用于吸湿材料的改性装置的制作方法

本发明涉及对吸湿材料进行热或热机械处理以调节材料特性。

背景技术：

1、吸湿材料通过吸收或吸附的方式很容易从周围环境中吸收水分。木材是一种多用途的吸湿材料，可用于各种目的。除了木材之外，吸湿物质还可以包括植物(包括木本植物)、纤维素纤维、棉花、纸张、蜂蜜、乙醇、甲醇或浓硫酸。在此，将木材和木本植物统称为木材。

2、木材处理方法分为机械法、物理法、生物法和化学法。锯切、劈裂和加压，即在木材上施加力，是机械处理方法的例子。

3、干燥是木材的物理处理法。加热是另一种物理处理方法，它可以使木材收缩并减缓其腐烂。在此，将木材视为经过加工的木材产品，而木材板材则是较少经过加工的木材，例如切割下来的树木。高温加热可能会降低木材的所谓耐磨性能，导致开裂。蒸汽是一种物理的木材处理方法，可以防止或抑制木材开裂。

4、洒水或淋水是生物处理方法的一个例子。这种对木材进行湿存的方法通常在靠近海岸、可获得咸淡水的纸浆和造纸厂中使用。基于真菌、细菌或酶的生物处理方法正在实验室中进行测试，其中一些方法已经进行了试点。

5、使用防腐剂是化学处理方法之一。某种真菌会导致木材腐烂。防腐剂可以保护木材免受真菌、孢子、昆虫和/或海洋生物的侵害。防腐剂可以涂抹在木材表面上，例如使用刷子。使用渗透增强剂是对吸湿材料进行化学处理的另一个例子。渗透法是基于树脂或相应物质的使用，因此被归类为化学处理方法。树脂是稍微黏稠的有机液体，可能含有甲醛。

6、有些木材处理方法是不同类型方法的组合。例如，木材的压力浸渍就是一种基于化学防腐剂和压力(具体来说是液压压力)的方法。

7、木材的压力浸渍是通过在一个浸渍腔中进行以下步骤完成的。首先，将木料制成的木材装入浸渍腔中，通过产生真空将木材细胞内的空气抽空。其次，用防腐剂浸泡木材。然后，使用液压压力将防腐剂强行注入木材内，使得浸渍腔内产生过剩的压力。接着，再次创建真空以将木材中的过量防腐剂去除。最后，在浸渍腔中对木材进行干燥，以达到木材的最终含水率。

8、tmtm(热力学木材改性)工艺是由一家名叫“avant wood”的公司开发的，它代表了本发明的接近的现有技术。tmtm工艺包括在改性单元中加热吸湿材料。更详细地说，该工艺包括在改性单元中执行的以下五个阶段。

9、1.在改性单元中开始对木材加热，并对木材施加机械压力。加热过程中可能会导致木材开裂或其他损坏，因此使用水来避免木材的损坏。

10、2.去除水分和木材致密化是下一个工艺阶段。加热和机械压力使木材中的水分被去除。木材的预定含水率和适当的温度对于致密化非常重要。

11、3.热改性是减少木材的含水率并提高木材的尺寸稳定性的工艺阶段。

12、4.冷却木材意味着使用水进行冷却，以防止木材在改性过程后出现干燥缺陷。

13、5.平衡含水率以达到所需的木材含水率。最后，释放木材的机械压力，工艺结束。

14、tmtm工艺显著提高了木材的质量，如强度和硬度。该工艺改善了木材的尺寸稳定性和透气性。tmtm工艺使木材表面的密度增加，或者使整个木材的密度增加。在这两种情况下，木材的表面耐磨性增加。在tmtm工艺中，可以对不同的木材品种或木本植物进行不同处理，并且该工艺能够生产符合客户要求的木材产品。

15、如上所述，渗透是木材的一种化学处理方法，压力浸渍也是一种已知的木材处理方法。

16、现有技术的一个缺点是，压力浸渍需要消耗大量能源，因为至少需要在渗透室内进行一次真空操作和一次过压操作。能源的使用会导致成本增加，并且能源生产通常会产生二氧化碳排放。一种廉价和环境友好的木材渗透设备将提高木材的可用性。

技术实现思路

1、本发明的一个方面是通过避免压力浸渍来解决先前技术中所述的缺点，从而节省能源。

2、本发明的一个方面是通过进一步开发热机械改性木材(tmtm)工艺，以更多样化的方式改变吸湿材料的特性。

3、本发明的一个方面是对木材进行处理，使得在经过该过程后，木材具有预定的尺寸。换言之，木材材料没有被浪费。

4、本发明的一个方面是在亲水材料的改性过程中利用适当的时机。众所周知，加热会使木材变干，即加热会降低其含水量。含水量的降低导致木材容易吸收液体。换言之，木材容易吸湿。这是改变木材属性的一个适当时机，因此将含有特定成分的液体引入包含木材的改性单元中。

