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研究生:張瑋伯
研究生(外文):Chang, Wei-Bo
論文名稱:木材表面熱處理性質及其在產品設計之應用
論文名稱(外文):The Heat Treatment of Surface Wood Properties and Used in the Product Design
指導教授:龍暐
指導教授(外文):Long, Way
口試委員:黃耀富黃俊傑龍暐
口試委員(外文):HUANG,YUE YAO FUHUANG,JUN ZUN JIELong, Way
口試日期:2017-07-03
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:木材科學與設計系所
學門:農業科學學門
學類:林業學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:熱處理尺寸安定性木材表面
外文關鍵詞:Heat treatmentDimensional stabilityOutersurface of wood
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近年來,由於全球天然林資源日益匱乏,現今木材資源主要取自於人造林木,然而人造林永續經營規劃有輪伐期、間伐期及疏伐期等,其中疏伐木多為未成熟材,且密度較低,其材質較軟、尺寸安定性及耐久性較差的缺點,使得疏伐木的加工利用存在其性質不確定性的風險。本研究目的為改善上述木材的缺點,而研發木材表面熱處理技術;以市售之氧銲槍及熱風槍進行試材表面熱處理,選擇北美商用木材(楓木、白蠟樹、黃松)及國產材(紅檜、相思樹) 做為試材,並施以各項木材表面熱處理的條件(如木材紋理、面積、距離、時間等模式等),進一步就其物理與機械性質如:抗壓、抗彎測試及接觸角測試數值來評估其相關性質改善效果。研究結果顯示所有試材經過表面熱處理後,可明顯提高木材尺寸安定性、抗壓及抗彎強度和耐久性。因此,藉木材表面熱處理技術可以提供疏伐木的加工利用上有性質改善及更可靠的使用,並衍生其相對應用產品及設計最佳化的對策運用在面紙儲物盒上。
In recent years, due to the global shortage of natural forest resources, timber resources are mainly taken from the artificial forest nowadays, however, planted forest management plan for rotation age , thinning and thinning, etc., of which thinning wood mostly immature wood,and low density, resulting in the soft material, dimensional stability and poor durability of the shortcomings, making the processing and utilization of thinning wood there is the property of the risk of uncertainty. The purpose of this research is to improve the wood shortcomings and to develop wood surface heat treatment technology. The commercially available LPG gas torch and heat gun were used to surface heat treatment of wood. The commercial wood of North American(Acer spp, Fraxinus Americana and Pinus ponderosa, and Taiwan wood (Chamaecyparis formosensis and Acacia mangium Willd) as a test material, and control the conditions of heat treatment of wood surface(Such as wood texture, size, distance, time and other patterns), and further to the testing in compression and bending test and contact property test values to assess the related properties to improve the effect. The results show that all samples after the surface heat treatment, significantly improve the wood dimensional stability, testing in compression(Mpa) and the bending test(MOE,MOR) and durability, therefore, the research of wood surface heat treatment technology can provide thinning of the processing and utilization of improved nature and more reliable use, To find out the corresponding and optimized countermeasures used in the tissue storage box.
摘  要…………………………………………………………….I
謝 誌…………………………………………………………….IV
目 錄…………………………………………………………….VI
圖 目 錄 …………………………………………………………….IX
表 目 錄…………………………………………………………….XIII
壹、前言…………………………………………………………….1
貳、文獻回顧…………………………………………………………….1
一、木材性質…………………………………………………………….2
二、木材熱處理…………………………………………………………….2
(一)熱氣介質處理法…………………………………………………………….3
(二)蒸氣介質處理法…………………………………………………………….4
(三)惰性氣體處理法…………………………………………………………….5
三、熱處理木材改質特性…………………………………………………………….6
(一)物理性質…………………………………………………………….7
(二)力學性質…………………………………………………………….7
參、材料與方法…………………………………………………………….8
一、試驗材料…………………………………………………………….8
二、試驗步驟及方式…………………………………………………………….9
(一)材料製備…………………………………………………………….9
(二)表面熱處理…………………………………………………………….10
三、物理性質…………………………………………………………….14
(一)色差試驗…………………………………………………………….14
(二)接觸角試驗…………………………………………………………….16
四、機械性質…………………………………………………………….17
(一)抗壓試驗…………………………………………………………….17
(二)抗彎試驗…………………………………………………………….18
五、統計分析…………………………………………………………….19
肆、結果與討論…………………………………………………………….20
一、木材熱處理前性質…………………………………………………………….20
二、溫度與色差…………………………………………………………….21
(一)火焰試驗色差…………………………………………………………….22
(二)熱風試驗色差…………………………………………………………….26
三、表面接觸角…………………………………………………………….30
(一)不同試驗方式統計分析…………………………………………………………….30
四、抗壓測試…………………………………………………………….42
(一)不同試驗次數統計分析…………………………………………………………….42
五、抗彎測試…………………………………………………………….48
(一)不同試驗MOR(Mpa)統計分析…………………………………………………………….48
(二)不同試驗MOE(Gpa)統計分析…………………………………………………………….54
六、木材表面熱處理產品設計應用…………………………………………………………….61
七、產品溫溼度測試…………………………………………………………….64
伍、結論…………………………………………………………….67
陸、參考文獻…………………………………………………………….69
作者簡介…………………………………………………………….72
經濟部標準檢驗局(2013)中華民國國家標準 CNS453 O2005。木材抗彎試驗法(本標準規定木材之抗彎強度-外觀抗彎彈性模數及抗彎彈性模數之試驗法)
經濟部標準檢驗局(2013)中華民國國家標準 CNS454 O2004。木材抗壓試驗法(本標準規定木材之縱向抗壓試驗法)
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