全 文 ：第 24卷　第 2期
Vol.24　No.2 木材工业CHINA WOOD INDUSTRY 2010年 3月March 2010
收稿日期:2009-06-08;　修改日期:2010-01-11
基金项目:国家农业科技成果转化资金项目(2008GB2C200115);
浙江省区域支柱产业重大攻关项目(2005C13028)。
作者简介:徐开蒙(1986—),华南农业大学硕士研究生。
通讯作者:涂登云 ,男 ,华南农业大学副教授 ,博士。
应用技术
铁线子地板坯料的干燥工艺
徐开蒙1 , 刘献奇1 , 王 杨2 , 甘雄伟1 , 王明俊3 , 涂登云1
(1.华南农业大学林学院 , 广东广州 510642;2.浙江省木产品质量检测中心南浔检测所 , 浙江湖州 313009;
3.浙江世友木业有限公司研发中心 , 浙江湖州 313009)
摘要:　采用百度试验法 , 进行铁线子木材干燥特性和干燥工艺的试验。结果表明 , 铁线子木材初期开裂较严重 ,为 5
级 ,内裂为 2 级 ,截面变形为 3级;干燥速度较慢 , 为 4 级。按照试验拟定的干燥基准 ,进行 22 mm 厚铁线子地板坯料
干燥试验。从初含水率 30.7%到终含水率 12.3%, 干燥周期为 28 d , 干燥质量满足实木地板的加工要求。
关键字:　铁线子;干燥工艺;干燥特性
中图分类号:S782.31　　　文献标识码:B　　　文章编号:1001-8654(2010)02-0041-03
Drying Schedule for Macaranduba Lumber
XU Kai-meng 1 , LIU Xian-qi1 , WANG Yang2 , GAN Xiong-wei1 ,WANG M ing-jun3 , T U Deng-yun1
(1.Col lege of Forest ry , S outh C hina Ag riculture Universi ty , Guangzhou 510642 , Guangdong , China;
2.Nanx un Test ing In sti tute , Monitoring C enter of Product Quality of Wood Indu st ry of Zhejiang Province ,
Nanxun 313009 , Zhejiang ,C hina;3.Zhejiang S hiyou Tim ber Co.Ltd , Nanxun Zhejiang 313009 , Zhejiang , C hina)
Abstract:　Drying process is the key to improve the ef ficiency of utilizing expensive impo rted
macaranduba w ood for f loo ring products.An experiment w as conducted to study the drying
characteristics of macaranduba solid and thei r effect on the dry ing quality.A dry ing schedule for
macaranduba w ood w as developed. The results show ed that it took 28 day s to dry 22 mm-thick
macaranduba lumber f rom an average moisture content o f 30.7 % to 12.3% to keep the qualified
rate above 93%.
Key words:　macaranduba;dry ing techno logy ;drying characteristics;drying defect
　　铁线子木材耐磨性好 、强度高 ,径级可达 40 cm
以上 。在南美铁木豆货源奇缺的情况下 ,铁线子凭借
着实惠的价格(2 500元/m3)及较为出色的材质 ,跃
居南美材销量榜首。目前 ,广东不少家具厂开始大量
使用该树种木材 ,也有不少企业选此木材生产实木地
板 ,进口量逐年递增 。
但在生产中 ,有些企业不了解铁线子木材的干燥
特性 ,按以往经验进行地板坯料干燥 ,造成铁线子地板
坯料在干燥时出现开裂 、变形等现象 ,降低了木材等级
率和出材率 ,给企业带来巨大经济损失。基于此 ,笔者
采用百度试验法 ,分析铁线子木材的干燥特性 ,为有关
生产企业制定适宜的干燥基准提供参考 。
1　材料与设备
1.1　试验材料
铁线子(Manilkara spp.)木材 ,产地巴西。用作
干燥工艺试验的地板坯料 10块 ,规格:950 mm ×140
