作者 林作新
全球禁止热带雨林的破坏
根据中国国家环保局HJT303-2006《环境标志产品技术要求——家具》标准中规定,“如果木材占产品总重量(指家具)的10%以上,则产品所有的木材,不得来自受保护的天然林,不得使用珍贵树种(通过FSC-可持续森林认证的木材除外)。
2001年,印尼政府就明令禁止出口任何原木,然而,中国在2006年还从印尼进口了3万5806立方米的原木。
绿色和平组织森林保护项目经理,斯达克(Tamarac Stark)就申诉说:“中国从印尼非法进口高级热带硬木材,破坏当地天然雨林的生态环境。”

传统红木家具在面临原材料不足的情况下,需要改变观念
目前,热带雨林在全球木材市场所占有的份额,已明显地降低,供应量每年已不超过2000万立方米了,今后出自天然林的木材将会越来越少。
据今年10月份《木材信息》报导:联合国森林论坛准备在2020年通过全球禁止天然林木材贸易的议案,如果这个议案通过了,到那时天然林的木材供应,理论上应该是零。
中国外交部发言人刘建超也在答记者问时说:“中国政府对林产品进口实行监督,打击非法行为。”
中国木材流通协会会长朱光前也说:“目前中国对优质木材的需求,主要还得依赖进口,可是中国也认真履行《国际热带木材协定》,实际上进口的热带雨林木材的数量,也不断地减少。”
然而,据2006年的统计,中国的木材及木质品进出口还是非常活跃,进口木材65亿1千万美元,出口更高达145亿美元。
据说,今天的木材进口多采取以下的非法手段:伪造报关文件,把原产地从印尼改为马来西亚;从巴布亚、新几内亚非法林场进口;由于印尼贪污普遍,所以可以公然违反印尼原木出口的禁令;以“锯材”名义出口原木的木方。

传统家具中,现代工艺生产的硬度代替原木将成为今后大趋势
真所谓道高一尺,魔高一丈,但随着全球气候不断地变暖,森林资源的保护越来越受到世界各国的高度重视,大家都知道森林的木材替我们锁住了二氧化碳,然后吐出了氧气。
估计森林每成长一立方米,就吸收了1.86吨的二氧化碳,吐出1.64吨的氧气。
因此,各国纷纷制定政策来限制天然林的采伐,积极推动人工林的利用,使林产品消费生态化。

利用现代的科技手段改变木材性能,以适应市场
木材改性适应市场
作为传统家具的原材料,我们祖先原来采用的是榆木、松木、榉木,楠木等中度硬度的木材,后来由于材料的短缺才改用热带硬木。
既然传统家具已改用硬木,并且已被市场接受,那么,我们应该利用现代的科技和手段,去改变木材的性能,以符合市场的需求。
我们的企业家不应该违反国际与国内法,不应该去破坏人类的热带雨林,而应该以人工为材料,进行改性。
所谓木材改性,就是利用物理或化学的方法,使木材的密度增大,强度提高,成熟的技术有以下几种:浸渍木(Impregnated Wood)、强化木(Densified Wood)、压缩木(Compressed Wood)、塑化木(WPC)。
浸渍木的技术处理方法如下:木材放入水溶性低分子量树脂的溶液中,让树脂进入木材细胞壁,然后进行干燥。主要使用的材料是酚醛树脂,也可以使用脲醛树脂,糖醇树脂及间苯二酚树脂等。利用浸渍法处理速生杨木,硬度增强了很多,如下表:
浸渍杨木与素材力学性能比较
|
|
素材 |
浸渍木(WPG40%) |
|
硬度(Mpa) |
端面 |
30.7 |
60.1 |
|
弦面 |
24.4 |
28.9 |
|
径面 |
21.1 |
23.1 |
强化木处理方法如下:将低熔点的合金注入木材的细胞腔中。材料与配方:i)熔点97℃;铋(Bi)50%,铅(Pb)31.2%, 锡(Sn)18.8%。ii) 熔点65.6 ℃ ;铋(Bi)50%,铅(Pb)25%, 锡(Sn)12.5%,镉(Cd)12.5 %。真空加热加压处理,使合金注入木材之中,可以使密度小于0.6g/cm³的核桃木增加到0.95~3.83g/cm³,比任何一种红木的密度都高。
