社会力量奖
实木层状压缩及其定型处理技术
时间:2023-03-29 来源: 文字: 图片: 编辑:kxyj 点击:
主要完成人员:黄荣凤 吕建雄 王艳伟 张耀明 高志强
主要完成单位:中国林业科学研究院木材工业研究所 久盛地板有限公司
项目起止时间:2009-2019年
获  奖  情  况 :2020年第十一届梁希林业科学技术奖技术发明二等奖

实木层状压缩及其定型处理技术,是项目组经过近十年的不懈努力研发出来的具有自主知识产权的原创性新技术。该项技术针对低密度的人工林木材存在的密度低、材质软、变异性大、尺寸稳定性差和表面加工性能差等缺陷,采用物理方法实施定向定位压缩增强处理,处理后的人工林木材可达到地板和家具等木制品加工的要求。这项成果为实现以人工林木材替代珍贵阔叶材,缓解地板、家具等高质量原材料短缺问题提供了一条新的重要途径,也是提高人工林木材附加值,扩大人工林木材利用范围有效方法。

主要技术内容包括6个方面。①发明了实木层状压缩及其定型处理技术。通过对水分、温度、时间、强度等多个因子的系统性精准控制,有效调节木材内部的热质传递方向,使木材在湿热耦合作用下定位软化、定位压缩,实现了部位可控的层状增强。密度低于0.3 g/cm3的木材实施层状压缩后,压缩层密度达到0.8 g/cm3以上时,未压缩层完全不被压缩,板材的力学性能显著提高,有效降低了压缩木的制造成本。②发明了通过预热温度和预热时间2种方式调控压缩层位置的方法。③发明了压缩层厚度调控技术及生产方法。④发明加压下的过热蒸汽定型处理技术。⑤揭示了实木层状压缩形成机理。⑥构建了完整的实木层状压缩技术体系。获得的压缩木材具有质量轻、强度高、硬度大、尺寸稳定性好、绿色环保等特征,可广泛用于实木地板、实木家具等木制品的生产。

目前,木材层状压缩技术申请发明专利8件,实用新型专利2件,申请了国际专利1件,并且完成了PCT申请。已授权发明专利6件,实用新型专利2件。发表论文20篇(SCI收文7篇,EI收录1篇)。专利保护范围涵盖了技术工艺、生产方法、生产线以及相关设备,形成了比较完整的具有自主知识产权的木材层状压缩增强技术体系。

低密度人工林木材,经层状压缩处理后,压缩层密度均可达到0.8 g/cm3以上;压缩率20%的表层压缩木材,硬度分别较素材提高65%以上,抗弯强度和抗弯弹性模量分别提高42.04%和43.25%;表层压缩木材加工成实木地板,漆膜硬度可以达到3H以上,尺寸稳定性达到了地采暖实木地板国家标准规定的指标。

与传统的整体压缩技术相比,层状压缩技术的压缩材积损耗大幅度减少,有效降低了生产成本,具有广阔的工业化应用前景。2009年开始,与浙江世友木业有限公司合作,改建了1条年产10万平米的层状压缩实木地板基材生产线,2016年在林业行业公益项目的资助下,与久盛地板有限公司深入合作,开展生产线建设、产品研发和生产、产品性能评价工作,并与华日家具、天城家具、大卫木业有限公司等企业合作开发实木家具和定制家具产品,产品应用3年多,用户反馈结果未发现有开裂、变形、翘曲等缺陷,层状压缩木材性能稳定,能够满足实木地板和家具等木制品加工的要求。该项技术以专利实施许的方式转化至2家企业,合同金额合计60万元,获得专利实施许可的企业已经完成规模化生产线的建设工作,并投入生产,实现了技术成果的转化应用。

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