CN101360590A - 为生产建筑结构和其他木材产品处理木材 - Google Patents

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Abstract

公开了用来生产经处理的木材产品的组分和设备。说明了用感兴趣的化学配方处理多个木材件的水分交换容器。另外，说明了适合将以感兴趣的化学配方处理的、或者将要处理的木材件胶合的粘结剂。还公开了使用本发明的设备和组分的方法和系统，以及经处理的木材产品。

Description

为生产建筑结构和其他木材产品处理木材
本发明依据35USC 119(e)要求2004年9月30日提交的，序号60/614,807，题为“处理木材的方法和产品以及由此而来的木材产品”的临时申请的优先权。临时专利申请60/614,807公开的内容全文引入作为参考。
技术领域
本发明涉及经处理的木材产品，和处理木材的方法、设备、组分以及系统。
背景技术
建筑结构，诸如窗或者门，是用实木制成的，具有好看的外观以及坚实的质感。虽然自然木材的外观美观好看，但是木材容易因长期暴露于潮湿或者干燥的空气、水分、气候、细菌侵蚀、和/或虫咬而导致损坏。因此，需要频繁且通常费钱的维护来防止暴露于环境中的精加工木材变差。
另外，木材是珍贵的自然资源。为了最大化用板材生产建筑结构的效率，切割成小于最终部件尺寸的板材可以用来形成较大的件。例如，修整大块板或者梁剩下的较小的木材件可以组装成较大的建筑结构的一部分。
为了提高实木抵御诸如由气候和/或虫咬导致的恶化的能力，已经研制出了防腐和保护木材的配方以及用这种配方处理木材的方法(参见例如，美国专利No.：6,686,056、6,569,540、6,274,199、5,824,370、5,652,023，以及其中引用的参考文献)。用防腐剂配方处理木材可以导致在整个制造过程中包含额外的步骤。例如，用防腐剂配方处理木材可能需要在处理前或者之后将木材干燥到特定的水分含量。或者，用防腐剂配方处理木材可能需要预处理木材来提高防腐剂配方渗透到木材毛细孔(pore)的能力。另外，用较小的件制成的木材产品可能需要在处理前或者之后胶合在一起。
因此，需要提高制作经化学处理的木材的过程的效率。另外需要改善用经处理的木材制造木材产品和建筑结构的配方。
发明内容
本发明的实施例提供处理木材的方法、以及组分和设备。另外提供的是处理木材的系统。在另一个实施例中，本发明提供用本发明的方法和系统和/或本发明的设备和组分制作的新颖木材产品。本发明可以以多种方式实施。
例如，本发明的实施例可以包括这样的设备，其包括用液体处理多个木材件的容器。在实施例中，该容器可以包括水分交换容器。该容器可以包括用来将多个木材件保持在容器内的支撑骨架；和至少一个包括多个孔的表面，这里的孔的尺寸使得液体能穿过所述孔，而容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔。
本发明的实施例还包括用于胶合木材的组分。在实施例中，组分可以包括粘结剂，其包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂。本发明实施例的粘结剂可以用于未处理的木材，或者这样的木材。本发明的实施例还包括用感兴趣的化学配方处理木材的方法。该方法例如可以包括组装多个木材件的步骤；将多个木材件放入容器的步骤，这里的容器包括用来将多个木材件保持在容器内的支撑骨架和至少一个包括多个孔的表面，这里的孔包括的尺寸使得流体可以穿过所述孔，而容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔；和将多个木材件暴露于条件中的步骤，使得流体添加到木材或者从木材去除。
本发明的实施例还包括用感兴趣的化学配方处理木材的系统。该系统例如可以包括用来装载容器用于以液体处理多个木材件的站点，所述容器包括用来将多个木材件保持在该容器内的支撑骨架；和至少一个包括多个孔的表面，这里的孔包括的尺寸使得流体可以穿过所述孔，而容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔。系统的实施例可进一步包括以感兴趣的液体配方处理木材件的站点。另外，在其他实施例中，系统可以包括在木材从处理站点中取出后，从木材中去除过多水分的站点。该系统可以用来生产由多个部件形成的木材产品。因此，系统的实施例还可包括将木材件的至少一部分胶合在一起的站点。
而且其他实施例可以包括用本发明的设备、组分、方法和系统制作的木材产品。
本发明的特定实施例可以包括各种优势。使用本发明的设备、组分、方法和系统可以包括提高生产经处理的木材的效率。例如，本发明的水分交换容器可以用来处理各种木材基材阵列和用来生产多种建筑结构。使用本发明的水分交换容器可以允许处理多个木材件，而不论这些木材件的形状或者尺寸如何。
另外，本发明的实施例可以用在处理方案(protocols)中，其中木材暴露于高温或者变化的压力中。例如，在实施例中，本发明的水分交换容器可以用来以水基、或者有机化学配方处理木材。因此，本发明的水分交换容器可以用来生产需要用杀菌剂、或者杀虫剂、或者其他类型的化学防腐剂处理的木材产品。或者，水分交换容器可以用在木材不需要用化学配方处理，而是需要添加或者去除水分的场合。
本发明的实施例还允许具有灵活性，以允许较小的木材件在处理过程中在多个点上胶合在一起。例如，可以在装载木材到水分交换容器内用来以化学配方处理之前，将木材件胶合在一起。或者，可以在装载木材到水分交换容器内用来以化学配方处理之后，将木材件胶合在一起。
本发明的实施例还可以提供独特的粘结剂组分。在实施例中，本发明的粘结剂组分可以配方成提高木材件彼此之间的粘结性。这种提高的粘结性对于把将要承受物理应力的木材件胶合在一起而言是重要的。这种提高的粘结性对于化学处理的木材也是重要的，因为木材的化学处理可能至少部分地灭活木材里能够参予交联粘结剂的化学基团。因此，在木材将要化学处理的时候需要更强的粘结剂。
本发明实施例的粘结剂组分还可以减少固化时间。减少固化时间在生产过程中是有好处的，因为将木材件胶合在一起是生产中的瓶颈。
另外，本发明实施例的粘结剂可以配方成减少粉化。减少粉化允许在胶合在一起的两部件之间形成更强的密封以及更清洁的胶缝。
从前述总结中，本发明的目的显然是提供与生产经处理的木材产品有关的方法、设备、组分和系统。应当理解，本发明并未限于以下的说明、附图和权利要求中所述的具体细节。本发明可以有其他的实施例且可以以不同的方式实践或实现。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例用来处理木材产品的方法流程图；
图2图示了根据本发明实施例的水分交换容器；
图3成员A-E图示了根据本发明实施例的水分交换容器的额外附图和尺寸，其中3A示出了容器的透视图；3B示出了前后视图(3B-1)、左右视图(3B-2)、和顶视图(3B-3)；3C示出了容器的底部视图；3D以透视图(3D-1，3D-2)或者截面图(3D-3)示出了连接到容器的脚的分解视图；和3E示出了透视图(3E-1)和顶部拐角(3E-2)的分解视图和中心加强拉杆(3E-2)；
图4示出了根据本发明实施例的两个水分交换容器的叠放；
图5示出了根据本发明的替代实施例的水分交换容器，其中成员5A示出了支撑容器的替代脚的透视图，成员5B示出了两个容器叠放的侧向透视图，和成员5C示出了两个容器叠放的正视图；
图6示出了根据本发明的实施例，用来处理木材的系统的示意性表示；
图7示出了根据本发明的替代实施例，用来处理木材的系统的示意性表示。
具体实施方式
定义
作为本说明书中所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数对象，除非明确且毫不含糊地限制为一个对象。
作为此处所用，术语“大比例”指的是至少60％，因此包括至少70％、或者至少80％、或者至少90％、或者至少95％、或者至少99％的范围。
本发明的实施例提供各种建筑结构，它们包括本发明的经处理的木材产品。建筑结构可以是本领域已知的多种建筑结构中的任何一种，诸如但不限于，门框或者门框的一部分、窗框或者窗框的一部分、或者窗部件、诸如窗扇、玻璃嵌条或者模拟分光(simulated divided light)条(例如，窗格条)、壁板(或者其一部分)、盖板(或者其一部分)、招牌牌匾、百叶窗、小招牌或者外盖。另外，建筑结构可以是基本上平面的结构诸如门板。或者经处理的木材可以进一步加工成复合结构，诸如门表皮。
作为此处所用，木材和木材件包括自然木材以及木基复合材。这种木基复合材可以包括任何木质纤维。例如，木基复合材可以包括纤维板，诸如高密度纤维板、中密度纤维板、定向刨花板和刨花板。木材和木材件包括多种不同类型的板材诸如工业级板材、胶合材、随意长度板、无节疤清材、指接短料板材(fingerjoint cutstock lumber)、破边板材(ripped lumber)，或者适合制作感兴趣的木材产品的其他类型的木材。木材的类型并不限于任何特别的木材件。木材可以是“硬木”，其是来自双子叶树木的典型木材，诸如樱木、芩树、红木、非洲黄金木、山毛榉、橡树、枫树、桦树、胡桃木、柚木、桤木、欧洲山杨、山毛榉、三叶杨、榆树、橡胶树、白杨木或者柳树。或者“软木”，其是来自针叶树木的典型木材，诸如落叶松、松树、冷杉、花旗松、铁杉、红杉和云杉。
另外，作为此处所用，木质纤维是包含纤维素、半纤维素和木质素的材料。合适的木质纤维材料可以包括木屑、木材纤维、亚麻、花生壳、硬质灌木、或者软质灌木。用来制作木材件的木质纤维可以经过精加工。作为此处所用，精加工纤维是其他形式的木材诸如木片或者刨花减小了尺寸的木材纤维和纤维束。精加工木材纤维可以通过用蒸汽和压力软化较大的木材件，然后在精磨机里机械研磨木材来产生希望的纤维尺寸。
作为此处所用，框架是刚性支撑结构。另外，作为此处所用，骨架是具有至少一个框架的基本支撑结构。另外，作为此处所用，脚是是支撑结构，当放在平坦表面上时，其上可以支靠更大的结构。
如此处所用，栅格或者网格是网络结构，其包括带有规则隔开的孔的多个交织实体部件。
本发明的实施例可以包括自动系统，其可以至少部分地被计算机和计算机程序或者软件控制。作为此处所用，计算机程序包括计算机编码语言，其编码计算机执行具体任务或者多个任务所需的步骤。另外，作为此处所用，软件包括结合计算机功能所需的任何其他操作系统所用的计算机程序。计算机可读介质包括但不限于能够给处理器提供计算机可读指令的电子、光学、磁性或者其他存储或者传输设备。适当的介质的其他示例包括但不限于软盘、CD-ROM、磁盘、存储芯片、ROM、RAM、ASIC、经配置的处理器、所有的光学介质、所有的磁带或者其他磁性介质、或者计算机处理器可以从其读取指令的任何其他介质。另外，各种其他形式的计算机可读介质可以传输或者携带指令到计算机，包括路由器、私有或者公共网络、或者其他有线和无线的传输设备或者渠道。指令可以包括来自任何适当的计算机编程语言的代码，包括例如C、VISUAL C#
Figure A20058003843500101
、VISUAL BASIC
Figure A20058003843500102
，VISUAL FOXPRO
Figure A20058003843500103
、Java，JavaScript、CITEC、WONDERWARE
Figure A20058003843500104
和TESTPOINT
Figure A20058003843500105
。
另外，作为此处所用，计算机处理器或者CPU可以包括例如能够响应从输入设备接收到的输入来处理输入、执行算法并且在需要时产生输出的数字逻辑处理器。这种处理器可以包括微处理器，诸如ASIC和状态机。这种处理器包括介质，例如计算机可读介质，或者与介质通信，该介质存放指令，当被处理器执行时，该指令致使处理器执行此处所述的步骤。
处理木材的方法
本发明的实施例可以包括处理木材的方法。另外，本发明的实施例包括用本发明的方法制作的木材产品。本发明的方法实施例可以包括此处所述的本发明的系统、设备和组分的实施例。
在一个实施例中，本发明可以包括处理木材的方法，其包括步骤：(a)组装多个木材件；(b)将多个木材件放置在容器内，其中容器包括(i)将多个木材件保持在容器内的支撑骨架，和(ii)至少一个包括多个孔的表面，其中所述孔的尺寸使得流体可以穿过所述孔，但是容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔；和(c)将多个木材件暴露在条件下，使得可以向木材添加流体或者可以从木材去除流体。该骨架可以包括基部框架、顶部框架以及多个连接基部框架和顶部框架的侧轨。
