紅木木材的材性與干燥關系的研究
紅木家具源于明式家具，至今已有600年左右的歷史。自明末以來，特別是清代雍正、乾隆以后，我國的優(yōu)質硬木家具主要采用紅木制造。故紅木家具名揚四海，更被我國各階層人士所熟知�！凹t木家具”也就成了我國高級家具的一種代稱。
紅木主要采用中國家具制造的雕刻、榫卯、鑲嵌、曲線等傳統(tǒng)工藝，紅木家具的造型和工藝中明顯的民族性是對許多收藏者最有吸引力的部分，很多人稱紅木家具為人文家具、藝術家具。
隨著我國經濟的深入發(fā)展和人民生活水平的提高，紅木家具越來越深受國人的喜愛，人們在享受和使用紅木家具的同時，也有很多人因紅木家具存在質量問題而出現(xiàn)苦惱，紅木家具質量問題主要有開裂、變形和油漆附著力不牢固，其實這些質量問題主要是在生產時木材的含水率控制不達標準所導致的，很多生產企業(yè)在生產紅木家具時也進行了干燥處理，但由于干燥方法不當和技術水平有限，紅木干燥處理不到位，木材的水分含量還是過高。要很好地解決干燥技術問題，首先要了解紅木木材的構造和材性，才能運用合理的干燥工藝和技術，才能保證紅木家具的生產質量。
一、紅木木材的主要宏觀構造特征
按照我國國家技術監(jiān)督局的有關規(guī)定，紅木標準中所規(guī)定的樹種和類別為紫檀屬、黃檀屬、柿屬、崖豆屬及鐵刀木屬5屬，樹種分別是紫檀、花梨木、香枝木、黑酸枝、紅酸枝、烏木、條紋烏木和雞翅木8類33個樹種。同時，紅木是指這5屬8類木料的心材，只有以心材木材為原料生產的家具才能稱為紅木家具。
紫檀木(紫檀屬樹種)木材結構甚細至細，管孔在肉眼下幾乎不得見，平均管孔弦向直徑不大于160μm。軸向薄壁組織在放大鏡下明顯，主為同心層式或略帶波浪形的細線(寬1～2列細胞)，薄壁細胞內含豐富樹膠，分室含晶細胞可見，疊生。木纖維細胞壁甚厚。射線組織同形單列(偶成或兩列)，疊生，高5-9細胞。香氣無或很微弱。導管橫斷面卵圓形至圓形，單管孔，少數短徑列復管孔，管孔內常含樹膠。導管分子疊生，單穿孔;管間紋孔互列，系附物型。木材含水率12%時氣干密度大于1.00 g/cm3。木材的心材，材色紅紫，久則轉為黑紫色。
花梨木(紫檀屬樹種)木材結構甚細至細，管孔在肉眼下可見，平均管孔弦向直徑不大于200μm。軸向薄壁組織在放大鏡下明顯，主要為同心式或略呈波浪形的細線狀(寬2～3細胞，在生長輪外部較多)。木纖維細胞壁較厚，充滿黑褐色樹膠。木射線在放大鏡下可見。木材含水率12%時氣干密度大于0.76 g/cm3。 木材的心材，材色紅褐至紫紅，常帶深色條紋。
香枝木(黃檀屬樹種)木材結構甚細至細，管孔在肉眼下可見至明顯，平均管孔弦向直徑不大于120μm。數甚少至略少，2～12個/mm2。軸向薄壁組織肉眼下可見，主為傍管帶狀(多數寬1～數細胞)及聚翼狀。木纖維壁細胞厚。木射線在放大鏡下明顯。木材含水率12%時氣干密度大于0.80 g/cm3。木材的心材辛辣香氣濃郁，材色紅褐。
酸枝木(黃檀屬樹種)木材結構細至甚細，管孔在肉眼下略見，平均管孔弦向直徑不大于200μm。數甚少至略少，0～12個/mm2。軸向薄壁組織較多，在肉眼下明顯，主為同心層式波浪形，傍管帶狀及細線狀。木纖維細胞壁厚。木射線在肉眼下不見。木材含水率12%時氣干密度大于0.85 g/cm3。黑酸枝木材的心材，材色為栗褐色，常帶黑條紋。紅酸枝木材的心材，材色紅褐至紫紅。
烏木(柿屬樹種)木材結構甚細至細，管孔在肉眼下略見，平均管孔弦向直徑不大于150μm。軸向薄壁組織豐富，主為同心層式離管細線狀(寬1～2細胞，多數1細胞)，頗密，在放大鏡下幾不得見;疏環(huán)管狀數少。木纖維壁甚厚。木射線在放大鏡下可見。木材含水率12%時氣干密度大于0.90 g/cm3。木材的心材，材色烏黑。
條紋烏木類(柿屬樹種)木材結構甚細至細，管孔在肉眼下明顯，平均管孔弦向直徑不大于150μm。軸向薄壁組織豐富，主為同心層式離管細線狀(寬1～2細胞，多數1細胞)，頗密，在放大鏡下幾不得見;疏環(huán)管狀數少。木纖維細胞壁甚厚。木射線在放大鏡下可見。木材含水率12%時氣干密度大于0.90 g/cm3。木材的心材，材色黑或栗褐，間有淺色條紋。
雞翅木(崖豆屬和鐵刀木屬樹種)木材結構甚細至細，管孔在肉眼下可見，平均管孔弦向直徑不大于200μm，數少。軸向薄壁組織豐富，在肉眼下明顯，主為傍管帶狀或聚翼狀，與纖維組織帶略等寬或稍窄。木纖維細胞壁厚。木射線在放大鏡下明顯。木材含水率12%時氣干密度大于0.80 g/cm3。 木材的心材，材色為黑褐或栗褐，弦面上有雞翅花紋。
