蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 韓吟秋
摘要：成型膠合板（plywood，日本稱成形合板）技術(shù)于20世紀(jì)30年代開始被應(yīng)用于家具生產(chǎn)。天童木工于1947年引進(jìn)高周波震蕩加熱機(jī)，最早開始生產(chǎn)成型膠合板家具。此類家具是使用黏合劑將數(shù)張木材薄板進(jìn)行黏合后置入模具，通過熱壓處理成型。天童木工在木材壓密技術(shù)的道路上探索了近70年，近年來開發(fā)出的針葉樹壓密成型加工技術(shù)更是走在行業(yè)前端。本文回顧并介紹了天童木工在這條創(chuàng)新之路上的行跡和現(xiàn)狀，以期對(duì)我國家具行業(yè)有所啟示。
關(guān)鍵詞：天童木工 成型膠合板 壓密木材
中圖分類號(hào)：J05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1003-0069(2017)09-0096-02
Abstract：Plywood was used in furniture production from1930s. With the introduction of high frequency shock heating machine，Tendo made the first production of molded plywood furniture in 1947. A plurality of wood sheets are bonded to the mould and formed by hot pressing. After the exploring of plywood technology in recent 70 years，Tendo’s roll press wood is in the forefront of the industry now. The paper reviews and introduces the status and whereabouts Tendo on the road of innovation，in order to bring some enlightenment to China's furniture industry.
Keywords：Tendo Plywood Roll press wood
引言
日本天童木工于1947年開始使用成型膠合板技術(shù)生產(chǎn)家具（即通常意義上的板式家具），近年來響應(yīng)地方政府木材在地化發(fā)展計(jì)劃，開發(fā)出針對(duì)軟質(zhì)針葉樹種加工的木材壓密技術(shù)，提高了此類樹種的板材強(qiáng)度，使之能夠廣泛應(yīng)用于家具及建筑、室內(nèi)領(lǐng)域，也大大提升了國產(chǎn)木材在相關(guān)領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率。
一、天童木工與成型膠合板
宿志剛先生1985年發(fā)表于《家具》雜志的論文《日本天童木工于成型膠合板家具》最早向國內(nèi)介紹了天童木工株式會(huì)社（以下簡(jiǎn)稱天童木工）及其引以為傲的成型膠合板技術(shù)。
據(jù)天童木工官方網(wǎng)站頁面“天童木工的道路”介紹，該企業(yè)1940年創(chuàng)立于日本山行縣天童市，最早稱天童木工家具建具工業(yè)組合，1942年成立天童木工制作所有限公司，于1947年首次將成型膠合板技術(shù)應(yīng)用于家具生產(chǎn)。依托于此項(xiàng)技術(shù)，1956年由柳宗理設(shè)計(jì)的蝴蝶凳（如圖1）被制造出來，成為世界家具史上的經(jīng)典之作。天童木工的成型膠合板家具也受到了市場(chǎng)認(rèn)可，并于1958年生產(chǎn)了由丹下健三設(shè)計(jì)的靜岡縣體育館3000把成型膠合板客用椅子。1959年，蝴蝶凳和成型膠合板桌子在全國中小企業(yè)輸出品展覽會(huì)上獲得通產(chǎn)通商省大臣獎(jiǎng)。1960年代以后，每隔一至兩年就舉行天童木工展，不斷探索新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品。其中，1965年介紹硬質(zhì)發(fā)泡家具，1969年發(fā)表ABS材料家具，1975年引入微波加熱高速成型設(shè)備。1979年安裝六面成型壓力機(jī)，使得成型膠合板的設(shè)計(jì)生產(chǎn)范圍擴(kuò)大。1980年導(dǎo)入數(shù)控線鋸，推進(jìn)了加工的自動(dòng)化進(jìn)程。
進(jìn)入80年代以后，天童木工根據(jù)家具使用環(huán)境的不同先后開發(fā)了多個(gè)系列化產(chǎn)品：
