1.干燥的意义

用做红木家具的木才是多孔的有机高分子材料，它具有干缩湿胀的特性，当它所处的环境湿度高于木材的含水率时，木材吸湿，尺寸增大；相反，环境湿度低于木材的含水率时，木材水分散失，尺寸减小。木材尺寸和体积随着水分散失而减小，这叫木材干缩。木材干缩对家具质量影响很大。因为木材是各向异性材料，干缩时各向干缩率不同，一般正常的全干缩率：纵向为.01%—0.3%，径向为3%—6%，弦向为6%—12%，体积干缩率为9%—14%。湿的木材或者未干燥好的木材，在正常情况下水分要散失，必然要收缩，由于收缩率的不均匀而引起木材开裂、翘起变形等缺陷，直接影响家具质量。一般说来，用未干燥好的木材生产家具，版面容易开裂、加工易起毛、榫卯易松脱。因而在制作家具前首先要对木材进行正确的干燥处理，以防止腐朽、变质、变形和开裂；改善物理和加工性能（如提高强重比，显现花纹和光泽，易于刨光，提高接合强度及装饰性能等）。所以，正确进行木材干燥是保证红木家具质量的关键。

2.干燥原理

    （1）木材中水分存在状况

         木材是一种生物材料，它是由多种细胞组成。每一个细胞都有细胞壁和细胞腔。在细胞壁上有纹孔，使细胞之间相通（阔叶材还具穿孔），构成大毛细管系统。

         细胞壁的基本结构是以纤维为“构架”。长短不等的链状纤维素分子有规则地聚集在一起构成纤丝、微纤丝和基本纤丝等，由这些纤丝聚集成细胞壁各层。在这些纤丝之间有空隙，这些大小不等的空隙构成微毛细管系统。

         木材中的水分就存在于大毛细管系统和微毛细管系统中。在大毛细管中的水称为自由水，与木材呈无聊机械结合，自由水的含量高达250%，水分可以自由蒸发。当自由水蒸发完后，细胞壁的吸着水仍在饱和状态时叫纤维饱和点，这时木材含水率叫纤维饱和含水率。自由水的多少，只影响木材的重量、耐久性和导热性，不影响木材的其他性质。在微毛细管中的水叫吸着水或者结合水，与木材呈物理化学结合，就多种木材来说，在空气文档约20°C，湿度为{bfb}时，吸着水的含量为23%—33%，平均30%。吸着水的增减不仅影响细胞壁的胀缩，而且影响木材其他物理力学性质。

当木材含水率低于纤维饱和点时，细胞壁的微毛细管系统从空气中吸收水分，这种现象叫吸湿；当木材含水率高于纤维饱和点时，水分从微毛细管蒸发到空气中，这种现象叫解吸。湿木材解吸或干木材吸湿，经一定时间后解吸或吸湿使木材达到与所在地空气的温度、湿度相平衡状态，这时的含水率叫该空气条件下的木材平衡含水率。因为空气的温度、湿度不是恒定的，所以两种过程仍在不断的进行，但随着时间的推移，特别是红木家具涂以生漆或烫蜡等保护措施，木材吸湿或解吸的程度大大减弱了，木材内部产生的应力小了，木材尺寸也就稳定了。

空气的湿度、干湿球的温度差（或温度计差）与相对湿度（或相对蒸气压力）对木材平衡含水率的变化起决定性的作用。在资料中介绍了多种适用于各种气候条件下的木材平衡含水率的图和表，这里只选用埃森曼（Eissenman）平衡含水率表（见表1），因为它适用于木材的低温干燥到高温干燥。

在生产红木家具前必须把使用的木材干燥到与所在地区的气温、湿度相适应的木材平衡高含水率({zh0}要求比使用地区或处所平衡含水率的{zd1}月份低2%-3%),这样才能避免木材含水率因受使用地区空气温度、湿度的变化引起木材的胀缩、翘曲和开裂，保证产品质量。表二介绍我国55个城市木材平衡含水率估计值，供红木家具生产厂家参考。

(2)木材干燥时内部水分移动状况

           木材干燥时是木材内部水分移动到木材表面，再向大气中蒸发的过程。锯材干燥时，水分可以从木材两端排出，也可以从木材表面、侧面排出，通常从两端排出比表面、侧面容易。但锯材通常表面、侧面面积比较大，所以水分主要从表面、侧面排出。木材干燥时木材中水分移动原因有含水率梯度和温度梯度两种。

           新砍伐的木材，放在大气中，由于表面水分蒸发快，而内部蒸发慢，于是表面含水率低于内部含水率，形成内高外低的含水率梯度。木材内部水分总是从含水率高的地方向含水率低的地方移动，梯度大，移动速度快：反之则慢。无梯度时就停止移动。

