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實木產品問題的根源—實木干燥

發布時間:2017/01/11

  實木產品現狀
  隨著家居實木產品逐漸成為主流,實木產品的問題也逐漸凸顯出來,南方實木家具運到北方,冬季暖氣再加上環境濕度低,室內干燥,一些實木產品開始出現開裂,變形,或者榫卯連接處松動的問題,這些問題的出現實際上是發生在生產之前的備料階段,而非后期處理,更有甚者,在生產過程當中就已經開始出現細小裂紋或者應力變形。而這些問題并未引起相應的注意,從而導致了產品質量問題。
  我們走過很多家實木產品生產商,談到實木干燥時,往往聽到的回應是,我們的木材或者板材是烘干過的,但是詳細問起含水率時,有些不甚關注,有些則稱控制在15%以下,實際上,我們稍微查一下標準,就可以知道,木材含水率國家是有質量指標的,有人說指標是空泛的,但是這些指標的制定卻恰恰是實木產品成品不出問題的范圍,實際從長遠發展來說,企業對于自身產品質量的恪守,恰恰是利于不敗之地的前提,實際上對于烘干的漠視,歸根結底是對自身品牌的漠視。
  數字化的標準與實際
  國家對實木含水率質量指標的規定分一二三四個級別,
  第一個級別含水率是6-8%,此級別一般用于工藝品、體育用品、玩具、精密儀器等
  第二個級別是8-12%,此級別是家具、地板、板材等涵蓋了我們大部分實木家居用品
  三級是12-15%,此級別主要用于戶外實木產品和包裝箱等
  四級是20%,此級別是為了遠距離運輸木材,木材進出口運輸過程中減輕重量,降低運輸成本和保障運輸過程中不開裂變形。
  實際上木材一旦按照科學的烘干工藝烘干以后,開裂與變形的問題基本上不會再出現了,但是干縮濕脹仍然會一定程度上存在,而表面噴漆或涂層會對木材棕眼有一定封閉作用,能夠一定程度上抑制縮脹,而這些標準的制定對于廠家不僅僅是要求,它能從根本上解決后期隱性問題,實際上剛好可以作為廠家自己的質量標準,從而免去高昂的維修費用。
  木材來源與處理工藝
  歐美國家以及澳洲出口到國內的木材大部分經過了嚴格的烘干,即便存放過程中有一定返水,稍作平衡烘干即能實現家具成品穩定。但是國內的東北材或者進口的俄羅斯材,非洲材等基本上是部分烘干或者半濕材,而即便是聲稱烘干過的,處理也不是十分均勻,普遍存在含水率偏高的問題,如果不再次烘干很難將芯部水分排出,如果芯部含水率還在纖維飽和點(含水率約25%左右)左右,木材還要經歷大幅度的干縮,那么做成成品后必然存在隱患。
  平衡除濕,是否是亡羊補牢?
  有些廠家可能會考慮采用后期平衡或除濕,這個我們可以負責任地告訴大家,對于成品實木產品的變形與開裂毫無作用,平衡和除濕是在相對干燥的環境下,設置排濕風扇,此裝置對于表面水分或者膠縫水分排出保證膠合強度有一定作用,但是對于木材內部的水分,毫無作用,常規烘干需要對木材加濕熱處理,以使表面軟化,排水通道打開,而且需要由內到外的溫度和壓力梯度水分才可排出,常規環境下,木材內部水分根據木材薄厚硬度需要1年甚至幾年時間才可以排出。所以平衡或除濕,無非是心理作用,無補于質量。
  何種烘干設備與烘干工藝
  一設備分類與選用
  回到我們的主題,與其后期做毫無作用的彌補,不如把隱患消滅于源頭,即合適的烘干設備配合科學的烘干工藝。
