顯可見，紋孔塞是位于紋孔對的中部，這些照片中未見到邊緣的損壞。這樣一種結(jié)構(gòu)意味著細胞脫水不易，干燥將需很長時間。
而由圖6(1)和(4)可見，紋孔和紋孔塞在水分梯度的作用下是開著的。圖6(1)清楚表明，紋孔1仍留在內(nèi)部，但邊緣有一部分已嚴重損壞，結(jié)果完全喪失其在所產(chǎn)生的水分梯度作用下用紋孔塞封閉，紋孔的功能。結(jié)果細胞中的水分很容易通過破壞的紋孔逸出細胞。圖6(2)是杉木管胞縱截面切片中紋孔的電子顯微鏡照片?？梢钥闯?，經(jīng)過上述的處理，邊緣已完全破壞，紋孔塞部分地由紋孔伸出，結(jié)果完全喪失了紋孔膜的功能。
由圖6(3)和(4)還可見到，在經(jīng)處理樣品中的紋孔、紋孔塞或邊緣已完全地或部分地受到破壞，結(jié)果在其間產(chǎn)生了開口。換言之，在圖6(3)中，紋孔本身由于上述的處理而變了形，這與正常紋孔具有良好圓形截然不同，結(jié)果水分傳遞的孔就不可能被紋孔塞所阻塞。
由圖6(4)可見，幾乎100％的紋孔膜均受到損壞，例如，紋孔塞都部分地從紋孔伸出，結(jié)果只要因原木干燥過程產(chǎn)生了水分梯度，水分就能通過紋孔，從而加速了原木的干燥。
由圖6(5)和(6)可見，處理之后有焦油粘著于紋孔上。
在此條件下，本來會限制在細胞中的水就得以很容易地逸出細胞，一般說來，杉木尤其是其心材難以脫水，因為其紋孔是90％以上是閉塞紋孔對。而經(jīng)過上述處理的杉木則并非如此。
為明確起見，對經(jīng)處理與未經(jīng)處理的原木試樣計算了其閉塞紋孔對的比例。
在計算中，從經(jīng)過上述處理的原木，在其距切割端1cm和40cm的位置分別截取“邊材”、“白線區(qū)材(中間材)”和“心材”的樣品。從同種但未經(jīng)處理的原木也截取了“邊材”、“白線區(qū)材”和“心材”作比較。就破壞紋孔的數(shù)目進行了計數(shù)比較。
將紋孔狀態(tài)的破壞情況分為“閉塞紋孔狀態(tài)”(圖7(b))和“部分破壞紋孔狀態(tài)”(圖7(c))，與“正常狀態(tài)”(圖7(a))相區(qū)別。對每種比較樣品檢查記數(shù)了二百個紋孔，表1為其結(jié)果。
表1閉塞紋孔、破壞紋孔與中性紋孔的比例(檢查了200個紋孔) 數(shù)目(％)類別 邊材 白線區(qū)材心材

根據(jù)表1可見，未處理木材中破壞紋孔(如前所述，表示于圖7(c))的百分數(shù)對于邊材、白線區(qū)材(中間材)和心材，都是7％，而與之對照的是，在從切割端1cm位置截取的經(jīng)處理木材中，破壞紋孔的百分數(shù)，對邊材增加至19％，對中間材增加至17％，對心材增加至13％。即其百分數(shù)增至1.9到2.7倍。這表明，當細胞之間產(chǎn)生水分梯度時，由于破壞紋孔的原因，該水分梯度會變得均勻。
按距切割端40cm位置的處理樣品的計數(shù)計算，破壞紋孔的百分數(shù)對邊材高達21％，對中間材是16％，對心材是11％，即與未處理木材比較增至1.6到3.0倍。這表明，細胞中所含水分的遷移率相應(yīng)地也增至1.6到3.0倍。
為了提高檢查計數(shù)的可靠性，從經(jīng)處理木材距切割端1cm位置截取了樣品，但檢查計數(shù)了500個紋孔。結(jié)果見表2。
表2閉塞紋孔、破壞紋孔與中性紋孔的比例(檢查了500個紋孔)數(shù)目(％)類別 邊材白線區(qū)材心材閉塞紋孔 150(30) 220(44) 222(44)經(jīng)處理距切割端破壞紋孔 257(51) 117(23) 116(33)木材 1cm取樣中性紋孔 93(19)163(33) 162(33)閉塞紋孔 269(54) 271(54) 257(52)未處理隨機取樣破壞紋孔 61(12)28(6) 33(6)木材中性紋孔 170(34) 201(40) 210(42)由表2對經(jīng)處理木材與未處理木材的比較可見，未處理木材中破壞紋孔的百分數(shù)，邊材是12％，中間材是6％，心材是6％，即平均為8％，而與其成對照的是，距切割端1cm的處理木材中，破壞紋孔的百分數(shù)，邊材51％，中間材是23％，心材也是23％，平均為33％，即其破壞紋孔百分數(shù)增加到未處理木材的4.1倍。