另外，在特定的实施例中，容器可以包括脚，其从基部框架延伸，使得当容器放置在平坦表面上时，容器支靠在脚上。脚可以定位成从基部框架的内周边延伸，使得当两个容器叠放时，上部容器的脚插入下部容器顶部框架的周边内，以限制容器相对于彼此侧向移动。另外，脚可以包括延伸部，使得当两个容器叠放时，上部容器的脚的延伸部支靠在下部容器顶部框架的上表面上，以在两个容器之间提供空间。
另外，在实施例中，框架可以包括网板或者栅格。或者，网板或者栅格包围包括较大孔的骨架。在实施例中，容器可以包括如此处所述的水分交换容器。本发明的方法中所用的水分交换容器的其他细节在以下讨论。
在实施例中，方法可以包括用化学配方处理多个木材件和将多个木材件组装成较大的结构。在一个实施例中，化学配方可以包括防腐剂来保护木材抵御水渗入和/或木材腐烂。另外或者可替代地，化学配方可以包括药剂来减少虫咬。或者，化学配方可以包括杀菌剂。而在其他实施例中，处理可以包括为木材添加水分或者去除水分。
在特定的实施例中，该方法的初始步骤可包括制备多个待处理的木材件。木材可以包括自然木材以及木基复合材。另外，木材可以包括多种不同类型和级别的板材，诸如工业级板材、胶合材、随意长度板、无节疤清材、指接短料板材(fingerjoint cutstock lumber)、破边板材(ripped lumber)，或者可用于制作感兴趣的建筑结构的其他类型的板材。木材的类型并不限于任何特别的木材件。木材可以是“硬木”，诸如樱木、芩树、红木、非洲黄金木、山毛榉、橡树、枫树、桦树、胡桃木、柚木、桤木、欧洲山杨、山毛榉、三叶杨、榆树、橡胶树、白杨木或者柳树。或者“软木”，诸如落叶松、松树、冷杉、花旗松、铁杉、红杉和云杉。
在一个实施例中，木材可以装载到本发明的水分交换容器内，用来传送到处理罐中。然后木材件可以被放置在处理罐内。处理罐可以是封闭容器，允许木材接受感兴趣的化学配方处理。在一个实施例中，处理罐中的木材可以承受升高温度和/或压力条件。
在实施例中，处理后，木材可以放置在除湿器或者干燥器中，以干燥木材到预定水分含量。干燥器可以是太阳能动力的，蒸汽加热的、电动的、或者柴火烧的或者天然气的。在一个实施例中，木材可以在环境温度下被空气干燥。在替代实施例中，木材可以被干燥到最终水分含量在约3％到约30％范围内，或者约5％到约20％范围内，或者约8％到约15％范围内。当处于干燥器中时，木材可以保持在水分交换容器内。木材可以在约30℉(-1.1℃)到280℉(138℃)，或者约60℉(15.6℃)到约240℉(116℃)，或者约100℉(37.8℃)到约220℉(104.4℃)的温度范围内接受处理。从经处理的木材中去除过多的水分后，单个木材件可以从水分交换容器内取出。
处理木材的方法可以根据施加到木材的配方的类型变换。在一个实施例中，方法可以包括改变作为提高化学配方渗透木材的手段的温度和/或压力。因此，在替代实施例中，将多个木材件暴露在流体中的步骤包括加热木材和流体从约110℉(43.3℃)到约270℉(132℃)，或者从约120℉(48.9℃)到约250℉(121℃)，或者从约130℉(54.4℃)到约200℉(93.3℃)，或者从140℉(60℃)到约180℉(82.2℃)，或者从150℉(65.6℃)到约160℉(71.1℃)的温度范围内。处理罐可以包括封闭系统，其可以给正在处理的木材施加负压或者正压。在一个实施例中，处理罐包括高压釜。
木材件可以是最终产品的尺寸，或者它们可以是小件，这些小件被粘结在一起形成较大的件。在一个实施例中，在木材用感兴趣的化学配方处理之前，较小的木材件可以粘结在一起。或者，在木材用感兴趣的化学配方处理后，这些木材件可以粘结在一起。
在一个实施例中，用于粘结木材的粘结剂包括这样的粘结剂，其包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂。粘结剂可以具有允许经处理的木材胶合的粘合强度，或者在感兴趣的处理之前允许木材被胶合的粘合强度。在替代实施例中，粘结剂的粘合强度大于1兆帕(Mpa)(145psi；10.2kg/cm2)，或者2Mpa(290psi；20.4kg/cm2)，或者5Mpa(725psi；51kg/cm2)、或者7.5Mpa(1088psi；76.5kg/cm2)、或者10Mpa(1450psi；102kg/cm2)、或者15Mpa(2175psi；153kg/cm2)。例如，粘结剂的粘合强度可以在从1Mpa(145psi；10.2kg/cm2)到20Mpa(2900psi；204kg/cm2)，或者从2Mpa(290psi；20.4kg/cm2)到18Mpa(2610psi；183.5kg/cm2)，或者从5Mpa(725psi)到17Mpa(2465psi；173kg/cm2)，或者从7.5Mpa(108psi；76.5kg/cm2)到15Mpa(2175psi；153kg/cm2)的范围内。例如，在替代实施例中，当粘结剂用于粘合两个木材件时，粘结剂的粘合强度提供大于80％、或者大于85％，或者大于90％，或者大于92％，或者大于95％，或者大于97％的木材破坏。在一个实施例中，粘合强度的测量包括使用此处所述的美国材料试验协会(ASTM)拉力和/或挠曲测试。
如以下更为详细地说明，异氰酸酯交联剂可以包括二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。MDI可以包括聚合MDI(pMDI)和纯MDI的混合物。纯MDI可以包括2、4′-二苯甲烷二异氰酸酯和4、4′-二苯甲烷二异氰酸酯。聚合MDI可以包括本领域已知聚合物的混合物。在实施例中，聚合MDI可以包括纯MDI以及三异氰酸酯，四异氰酸酯、五异氰酸酯和较小百分比的更高同系物。聚合MDI的平均官能度在从约2.5到约3.0的范围内。在实施例中，异氰酸酯交联剂可以包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(CAS No.：101-68-8)。额外地或者可替代地，异氰酸酯交联剂可以包括聚(亚甲基亚苯基异氰酸酯)(CASNo.：9016-87-9)。交联剂可以进一步包括亚甲基二苯基异氰酸酯(methylenediphenylylisocyanate)(CAS No.：26447-40-5)。在实施例中，聚合(亚甲基亚苯基异氰酸酯)包括约45-55％(重量)。另外，亚甲基二苯基二异氰酸酯可以包括约40-50％(重量)。另外，亚甲基二苯基二异氰酸酯(methylenediphenyldisocyanate)可以包括约1-10％(重量)。在一个实施例中，交联剂可以包括Isoset
Figure A20058003843500131
CX-47，由Ashland Specialty Chemicals Company(Ashland，OH)销售。或者，在特定的实施例中，也可以使用其他聚合MDI诸如SUPRASEC
Figure A20058003843500141
5025(Huntsman)。
聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂可以包括聚醋酸乙烯酯聚合物。另外，在PVA树脂中可以有其他成分。例如，PVA可以包括聚乙烯醇。另外，PVA树脂可以包括诸如芳香族二酯或苯酚的溶剂。在实施例中，PVA树脂可包括约10到80％的聚醋酸乙烯酯，和约5-15％的聚乙烯醇。额外的组分可以包括约15-70％的水，和约1-5％任何其他溶剂。PVA树脂还可以包括聚结剂，诸如乙二醇。另外，可以包括稳定剂或者填料和去沫剂。在特定的实施例中，PVA树脂可以包括PVA2723或者PVA2720(Specialty Polymer，Inc.，Woodburn，OR)。PVA2723和PVA2720区别在于PVA2720不包括聚结剂。
在实施例中，方法可以包括作为生产线的一部分实时混合两部分配方，并且在混合时将该混合物施加到木材上。例如，在使用本发明的混和粘结剂配方时，可以存在包括交联剂(例如，二苯甲烷二异氰酸酯)的第一封闭管和包括PVA树脂的第二封闭管。在一个实施例中，两部分粘结剂(交联剂和PVA树脂)通过管泵浦，并且在临施加到木材之前在基本上气密(即，厌氧条件)下在腔内混合在一起。在实施例中，两部分配出器为粘结剂所需的两种成分(例如，PVA和MDI)提供受控混合。另外，在实施例中，在MDI和PVA树脂反应时，配出器的封闭特性可以减少泡沫。
通过使用本发明的水分交换容器，较小的木材件可以以流水线的方式用防腐剂和其他类型的处理配方处理。由于利用水分交换容器处理的木材件尺寸相对较小，所以处理配方对木材的渗透可能增加。另外，由于正在处理的木材件是相对较小的件，所以整个木材中的水分含量较之作为板材或者较大的件而干燥的木材可以具有更高的一致性。利用本发明的方法制作的木材因此较之未被处理的木材，可以具有对气候、腐蚀、虫咬和水分引起的收缩和/或膨胀的耐受性。
处理木材的方法实施例
图1提供了用来处理木材的本发明的方法的示例实施例的示意性概图。本发明的处理方法可以与多种木材基材使用。在实施例中，经处理的板材尺寸不受本发明的方法的限制。在各种实施例中，板材可以是小到长度为4英寸的件到约20英尺(6.1米)或者更长的件。另外，板材的宽度随着待制作的最终产品的需要而变化。在一个实施例中，板材可以是从约1/2英寸(12.7毫米(mm))到约12英寸(304mm)宽或者更宽。板材的厚度也可以变化。改变板材的厚度可能需要调节处理参数，因为更厚的板材比较薄的板材件可能需要更彻底的处理(即，更长的时间或者更高的温度)。在替代实施例中，板材可以是从约1/16英寸(1.6mm)到约12英寸(304mm)厚，或者从约1/8英寸(3.175mm)到约5英寸(122mm)厚，或者从约1/4英寸到约3英寸厚。在一个实施例中，可以将任何尺度的板材配合在水分交换容器和/或处理罐内。
在替代实施例中，经处理的木材既可以在木材处理前101粘合，也可以在木材处理后120粘合(图1)。以此方式，可以处理较小的木材件并且粘合形成商业上可以市场化的木材件。例如，多件指接短料板可以粘合在一起形成更长的板。当木材件在处理前粘合在一起时，木材可以放在水分交换容器内，或者较大的木材件可以叠放和放置在处理罐内。如果不用水分容器，则可以在每个木材件之间使用间隔件，以允许空气流动和协助干燥木材。在一个示例实施例中，间隔件可以是放置在堆垛中交替的木材件之间的粘结条(sticker)。间隔件可以在处理步骤之前也可以在处理步骤之后放置在木材之间。在一个实施例中，在处理前胶合木材可以包括使用本发明的、包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂的粘结剂。
参照图1，在本发明的一个实施例中，待处理的木材基材可以放置在本发明水分交换容器(“MEC”)中102。水分交换容器可以包括开壁容器，其包括至少一个带有多个孔的表面。水分交换容器可以设计成保持多个木材件。木材件可以以随意的方式或者以有条理的方式放置在交换容器内。可以放置成使得在木材件之间有充分的间隔，使得处理配方能够覆盖容器内的每个木材件。容器可以设计成在水分交换容器的底部和侧部提供显著支撑，从而在保持木材的同时，有利于水分交换。例如，如以下将要详细说明，栅格走线可以用作容器底部和侧部的一部分，从而为木材提供支撑，同时仍允许处理配方流入流出容器，并且围绕木材件周围。
在实施例中，一旦木材被放置在水分交换容器内，则水分交换容器可以定位在将要用感兴趣的化学配方处理的处理罐中104(图1)。在一个实施例中，如果木材在处理前胶合，则可以不需要水分容器，并且木材可以叠放，然后放置在处理罐中。处理罐可以包括在其中发生用感兴趣的处理溶液处理木材的罐。处理罐可以包括封闭容器，其可以放置在压力下或者保持在真空中。在一个实施例中，处理罐可以包括高压釜。例如，处理罐可以包括内部体积约为直径78英寸且长度约为84英尺的高压釜。
仍参照图1，一旦木材装载到处理罐中，木材可以在这样的条件下接受处理，使得流体可以添加到木材或者从木材去除106。例如，处理可以包括向木材的毛细孔中添加水基配方。或者，处理可以包括向木材的毛细孔中添加有机配方。处理溶液可以包括多种试剂来促进活性组分渗入木材。例如，处理溶液可以包括表面活性剂或者乳化剂。