1981年推出總經(jīng)理辦公EF系列（其中茶桌S-0228獲得該年度G-MARK設(shè)計(jì)獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)）；
1983年推出迎合當(dāng)時(shí)輕松靈活的辦公環(huán)境的SF系列；
1985年推出圖書館環(huán)境中使用的TL系列；
1986年推出展覽館家具系列；
1989年開始生產(chǎn)汽車內(nèi)飾用產(chǎn)品；
1997年推出福祉設(shè)施家具KF系列。
在成型膠合板技術(shù)發(fā)展方面，以天童木工為代表的日本企業(yè)一直走在行業(yè)前端。20世紀(jì)90年代初，日本京都大學(xué)將干燥的日本杉鋸材表層浸泡在水中。當(dāng)水滲透到設(shè)定的表層深度后，用微波輻射加熱，使表層軟化，然后將鋸材放置在熱壓機(jī)上壓縮“干燥”定型，得到表面壓密的木材。 [1] 日本還開發(fā)了利用微波加熱的方法，對(duì)軟化后的木材進(jìn)行壓縮整形的技術(shù)，將低質(zhì)材加工成優(yōu)質(zhì)材。如小徑級(jí)原木經(jīng)過壓縮整形后，年輪、木射線的形狀隨著各個(gè)方向壓縮程度的不同而產(chǎn)生很大變化；再將壓縮木刨切，可產(chǎn)生出各種各樣具有不同紋理的薄木，為中小徑級(jí)間伐材（幼齡材）的合理利用提供了有效途徑。 [2]
成型膠合板最大的特征在于將單片厚度約為1毫米的薄板按照木紋交叉的位置重疊起來，使成型板材同時(shí)具有強(qiáng)度大、重量輕的特點(diǎn)，使得在家具生產(chǎn)中能夠獲得視覺效果輕薄的優(yōu)美曲線。成型膠合板的另一個(gè)重要特征是，其中所使用的單板是使用一種被稱為“katsuramuki”的方法從原木上削切下來的。此種方法在回轉(zhuǎn)原木的同時(shí)使用刀具，將木料以薄片的程度削切下來。這樣的木材切割方法得以在最大程度上減少木材的浪費(fèi)。也正因?yàn)槭菃伟澹瑹o論怎樣復(fù)雜的外形，都可以從設(shè)計(jì)之初入手進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到切割的最大有效性。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，由相同數(shù)量的木材獲得的家具用板材，無垢材的出材率約為40%，而成型膠合板則可以達(dá)到80%。此類技術(shù)對(duì)提高出材率和森林資源保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義。
二、木材壓縮處理技術(shù)現(xiàn)狀
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展和家具產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大，對(duì)木材產(chǎn)品的需求不斷增長(zhǎng)。為解決天然林木材特別是天然闊葉林木材資源的嚴(yán)重不足，利用木材密實(shí)化技術(shù)生產(chǎn)壓縮木是當(dāng)前家具行業(yè)的重要課題。
目前壓縮木的研究集中在三大領(lǐng)域：壓縮（軟化）工藝、壓縮變形固定技術(shù)及壓縮木的材性。 [3]
三、壓密加工與成型膠合板
日本作為森林覆蓋率較高的國家（據(jù)世界銀行2012年森林面積占土地百分比數(shù)據(jù)，日本的森林覆蓋率為68.5%，為世界17位，（如圖2），長(zhǎng)期以來則是以杉木、檜木等軟質(zhì)針葉樹種作為家具的主要材料。1945年以來，日本各地進(jìn)行了以杉樹為中心的大規(guī)模植樹造林。
而與高森林覆蓋率相反的是，日本木材相關(guān)產(chǎn)業(yè)的主要原材料確是依賴于進(jìn)口。林野廳官方網(wǎng)站給出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（2012年3月31日）顯示，日本國內(nèi)的木材需求從1996年的11，192萬m3滑落到了2009年的6，321萬m3。其中國內(nèi)生產(chǎn)1，759萬m3，占比27.8%，七成以上為國外進(jìn)口。 [4] 因此，為改善森林環(huán)境，促進(jìn)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加國產(chǎn)材料的內(nèi)需有其必要性 [5] （如圖3）。
