GB/T 31754-2015 改性木材生产技术规范

　　ICS 79. 020 B 60

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31754—2015

　　改性木材生产技术规范

　　Technology specification forproduction ofmodified wood

　　2015-07-03发布 2015-11-02实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31754—2015

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中华人民共和国商务部提出 。

　　本标准由全国木材标准化技术委员会(SAC/TC41)归 口 。

　　本标准起草单位 :木材节约发展中心 、东北林业大学 、上海大不同木业科技有限公司 、永港伟方(北京)科技股份有限公司 。

　　本标准主要起草人 :王清文 、喻迺秋 、廖恒 、王伟宏 、隋淑娟 、许民 、程瑞香 、马守华 、陶以明 、李惠明 、雷得定 、郝丙业 、张少芳 。

　　改性木材生产技术规范

　　1 范围

　　本标准规定了改性木材生产的一般要求及塑合木 、浸渍木与胶压木 、乙酰化木材 、炭化木 、压缩木 、弯曲木 、染色木生产的具体要求 。

　　本标准适用于改性木材的生产 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 144 原木检验

　　GB 150 压力容器(所有部分)

　　GB/T 153 针叶树锯材

　　GB/T 1927 木材物理力学试材采集方法

　　GB/T 1928 木材物理力学试验方法总则

　　GB/T 1929 木材物理力学试材锯解及试样截取方法

　　GB/T 1932 木材干缩性测定方法

　　GB/T 1934. 2 木材湿胀性测定方法

　　GB 3095 环境空气质量标准

　　GB 3838 地表水环境质量标准

　　GB/T 4817 阔叶树锯材

　　GB/T 4822 锯材检验

　　GB/T 6491 锯材干燥质量

　　GB 8978 污水综合排放标准

　　GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准

　　GB 12801 生产过程安全卫生要求总则

　　GB/T 14019 木材防腐术语

　　GB/T 31747 炭化木

　　SB/T 10383 商用木材及其制品标志

　　放射性同位素与射线装置安全和防护条例 中华人民共和国国务院令 第 449号

　　危险化学品安全管理条例 中华人民共和国国务院令 第 344号

　　固定式压力容器安全技术监察规程(TSG R0004—2009)

　　3 术语和定义

　　GB/T 14019和 GB/T 31747界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　改性木材 modified wood