处理配方可以包括多种活性组分。在一个实施例中，处理配方可以包括防腐剂。或者处理配方可以包括杀菌剂。或者，可以添加阻燃剂。仍在另一种实施例中，处理配方可以包括杀虫剂。或者，处理配方可以包括排水剂(例如，蜡乳化液)，作为增大木材耐水性的手段。
因此，处理配方可以包括本领域已知的水、蜡、表面活性剂(即，非离子的、阴离子的、双性的)、油、杀菌剂、杀虫剂(insecticide)、防腐剂、杀虫剂(pesticide)、阻燃剂、或者排水剂中的至少一种。可用的木材防腐剂的示例包括铬砷酸铜、硼酸盐、吡咯、三唑、碱性铜、碱性季胺铜盐、碱性铜锌砷酸盐，戊唑醇(tebuconazole)、季胺化合物、异噻唑啉酮(isothiazolones)和氨基甲酸盐。这种处理配方在美国专利No.6,686,056、6,569,540、6,274,199、5,824,370和5,652,023中说明。在一个实施例中，使用用于制作如在上述专利中描述的商用木材产品的处理配方。该配方可以以基本上填充处理罐的方式施加。
在一个实施例中，木材可以经历真空，随后随着经历一段正压力的时间，以促进处理溶液对木材的渗入。例如，如全文包含在内作为参考的美国专利No.6,274,199所述，处理方法可以包括让木材经受降低的压力或者负压，足以从木材中的至少一部分细胞中去除空气；让木材与感兴趣的处理配方接触；和施加正压以提高感兴趣的化学配方对木材的渗入。另外，在方法的特定实施例中，温度可以调节到使木材的渗入最大化。在足够让处理配方基本上渗透木材的一段时间后，罐中的正压可以释放，并且可以从罐中去除任何过多(即，未被吸收)的处理溶液。罐中的压力然后进一步降低到大气压以下。在用防腐剂配方处理过之后，在处理罐中抽真空可以帮助去除至少一些残留在木材中的水分。
使用真空至少可以部分地从木材基材中的细胞中去除空气。施加真空由处理条件决定(例如，用来处理木材的温度、处理设施的海拔、以及木材的类型)。施加真空的时间量取决于多种因素，诸如但不限于，正在处理的木材量或者正在处理的木材的类型。例如，木材可以保持在真空下一段时间，从约1分钟到约120分钟，或者从约2分钟到60分钟，或者从约5分钟到约30分钟。另外，真空可以在从约-8英寸到约-29英寸(-203毫米(mm)到-737mm)汞柱，或者从约-10英寸到约-25英寸(-254mm到-635mm)汞柱，或者从约-13英寸到约-21英寸(-330mm到-533mm)汞柱的范围内。在一个实施例中，可以使用在制造工厂的处理温度和海拔条件下能实现的最大真空度。例如，在海拔约3000到4000英尺(914米(m)到1219m)，且处理温度约160℉(71.1℃)时，可以使用约-18英寸(-533mm)汞柱的真空度持续约5分钟。
在一个实施例中，施加配方，同时处理罐仍旧处于至少局部真空条件，因为真空可以促使将处理溶液抽入罐中。可替代地，可以在释放真空后向处理罐中的木材施加处理配方。
在实施例中，一旦处理配方进入处理罐，可以施加正压迫使处理配方进入木材基材的细胞。正压的范围可以从例如约5到200磅每平方英寸(psi)(0.35到14kg/cm2)。例如，各种类型的木材对于用感兴趣的处理溶液渗入木材而言可以要求相对更高或更低的压力。另外，压力可以根据所用的处理溶液的配方而变化。在一个实施例中，当处理设施处于高于海平面约3000英尺到4000英尺(914m到1219m)的海拔时，可以使用约150psi(10.55kg/cm2)的压力。
在该方法的特定实施例中，温度也可以改变以促使用感兴趣的配方渗入木材。所用的温度至少部分地取决于所用的配方。例如，对于包含蜡或者油的配方，更高的温度可以促使用蜡或者油渗入木材细胞。在一个实施例中，所选择的温度允许蜡在其进入木材细胞时保持熔化状态。另外，温度可以根据处理设施的海拔而改变。在特定的实施例中，温度的范围可以从约环境温度到约200℉(93.3℃)。在一个实施例中，可以使用约150℉到160℉(65.6℃到71.1℃)的温度。
用配方在压力下处理木材的时间可以根据多种因素变化，包括但不限于，提高对木材渗入的压力，正在处理的木材的类型，正在处理的木材件的尺寸，正在用于处理木材的配方类型。处理时间的范围例如可以从5分钟到24小时或者更长。可替代地，处理时间的范围可以从约20分钟到180分钟。
在一个示例实施例中，处理时间约60分钟。
在实施例中，木材经受处理后，且如果需要，压力释放，处理罐可以排出处理配方112(图1)。在这一点上，如果所用的配方是水基的，则木材在木材的细胞内可以具有过多的水和/或覆盖木材的表面。因此，对木材施加真空来从木材中去除至少部分水是有好处的(114)。在一个实施例中，可以施加范围在约-13到约-20英寸汞柱的真空，持续约0.5小时。
即使施加真空来去除过多水分，在特定的实施例中，可能需要从经处理的木材中去除另外的水分。为去除另外的水分，经处理的木材可以传送到干燥器、炉、或者其他类型的除湿器116。可替代地，木材可以留在水分交换容器内并且在室内或者室外环境温度下干燥。在实施例中，木材可以在干燥步骤中留在水分交换容器内。可替代地，木材可以传送到不同的容器来干燥。在另一个实施例中，木材可以直接装载到干燥器里，并且间隔件可以用来分开木材件来促使干燥。
干燥器的尺寸可以根据生产要求而变化。例如，在一个实施例中，对于单个木材件或者多个木材件的大量生产而言，干燥器的尺寸可以干燥约21000立方英尺的木材。或者，干燥器可以小到80立方英尺，因此允许不同的干燥方案用于小批量的木材。在一个示例实施例中，可以用内部体积约3000立方英尺的干燥器。
在方法的特定实施例中，设置干燥器内的温度使得经干燥的木材包括限定的最终水分含量118。在一个示例实施例中，干燥器可以如本领域已知的那样在干燥周期内线性(ramped to)变化到各种温度设定。干燥器的温度和干燥器内的水分水平可以受到控制。干燥程序可以部分地取决于所用的处理溶液的特性、正在处理的木材类型、外部湿度、以及正在处理的木材所实现的希望的最终水分含量。在一个示例实施例中，干燥器可以线性变化高达约100℉到155℉(37.8℃到68.3℃)，然后可以设定干燥器内的温度，以多个设定点，在约100℉到180℉(37.8℃到82.2℃)的范围内操作，使得在约50到约180小时后，木材可以干燥到约5％到约20％的最终水分含量。对于高温干燥，干燥器可以加热到280℉(138℃)。在一个实施例中，木材在约140℉到160℉(60℃到71.1℃)的温度下保持在干燥器中约136小时，以提供范围在约5％到约15％的最终水分含量。
干燥步骤可以通过使用来自处理罐内的还暖和的木材而缩短。因此，在本发明的一个实施例中，水分交换容器内的木材可以直接从处理罐传送到干燥器内。从处理罐向干燥器内迅速传送木材可以将此阶段的木材冷却最小化。如果正在处理的木材仍然暖和，加热干燥器耗费的时间将比在干燥器内干燥已经允许冷却的木材所耗费的要少。当从处理罐向干燥器直接传送木材时，干燥器的加热时间可以减小约50％到100％。
在一个实施例中，系统是封闭系统。以此方式，用于木材处理的至少部分资源可以循环使用。例如，用来制作处理配方或者从干燥的木材中回收的水可以循环使用。再参照图1，在一个实施例中，可以决定是否循环使用加工过程中使用的水。例如，希望循环使用水时，未被吸收的处理溶液可以从处理罐中回收并且重复使用117。木材处理后从处理罐中回收的过多的处理溶液主要包括水，以及比例降低的用于处理配方的某些其他组分。在一个示例实施例中，回收的处理溶液可以稀释多于50％。可以过滤循环使用的处理溶液然后与新制备的处理溶液混合，用于处理后续批量的木材。可替代地，可以浓缩循环使用的处理溶液，蒸发的水再次在系统中循环使用。
当木材在干燥器里干燥时从木材蒸发出来的水还可以循环使用。在一个示例实施例中，在干燥步骤中从木材蒸发出来的水可以隔离、过滤，然后用来制备新的处理配方。在一个示例实施例中，系统可以包括两个15000加仑的水箱：一个装净水，一个装循环的水。
总的周期时间(例如，图1中的步骤101-108或者102-120)的范围可以从约10分钟到几天。在一个示例实施例中，周期消耗约140分钟。
如图1所示，在替代实施例中，经处理的木材既可以在木材处理前101也可以在木材处理后120胶合。木材用感兴趣的化学配方处理后再胶合具有一些优势。在木材处理后，通过胶合木材，而不是在木材处理前胶合，可以实现许多优势。首先，胶合步骤的程序可能在生产过程中造成瓶颈，因为所需要的较大件的数量和类型可能基于客户的需求。将胶合步骤放在制造过程的结束，处理木材的步骤可以无阻碍地进行。因此，先处理木材，在处理完以后胶合较小的件来形成较大的产品，接单和运输最终产品之间的周转时间可以减小，从而提高对客户需求的响应。
另外，用于处理木材的升高的温度可以导致用于木材的多数粘结剂至少部分降解。在木材处理完后胶合木材，粘结剂就不会暴露于用来处理木材的相对恶劣条件。另外，木材处理周期中可能经历的任何水分导致的膨胀和收缩可能在木材胶合在一起的点上产生额外的应力。在木材处理完后将木材件胶合在一起可以减小胶合接头处由于处理条件造成的物理应力。因此，更少地需要耐受木材处理过程中所用的高温和化学品的特别粘结剂。
另外，由于许多粘结剂包括热塑性化合物，所以胶粘剂在处理过程以及随后的木材干燥过程中所用的升高温度的条件下可能软化。因此，当木材产品从干燥器里出来后，粘结剂的粘合强度可能降低。这可能导致在把产品从干燥器中取出前需要额外的“放置”时间，以允许木材冷却和粘结剂固化或硬化。
另外，用来将较小的木材件胶合在一起的粘结剂可能阻碍水分传输。因此，当在木材放入干燥器之前胶合时，粘结剂可能阻碍木材干燥。在木材处理后胶合木材，对去除水带来较少的阻碍。另外，由于木材在纹理的端部(即，纵向)较之切向或者径向(即，沿着侧部)而言更容易干燥，所以每单位重量有更多纹理端部暴露的较短木材干燥地更快。因此干燥那些尚未胶合在一起的较小木材件可以在整个木材中提供更为一致的水分含量。在木材处理后胶合木材，诸如组装的木材产品弧状弯曲、翘曲以及扭曲变形可以减小。
处理木材的设备
在其他实施例中，本发明可以包括处理木材的设备。另外，本发明的实施例包括用本发明的设备制作的木材产品。本发明的设备实施例可以包括如此处所述的本发明的方法、系统和组分的实施例。
在一个实施例中，设备可以包括用于在处理过程中改变木材的水分含量或者化学特性的包含多个木材件的水分交换容器。例如，木材可以经受添加水分或者去除水分。或者，木材可以用感兴趣的液体化学配方处理。
本发明的水分交换容器可以以多种方式实施。在一个实施例中，容器可以包括支撑骨架，用来将多个木材件保持在容器中；和至少一个包括多个孔的表面，其中所述孔的尺寸使得流体可以穿过所述孔，而容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔。该骨架可以包括多种形状。例如，容器的形状可以是基本上立方形的或者矩形的。可替代地，容器的形状可以是基本上圆柱形的。或者，容器可以包括梯形或者棱锥形状。在一个实施例中，骨架可以包括基部框架、顶部框架以及多个连接基部框架和顶部框架的侧轨。
在一个实施例中，容器可以包括矩形形状。对于矩形容器，支撑骨架可以包括：矩形框架，该框架包括容器的基部框架；矩形框架，该矩形框架包括容器的顶部框架；和四个侧轨，该侧轨连接基部框架到顶部框架，其中侧轨从基部框架到顶部框架垂直延伸，从而将基部框架的拐角连接到顶部框架的相应拐角，以形成具有基部、顶部和四个侧部的矩形容器。
在实施例中，容器的骨架可以提供用于容器的结构支撑。在某些实施例中，额外的件可以提供给基部骨架。例如，连接基部框架到顶部框架的额外侧轨可以作为骨架的一部分而设置。容器可以进一步包括额外的件作为容器的基部框架，其中所述额外的基部框架件互联，从而形成网格，该网格从基部框架的至少一个侧部延伸到基部框架的相对侧部。
在实施例中，容器可以包括防止木材件从容器顶部掉出来的器件。例如，在一个实施例中，沿着容器的长度或者宽度定位的侧轨可以连接到沿着容器顶面延伸的轨道。或者，容器可以包括可取下的盖子。
在特定的实施例中，本发明的水分交换容器可以进一步包括从底部框架延伸的支撑件(例如，脚)。因此，在一个实施例中，骨架可以包括第一组脚，其从骨架的底部延伸，使得当容器放置在平坦表面上时，脚支撑该容器。
脚可以促使容器排空。另外或者可替代地，脚还有利于多个容器叠放。在一个实施例中，脚定位成从基部框架的内周边延伸，使得当两个容器叠放时，上部容器的脚可以插入下部容器顶部框架的周边内。以此方式，上部容器的脚可以限制容器相对于彼此侧向移动。另外，脚可以包括延伸部，使得当两个容器叠放时，上部容器的脚的延伸部支靠在下部容器顶部框架的上表面上，以在两个容器之间提供空间。
