東南亞橄欖木干燥性質研究及干燥基準初步擬定

魏　路，孫照斌，徐　偉*，陳鳳義，申立乾，馬淑玲

(1.南京林業大學 家具與工業設計學院，南京 210037；2.河北農業大學 林學院，河北 保定 071000；

3.廊坊華日家具股份有限公司，河北 廊坊 065001)

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東南亞橄欖木干燥性質研究及干燥基準初步擬定

魏路1，孫照斌2，徐偉1*，陳鳳義3，申立乾1，馬淑玲3

(1.南京林業大學 家具與工業設計學院，南京 210037；2.河北農業大學 林學院，河北 保定 071000；

3.廊坊華日家具股份有限公司，河北 廊坊 065001)

摘要：利用百度試驗法對橄欖木的干燥特性進行分析。結果表明：熱水處理的試件較未處理的試件干燥特性差異性大。熱水處理橄欖木初期開裂等級最大為3級，內裂等級為1級，截面變形等級最大為2級，扭曲最大等級為4級；而未處理橄欖木初期開裂等級最大為4級，內裂等級為1級，截面變形等級最大為3級，扭曲最大等級為5級。熱水預處理可以降低干燥缺陷等級，加快干燥速度。

關鍵詞：東南亞橄欖木；百度試驗法；干燥特性

0引言

木材干燥是木材加工生產中的關鍵工序，是決定家具生產中木材質量及能源消耗最重要的工序。提升木材干燥質量、縮短干燥時間、高效利用能耗和避免木制品在使用中開裂及變形，以及保證木結構的強度和安全是木制品加工行業的重要研究領域，掌握基本的木材干燥特性是合理安排木材干燥的重要因素[1-3]。橄欖木(PhoebeolivewoodGamble)，木犀屬亞熱帶常綠喬木，廣泛分布于熱帶及亞熱帶地區，其中心在東南亞及巴西。生長輪不明顯，生材有樹脂香味，紋理交錯；結構略細，均勻；重量、硬度、強度中等[4]。目前主要是用作實木家具、箱柜、木質地板和細木工制品等，該木材深受國內很多人的喜愛。但部分企業生產實踐表明這種木材在進行加工利用中出現一系列問題，而通過對木材進行熱水處理是規避木材遇到問題的非常普遍的措施，因此有必要對干燥特性進行深入對比研究。本文通過對東南亞進口橄欖木進行百度干燥法，旨在考察其干燥特性，為工業化干燥生產提供參考。

1材料及方法

1.1實驗材料

橄欖木：來源于廊坊華日家具股份有限公司，為東南亞進口木材，未處理濕材，長×寬×厚為20 cm×1.5 cm×2.5 cm，弦向刨光材，表面紋理通直、無缺陷，測得試件初含水率大于45%。所取橄欖木氣干密度是0.58 g/cm3，絕干密度是0.53 g/cm3。

1.2試驗設備

高精度木工圓鋸機(德國FESTOOL)；電熱鼓風式干燥箱(天津泰斯特儀器有限公司)；電子天平(精度0.01 g)；電子游標卡尺(精度0.01 mm)；不銹鋼鋼尺(精度0.5 mm)；塞尺(精度0.01 mm)；木材含水率檢測儀(KT-50)。

1.3試驗方法

將準備的16塊實驗試件分為兩組。一組用熱水處理，另一組用冷水處理(等同于未處理試件)，熱水處理的實驗試件需水煮4 h，未處理的試件需浸泡24 h以上時間處理。兩種試件處理好后皆擦干表面水分備用。并用木材含水率檢測儀測得兩種處理的試件初含水率均需大于45%，之后對兩組試件通過百度干燥法進行試驗。

百度試驗法是通過對研究木材初期開裂、內裂、截面變形、扭曲變形、干縮特性和干燥速度等干燥性質進行觀察和測試分析。上述干燥特性分析主要是通過“百度試驗干燥特性分級標準表”[5]來先確定這幾種特性的等級。然后參照確定的等級，通過“缺陷干燥程度與干燥條件的關系表”[5]確定橄欖木干燥的初期溫度、干濕球溫度差及后期溫度。參照國家林業局頒布的LY/ T1068-2012《鋸材窯干工藝規程》，采用較軟的參數基準作為橄欖木干燥基準的基本條件，初步擬定干燥基準[6-9]。

2結果與討論

2.1干燥缺陷等級確定

根據實驗中測得的數據，通過“百度試驗干燥特性分級標準表”[5]確定橄欖木試件各種干燥性質的缺陷等級。確定干燥缺陷的等級指標有初期開裂、內裂、截面變形和扭曲變形。熱水處理試件對應的初期開裂、內裂、截面變形和扭曲變形缺陷等級分別為3級、1級、2級和3級；未處理試件對應的初期開裂、內裂、截面變形和扭曲變形缺陷等級分別為3級、1級、2級和4級，見表1。

