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科普紅木烘干的重要性及原理
作者:    發布于:2019-05-07 13:17:39    文字:【】【】【】瀏覽 (579)

很多消費者在選購紅木家具時主要對材質及外在的工藝較為關注,但對紅木家具質量影響極大的干燥(烘干)方面卻不太關注。
在各類紅木家具“選購攻略”中也很少提及,所以很多消費者根本就不知道紅木家具在開料后還必須要進行烘干處理。

不烘干而直接用生材做出的紅木家具容易開裂變形,所以烘干是紅木及硬木家具生產過程中的必備環節。而一些紅木家具廠為了節省成本,往往不做烘干就直接生產,這類紅木家具在使用一段時間后往往會變形開裂。


當然,即使進行了正確的干燥處理,但因各地氣候不同、保養方法不同,有些紅木家具偶爾還會有開裂的現象,但其概率已小了很多,開裂的程度也會非常小,基本都在可修復范圍內。
在此,收集整理了一篇關于紅木家具烘干及烘干原理的科普文章,供諸位木友參考。

用做紅木家具的木材是多孔的有機高分子材料,具有干縮濕脹的特性。
當它所處的環境濕度高于木材的含水率時,木材吸濕,尺寸增大;相反,環境濕度低于木材的含水率時,木材水分散失,尺寸減小。木材尺寸和體積隨著水分散失而減小,這叫木材干縮。
木材干縮對家具質量影響很大。因為木材是各向異性材料,干縮時各向干縮率不同,一般正常的全干縮率:縱向為 01%—0.3%,徑向為3%—6%,弦向為6%—12%,體積干縮率為9%—14%。  
濕的木材或者未干燥好的木材,在正常情況下水分要散失,必然要收縮,由于收縮率的不均勻而引起木材開裂、翹起變形等缺陷,直接影響家具質量。
一般說來,用未干燥好的木材生產家具,板面容易開裂、加工易起毛、榫卯易松脫。
因而在制作家具前首先要對木材進行正確的干燥處理,以防止腐朽、變質、變形和開裂;改善物理和加工性能(如提高強重比,顯現花紋和光澤,易于刨光,提高接合強度及裝飾性能等)。
所以,正確進行木材干燥是保證紅木家具質量的關鍵因素之一。
(1)木材中水分存在狀況


木材是一種生物材料,它是由多種細胞組成。每一個細胞都有細胞壁和細胞腔。在細胞壁上有紋孔,使細胞之間相通(闊葉材還具穿孔),構成大毛細管系統。

細胞壁的基本結構是以纖維為“構架”。長短不等的鏈狀纖維素分子有規則地聚集在一起構成纖絲、微纖絲和基本纖絲等,由這些纖絲聚集成細胞壁各層。在這些纖絲之間有空隙,這些大小不等的空隙構成微毛細管系統。


木材中的水分就存在于大毛細管系統和微毛細管系統中。

在大毛細管中的水稱為自由水,與木材呈無聊機械結合,自由水的含量高達250%,水分可以自由蒸發。
當自由水蒸發完后,細胞壁的吸著水仍在飽和狀態時叫纖維飽和點,這時木材含水率叫纖維飽和含水率。
自由水的多少,只影響木材的重量、耐久性和導熱性,不影響木材的其他性質。在微毛細管中的水叫吸著水或者結合水,與木材呈物理化學結合,就多種木材來說,在空氣溫度約20°C,濕度為100%時,吸著水的含量為23%—33%,平均30%。吸著水的增減不僅影響細胞壁的脹縮,而且影響木材其他物理力學性質。
當木材含水率低于纖維飽和點時,細胞壁的微毛細管系統從空氣中吸收水分,這種現象叫吸濕;當木材含水率高于纖維飽和點時,水分從微毛細管蒸發到空氣中,這種現象叫解吸。

濕木材解吸或干木材吸濕,經一定時間后解吸或吸濕使木材達到與所在地空氣的溫度、濕度相平衡狀態,這時的含水率叫該空氣條件下的木材平衡含水率。
因為空氣的溫度、濕度不是恒定的,所以兩種過程仍在不斷的進行,但隨著時間的推移,特別是紅木家具涂以生漆或燙蠟等保護措施,木材吸濕或解吸的程度大大減弱了,木材內部產生的應力小了,木材尺寸也就穩定了。
(2)木材干燥時內部水分移動狀況


木材干燥時是木材內部水分移動到木材表面,再向大氣中蒸發的過程。
鋸材干燥時,水分可以從木材兩端排出,也可以從木材表面、側面排出,通常從兩端排出比表面、側面容易。
但鋸材通常表面、側面面積比較大,所以水分主要從表面、側面排出。木材干燥時木材中水分移動原因有含水率梯度和溫度梯度兩種。
新砍伐的木材,放在大氣中,由于表面水分蒸發快,而內部蒸發慢,于是表面含水率低于內部含水率,形成內高外低的含水率梯度。
木材內部水分總是從含水率高的地方向含水率低的地方移動,梯度大,移動速度快:反之則慢。無梯度時就停止移動。
當木材各部分溫度不同時,木材內部就存在溫度梯度。溫度梯度促使水分從溫度高的地方向溫度低的地方移動。
在一般情況下,木材的含水率內部高于外部,含水率梯度迫使水分由內向外移動;在木材干燥加熱時,木材外部溫度高于內部溫度,溫度梯度迫使水分由外向內移動。兩個相反方向的移動,致使水分在木材內部呈現一個滯留區域,造成木材干燥不勻。
為了克服這種現象,要使溫度梯度、含水率梯度二者一致,都是由內向外,共同促進水分由內向外移動。
為了達到這一目的,采取的辦法是預熱處理,在高溫、高濕下,把木材濕透、熱透,然后降低溫度和濕度,來達到目的。
木材中的水分從內向外移動的快慢與木材的結構、密度、心邊材有關。木材結構粗、密度小者,細胞的胞腔大,大毛細管系統相對比例大,水分移動快;否則移動慢。



(3)木材的干縮
木材干燥過程中常見開裂、變形等缺陷,根本原因是木材干縮不均勻所致。
木材干燥時,其尺寸和體積隨著水分的減少而減少,稱干縮。干縮是由于木材干燥時水分蒸發,組成細胞壁的纖絲、微纖絲和基本纖絲彼此間因失水而靠攏所致。木材的縱向干縮和橫向干縮(徑向及弦向)不同。
由于纖絲、微纖絲和基本纖絲在初生壁、次生壁的內層(S1)和外層(S3)排列方向與樹軸近乎垂直;在次生壁的中層(S2)排列方向則于樹軸近乎平行,而次生壁中特別厚,占細胞壁的80%-90%,對樹木干縮起決定作用,所以木材縱向干縮小,而橫向干縮大,尤其弦向干縮*,通常弦向干縮率是徑向干縮率的2倍。木材干縮率及各向差異干縮的大小與木材干燥的難易有密切關系,一般是干縮及差異干縮大者難干燥

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