在特定的实施例中，脚可以进一步设计成使得当两个容器叠放时，在容器之间存在空间。在一个实施例中，容器可以包括第二组脚，其从容器的基部框架延伸，使得当容器叠放时，上部容器的第二组脚支靠在顶部框架的上表面上，用来在两个容器之间提供空间。对于矩形容器，当使用两组脚时，脚可以包括定位在容器的每个拐角的四个内脚和四个外脚。或者，具有两组脚的圆柱形容器可以使用三个内脚和三个外脚。在一个实施例中，第一组内脚从容器的底面突出得比第二组外脚突出得更远。
仍在另一种实施例中，脚可以包括多个从容器的一侧延伸到容器的另一侧的拉杆。所述拉杆可以设计成延伸经过基部框架的周边。例如，沿着容器宽度延伸的和从容器的一侧向容器的另一侧延伸的两个拉杆可以包括脚。
在特定的实施例中，本发明的水分交换容器可以设计成有利于向/从容器中装载和卸载木材。例如，上部框架可以包括表面，其设计成使得木材件不会卡在框架上。因此，在实施例中，顶部框架可以包括表面，其弯折(angled)以促使将木材件滑入和滑出容器。因此，在特定的实施例中，顶部框架可以包括：至少一个导轨，其包括平行于容器顶部的顶表面的平坦表面；侧轨，其包括平行于容器侧表面的平坦表面；和这样的表面，该表面从顶部导轨的内部边缘向侧轨的下边缘延伸，以提供弯折表面，使得顶部框架的下边缘位置处的容器内周边大于顶部框架的上边缘位置处的容器内周边。在一个实施例中，用于形成顶部框架的顶部导轨和侧轨可以包括单L形件。所述弯折表面然后用来连接“L”的腿，以形成三角形拉杆。
在特定的实施例中，容器可以设计成有利于流体交换到多个木材件内。在一个实施例中，每个侧表面包括孔，以促使水分传输。或者，至少两个侧表面可以包括孔，以促使水分传输，且两个侧部可以是实心的。或者，全部四个侧部都可以是实心的。容器的底部还可以包括多个孔。以此方式，没有被木材消耗掉的水分可从容器中排出。因此，在一个实施例中，容器的每个侧表面和底表面包括多个孔。在实施例中，所述孔可包括栅格或者网格。在实施例中，骨架本身是栅格或者网格。例如，在特定实施例中，容器可以不带刚性框架，而是可以包括绳索或者金属线缆网。
根据待处理的木材尺寸，所述孔可以包括作为整体骨架的一部分的孔。或者，对于处理较小的木材件来说，可以通过将栅格或者网格附着到骨架的表面来提供所述孔。
如此处所述，处理过程可以包括将木材暴露在化学配方中。另外，处理过程可以包括将木材暴露于高温。例如，容器可以用来将木材(处理过的或者未处理的)传输到干燥器中。在一个实施例中，容器可以用来将未处理的木材传输到干燥器中，用来在例如180℃到240℃下进行高温处理。另外，处理过程可以包括将木材暴露在压力变化下。在至少某些实施例中，水分交换容器应当由能够在升高的温度下、正压下或者真空下耐受暴露于化学处理配方的材料制成。例如，在替代实施例中，本发明的水分交换容器稳定地暴露于高于270℉(132℃)，或者250℉(121℃)，或者200℉(93℃)，或者180℉(82℃)，或者150℉(65.6℃)的温度下。
另外，水分交换容器可以稳定地暴露于有机化学配方中，或者含水化学配方中、或者离子化学配方中。
本发明的水分交换容器实施例可以用金属按程式制造。例如，金属管、或者槽钢，或者滚轧成形钢可以用作本发明的水分交换容器。所用的金属可以包括对处理溶液或者条件稳定的低碳钢、管钢、不锈钢、高碳钢或者其它类型的金属，诸如铁或者铝。另外，塑料可以用作至少容器的某些部分。另外，为了有利于排放，至少一部分骨架可以包括槽钢，其中槽钢的侧部向着容器的底表面延伸。
水分交换容器可以包括载体，其设计成在把木材指接或者以其它方式组装成较大件之前，有利于指接短料板材和其它较小的木材件的处理和后续干燥。在特定的实施例中，水分交换容器可以设计成尺寸适合于保持多个指接短料板材。因此，水分交换容器可以允许将大量木材从处理罐传输到干燥器中而不叠放和再次叠放木材，其中所述木材在处理罐中用化学配方在高温和/或高压条件下处理，且在干燥器中从经处理的木材中去除过多的水分。为了使用水分交换容器，待处理的木材可以随意放在水分交换容器中。在一个实施例中，不需要间隔件或者类似物来隔开单个木材件。通过以随意方式将木材放置在水分交换容器内，可以增加木材被处理溶液浸透的能力，以及在处理后干燥到预定水分含量的能力。通过使用本发明的水分交换容器，可以更为可复现地用处理溶液渗透木材。
水分交换容器的尺寸可以保持适当尺寸和形状的木材，且可以配合在处理罐和/或干燥器中。在一个示例实施例中，水分交换容器可以是约90又3/4英寸(2.305m)长、55又3/4英寸(1.416m)高、且48英寸(1.219m)深。在另一个示例实施例中，水分交换容器可以是约128英寸(2.305m)长、55又3/4英寸(1.416m)高、且48英寸(1.219m)深。
处理木材的设备实施例
本发明水分交换容器20的示例实施例如图2、3A-3E、4和5所示。如图2、3A、3B和3C所示，水分交换容器可以包括由槽钢或者类似材料形成的骨架。骨架的基部框架可以包括两个单独的长件7，它们包括容器的长度；和两个短件6，它们包括容器的宽度。用于底部框架的件6和7可以包括轧制钢或槽钢。因此，在一个示例实施例中，基部件6和7可包括3英寸乘3英寸乘1/4英寸(76.2mm×76.2mm×6.25mm)的厚槽钢。可替代的，基部件6和7可以包括2又3/8英寸乘3英寸乘1/4英寸(60.325mm×76.2mm×6.25mm)的厚槽钢。根据正在处理的木材类型和处理条件，可以使用其它类型的材料、结构设计和/或尺寸。对于底部框架件6和7，槽可以定位成面向外，以促使处理溶液和其它水分从容器件中排出。例如，图3C示出了根据本发明的示例实施例，容器基部(即底部框架)的底表面的视图，其包括轧制钢或者槽钢件6a、6b和7以及加强拉杆8，且槽向着底表面开口。
如图2和3A所示，在实施例中，容器的顶表面可以包括顶部框架，其包括延伸容器长度的长轨3和延伸容器宽度的短轨2。因此容器的顶部可包括延伸容器长度的侧轨14和延伸容器宽度的较短侧轨15。在一个示例实施例中，顶部导轨2和3可以是2英寸乘3英寸乘1/4英寸厚(50.8mm×76.2mm×6.35mm)，且侧轨14和15可以是2英寸乘3英寸(50.8mm×76.2mm)的条钢。另外，在某些实施例中，顶部导轨2、15和3、14可以包括单个L形件。根据正在处理的木材类型和处理条件，可以使用其它类型的材料、结构设计和/或尺寸。
在特定的实施例中，本发明的容器可以设计成促使木材加入容器或者从容器中取出。在一个实施例中，顶部导轨2和3都沿着容器的外部边缘接合侧轨14和15，且使得附加件17和18相对于容器的上部表面的平面和容器的侧部弯折。弯折表面的示例在图3A和3E-2中有所图示，示出了在顶部导轨3、侧轨14和弯折导轨18构成的导轨主体内，侧轨5和顶部导轨4的连接。因此，在一个实施例中，顶部导轨可以包括基本上三角形形状，且该三角形的斜边形成框架的内部表面。
在特定的实施例中，容器可以进一步包括拐角垂直支撑件1，其连接上部周边件(例如，顶部框架)和下部周边件(例如，底部框架)。在一个示例实施例中，垂直支撑件1可以包括3英寸乘3英寸乘1/4英寸(76.2mm×76.2mm×6.35mm)的厚钢制拐角部件，其包裹在顶部框架(即，14和15)和下部框架(即，6和7)周边件周围(图3E-1)。根据正在处理的木材类型和处理条件，可以将其它类型的材料、结构设计和/或尺寸用于垂直支撑件。包裹在顶部导轨3、14和2、15周围的垂直支撑件1的示例的放大视图在图3E-2中示出。
在特定的实施例中，容器可以用来处理单独一批较大体积的木材件。在替代实施例中，容器可以装载100到15000磅(45.4千克(kg)到6804kg)的木材，或者100到5000磅(45.4kg到2268kg)的木材。因此，在特定的实施例中，容器可以包括额外的加强拉杆来保持正在处理的木材。现在参照图2、3A、3B和3C，容器可以在基部的中心部分包括两个拉杆6b。在一个示例实施例中，中心支撑拉杆6b可以焊接到额外的支撑拉杆8上，该支撑拉杆8从每个中心支撑拉杆6b向外部周边支撑拉杆6a伸展。在一个示例实施例中，中心支撑拉杆6b和外部支撑拉杆6a每一个都可以由3英寸乘3英寸乘1/4英寸(76.2mm×76.2mm×6.25mm)的厚轧制钢制成。可替代地，中心支撑拉杆6b和外部支撑拉杆6a每一个可以由2又3/8英寸乘3英寸乘1/4英寸(60.325mm×76.2mm×6.25mm)的轧制钢制成。根据正在处理的木材类型和处理条件，对于底部框架加强拉杆可以使用其它类型的材料、结构和/或尺寸。加强拉杆6b和8可以为保持在水分交换容器内的木材提供额外的支撑。
参照图2、3A、3B和3E，在特定的实施例中，容器可以进一步包括沿着容器的侧部和/或顶部定位的加强件。例如，可以使用从底部框架周边拉杆7向顶部框架周边拉杆14延伸的垂直加强拉杆5。每一边可以有单个垂直拉杆5或者沿着容器的长度和/或宽度有多个拉杆。在一个示例实施例中，垂直拉杆5可以包括2英寸乘1英寸乘1/4英寸(50.8mm×25.4mm×6.25mm)的厚的次槽钢(Junior channel steel)，且槽定位成朝着容器的内部。根据正在处理的木材类型和处理条件，对于侧部加强拉杆5可以使用其它类型的材料、结构和/或尺寸。
容器的实施例还可以包括沿着容器顶部的加强件4。对于沿着侧部所使用的加强件，可以有单个加强件4或者沿着容器长度和/或宽度有多个件。在一个示例实施例中，可以使用1英寸乘1英寸乘1/4英寸厚(25.4mm×25.4mm×6.25mm)的三角形管钢。在一个示例实施例中，三角形管可以包括两个3英寸(76.2mm)的侧部和2英寸(50.8mm)的基部。在一个实施例中，三角形管可以在导轨的顶部侧包括45度角。可以用于上部加强件4的三角形管的放大视图在图3E-3中示出。另外，可以使用其它类型的拉杆，诸如槽钢。管或者拉杆可以焊接、螺拴连接、或者铆接就位或者用本领域已知的方式连接。根据正在处理的木材类型和处理条件，对于顶部加强拉杆4可以使用其它类型的材料、结构设计和/或尺寸。
在至少某些实施例中，水分交换容器可包括栅格或者网格13，作为外骨架(图2)的一部分。栅格可以定位在底表面上，也可以定位在侧部，以防止木材掉出水分交换容器。在一个实施例中，可以使用1又1/2英寸乘3英寸(25.4mm×12.7mm×76.2mm)的菱形栅格。根据正在处理的木材尺寸可以使用其它尺寸的栅格。根据水分交换容器的尺寸，在该水分交换容器的顶表面上可以不需要栅格。例如，水分交换容器的尺寸可以紧密地配合在处理罐内。以此方式，木材几乎没有机会能溅出水分交换容器的顶部。
为了有利于在容器上定位栅格，在至少某些实施例中，容器可以包括从容器的基部向上延伸的支撑拉杆或者导轨11和12，用于将栅格连接到骨架(图3A和3B)。在一个示例实施例中，支撑拉杆可以包括2又1/2英寸乘1/4英寸(63.5mm×6.35mm)厚的拉杆，该拉杆延伸容器的长度和/或宽度。根据正在处理的木材类型和处理条件，支撑拉杆或导轨11、12可以使用其它规格和/或尺寸。因此，在示例实施例中，容器侧部上的栅格可以连接到基部或者底部支撑拉杆11和12，以及顶部或者上部支撑导轨14和15。基部上的栅格可以定位在由6、7和8形成的骨架的上或者下表面上，并且在多个点焊接到这些件每一个上。
在实施例中，容器可以包括至少一个实心的(即，非栅格或者网格)侧表面。例如，实心表面可以用于容器的两个侧部(图5)。因此，金属板可以在容器的每一侧上连接到拉杆1和12。或者，金属板可以在容器的前部和后部连接到拉杆1和11。在实施例中，可以使用1/8英寸(3.17mm)金属板平板。在实施例中，使用实心侧部可以为结构包括额外的支撑。
在特定的实施例中，容器可以进一步包括定位在容器基部的支撑件(例如，“脚”)。所述脚可以用来将容器的基部支撑在平坦表面上，同时为液体从容器的底部排出提供空间。另外，所述脚可以为叉车的叉架插入容器的底部提供通道，从而允许容器移动。在一个示例实施例中，定位有脚来促使容器的叠放，同时仍然允许叉车的叉架定位在叠放的容器的基部以下。例如，在一个实施例中，本发明的水分交换容器可以包括四个外脚10和四个内脚9(图2、3A-D和4)。内脚9可以定位在底部框架周边的内表面上。另外，外脚10可以定位成与基部框架对准。例如，外脚10可以定位在基部件7的槽内(见例如，图3A、3C和3D-1、3D-2和3D3)。
