鉸鍊式結構造型應用於木質板材之創作研究

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(1)國立臺灣師範大學設計學系碩士論文. 鉸鍊式結構造型應用於木質板材之創作研究 Creation Study on the Performance of Hinge Structure Applied to the Wood. 指導教授：劉建成研究生：蔡婷逸. 中華民國 103 年 6 月.

(2) 摘要本創作研究主題「鉸鍊式結構」為荷蘭 Snijlab 公司所研發的創新性技術，基於「原創不一定是發明」的觀點，除了對此新興技術的好奇之外，再加上個人對木質材料情感上的偏好，因此，希望透過結構實驗的方式，探尋平面木質材料的最佳柔性表現，以及造形設計創作的發展過程，能為「鉸鍊式結構」找出更廣泛的可能應用價值。本創作研究方法以文獻分析法、個案研究法與創作實證方式進行。對相關文獻、學理與設計案例做基礎研究探索，分析當代設計思潮與目前工藝設計之發展趨勢，並比較設計案例之優缺點，綜合出後續創作之立論依據。在此以「鉸鍊式結構」的實驗結果為基礎，以立體造形與實用性為原則，秉持「美感結合實用」的核心概念，透過數位輔助技術與設備，採用密集板材與榫接技法，設計發展創作出：方形上蓋盒、三角開蓋盒、柱型長式提籠、錐型短式提籃及自由組裝式圓罩等系列作品。經由本研究文獻分析與創作實證之彙整，獲致以下三點結論：一、結構即裝飾。利用鉸鍊式結構的柔性機能，可解決造形局部的接合與組構問題；擴大此結構之運用面積，更能達到極佳之視覺裝飾效果。二、效率與多樣性的兼顧。透過數位技術，除了能輕易大量複製產品，亦能客製化處理類似但不完全相同的構件，兼顧效率與多樣性。三、傳統工藝與現代設計產業的新結合。只需單一材料及簡單步驟，便能輕易產出具手工藝質感的設計成品，為傳統工藝與現代設計產業，融合出另一種「工藝設計」新方向。. 關鍵字：鉸鍊式結構. -I-.

(3) Abstract This creation study "hinge structure" is the innovative technology invented by Dutch Snijlab Company. On the basis of idea that "might not invent while being original", as to the new developing curiosity of technology, and individual's partiality to the wooden material. So, through the way of structural experiment, seek the best flexible manifestation of the wooden panel. The evolution created by shape design, explore the other possible using value of "hinge structure" out. Through documentary analysis, case study research and empirical creative ways to explore relevant literature, theoretical and design cases. Analysis contemporary design ideological and handicrafts development trend. Compare the advantages and disadvantages of design cases, and summarize the conclusions as a basis. According to the "hinged structure" as the basis of the experimental results, three-dimensional shape and the principle of practicality, and "aesthetics combined with the practicality" of core concepts. Through digital technology and equipment, using MDF and joggle skill to develop and create: square box with cover; triangle box with cover; long cylindrical cage; short conical basket; and the round cover of assembly type, etc. Lastly this research summarized into the following three categories for conclusion: 1. The structure is the decoration. Using the flexible function of the hinge structure can solve the problem of the structure joints. Expand the use of this structure area can get better decorative effect. 2. Both efficiency and diversity. Through the digital technology, not only can easily copy a lot of products, but also can tailor-made personalized different but similar parts. 3. Combines traditional crafts and modern design industry. Just a single material and simple steps can easily create works like handicrafts, and open up another direction of the "Crafts Design". Keywords: Hinge structure. - II -.

(4) 謝誌工作一段時日後，有機會能以學生身份回歸校園，就個人而言是幸運且幸福的，同時卻也是個任性的決定。當身份不再單純只是學生，我所踏出的每一步，都可能影響自己在各個位置上擔任的角色。作為女兒、同事、同學、學生，研究所這兩年，沒有大家的體諒與包容是無法順利完成的。首要感謝指導教授劉建成老師，因為您的耐心、寬容與信任，所以我能放手大膽進行實驗與創作；感謝林俊良老師及蔡頌德老師口試時的提點與建議，豐富完善了我的研究；感謝葉碧華助教行政上超有效率的協助，使我的論文總能趕在進度上。當然，絕不能忘記系上雷射切割設備的輔助，讓我得以憑藉個人力量，產出構想中的作品。再要感謝班上同學的激勵與扶持，尤其長伴我共度雷射切割漫漫長路的好伙伴葦穎，以及設計上總能提出好點子的源暢，因為你們，研究之路增添不少樂趣。以及一直以來，無論經歷開心難過低潮暴躁，仍願意在實質與精神上，作為後盾支持鼓勵我的家人與好友們。你們的存在，確確實實地，強壯了我薄弱的意志。檢視兩年研究生涯，除了學位的取得，最重要為心態與眼界的成長寬闊，讓我重新思考學習的意義與研究的價值。能夠全心投入並享受單純研究的樂趣，是我認為工作之後最難得可貴之處。這個階段已走到尾端，即使各方面仍有不捨與未盡之處，但我得收拾好繼續往下個關卡前進。相信正因為有前面這許多不完美與努力的累積，所以有機會造就下一階段，更加完整的我。. 蔡婷逸謹誌民國 103 年 6 月於臺師大設計學系. - III -.