表1　東南亞橄欖木干燥缺陷等級

2.2干燥特性分析

2.2.1初期開裂

熱水處理的橄欖木初期在實驗中只是顯示出短端裂及端表裂(包括長端表裂)，其平均為5.8條，最多的達到了9條。通過木材干燥基準簡易確定法-百度試驗法[5]可得其開裂平均為3級，實驗數據變化波動范圍較小，而未處理的橄欖木初期除出現過端裂和端表裂外還出現了長細表裂，其平均為8.2條，最多達到了12條。即其初期開裂平均為3級，最高為4級。總體看，經熱水處理的試件的初期開裂等級都要低于未處理試件的初期開裂等級。

根據試驗觀察，橄欖木試件初期開裂是主要干燥缺陷，因此在干燥初期時要注意干燥條件的控制，在干燥初期采用偏軟的干燥基準，同時注意含水率在纖維飽和點左右時使用中期處理。

2.2.2內部開裂

由于兩種橄欖木試件均沒發生內裂，因此他們的缺陷等級為最高級1級。內裂主要起因于干燥引起的表面硬化及木材內部干燥應力過大，木材的內裂一般主要發生在干燥后期。但是表裂程度比較大也會導致內裂。

2.2.3截面變形

熱水處理的橄欖木截面變形與未處理的橄欖木截面變形最大分別為0.86、1.34 mm。平均值分別為0.58、0.68 mm。根據參照表可知兩者的平均等級均為2級，其最高等級分別為2級、3級。說明經熱水處理的試件截面變形等級低于未處理試件的截面變形等級。截面變形反映木材的塑性特征，主要是外層的伸張殘余變形，這種殘余變形既是內裂的主要根源，也是干燥終了時材料中殘余應力的原因。截面變形程度與干燥初期溫度和初期濕度關系較大，與末期濕度關系較小。

2.2.4扭曲變形

熱水處理的橄欖木最大扭曲值為7.4 mm，平均為4.7 mm，平均等級為4級，而未處理的橄欖木最大扭曲值為14.0 mm，平均為7.5 mm，平均等級為5級，未處理橄欖木的扭曲值相對于熱水處理橄欖木扭曲值等級高，故扭曲較嚴重。

木材構造是具有各向異性的，其在干燥過程中不同方向上的干縮程度是不一致的，這是造成扭曲變形及瓦彎的一個重要因素。

2.2.5瓦彎

熱水處理與未處理的橄欖木最大瓦彎值分別為

1.2、1.4 mm。平均值分別為0.63、0.73 mm。一般來說其內含物較多的其瓦彎程度也較高[10]，熱水處理相對于未處理其抽提效果較好，故其瓦彎程度也較未處理的低。

2.2.6干縮特性

木材的干縮濕脹性質是決定木材干燥特性的一個主要影響因素，準確的了解木材的干縮濕脹特性便于更加準確的制定木材的干燥基準。因此對制定木材干燥工藝以及合理利用有重要的意義[10-12]。橄欖木的干縮特性見表2。

表2　橄欖木試件的干縮性質

注：差異干縮比值為弦向干縮率與徑向干縮率的比值。

根據試件干燥前后的尺寸變化，未處理橄欖木與熱水處理橄欖木的全干弦向干縮率分別為6.077%、5.413%，全干徑向干縮率分別為2.973%、3.333%，對應的體積干縮率分別為12.997%、9.227%，體積干縮系數分別為0.433、0.202。弦向與徑向的干縮比值即差異干縮為2.04>1.63，未處理等級較熱水處理高，說明未處理橄欖木在干燥過程中較熱水處理的橄欖木產生翹曲和變形的趨勢相對較大；未處理橄欖木的全干體積干縮率為12.997%，干縮系數為0.433<0.450，根據材性分級標準屬于小的等級[11]。熱水處理橄欖木的全干體積干縮率為9.227%，且其對應的干縮系數為0.202，小于0.450，根據材性分級標準屬中等[13]。

實驗中未處理橄欖木試件的差異干縮比值為2.04，熱水處理試件的差異干縮比值1.63，兩者均大于1.5[14]，根據材性分級標準表明兩者在干燥過程中產生翹曲和開裂的趨勢較大。但熱水處理橄欖木的線性與體積干縮率在總體上均小于未處理橄欖木。

