Способ получения модифицированной древесины

 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Цель изобретения - расширение области использования модифицированной древесины путем получения древесины низкой плотности. Древесину пропитывают в жидком аммиаке до предела набухания и сушат с одновременным силовым воздействием путем растяжения древесины поперек волокон во взаимно перпендикулярных направлениях. Силовое воздействие может осуществляться под действием центробежных сил. Способ позволяет увеличить объем исходной древесины на 40%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам модификации древесины и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности. Цель изобретения - расширение области использования модифицированной древесины путем получения древесины низкой плотности. Обработка древесины аммиаком и последующая сушка с одновременным силовым воздействием путем растяжения древесины поперек волокон во взаимно перпендикулярных направлениях позволяет получить древесину низкой плотности за счет увеличения объема до 40%. На чертеже показано устройство, реализующее предложенный способ. Центрифуга 1 помещена в сушильную камеру 2, снабженную нагревателями 3. На вертикальном валу 4 центрифуги 1 крепится заготовка древесины 5. Камера 2 имеет канал 6 для отвода выделяющегося аммиака. Способ осуществляется следующим образом. Цилиндрические или прямоугольные заготовки древесины мягких лиственных пород пропитывают в жидком аммиаке до предела набухания. После этого помещают в сушильную камеру 2 таким образом, чтобы вертикальная ось заготовки 5, параллельная оси волокон, совпадала с осью вращения центрифуги. После этого температуру в камере 2 доводят до 95 - 105^oC, а обороты центрифуги до 2000 об/мин и сушат под растягивающими напряжениями, при этом обороты центрифуги плавно увеличивают до 8000 об/мин по мере увеличения жесткости древесины вследствие десорбции аммиака. Температура процесса должна составлять 95 - 105^oC. При температуре менее 95^oC десорбция аммиака происходит медленно и время сушки значительно увеличивается. При температуре выше 105^oC начинаются процессы термодеструкции древесины, снижающие ее прочность. Окончание процесса фиксируется по прекращению поступления аммиака через канал 6 в камеру регенерации. Время реализации способа, включая пропитку и сушку, зависит от размеров заготовки и составляет 1 - 3 ч. Растягивающие напряжения в древесине можно развивать не только действием центробежных сил, но и путем растяжения образца древесины прямоугольного сечения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для получения модифицированной древесины низкой плотности по предлагаемому способу можно использовать древесину мягких лиственных пород. Пример 1. Заготовки древесины тополя сечением 60·60 мм влажностью 5% и плотностью 320 кг/м³ погружают в жидкий аммиак и выдерживают до предела набухания. После этого к каждой из граней заготовок приклеивают пластины, к которым прилагают растягивающие усилия во взаимно перпендикулярных направлениях - радиальном и тангенциальном. Собранное устройство помещают в сушильную камеру, где заготовки высушивают при 105^oC до полного удаления аммиака. В процессе сушки на заготовку действуют растягивающие напряжения: в начальный момент - 2,1 МПа в каждом направлении и в конечный момент 8,4 МПа в каждом направлении. После охлаждения общее увеличение объема составляет 39%, в том числе в радиальном направлении 13,1% и в тангенциальном направлении 25,9%. Конечная плотность составляет 195 кг/м³. Время реализации способа составляет 3 ч. Пример 2. Заготовки древесины тополя плотностью 330 кг/м³ влажностью 10% в виде цилиндра диаметром 200 мм обрабатывают в жидком аммиаке до предела набухания. После этого заготовки помещают в центрифугу, снабженную сушильной камерой таким образом, чтобы вертикальная ось заготовок, параллельная оси волокон, совпадала с осью вращения центрифуги. Сушат заготовки при 95^oC и оборотах центрифуги: в начале процесса 2000 об/мин и в конце процесса 8000 об/мин, плавно увеличивая обороты по мере удаления аммиака. Время реализации способа составляет 2 ч. После охлаждения увеличение объема заготовок составляет 40%. Конечная плотность древесины 198 кг/м³. Применение предлагаемого способа позволяет получать из распространенной древесины древесину плотностью 200 кг/м³, по физико-механическим свойствам являющуюся полноценным заменителем древесины бальзы. Исследования модифицированной древесины под микроскопом показали, что нарушения микроструктуры отсутствуют, что позволяет судить о достаточно высоком качестве полученного материала. Авторское свидетельство СССР N 1123229, кл. B 27 K 3/02, 1983. Авторское свидетельство СССР N 316309, кл. B 27 K 5/00, 1070.

Формула изобретения

1. Способ получения модифицированной древесины, включающий обработку заготовки аммиаком и последующую сушку с одновременным силовым воздействием, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования модифицированной древесины путем получения древесины низкой плотности, силовое воздействие осуществляют путем растяжения древесины поперек волокон во взаимно перпендикулярных направлениях. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, растяжение древесины осуществляют под действием центробежных сил, при этом вертикальная ось заготовки, параллельная волокнам, совпадает с осью вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1