　　为提高木材使用性能而进行处理的木材 。

　　GB/T 31754—2015

　　3.2

　　塑合木 wood-polymercomposite

　　在实体木材中注入乙烯基类单体或低黏度预聚物 ,并利用射线照射或于自由基引发剂存在下加热等手段引发聚合 ,使其在木材内部固化而制得的木材-聚合物复合材料 。

　　3.3

　　浸渍木 impreg

　　用低分子量热固性树脂的水溶液浸渍木材,再经干燥脱水及加热固化而制备的改性木材 。

　　注 : 为了提高产品的密度和强度 ,有的浸渍木产品在树脂固化前将木材适当压缩 。

　　3.4

　　胶压木 compreg

　　用树脂液浸渍木材单板 ,在不致使树脂固化的温度下将单板干燥并层积 ,在高温 、高压条件下使树脂固化而制得的高密度 、高强度改性木材 。

　　3.5

　　乙酰化木材 acetylated wood

　　在一定条件下 ,通过与乙酰化剂的化学反应将木材中的亲水性羟基转化为疏水性乙酰氧基 ,而制得的尺寸稳定性 、耐候性等性能明显改善的改性木材 。

　　3.6

　　弯曲木 bentwood

　　将软化后的木材弯曲成所需要的形状 ,然后干燥使之形状固定的改性木材 。

　　3.7

　　压缩木 compressed wood

　　借助湿热或其他方法将木材软化 ,并经热压处理制得质地坚硬 、密度大 、强度高的改性木材 。 3. 8

　　染色木 dyed wood

　　采用物理或化学方法 ,经调节材色深浅 、改变木材颜色或掩盖木材变色的改性木材 。 3.9

　　乙酰化剂 acetylation agent

　　能提供乙酰基的药剂 ,主要有乙酸酐 、乙酰氯等 。

　　3. 10

　　木材软化 softening ofwood

　　借助湿热及化学处理等方法使木材变软并具有暂时的塑性 ,实现其弯曲和压缩等加工过程的木材预处理过程 。

　　3. 11

　　木材漂白 wood bleaching

　　采用化学方法将木材的色泽变浅或消除异常变色的木材处理过程 。

　　3. 12

　　抗胀(缩)率 antiswelling(shrinking) efficiency

　　未处理木材体积膨胀(收缩)率与改性处理木材体积膨胀(收缩) 率的差值占未处理木材体积膨胀(收缩)率的百分比 。

　　4 一般要求

　　4. 1 生产设备

　　4. 1. 1 木材浸注设备

　　4. 1. 1. 1 木材浸注设备主要包括真空/加压浸注罐 、真空系统和加压系统 ,有时还包括加热/冷却系统 。

　　4. 1. 1.2 真空/加压浸注罐的设计应符合 GB 150和《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求 ,其所能承受的负压应不小于 -0. 095 MPa、压力应不小于 2. 0 MPa,并且压力浸注罐罐体应耐热和冷热冲击 、耐酸 、耐碱 、耐溶剂 。

　　4. 1. 1.3 真空系统中的真空泵通常应先与缓冲容器配合使用 ,再与真空/加压浸注罐连通 。 真空泵应具有足够的排气量以保障生产中能在规定的时间内达到浸注罐要求的真空度 。

　　4. 1. 1.4 加压系统若使用空气加压时 ,应采用空气泵经缓冲罐再对真空/加压浸注罐加压 ;若需要使用惰性气体加压 ,可使用高压气体钢瓶或储罐对真空/加压浸注罐加压 ;若惰性气体消耗量较大或者排出的废气中夹带较多的有机物 ,宜配备气体回收循环利用装置(如气体压缩机等) 。

　　4. 1. 1.5 若木材的浸注处理工艺需要严格控制温度条件 ,或者浸注处理后需要进行加热固化处理 ,则应配备加热/冷却系统 。加热/冷却系统应满足工艺要求的温度控制精度和升温/冷却时间控制 ,传热介质可选用导热油 、蒸汽等 。

　　4. 1.2 加热固化设备

　　4. 1.2. 1 加热固化设备主要用于使浸渍液在木材内按照工艺要求进行固化 , 以获得相应的性能 。 当采用在同一处理罐中实现真空/加压浸注和加热固化的工艺生产改性木材时 ,加热/冷却系统的配置应避免对真空/加压处理罐长期运行的安全产生不利影响 。

　　4. 1.2.2 通常情况下 ,浸注处理和加热固化处理应分别进行 , 即把经过浸注处理后的木制品移至密闭的加热场所进行加热固化处理 ;也可以采用浸注和加热固化在同一容器中进行 ,在压力浸注罐连接一个提供热源的加热系统 。加热的介质根据需要可以选用导热油 、水蒸气等 。

　　4. 1.3 配液系统

　　按照生产工艺的要求配液系统应设置搅拌器 ,满足能将浸注液和其他添加剂按一定比例充分混合的装置和场所 。

　　4. 1.4 储液系统

　　应根据储液性质 ,具有耐压 、耐热 、耐酸 、耐碱 、耐溶剂等性能 ,还应根据相应的浸注液的最佳储藏环境进行储藏 , 以延长浸注液的使用周期 。

　　4. 1.5 尾气收集和处理系统

　　应能在生产过程中对残留或产生的对环境有害的气体物质(简称尾气)进行收集和处理 。

　　4. 1.6 废液收集和处理系统

　　应能对生产中产生的废液进行回收和处理 。

　　4. 1.7 电控系统

　　应能对浸渍 、固化 、定型等关键工序工艺参数实现实时监测 ,鼓励采用先进的电控系统对工艺过程

　　进行自动控制 。

　　4. 1. 8 木材运输系统

　　应包括木材的装卸和运输 ,宜采用运输机械 ,也可以采用机械与人力相结合的方式 。

　　4.2 生产技术要求

　　4.2. 1 生产企业应按 GB/T 144或 GB/T 4822 以 及 供 需 双 方 订 货 合 同 要 求 对 原 木 和 锯 材 进 行 质 量检验 。