因此，對應(yīng)于破壞紋孔百分數(shù)的增加，木材所含水分的去除得以加速(即干燥得以加速)，如果細胞之間產(chǎn)生水分梯度的話，結(jié)果就是通過本發(fā)明的處理促進了干燥。
由于這個特點，對于經(jīng)所述處理的具有破壞紋孔的木材，原來在細胞中所含的水分在幾天內(nèi)即可逸出。
由此，因為水分通過導管和管胞的傳遞獲得了改善，木材可以在較短時間內(nèi)達到干燥狀態(tài)，即使在自然干燥條件下也是如此。而且，因為水分通過導管和管胞的傳遞獲得改善，經(jīng)處理的木材與未經(jīng)處理的木材相比，以經(jīng)受處理的人工干燥過程中不會產(chǎn)生顯著的“開裂”或“翹曲”現(xiàn)象。
在本實施例中，處理是采用伴有增強的遠紅外輻射的木煤氣實現(xiàn)的。然而，任何別的方法均可采用，只要它能有效地提高木材溫度，使得熱量容易傳遞到即使是木材的心部。
在本例中，受處理的木材是那些置于爐內(nèi)高為1.5m位置的上部的原木，稱為上部原木。這些原木中的溫度在點火后迅速到達100℃。由電子顯微鏡(5000-6000X)的結(jié)果，可以清楚地觀測到經(jīng)處理和未處理原木在組織上的區(qū)別。換言之，由圖5(1)和(2)可見，未處理原木的電鏡照片顯示了紋孔塞是位于紋孔對的中部，并且邊緣中也無損傷。不難明白，紋孔是這種情況時，使細胞水分的釋放困難，干燥就得化費非常長的時間。
按照本發(fā)明，處于木材細胞之間的紋孔或紋孔膜被完全地或部分地破壞，結(jié)果在紋孔膜中形成孔隙，從而達到木材細胞所含水分在以后進行的木材干燥過程中容易除去，即促進木材干燥的優(yōu)異效果。
特別是，在邊材和心材中木材細胞所含的水分可以迅速而均勻地除去，其結(jié)果是，經(jīng)干燥的木材并無明顯開裂、彎曲、扭曲或翹曲等現(xiàn)象。這就使提供優(yōu)質(zhì)木材成為可能。
而且，由于木材細胞間的紋孔即紋孔膜產(chǎn)生了破壞，在紋孔膜中形成了孔隙，木材就可容易地用防腐劑、防蛀劑、阻燃劑等浸漬。因而甚至杉或日本落葉松的中間材都不難用作結(jié)構(gòu)材料。而且，人們知道其紋孔膜具有孔隙的木材顯示著提高的聲學效果。所以在細胞間的紋孔或紋孔膜受到破壞，在紋孔膜上形成了孔隙的木材可以用作樂器的材料。甚至本來不能用作樂器材料的低質(zhì)木材，也能因此而用作這項用途。
權(quán)利要求
1.一種具有紋孔膜的紋孔膜破壞的木材，其構(gòu)成木材的細胞之間的紋孔產(chǎn)生了破壞。
2.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中紋孔膜破壞的情況是由于木材細胞之間紋孔對的一個紋孔或另一個紋孔中產(chǎn)生了“變形”或“開裂”，紋孔膜被部分地或全部地破壞。
3.按權(quán)利要求1或2所述的紋孔膜破壞的木材，其中破壞的紋孔膜具有孔隙，因而能防止處于兩個紋孔之間的紋孔塞將紋孔完全封塞。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項所述的紋孔膜破壞的木材，其中木材細胞之間的紋孔對中的紋孔膜的加厚邊緣部分地或全部地被破壞。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項所述的紋孔膜破壞的木材，其中處于木材細胞之間紋孔對中的紋孔膜的紋孔塞伸出于被其破壞的紋孔之外，因而破壞的紋孔膜具有孔隙，使紋孔不被完全封塞。
6.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中被破壞的紋孔膜，是因木煤氣中或木煤氣燃燒生成的氣體中的焦油粘附于木材細胞之間紋孔對中的某個紋孔或這兩個紋孔的周緣部分而致破壞的紋孔膜。
