木材的干燥處理教學(xué)
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很多種類的木材是適合雕刻的，雖然剛砍伐的木材可以進(jìn)行雕刻，但大多數(shù)時候我們還是需要經(jīng)過干燥的木材。
對木材進(jìn)行干燥處理的目的是使其變得穩(wěn)定，方便雕刻。這個工作的本質(zhì)就是去除木材內(nèi)部的大部分水分。讓我們先來看一下一棵樹中含有多少水，在被砍伐后這些水又會有怎樣的變化，然后再來了解風(fēng)干、窯干和化學(xué)干燥。
達(dá)到平衡
一棵樹需要大量的水，它的結(jié)構(gòu)就是圍繞水分的傳輸而設(shè)計的。例如，一棵成熟的樹24小時可以蒸發(fā)380升水。另外，大多數(shù)新砍伐的木材要比它們干燥后重2倍。
當(dāng)一棵樹被砍伐，失去水分供應(yīng)后，它會立刻開始釋放其內(nèi)部的水分，為的是和周圍的空氣濕度保持平衡。沒有達(dá)到平衡狀態(tài)的木材被稱為濕材或生材，而達(dá)到平衡狀態(tài)的木材就是干燥的木材。
自由水和結(jié)合水
所有硬木樹都有像吸管一樣的導(dǎo)管，導(dǎo)管的兩端開口，內(nèi)部含有兩種水分：自由水和結(jié)合水。自由水存在于導(dǎo)管內(nèi)，而結(jié)合水是導(dǎo)管壁吸附的水，當(dāng)導(dǎo)管壁中的水飽和時，導(dǎo)管壁就達(dá)到了纖維飽和點(diǎn)。
減少自由水相對簡單，除重量減少外不會太多影響木材特性。但當(dāng)吸附水離開導(dǎo)管壁后，木材就會有顯著改變，這是因為這時每一根導(dǎo)管的直徑都會縮小3%。
木材干燥的兩個階段
木材干燥是從外向內(nèi)發(fā)生的，主要經(jīng)過兩個階段。在第一階段，最靠近樹皮的木材細(xì)胞腔中的自由水向外界蒸發(fā)，直到細(xì)胞腔內(nèi)的濕度和外界一樣。這一階段從木材一被砍伐下來馬上開始。隨著這個過程的進(jìn)行，細(xì)胞腔內(nèi)的含水率變得低于細(xì)胞壁的纖維飽和點(diǎn)，這樣第二階段就開始了。在第二階段，水分(結(jié)合水)從含水率較高的部分(細(xì)胞壁)移動到含水率較低的部分(細(xì)胞腔)。這個過程叫做差異干燥，它會一直持續(xù)直到整棵樹的含水率和周圍環(huán)境達(dá)到平衡。這個過程可能持續(xù)幾年的時間，這取決于我們后面將要討論的一些因素。
木材干燥過程中會發(fā)生什么木材干燥時會發(fā)生這些事。當(dāng)木材含水率為25%-30%時，木材開始收縮。一般木材的長度(沿木紋方向)收縮不太明顯，但在寬度和厚度上的收縮卻很大，收縮的方向總是指向樹皮方向。不同種類的木材收縮的程度不同，密度較大的木材收縮程度較大。
木材朝向樹皮方向收縮，這是因為木材中每根導(dǎo)管的直徑大致相同，當(dāng)木材的周長增加時，導(dǎo)管的數(shù)量也相應(yīng)增加，而且靠近木皮的導(dǎo)管要多于靠近髓心的導(dǎo)管，所以當(dāng)每根導(dǎo)管的直徑都收縮3%時，靠近樹皮的部分就會收縮得最明顯。
例如，假設(shè)一塊原木的周長約為63厘米每根導(dǎo)管的直徑收縮2%6，則原木的樹皮處將會比髓心處多收縮約1厘米。如果沒有采取措施，那么這塊木料就會形成1厘米左右的裂口，它可能是一處達(dá)1厘米寬的裂口，也可能是幾處合計1厘米寬的裂縫。大的裂口可能將木材垂直分開，小的裂縫一般是導(dǎo)管之間相互分離的結(jié)果，在木材端面表現(xiàn)明顯。如果這些裂縫或裂口恰好發(fā)生在雕刻作品的表面，它可能毀掉整個作品。