　　4.2.2 应在处理之前按照要求将木材加工成最终的尺寸和形状 。

　　4.2.3 需去皮 、刨削 、锯解等加工的原木 、锯材,应分别按 GB/T 153和 GB/T 4817的要求加工 。

　　4.2.4 需要进行干燥的木材,应根据 GB/T 6491的规定 ,将木材的含水率调整到合适的水平 ,并保证干燥质量 。

　　4.2.5 应根据不同处理方法 、产品要求 、工艺要求 、树种 、设备 、药剂等情况 ,制定详细的生产工艺和操作规程 。

　　4.2.6 压力浸注罐所用压力不应超过设计允许压力 。

　　4.2.7 应严格按操作规程进行生产 ,并填报日常生产记录 。

　　4.3 质量检验

　　4.3. 1 质检人员要求

　　改性木材生产企业 应 设 有 专 职 质 检 部 门 , 质 检 人 员 应 经 相 关 的 质 检 培 训 机 构 培 训 合 格 后 , 持 证上岗 。

　　4.3.2 质量检验方法

　　根据改性木材的使用场合和供需双方订货合同的要求 ,按照有关标准对产品质量进行检验 。其中 ,力学性能的检测方法按 GB/T 1927、GB/T 1928和 GB/T 1929的规定执行 ; 尺寸稳定性的检验方法按GB/T 1932、GB/T 1934. 2 的规定执行 ;其他性能的检测方法可由供需双方约定 ,但不能与相关的国家标准或行业标准相抵触 。

　　4.3.3 批次规定

　　对改性木材的性能(包括外观 、尺寸稳定性 、力学性能等)进行抽样检测 , 以同一批产品作为一个检验批次 。

　　4.4 产品质量分析

　　改性木材生产企业应根据实际情况对当月产品质量及存在的问题进行简要分析 ,归档备查 。如发生重大产品质量事故 ,应附专题报告和整改后第三方复核检验报告 ,将不合格产品妥善处理 。

　　4.5 储存和运输

　　4.5. 1 改性木材产品应在干燥平衡后 ,并经检验合格之后再入库 。

　　4.5.2 入库之后的改性木材产品应堆码整齐 ,易于搬运 。每批产品都应明显标注产品名称 、木材树种 、规格 、数量 、生产日期以及检验结果 。注意在此期间要注意防火 、防潮 、防晒和防雨等措施 。

　　4.5.3 对于长期存库的改性木材应定期抽样检查 ,对于出现异常的产品应立即分离并标明 ,妥善处理并填写检验报告单存档 ,严格防止不合格产品出厂 。

　　4.5.4 改性木材运输时的堆放应按照 4. 7. 2进行 ,运输过程中要防止产品雨淋 、日晒和受潮 。

　　4.6 产品标识、包装与质量合格证

　　4.6. 1 产品的标识

　　改性木材产品标识应按 SB/T 10383的相关规定执行 。

　　4.6.2 产品的包装

　　除供需双方另有协议外 , 改 性 木 材 产 品 的 包 装 应 科 学 、经 济 、牢 靠 和 美 观 , 做 到 防 潮 、防 水 、防 晒 、牢固 。

　　4.6.3 质量合格证

　　独立包装的改性木材应附产品质量合格证 ,合格证上应有生产企业的名称 、地址,标明产品的名称 、树种 、规格 、质量检验等级 、使用环境 、产品的简要说明 、生产日期及检验员印章或编码等 。

　　4.7 生产安全、卫生和环境保护

　　4.7. 1 生产车间和人员安全卫生要求

　　4.7. 1. 1 应按照 GB 12801进行车间的安全 、卫生等设施的建设 。

　　4.7. 1.2 对于在改性木材生产过程中有可能接触到化学药剂的生产人员 ,应穿戴好工作服 、口罩和手套 ,必要时配戴防毒面具等防护用品 。工作现场严禁吸烟 ,工作后及时淋浴 、更衣 、换鞋 , 注意个人清洁卫生 。

　　4.7.2 水环境

　　企业在改性木材生产过程中应尽量避免产生废液 ,少量的废液应按照 GB 8978 中的第二类污染物的排放要求妥善处理 ,确保企业及其周围水环境符合 GB 3838的规定 , 大量的废水应回收再生并循环使用 。

　　4.7.3 大气防护

　　在改性木材的生产过程 中 ,若 可 能 溢 出 有 毒 的 气 体 , 则 应 尽 量 在 密 闭 的 环 境 中 进 行 生 产 , 并 按 照GB 3095对尾气收集并集中处理 。