(5) 目次摘要.......................................................................................................................I Abstract.................................................................................................................II 謝誌.................................................................................................................... III 目次.................................................................................................................... IV 表目次................................................................................................................ VII 圖目次............................................................................................................... VIII. 第一章緒論 1.1 研究動機與目的..............................................................................................1 1.2 研究範圍與限制..............................................................................................1 1.3 研究流程與架構..............................................................................................2 1.4 名詞釋義.........................................................................................................4. 第二章相關學理與文獻探討 2.1 相關創作研究..................................................................................................5 2.2 影響現代設計的夏克式風格............................................................................9 2.2.1 夏克教派的背景.....................................................................................9 2.2.2 夏克式風格的特色...............................................................................10 2.2.3 夏克式風格對北歐設計的影響.............................................................10 2.2.4 夏克式風格對日本設計的影響.............................................................13 2.3 當代設計思潮下的工藝趨勢..........................................................................15 2.3.1 手工藝的復興......................................................................................16 2.3.2 傳統工藝與數位科技的結合.................................................................16 2.3.3 客製化設計..........................................................................................17 2.3.4 ECO ARTS 的重視................................................................................18. - IV -.

(6) 第三章材料特性與案例研究 3.1 木材的基本性能............................................................................................20 3.1.1 木材的構造..........................................................................................20 3.1.2 木材的特性..........................................................................................21 3.1.3 木材的力學性質...................................................................................23 3.2 木材的種類...................................................................................................24 3.2.1 天然木材..............................................................................................24 3.2.2 人造板材.............................................................................................25 3.3 加工工藝技術...............................................................................................30 3.3.1 木材的加工..........................................................................................30 3.3.2 木材的接合..........................................................................................31 3.4 曲木技術案例研究........................................................................................32 3.4.1 實木彎曲技術......................................................................................33 3.4.2 積層曲木成形技術...............................................................................35 3.4.3 切縫彎曲技術......................................................................................36 3.4.4 木片紡織拼貼技術...............................................................................37 3.4.5 鉸鍊式結構技術...................................................................................39. 第四章設計發展與創意理念 4.1 鉸鍊式結構實驗............................................................................................42 4.1.1 幾何圖形切割與板材柔軟度之比較......................................................42 4.1.2 密度切割與柔軟度之關連性.................................................................44 4.2 設計發展與創作............................................................................................45 4.2.1 方形上蓋盒..........................................................................................45 4.2.2 三角開蓋盒..........................................................................................48 4.2.3 柱型長式提籠......................................................................................51 4.2.4 錐型短式提籃......................................................................................55. -V-.

(7) 4.2.5 自由組裝式圓罩...................................................................................58 4.3 創作成果展出................................................................................................60 4.4 綜合分析與探討............................................................................................62. 第五章結論 5.1 研究結論.......................................................................................................64 5.2 後續研究方向................................................................................................64. 參考文獻............................................................................................................66. - VI -.

(8) 表目次表 2-1：木質材料在產品設計應用之探討─作品分析............................................ 5 表 2-2：活動榫接在木製家具中的設計創作─作品分析........................................ 6 表 2-3：林貴生木質創作論述─作品分析.............................................................. 6 表 2-4：劉美雯木工創作論述─作品分析.............................................................. 7 表 2-5：木質材料意象應用在家具設計之研究─作品分析..................................... 7 表 2-6：文化意象應用於木質產品設計─作品分析................................................ 8 表 3-1：常用木材材質、產地、色澤及特色比較表.............................................. 25 表 3-2：人造板材種類特性之比較....................................................................... 29 表 4-1：數列幾何形切割與板材柔軟度之比較表................................................. 43 表 4-2：切割密度與柔軟度之關連性比較............................................................ 44. - VII -.

(9) 圖目次圖 1-1：研究流程與架構圖.................................................................................... 3 圖 2-1：教堂椅.................................................................................................... 11 圖 2-2：夏克式低背椅......................................................................................... 11 圖 2-3：夏克式搖椅............................................................................................. 12 圖 2-4：J16 搖椅.................................................................................................. 12 圖 2-5：6286 餐桌............................................................................................... 13 圖 2-6：夏克式餐桌............................................................................................. 13 圖 2-7：夏克式床框............................................................................................. 14 圖 2-8：Rope Chair............................................................................................... 14 圖 2-9：RIKI windsor chair.................................................................................... 15 圖 2-10：RIKI rocking chair................................................................................... 15 圖 3-1：樹幹結構圖............................................................................................. 21 圖 3-2：榫舌榫槽結合......................................................................................... 31 圖 3-3：指接榫.................................................................................................... 31 圖 3-4：鳩尾榫.................................................................................................... 31 圖 3-5：指楔榫.................................................................................................... 31 圖 3-6：直榫上連接和斜連接.............................................................................. 31 圖 3-7：置入式木榫角結合.................................................................................. 31 圖 3-8：斜角圓榫結合......................................................................................... 32 圖 3-9：特殊木榫角結合...................................................................................... 32 圖 3-10：圓弧槽接和吸盤鳩尾槽接..................................................................... 32 圖 3-11：止口拼接和鳩尾穿條連接..................................................................... 32 圖 3-12：槽榫結合............................................................................................... 32 圖 3-13：實木彎曲壓床設備................................................................................ 33 圖 3-14：Thonet NO.14 咖啡椅............................................................................. 34 圖 3-15：NO.14 咖啡椅組件................................................................................. 34. - VIII -.

