呂玲 富艷春

摘 要：目前，紅木家具受到消費(fèi)者的青睞，但紅木資源受限，制約了其持續(xù)良性發(fā)展。深色名貴硬木風(fēng)車木具有紅木的各方面性能，具有替代紅木木材的巨大潛力。本文在分析了風(fēng)車木材性特征、木材預(yù)處理及各種干燥技術(shù)的前提下，探討了風(fēng)車木在家具設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)注意的問題和改善措施。

關(guān)鍵詞：深色名貴硬木;風(fēng)車木;干燥工藝;預(yù)處理

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們的生活水平的提高，紅木等深色名貴硬木家具的市場需求量越來越大。由于相關(guān)組織及國家采取了限制或禁止紅木資源貿(mào)易等一系列措施[1]來加強(qiáng)對紅木資源的保護(hù)，對紅木家具用材料供給形成了制約，導(dǎo)致了我國進(jìn)口紅木原材料的渠道日益狹窄。因此合理使用木材、提高木材的利用率、減少資源浪費(fèi)，[2]以及尋找代替紅木的其他材性優(yōu)良的木材等措施勢在必行。風(fēng)車木雖然不是紅木，但卻是代替紅木資源的良好材料，因此風(fēng)車木具有巨大的家具及木制品的開發(fā)和利用潛力。本文的目的在于探索風(fēng)車木的合理的預(yù)處理方法以及干燥工藝，以提高干燥速率和干燥質(zhì)量，同時(shí)提高企業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約能源和資金，拓展風(fēng)車木在家具行業(yè)的應(yīng)用。研究風(fēng)車木的材性特征對其在家具設(shè)計(jì)和制造上的合理應(yīng)用具有重要意義。

1 風(fēng)車木基本材性

風(fēng)車木生長緩慢，具深淺間的細(xì)條紋，木材顏色呈暗褐色或者咖啡色略帶紫，其心材耐磨、耐腐蝕，是一種有實(shí)用價(jià)值木材，主要用于做高級家具及裝飾木地板。但是由于其心材結(jié)構(gòu)致密、硬度大、韌性不強(qiáng)，材性不穩(wěn)定，所以干燥時(shí)容易出現(xiàn)崩損開裂等情況，出材率比較低，因而影響使用。風(fēng)車木的密度比較大，氣干密度通常為0.91～1.10g/cm3。因其密度大，硬度大，所以釘連接時(shí)需要先鉆孔才能避免釘彎和開裂。[3]風(fēng)車木細(xì)胞腔內(nèi)含有較多的侵填體，造成其內(nèi)部水分移動(dòng)緩慢，需要進(jìn)行特殊的干燥和加工處理。

2 國內(nèi)外木材干燥工藝現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外的木材干燥技術(shù)仍然是常規(guī)蒸汽干燥[4]處于主導(dǎo)地位，除濕干燥、真空高頻干燥[5，6，7，8]或微波、冷凍干燥[9，10，11]等干燥方式呈多樣化發(fā)展。聯(lián)合干燥技術(shù)是集中了各種干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，避免其缺陷的新興技術(shù)，也是今后木材干燥行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。聯(lián)合干燥雖然增加了干燥工序，但是在集中干燥時(shí)可以降低成本，節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用。同時(shí)還可以縮短干燥時(shí)間，降低風(fēng)速，減少能耗。

3 國內(nèi)外木材干燥預(yù)處理研究現(xiàn)狀

木材干燥周期及干燥質(zhì)量不僅僅是取決于干燥設(shè)備和干燥基準(zhǔn)，干燥前進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理也會(huì)改善木材的干燥效果。因此，在木材進(jìn)行干燥之前往往根據(jù)樹種、材性、用途及干燥質(zhì)量要求對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，可以加快干燥速度、縮短干燥周期、緩解干燥應(yīng)力、提高干燥質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)的干燥目的。[12]另外，適當(dāng)?shù)念A(yù)處理可有效提高木材尺寸的穩(wěn)定性。

3.1 汽蒸預(yù)處理

通過過熱蒸汽預(yù)處理?xiàng)钅句彶暮筮M(jìn)行常規(guī)干燥，可以使楊木鋸材的含水率降低至接近木材的纖維飽和點(diǎn)，降低后期常規(guī)干燥的初含水率，提高干燥速率，縮短干燥周期。[13]木材尺寸穩(wěn)定性和干燥過程中水分的排除都與滲透性密切相關(guān)。汽蒸預(yù)處理使木材內(nèi)部水分迅速升溫至沸點(diǎn)汽化，產(chǎn)生蒸汽壓力，破壞木材紋孔膜等較脆弱的細(xì)胞組織，[14]形成水分遷移通道。汽蒸處理后木材的尺寸穩(wěn)定性得到明顯改善，而且溫度越高，處理時(shí)間越長，尺寸穩(wěn)定性越好。

3.2 冷凍預(yù)處理

前人的研究發(fā)現(xiàn)預(yù)凍處理能夠?qū)е录?xì)胞壁上紋孔膜開裂，減小水分移動(dòng)的阻力，同時(shí)細(xì)胞壁密度增大，抗壓能力增強(qiáng)，從而減少木材的皺縮，減少干燥過程中的應(yīng)力。還有研究發(fā)現(xiàn)預(yù)凍處理可減少初期開裂、內(nèi)裂和截面變形的產(chǎn)生，干燥質(zhì)量比未經(jīng)處理材的干燥質(zhì)量好。[15]

3.3 超聲波預(yù)處理

超聲波預(yù)處理能減少木材內(nèi)部的抽提物含量，打通木材內(nèi)部的水分遷移通道，使得木材中的水分更容易脫離，從而提高干燥速率。姚幸之等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，桉木試材的干燥速率和水分?jǐn)U散系數(shù)均隨超聲波頻率的提高、預(yù)處理時(shí)間增長而增大。[16]

4 風(fēng)車木材性與家具設(shè)計(jì)

家具設(shè)計(jì)包括造型、結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)。只有掌握材料的具體特性才能正確、合理、規(guī)范的應(yīng)用材料。風(fēng)車木密度大、硬度大、脆性大，這些都影響著其具體的應(yīng)用。例如，實(shí)木家具的桌面的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量避免四周的銑型加工，這樣可以避免桌面邊緣崩茬、缺料等問題。在實(shí)木椅子設(shè)計(jì)時(shí)椅腿受力部分設(shè)計(jì)是盡量避免彎曲處受力，這樣才能避免在使用的過程中由于木材的脆性大，受力時(shí)彎曲處產(chǎn)生斷裂。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮風(fēng)車木的具體特性，在連接接合處盡量采用其他脆性弱的材料的插入榫，避免釘和五金件等接合。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)同樣要減少或避免車床及復(fù)雜銑刀設(shè)備的加工。

另外，針對風(fēng)車木的材性特征，在家具制造加工之前可以采用改性處理，通過汽蒸處理、冷凍處理、超聲波處理等。還可以通過特種干燥方法來改善其脆性，進(jìn)而提高風(fēng)車木的設(shè)計(jì)與加工的應(yīng)用場合和范圍。

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作者簡介：呂玲（1996—），女，本科生，主要從事家具干燥方面的研究。

富艷春（1987—），女，內(nèi)蒙古人，博士，講師，主要從事木家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。