　　4.7.4 生产企业的环境

　　4.7.4. 1 化学药剂的储存区应严格与生产车间分开 ,化学药剂应该按照《危险化学品安全管理条例》严格管理 ,如遇事故应马上采取有效措施 。

　　生产车间滴液区的地面 ,应进行防渗漏处理 ,并设置化学药剂收集装置 , 以便回收并保证安全 。

　　4.7.4.2 应对生产和加工过程中产生的木质碎料设立收集装置 ,采取安全可靠的处理措施 , 以减少废料碎屑对企业及周边环境的污染 。

　　4.7.4.3 厂区机械噪声应符合 GB 12348的要求 ,必要时 ,应对机械设备安装吸音 、消音装置 。

　　4.7.4.4 应按环保要求设立除尘装置 ,对加工粉尘集中收集 ,进行无公害处理 。

　　4.7.4.5 应在醒目位置张贴防火标志 ,并在车间里放置泡沫灭火器 。储存化学药剂的仓库应在做好通风措施的同时 ,放置灭火器等必要的灭火设备 。

　　5 塑合木

　　5. 1 生产设备

　　采用射线照射法引发聚合生产塑合木时 ,生产设备应增设射线源 ,并采取安全措施 ,符合《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》要求 。

　　5.2 生产用浸渍液

　　5.2. 1 塑合木生产企业应根据不同的要求确定适宜的浸注液配方 ,配制浸渍液常用的主要乙烯基单体或低黏度预聚体有苯乙烯 、甲基丙烯酸甲酯 、醋酸乙烯 、丙烯腈 、不饱和聚酯树脂等 。

　　5.2.2 选用市售的浸渍液时 ,应有供货商提供的浸渍液质量检测报告 ,并注明黏度 、固化条件 、凝胶时间等重要参数 。

　　5.2.3 采用热引发聚合方法生产塑合木时 ,应按照一定的比例在浸渍液中加入适当的引发剂 。 常用的引发剂有过氧化苯甲酰 、过氧化甲乙酮 、偶氮二异丁腈等 , 引发剂参考用量为浸渍液质量的 0. 05% ~ 0. 25% 。

　　5.2.4 可根据单体性质和产品性能要求在浸渍液中加入交联剂 。

　　5.2.5 可在浸渍液中加入一定的添加剂 。 常用的添加剂有着色剂 、阻燃剂等 。

　　5.3 生产工艺

　　5.3. 1 塑合木的生产工艺包含多个步骤 ,但主要分为木材的浸渍处理和引发聚合固化两个阶段 。木材的浸渍处理宜采用真空加压法 , 固化常采用热引发聚合固化法 ,有条件的企业也可采用射线照射引发聚合固化法 。

　　5.3.2 典型的塑合木生产工艺流程示意图参见图 1。

　　注 : 不同塑合木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 1 塑合木生产工艺流程示意图

　　5.3.3 采用加热引发聚合固化法生产塑合木时 ,加热的温度应确保符合固化工艺条件要求 ,并低于浸渍液的沸点温度 10 ℃以下 ,温度的波动幅度不高于 ±5 ℃ 。

　　5.3.4 固化时 ,可以采用惰性气体进行保护 ,或者用其他有效方法抑制阻聚作用和单体的挥发 。

　　5.4 生产的技术要求

　　5.4. 1 在生产过程中 ,应对浸渍液定期进行黏度检测 ,对于黏度增加明显的浸注液应该及时处理 。

　　5.4.2 对压力浸注罐 、固化罐或固化室等与液体接触的设备 ,应及时进行清理 ,避免浸渍液固化造成管路堵塞等故障 ,影响正常生产 。

　　5.5 生产安全卫生和环境保护

　　使用射线照射法生产塑合木时 ,应按照《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》,对相关人员进行安全可靠的保护 。

　　5.6 生产中的防火

　　在塑合木生产和浸注液的储存过程中 ,应防止温度升高和与氧化剂接触 ,有条件的企业应配置低温

　　冷库 。应在车间里放置相应数量的泡沫灭火器 ,如遇火灾及时予以扑灭 。

　　5.7 生产中的防爆

　　使用挥发性的浸渍液时 ,生产车间的通风设施一定要良好 ,应配置防爆的电器和开关 , 电控车间和生产车间应严格分隔开 。

　　6 浸渍木与胶压木

　　6. 1 生产设备

　　浸渍木的生产设备参照 4. 1. 1~4. 1. 8。

　　胶压木的生产设备参照 4. 1. 1~4. 1. 8,还需设置热压机以完成热压过程 。

　　6.2 生产用浸注液

　　6.2. 1 浸 渍 木 生 产 常 用 的 浸 渍 液 有 酚 醛 树 脂 、脲 醛 树 脂 、三 聚 氰 胺 甲 醛 树 脂 、糠 醇 树 脂 、间 苯 二 酚 树脂等 。