(10) 圖 3-16：積層曲木成形設備................................................................................ 35 圖 3-17：Aalto 懸臂椅.......................................................................................... 36 圖 3-18：切縫彎曲過程....................................................................................... 36 圖 3-19：kerFchair................................................................................................ 37 圖 3-20：Wooden Textiles...................................................................................... 38 圖 3-21：五金鉸鍊............................................................................................... 39 圖 3-22：塑膠眼鏡盒........................................................................................... 39 圖 3-23：鉸鍊式結構........................................................................................... 40 圖 3-24：Snijlab 木製文件夾................................................................................ 41 圖 4-1：設計發展概念圖...................................................................................... 42 圖 4-2：方形上蓋盒─組裝步驟示意圖................................................................ 47 圖 4-3：方形上蓋盒─成品展示........................................................................... 47 圖 4-4：三角開蓋盒─組裝步驟示意圖................................................................ 50 圖 4-5：三角開蓋盒─成品展示........................................................................... 50 圖 4-6：柱型長式提籠─組裝步驟示意圖............................................................ 54 圖 4-7：柱型長式提籠─成品展示....................................................................... 54 圖 4-8：錐型短式提籃─組裝步驟示意圖............................................................ 57 圖 4-9：錐型短式提籃─成品展示....................................................................... 57 圖 4-10：自由組裝式圓罩─組裝步驟示意圖....................................................... 59 圖 4-11：自由組裝式圓罩─成品展示................................................................. 59 圖 4-12：創作成果展覽─展示角度 1.................................................................. 60 圖 4-13：創作成果展覽─展示角度 2.................................................................. 61 圖 4-14：創作成果展覽─作品局部 1.................................................................. 61 圖 4-15：創作成果展覽─作品局部 2.................................................................. 62. - IX -.

(11) 第一章緒論 1.1 研究動機與目的丹麥家具大師 Hans J. Wegner 曾說過：「喜愛木材是人類共同天性。不論來自哪裡的人，他們都會情不自禁地撫摸它，拿著它，聞著它，以及體驗它。」木頭具有溫暖的觸感、豐富的木紋及柔和的色調，因其質樸溫潤的魅力而有廣大的擁護群，本研究者便是其中之一。可惜的是，原生木材日益短缺，在現今逐漸重視生態的環境下，售價高而產量少，加上工藝製作耗工費時，通常維持不低的造價，相較於產品，也鮮少用於消耗性的包裝設計上。 2008 年彭喜埶設計工作室發表的「來碗關西」在臺灣市場是一個亮點，亦引起當時一陣搶購及仿效的風潮。其取材環保、組構單純、模組化概念的木質包裝設計，是本研究興趣的起源。而另一項對本研究的啟發，則是荷蘭 Snijlab 公司研發的「鉸鍊式結構」技術，無論在觀念或技術上的創新，都直接性地帶給本研究很大的刺激與衝擊。關於創意，生活品牌「清庭」創辦人石大宇（2008）認為：「原創不一定是『發明』，也許是重新定義某一物件，或是提出新的主張、新的解決方案，所以在這樣的過程中，我們不擔心錯誤，不害怕冒犯錯的風險，而好的成果多半也是從錯誤中磨練出來。」之所以選擇「鉸鍊式結構」為創作主題，亦是基於相同的理由與主張。針對由荷蘭 Snijlab 所研發，但國內尚不熟悉的「鉸鍊式結構」，本研究將藉由文獻的資料收集、翻譯解讀、彙整分析，以及親自實驗操作的方式，達到下列目的： 1. 能夠確實瞭解並掌握「鉸鍊式結構」的構成原理與製作技術。 2. 找出其特性與優點，延伸運用於木質板材之造型設計創作。 3. 藉由本創作研究的驗證，提供後續相同或不同領域之研究者，對此結構在工藝、產品或包裝等實務面向的應用設計，能有新的思考角度與啟發。. 1.2 研究範圍與限制本研究既以實驗及創作目的為研究主軸，經與指導教授討論後，將重點放在鉸鍊式結構的探討與實驗，並應用至造型的設計創作上。研究內容未涉及品牌、. -1-.

(12) 包裝或產品等實際應用面向，而其他相關如視覺與色彩要素、結構的抗摔強度等，仍須後續更嚴謹的研究及實驗過程，由於時間及個人人力有限，排除於本次研究之外。基於經費及實驗用途考量，本研究僅以密集板材作為實驗及創作材料。其他相關文獻範疇則以概括的方式研究，如與後續造型創作相關者，則再加強探討。. 1.3 研究流程與架構本研究流程與架構說明，主要透過第一章緒論、第二章相關學理與文獻探討、第三章木質板材特性與曲木技術案例研究、第四章設計發展與創意理念，以及第五章結論與後續研究，以上五個部分來達到創作研究之目的。緒論部分，針對研究動機與目的、研究範圍與限制、研究流程與架構及名詞釋義進行說明。相關學理與文獻探討階段，透過「文獻分析研究法」，針對各研究者所提出「木質材料之應用設計」相關文獻，進行歸納彙整；並藉由現代設計風格的演變與當代設計思潮的探究，分析工藝設計發展的脈絡與趨勢。材料特性與案例研究，則透過材料及工藝技術之分析，歸納出各式材料之特性，並藉由「個案研究法」，推敲出曲木技術的演進與實際應用做法，以做為本研究創作之技術與風格層面的參考。設計發展與創意理念階段，先進行材料與結構實驗測試，並依實驗結果挑選出最適結構，再進行後續造型的設計與創作。最後根據創作成果與先前文獻的檢討、驗證，分析彙整出結論及後續可行之研究方向。關於研究流程與架構，詳見圖 1-1。. -2-.

(13) 緒論. 研究動機與目的研究範圍與限制研究流程與架構名詞釋義. 相關學理與文獻探討. 相關創作研究影響現代設計的夏克式風格當代設計思潮下的工藝趨勢. 木材的基本性能. 材料特性與案例研究. 木材的種類加工工藝技術曲木技術案例研究. 設計發展與創意理念. 材料與結構實驗設計發展與創作創作成果與展出綜合分析與探討. 結論. 研究結論後續研究方向. 圖 1-1：研究流程與架構圖. -3-.