5、该液体可以包括水或溶剂。该液体进一步包括某些成分，例如加入到液体中的防腐剂。当木材容易吸收液体时，防腐剂会随液体深入渗透到木材中。除了木材之外，纤维素纤维、棉花或其他吸湿材料也可以在改性单元中进行改性。

6、除了防腐剂之外，或者可以同时使用其他处理剂，例如染料、颜料、浸渍成分或阻燃剂作为处理剂。因为处理剂被加入到液体中，所以处理剂会随液体一起渗透到亲水材料中，并改性材料的性质。

7、本发明涉及一种用于吸湿材料的改性装置，该改性装置包括一个改性单元、在改性单元中的至少一个液体孔、通过控制阀与至少一个液体孔连接的液体容器。该改性装置被配置为加热改性单元中的吸湿材料，以从吸湿材料中提取水分，并在响应于打开的控制阀，将液体从液体容器通过至少一个液体孔引导至改性单元中。

8、该改性装置还包括将处理剂添加到液体中，以便在改性单元内将处理剂与液体一起被吸湿材料吸收，并改变吸湿材料的性质。而且，处理剂包括以下至少一种成分：防腐剂、染料、颜料、香料、除臭剂、杀虫剂、浸渍成分、阻燃剂。

技术特征：

1.一种用于吸湿材料的改性装置(200)，所述改性装置包括：

2.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，在所述改性装置中，用于加热吸湿材料的配置是改性单元(202)作为一个干燥炉，能够加热空气并循环改性单元内加热的空气。

3.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，所述改性装置包括加热器(302)和风扇(301)，用于加热改性单元(202)内的吸湿材料，其中风扇(301)能将空气吹向加热器(302)。

4.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，所述改性装置包括以下至少一种仪器来确定导流液体的时刻：改性单元(202)内的温度计(304)、改性单元内的湿度计(305)、以及时钟(306)。

5.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，所述改性装置包括压缩装置(307)，用于对吸湿材料(201)施加压力，以从吸湿材料中提取水分。

6.根据权利要求5所述的改性装置，其特征在于，所述压缩装置(307)为液压机。

7.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，该改性装置包括可在吸湿材料上移动的重物(409)，通过重物的施加压力，从吸湿材料中提取水分。

8.根据权利要求7所述的改性装置，其特征在于，重物(409)包括托盘(410)、重物材料(411)和围绕重物材料(411)的隔热层。

9.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，所述改性装置的改性单元(202)包括可相互分离的底部部分(405)和顶部部分(413)。

10.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，所述改性装置中的液体容器(204)用于处理剂(207)和水(501)。

11.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，所述改性装置包括用于利用水冷却吸湿材料(201)的蒸汽发生器(601)和与蒸汽发生器耦合的注水阀(602)。

12.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，改性装置中的处理剂(207)以气溶胶形式导入改性单元(202)。

13.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，加热器(302)是以下设备之一：电阻加热器组件(416)，具有液体循环的散热器(604)。

14.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，蒸汽发生器(601)通过注水阀(602)与混合管道(702)相耦合，液体容器(204)通过控制阀(205)与混合管道相耦合。

15.根据权利要求1所述的改性装置，其特征在于，处理剂(207)至少包含以下一种成分之一作为防腐剂：煤焦油、铜、铜铬砷、铜铬硼、酸式铬酸铜、锌、氧化铜、萘酸铜、乙二醇、硅酸盐。

技术总结本发明涉及对吸湿材料进行热或热机械处理以调整材料性质。本发明涉及一种用于吸湿材料的改性装置。该改性装置包括改性单元(202)和与控制阀(205)相耦合的液体容器(204)，该控制阀(205)连接至至少一个液体孔(203)。该改性装置被配置为加热改性单元(202)中的吸湿材料以从中提取水分，并响应于控制阀(205)的开启，将液体从液体容器通过至少一个液体孔(203)导入改性单元(202)。该改性装置还包括加入到液体中的处理剂(207)，以使处理剂(207)被吸收到吸湿材料中并对其进行改性。处理剂(207)包括以下至少一种成分：防腐剂、染料、颜料、香料、除臭剂、杀虫剂、浸渍成分或阻燃剂。技术研发人员：佩卡·里特万宁,约尔基·莱蒂宁,蒂莫·帕萨宁,卡里·塞内维尔塔,卡里·特乌沃受保护的技术使用者：先锋木材有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/21