紅木家具的木材干燥工藝和木材水分儀

紅木家具的木材干燥工藝和木材水分儀

1：干燥的意義：用做紅木家具的木才是多孔的有機分子材料，它具有干縮濕脹的特性，當它所處的環境濕度于木材的含水率時，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，般正常的全干縮率：縱向為0.1%—0.3%，徑向為3%—6%，弦向為6%—12%，體積干縮率為9%—14%。很濕的木材或者未干燥好的木材，在正常情況下水分要散失，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。般說來，用未干燥好的木材生產家具，版面容易開裂、加工易起毛、榫卯易松脫。因而在制作家具前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（如提強重比，顯現花紋和光澤，易于刨光，提接合強度及裝飾性能等）。所以，正確進行木材干燥是紅木家具質量的。
2.干燥原理
（1）木材中水分存在狀
  木材是種生物材料，它是由多種細胞組成。每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，在空氣文檔約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，經定時間后解吸或吸濕使木材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，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?？諝獾臐穸?、干濕球的溫度差（或溫度計差）與相對濕度（或相對蒸氣壓力）對木材平衡含水率的變化起決定性的作用。在資料中介紹了多種適用于氣候條件下的木材平衡含水率的圖和表，這里只選用埃森曼（Eissenman）平衡含水率表（見表1），因為它適用于木材的低溫干燥到溫干燥。在生產紅木家具前須把使用的木材干燥到與所在地區的氣溫、濕度相適應的木材平衡含水率(好要求比使用地區或處所平衡含水率的低月份低2%-3%),這樣才能避免木材含水率因受使用地區空氣溫度、濕度的變化引起木材的脹縮、翹曲和開裂，產品質量。表二介紹我55個城市木材平衡含水率（水分）估計值，供紅木家具生產廠家參考?？梢允褂霉枮I宇達電子技術有限公司銷售的木材水分儀測量，種類很多，包括KLORTNER牌木材測濕儀，牌木材濕度儀，木材水分儀。
(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。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?？撤サ哪静?，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，形成內外低的含水率梯度。木材內部水分總是從含水率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的地方向溫度低的地方移動。 在般情況下，木材的含水率內部于外部，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、含水率梯度二者致，都是由內向外，共同促進水分由內向外移動。為了這目的，采取的辦法是預熱處理，在溫、濕下，把木材濕透、熱透，然后降低溫度和濕度，來目的。 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。紅木家具的木材干燥工藝和木材水分儀
（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，尤其弦向干縮大，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，般是干縮及差異干縮大者難干燥。下面介紹幾種常見紅木木材的干縮率（見表3）供干燥木材時參考。
木材翹曲、變形是由于木材各方向不均勻的干縮和濕脹造成的。常見的有橫向翹曲變形和縱向翹曲變形兩類。橫斷面翹曲變形主要是由于弦向干縮和徑向干縮差異的結果。從圖1可以看出，如果不考慮徑向干縮率變異的話，含有髓心的徑鋸板，其厚度方向全為弦向，寬度方向全為徑向，因為收縮的大小致，所以只有尺寸變化，厚度變薄，寬度變窄2，而無變形；端面與生長輪成45度角的木板，，干后成瓦片狀翹曲3；如果原來為正方形，其生長輪與兩邊平行，干縮后為長方形4；如果與生長輪成為對角線正方形，干縮后呈菱形5；如果原來端面為圓形，其生長輪與圓的直徑相平行，與圓的另直徑相垂直，干縮后變為橢圓形6；如果是弦鋸板，在自然狀態下干縮，其結果是瓦形，稱瓦彎7；離髓心越遠，板面越寬彎曲就越嚴重。
縱向翹曲表現為板面或者板材邊緣形狀的改變。產生的原因，種是由于同板塊含有兩部分木材（如正常材與應力木）他們干縮率不致；另種是由于板材紋理不規則。前者形成弓彎和邊彎；后者行成四邊扭翹。
為了防止此種翹曲，干燥時正確地堆放木材是很重要的。隨地測量水分也是重要的。

哈爾濱宇達電子技術有限公司生產手持式木材水分儀，在線紅外水分儀，鹵素水分儀。