图4提供了叠放本发明的水分交换容器的示例实施例的图示。在一个实施例中，内脚9可以定位成从基部延伸得比外脚10远。以此方式，当容器定位在平坦表面上时，其将支靠在内脚9上(图4)。但是，当容器叠放在另一个容器顶部时，其可以支靠在外脚10上，且内脚座落在周边内，所述周边由沿着下部容器的宽度伸展的顶部(即，上部)框架拉杆2和15、以及沿着下部容器的长度伸展的拉杆3和14构成。当两个容器以此方式叠放时，内脚9可以不支靠在下部容器上，而是延伸到下部容器的内部。让上部容器的脚10支靠在下部容器的顶部框架2和3的拉杆上，可以在两个叠放的容器间存在空间11，允许触及上部容器的底表面(图4)。例如，在一个实施例中，叉车的叉架可以插入两个容器之间的空间11内，以允许从叠放的容器中取走上部容器。
沿着容器的基部定位内脚9和外脚10的图示实施例在图3D(3D-1、3D-2、3D-3)中示出。在一个实施例中，内脚9可以是约2英寸宽乘4英寸高(50.8mm宽×101.6mm高)，且外脚10可以是约2英寸宽乘3英寸高(50.8mm宽×76.2mm高)。外脚10可以定位在槽钢件7的槽内，从基部延伸约7/8英寸(22.225mm)；而内脚9可以定位在件7的槽的外表面上(即，容器的内表面上)，从容器的基部延伸约1又7/8英寸(47.625mm)。脚9和10可以是实心(或者中空)钢(或者其它金属)，从而为容器提供支撑。因此，如图3C所示和在3D中所见，外脚10可以在槽内延伸到件7的端部，而内脚9可以靠接件6a。为了允许脚沿着底表面延伸相同的长度，外脚10可以长于内脚9。在一个示例实施例中，内脚9约为16英寸(406mm)长而外脚10可以约为181/2英寸(470mm)长(图3C)。另外，在一个实施例中，每个脚件的两端都可以带盖。根据正在处理的木材类型和处理条件，对于内脚和外脚可以使用其他规格和/或尺寸。
图5，成员A、B和C，示出了本发明的水分交换容器的替代实施例。如图5A所示，容器可以包括延伸过容器宽度的两个脚22。在实施例中，脚可以包括部分22a，其延伸超过容器周边的基部；和第二部分22b，其几乎延伸到容器的周边。在实施例中，脚22b的内部部分的长度比容器的内周边短一点，有利于如下所述叠放容器。在实施例中，脚是切去一部分的单个钢件，从而形成悬垂部。在实施例中，6英寸乘6英寸(15.2cm×15.2cm)的封闭槽钢用来形成脚。在一个实施例中，悬垂部的尺寸可以是4英寸乘3.25英寸(10.2cm×8.25cm)。
如图5A中进一步图示，本发明的水分交换容器可以包括实心的侧部(即，不包括孔)24。在实施例中，让一个或者两个侧部没有孔，提供了额外的结构支撑，同时还允许充分的水分交换。
使用图5A中所示的实施例的脚可以允许叠放容器，同时为容器提供额外的支撑。这样，由于脚跨度了容器的长度(图5A)，所以容器可以更稳固地座落在脚上，且较之使用较小的脚的实施例(例如，上述的脚10)而言，容器的重量更为均匀地分布在更大的面积上。示出叠放本发明的容器的实施例在图5B和5C中示出。可以看出，为了叠放两个容器，脚22b的一部分可以延伸到下方容器内。悬垂部22a可以支靠在下方容器的顶部框架件26上。顶部框架可以包括垂直件26和水平件24。在实施例中，垂直件和水平件包括单个L形拉杆。
木材处理的组分
本发明的实施例还提供用于木材的粘结剂组分。另外，本发明的实施例还提供用本发明的粘结剂制成的木材产品。本发明的组分实施例可以包括此处所述的本发明的方法、设备和系统的实施例。在实施例中，粘结剂组分可以用于经化学处理的木材。在特定的实施例中，本发明的粘结剂组分为提高粘性而配方。这种提高的粘性对于把将要承受物理应力的木材件胶合在一起来说是重要的。这种提高的粘性对于经过化学处理的木材而言也是重要的，因为用来处理木材的化学品可以与木材中的化学基团反应，诸如纤维素的羟基，该基团可以参与粘结剂的结合。因此，当木材需要化学处理时，需要更强的粘结剂。
在本发明的至少某些实施例中，使用本发明的粘结剂组分可以允许在用防腐剂或者其它感兴趣的处理配方处理之前，将木材件胶合在一起。可替代地，可以在用防腐剂或者其它处理配方处理后，用本发明的粘结剂的实施例将木材件胶合在一起。
在实施例中，本发明的粘结剂可以包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和交联剂。在一个实施例中，粘结剂包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂的粘结剂。可替代地，本发明的粘结剂可以主要包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和交联剂。在特定的实施例中，该粘结剂可以提供预定的粘合强度。
因此，在替代实施例中，粘结剂的粘合强度大于1兆帕斯卡(MPa)(145psi；10.2kg/cm2)，或者2MPa(290psi；20.4kg/cm2)，或者5MPa(725psi；51kg/cm2)，或者7.5MPa(1088psi；76.5kg/cm2)，或者10MPa(1450psi；102kg/cm2)，或者15MPa(2175psi；153kg/cm2)。例如，粘结剂的粘合强度的范围是从1MPa(145psi；10.2kg/cm2)到20MPa(2900psi；204kg/cm2)，或者从2MPa(290psi；20.4kg/cm2)到18MPa(2610psi；183.5kg/cm2)，或者从5MPa(725psi)到17MPa(2465psi；173kg/cm2)，或者从7.5MPa(108psi；76.5kg/cm2)到15MPa(2175psi；153kg/cm2)。例如，在替代实施例中，当用粘结剂粘合两个木材件时，粘结剂的粘合强度提供大于80％，或者大于85％，或者大于90％，或者大于92％，或者大于95％，或者大于97％的木材破坏。在一个实施例中，粘合强度的测量包括使用此处所述的美国材料试验协会(ASTM)拉力和/或挠曲测试。
在实施例中，异氰酸酯交联剂可以包括二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。MDI可以包括聚合MDI(pMDI)与纯MDI的混合物。纯MDI可以包括2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯和4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯。聚合MDI可以包括本领域已知的聚合物的混合物。在实施例中，聚合MDI可以包括纯MDI以及三异氰酸酯、四异氰酸酯、五异氰酸酯，和小百分比的更高同系物。聚合MDI的平均官能度通常通常是从约2.5到约3.0。在实施例中，异氰酸酯交联剂可以包括亚甲基二苯基二异氰酸酯(CAS 101-68-8)。另外或者可替代地，异氰酸酯交联剂可以包括聚(亚甲基亚苯基异氰酸酯)(CAS No.：9016-87-9)。交联剂可以进一步包括亚甲基二苯基异氰酸酯(methylenediphenylylisocyanate)(CAS No.：26447-40-5)。在实施例中，聚(亚甲基亚苯基异氰酸酯)包括约45-55％(重量)。另外，亚甲基二苯基二异氰酸酯可以包括约40-50％(重量)。另外，亚甲基二苯基二异氰酸酯(methylenediphenyldisocyanate)可以包括约1-10％。在一个实施例中，交联剂可以包括Isoset
Figure A20058003843500291
CX-47，由Ashland Specialty Chemicals Company(Ashland，OH)销售。或者，在特定的实施例中，可以使用其它聚合MDI诸如SUPRASEC
Figure A20058003843500292
5025(Huntsman)。
聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂可以包括聚醋酸乙烯酯聚合物。另外，在PVA树脂中存在其它组分。例如，PVA可以包括聚乙烯醇。另外，PVA树脂可以包括溶剂，诸如芳香族二酯或者苯酚。在实施例中，PVA树脂可包括约10到80％的聚醋酸乙烯酯，和约5-15％的聚乙烯醇。额外的组分可以包括约15-70％的水，和约1-5％的任何其他溶剂。PVA树脂还可以包括聚结剂，诸如乙二醇。另外，可以包括稳定剂或者填料，和去沫剂。在特定的实施例中，PVA树脂可以包括PVA2723或者PVA2720(Specialty Polymers，Inc.，Woodburn，OR)。PVA2723和PVA2720的区别在于PVA2720不包括聚结剂。
粘结剂可以用于已经化学配方处理的木材或者未处理的木材。在一个实施例中，粘结剂可以用于在升高的温度和压力下，用包括有机组分诸如杀菌剂和杀虫剂，离子组分诸如表面活性剂和乳化剂，以及油或者蜡(例如，排水剂)的配方处理的木材。当用于经处理的木材时，如果用该粘结剂胶合的木材接受ASTM真空压力拉力测试，本发明的粘结剂可包括能承受大于2000-3000psi(141-211kg/cm2)的力的粘合强度。或者，如果用该粘结剂胶合的木材接受ASTM干式拉力测试，本发明的粘结剂可包括能承受大于4000-5000psi(281-345kg/cm2)的力的粘合强度。或者，如果用该粘结剂粘结的木材接受ASTM升温拉力测试，本发明的粘结剂可包括能耐承受大于2500-4000psi(176-281kg/cm2)的力的粘合强度。或者，如果用该粘结剂粘结的木材接受ASTM煮沸拉力测试，本发明的粘结剂可包括能承受大于2100-3000psi(148-211kg/cm2)的力的粘合强度。或者，如果用该粘结剂粘结的木材接受ASTM挠曲测试，本发明的粘结剂可包括能承受大于约800psi(56kg/cm2)的力的粘合强度。或者，如果用该粘结剂胶合的木材接受如此处所述的湿强度挠曲测试，本发明的粘结剂可包括能承受大于约800psi(56kg/cm2)的力的粘合强度。未处理的木材粘合强度通常更大。
交联剂可以包括许多已知与粘结剂一起起作用的交联剂。在一个实施例中，交联剂是聚合二苯甲烷二异氰酸酯，其特别地配方成与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)一起起作用。但是，本发明采用配方成与带有聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)一起起作用的聚合二苯甲烷二异氰酸酯。因此，本发明的实施例提供“混合”粘结剂配方，其包括与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)特别交联剂混合的PVA树脂。例如，在实施例中，使用ISOSET
Figure A20058003843500301
CX-47和PVA树脂的结合物在特定的实施例中能提供显著优越于用EVA树脂和ISOSET
Figure A20058003843500302
CX-47制成的粘结剂的特性。
在替代实施例中，在聚醋酸乙烯酯树脂中由水提供的反应羟基相对于异氰酸酯交联剂中的氰酸根(NCO)的当量比率(ratio of equivalent)的范围从约20到140，或者从约30到120，或者从约45到100。当量比率可以通过计算每摩尔异氰酸酯中NCO当量数量和每摩尔PVA中羟基当量(包括水)数量来确定。例如，为了确定二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)交联剂的当量，用MDI的质量乘以NCO百分比含量来获得NCO的质量，然后除以NCO当量重量(42)来确定NCO当量数。类似地，为确定PVA中水的当量，每摩尔PVA中的水的总量除以18/2，因为1摩尔水(质量＝18)与2摩尔NCO反应。
用于本发明的粘结剂的实施例的交联剂可以包括一个浓度范围。在替代实施例中，异氰酸酯交联剂可以与PVA树脂混合来提供最终交联剂浓度的范围从约10％到约30％(重量)，或者从约12％(重量)到约25％(重量)，或者从约15％(重量)到约20％(重量)。在一个示例实施例中，ISOSETCX-47交联剂约16-17％(重量)，且PVA约83-84％(重量)。
在实施例中，本发明的粘结剂组分用于胶合不需要用任何化学配方处理的木材。或者，本发明的粘结剂可用来胶合那些已经或者正在经受感兴趣的化学配方高温/高压浸渗的木材。例如，本发明的粘结剂可以用来在以有机配方或者油，或者蜡基防腐剂高温/高压浸渗木材前，胶合木材。在一个实施例中，混合粘结剂用来胶合木材，所述木材用制作商业上经处理的木材产品的处理配方处理。
