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SGS木材乾燥檢驗:原木餐桌為什麼會裂開變形?你買的實木餐桌有在台灣乾燥嗎

2024-01-12

 

想選購天然溫潤的原木餐桌,卻擔心原木桌板裂開嗎?

讓有木解釋給您聽:什麼樣的木頭容易裂開、為什麼原木板材會變形、木材乾燥的理由。

外加木頭乾燥相關小知識,包括原木乾燥方法、什麼是木材含水率、什麽是木材乾燥收縮,以及在地乾燥有哪些特點、平時要怎麼保養實木家具。

看完你也能成為原木小達人,購買到耐用百年的原木桌!

想了解原木餐桌裂開原因,先認識木材含水率

原木之所以會裂開,主要和水分子有關。由於樹木生長過程需要水分,因此剛伐採剖切完的原木(生材),其含水率(Moisture content, MC)非常高。

隨著時間過去,樹木細胞間的水份漸漸蒸發、含水率漸趨下降,木材的體積尺寸也隨著水分的散逸而縮小,稱之為「乾縮」(木材乾燥收縮),這類收縮會受到樹種本身的構造影響。

若是乾縮不均勻,就會發生開裂,嚴重的話可能會產生翹曲、變形,這種裂開、變形的情況是「天然現象」唷!

將原木多餘的水分蒸發、乾燥完成,汰除變形的不穩定木料,留下穩定性高的木材後,即可著手製作成實木家具。

原木板材要乾燥到什麼程度才適合?

根據國家林產技術平臺描述,木材含水率的計算是木材內部的水分,與木材完全乾燥的材質重(絕乾重)的比值。

而剛砍伐的原木生材,其含水率可能會高達200%以上。 這個階段的原木生材含水率高,重量也非常重,必須先運用天然乾燥法或人工乾燥法,去除木頭中大部分的水分,使木材含水率下降,以符合加工規範。

待原木乾燥,並與周圍的濕度達到平衡、適應台灣環境後,這時的木材才能用來加工製成原木桌板、實木家具唷。

此時木材的水分含量,會以平衡含水率(Equilibrium moisture content, EMC)表示,根據國家林產技術平臺描述,在台灣的環境下,木材的平衡含水率多落15±4%左右。

▲ SGS木材乾燥檢驗証書:有木的原木板材經過專業SGS檢驗中心檢測,依據CNS452木材含水率試驗法標準,檢驗結果為14.6%,符合原木板材加工標準,品質有保障!

會調節環境濕度的原木

原木家具在使用過程中,會不斷適應周遭空間的濕度,若是居家環境溼度高,原木會吸收水分;周圍環境很乾燥的話,原木則會釋放內含的水氣。

同樣的道理,乾燥後的木材,其尺寸與體積並非永久不變,而是會隨著周遭空氣濕度的變動、水分的進出而發生變化。

此外,原木在調節濕度的期間,木材含水率數值會有些微波動,經過乾燥後的原木在適應過程,含水率低於30%都是正常的標準哦!

接下來,讓有木來介紹原木乾燥的三大方法。

原木乾燥方法一:自然乾燥法

自然乾燥法又稱為氣乾法(Air drying),不需要精密儀器,而是需要一處通風良好的大面積場域,架設乾燥台及遮雨設備,將木材放置在乾燥場中,讓原木的水分蒸發散逸,期間木材含水率漸漸下降至規範數值,性質也漸趨穩定。

由於乾燥歷經的時間漫長、水分蒸散的速度緩慢,自然乾燥法的優點在於可以減少原木在乾燥過程中產生的乾裂或翹曲現象。

但將乾燥期間拉長,相對地自然乾燥法的執行也容易受到氣候變化影響,例如雨季對於木材乾燥而言,便是一大難關。

如果乾燥場位於溫暖的環境,除了木材內含的水分難以散逸外,潮濕高溫也容易讓木材生菌(腐朽菌),使木材產生腐朽、結構鬆散、色變等劣化情形。

因此原木乾燥若採自然乾燥法,除了根據環境氣候變化調整板材擺放位置外,建議選擇向陽且通風排水良好之處,並裝設大型風扇等設施,提高木材乾燥場的空氣對流,讓木頭乾燥後的品質更加完善。

原木乾燥方法二:人工乾燥法

根據國家林產技術平臺描述,原木在天然環境下適應(自然乾燥法),要達到平衡含水率,使木材中心與外側有相同的含水率,需要很長的時間。

為了解決上述問題,人工乾燥法便誕生啦!

