蘇州工藝美術職業技術學院 韓吟秋
摘要：成型膠合板（plywood，日本稱成形合板）技術于20世紀30年代開始被應用于家具生產。天童木工于1947年引進高周波震蕩加熱機，最早開始生產成型膠合板家具。此類家具是使用黏合劑將數張木材薄板進行黏合后置入模具，通過熱壓處理成型。天童木工在木材壓密技術的道路上探索了近70年，近年來開發出的針葉樹壓密成型加工技術更是走在行業前端。本文回顧并介紹了天童木工在這條創新之路上的行跡和現狀，以期對我國家具行業有所啟示。
關鍵詞：天童木工 成型膠合板 壓密木材
中圖分類號：J05 文獻標識碼：A
文章編號：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生產家具（即通常意義上的板式家具），近年來響應地方政府木材在地化發展計劃，開發出針對軟質針葉樹種加工的木材壓密技術，提高了此類樹種的板材強度，使之能夠廣泛應用于家具及建筑、室內領域，也大大提升了國產木材在相關領域的市場占有率。
一、天童木工與成型膠合板
宿志剛先生1985年發表于《家具》雜志的論文《日本天童木工于成型膠合板家具》最早向國內介紹了天童木工株式會社（以下簡稱天童木工）及其引以為傲的成型膠合板技術。
據天童木工官方網站頁面“天童木工的道路”介紹，該企業1940年創立于日本山行縣天童市，最早稱天童木工家具建具工業組合，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應用于家具生產。依托于此項技術，1956年由柳宗理設計的蝴蝶凳（如圖1）被制造出來，成為世界家具史上的經典之作。天童木工的成型膠合板家具也受到了市場認可，并于1958年生產了由丹下健三設計的靜岡縣體育館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輸出品展覽會上獲得通產通商省大臣獎。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、新材料和新產品。其中，1965年介紹硬質發泡家具，1969年發表ABS材料家具，1975年引入微波加熱高速成型設備。1979年安裝六面成型壓力機，使得成型膠合板的設計生產范圍擴大。1980年導入數控線鋸，推進了加工的自動化進程。
進入80年代以后，天童木工根據家具使用環境的不同先后開發了多個系列化產品：
1981年推出總經理辦公EF系列（其中茶桌S-0228獲得該年度G-MARK設計獎特別獎）；
1983年推出迎合當時輕松靈活的辦公環境的SF系列；
1985年推出圖書館環境中使用的TL系列；
1986年推出展覽館家具系列；
1989年開始生產汽車內飾用產品；
1997年推出福祉設施家具KF系列。
在成型膠合板技術發展方面，以天童木工為代表的日本企業一直走在行業前端。20世紀90年代初，日本京都大學將干燥的日本杉鋸材表層浸泡在水中。當水滲透到設定的表層深度后，用微波輻射加熱，使表層軟化，然后將鋸材放置在熱壓機上壓縮“干燥”定型，得到表面壓密的木材。 [1] 日本還開發了利用微波加熱的方法，對軟化后的木材進行壓縮整形的技術，將低質材加工成優質材。如小徑級原木經過壓縮整形后，年輪、木射線的形狀隨著各個方向壓縮程度的不同而產生很大變化；再將壓縮木刨切，可產生出各種各樣具有不同紋理的薄木，為中小徑級間伐材（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，使成型板材同時具有強度大、重量輕的特點，使得在家具生產中能夠獲得視覺效果輕薄的優美曲線。成型膠合板的另一個重要特征是，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。此種方法在回轉原木的同時使用刀具，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。也正因為是單板，無論怎樣復雜的外形，都可以從設計之初入手進行計算，達到切割的最大有效性。統計結果顯示，由相同數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到80%。此類技術對提高出材率和森林資源保護具有現實意義。
二、木材壓縮處理技術現狀
隨著社會經濟水平發展和家具產業擴大，對木材產品的需求不斷增長。為解決天然林木材特別是天然闊葉林木材資源的嚴重不足，利用木材密實化技術生產壓縮木是當前家具行業的重要課題。
目前壓縮木的研究集中在三大領域：壓縮（軟化）工藝、壓縮變形固定技術及壓縮木的材性。 [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（據世界銀行2012年森林面積占土地百分比數據，日本的森林覆蓋率為68.5%，為世界17位，（如圖2），長期以來則是以杉木、檜木等軟質針葉樹種作為家具的主要材料。1945年以來，日本各地進行了以杉樹為中心的大規模植樹造林。
而與高森林覆蓋率相反的是，日本木材相關產業的主要原材料確是依賴于進口。林野廳官方網站給出的統計數據（2012年3月31日）顯示，日本國內的木材需求從1996年的11，192萬m3滑落到了2009年的6，321萬m3。其中國內生產1，759萬m3，占比27.8%，七成以上為國外進口。 [4] 因此，為改善森林環境，促進林產業發展，增加國產材料的內需有其必要性 [5] （如圖3）。
以杉木和檜木為代表的軟質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，卻也因為“軟”這一特性，更適合作為家具用材以發揮其在體現曲線設計特征方面的優越性。 [6]與橡膠木等闊葉樹不同，使用通常的加工手段，軟質針葉樹種木材不能取得合理的強度。為取得必要的強度，在板材加工過程中，由原木切割出的單板需進過高壓高溫環境下的壓實工序。這項工序被稱為壓密加工。原有的壓密加工技術不僅會造成板材強度不足，更會造成樹結部分的潰散和板材表面焦黑。如果以板材強度為重，則不得不犧牲該材料本來具有的設計感，只能生產出大而笨重的家具。 [7]
針對這一問題，天童木工開發了壓密加工技術（Roll Press），與該企業的核心技術成型膠合板（Ply Wood）相配合，克服軟質針葉樹種板材存在的缺陷，生產出在強度和可設計性兩方面都較為突出的“Roll Press Wood”（下稱RPW）。
四、Roll Press Wood
技術突破點在于改進了壓密加工的方法，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，在板材壓薄延展的同時保有強度。由于并不存在木板材用的滾壓機，開發人員定制了現有的鋼板滾壓器械，試行并確定了兩種不同直徑的滾壓軸，從而開發了具有獨特性的滾軸壓密機。使用此種器械，將1~5mm的單板壓實到40%~50%的厚度，獲得了軟質針葉樹種木材在壓密化中的最優解。 [8]
（如表1)顯示了壓密后針葉樹的強度。
平均比重為0.32的杉樹板材經壓密加工后數值上升為0.63，此項數值與常用的闊葉樹種白山毛櫸及櫟樹等板材數值相當，可見壓密加工后的軟質針葉樹板材具有足夠強度。同時，表面不易焦黑，兼具優良的延展性，在設計領域有了更大的應用空間，（如圖4)天童木工的生產工序。
RPW在2013年獲得專利以來，已被應用于民用家具、阻燃材料、防腐木材等領域（如表2）。
由上表可見，RPW的材料來源多為使用當地的原產木材，這無疑為解決日本地方大量存在的閑置林業資源與低木材自給率之間的矛盾找到了一條可行之道。以地產材的活性化為宗旨，天童木工更加明確了在家具生產領域的專業方向。
結語
我國的壓縮木技術很大程度上還處于研究階段，研究主體以各大林業系統高校為主，有待進一步開發壓縮木實用生產技術，具有生產周期長、效率低、生產設備不配套等現狀，且暴露出了企業研發力量的不足之處。日本天童木工RPW的研發應用之路，或許可以給為低密度、低附加值小徑材尋找替代優質材，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《蘇州工藝美術職業技術學院教師公派出國（境）項目》資助
參考文獻
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