mm×22 mm;其中用作百度试验的坯料 8块 ,四面刨
光成 200 mm×100 mm×20 mm 。
1.2　试验设备
EL-10PA 高低温交变湿热试验机 , LG050B理化
干燥箱 ,电子秤 ,电子天平等。
1.3　干燥基准的确定
按照百度试验法的要求[ 1] ,试样的含水率不得低
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于 50%,故在同一批次的铁线子木材中 ,选取含水率
较高的部分试材进行试验 ,测得 8块试样的平均含水
率为 62%。百度试验中 ,铁线子木材的干燥缺陷与
等级列于表 1。
表 1　铁线子木材干燥缺陷与等级
Tab.1　Drying quality and grades of macaranduba wood
干燥缺陷 初期开裂 内裂 截面变形 干燥速度
干燥等级 5 2 3 4
根据铁线子木材的密度范围(0.9 ～ 1.1 g/cm3),
需适当延长预热时间。本试验确定 ,木材预热约 4
h/cm 。初期开裂 、截面变形和内裂等级 ,参照“与干
燥缺陷等级对应的干燥条件表”[ 1] ,并根据相关经验
和实际生产中的多次试验 ,拟定出 22 mm 厚铁线子
地板坯料的干燥基准(见表 2)。
表 2　22 mm厚铁线子地板坯料干燥基准
Tab.2　Drying schedule of 22 mm-thick macaranduba lumber
含水率/ % 干球温度/ ℃ 湿球温度/ ℃ 处理时间/ h
预热处理 45 44.5 8
>40 39 37.0
中间处理 1 43 42.5 8
40～ 35 40 38.0
中间处理 2 45 44.5 8
35～ 30 42 39.5
中间处理 3 47 46.5 10
30～ 25 45 41.0
中间处理 4 50 49.0 10
25～ 20 48 42.0
中间处理 5 55 53.0 10
20～ 15 54 45.0
中间处理 6 58 56.0 8
<15 60 47.0
平衡处理 65 57.0 12
调湿处理 65 63.0 12
1.4　干燥基准的验证试验
按照铁线子地板生产要求 , 坯料终含水率为
10%～ 14%。干燥前 ,从 10块地板坯料中 ,分别选取
含水率最低和最高的 2 个试件 ,记为试件 1 和试件
2 , 用绝干法测得 2 个试件的初含水率分别为
29.45%、31.87%。将选出的试件两端各截去 200
mm ,再截取 10 mm 长用作含水率试片 ,2 个含水率
试片称初质量后 ,采用硅橡胶封端 ,在整个干燥过程
中每隔 8 h 取出试件称量 ,并根据含水率试件初质
量 、初含水率和当时质量 ,计算含水率。
另外 8块地板坯料 ,用封边胶封住试件的 2个端
面 ,然后选择其中 2个试件 ,分别记为应力试件 1 、应
力试件 2 ,干燥过程中每隔 1.5 d以及调湿前 、后 ,均
需要测量应力试件的应力 。测量残余应力时 ,根据应
力试验片的锯解方法 ,锯制应力试验片[ 2] ,放置一段
时间 ,待含水率均匀后测量其应力。干燥过程中 ,根
据高含水率试件的含水率及实际干燥情况 ,进行干燥
基准调节。试验过程如下:
1)预热阶段　通过预热减小木材厚度上的温度
梯度 ,为下一步升温做准备 ,有利于木材中水分的排
出 。预处理时间为 8 h。
2)干燥阶段　严格按照基准进行干燥介质参数
的调节。在温度转换时 ,应避免急剧升温和降低湿度 ,
否则 ,木材表面水分蒸发强烈 ,造成表裂。试验中取干
球温度每 h提高 1 ℃,湿球温度每 h降低 0.5 ℃。
3)中间处理　目的是降低板材表层水分的干燥
速度 ,减小板材厚度上的含水率梯度 ,防止木材开裂 ,
并消除表层干燥变定 ,以加速后期的干燥速度 。由于
铁线子木材在干燥过程中容易产生表裂 ,且变形严
重 ,为了保证其质量 ,本试验共进行 6次中间处理。
4)终了处理　分两个阶段:第一阶段为平衡处
理 ,以消除木材含水率差异 ,使板材厚度上的含水率
分布更均匀 ,本试验选择 12 h;第 2 阶段为终了调湿
处理 ,为了消除干燥残余应力 ,并使木材厚度上含水
率分布均匀 ,处理时间 12 h。
2　结果与分析
2.1　干燥速度
铁线子地板坯料干燥曲线如图 1所示 ,平均含水
率从 30.66%到 12.3%,共用时 672 h(28 d),其中前
648 h为干燥时间 ,后 24 h为终了调湿处理时间。由
图 1可见 ,含水率曲线呈现出波形 ,这是因为在干燥
过程中进行了多次中间处理 ,中间处理时的相对湿度
较高 ,木材表面吸湿 ,使木材含水率升高;中间处理结
束后 ,进入干燥阶段 ,含水率再次降低。
图 1　铁线子地板坯料干燥曲线
Fig.1　Drying schedule of macaranduba lumber