　　6.2.2 胶压木常用酚醛树脂作为浸渍液 。

　　6.2.3 浸渍液的黏度应符合浸注处理工艺要求 ,并有包括黏度 、固化条件 、凝胶时间等重要参数的质量检测报告 。

　　6.3 浸渍木生产工艺

　　6.3. 1 浸渍木生产工艺主要分为浸注处理 和 干 燥 固 化 两 个 阶 段 , 浸 注 阶 段 宜 采 用 真 空 加 压 法 进 行 处理 。浸注处理结束以后 ,宜静置一段时间再进入干燥固化阶段 。干燥固化阶段干燥的速度不宜过快 , 以避免造成固化反应不完全和产生较大应力 。

　　6.3.2 典型的浸渍木生产工艺流程示意图参见图 2。

　　注 : 不同浸渍木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 2 浸渍木生产工艺流程示意图

　　6.4 胶压木生产工艺

　　6.4. 1 胶压木的生产一般采用单板浸渍处理后层积热压的工艺路线 。

　　6.4.2 胶压木生产工艺前段与浸渍木类似 ,采用真空加压进行浸注处理 , 当采用厚度较小而渗透性好的木材单板和黏度较低的浸渍液时 ,也可采用常压浸渍法处理单板 。

　　6.4.3 当浸渍单板的树脂含量高于 35%时 ,平行层压单板之间一般不需要施胶 ; 当垂直层压或树脂含量过小的时候则需涂胶 。

　　6.4.4 在配坯前应将浸渍单板干燥至含水率 2% ~4% 。浸渍单板预干燥的温度和时间 ,必须控制在不致使树脂固化 。

　　6.4.5 干燥后浸渍单板组坯高温压缩固化 ,具体的温度 、压力和时间应根据使用浸注液的种类 、单板及产品的厚度 、产品性能等因素来确定 。

　　6.4.6 典型的胶压木生产工艺流程示意图参见图 3。

　　注 : 不同胶压木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 3 胶压木生产工艺流程示意图

　　6.5 生产的技术要求

　　6.5. 1 浸渍木及胶压木处理前的木材应干燥至含水率 15%以下 。

　　6.5.2 浸渍木和胶压木热固化过程中 ,加热设备的工作参数应确保能将树脂缩聚反应产生的大量水蒸气及时从木材中排出 , 以免造成产品内部破坏 。

　　7 乙酰化木材

　　7. 1 生产设备

　　乙酰化处理场所应设置加热真空装置或是通入热气流的装置 ;配备蒸馏装置对回收的药液进行分离 。

　　7.2 所用药剂

　　7.2. 1 生产乙酰化木材所使用的 木 材 处 理 药 剂 分 为 乙 酰 化 剂 、催 化 剂 和 溶 剂 。 乙 酰 化 剂 主 要 有 乙 酸酐 、乙酸 、乙酰氯等 。催化剂主要有吡啶 、无水高氯酸钾 、二甲基甲酰胺等 。根据催化剂的不同 ,选用二甲苯 、氯代烃等溶剂 。

　　7.2.2 宜采用乙酸酐作为乙酰化剂 ,副产物乙酸应回收再生后循环利用 。

　　7.3 生产工艺

　　7.3. 1 乙酰化木材的生产通常采用液相法和气相法两类工艺 。

　　7.3.2 液相法一般采用如下工艺 :用乙酰化剂和催化剂 、溶剂配制浸渍液 ,在真空压力处理罐中用浸渍液浸注木材,加热(温度为 90 ℃ ~ 130 ℃)并保持数小时(具体时间随处理材的树种和厚度而定) , 以完成木材的乙酰化反应 ,排出罐内的液体后 ,通过加热抽真空或者通入热气流的方法除去残留的乙酸和乙酸酐等挥发性有机物 ,干燥后即得到乙酰化木材 。

　　当采用乙酸酐为乙酰化剂 、吡啶为催化剂和烃类或卤代烃溶剂时 ,罐内排出的液体中的乙酸通过蒸馏法回收并脱水转化为乙酸酐(再生) ,并与未反应的乙酸酐 、溶剂和催化剂一起 , 回收循环利用 。

　　典型的液相法生产乙酰化木材的工艺流程示意图参见图 4。

　　注 : 不同的液相法生产乙酰化木材工艺流程可能略有差异 。

　　图 4 液相法生产乙酰化木材的工艺流程示意图

　　7.3.3 气相法一般适用于处理木材单板(厚度小于 3 mm) 。用气态的乙酰化剂和催化剂的混合物处理木材,使其扩散到木材内部 ,保温一定时间使木材乙酰化反应得以实现 。