(14) 1.4 名詞釋義鉸鍊（Hinge）：根據維基百科（2013）定義，鉸鍊是用來連接兩個固體，並允許兩者之間做轉動的機械裝置，由可移動的組件或可摺疊的材料所構成。一般的鉸鍊，是使用較薄的二片金屬板互相的組合，在邊緣製造成凹凸的構造，並在其中穿進金屬線成卷狀（朝倉直巳，1994）。另外，潘東波（2009）在《包裝設計與基本結構》裡，對於鉸鍊的定義為：「鉸鍊本是門固定門框上所使用的可供開閉的活動五金，蓋子可以自由開閉的盒子也就稱為「鉸鍊式活蓋盒」（雖未真的裝有鉸鍊唯其功能是相同的）。」鉸鍊式結構：本研究所指之「鉸鍊式結構」，為荷蘭 Snijlab 公司所研發之創新性技術。Snijlab 根據鉸鍊在物理上的機能特性，利用雷射切割或 CNC 銑床設備，在板材表面進行穿透式幾何圖樣切割，破壞板材原本緊密的纖維組織，使材料變得柔軟，並能彎曲、摺疊而不易斷裂，達到如同鉸鍊般可自由活動的機能。本研究即是應用這項技術與結構，進行木質板材之造型創作。. -4-.

(15) 第二章相關學理與文獻探討本章主要分為文獻與學理兩個部分，相關文獻是針對各研究者所提出的「木質材料之應用設計」相關創作研究，進行歸納與與特點分析，彙整出參考要點；相關學理則是藉由現代及當代工藝設計風格與發展趨勢的分析，整理出設計學理的脈絡，以作為後續創作之參考方向。. 2.1 相關創作研究本研究著力於木質材料的結構與造型創作，在研究進行之前，對於國內的傳統工藝與工業設計領域，須有一定程度的瞭解。因此，針對「木質材料之應用設計」主題，挑選出國內數篇相關創作研究。透過各研究之作品圖版，進行彙整、分析並列出參考要點。以下為各研究之案例。 ( 一 ) 木質材料在產品設計應用之探討何立山（2004）的研究透過相關文獻蒐集、分析與歸納，進行設計理論與模式之建構。藉由柔性及自然木質材料的探討，瞭解自然材質對人類感知的影響，並將感官上的認知差異應用於產品設計。目的希望幫助設計者對於自然材質的選用，有建議與參考可循，並藉此提升生活美感價值。表 2-1：木質材料在產品設計應用之探討─作品分析作品圖版. 內容分析. ●. ●. ●. 以黃、褐、黑、白、紅五種色彩之木質材料與紋路進行感官認知之分析與比較。以電腦喇叭為產品，並據其外型意象篩選合適樣本，揉合木質材料於產品的創作。研究針對具正面形容詞評價之木質顏色與紋路分析，但在產品的造型、結構層面並無多做著墨。作品結果僅以 3D 圖示意，無法從觸覺與視覺整體，實際感受木質色彩與紋路應用於產品之質感的差異性。（資料來源：本研究整理）. -5-.

(16) ( 二 ) 「趣，玩，設計」─活動榫接在木製家具中的設計創作侯啟全（2003）的研究以「活動榫接」作為木製家具創作主結構，延引學者之研究文獻、設計思潮為基石，建構活動榫接的系統化架構。透過遊戲性與設計性之間的關係加以設計、改良，應用活動榫接結構於家具設計創作，並將設計成果參加國內相關之設計競賽。表 2-2：活動榫接在木製家具中的設計創作─作品分析作品圖版. 內容分析 ●. ●. ●. ●. 透過文獻與設計理論之分析，以魯班鎖為主要結構進行木製家具創作。設計上考慮形隨機能、單位元件、系統化，並注意折疊與拆裝的方便性等。從機能、結構、美學與經濟面向做全方位的思考。透過組合方式創造產品的變化與趣味性。作品可看出創作者對木製家具的熱忱與企圖心，可惜風格仍帶有濃厚明式家具與柳宗理的影子，若能跳脫框架，將更能展現個人風格。（資料來源：本研究整理）. ( 三 ) 器─林貴生木質創作論述林貴生（2009）的研究以「器」為主題，以木材工藝做為創作技法，設計出四個系列作品。主要探討「器的意涵」、「器物美」、「器與空間」及「器與人」的關係，並詳細介紹作品的創作技法，包括木材選用、木工車床技法、接合、塗裝、研磨、刨削、表面質感處理以及其他製作技巧等，以提供木工創作上的教育推廣與學習應用。表 2-3：林貴生木質創作論述─作品分析樣本圖示. 內容分析 ●. ●. ●. 主要探討拼接木的發展與創作。以原木材料與塗裝、膠合等加工技法，手工製作出木質容器。研究為為木質器物的創作，但作品偏向實驗與藝術性，實際應用場合與使用價值仍待評估。（資料來源：本研究整理） -6-.

(17) ( 四 ) 劉美雯木工創作論述劉美雯（2009）此篇研究，目的從歷史發展軌跡中汲取前人智慧與經驗，由傳統經典夏克家具鄉村風格起步，再呼應現代生活趨勢進行創新與改良。融合設計者創意與使用者需求，用心設計、親手製作切合居家的實木家具。藉此研究澄清個人創作思路與實踐，探討藝術表現的形式與內涵，並經由作品的初探與分析建構未來之創作方向。表 2-4：劉美雯木工創作論述─作品分析作品圖版. 內容分析 ●. ●. ●. 文獻探討涵蓋美術與工藝運動、新藝術運動及震顫派夏克家具風格，並能予以比較與剖析。藉由實做過程解構各式木工技巧，並逐步分析製作進程，剖析作品形式與設計內涵。作品雖具鄉村家具之清新風格，但結構與形式皆未有明顯的創新與突破，較欠缺設計感與獨特性，看不出與一般市售家具之差異。（資料來源：本研究整理）. ( 五 ) 木質材料意象應用在家具設計之研究陳長志（2006）的研究是透過實務加工實驗與意象調查分析，推導出加工前的公式預測方法，以瞭解木質材料加工後之紋樣線條狀況。目的在瞭解木質材料的：1. 紋理明顯材料及紋理不明顯材料，在加工因素下所產生的紋樣現象差異； 2. 加工後的紋理現象與加工因素之間的關係；3. 加工後的紋理現象與心理意象之間的關係。表 2-5：木質材料意象應用在家具設計之研究─作品分析作品圖版. 內容分析 ●. ●. ●. 探討紋理明顯材料及紋理不明顯材料在加工之工具、角度、方式等綜合因素下，所產生的視覺紋理差異。研究歸納出加工準則及公式預測方式，並予以整理出一套可供應用的加工方法。創作部分論述不多，單以 3D 模擬圖示意，無法感受其紋樣與材料應用於產品設計的質感與效果。（資料來源：本研究整理） -7-.