           当木材各部分温度不同时，木材内部就存在温度梯度。温度梯度促使水分从温度高的地方向温度低的地方移动。

           在一般情况下，木材的含水率内部高于外部，含水率梯度迫使水分由内向外移动；在木材干燥加热时，木材外部温度高于内部温度，温度梯度迫使水分由外向内移动。两个相反方向的移动，致使水分在木材内部呈现一个滞留区域，造成木材干燥不匀。为了克服这种现象，要使温度梯度、含水率梯度二者一致，都是由内向外，共同促进水分由内向外移动。为了达到这一目的，采取的办法是预热处理，在高温、高湿下，把木材湿透、热透，然后降低温度和湿度，来达到目的。

           木材中的水分从内向外移动的快慢与木材的结构、密度、心边材有关。木材结构粗、密度小者，细胞的胞腔大，大毛细管系统相对比例大，水分移动快；否则移动慢。

       （3）木材的干缩

            木材干燥过程中常见开裂、变形等缺陷，根本原因是木材干缩不均匀所致。

木材干燥时，其尺寸和体积随着水分的减少而减少，称干缩。干缩是由于木材干燥时水分蒸发，组成细胞壁的纤丝、微纤丝和基本纤丝彼此间因失水而靠拢所致。木材的纵向干缩和横向干缩（径向及弦向）不同。由于纤丝、微纤丝和基本纤丝在初生壁、次生壁的内层（S1）和外层（S3）排列方向与树轴近乎垂直；在次生壁的中层（S2）排列方向则于树轴近乎平行，而次生壁中特别厚，占细胞壁的80%-90%，对树木干缩起决定作用，所以木材纵向干缩小，而横向干缩大，尤其弦向干缩{zd0}，通常弦向干缩率是径向干缩率的2倍。木材干缩率及各向差异干缩的大小与木材干燥的难易有密切关系，一般是干缩及差异干缩大者难干燥。下面介绍几种常见红木木材的干缩率（见表3）供干燥木材时参考。

木材翘曲、变形是由于木材各方向不均匀的干缩和湿胀造成的。常见的有横向翘曲变形和纵向翘曲变形两类。横断面翘曲变形主要是由于弦向干缩和径向干缩差异的结果。从图1可以看出，如果不考虑径向干缩率变异的话，含有髓心的径锯板，其厚度方向全为弦向，宽度方向全为径向，因为收缩的大小一致，所以只有尺寸变化，厚度变薄，宽度变窄2，而无变形；端面与生长轮成45度角的木板，，干后成瓦片状翘曲3；如果原来为正方形，其生长轮与两边平行，干缩后为长方形4；如果与生长轮成为对角线正方形，干缩后呈菱形5；如果原来端面为圆形，其生长轮与圆的直径相平行，与圆的另一直径相垂直，干缩后变为椭圆形6；如果是弦锯板，在自然状态下干缩，其结果是瓦形，称瓦弯7；离髓心越远，板面越宽弯曲就越严重。

纵向翘曲表现为板面或者板材边缘形状的改变。产生的原因，一种是由于同一板块含有两部分木材（如正常材与应力木）他们干缩率不一致；另一种是由于板材纹理不规则。前者形成弓弯和边弯；后者行成四边扭翘。

为了防止此种翘曲，干燥时正确地堆放木材是很重要。

      3．干燥的方法

木材干燥就是采用不同的方法把木材中的水分以汽化或蒸发的方式从木材内部排出的过程。随着科学不断发展与进步，木材干燥的方法也很多，通常分为自然干燥和人工干燥两大类。

（1）自然干燥

把木材堆放在空旷的场地或通风的气干棚内，为了避免太阳直接曝晒，{zh0}放在专门气干棚内，利用空气作传热传湿介质，利用太阳辐射的热能，将木材中的水分逐渐排出达到木材干燥，这种方法叫做自然干燥，简称为气干。气干不要专门的设备和能源，操作简单，容易实施，成本低，可以满足气干含水率（一般达12%～20%）的要求，因此生产中还广泛采用。但气干干燥时间长，不能干燥至较低含水率，所以生产红木家具厂家一般利用气干作为预干，以节省能源。

（2）人工干燥

   人工干燥就是在一定的设备内，用人工的方法创造干燥木材的合适条件，如温度、相对湿度、气流循环速度以及其他加热、降湿方法等使木材在人为控制下排出水分，得到适合含水率要求的木材。人工干燥方法很多，主要有：窑干、太阳能干燥、高频与微波干燥（也称电介质干燥）、真空干燥等。