以杉木和檜木為代表的軟質(zhì)針葉樹種因其材料特性，并不適宜作為地板、檐柱等建筑材料，卻也因?yàn)椤败洝边@一特性，更適合作為家具用材以發(fā)揮其在體現(xiàn)曲線設(shè)計(jì)特征方面的優(yōu)越性。 [6]與橡膠木等闊葉樹不同，使用通常的加工手段，軟質(zhì)針葉樹種木材不能取得合理的強(qiáng)度。為取得必要的強(qiáng)度，在板材加工過程中，由原木切割出的單板需進(jìn)過高壓高溫環(huán)境下的壓實(shí)工序。這項(xiàng)工序被稱為壓密加工。原有的壓密加工技術(shù)不僅會(huì)造成板材強(qiáng)度不足，更會(huì)造成樹結(jié)部分的潰散和板材表面焦黑。如果以板材強(qiáng)度為重，則不得不犧牲該材料本來具有的設(shè)計(jì)感，只能生產(chǎn)出大而笨重的家具。 [7]
針對(duì)這一問題，天童木工開發(fā)了壓密加工技術(shù)（Roll Press），與該企業(yè)的核心技術(shù)成型膠合板（Ply Wood）相配合，克服軟質(zhì)針葉樹種板材存在的缺陷，生產(chǎn)出在強(qiáng)度和可設(shè)計(jì)性兩方面都較為突出的“Roll Press Wood”（下稱RPW）。
四、Roll Press Wood
技術(shù)突破點(diǎn)在于改進(jìn)了壓密加工的方法，在木板材加工中，參考了鋼板加工的延伸方法，即使用滾壓技術(shù)，在板材壓薄延展的同時(shí)保有強(qiáng)度。由于并不存在木板材用的滾壓機(jī)，開發(fā)人員定制了現(xiàn)有的鋼板滾壓器械，試行并確定了兩種不同直徑的滾壓軸，從而開發(fā)了具有獨(dú)特性的滾軸壓密機(jī)。使用此種器械，將1~5mm的單板壓實(shí)到40%~50%的厚度，獲得了軟質(zhì)針葉樹種木材在壓密化中的最優(yōu)解。 [8]
（如表1)顯示了壓密后針葉樹的強(qiáng)度。
平均比重為0.32的杉樹板材經(jīng)壓密加工后數(shù)值上升為0.63，此項(xiàng)數(shù)值與常用的闊葉樹種白山毛櫸及櫟樹等板材數(shù)值相當(dāng)，可見壓密加工后的軟質(zhì)針葉樹板材具有足夠強(qiáng)度。同時(shí)，表面不易焦黑，兼具優(yōu)良的延展性，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域有了更大的應(yīng)用空間，（如圖4)天童木工的生產(chǎn)工序。
RPW在2013年獲得專利以來，已被應(yīng)用于民用家具、阻燃材料、防腐木材等領(lǐng)域（如表2）。
由上表可見，RPW的材料來源多為使用當(dāng)?shù)氐脑a(chǎn)木材，這無疑為解決日本地方大量存在的閑置林業(yè)資源與低木材自給率之間的矛盾找到了一條可行之道。以地產(chǎn)材的活性化為宗旨，天童木工更加明確了在家具生產(chǎn)領(lǐng)域的專業(yè)方向。
結(jié)語
我國的壓縮木技術(shù)很大程度上還處于研究階段，研究主體以各大林業(yè)系統(tǒng)高校為主，有待進(jìn)一步開發(fā)壓縮木實(shí)用生產(chǎn)技術(shù)，具有生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低、生產(chǎn)設(shè)備不配套等現(xiàn)狀，且暴露出了企業(yè)研發(fā)力量的不足之處。日本天童木工RPW的研發(fā)應(yīng)用之路，或許可以給為低密度、低附加值小徑材尋找替代優(yōu)質(zhì)材，從而解決我國木材資源短缺這一重大問題提供一些參考。
本論文屬《蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師公派出國（境）項(xiàng)目》資助
參考文獻(xiàn)
[1] 井上雅文，則元京 . 軟質(zhì)針葉樹材的表面層壓密化處理（第1報(bào)）[J] . 木材學(xué)會(huì)志（日）. 1990 . 36 (11) ：956-975
[2] 則元京 . 木材的熱處理及水蒸汽處理 [J] . 木材學(xué)會(huì)志（日）. 1994 . 49 (12) ：588-592
[3] 蔡家斌，董會(huì)軍 . 木材壓縮處理技術(shù)的現(xiàn)狀 [J] . 木材工業(yè) . 2014 (11) ：28-31+34
[4] 戴向東 . 日本傳統(tǒng)家具的選材與應(yīng)用 [J] . 林產(chǎn)工業(yè) . 2006 (06) ：46-48
[5] 鄭鐘樺 . 日本家具市場(chǎng)概況與簡(jiǎn)析 [J] . 家具與室內(nèi)裝飾 . 2003 (08) ：89
[6] 林作新 . 拋開傳統(tǒng)的日本家具市場(chǎng) [J] . 家具 . 2004 (05) ：72-77
[7] 祁飛 . 二戰(zhàn)后日本家具設(shè)計(jì)的民族化與現(xiàn)代化研究 [D] . 江蘇省:蘇州大學(xué) . 2016
[8] 王雅梅 . 日本北海道家具和鋸材產(chǎn)業(yè)關(guān)于闊葉材的會(huì)議 [J] . 國際木業(yè) . 2012 (08) ：36