预处理对榆木锯材干燥性能和质量影响研究

预处理对榆木锯材干燥性能和质量影响研究随着家具产业的快速发展,木质资源的需求量逐渐加剧,良好的家具制造用材日趋紧张,远不能满足家具生产需求。因此,适时选择开发一些资源相对较丰富、可应用于家具生产制造的树种十分必要。榆木属阔叶环孔材,心边材区分明显,广泛分布于我国东北、华东、华北等地区,资源较为丰富,相比于东北等地区,华东、华北地区的榆木纹理更为粗直、花纹美观,类似于水曲柳的质感和色泽。多年以来,华东地区利用榆木制作仿明清时期的古典家具十分盛行,在家居领域颇受亲睐,但由于榆木生材的初含水率高、干缩率大、构造粗且不均,干燥过程中易出现扭曲、皱缩等缺陷,严重制约了其在家具行业领域的广泛应用。为此,人们主要将目光聚集在古老陈旧房屋、拆迁废旧家具中的老榆木,这类老榆木多数被用于房柱或横梁,尺寸较大、干体通直,且经过多年的陈放、气干后,含水率均匀、各方面性能良好,尤其在尺寸稳定性方面性能较佳,易于刨光、涂漆等二次加工,但如今古老房屋和废旧家具己所剩无几。本研究以产自山东聊城地区的榆木(Ulmusparviflora)为对象,研究了25mm厚榆木锯材常规干燥工艺及其干燥特性,并在此基础上考察了不同预处理方法、温度及时间对其干燥速度、干燥质量、颜色以及干缩性、湿胀性等尺寸稳定性的影响,旨在为拓展榆木在家具行业领域的应用提供科学依据和理论支撑,这对于实现家具行业领域原材料转型和技术改革具有积极的意义。(1)榆木锯材常规干燥工艺及其干燥特性的研究表明,经百度试验法所拟定干燥基准的初始温度为65-C、前期干湿球温度差为4℃、末期温度为80℃：在此基础之上,通过选取具有代表性的三组干燥基准进行对比实验,研究表明,基准III的平均初含水率为31.5%,干燥周期居于基准I和II中间,用时177h,干燥最终含水率为8.8%,干燥过程中锯材含水率、厚度含水率偏差值和应力指标均平稳下降,干燥状态良好,未见弯曲、干裂等可见缺陷,锯材干燥质量满足国家锯材干燥质量标准一级指标,在本研究范围内为最佳干燥基准；(2)不同预处理方法和条件对榆木锯材干燥特性影响的研究表明,木材干燥之前的水煮和汽蒸预处理可在保证榆木锯材干燥质量的前提下缩短干燥周期；在相同处理温度条件下,100℃汽蒸预处理材的干燥周期随处理时间延长而缩减幅度较100℃水煮预处理材显著,100℃、6h汽蒸预处理材干燥用时124h,比基准III的干燥周期缩短29.94%,100℃水煮和汽蒸预处理材的干燥质量中除100℃、4和6h汽蒸预处理材的残余应力指标为国家锯材干燥质量标准三级指标外,其他工艺预处理试材的检测指标均满足一级；对榆木锯材进行干燥之前的汽蒸预处理的研究结果表明,随着处理温度升高、处理时间延长,榆木锯材的干燥周期显著缩减,140℃、6h汽蒸预处理材的干燥周期比基准Ⅲ缩短41.24%,干燥质量满足国家锯材干燥质量标准一级指标。研究同时考察了120℃与140℃汽蒸预处理对榆木锯材干燥后颜色的影响,结果表明,随着处理温度升高、处理时间延长,明度值和色差显著降低和升高,红绿色品指数和黄蓝色品指数的变化并不显著,140℃、6h汽蒸预处理材的明度差为15,色差为15.58,颜色接近于老榆木；(3)不同预处理方法和条件对榆木锯材尺寸稳定性影响的研究表明,在相同处理温度条件下,100℃水煮和汽蒸预处理材的干裂势显著降低,干缩率、干缩系数、湿胀率、最大吸水率以及抗干缩、湿胀性能随处理时间的延长无显著变化,100℃汽蒸预处理材的增加幅度较大；对榆木锯材进行汽蒸预处理的研究结果表明,随着处理温度的升高、处理时间的延长,榆木锯材的干缩率、干缩系数、湿胀率、最大吸水率随处理时间的延长