(18) ( 六 ) 文化意象應用於木質產品設計－以仿生造形為例吳弦修（2013）的研究從符號學角度解析產品與文化的關聯性，透過實作了解其表面特質，依造型、紋飾、質感的操作發展產品形象並建立風格特色。其分析與應用結果顯示：1. 符號學必須從文化的物質、情境、精神層面探討該文化所蘊含的內容；2. 將文化與產品以符號分析，建構出有利於檢視各設計元素是否能對應至文化層次與產品屬性的表格；3. 運用仿生設計手法從自然界擷取卵石，發展於木質產品之設計創作。表 2-6：文化意象應用於木質產品設計─作品分析作品圖版. 內容分析. ●. ●. 強調仿生手法與自然風味的產品特色。運用表面鑽孔與平滑兩種加工方式，使產品具有不同肌理變化。. ●. 透過組合方式創造產品趣味性。. ●. 僅產出 3D 模擬圖，產品表面肌理效果不明顯。. ●. ●. 作品看不出研究者強調之木材文化意象為何，獨特性與其附加價值不夠。未探討材料應用於產品的結構設計。. （資料來源：本研究整理）. 綜合比較上述相關研究之分析結果，彙整出下列參考要點： 1. 以「木質材料之應用設計」為主題的相關六篇研究中，主要分為二大研究方向：三篇針對木質材料的紋路、色澤、質感等進行感官認知之分析研究；另三篇則以木質材料結構的榫接技法、表面處理等研究，進行不同風格之產品設計創作。 2. 以結構與造型設計為目的之創作，思考方向通常針對榫接結構、魯班鎖、中國明式家具等風格進行研究與改良，導致設計成品及風格難以擺脫舊式框架，創新性顯得不足。對於其他各國之工藝設計文化與風格，尤以木藝見長的北歐，本研究認為有列入探討的必要。 3. 目前數位科技的運用廣泛而普及，以趨勢而言，數位輔助技術與傳統設計產業. -8-.

(19) 的相輔相成，是當前研究不可忽略的一大面向。針對數位技術設備如何應用於木質材料的設計與產出，是先前國內研究中較少提及，而本研究必須加以探討的部分。. 2.2 影響現代設計的夏克式風格工業時代早期產品，往往是由無名設計師製造的，而夏克教徒（Shaker）所製造的家具尤其明顯，但它們的形式並非基於設計方面的考慮，而是依據宗教方面的原則。實際上，夏克教派可說是現代運動的先鋒，早在 Louis Henry Sullivan （1856-1924）經常被引用的「行隨機能」風行之前一百年，夏克教派就已經指出機能主義理論的方向了，他們這個社群在信仰的基礎上立下了「美麗來自實用性」的原則（Thomas Hauffe，2010），這也是現代設計最重要的原則之一。. 2.2.1 夏克教派的背景夏克教派起源於英國，在那裡，人們稱他們為「夏克（震顫）貴格教教徒」（Shaking Quakers，因宗教情緒所引起的顫抖而得名），夏克教徒因受到控訴，而在創始人安•李（Ann Lee）的引導下逃離英國。19 世紀初，他們在美國建立了幾個社區，吸引了許多追隨者，並成為 19 世紀最大也最知名的教派。到了 1840 年，已經有將近六千名的「弟兄和姊妹」居住在組織嚴密的社區當中，他們謹守著社區價值觀和男女平等的信念。這些人分享所有財產，這也是後來許多人奉行「宗教共產主義」（religious communism）的主要原因。他們在社區裡以規律、謙卑和勤奮著稱。他們的信仰也在嚴格的日常規範、簡單乾淨的房舍，以及簡單線條的日用品、衣物和家具中顯露無遺。夏克教派的物品少有改變，不過卻從一開始便不斷改良，並且使之標準化。夏克教徒和其他宗教社群（如阿曼教派〔Amish〕和賓州荷蘭教派）不一樣，他們對技術的創新抱持開放的態度。他們生產並販售家具、用具和衣物。在 19 世紀的時候，他們的產品散佈於全美國，甚至出現在 1876 年的費城世界博覽會上。正因為它們的精巧手藝，它們的功能性以及那份簡約的美，夏克教徒所製作的家具深深擄獲了大眾的心。如今，位在緬因州和新漢普夏州最後兩個震顫教社區已不再接受新成員，所以不久的將來他們會從這個世界上消失（Thomas Hauffe，2010）。然而，. -9-.

