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作者  taiwanfir@Pivot (dd), 信區: NCHU-FS
標題  木材防腐處理
時間  興大天樞資訊網 (Mon Nov 20 16:54:53 1995)
路徑  Pivot


木材之防腐處理
    選擇適當的化學藥劑配合正確的處理方法,可使防腐處理達到最佳之效
果。一般來說,影響木材防腐處理效果之因子有三,即:前處理、化學藥劑和
處理方法。而選用一種可靠有效的處理方法,則需根據樹種、用途以及所使用
的化學藥劑而定。

    (1)防腐前處理
    前處理之目的,是要使防腐藥劑能夠深入且均勻的分佈在木材中。
對大多數的防腐處理方法而言,必需先要求木材去樹皮、乾燥,並作適
當的機械加工,而對一些難處理且表面光滑程度要求不高的產品,如枕
木、電桿等,可用刻痕(incising)的方法來改善藥劑的滲透性。此外,
亦有人採用壓縮(compression)的方式,使木材的構造發生變化(主要是
使木材細胞壁之壁孔膜破裂,而使液體能在木材中較易流動),木材因
此可更容易及均勻地吸收防腐藥劑。也有人用類似的原理,即以生物方
法(biological treatment)進行前處理,將木材放在池塘中保存,或以
池塘中的水噴在木材上,由於細菌對木材之壁孔膜產生溶解作用,因而
擴大了壁孔,使得木材的滲透性增加。

    (2)防腐處理
    木材防腐處理方法,種類很多如刷塗法(brushing)、噴塗
(spraying)、浸漬法(immersion or dipping)、噴淋(deluging)、擴散
法(diffusion)、熱冷浴法(hot and cold open tank)、及加壓法
(pressure)等。前五種屬於常壓下之防腐處理,而後者之加壓法依所使
用壓力之高低,又可以分為高壓法(high pressure processes)及低壓
法(low pressure processes),前者所施加之壓力高於5 bar,而後者
所使用之壓力低於5 bar。

A.常壓下之防腐處理
    簡單的防腐處理是以刷塗、噴塗、噴淋及浸漬等方式,利用木
材組織的毛細作用,使木材吸收防腐藥劑。此外,在常壓下最有效
的防腐處理是熱-冷浴法。這種方法的原理是將木材先在熱的防腐藥
劑中加熱,隨著木材內溫度的上升,其中的空氣膨脹、水分蒸發,
因此木材內的壓力高於大氣壓,空氣和水蒸氣便會由木材內排出,
此時再迅速將木材由熱的防腐藥劑槽中移至冷防腐藥劑槽中。因為
驟然冷卻,木材內的空氣受冷而收縮,未排出的水蒸氣也冷凝,如
此木材內便產生真空。由於木材內和防腐藥劑之間的壓力差,防腐
藥劑因此而被吸入木材中。

B.加壓之防腐處理
    毫無疑問的,各種防腐處理中,加壓法是最重要及最有效的處
理方法。此法是將木材放入密閉的容器中,利用壓力將防腐藥劑注
入木材內部。加壓法依所使用壓力之高低,可分為高壓法及低壓
法。高壓法的基本的注入法有三種,即:1.滿細胞法(Full cell 
process),又稱為白氏法(Bethell process),2.空細胞法 (Empty 
cell process),包括勞利法(Lowry process)與魯賓法(Rueping 
process),3.半空胞法,此外,還有一些改良的處理方法。在這些
方法中以滿胞法最為重要,是目前廣為使用之方法。此法是由英國
之工程師Bethell 所開發,原理是利用加壓前將處理槽之壓力排
除,而使防腐劑能充滿木材細胞,所以滿胞法能保留最大量的防腐
劑,故又名全吸收法。滿胞法適用於水溶性防腐劑。圖2A為滿胞法
處理之操作程序圖。由圖中可清楚看出滿胞法可分為五個階段:(1)
前排氣(a):注入筒先排氣,抽除木材細胞內之空氣以便防腐劑進入
木材內,真空度約為-0.8bars維持15分鐘至60分鐘;(2)注入防腐藥
劑(b):真空狀態下導入防腐藥劑於注入筒;(3)加壓 (c,d):導入
防腐藥劑後,即即實施加壓,壓力一般為10-14 bars,壓力維持1小
時至3.5小時,隨樹種而異;(4)排壓階段 (e,f):解除壓力,並將
防腐藥劑洩回藥劑貯藏筒;(5)後排氣 (g,h):抽真空,真空度為-
0.8bars,維持15分鐘,以便除去木材表面多餘之防腐藥。處理過程
如圖3。

    空細胞法之魯賓法與上述充細胞法最大的差異處即在處理初期
不但不施以真空,相反地反而施以初期壓力,壓力為 4 bar,加壓
維持10分鐘至 1 小時,隨樹種及木材尺寸大小而定。其五個階段
(圖2B)為(1)初期加壓,(2)注入防腐藥劑,(3)加壓,(4)洩除防腐
藥劑,(5)後排氣。勞利法在處理初期既不抽真空也不施加壓力,而
是在常壓下將防腐藥劑直接導入注入筒,其處理過程可分為四個階
段(圖2C),(1)常壓下注入防腐藥劑,(2)加壓,(3)洩除防腐藥劑,
(4)後排氣。

    低壓法又稱為雙真空法(Double vaccum process),適合有機溶
劑防腐藥劑注入木材之用,此法與高壓充細胞法相似,只是所使用
之真空度及壓力均較小,真空度為-0.17∼0.83 bar,而所施加之壓
力低於2 bar,其處理過程如圖4所示。


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