压缩木木材具有天然的弹塑性,可以将其压缩密实,以增加其密度和强度。生产压缩木的要点:树种:选用材质均匀、纹理直、水不溶性抽提物含量低的木材,比如桦木;压力:10.5 ~17.6 Mpa;含水率:热压时木材细胞壁中应具有不少于6%的水分,水分可以减少压缩过程中的内摩擦系数;冷却、热压过程结束后,应保持压力下冷却。
日本爱知县已有工厂工业化生产压缩木,他们认为生产压缩木的优点是:更有效地利用资源,将生长的很快的速生材的材料有效利用;产品附加值高,有利于商品化开发;对环境保护,使人工林木替代天然林木。日本这家工厂,对日本杉木进行压缩50%,使杉木的表面硬度增加1.8倍,对白杨木进行压缩60%,表面硬度增加2.8倍。
压缩木与素材的物理、力学性质
|
项目 |
桦木 |
杨木 |
松木 |
|
素材 |
压缩木 |
素材 |
压缩木 |
素材 |
压缩木 |
|
密度(g/cm³) |
0.61 |
1.4 |
0.5 |
1.4 |
0.44 |
1.4 |
|
含水率(%) |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
|
顺压强度MPa |
76.5 |
146.5 |
53.5 |
111 |
63 |
123 |
|
横压强度(MPa) |
弦向 |
4.8 |
45 |
2.7 |
52 |
4.9 |
28 |
|
径向 |
7.2 |
102 |
3.6 |
72 |
4 |
98 |
|
抗弯强度(MPa) |
弦向 |
100 |
216 |
67 |
175 |
67 |
197 |
|
径向 |
107 |
230 |
80 |
200 |
63 |
185 |
|
充击韧性(KJ/M²) |
弦向 |
3822 |
735 |
2940 |
673 |
275 |
343 |
|
径向 |
4116 |
8320 |
3234 |
6860 |
3136 |
588 |
|
硬度(MPa) |
端面 |
53.5 |
155 |
40.5 |
130 |
41 |
123 |
|
弦面 |
19 |
132 |
15 |
116 |
19 |
118 |
|
径面 |
22.5 |
142 |
17.5 |
122 |
15 |
123 |
资料来源:陆文达,木材改性工艺学P.7
从上表数据来看,杨木压缩木的硬度,相当于花梨、鸡翅木、红酸木、甚至接近条纹乌木,如下表:
红木的物理、力学性质
|
项目 名称 |
紫檀 |
花梨 |
黑酸枝 |
红酸枝 |
条纹乌木 |
鸡翅木 |
乌木 |
|
|
|
气干密度 |
1.05-1.26 |
0.8-0.86 |
0.85 |
0.94 |
1.09 |
1 |
0.85-1.17 |
|
|
干缩系数(体积) |
|
0.567 |
0.62 |
0.6 |
0.467 |
0.94 |
|
|
|
顺文抗压强度MPa |
97.9 |
75.5 |
63.2 |
62.3 |
60.2 |
62.8 |
|
|
|
抗弯强度(MPa) |
117.5-139.3 |
|
116.1 |
126.3 |
110.7 |
124.5 |
|
|
|
硬 度(MPa) |
端面 |
183.1 |
115.1 |
170.4 |
133.1 |
133.1 |
112.5 |
203.2 |
|
|
径面 |
192.6 |
110.8 |
154.6 |
126.1 |
126.1 |
108.2 |
177.7 |
|
|
弦面 |
204.6 |
110.6 |
160.1 |
139.2 |
139.2 |
118.2 |
167 |
|
|
充击韧性(KJ/M²) |
22.71 |
16.9 |
9.85 |
16.11 |
16.11 |
20.63 |
20.11 |
|
|
100.76 |
95.13 |
95.35 |
130.6 |