紅木基本材性特征見表1所示。
表1 紅木木材與干燥有關的宏觀特性
表2 紅木木材對干縮影響因子水平分級表
二、紅木構造與干燥生產技術的影響
1、木木材密度與干燥的影響
均為闊葉樹木材，其主要有導管和薄壁細胞組成，從表1中可以看出，紅木木材的管孔直徑均非常小，木材的纖維細胞壁厚度均為厚至甚厚，因此，細胞腔的空間就比較小，紅木木材的密度就非常大。木材密度的大小與木材干燥速度快慢聯(lián)系非常緊密，干燥是要去除木材內的自由水和吸附水，影響干燥速度的重要因素之一就是吸附水的干燥，吸附水存在于木材細胞壁內，木材細胞壁越厚，水分移動的路徑就越長，干燥速度就越慢。細胞壁內吸附水不僅對干燥速度和時間起到重要的影響，同時也對木材的干縮、開裂和變形影響起到決定性的作用，要減少木材的開裂和變形就必須采用低溫、慢干的軟基準技術，這就使得干燥速度又要減慢。所以具有越厚細胞壁的木材，因水分移動的速度慢，木材收縮率相對大，越易產生開裂、變形的傾向，其干燥的難度就越大，需要的干燥時間就越長。
2、木材內軸向薄壁細胞和木射線分布對干燥生產的影響
木材中的軸向薄壁細胞多數為細線狀或傍管窄帶狀、或斷續(xù)聚翼狀，說明軸向薄壁細胞所占的比例非常少;木射線細胞分布密而窄，說明木射線細胞呈單列狀。薄壁細胞和射線細胞的腔大壁薄，在干燥過程中，木材中的軸向薄壁細胞和木射線細胞中的水分蒸發(fā)的速度較厚壁細胞塊，當細胞內水分降低到纖維飽和點以下時這部分細胞組織就開始收縮，但由于這部分結構組織力學強度低，是木材中的薄弱環(huán)節(jié)，干燥過程中容易出現(xiàn)開裂，所以薄壁細胞和木射線細胞含量越高就越容易出現(xiàn)質量問題，紅木木材內所含這兩種薄壁細胞的含量均比較少，對干燥的影響比較小。從表1中可以看出，雖然紅木的軸向薄壁細胞和木射線細胞分布數量所占比例較少，但在具體的樹種中分布寬度是不同的，分布越寬就越容易出現(xiàn)開裂，所以不同的樹種之間也存在差異，這就是有的樹種為什么干燥性能好，變形小，但開裂多的原因。
3、內含物對干燥生產的影響
紅木家具使用的木材均為木材的心材，從紅木木材構造表1中可以看出紅木木材細胞內均含有非常豐富的內含物，內含物的種類主要是樹膠和沉淀物，細胞腔內樹膠和沉淀物容易阻塞細胞壁上的紋孔，造成木材內部水分移動路徑不通暢，嚴重影響了干燥速度;如果阻塞的部位分布不均勻，也容易產生干燥含水率分布不均勻，含水率分布不均勻就容易引起木材干縮不均勻，最終導致木材開裂和變形。所以內含物的含量多少對木材的干燥速度和質量都有重要的影響。由于紅木木材的內含物的含量非常多，所以干燥速度就非常慢。
4、干縮差異性對干燥生產的影響
干縮差異性反應的指標是木材弦向和徑向干縮系數的比值，如果干縮系數比值大于2倍以上，則說明這種木材的干縮差異性大，反之則小。干縮差異性越小，反映該種木材各個紋理方向收縮相對比較均勻，在干燥時產生的內應力就比較小，干燥時木材出現(xiàn)的開裂和變形的幾率就比較少，生產和使用過程中出現(xiàn)的質量問題也就越少，反之則多。產生干縮差異性的因素很多，主要是木材的徑、弦向紋理方向、弦向紋理弧度的大小、木材紋理是否交錯和交錯大小。以上因素影響干燥的質量好壞和速度的快慢。從表1的數據可以看出，各種紅木木材的干縮差異性表現(xiàn)是不同的，有的小、有的大或甚大，紫檀類、花梨木類、酸枝木類和香枝木類干縮差異小，干燥速度雖然緩慢，但干燥過程中的開裂和變形比較少，質量就比較好，而烏木和雞翅木類干縮差異性大或甚大，干燥過程中的開裂和變形比較多，干燥困難，干燥質量相對就差。
三、小結
影響紅木干燥速度和質量的因素很多，除了本文介紹的木材構造和材性的內在影響因素外，還有木材的厚度、木材的初始含水率、干燥工藝、干燥設備和干燥操作技術等因素也產生重要的影響。木材的構造和材性對木材干燥的速度和質量的影響是決定性的，要取得好的干燥質量和快的干燥速度，必須要深入了解它，并根據具體木材當時的情況，制定具體的干燥工藝，才能取得好的結果。要紅木取得好的干燥質量，除了要了解材性和構造外，還要結合生產單位的具體情況，如采購木材的產地的差異性、生產設備及控制系統(tǒng)和操作人員的技術水平。只有多種因素綜合考慮才能取得好的干燥
文章來源：網絡
燦高高頻
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