「人工乾燥法有窯乾法、高溫乾燥法、減濕乾燥法、高週波乾燥法、日光能乾燥法、溶劑乾燥法及真空乾燥等方法。」(林產利用 II,2018,頁8-11)

在諸多種類的人工乾燥法中,最常見的類型為窯乾法(Kiln drying),又叫熱風乾燥法。

窯乾法是將木材堆疊在窯中,通入熱氣、蒸氣,讓原木中的水分蒸發,降低木材含水率。

根據《林業叢刊第7號》所述,窯乾法可依照木種特性對應乾燥基準表,調整乾燥窯中的溫度與相對濕度。

窯乾法除了可以縮短木材乾燥時間,且實際執行乾燥程序時,不會被天氣嚴重影響,因此被廣泛採用。

原木乾燥方法三:化學乾燥法

化學乾燥法即是利用化學藥品作為木材乾燥時的媒介,將木材中的水分予以脫離,其中牽涉的化學原理大致可分為以下三種。

  • 化學乾燥原理一:將木材表面包覆極性大、容易與水混合的溶劑,例如丙酮或酒精(乙醇),以此將木材中的水分吸引出來。
  • 化學乾燥原理二:使用極性小、不易與水混合的溶劑,將溶劑的熱能轉至木材上後,原木內部的水分會移出表面,並與溶劑混合成沸點較低的共沸混合物,毋需高溫環境即可蒸發,藉以讓原木乾燥。
  • 化學乾燥原理三:使用某些溶劑例如二甲苯(Xylene)的熱蒸氣,讓熱蒸氣在木材凝結,凝結過程中釋放的大量潛熱,便能讓木材的水分快速蒸發。但由於化學溶劑回收不易,且二甲苯屬於劇毒,使用上需格外謹慎。

有木使用的原木乾燥方法

有木根據原木特性,透過「自然乾燥法」與「窯乾法/熱風乾燥法」互相搭配,如此一來便能避免自然乾燥法及窯乾法單獨使用的缺點。

待木材乾燥完成後,板材要再置放一段時間適應環境濕度,也就是所謂的「回潮」,這種做法不只能減少木材開裂的機會,也能使得原木板材更穩定!

原木為什麼一定要乾燥?木材乾燥五大優點

木材乾燥優勢一:讓原木性質更穩定

原木若沒有經過乾燥穩定的步驟,就加工製作成家具,在使用過程中,可能就會有明顯裂開的問題。

因此原木是否歷經完整乾燥程序,成為穩定性高、不易變形的原木板材,對於製作家具來說,是最重要的關鍵了,這關係到木頭家具是否能夠耐用百年。

此外,乾燥後的木材可以令油的滲透性更強,讓推油塗裝達成更好的木頭保護效果呦!

延伸閱讀 ▶ 原木餐桌「推油塗裝」和「上漆塗裝」的差異?

木材乾燥優勢二:提高原木強度

根據國家林產技術平臺描述,當木材在纖維壁體充滿水分、但纖維空腔無水分的狀態下,稱為纖維飽和點(Fiber Saturation Point, FSP)。

一般而言,從木材氣乾到纖維飽和點之間,木材隨著含水率的提高,其強度會下降,且不同的木材會有不同的下降幅度,直到纖維飽和點後才相對維持穩定。

也就是說,含水率太高的木頭,木材強度會受到影響,所以將含水率減少到纖維飽和點以下,可以提高原木的強度,使用上更加穩固安全呢!

木材乾燥優勢三:預防木材變質腐朽與發霉

當木材含水率降低到20%以下時,可以減少真菌的入侵及害蟲的破壞,不僅能保持原木的固有性質和強度,同時也提高了木材的抗腐蝕能力。

木材乾燥優勢四:保持原木色澤

木材中色變菌寄生會讓木頭顏色改變,而色變菌又和木材含水率息息相關,像是青變菌在木材含水率20%以下就難以生長了,所以乾燥能讓木頭更不容易變色。

木材乾燥優勢五:減少能源及成本浪費

原木生材的含水率約在30~200%左右,充滿水的原木是非常重的,在運輸上也會浪費更多能源。

乾燥後的木頭不僅重量降低,減少能源浪費的同時,也可減少物流運輸費用。

什麼樣的木頭不容易裂開、變形?