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Vol.24　No.2 　CHINAWOOD INDUSTRY March 2010
2.2　残余应力
图 2　铁线子地板坯料残余应力的变化
Fig.2　Residual stresses during macaranduba lumber drying
从图 2中可见 ,每次中间处理时 ,试件 1 、试件 2
的残余应力出现明显波动 ,而且均呈先增后减趋势 ,
特别是后 4次中间处理的前后 ,残余应力的变化则更
加显著。
当木材再次进入干燥状态后 ,残余应力再次增
大。这是因为中间处理时的相对湿度较大 ,水蒸气分
压较高 ,使得木材表面的水分蒸发停止 ,甚至略有吸
湿 ,木材内含水率梯度减小 ,从而使木材内的干燥应
力减小[ 2] ;当中间处理结束再次转入干燥状态后 ,木
材表面水分继续蒸发 ,木材内部水分难以移动到表
面 ,含水率梯度再次增大 ,木材内外收缩不均 ,导致干
燥应力再次增大 。
在干燥初期 ,由于木材只是表面的含水率降低 ,
故产生的应力不大 ,到干燥一段时间后 ,随着表层含
水率的逐步降低 ,芯层含水率变化仍较小 ,表层拉应
力逐步达到最大值。干燥后期由于内外应力转化 ,若
处理不当 ,易使芯层应力达到最大而产生内裂 。本试
验中采取多次中间处理 ,有效地减小了干燥应力 ,提
高干燥质量。
由于不同的铁线子地板坯料的残余应力分布不
同 ,大小也不同 ,加之试验误差和测量误差 ,使得试件
2在 288 ～ 384 h之间的干燥应力远远高于试件 1 ,但
不影响试验结果 。
2.3　干燥缺陷
根据 GB 6491-1999《锯材干燥质量标准》进行干
燥质量检测和缺陷统计 ,结果见表 3。
由表 3可见 ,所有试件的含水率均在要求的范围
内 ,试件厚度上含水率偏差 、顺弯度 、翘弯度 、扭曲度
均达到一级标准 。
按此干燥工艺 ,在某企业的生产设备中进行了实
际应用试验。为提高含水率的均匀性 ,生产性干燥工
表 3　铁线子地板坯料的干燥缺陷统计
Tab.3　Drying defect statistics of macaranduba lumbers
试件 终含水率/ %
含水率
偏差/ %
顺弯
度/ %
翘弯
度/ %
扭曲
度/ %
残余应
力/%
1 12.81 0.82 0.18 0.37 0.37 0.32
2 12.52 0.70 0.00 0.26 0.98 0.18
3 12.53 0.63 0.37 0.29 0.73 0.15
4 12.70 0.77 0.23 0.30 0.30 0.70
5 13.02 0.74 0.27 0.24 0.97 0.48
6 13.05 0.86 0.25 0.20 0.42 0.36
一级要求 <2 <1 <2 <1 <1.5
艺采用的平衡处理时间为 48 h;调湿处理结束后 ,采
用闷窑降温方式降温 ,直至木材终含水率达到 10%
～ 14%的要求 ,干燥质量检测结果如表 4所示 。结果
表明铁线子地板坯料干燥质量较优 ,合格率在 93%
以上 ,完全满足实木地板生产要求。
表 4　铁线子地板坯料生产试验实测数据
Tab.4　Drying defect percentage of
macaranduba wood drying
含水率 变形 开裂
达标数
量/片
达标率/
%
变形数
量/片
不良
率/ %
开裂
数量
不良
率/ %
16336 94.47 606 3.5 207 1.20
　注:窑干地板坯料共 17 324片。
3　结论
1)由百度试验法可知铁线子木材初期开裂为 5
级;内裂为 2级;截面变形为 3 级 ,干燥速度为 4级 。
初期开裂较严重 ,干燥速度慢 ,属难干木材。
2)铁线子地板坯料在干燥过程中 ,应进行多次
中间处理过程 。每次处理时间不得低于 8 h ,可有效
地消除干燥残余应力 ,减少地板坯料变形和开裂的发
生几率 。
3)按照本试验拟定的干燥基准 , 22 mm 厚的铁
线子地板坯料 ,从初含水率 30.7%干燥到 12.3%,共
用时 672 h ,干燥质量均达到一级要求 。此干燥基准
用于铁线子地板坯料的实际干燥生产 ,可完全满足生
产要求 。
参考文献:
[ 1] 　何清慧.木材干燥基准简易确定法:百度试验法[ J].木材工业 ,
1998 , 12(6):39-41.
[ 2] 　顾炼百.木材加工工艺学[ M] .北京:中国林业出版社 , 2003:
246-247 , 249
(责任编辑　鲍加芬)
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第 24卷　第 2期 　木材工业 2010年 3月