　　典型的气相法生产乙酰化木材的工艺流程示意图参见图 5。

　　注 : 不同的气相法生产乙酰化木材工艺流程可能略有差异 。

　　图 5 气相法生产乙酰化木材的工艺流程示意图

　　7.4 生产乙酰化木材的技术要求

　　7.4. 1 在生产过程中 ,应对浸渍液中乙酰化剂和催化剂浓度进行定期检测 ,及时调整 ,确保符合要求 。

　　7.4.2 乙酰化处理前的木材应干燥至含水率为 5%以下 。

　　7.4.3 乙酰化改性木材产品的含水率应为 3% ~ 7% 。

　　7.4.4 乙酰化改性木材产品的抗胀(缩)率应不低于 20% 。

　　8 炭化木

　　8. 1 高温炭化设备

　　8. 1. 1 主体 。应为一个耐高温 、耐酸 、耐碱的炭化处理室(罐) ,还应包括温度传感器 、湿度传感器等 。

　　8. 1.2 加热系统 。宜采用过热水蒸气 、惰性气体或植物油等介质对木材进行加热和保护 ,并能够进行实时温度监测与自动控制 。

　　8.2 生产工艺

　　8.2. 1 炭化木生产是通过高温对 木 材 进 行 热 处 理 。 处 理 过 程 中 , 用 水 蒸 气 或 其 他 惰 性 气 体 来 保 护 木材,处理环境中氧气含量一般控制在 5%以下 。通常情况下炭化木生产分为三个阶段 :

　　第一阶段是升温窑干阶段 。通常采用导热油加热,炭化处理设备(简称炭化窑或罐) 内部的温度迅速升高到 100℃左右 ,此后将木材温度逐渐提高到 130℃ 。用水蒸气或氮气作为保护气体 ,来阻止木材热处理过程中发生 过 度 氧 化 。此 段 木 材 经 历 高 温 干 燥 , 其 内 部 含 水 率 几 乎 降 为 零 , 即 最 后 达 到 绝 干状态 。

　　第二阶段是强热炭化处理阶段 。炭化窑的内部温度上升到 180 ℃ ~ 240 ℃之间 ,最终的温度由处理材的等级来决定 , 当到达所需要的温度之后 ,根据最后炭化木不同的用途保持一定的热处理时间 ,维持水蒸气或惰性气体保护 。

　　第三阶段是冷却及含水率调整阶段 。 通过喷蒸及雾化水来降低炭化窑内温度 , 或自然冷却降温 。当温度降到 110 ℃ ~ 106 ℃时 ,调节炭化处理木材的含水率至 4% ~ 8% , 以满足使用要求 。

　　8.2.2 典型的炭化木生产工艺流程示意图参见图 6。

　　注 : 不同的炭化木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 6 炭化木生产工艺流程示意图

　　8.3 生产的技术要求

　　8.3. 1 在生产过程中 ,应对各个处理阶段的温度 、湿度及压力进行监控 ,并使之符合工艺要求 。

　　8.3.2 炭化木产品的检验按照 GB/T 31747有关规定执行 。

　　9 压缩木和弯曲木

　　9. 1 压缩木和弯曲木生产设备

　　9. 1. 1 木材软化处理生产设备应根据所采用的软化木材方法 ,选用相应的软化设备 。

　　9. 1. 1. 1 水热法软化木材,应配备蒸煮池 。

　　9. 1. 1.2 汽蒸法软化木材,应按照 GB150和《固定式压力容器安全技术监察规程》规定的要求设置一个密闭的 、耐高温 、耐高压且有蒸汽源的汽蒸处理罐 。

　　9. 1. 1.3 高频加热法软化木材,应设置通过高频交变电场进行加热的高频装置和场所 ,并配备安全保护装置 。

　　9. 1. 1.4 微波加热法软化木材,应配备专门的微波加热装置 。

　　9. 1. 1.5 化学法软化木材,应根据使用的化学药剂选用不同的设备 :

　　a) 尿素水溶液处理 :需要配备防尿素水溶液腐蚀的木材浸泡池 ;

　　b) 氨水处理 :需要配备防氨水水溶液腐蚀的木材浸泡池 ;

　　c) 液氨处理 :需要使用带有冷凝和液化装置的浸注罐 , 同时需要有真空装置 ;