不容易裂開、變形的木材必須符合以下條件:

  • 歷經台灣在地完整乾燥程序
  • 木材乾燥後歷經回潮程序,適應台灣環境
  • 選用穩定性高的高品質木材

由於原木會有收縮膨脹的特性,為了讓原木桌板在台灣的居家環境中,不會發生劇烈的適應情況(嚴重裂開、變形),原木板材必須要經過「在地」且「完整」的乾燥程序。

不過除了完整的在地乾燥程序與木材回潮外,木種挑選也是大有學問,必須嚴選乾縮應力(drying stress)較小、伸縮膨脹較不受環境影響,且穩定性高的原木,才可以製作成不易裂開、變形的原木餐桌。

▲ 根據木種密度進行設定,以含水率測試儀個別針對每一片板材進行檢測。有木出品的原木桌板,皆通過木材含水率的嚴格品管。有木抱持極致的職人精神,嚴格把關每一片原木板材的品質!

有木如何檢驗原木板材乾燥品質?

有木為了確保原木桌板與實木家具耐用性,除了嚴選高品質原木外,木材乾燥完成時,師傅會使用含水率測試儀檢驗板材,確保木材含水率在標準值,才會進行後續的加工製作流程。

確定木材含水率在標準值後,原木板材便會進行手工推油的程序。推油完成後的每一片板材,都會再經過高週波感應式木材含水率測試儀的量測。

想不到原木板材從工廠送到你家,需要經過層層考驗吧?為了讓原木餐桌可以耐用長久,有木比你更在意桌板品質。

有木的原木板材皆經過SGS木材乾燥檢驗認證,用數據給您安心保障!

延伸閱讀 ▶ 原木製程與檢驗,實木家具工廠6大製作過程大公開

我家的濕度適合使用原木家具嗎?

前面提到,原木的特性之一就是會調節周遭環境的濕度,在台灣的氣候條件下,都可以正常使用原木家具,沒有問題!

如果你家的環境真的非常潮濕(判斷基準為溼度長期超過80%),建議使用除濕機降低濕度。

但請注意,除濕機的出風口不要直吹原木桌面,且出風口務必距離原木桌面150公分以上,以免造成原木桌板兩邊的濕度不平衡而開裂。

另外也不要為了去除水氣,而利用太陽曝曬的熱度,因為木材中含有的木質素(讓木材抗腐防蟲、顯現顏色的成分),照到紫外線會產生光裂化,影響木材成色,所以原木桌請避免陽光直射喔!

對原木桌、原木板材、實木家具有任何保養或是乾燥上的問題,歡迎直接LINE有木 ▶ “LINE加入好友”

▍本文作者:有木職人團隊
▍審稿:森林研究Xylona

有木為「首家提供純推油不上漆」板材,致力於無毒無甲醛、耐用即環保的理念。
希望帶給你一輩子的實木家具,不只是擁有,更要把回憶延續下去。

▍有木五大堅持 

一、品牌保固,永久安心
品牌八年口碑,最安心的服務 

二、匠人精神,從不懈怠
原木工廠起家,最專業的團隊

三、台灣乾燥,耐用一生
台灣乾燥及製造,最適應台灣環境

四、嚴選木種,只為品質
嚴選穩定中上等木材,最耐用的實木家具

五、天然推油,無毒易顧
使用業界領導德國OSMO護木油頂級塗裝技術,推油塗裝無甲醛最天然、好照顧

▍本文參考資料 REFERENCE

1. 彭宏源、徐俊雄(2018)。林產利用 Ⅱ。台南市:復文圖書有限公司。

2. 翟思湧(1976)。常用木材之乾燥基準表。林業叢刊第7號。

3. 熊如珍、翟思湧(1998)。初期乾燥溫度對木材乾縮率之影響。臺灣林業科學,13:2卷,頁169-174。

4. 葉民權。木材中的水分對木材強度影響是好還是壞。國家林產技術平臺。

5. 葉民權。木材內部的水分(含水率)會超過100%嗎。國家林產技術平臺。

6. 楊德新。為何需進行木材防腐處理。國家林產技術平臺。

7. 行政院農業委員會 林業試驗所