幼齡材怎樣影響木材開裂未去除幼齡材(髓心和最初幾圈年輪)的木材開裂的可能性更大。在木材干燥時，幼齡材沿木材長度方向的收縮達(dá)6%，這一顯著的改變會在幼齡材和其余部分之間產(chǎn)生很大的作用力，在一些位置這種力量會被釋放從而產(chǎn)生裂痕。
木材的砍伐方式對其在干燥中的開裂與否影響很大。如果木材被鋸得得當(dāng)，可能完全避免開裂。若幼齡材被切除的話，其余部分在長度上只會收縮0.1%。
風(fēng)干木材
如果你對木材進(jìn)行風(fēng)干，采取正確的做法很重要。在鳳干木材時，多數(shù)雕刻者常犯的兩個大錯誤是一次性風(fēng)干過多的木材，以及風(fēng)干措施不夠完整。
如果你有足夠的空間和時間，可以(在你車庫的角落里)嘗試如下方法。這個方法適用于除極木外的所有木材(查看第34頁“對優(yōu)質(zhì)極木的特殊處理”)。在開始干燥前請對木材做如下準(zhǔn)備：
■對剛伐下的原木，利用聚氨酷清漆、銀粉漆或密封劑對其端面進(jìn)行密封。如果你的木材濕度很大，可以先上一層水溶性的丙烯酸漆，再涂抹聚氨酯清漆或銀粉漆。密封劑無需這樣處理。
■將木材從長度上截成兩半，以減輕內(nèi)部壓力，如果能去除幼齡材效果更好。
■將木材切割成比雕刻作品更長的長度，這樣即使端面出現(xiàn)裂縫，也可以將開裂的端面切除，而不會影響雕刻。
■如果樹皮與木料連接松散，要去除樹皮。松散的樹皮是真菌滋生的溫床。
■如果樹皮與木料連接緊密，可以將樹皮保留。這樣可以減慢水分從導(dǎo)管壁蒸發(fā)的速度。
■如果木料需要進(jìn)行粘接，一定要在干燥后進(jìn)行。
準(zhǔn)備工作完成開始干燥時，先在地面上構(gòu)架一個大約10厘米高的基底，以便空氣自由流通。然后在基底上擺放木料，木料之間不要挨著。一層木料擺放完后，需要在中間放置木頭墊塊，再放置另一層，這樣保證每塊木料周圍都有良好的空氣流通。
你可以一次干燥多種木材，但應(yīng)保證每個種類中都有一塊較大的木料放置在容易夠到的地方，作為控制樣本。每個種類的木材，都要準(zhǔn)確測量至少一塊樣本的重量，并將重量和日期寫在紙上附在該樣本上。
每隔6個月，準(zhǔn)確測量控制樣本的重量，并記錄測量結(jié)果和日期。在正常條件下，如1果木料的重量在至少6個月內(nèi)沒有變化時，木料就達(dá)到了平衡含水率，此時的含水率為13%~15%。
風(fēng)于處理時木材是不會被過度干燥的，所以只要你保護(hù)木材遠(yuǎn)離雨、雪等因素，你就可以將木材干燥很長時間。當(dāng)整塊木材都達(dá)到平衡含水率時，唯一影響含水率的因素就是環(huán)境濕度的改變。
在開始雕刻的幾個月前，應(yīng)將所用木料放置到雕刻后的作品將會被放置的環(huán)境或相似的環(huán)境當(dāng)中。為了使木料開裂的概率最小化，應(yīng)在雕刻前將木料的含水率降到10%左右(見右側(cè)“測量含水率")。
并不是所有經(jīng)過風(fēng)干的木材都可被利用。
即使你采取了一些防范措施，一些木料還是會在干燥中開裂且無法挽救，但是這時的開裂總比在雕刻時發(fā)生要好。
窯干木材
窯干是效率最高的干燥方式。這個過程要利用干燥窖，它是一個與外界隔離的空間，其中的空氣流通、濕度和溫度都可以被精確地控制。木材碼放在窯中，層與層之間要用木頭墊塊隔開，以便每塊木料周圍都有良好的空氣流通。