(20) 夏克教徒所留下之純淨簡樸的家具風格，時至今日仍深深影響著世界各國，尤以北歐及日本最為顯著。. 2.2.2 夏克式風格的特色夏克教的信仰原則講求「靈魂的純潔」，並堅信對物體施加任何不必要的修飾和裝潢都是有罪的，而這樣的觀念轉移到家具設計上，即是講求簡單的線條和整齊的外觀，就連使用的素材及設計的結構都是以簡單、乾淨、輕盈為考量（MOT/ TIMES 線上誌，2014）。在近乎需要禁慾生活的教義裡，他們認為，美感的要素存在於實用性、素材的調和、中規中矩等，在日常生活中行事語言以簡單樸素為主，屏除物慾，被認為是一種刻苦獨立的簡樸主義代表（設計發浪，2014）。夏克式家具在質優價廉方面也是著名的。在美國殖民地時期的簡單家具和工具的基礎上，夏克教徒發展了一種標準商品家具，雖然形式上不免有點顯得粗劣，但那是根據一種公社原則，按早期工業觀念的勞動分工而生產出來的。他們的室內裝飾，正如今天還能在馬薩塞州（Massachusetts）的漢考克博物館、肯塔基的普萊曾特希爾或英格蘭的巴思看到的那樣，就其簡潔性、邏輯性和功能的正確性而論，是十九世紀不尋常的典範（高軍、俞壽賓，1991）。夏克教徒認為所有的物件都應設計得簡單並有效達到它的目的，作為整體的一部份而能和諧地融入周遭環境。每一物體的意義和目的就在於它的應用，因此，當一個物體完美地適應其預定用途時，它就是理想的。對此，夏克教徒之於設計造形的格言為：「規律即是美、最高級的美存在於和諧之中、美麗來自實用性、秩序是美麗的源頭、最實用的東西就是最美麗的東西。」（Thomas Hauffe， 2010；林東楊，2011）。簡單的說，「形式」被認為是物體已經達到理想實用目標的一種「設計後結果」，「實用」才是他們的最終目標。. 2.2.3 夏克式風格對北歐設計的影響. 斯堪地那維亞地區（以下簡稱北歐）對於「簡單」的執著，源於長久以來的生活經驗與傳統。北歐國家工業化腳步要比英、美或德國慢，所以即便到了二次戰後，瑞典、芬蘭和丹麥等國的家具製造仍相對保有一種無法割捨的手工藝傳統（Thomas Hauffe，2010）。廣闊的森林提供了可再生性的建材與原料，因此常見. - 10 -.

(21) 的樺木等物料，後來都成為北歐現代傢俱發展的關鍵素材。另外，在基督教的改革當中，相較於歐陸的緩慢與抗拒，北歐算是最全面迅速接受新教教義洗禮的地區，因此他們摒棄了以往基督教、天主教繁複的裝飾與儀典後，認為由心靈的洗滌就可以與上帝直接溝通。反映在傳統社交生活的重心─教堂上，從設計就可以看出樸實無華、講究實用主義的取向（李俊明，2010）。其中，北歐國家最具設計影響力的，則為木作工藝極為優異的丹麥。被稱作「丹麥設計之父」的 Kaare Klint（1888-1954），以及其門生 Hans J. Wegner （1914-2007）與 Borge Mogensen（1914-1972），對丹麥家具設計的發展影響深遠，甚至制定了 20 世紀整個北歐的家具架構。相對於現代主義的揚棄傳統，Kaare Klint 則積極於傳統的改良。他認為藉由對於傳統家具中材質、結構與比例的研究，可以產生新的好設計；每一個組件都應該有它存在的目的，或是為了結構的支撐，或是為了貼合人體，同時材質與工法應該要表現出最高品質。此外，他的設計也導入人因工程，並將使用者需求考慮在內（丹麥倉庫，2012）。而這樣的設計哲學，也與他本身崇尚夏克式風格不謀而合。圖 2-1 為他知名的作品「教堂椅」，其外觀形式便是夏克式低背椅（圖 2-2）的改良。比對兩者特色，單椅的支柱直順、椅背的線條平直，除了功能與結構性外，幾乎沒有任何多餘裝飾。. 圖 2-1：教堂椅（圖片來源：MOT/TIMES 線上誌）. 圖 2-2：夏克式低背椅（圖片來源：懷德居木工實驗學校）. - 11 -.

(22) Hans J. Wegner 師承 Klint，他的作品承繼了丹麥傳統匠人訓練中一絲不苟的印記，以及現代主義中忠於材料、功能導向的精神；同時擁有溫潤的特質與簡約圓滑的線條，純粹而充滿生命力（丹麥倉庫，2012）。Wegner 於 1944 年，參考夏克式搖椅（圖 2-3）為懷孕的妻子設計了「J16 搖椅」（圖 2-4）。搖椅由山毛櫸與橡木實木製成，外形有著簡潔的線條、精準的人體工學結構，扶手前端略微向外展開，便是為了能方便起身的貼心設計。不僅質量輕且兼顧耐用，加上簡約單純的風格設計，讓「J16 搖椅」設計至今超過六十年，仍然在當代潮流中立於不敗地位，為 Wegner 最受歡迎的經典作品之一（曾虹琳，2010）。. 圖 2-3：夏克式搖椅（圖片來源：西法名品家飾）. 圖 2-4：J16 搖椅（圖片來源：懷德居木工實驗學校）. Borge Mogensen 是丹麥現代家具史上平民化運動的重要推手，Klint 的得意門生，並擁有系統化的思考能力與源源不斷的創意，他於 1942 至 1950 年負責 F.D.B （Faellesforeningen for Danmarks Brugsforeninger) 丹麥消費合作社家具設計部門，創作了許多簡練優美、高品質、平價的家具（丹麥倉庫，2012）。「6286 餐桌」（圖 2-5）是 Mogensen 少數後期作品中，仍帶著明顯夏克式風格的作品。材料使用能在丹麥大量取得的橡木與山毛櫸，造型以直線構成，呼應夏克式的簡潔線條與俐落形式。由於這件作品造型簡約、耐久實用，因此成為丹麥現代家具的代表。 Mogensen 同樣注重傳統與現代風格的銜接，並著重功能主義，他認為藉由工業化. - 12 -.