红木家具用材全为硬阔叶树木，木材重至甚重（气干密度0.76～1.0g/cm3或以上）、结构细（管孔平均弦向直径≤200um）、干缩率多为中至大而且都是心材，干燥比较难。红木家具用材的厚度通常1～1.5㎝，3～4㎝，虽然木材厚度不太大，但干燥质量要求高，含水率要求均匀，无开裂。不翘曲变形，保证对木材物理力学性能如强度、色泽无影响。所以大的红木家具生产厂家多用窑干法进行干燥，确保干燥质量。

窑干是在特制的设备、完善的建筑或金属容器内进行，它能灵活调节和控制干燥介质的温度、湿度和循环气流的速度。常规窑干设备以饱和和蒸汽为热源的顶风机直联型周期式强制循环干燥窑，技术成熟可靠，应用范围广，干燥容量一般为50～200立方厘米,内置的风机与耐高温、高湿的电机相联，气流循环速度多为1～2m/s。装置半自动或全自动控制设备，设备操作简单，温湿度调节灵活，使用、安装和维修方便。

窑干一般分为预热阶段、干燥阶段和冷却阶段。预热是给木材加热，目的是 木材热透，在干燥开始时，使木材温度梯度和湿度相一致，加快干燥速度。预热木材的温度一般要比干燥基准{dy}阶段的温度高8～10℃。相对湿度则根据木材初含水率而定，通常是略大于被干燥木材平衡含水率相当的相对湿度。预热的时间，取决于木材的种类、板材的厚度等条件，原则上预热后的木材内部温度要高于干燥介质温度3℃以上。

木材经预热处理后进入干燥阶段，首先是大毛细管系统的自由水蒸发，自由水蒸发后，微毛细管系统的吸着水开始蒸发，高寒水率降低的速度愈来愈慢，即为减速干燥阶段。在减速干燥阶段，要根据木材干燥应力状况，调节木材表面或内部的水分分布而进行调湿处理，即中间处理。当木材干燥到要求的使用含水率时，为了平衡内外含水率的差异和xx木材内部的残余应力而进行平衡和高湿处理，亦称终了处理。正确进行中间处理和终了处理对保证木材干燥质量尤为重要。当木材干燥到要求的最终含水率并进行终了处理后，干燥结束，即可关闭干燥和喷蒸阀门及通风机,让木材在干燥室内冷却到一定温度后方可出窑。

木材经过干燥出窑后，还需放置在干料棚内进行陈放。其目的：一是进一步平衡木材内的含水率，木材在干燥过程中，材堆的上、下部，内、外部，以及每一块木材的内部含水率均不同，经过适当时间的陈放，可使木材的含水率趋于一致；二是可以使木材的内应力得到释放。由于木材在干燥过程中，水分的变化导致木材各方向尺寸和体积的变化，使木材产生内应力，木材保持一定时间的陈放，可以有效的降低内应力。红木用于生产家具时陈放应不少于一个月。

深圳市艺美联家私实业有限公司利用进口新加坡当代“Times”牌干燥机，干燥3～4cm厚花梨木板材只用15天就能使最终含水率达9%～12%；干燥1.5cm厚同样树种就可达9%～12%。干燥质量比较好。

有些家具部件较厚的板材，这时根据家具部件大小和形状锯解成相适宜的木坯，然后放入专用的蒸煮池内煮10～12h，然后放入干燥窑内干燥10天左右，就可把木材干至含水率8%～12%。

在干燥硬、重、易开裂及大部件木材（如乌木、条纹乌木）时，在蒸煮池内可加入少量的氨（Ammonia），作用是破坏纤维素的氢键，使水分流动更顺畅，然后进行干燥，这样干燥出来的木材不易开裂、尺寸更稳定。

北京红马红木家具有限公司利用南京大学干燥技术研究所与江苏江阴市星南干燥设备有限公司开发的“星南干燥”窑，每次可干燥板材25立方米左右，适用于比较小型红木生产厂家。采用表4基准干燥4cm厚花梨木需20～25天。

   4﹒窑干基准表

干燥基准是木材干燥生产中重要工艺参数，它直接影响着木材干燥质量和干燥周期。木材干燥基准简称为干燥基准或称干燥程序。它是干燥过程中各阶段的木材含水率或干燥时间所对应的合理干燥介质的温度、湿度（或平衡含水率）的关系。

目前，木材干燥生产中常用的干燥基准有含水率干燥基准和时间干燥基准。时间干燥基准是建立在含水率干燥基准基础上的，没有含水率干燥基准就没有时间干燥基准，由于 含水率干燥基准根据不同含水率阶段确定干燥介质的温湿度参数，定量化程度高，可较准确地按照工艺操作。这里紧介绍含水率干燥基准。

目前，我国红木家具用材大部分从东南亚国家进口，只有少量从非洲国家进口。这里介绍马来西亚干燥基准表（见表5）供参考使用。该基准表是根据25mm厚板材制定，也适用于38mm厚板材。40~75mm厚板材用时相对湿度增加10%。