窖干的過程以高濕度、低溫度的環(huán)境開始，空氣在木材堆的四周流通。用含水率測量儀檢測樣本木料的含水率，空氣濕度要略低于檢測到的木料含水率。干燥害要保持高濕度、低溫度的環(huán)境，直到樣品木料的含水率降低到預(yù)先設(shè)定的水平。在這之后，溫度升高，濕度降低。不同種類和厚度的木材會有各自的窖干程序，最終木材的含水率一般達(dá)到6%-8%。當(dāng)木材從干燥窯內(nèi)取出后，含水率會小幅度上升。在窖干時應(yīng)注意如下問題：
■木料越厚，所需的干燥時間越長。
■大多數(shù)害干操作者喜歡干燥厚度小于10厘米的木料。過厚的木料干燥成本過大。
■購買了經(jīng)窖干的木料后，要保護(hù)它遠(yuǎn)離自然因素的影響，如果木料變濕，之前的窖干就沒有意義了。
■在開始雕刻的幾個月前，把即將用于雕刻的木料放在完成品將要擺放的環(huán)境當(dāng)中，以確保木料不會開裂。
■從信譽(yù)好的供應(yīng)商那里購買窖干木料。
如果窯干的溫度過高，木料會快速變干，但這會使木料變硬，使其在雕刻時開裂。用化學(xué)制劑干燥木材
如果你有足夠的時間和金錢，并且可以確保正確操作的話，化學(xué)干燥法是一種高效的木材干燥方式。可以利用的化學(xué)制劑有潘他克瑞(Pentacryl)和聚乙二醇1000(PEG 1000)。
Pentacryl會在木材導(dǎo)管壁的外側(cè)形成保護(hù)膜，阻止木材收縮;而PEG1000則是用PEG分子取代了水分子，保持木材的體積。Pentacryl比PEG1000價格低，而且能夠更快速地進(jìn)入和穩(wěn)定木材;另外PEG1000由于會和空氣中的水分起反應(yīng)，往往會使雕刻作品表面帶有黏稠感，所以Pentacryl的使用更為廣泛。
Pentacryl通常在未稀釋的狀態(tài)下使用。反復(fù)刷Pentacryl直到木料不再吸收，或者直接將木料浸泡在溶液當(dāng)中。不需要將截面密封。
經(jīng)Pentacryl處理的木材在風(fēng)干時要比未經(jīng)處理的木材快20%-70%，要緩慢地干燥木材，快速干燥會使木材開裂。最理想的干燥環(huán)境是一個涼爽的空間，其空氣濕度為60%。在風(fēng)干時除了在層與層之間放置墊塊外，還要用一個大紙箱子遮蓋住木材。每2.5厘米厚的木材大概需要3個月的干燥時間，但具體的時間會因木材種類、厚度、木材原始濕度，以及環(huán)境的溫度和濕度而有所不同。
Pentacryl無毒，而且不會使木材褪色。在利用Pentacryl處理后，你可以在木材仍然潮濕的情況下進(jìn)行雕刻。而且，經(jīng)Pentacryl處理后的木材，當(dāng)其含水率降低至15%及以下時，就可以用任何的漆或膠進(jìn)行處理，而通常情況下在木材未干前上漆，會把水分固定在木材內(nèi)部造成木材發(fā)霉。
干燥時間經(jīng)驗談
你可能聽說過很多關(guān)于干燥時間的經(jīng)驗談，但它們大多是不精確的，這是因為干燥的條件(木料的厚度、當(dāng)?shù)氐目諝鉂穸群蜏囟取⒖諝饬魍ǖ某潭纫约岸逊欧绞降?和不同種類木材的密度差異對干燥的速度都會造成重要的影響。10厘米厚的機(jī)木可能需要6個月干燥，而10厘米厚的胡桃木卻需要幾年的時間干燥。
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