(23) 生產的效率，使平價的好家具也能進入一般家庭。如今這項主張在丹麥乃至於全世界都繼續發揮著影響。. 圖 2-5：6286 餐桌（圖片來源：Sifar）. 圖 2-6 ：夏克式餐桌（圖片來源：設計發浪）. 2.2.4 夏克式風格對日本設計的影響. 提到近代日本設計，多半會讓人聯想起提倡民藝運動不遺餘力的柳宗悅與柳宗理父子，但根據設計發浪（2013）的專文報導，其實促成日本現代設計風潮的設計師不止柳氏父子，還有一位在日本設計界非常具有指標性的人物，渡邊力（1911-2013）。渡邊力在戰後日本設計急速發展的歷史裡，有著不可動搖的地位，他從上一個世紀在日本社會還沒有所謂「設計師」這樣的職稱前就開始「做設計」，風格與典範深深影響日本設計界。渡邊力在戰後貧窮的日本環境裡，盡力想用最少的成本來製作椅子，因此在尺寸上使用最便宜的公版英吋木材 1。而椅子中最花錢的部分是面積較大的靠背與椅面，在思考如何降低成本的時候，他注意到了歐美相當流行的夏克式風格家具（Shaker furniture）。IKEA 家具中經常可以看見床框中間有著長條狀的木板，其實就是來自於早期在夏克式床框（圖 2-7）中，以繩子來支撐床墊的作法。渡邊力也是因為發現了這件事情，便將它應用在「Rope Chair」（圖 2-8）上，有效地抑制成本及售價。. 1. 公版英吋木材：以日本特有樹種製成的楢木材（ナラ材）製成的公版尺寸稱之為「英吋木材」 ( インチ材 )，因為在尺寸上十分好用，所以在海外相當受到歡迎（設計發浪，2013）。. - 13 -.

(24) 圖 2-7：夏克式床框（圖片來源：設計發浪）. 圖 2-8：Rope Chair （圖片來源：Sifar）. 「Rope Chair」的繩子為靠背與椅面的支撐來源，椅面則可以放一塊在日本人家中一定會有的椅墊（座布團），如此便能節省成本而讓大眾享受到好的設計。但渡邊力本人似乎因為看到這把椅子就想起當時貧窮的日本，因此不是很喜歡自己設計的這把椅子。但無論如何，「Rope Chair」身上刻畫著時代感，也蘊含著渡邊力對當時日本社會想要盡一份心力的溫暖感情。夏克式家具對渡邊力的影響，除了「Rope Chair」之外，也影響他在其他家具的設計，例如「RIKI windsor chair」（圖 2-9）。渡邊力將「windsor chair」溫莎椅做了改良，讓它能更符合日本人的身形；調整椅面，使其符合人體乘坐時的臀部形狀；而構成椅背及支撐結構的木頭粗細，都經過縝密計算，在強度與美感之間取得最好的平衡。扶手從側面來看，由粗到細漸變的弧線極其優美輕盈；兩側各自支撐扶手與加強椅子底部穩固的支撐木條彷彿貫穿椅面，其實並非同一根木頭，但在視覺上為了減少干擾，渡邊力藉由優良的工藝技術讓它在視覺上看起來像是同一根。而另外一件「RIKI rocking chair」（圖 2-10），其優美的扶手、稍微帶有弧線的椅背等，也都能看見夏克式家具對渡邊力的影響。尤其底部支撐的木頭與弧線木頭接合的方式，就是夏克家具在榫接時獨特的「騎馬式」手法（設計發浪，2013）。. - 14 -.

(25) 圖 2-9：RIKI windsor chair （圖片來源：設計發浪）. 圖 2-10：RIKI rocking chair （圖片來源：設計發浪）. 綜觀上述設計，其實後代許多設計師都發現也感受到夏克式傳統的優點，並從它的純淨和樸素得到啟發。而北歐與日本之所以能將極致簡約發展得淋漓盡致，也是由於這兩個地域的文化底蘊裡，本就含有節制與惜物的傳統，因此在設計的進程中，特別重視傳統價值與創新工藝的結合，並發展出自成一格的美學觀，這些都是文化涵養所致。簡約應被視為對生活型態的心理認同，由歷史、傳統及日常生活中去體會，才能發現「馭繁為簡」的真正內涵。. 2.3 當代設計思潮下的工藝趨勢談論設計的發展，不只是由物件及造形所構成的年表，其歷史也記錄了生活的型態，並反映出文化的一大切面。在現代主義之下，認為物件的機能是造形的唯一標準。但 1960 年代後期以來，在反對現代設計的思潮中，手工藝的價值又重新得到了人們的認可與重視（李硯祖，2002）。隨著人們逐漸意識到這世界存在著各種開放的個人品味，人們也開始察覺到機能主義在情感上的不足，以及每樣物件可能展現的功能多樣性；這一點也讓人們對質疑流行標準的現代主義產生反動（Thomas Hauffe，2010）。以下章節便是藉由現代之後的設計思潮與價值觀，來探討當前的工藝設計趨勢。. - 15 -.