  烘干設備包括:1常規熱風/蒸汽干燥窯或者箱體,2熱水或熱油加熱的熱板式真空干燥,3高頻真空干燥,4微波干燥。普通30mm以內中硬木材批量烘干適合采用第1種方式,如希望效率提高可采用第2或第3種方式,但是烘干成本會相應提高,烘干質量高于第1種,后期處理或小批量快速周轉宜采用第3種方式,超過50mm厚度的中硬或硬木、紅木類,采用高頻真空干燥方式無疑是最好的方式,雖然烘干成本會增加,但是考慮人工、產品質量問題后的售后等綜合成本,高頻真空干燥與傳統干燥成本幾乎相等。而微波干燥更適合薄板干燥,因其波長短的特點,加熱快速、急劇,輻射深度淺,不適和干燥厚板,容易產生表面碳化。
  二烘干工藝
  提到工藝,許多廠家會有一定抵觸,我們沒有太多大道理照樣能通過經驗烘干木材,但是科學的工藝是最快速、有效、均勻地烘干木材的最有效方法,而且對于實木產品后期穩定有關鍵作用。
  烘干的幾個過程:
  1前期濕熱處理, 主要作用是表面回潮后出水通道打開,軟化木材,為出水后干縮做好準備
  2前期出水階段:木材充分熱透,出水通道打開后由于木材內外溫度和壓力作用,內部水分逐漸向表面遷移,開始通過風循環或真空方式排出蒸汽。
  3前期熱處理,保持加熱或高濃度蒸汽狀態,關閉排風或真空。木材表面水分如果蒸發過快會導致表面干縮,而內部水分未排出時,內部體積不變,表面的干縮會壓迫芯部,如果過于急劇會產生表裂或斷裂,木材的開裂主要是出水過快,木材來不及自然干縮,因表面或端頭排水最快,因此前期容易產生表裂或端裂。
  4中期熱處理方法同上。此次處理一般是木材含水率降到30-25%左右,即纖維飽和點,在此含水率時,木材細胞或纖維導管里面的自由水基本排干,而細胞壁里面的水分剛好處于飽和,在此之前,木材內部基本無干縮,尺寸不變,但是細胞壁里面的水分一開始排出,木材立刻開始干縮,尺寸變小,此時如果不進行熱處理,木材表面不斷潮濕軟化,排水干縮,會慢慢定型,而木材內部水分一經排出必然要干縮,外部尺寸不變,內部變小,內部對外部有一個拉力,如果干縮的拉力過大或過于急劇,外部來不及同比例縮小,則產生內部拉裂,即內裂,一旦內裂出現,木材基本上成了廢材。
  而此時熱處理的作用是重新讓表面軟化隨著內部一起干縮,一般處理時間為8-20小時不等。
  5后期排水,木材含水率在20%-15%時,基本上已經不再干縮,而此時木材內水分已經很少,木材的熱傳導變差,可以增加加熱介質的溫度加快水分排出,如果采用高頻真空干燥方式,可以適當增加木材溫度,并加大真空或降低真空上下限差距,讓真空較前期稍頻繁啟動。
  6后期處理,此時木材已經基本上達到預設的含水率,但是因前期木材的含水率不一致,需要做平衡處理,如若此時停機,含水率很難均勻,而且有可能局部含水過高而導致后期繼續變形,方法等同于前兩次濕熱處理,只加熱木材,而不排濕,讓含水過高的局部水分擴散,并進一步往表面遷移,最終達到含水率的均衡,盡可能消除殘余應力。
  處理完成后停止加熱只排濕,把窯或者罐里面的蒸汽排出以免冷凝后造成木材返潮。
  出窯
  此6個步驟完成后木材烘干已經完成,但是不能馬上出窯,要待木材降溫至30-40度左右是方可出窯,此過程最少要10個小時以上,否則高溫木材度遇冷很容易產生細小炸裂,尤其是硬木。
  綜上所述,實木產品的質量控制始于烘干,合適的設備,科學的烘干工藝會解決您多年的質量問題困擾,與其后期做無用的彌補,不如把功夫做在前期,把隱性問題消滅在源頭。

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