2.2.7干燥速度

實驗顯示，熱水處理橄欖木試件含水率從30%到5%所用時間平均為28.75h，含水率從30%到5%平均干燥速度1.15%/h，干燥速度等級平均為4級。未處理橄欖木試件含水率從30%到5%所用時間平均為33h，含水率從30%到5%平均干燥速度1.32%/h，干燥速度等級平均為5級。可以得出熱水處理橄欖木試件較未處理的橄欖木試件干燥速度快，熱水處理橄欖木試件高于未處理橄欖木試件的原因是其對于木材構造的影響不盡相同。可能反應在兩種不同處理方式對其內含物的抽提不同所造成的[15-16]。有待進一步探究。

2.3擬定干燥基準

由上文已得初期開裂、截面變形和內部開裂的干燥缺陷程度等級，在對照“缺陷干燥程度與干燥條件的關系表”確定橄欖木干燥初、末期溫度及干濕球溫度差，可得表3。選取這兩種干燥缺陷各種等級對應的最低溫度、溫度差。

從表3可知，熱水處理橄欖木初期溫度為60℃，干燥初期干濕球溫差為 3～4 ℃，終期溫度為 90 ℃。未處理橄欖木初期溫度為 60℃，干燥初期干濕球溫差為3～4℃，終期溫度為90℃。兩種橄欖木干濕球溫度差的最低條件近似相同，但在表1中未處理的差異干縮比值較熱水大，因此未處理橄欖木宜采用較熱水偏軟的干燥工藝基準。

一般來說初期開裂、截面變形和內部開裂是木材基準確定的主要考慮因素，再結合其他干燥缺陷等級基礎上制定3種木材干燥基準，安排各階段的溫濕度。

根據試驗樹種的初期含水率，結合百度干燥工藝確定的基準，參照國家林業局頒布的LY/ T1068-2012《鋸材窯干工藝規程》，得出橄欖木20～25 mm厚板材干燥基準見表4。

表3　橄欖木試材百度干燥等級對應的干燥條件

表4　百度實驗法確定的橄欖木20～25 mm厚板材干燥基準

對擬定的干燥基準尚需要根據企業干燥設備和技術條件進行調整和修訂，并經多次實驗驗證后才可用于生產實踐。

3結論

(1)三種不同試件的干燥特性存在差異性。

熱水處理試件對應的初期開裂、內裂、截面變形和扭曲變形缺陷等級分別為3級、1級、2級和3級；未處理試件對應的初期開裂、內裂、截面變形和扭曲變形缺陷等級分別為3級、1級、2級和4級。

(2)根據材性分級標準表明熱水處理橄欖木較未處理橄欖木在干燥過程中產生翹曲和開裂的趨勢較小。

(3)熱水處理橄欖木可以提高橄欖木的干燥特性。

(4)擬定兩種試件20～25 mm東南亞橄欖木二次干燥基準。

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Study on Drying Characteristics and Drying Scheduleof Southeast Asia Olive Wood

Wei Lu1，Sun Zhaobin2，Xu Wei1*，Chen Fengyi3，Shen Liqian1，Ma Shuling3

(1. College of Furniture and Industrial Design ，Nanjing Forestry University ，Nanjing 210037；2.College of Forestry，Agricultural University of Hebei，Baoding 071000，Hebei Province；3. Langfang Huari Furniture Co.，LTD，Langfang 065001，Hebei Province)

Abstract：The drying characteristics of Southeast Asia olive wood were determined with the 100℃ test method.The results showed that the drying characteristics of the specimens treated with hot water were significantly different from the untreated specimens.For the hot water treated specimens，the max degree of initial cracking was Grade 3，the inner cracking degree was Grade 1，the max cross-sectional deformation was Grade 2，and the max twist deformation was Grade 4；for the untreated specimens，the max degree of initial cracking was Grade 4，the inner cracking degree was Grade 1，the max cross-sectional deformation was Grade 3，and the max twist deformation was Grade 5. Therefore，hot water pretreatment can reduce the grade of drying defects and accelerate the drying speed.

Keywords：Southeast Asia olive wood；the 100℃ test method；drying characteristics

中圖分類號：S 791.247；S 782.31

文獻標識碼：A

文章編號：1001-005X(2016)02-0032-04

作者簡介：第一魏路，碩士研究生。研究方向：家具與木制品工程。*通信作者：徐偉，博士，副教授。研究方向：木制品工程。Email：xuwei@njuf.edu.cn

基金項目：河北省科技支撐計劃項目(14274001D)

收稿日期：2015-11-17

引文格式：魏路，孫照斌，徐偉，等.東南亞橄欖木干燥性質研究及干燥基準初步擬定[J].森林工程，2016，32(2)：32-35.