本发明的粘结剂组分的特定实施例可包括对于制备经处理的木材有重要性的特性。例如，本发明粘结剂的实施例可以导致经化学处理的或者将要化学处理的木材粘性增大。在其它实施例中，粘性可以增大针对化学处理木材所用的条件诸如高温和/或压力的稳定性。粘结剂的稳定性改善可以用胶合接头上的ASTM D 5572测试来说明。在替代实施例中，当用ASTM D 5572拉力或者挠曲测试来测量时，本发明的粘结剂可以包括大于80％，或者大于85，或者大于88％，或者大于90％，或者大于92％，或者大于95％，或者大于97％的木材破坏。另外，对于在生产中应用粘结剂更重要的是，在粘结剂的湿强度挠性测试(即，在粘结剂热固化之前)中，本发明可以包括大于80％，或者大于85％，或者大于88％，或者大于90％，或者大于92％，或者大于95％，或者大于97％的木材破坏。因此，本发明的粘结剂可以不需要用于固化的加热处理或者延长保温期。
用化学防腐剂或者其它配方浸渗过的木材重量可达原先(即，处理前)重量的三倍。额外的重量可以在任何胶合接头上导致显著的应变。当使用传统胶粘剂时，对于化学处理过的木材产品，约10％到20％的胶合接头发生断裂。在替代实施例中，使用本发明的混合粘结剂，由于粘结剂的交联性增大，从处理罐中取出的指接板材断裂减少到少于10％，或者少于5％，或者少于3％，或者少于1％，或者少于0.5％。
本发明的粘结剂的实施例还可以包括硬化速率提高。一旦PVA树脂和异氰酸酯交联剂混合，则发生放热反应，发出二氧化碳并且促使在粘结剂内部和粘结剂与木材之间交联。另外，由于异氰酸酯交联剂变成胶粘剂的一部分，在特定的实施例中，可以形成比仅靠催化剂诸如氯化铝来形成化学粘合的PVA或者EVA粘结剂更强的粘合。在胶合的木材可以在高温条件下承受化学处理前，传统的粘结剂可需要约24小时到30天或者更长大时间来硬化。与此对照，当使用本发明的粘结剂实施例时，在胶合后14个小时或者更短的时间，木材就可以在高温条件下接受化学处理。粘结剂更快的硬化时间可导致胶粘剂在使用前更短的“适用期”，其中适用期是粘结剂使用前能存放的时间。例如，本发明的混合粘结剂的适用期可能少于4小时，或者甚至少于1小时，较之传统粘结剂的48小时或者更长而言。在本发明的一个实施例中，适用期可能是约0.5小时。
通过使用异氰酸酯基交联剂，本发明的粘结剂实施例可以在不需要任何类型的加热步骤的情况下粘合木材件。对于需要胶粘剂快速固化的应用来说，传统PVA胶粘剂可能需要加热步骤来促使PVA粘结剂的交联。例如，PVA-氯化铝(5％)粘结剂可以加热来加速粘结剂的固化时间期间，从30天100％粘结(或者24小时80％粘结)到16小时100％粘结。通过使用本发明的粘结剂实施例，基本上不需要加热粘结剂来促使交联，使得不需要包括粘结剂的加热步骤就能将两个木材件粘合在一起。
另外，本发明的粘结剂实施例比氯化铝基粘结剂表现出更少的粉化。在一个实施例中，混合粘结剂包括会发生粉化的较低温度。因此，粘结剂在35℉到60℉温度之间比标准氯化铝粘结剂显著地少粉化。在一个实施例中，粘结剂粉化允许在凝固点以上的全部温度使用粘结剂，使得当在凝固点以上任何温度使用时，本发明的粘结剂的粉化水平不会影响粘结剂的性能，不论木材是否经过处理。在实施例中，本发明的粘结剂在水的凝固点以上的温度粉化是如此的低微，以至于不可检测。在实施例中，粉化水平降低允许使用不包括聚结剂的PVA树脂，诸如PVA2720。
但是，也有一些应用场合，其中粘结剂可以进一步包括金属作为催化剂。氯化铝可以包括AlCl3。在实施例中，催化机可以包括本领域中使用的类似催化剂。金属催化剂可以用来促使在粘结剂内部进行热传递，因此促使PVA树脂和木材中的异氰酸酯和羟基交联。在替代实施例中，存在的金属催化剂(例如，氯化铝)水平可以是从0.25％到10％，或者1％到7.5％，或者3％到5％。
本发明的粘结剂实施例还可以包括较之用来胶合经处理的和未处理的木材的其它粘结剂而言提高的耐水性。本发明的粘结剂的耐水性的提高可以通过真空压力下和/或煮沸条件下的ASTM D 5572拉力测试结果来例述，其中胶粘剂暴露在高水分和或者高温或者压力变化的条件下。如以下示例所示，本发明的混合粘结剂比其它类型的胶粘剂在真空压力和煮沸测试中表现出更高百分比的木材破坏(即，更低的胶合失效)。因此，本发明的混合粘结剂较之典型地用于胶合经处理的或者未处理的木材的氯化铝粘结剂而言展现出基本上更高的耐水性。
处理木材的系统
本发明的实施例还可包括处理木材的系统。另外，本发明的实施例包括用本发明的系统制作的木材。本发明的系统实施例可包括如此处所述的本发明的方法、设备和组分的实施例。
在一个实施例中，本发明的系统可以用来在高温和压力条件下用化学配方处理木材。例如，在一个实施例中，系统可以包括：(a)用来装载以液体处理多个木材件的容器的站点，该容器包括用来将多个木材件保持在容器内的支撑骨架和至少一个包括多个孔的表面，其中所述孔的尺寸使得液体可以穿过所述孔，而容器内部的多个木材件不穿过所述孔；(b)用来以感兴趣的液体配方处理木材件的站点；(c)在木材用液体处理后从木材中去除过多水分的站点；和(d)用来把木材件的至少一部分胶合在一起的站点。
本发明的系统的示例实施例如图6和6所示。现在参照图6，系统可以包括站点210来用木材222装载水分交换容器(MEC)220。木材222可以是自然木材以及木基复和材。另外，木材可以包括多种不同类型的板材诸如工业级板材、胶合板、随意长度板、无节疤清材、指接短料板材、破边板材，或者适合生产建筑结构的木材类型。对于系统的至少特定实施例而言，木材类型并非限于任何特定的木材件。木材可以是硬木，诸如樱木、芩树、红木、非洲黄金木、山毛榉、橡树、枫树、桦树、胡桃木、柚木、桤木、欧洲山杨、山毛榉、三叶杨、榆树、橡胶树、白杨木或者柳树。或者“软木”，诸如落叶松、松树、冷杉、花旗松、铁杉、红杉和云杉。
在实施例中，系统可以进一步包括处理罐224，装有木材222的水分交换容器220可以放置在所述罐中用感兴趣的化学配方处理。例如，处理罐可以包括封闭容器，其在木材处理的不同阶段能够保持正压或者真空。另外，处理罐能够在木材处理过程中保持升高的温度。在一个实施例中，处理罐224可以包括高压釜。
例如，处理可以包括向木材的毛细孔中添加水基配方。或者，处理可以包括向木材的毛细孔中添加有机配方。在一个实施例中，处理配方可以包括防腐剂。或者，处理配方可以为木材提供提高的耐水性。或者，可以添加阻燃剂。仍在另一个实施例中，处理配方可以包括杀虫剂。或者，处理配方可以包括水基蜡乳化剂，作为增大木材耐水性的手段。如此处所用，耐水性是指木材分别承受非常干燥和/或潮湿的条件而不会丢失或者获取大量的水的能力。
因此，处理配方可以包括水、蜡、表面活性剂(即，非离子的、离子的、两性的)、油、杀菌剂、杀虫剂(insectcide)、防腐剂、杀虫剂(pestcide)、阻燃剂、或者作为通常处理木材的化学配方所用的排水剂中的至少一种。在一个实施例中，使用制造木材产品的商用处理配方。配方以基本上填充处理容器的方式施加。
在一个实施例中，处理站224可以让木材经历真空，随后处于正压力下，以促使此处所述的处理溶液渗透木材。正压力可以例如处于从约5到200磅每平方英寸(psi)(0.35到14kg/cm2)的范围。在足够处理配方基本上渗透木材的期间以后，罐内的正压力被释放，且过多的(即，未吸收的)处理溶液可以从罐中去除。然后罐中的压力进一步减小到低于大气压。在处理罐中抽真空可以帮助在木材用防腐剂配方处理完后，去除至少一些残留在木材内的水分。
在特定的实施例中，该系统可以允许温度变化，从而促使用感兴趣的配方渗透木材。例如，在实施例中，对于包含蜡或者油的配方，更高的温度可以促使蜡或者油渗透木材细胞。另外，温度可以根据处理设施的海拔而变化。因此，在处理周期内，在特定的实施例中，处理站可以处于从约室温到约200℉(93.3℃)。在一个实施例中，用约150℉到160℉(65.6℃到71.1℃)的温度来处理木材。
在木材处理过后，如果需要的话，释放压力，在特定的实施例中，处理罐可以排空处理配方。在这一点，如果所用的配方是水基的，则木材可能在木材的细胞内含有过多的水和/或水覆盖木材的表面。因此，处理站可以包括向木材施加真空来从木材中去除至少一部分水的设备。在一个实施例中，范围从约-13英寸到约-20英寸(-406mm到-508mm)汞柱的真空可以施加约0.5小时。
在一些实施例中，即使施加真空来去除过多的水分，还需要从经处理的木材中去除另外的水分。因此，在特定的实施例中，系统还可以包括用来在木材处理后干燥木材的站点226。在一个实施例中，干燥站点可以包括干燥器或者其它类型的炉子。在干燥步骤中，木材可以留在水分交换容器中。在另一个实施例中，木材可以直接装载到干燥器里，并且用间隔件将木材件隔开来促使干燥。干燥的程序部分地取决于所用的处理溶液的特性、正在处理的木材类型、外部湿度、以及为正在处理的木材将要实现的所希望的最终水分含量。在一个示例实施例中，干燥器可以线性变化到约100℉到155℉(37.8℃到68.3℃)，然后干燥器内的温度在约100℉到180℉(37.8℃到82.2℃)的范围内，以多个设定点设定而操作，使得经过约50到约180小时后，木材可以干燥到约5％到约20％的最终水分含量。对于高温干燥，干燥器可以加热到280℉(138℃)。在一个实施例中，木材在约140℉到160℉(60℃到71.1℃)温度下保持在干燥器中持续约136小时，以提供范围在约5％到约15％的最终水分含量。
干燥站点的尺寸可以根据加工程序而变化。例如，在一个实施例中，对于大量生产单个木材件或者多个木材件而言，干燥器的尺寸可以干燥约21000立方英尺的木材。
系统的实施例还可包括卸载水分交换容器的站点227。在实施例中，卸载下的木材准备好存放和/或运输。可替代地，木材可能需要进一步加工。
例如，木材可能进一步组装成所需要的大件。因此，系统的实施例可以进一步包括组装站点228。组装站点可以包括进行木材产品的组装的站点。组装站点可以定位在处理站点之后，或者在替代实施例中，定位在处理站点之前。在实施例中，组装站点可以包括用来将较小的木材件胶合在一起形成较大的产品的站点。在实施例中，用来把木材件胶合在一起的站点可以包括用来混合两部分粘结剂配方的装置230。例如，在使用本发明的混合粘结剂配方的情况下，可以存在包括交联剂(例如，二苯甲烷二异氰酸酯)的第一封闭管230a和包括PVA树脂的第二封闭管230b。在一个实施例中，粘结剂的两部分(交联剂和PVA树脂)通过管230a泵浦，且在临施加到木材前，在基本上气密(即，厌氧条件)条件下，在室230c内混合在一起。在实施例中，两部分配出器为粘结剂提供所需的两组分(即，PVA和MDI)受控混合。另外，在实施例中，当PVA粘结剂中存在的MDI和MDI-反应基反应时，配出器230(230a、230b和230c)的封闭特性将减少起沫。
一旦较大的木材产品已经切削并且修整到所需的精确尺寸，则木材可以传输到存放站点232并且叠放存贮和/或输送。
在特定的实施例中，系统可以是自动化的。如图7示意性地图示，至少一些站点可以由计算机300控制。在替代实施例中，使用者可以通过键盘340、软盘、远程途径(例如，通过互连网)350、或者在生产线的不同点上的其它访问器件输入指令。使用者可以输入包括运行选项、如何打印出报告以及类似内容的指令。计算机可以包括在计算机可读介质上编码的软件，用于编程该系统。例如，可以使用具体研发的用于制造、过程控制、操作员-机器界面、和数据获取的软件。在实施例中，软件可以包括CITEC、WONDERWARE
Figure A20058003843500361
TESTPOINT或者本领域已知的其它制造软件。另外，在生产程序的每个步骤中，数据可以用本领域公知的存储设备诸如磁盘、驱动器或者存储器310来储存在计算机内。如本领域所理解，处理器320和I/O控制器330对于计算机功能的多个方面通常是需要的。
示例
示例1-水分交换容器
本发明的水分交换容器可以包括需要的尺寸。适合于处理最多约5000磅(2268kg)指接短料板材的水分交换容器的尺寸的示例实施例可以包括如此处所述的单个部件，且外部尺寸约为90又3/4英寸长、55又3/4英寸高，且48英寸宽(2.3m长、1.42m高、和1.22m宽)。对于更大的干燥器和/或处理罐，可以使用128英寸(2.305m)长、55又3/4英寸(1.42m)高、和48英寸(1.22m)宽的水分交换容器。因此，在一个示例实施例中，用来制作容器骨架的基部件和顶部件是90英寸(2.29m)长(即，件3、7、11和14)或者48英寸(1.22m)长(即，件2、4、12和15)(图3A)。因为它们放置在长支撑件7内部、所以支撑件6a和6b为42英寸长。另外，在一个示例实施例中，用于垂直支撑件1和5的件可以分别是55英寸(1.4m)长和52又3/4英寸(1.34m)长。采用包括上述尺寸的骨架，容器可以是约90又3/4英寸(2.3m)长，55又3/4英寸(1.41m)高、和48又3/4英寸(1.24m)宽。另外，如上所述，容器可以包括从容器的底表面延伸约1又7/8英寸(47.625mm)的内脚9和从容器的底表面延伸约7/8英寸(22.23)的外脚10。