　　d) 气态氨处理 :需要配备防氨气腐蚀的密闭容器 ;

　　e) 碱处理 :需要配备在常温下防碱溶液腐蚀的浸泡池 。

　　9. 1.2 压缩木生产需配备压机 、压模和干燥定型设备(如高温蒸汽设备) 。

　　9. 1.3 弯曲木生产需配备弯曲机械 ,如曲木机设备 。

　　9.2 木材软化处理用药剂

　　采用化学方法对木材进行软化处理时 ,可选用尿素 、氨水 、氨气 、液氨以及氢氧化钠等药剂 。

　　9.3 木材软化处理方法

　　9.3. 1 木材在进行压缩或弯曲加工之前应进行软化处理以提高其塑性 ,保障压缩和弯曲加工的质量 。

　　9.3.2 软化处理常用的方法包括 :汽蒸处理 、高频和微波处理 、化学法处理等 。

　　9.3.3 汽蒸处理 : 在 密 闭 的 处 理 罐 中 用 高 温 蒸 汽 处 理 木 材,具 体 的 处 理 时 间 根 据 木 材 的 种 类 和 厚 度决定 。

　　9.3.4 高频和微波处理 :在密闭的容器中以高频或微波对木材进行加热处理 ,根据木材的种类 、厚度 、含水率 、采用高频振荡电路的功率和微波的频率 ,确定软化处理时间 。

　　9.3.5 化学法处理 :采用化学药剂对木材进行软化处理 ,常用的化学法有 :

　　a) 碱液处理 ,通常是将木材放入浓度 10% ~ 15%的氢氧化钠溶液或 15% ~20%的氢氧化钾溶液中浸泡处理 ,具体处理时间则依木材的树种 、厚度 、长度 、含水率等因素确定 ,通常控制在 8 h~ 20 h,然后用清水清洗 ;

　　b) 氨处理 ,通常使用液氨 、氨水或氨气 :

　　● 液氨处理 :将气干或绝干木材放入 -33℃ ~ -78 ℃的液氨中浸泡 0. 5 h~ 4 h,取出 , 当温度升高到室温时木材就已经被软化 ;

　　● 氨水处理 :将含水率为 80% ~ 90%的木材浸泡在浓度 20% ~25%的氨水溶液中 ,根据木材的树种和规格确定具体的浸泡时间 ;

　　● 氨气处理 :将含水率为 10% ~ 20%的气干木材放入处理罐中 ,导入饱和气态氨 ,处理 2 h~ 4 h。

　　c) 联氨处理 ,用浓度 3% ~ 15%的联氨水溶液浸泡木材,也可以采用加压浸注法 。

　　d) 尿素处理 ,将木材浸泡在 45% ~ 50%尿素水溶液中 ,处理时间根据实际情况而定 。

　　9.4 压缩木的生产工艺

　　9.4. 1 典型的压缩木生产工艺流程示意图参见图 7。

　　注 : 不同的压缩木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 7 压缩木的生产工艺流程示意图

　　9.4.2 木材压缩 :木材经软化处理后 ,在压机或压模中进行压缩 ,可根据要求压缩到原来体积的 30% ~ 50% ,压缩速度根据木材具体情况而定 。

　　9.4.3 干燥定型 :被压缩以后的木材在压机或压模中进行干燥或热处理 , 干燥的具体参数根据木材的实际情况而定 ,最终含水率在 8% ~ 12%为宜 。压缩木的进一步定型可以通过预先浸注到木材的树脂交联固化 、在压缩状态下进行热处理或高压蒸汽处理来实现 。

　　9.4.4 冷却 :应在压机或压膜中完成 , 以抑制温度变化引起的变形 。

　　9.5 压缩木生产的技术要求

　　9.5. 1 用于生产弯曲木的木材应具较小的极限曲率半径 ,纹理通直 ,无腐朽 、节子 、轮裂 、斜纹 、夹皮 、虫眼等缺陷 。

　　9.5.2 应根据弯曲木或压缩木产品的形状和尺寸来确定木坯的形状和尺寸 ,表面刨平 ,根据软化方法的要求调节含水率 , 以达到弯曲木或压缩木加工工艺的要求 。

　　9.6 弯曲木的生产工艺

　　9.6. 1 典型的实木弯曲木生产工艺流程示意图参见图 8。

　　注 : 不同的实木弯曲木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 8 弯曲木的生产工艺流程示意图