130.6 |
142.9 |
93.51 |
|
塑化木(WPC):木材中注入不饱和稀释类单体或低聚体,预聚物。
材料:苯乙烯(ST),甲醛丙烯酸甲脂,(MMA),醋酸乙烯(VAC),丙烯腈(AN),不饱和聚脂(UPE)等。材内聚合固着法:射线照射;催化加热
塑化木意为Wood Plastic Combination,木、塑结合,美国最先开始从事这种研究,并且于1996年开始工业化生产。到70年代,已有三家企业采用У射线辐射生产,三家用加热催化法生产WPC, 产品主要用于台球杆、地板和轮船的甲板。
目前塑化木进行商品化生产的国家有美国、德国、日本、意大利、波兰及新西兰,现并未普及。中国主要是一些大专院校及研究所中有做研究,比如上海科技大学、南京林业大学、东北林业大学等。
北京乐器研究所曾以苯乙烯为材料 ,添加红色染料,搞出呈红褐色的“人造红木”,容量1g/cm³,物理性能十分接近红木。可惜未能进入量产。
塑化木兼具木材和塑料的性能:硬度比素材提高2-8倍;耐磨性提高4-5倍; 耐磨强度甚至比大理石还高5倍;顺纹推压强度大2倍;横纹抗压强度大4倍;气干状态下静曲强度大1倍;吸湿膨胀则减少60%;耐候性增大50%。阻燃性、耐腐蚀性、耐微生物的侵蚀等能力都大大提高。
WPC和木材力学的比较
|
力学性质 |
桦木素材 |
桦木WPC |
WPC/桦木 |
|
弯曲强度(MPa) |
115 |
150-200 |
1.3-1.7 |
|
弯曲模量(MPa) |
920 |
1400-1500 |
1.5-17 |
|
顺压强度(MPa) |
48 |
70-100 |
1.5-2.5 |
|
横压强度(MPa) |
16 |
70-100 |
4.4-6.3 |
|
剪断强度(MPa) |
11 |
15-40 |
1.4-3.6 |
|
硬 度(MPa) |
15 |
40-150 |
2.7-10 |
|
冲击韧性(KJ/M²) |
375 |
300-620 |
0.8-1.7 |
塑化木绝对有能力在硬度,强度等力学性能上超过所有红木,颜色可随意调整,选择木纹好看的人工材木材,成品的木纹也会很好看,这是红木最好替代品。
传统家具进入设计层面
前面所讨论的,全都是传统家具的原材料,今天市场上对传统家具的评价,也全在原材料。中国已经进入一个怪圈,一个以木材来评价家具的怪圈。全世界没有一个国家的家具,是以原材料来评论,来区分的,他们全都是以设计来区分,来评价。比如:英国:有齐宾代尔、阿当兄弟、或安妮女王系列等等设计;法国:路易14、15、16。其他国家,意大利、荷兰、北欧等等也都一样。虽然在不同时代,不同设计师也用不同原材料,但没有人去强调用什么原材料,而以原材料去评价所做出来的家具。更何况,世界的传统家具都分为两部分,中国也一样:1)宫廷的、帝王将相的,这就是目前我们都在说,都在搞的传统家具,也就是所谓的红木家具。2)民间的、民俗的。老百姓就不用家具了?有些地方的乡绅文人,大、中、小富人家,也用大量的家具,因此民俗家具也十分丰富,并且源远流长。外国也一样,法国有些所谓的Provincial Furniture,意为王城之外的家具。
其实,宫廷帝王将相采用所谓的红木做家具,也只是近代这一两百年的事,做为一种文化 ,在不大面积危害热带雨林的情况之下,可以继续存在,但目前由于资源短缺,以及市场狭窄,因此在中国的红木家具只占国内家具市场的3%左右。
反过来看看国内的家具市场,2006年为4000多亿人民币,卖些什么呢?充斥着意大利的国际风格设计;西班牙、法国、意大利的古典、新古典或混合体,什么都不是的设计。我们自己的家具去哪里了呢?因此只有回到设计的层面,我们才能面对并占有国内这97%的市场,我们必需:放开原材料,以各种硬木或改性后的木材生产传统家具,这里边包含宫廷的、民俗的等等的设计;以中国传统家具的设计元素,以各种现代的材料,软木、硬木、人造板等等,生产现代的中国家具。