在替代实施例中，水分交换容器可以包括脚，每个脚由单独的6英寸乘6英寸(15.2cm×15.2cm)的方形(即，封闭的)槽钢制成。脚可以具有从延伸超过容器周边的基部的每个端部切掉的部分。例如，在一个实施例中，4英寸乘3.25英寸(10.2cm×8.25cm)的部分从6英寸乘6英寸(15.2cm×15.2cm)的方形槽钢上切掉。在实施例中，脚的长度是52英寸(1.32m)，使得脚延伸超过容器的周边约2英寸(50mm)。在悬垂部内部的脚的部分被切掉，从而略微短于容器的内周边。以此方式，脚的基部可以插入到第二个容器的顶部框架，从而有利于容器的叠放。使用延伸过容器宽度的脚(例如，图5)可以允许容器叠放，同时为容器提供额外的支撑。为了叠放两个容器，脚的内部可以延伸到下部容器内，且悬垂部能够支靠在下部容器的顶部框架件上。顶部框架可以包括垂直件和水平件。在实施例中，垂直件和水平件包括单个L形拉杆。
另外，本发明的水分交换容器可包括实心侧部(即，不包括孔)。在实施例中，具有一个或者两个不带孔的侧部提供了额外的结构支撑，同时还允许充分的水分交换。另外，可以添加第三个实心侧部，且在某些情况下可以添加第四个实心侧部。
示例2-混合粘结剂
实施了实验来测试各种粘结剂配方。在下述实验中，本发明的粘结剂配方表示为“混合的”。混合粘结剂是包含交联剂的异氰酸酯(ISOSET
Figure A20058003843500371
CX-47)和聚醋酸乙烯酯树脂(PVA SP2723)如下所述混合的混和物。
为了测量各种胶合类型的效果，胶合了试样，然后(任选地)暴露于高压/高温化学配方处理下，随后接受胶合测试。用室内(in-house)挠曲测试(表1)或者ASTM D 5572拉力测试(ASTM D 5572：Standard Specification forAdhesives Used for Finger Joints in Nonstructural Lumber Product，Reapproved1999)(表2、3和4)来测试粘合强度。在挠曲测试程序中，压力直接施加在胶合的指接接头上。在拉力测试程序中，在中心部分指接的两个木材件从每个端部拉开。
在室内挠曲测试和ASTM D 5572拉力测试两者中，粘结剂的强度以断裂的木材量来进行度量(即，木材破坏百分比；％WF)。由于胶粘剂只能与木材性能一样好，所以大量断裂的木材包括高百分比的木材破坏，因此包括较低百分比的粘结剂失效。另外，确定了需要破坏木材所需的力。破坏木材所需的力也可以作为粘结剂粘合强度的表示。但是，如下表所示，绝对力(即，载荷)可以根据木材是在胶合前处理还是胶合后处理而变化。因此，较之断裂木材所需的绝对载荷而言，相对力(即，在特定测试组中)和木材破坏百分比能够提供胶粘剂作用强度的更佳近似值。
所用的一般程序，以及如表中所示的处理名称如下：
(1)指接试样；
(2)胶粘剂；
(3)任选地，通过在干燥器中加热来热固化胶粘剂(后固化)；
(4)任选地，通过将试样暴露在-21英寸(-533mm)汞柱的初始真空下持续5分钟，在高温高压下用包括有机化合物、乳化剂和排水剂的化学试剂处理胶合试样，随后添加处理配方，且在150℉-160℉(65.6℃-71.1℃)、高压(例如，150psi；10.5kg/cm2)下处理60分钟(处理、处理/湿化、或者处理/干燥)；
(5)对于在高温和高压下用处理配方处理的试样，任选地在干燥器中干燥(处理/干燥)；
(6)为了实施ASTM D 5572拉力测试，将试样暴露在ASTM D 5572测试所用的四种条件之一下(干燥；真空压力；升高的压力；和煮沸暴露)；和
(7)用室内挠曲测试或者ASTM D 5572拉力方法来测试。
粘结剂配方的初步筛选使用了室内挠曲测试。与ASTM挠曲测试相对照，室内挠曲测试设计成测量在模拟生产中所用的那些条件下的粘结剂的强度，因此不用在测试接头前，将胶合试样暴露到用于ASTM D 5572测试的后固化测试条件下(即，如以下述的干燥；真空压力；升高的压力；和煮沸暴露)。因此，室内挠曲测试提供了胶合的湿(即，固化前)强度的更为精确的表示。
在室内挠曲测试中，使用了带有12英寸(30.5cm)的基部的4英寸(10.1cm)撞锤(ram)。木材根据需要进行处理(见以上)，胶合、并且放置在挠曲装置内。接受测试的木材可以包括指接或者层接接头作为胶缝。对于此处所述的测试，使用了指接木材。挠曲装置设计成保持固定的木材试样端部，同时在胶合接头上直接施加测量过的力(即，载荷)。
对于挠曲测试，板的范围从1又7/8英寸(47.625mm)宽到3又5/8英寸(92.3mm)宽。板全部至少12英寸长，从而跨过挠曲装置的基部，且1又9/16英寸(39.7mm)厚。在挠曲设备中，板设置在边缘(使得板的宽度平行于撞锤)且指接接头定位成跨过厚度且垂直于撞锤。以此方式，相同厚度的板用挠曲设备夯击。对不同宽度的板的测量经过校正，提供了相对于3/4英寸乘3/4英寸(19.0mm×19.0mm)的板(用于ASTM D 5572挠曲测试中的板尺寸)的值。
表1示出了用来筛选经过实施室内挠曲测试的各种胶粘剂类型。所示的与不同百分比的异氰酸酯交联剂(ISOSET
Figure A20058003843500391
CX-47)混合的几种EVA树脂(Ashland A312，A320和A322)的比较结果，在各种交联剂浓度时，与本发明的混合粘结剂(PVA SP2723/CX-47)比较。还示出的是使用PUR胶粘剂(Ashland EW-500)和带有作为催化剂的C200-y的PVA胶粘剂(SP2723/C200-y)的结果。
对于在表1中示出的试样，处理/干燥对应于用处理配方压力处理后进行测试、然后在干燥器内干燥的试样。处理/湿化对应于用处理配方压力处理后进行测试的试样，同时木材仍然是湿的(即，试样没有在干燥器内干燥)。另外，一些胶合试样在120℉(49℃)下经受16小时加热固化(后固化)，而其他试样在处理前和/或挠曲实验测试前不经过加热固化(环境中)。用处理配方处理木材所用的压力被指示为(“压力”)。
表1
                        挠曲测试初步筛选
                        1A：SP2723/CX-47混合
  树脂   SP2723   SP2723   SP2723   SP2723   SP2723   SP2723   SP2723   SP2723
  交联剂   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47
  ％CX-47   15％   15％   15％   15％   20％   20％   20％   20％
  压力   21bar   21bar   21bar   21bar   21bar   21bar   21bar   21bar
  处理/干燥   +   +   +   +
  处理/湿化
  后固化   +   +
  环境中   +   +   +   +   +   +
  载荷(PSI)   888   966   858   955   855   852   835   939
  载荷(kg/cm2)   62.4   67.9   60.3   67.2   60.1   59.9   58.7   66.0
  ％WF   85   97   92   89   93   94   97   94
1B：其他胶粘剂
  树脂   A312   A312   A312   A312   A312   A312   A312   A312   A312
  交联剂   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47
  ％CX-47   15％   15％   15％   15％   15％   15％   15％   15％   15％
  压力   N/d   N/d   Nd   15bar   15bar   20bar   20bar   35bar   35bar
  处理/干燥   +   +   +   +   +   +
  处理/湿化
  后固化   +
  环境中   +   +   +   +   +   +   +   +
  载荷(PSI)   636   808   844   1117   1354   995   939   1102   1218
  载荷(kg/cm2)   44.7   56.8   59.3   78.6   95.2   70.0   66.0   77.5   85.7
  ％WF   88   77   89   78   96   65   76   80   87
1C：其他胶粘剂(续表)
  树脂   A320   A320   A320   A320   SP2723   SP2723   SP2723*   EW-500
  交联剂C200-y   CX-47   CX-47   CX-47   CX-47   C200-y   C200-y   C200-y
  ％CX-47或者C200-y   15％   15％   15％   15％   5％   5％   5％
  压力   35bar   35bar   15bar   15bar   32bar   32bar   31bar   35bar
  处理/干燥   +   +   +   +   +
  处理/湿化   +
  后固化   +   +
  环境中   +   +   +   +   +   +
  载荷(PSI)   827   1007   913   1010   690   880   997   1407
  载荷(kg/cm2)   58.1   70.8   64.2   71.0   48.5   61.9   70.1   98.9
  ％WF   81   72   82   77   41   48   96   98
发现混合胶粘剂在所有测试条件下表现良好。因此，对于本发明的混合胶粘剂，木材破坏百分比(％WF)一直处于85％以上(表1A)。相对于15％混合的混和物，20％混合的混和物没有表现出改善。另外，混和物的后固化没有明显的好处(表1；后固化对比环境中)。因此，从室内挠曲方法的测量中发现，在指接之前或者之后，在化学处理木材所用的正常操作参数下，混合粘结剂工作良好。
在用室内挠曲实验进行初始筛选后，用ASTM D 5572拉力测试程序(ASTM D 5572：Standard Specification for Adhesives Used for Finger Joints inNonstructural Lumber Products，Reapproved 1999)来测试各种粘结剂。在ASTM D 5572拉力测试程序中，在中心部分指接在一起的两个木材件被从各自端部拉开。对这些测试，使用了ASTM测试方案所规定的尺寸的板(即，1/4英寸乘3/4英寸乘10英寸；6.35mm×19.1mm×254mm)。
表2示出了用ASTM D 5572拉力测试测试各种胶粘剂的结果。示于表2A中的是本发明的混合胶粘剂(即，Isoset
Figure A20058003843500411
CX-47与PVA SP 2723混合)的结果，以及其他类型胶粘剂的结果。经测试的混合胶粘剂包括15％混合(即，15％(重量)Isoset
Figure A20058003843500412
CX-47/85％(重量)PVA SP 2723)或者20％混合(即，20％(重量)Isoset
Figure A20058003843500413
CX-47/80％(重量)PVA SP 2723)(表2A)。还测试了聚氨脂(PUR)粘结剂(Ashland EW-500；Ashland Specialty Chemicals，Ashland，OH)，和不带CX-47交联剂的PVA粘结剂，但是包括5％的氯化铝(AlCl3)作为催化剂(PVA)。额外测试的粘结剂包括与ISOSET
Figure A20058003843500414