　　9.6.2 木材弯曲 : 普通的弯曲是将软化的木材固定在曲木机上 ,然后缓慢的弯曲成型 ;也可以将软化的木材先进行横向压缩 ,然后进行弯曲 ;还可以将软化好的木材先进行纵向压缩 ,再进行弯曲 。

　　9.6.3 干燥定型 :应将弯曲好的工件连同模子夹具一起进行干燥定型 ,然后冷却到室温 。 通常的干燥方法有窑干定型 、高频干燥定型和微波干燥定型等 。

　　9.7 多层胶合弯曲木生产工艺

　　多层胶合弯曲木是将木材首先制成单板 ,涂胶后在高温高压下弯曲成型 ,其典型的生产工艺示意图

　　参见图 9。

　　注 : 不同的多层胶合弯曲木生产工艺流程可能略有差异 。

　　图 9 多层胶合弯曲木生产工艺流程示意图

　　10 染色木

　　10. 1 生产设备

　　对于简单的或局部的木材漂白或染色 ,可以采用人工涂刷或浸泡即可 。加压加热浸注处理可参照4. 1. 1,其他设备可参照 4. 1. 3~4. 1. 8进行设置 。

　　10.2 木材漂白常用的漂白剂

　　10.2. 1 根据漂白的原理不同 ,木材的漂白剂分为氧化型漂白剂和还原型漂白剂两类 。

　　10.2.2 常用的氧化型漂白剂有无机氯类如 : 氯 、次氯酸钙 、次氯酸钠等 ; 有 机 氯 类 如 : 氯 胺 B、氯 胺 T等 ;无机过氧化物如 :过氧化氢 、过氧化钠 、过碳酸钠 、过硼酸钠等 ;有机过氧化物如过醋酸 、过蚁酸 、过氧化苯甲酰等 。

　　10.2.3 常用的还原型漂白剂有氢化物如硼氢化钠 ;含低价氮化合物如联氨 ;无机低价硫化合物如次亚硫酸钠 、亚硫酸氢钠 、二氧化硫等 ,有机硫化合物如半胱氨酸 ;还原性酸及其盐类如草酸 、次磷酸 、抗坏血酸 、山梨酸钠等 。

　　10.3 木材漂白常用的助剂

　　10.3. 1 应根据漂白剂不同选用适当的活化助剂 。例如当以过氧化氢作为漂白剂时 ,可以使用氨水 、磷酸氢钠 、氢氧化钠 、碳酸钠等作为活化助剂 ; 如使用亚氯酸钠作为漂白剂时 , 可选用的活化性助剂有乙酸 、尿素 、有机酸 、过氧化氢等 。

　　10.3.2 应根据漂白剂的种类来选择合适的抑制性助剂 。如用过氧化氢漂白时 ,通常选用硅酸钠 、胶态硅 、硫酸镁等抑制助剂 。

　　10.4 染色常用的药剂

　　10.4. 1 染色木生产常用的染料一般为合成染料 ,包括直接染料(如多种偶氮染料) 、酸性染料(如偶氮染料 、蒽醌染料 、硝基染料 、三芳基甲烷染料) 、碱性染料(如苯甲烷型 、偶氮型 、氧杂蒽型) 、活性染料(如偶氮 、蒽醌 、酞菁类) 。

　　10.4.2 染色木生产常用的化学着色剂包括金属盐(如重铬酸钾 、高锰酸钾 、硫酸亚铁等) 、碱(如碳酸钠等) 、酸(如硝酸 、盐酸等) 。

　　10.5 生产工艺

　　10.5. 1 典型的染色木生产工艺示意图参见图 10。

　　注 : 不同的染色木生产工艺流程可能略有差异 。

　　木材 预加工 分选 必要时漂白处理 染色处理 水洗 干燥 检验 成品入库

　　图 10 染色木的生产工艺流程示意图

　　10.5.2 依染色木产品类型(单板 、薄木 、实木)的不同 ,具体的染色处理工艺宜参照以下方法进行调整 :

　　a) 单板染色 ,可在染色处理前进行冷热水抽提或漂白处理 ,使染色均匀 、提高颜色稳定性 ;

　　b) 薄木染色 ,宜使用流动的热染液进行染色处理 ;

　　c) 实木染色 ,宜采用真空加压法进行染色处理 , 同时应有足够的保压时间 。

　　10.6 生产中的污染防治

　　在染色木生产中 ,应尽可能采用无污染或低污染的工艺 。对于产生的漂白废液和染色废液 ,应有相应的治理措施 ,符合环保要求 。