7.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中被破壞的紋孔膜，是因木材中所含的樹脂組分粘附于木材細胞之間紋孔對的某個紋孔或這兩個紋孔的周緣部分而致破壞的紋孔膜。
8.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中被破壞的紋孔膜，是因木煤氣中或木煤氣燃燒生成的氣體中的焦油粘附于紋孔對內(nèi)部加厚邊緣上而致破壞的紋孔膜。
9.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中被破壞的紋孔膜是因木材中所含的樹脂組分粘附在紋孔對內(nèi)部加厚邊緣上而致破壞的紋孔膜。
10.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中被破壞的紋孔膜，其細胞之間的紋孔因木煤氣中或木煤氣燃燒生成的氣體中的焦油粘附于紋孔塞而不致被紋孔塞所封塞。
11.按權(quán)利要求1所述的紋孔膜破壞的木材，其中被破壞的紋孔膜，其細胞之間的紋孔因木材中所含的樹脂組分粘附于紋孔塞而不致被紋孔塞所封塞。
12.一種破壞構(gòu)成木材的細胞之間的紋孔的方法，該方法包括令受處理的木材置于木材燃料燃燒所得的木煤氣中一段預(yù)定的時間。
13.一種制備紋孔膜破壞的木材的方法，該方法包括對受處理木材用遠紅外輻射輻照，令輻射穿透進入木材提高其溫度，從而將紋孔破壞。
14.按權(quán)利要求11至13中任一項所述的破壞構(gòu)成木材的細胞之間的紋孔的方法，其中處理方法是令受處理木材置于木煤氣中，使其溫度上升到約100℃。
15.按權(quán)利要求14所述的制備紋孔膜破壞的木材的方法，其中受處理木材的溫度在點火后大約6小時時間內(nèi)迅速上升到大約100℃，從而使紋孔膜破壞。
16.按權(quán)利要求14或15所述的制備紋孔膜破壞的木材的方法，其中遠紅外輻射是木材燃料燃燒過程中產(chǎn)生的遠紅外射線。
17.按權(quán)利要求14或15所述的制備紋孔膜破壞的木材的方法，其中遠紅外輻射的獲得方法是在燃燒的木材燃料火焰上方充填具有增加遠紅外作用的陶瓷材料，以便增加遠紅外輻射并促進爾后對紋孔膜的破壞，然后將該種材料加熱至灼紅，產(chǎn)生遠紅外輻射。
18.一種制備紋孔膜破壞的木材的設(shè)備，它包括一個燃燒室，具有空氣入口和燃燒木材燃料用的燃燒爐柵；一個保溫室，它通過空氣孔與燃燒室相連通，內(nèi)部充填著諸如高密度熔巖那樣的有增加遠紅外作用的陶瓷材料，以便有效地產(chǎn)生和增加遠紅外輻射，以促進爾后對紋孔膜的破壞，并用以使爐子保持在一定溫度；一個加熱和處理室，它裝有排風扇用以吸入木煤氣以及控制處理室的溫度，它具有玻璃毛絕熱裝置用以防止處理室中的熱量散逸出去，它在其壁和底部還具有陶瓷板用以將熱量有效地轉(zhuǎn)變?yōu)檫h紅外輻射。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種使木材中紋孔膜破壞的方法，其目的是加速木材爾后的干燥。在本發(fā)明中，燃燒木材燃料，而受處理木材在處理室中放置一段預(yù)定的時間，其間受到木材燃料燃燒所產(chǎn)生的木煤氣中組分的作用，并受到伴隨的遠紅外輻射的作用。木煤氣在通入到處理室中之前尚經(jīng)過增加遠紅外輻射的過程。受此處理的木材中紋孔膜被破壞，紋孔塞不能將紋孔阻塞，結(jié)果在木材干燥過程中水分容易逸出。
文檔編號B27K5/00GK1139900SQ9519042
公開日1997年1月8日 申請日期1995年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月12日
發(fā)明者安藤實 申請人:中央木材開發(fā)株式會社, 安藤實