CX-47混合的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂(Ashland Specialty Chemicals)(ISO，表2B)。
因此，对于在表2中示出的每种胶粘剂，胶合试样在暴露到以下说明的四种ASTM暴露条件(即，干燥；真空压力；升高的温度；和煮沸暴露)之前，用处理配方(如上所述)压力处理(处理)，或者没有压力处理(控制)。另外，一些试样在用处理配方高温/高压处理和测试之前，在胶合(后固化)之后，经过120℉(49℃)下持续16小时的加热固化步骤。表2B还示出这样的实验，其中用聚氨脂基(PUR)胶粘剂胶合试样，且指接接头在胶合步骤过程中被压缩在一起持续不同时间(即，8秒钟或者10秒钟)。最后，PVA预处理试样(表2A)在胶合前而不是之后，用处理配方压力处理。
在胶合后(具有或者不具有固化步骤)，且任选地用处理配方压力处理后，木材然后暴露在根据ASTM D 5572规格的四种处理条件其中之一中。一部分木材(ASTM-干燥条件)在测试前在允许的±1％水分含量(MC)范围内干燥。另一部分木材(ASTM-真空压力暴露)被胶合然后放置在充满70℉水的处理罐中并且暴露在-25英寸的真空中持续30分钟，然后在测试前暴露在升高的压力75psi中持续30分钟。另一部分木材(ASTM-升高的温度)暴露在升高的温度220℉中持续6小时。第四部分木材(ASTM-煮沸暴露)被煮沸4小时，在145℉下干燥20小时，再煮沸4小时，用70℉水冲洗1小时，然后测试。对于所有测试条件，通过确定剪断经测量过的百分比的木材件所需的、以磅每平方英寸(psi)(或者kg/cm2)计的力的大小(载荷-psi)，可以测量密封失效，其中木材破坏的更高百分比与更低的粘结剂失效相关。
发现(表2)本发明的ISOSET/PVA混合胶粘剂比其他测试的胶粘剂表现更好。相对于15％混合的混和物，20％混合的混和物没有明显改善。额外的测试示出含有少于10％的异氰酸酯交联剂的混合粘结剂会导致性能降低。另外，混合粘结剂后固化没有明显的好处(表2；后固化对比环境中)。混合粘结剂的不需要后固化步骤的高性能可以将指接和处理之间的时间缩短12小时或者更多。因此，在指接之前或者之后化学处理木材所用的正常操作参数下，发现混合粘结剂工作良好。
另外，本发明的混合胶粘剂耐水性的增加通过真空压力和/或煮沸条件下的ASTM D 5572拉力测试结果来例证，其中胶粘剂暴露在高水分和或者高温或者压力改变的条件下。因此，可以看出本发明的混合胶粘剂在真空压力和煮沸测试中较之测试的其他胶粘剂(例如，EVA/CX-47；PUR；或者PVA)表现出更高的木材破坏百分比(即，更低的粘结剂失效)。
表2
2A
Figure A20058003843500421
Figure A20058003843500431
2B
Figure A20058003843500432
*N/d＝未确定
表3提供了用ASTM D 5572拉力测试得到的额外结果，其比较了本发明的混合胶粘剂与PVA-氯化铝胶粘剂以及典型地用来胶合经处理的木材的PUR胶粘剂。如上述测试所述，在胶合后、用处理配方高温/高压处理和测试前经受加热固化步骤(在120℉(49℃)下加热16小时)的试样表示为“后固化”。用胶粘剂处理但是没有后固化的试样表示为“环境中”。表示为“预处理”的试样是在胶合前而不是之后，用处理配方压力处理过的。
表3
经处理过的木材测试
Figure A20058003843500441
本发明的混合胶粘剂还施加在没有用处理配方处理的木材上。结果在图4中表示。在这些实验中，所用的混合粘结剂比PVA控制少36％。可以看出，对于未处理的木材，混合胶粘剂一直使得木材破坏为88％或者更高。示于图4的该结果是20次测试的均值，对于混合胶粘剂，每个试样示出了木材破坏百分比为85％或者更高。
表4
未处理的木材测试
Figure A20058003843500442
*对于混合胶粘剂，值是20次确定的均值。
应当理解本发明还包括用本发明的混合粘结剂配方生产的木材产品。另外，本发明包括用本发明的方法和系统生产的木材产品。应当理解，对于此处所述的实施例进行各种变化和改动对于本领域的技术人员是显而易见的。这种变化和改动可以在不背离本发明的精神和范围且不缩小其附带的范围和/或优势的条件下进行。

Claims (46)

1.一种用于以液体处理多个木材件的容器，该容器包括：
将多个木材件保持在容器内的支撑骨架，该支撑骨架包括基部框架、顶部框架以及多个连接基部框架和顶部框架的侧轨；和
至少一个包括多个孔的表面，其中所述孔的尺寸使得流体可以穿过所述孔，而容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔。
2.如权利要求1所述的容器，其中支撑骨架包括：
矩形框架，其包括容器的基部框架；
矩形框架，其包括容器的顶部框架；和
四个将基部框架连接到顶部框架的侧轨，其中所述侧轨从基部框架到顶部框架垂直延伸，以将基部框架的拐角接合到顶部框架的相应拐角，以形成具有基部、顶部和四个侧部的矩形容器。
3.如权利要求2所述的容器，进一步包括额外的侧轨，其作为骨架的一部分将基部框架连接到顶部框架。
4.如权利要求2所述的容器，进一步包括额外的侧轨，其沿着容器的顶表面延伸。
5.如权利要求2所述的容器，进一步包括额外的件，其作为容器的基部框架，其中额外的基部框架件互联，形成网格，该网格从基部框架的至少一个侧部延伸到基部框架的相对侧部。
6.如权利要求1所述的容器，进一步包括从骨架底部延伸的第一组脚，使得当容器放置在平坦表面上时，容器支靠在所述脚上。
7.如权利要求6所述的容器，其中所述脚定位成从基部框架内周边延伸，使得当两个容器叠放时，上部容器的脚插入下部容器顶部框架的周边内，以限制容器相对于彼此侧向移动。
8.如权利要求7所述的容器，其中所述脚进一步包括延伸部，使得当两个容器叠放时，上部容器每个脚的延伸部支靠在下部容器顶部框架的上表面上，以在两个容器之间提供空间。
9.如权利要求8所述的容器，其中所述延伸部包括与第一组脚隔开的第二组脚。
10.如权利要求1所述的容器，其中顶部框架包括：
至少一个导轨，其包括平行于容器顶部的顶表面的平坦平面；
侧轨，其包括平行于容器的侧表面的平坦表面；和
从顶部导轨的内部边缘向侧轨的下边缘延伸的表面，以提供弯折表面，使得在顶部框架下边缘位置的容器内周边大于在顶部框架上边缘位置的容器内周边。
11.如权利要求1所述的容器，其中容器的至少两个侧表面和底表面包括多个孔。
12.如权利要求1所述的容器，其中至少一个包括多个孔的表面包括连接到骨架的栅格。
13.如权利要求1所述的容器，其中每一种用来制作容器的材料对于高于150°F(65.6℃)的温度是稳定的。
14.如权利要求13所述的容器，其中至少一部分骨架包括槽钢，其中槽的侧部朝向容器的底表面延伸。
15.利用权利要求1所述的容器用液体处理的木材。
16.一种粘结剂，包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂，当使用粘结剂胶合两个木材件时，该粘结剂提供大于85％木材破坏的粘合强度。
17.如权利要求16所述的粘结剂，其中当使用该粘结剂粘合两个木材件时，粘合强度提供大于90％木材破坏。
18.如权利要求16所述的粘结剂，其中异氰酸酯交联剂包括聚合二苯甲烷二异氰酸酯。
19.如权利要求16所述的粘结剂，其中聚合二苯甲烷二异氰酸酯包括聚(亚甲基亚苯基异氰酸酯)、亚甲基二苯基二异氰酸酯和亚甲基二苯基异氰酸酯的混和物。
20.如权利要求16所述的粘结剂，其中聚醋酸乙烯酯树脂包括聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇。
21.如权利要求20所述的粘结剂，其中聚乙烯醇的范围是约5-15％，且聚醋酸乙烯酯的范围是约40-80％。
22.如权利要求16所述的粘结剂，其中异氰酸酯交联剂范围是总重量的15-20％，且聚醋酸乙烯酯树脂的范围是总重量的80-85％。
23.如权利要求16所述的粘结剂，进一步包括氯化铝催化剂。
24.一种包括权利要求16所述的粘结剂的木材产品。
25.一种处理木材的方法，包括：
(a)组装多个木材件；
(b)将多个木材件放入容器内，其中所述容器包括(i)将多个木材件保持在容器内的支撑骨架，和(ii)至少一个包括多个孔的表面，其中所述孔的尺寸使得流体能穿过所述孔，而容器内部大比例的多个木材件不穿过所述孔；和
(c)将多个木材件暴露于条件之下，使得流体添加到木材中或者从木材去除。
26.如权利要求25所述的方法，其中骨架包括基部框架、顶部框架以及多个连接顶部框架和底部框架的侧轨。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括从骨架底部延伸的第一组脚，使得当容器放置在平坦表面上时，容器支靠在所述脚上。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述脚定位成从基部框架内周边延伸，使得当两个容器叠放时，上部容器的脚插入下部容器顶部框架的周边内，以限制容器相对于彼此侧向移动。
29.如权利要求25所述的方法，其中将多个木材件暴露于条件下使得流体添加到木材中或者从木材去除的步骤，包括将木材和流体加热到约150°F(65.6℃)到约240°F(115℃)的温度范围内。
30.如权利要求25所述的方法，进一步包括用包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂的粘结剂将木材件胶合在一起，当粘结剂用于粘合两个木材件时，粘结剂提供大于85％木材破坏的粘合强度。
31.如权利要求30所述的方法，其中当使用粘结剂粘合两个木材件时，粘结剂的粘合强度提供大于90％木材破坏。
32.如权利要求30所述的方法，其中异氰酸酯交联剂包括聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。
33.如权利要求32所述的方法，其中聚合二苯甲烷二异氰酸酯包括聚(亚甲基亚苯基异氰酸酯)、亚甲基二苯基二异氰酸酯和亚甲基二苯基异氰酸酯的混和物。
34.如权利要求30所述的方法，其中聚醋酸乙烯酯树脂包括聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇。
35.如权利要求30所述的方法，其中异氰酸酯交联剂范围是粘结剂总重量的10-30％，且聚醋酸乙烯酯树脂的范围是粘结剂总重量的70-90％。
36.如权利要求30所述的方法，其中胶合步骤在步骤(b)之前进行。
37.如权利要求30所述的方法，其中胶合步骤随步骤(c)后进行。
38.如权利要求25所述的方法，进一步包括干燥经处理的木材，以去除木材中至少一部分水分，使得最终木材产品具有约3-30％的预定水分含量。
39.一种用权利要求25所述的方法制作的木材产品。
40.一种木材产品，包括将至少两个分开的木材件接合在一起的粘结剂，所述粘结剂包括聚醋酸乙烯酯(PVA)树脂和异氰酸酯交联剂，当该粘结剂用来粘合两个木材件时，该粘结剂提供大于85％木材破坏的粘合强度。
41.如权利要求40所述的木材产品，当使用所述粘结剂粘结两个木材件时，进一步包括大于85％木材破坏的粘合强度。
42.如权利要求40所述的木材产品，其中异氰酸酯交联剂包括聚合的亚甲基二苯基二异氰酸酯。
43.如权利要求40所述的木材产品，其中聚合二苯甲烷二异氰酸酯包括聚(亚甲基亚苯基异氰酸酯)、亚甲基二苯基二异氰酸酯和亚甲基二苯基异氰酸酯的混和物。
44.如权利要求40所述的木材产品，其中聚醋酸乙烯酯树脂包括聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇。
45.如权利要求40所述的木材产品，其中异氰酸酯交联剂的范围是粘结剂总重量的10-30％，且聚醋酸乙烯酯树脂的范围是粘结剂总体积的70-90％。
46.一种系统，包括：
(a)用于装载容器以用液体处理多个木材件的站点，所述容器包括将多个木材件保持在容器内的支撑骨架，和至少一个包括多个孔的表面，其中所述孔的尺寸使得流体可以穿过所述孔，而容器内部的多个木材件不穿过所述孔；
(b)用感兴趣的液体配方处理木材件的站点；
(c)在用液体处理木材后从木材去除过多水分的站点；和
(d)用于将木材件的至少一部分胶合在一起的站点。
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