木材保护的热处理技术进展

jswanglan

      在欧洲，热处理过的木材广泛应用于房屋建筑中，一些大型建筑和小型建筑甚至是墙壁的骨架中都应用这种材料，而且在庭院家具、木栅栏和门窗中也大量地应用。去年，芬兰制定了新的规定，在民用市场一律不准销售化学浸渍过的木材及其制品，只能销售经热处理过的木材及其制品。美国也禁止进口经CC、CCA这种铜铬砷盐化合物处理过的木材及木制品。这个决定促使加拿大木材业用热处理的方法来代替化学处理的方法对云杉木材(Spruce)进行保护。著名的宜家公司(Ikea)也禁止使用硼酸来处理橡胶木。因而这个禁令对东南亚地区构成了巨大威胁，意味着所有的橡胶木在原有的出口市场中将被开除出局。
可以进行热处理的木材树种正在不断地增加，每一种新的树种必须进行细致的实验室研究，而后才可以进行大规模地生产。但对东南亚国家来说，最感兴趣的是橡胶木的热处理技术。这个树种的木材已经变成能够最快速干燥的木材，甚至比松木还干得快，从湿材干燥到含水率6-8%，只需要22小时。
1．复杂的工艺过程
在木材热处理工艺中，工艺温度的上升过程十分迅速，开始时上升到100℃以上，接着在很短时间内提高到200℃至250℃。在35小时内，从窑温50℃开始不间歇地加热，从而完成整个处理过程。
干燥介质可以杀死细菌，均匀地穿透木材内部，并且为了保持正压状态（略高于外部的大气压），向窑外排气。尽管温度很高，但窑的能量利用率还是相当高的，这是因为在干燥过程中，窑内没有新鲜空气进入，这样使干燥介质中很少氧气，比较稳定，主要是由从木材中蒸发出的水分所形成的蒸汽组成。
2．各种用途应用不同的标准
欧洲有关政府部门已经发布了不同温度水平的热处理标准。现在这些标准已成为非正式的国际标准，T4和T5标准用于室内用途，D1至D3标准用于室外用途。根据在处理时使用温度的不同，木材会发生程度不等的变色，即使处理周期同样时也是如此。
T5适用于木材的天然色泽只能稍微发暗的情况，这种外观上的改变不会影响到木材的性质。欧洲消费者现在的流行趋向于较深的色泽，因为他们认为这种颜色显得尊贵。
T4也是使木材稍微发暗，但在橡胶木的情况中，还是保持了白色，这种处理标准广泛用于拼花地板制造，并且在不用化学药剂处理的情况下，完全能在室内达到不产生吸湿的效果。欧洲的所有拼花地板制造商都使用热处理的方法，它还可以改善木材的表面硬度，使地板更耐磨，抗弯强度更高。
D1至D3标准是适用于室外用途的。D3在用于橡胶木时，生产费用较高，使产品在外观上看上去类似柚木。柚木的幼龄材也以这种方式处理，使其颜色发暗，经过这样处理后，在市场上卖得很好，而且本身的耐候性也大大改善。
热处理的特点之一是，木材的平衡含水率只及经一般干燥的一半，相对环境湿度的变化而引起的吸湿或解吸就明显减少。经热处理后，木材的平衡含水率几乎是稳定的，不因环境湿度的变化而变化。这意味着木材的干缩和湿胀也减少到一般估计的十分之一左右。这种效果使用这种木材所做的门、窗在温带国家能开启自如，而不受季节和温度的影响。
这种技术上的进展使地板市场可以更为扩大和普及，10英寸宽的地板干缩湿胀很少，这样板与板之间不会产生空隙或凸起。经热处理过的木材完全消除了内应力，这样使木材类似于有近百年树龄的木材。这种特点也使它能适用于乐器的制造。实际上，如伦多拉(Landola)这个欧洲最大的吉它制造商正在使用这种热处理木材来制造它一半以上的产品。
D2标准适用于已变成咖啡般棕色的橡胶木，按这种标准热处理的木材大多数用来制作庭院家具，它能适应任何气候条件。现在，可以严格地控制这种木材的PH值，可以在上面用普通的螺钉和木钉。依D2和D1标准处理的木材甚至能担保在10年内不会受到菌腐（对特定的用途）。
D1标准中处理的条件是最严酷的，处理过的橡胶木呈巧克力般的深棕色。在这种处理条件下，木材已经略微发脆，建议不要用来制作家具。但是它可以用于极端的状态，例如埋在地下，或者浸泡在水中，都不会腐朽。典型的用途是做庭院的木栅栏或是海岸的防波堤。
3 耐候性和抗虫害性能
　　这种处理技术的优点是，处理过的木材具有良好的耐候性，这是因为在高温下，糖份和淀粉被分解了或者变成其它的化合物，结果使处理后的木材不保留有菌类和虫类的食物了。
　　在各个研究所里，对几种树种木材进行了虫害试验，都得出了相同的结论。试验表明，害虫不爱吃食热处理过的木材，甚至把虫关在玻璃瓶中，只放入热处理过的木材，没有其它东西，占七成的虫子宁愿饿死，也不吃食这种木材。而吃食这些木材的虫子会死去，因为它们不能消化这些木素，这使它们不能再继续吃东西而死亡。
　　室外的防虫害试验也已经进行一年多了，这个项目即将完成。结果表明，经热处理过的木材没有受到菌害和虫害的损伤。在吉隆坡的一个墓地里所做的一个试验是把处理过的木材样品一半埋在潮湿的土下，已经有两年之久。这些木材样品是按最严酷工艺条件的标准D1和D2来进行处理的，它们的表面仍完好无损（现在在阳光紫外线的漂白作用下，变成灰色）。而按比较温和的处理标准进行处理的木材出现了不同程度的腐朽，但是它能抗拒粉蠹类虫害。试验也包括未经处理的对照试件，相比之下，这些橡胶木试件在6个月后受到粉蠹类虫害和菌害已完全腐朽。
　　4 今后的开发方向
　　Mr. Tero
Lallukka是在这一方面最早开展研究的专家，他认为家具企业可以把进口的热处理过的木材用来试做家具，其它树种可为松木或其它欧洲木材。“一个值得注意的趋势是这种木材与传统的木材没有什么大的区别。也许唯一的差别是这种木材比较脆，但是如果采用适当的加工手段，也可以不用螺钉或钉子来连接。