(26) 2.3.1 手工藝的復興後現代情境裡，很重要的一個價值觀是多元價值觀，相對的很重要的市場現象就是「分眾社會」與「差異消費」。所以在後現代情境裡，手工藝復甦與風土化現象是不可避免的趨勢（楊裕富、林萬福，2002）。人們認識到，手工藝作為歷史文化的累積和產物，具有人性化的特點，在現代社會，尤其是高科技的現代社會中，它不僅作為一種文化和藝術的型態存在於社會生活之中，而且作為高科技結構張力的一個互補機制，在平衡人的精神和心理承受能力方面發揮作用。在後現代設計中的手工藝復興，不僅是個人性的手工製作和單件設計，也不是原有手工藝的回歸，而有更深刻的涵義和新的定位。誠如英國學者大衛•派在其著作《工藝的本質和萬一》中指出，手工藝的復興一是糾正現代主義設計原則中對手工藝的偏見，同時亦是對傳統工藝設計觀念的挑戰。設計的目標是人的需求，而不是一種生產方式，因此，不能以某種製造方式來排斥進行更多設計方法探討的路徑，而手工藝的方式能超越製造手段的限制，開拓更廣闊的產品設計領域。義大利著名設計師布藍茲亦認為，對於後工業時代的設計，沒有必要區分手工藝與工業之間的不同，任何一種生產方式都是為人提供更高質量的生活方式，在大量生產日益發達的情況下，少量、多樣化是發展的必然趨勢。在當代的設計領域，高情感的設計已成為設計追求的重要目標之一，後現代設計在一定意義上可以看作是高情感設計的一部分（李硯祖，2002）。. 2.3.2 傳統工藝與數位科技的結合藝術設計是科學技術與藝術結合的產物，或者說，科學與藝術的統一是設計的最本質特徵。藝術設計是美的設計，藝術設計的過程是設計師追求和探索美的過程，表達和物化美的過程。如果說，設計藝術家與科學家都同樣追求著美，那麼，科學家可說是在尋求和發現，而藝術設計家則是在尋求和創造（李硯祖， 2002）。在不同材質媒合的跨域整合過程當中，終究會應用到的技術，也是不會缺席的技術，那就是數位技術，尤其是 3D 建構軟體與逆向工程軟硬體應用。數位技術可以解決需要非常精準的計算與相互結構的問題。數位技術的應用，能增加創意的廣度，讓許許多多的創意成真，否則將會失去很多的可能與機會。相關數位. - 16 -.

(27) 技術之應用於工藝領域，宜視為工藝技術的一部分，當工藝設計應用數位技術越來越深且廣時，亦將更貼近工業設計，兩者之間的交集亦愈趨明顯，也顯示工藝技術、媒材之跨域整合範圍擴大。未來真正的工藝家其本身的技藝將被擠壓到廉價技工以及數位技術無法替代的層級，未來真正工藝家將享有崇高的地位，但必然是相對的少數，要靠少數的工藝家創造整體經濟效益的規模是不符實際的。現階段的工藝家宜思考及檢視本身之技藝是否有被廉價技工與數位技術取代的危機，如是，較好的策略就是轉向或涉及工藝設計，以增加個人發展的機會，且有助於工藝產業整體的轉型（呂豪文，2008）。. 2.3.3 客製化設計過去產業界所一貫追求的規格化大量生產乃是建立在「消費需求均一化」的假設基礎之上，而此一假設基礎其實是錯誤的，是一個應該加以破除的迷思；其實大量生產乃是基於產業界本身立場上的偏愛，因為唯有如此才能夠達到經濟規模，以便產生更大的利潤。嚴格來說，人們最大的共同點就是「每個人都是獨立而獨特的個體」，頂多也只能夠以「小眾族群」的規模才能夠找到足夠的共通點去加以歸類（李朝金，2010）。現在的消費者在付錢買東西時，並不只是買它的功能而已，也並非只買企業所提議的生活提案，對他們來說，物品的價值已不在僅止於提高生活水準、表達自我價值觀。消費者在面臨生活環境的快速轉變，很難再保有相同的價值觀，消費行為已出現多樣化的現象。由於追求享樂、追隨流行、凸顯個性，重視感性等趨勢，消費本質顯現了人性的主觀特性，因此掌握人性中感性的理念及 feeling 是極為重要的。「訂製品」可稱為個人化的開始，個人化代表著商品的多樣化與識別性，即使同樣的商品，也必須給予個人化的空間。消費者在面臨場景的快速轉變，很難再保有相同的價值觀，價值觀是因人所處的環境、狀況而產生出來的思想型態，由年齡、職業、收入等因素來決定。價值觀能決定生活型態，而生活型態亦能決定所使用的東西（杜瑞澤，2010）。新技術跟新的製造系統及新的消費互動，已經改變過去對手工藝或工業量化生產的侷限。許多的商品可以依工業模機具的應用產出類似手工藝製造的效果，. - 17 -.

(28) 同時工業量化品也在追求限量、局部變化近似手工藝的獨一性表現，用以刺激消費者提高價格。在設計的領域中，更多數人追求個別化而凸顯手工藝的獨一性被需求，而量化生產企圖在掌控成本及大量製造，卻又想呈現某一種獨特性的企圖，成為今日供需互動中更有趣的商品價值競合。這個現象讓創意及設計有了更寬廣的領域及更多元的表現方式，同時使得手工藝的價值追溯到中世紀工藝表現的稀有性。而消費需求對商品所呈現的觸動已超越過去對機能的訴求，獨特質感及物美價廉，已不再是對立的二端。適當的價格成為新的考量，生活可有購買廉價的機能用品，但也可收藏極具設計感的與創意性的高價經典收藏品，當然也可以是經典日用品。這一種對金錢和美感的錯落消費型態影響了新的消費思考，也衝擊了商品產出的邏輯。商品的價值是要有撼動人的思考，卻是在日常有務實的機能呈現。因此在製造上，日用品要以高成本的精良生產，但卻要在大量製造分攤下的低價銷售考量。而手工藝不能只做機能日用品，因為缺乏價格競爭力，而必須刻畫個別心靈的觸動來提昇價值和吸引顧客。這裡宣告了手工藝思考，而能量產化的新工藝的新未來。用自己的思維從商品中創造獨特應用，而不需與他人完全不同。製造上可以工藝思考、工業製造，以部份手工質感產生工業差異。這樣親近人性，跨越製造的方法，可讓物美價廉真正的實現（黃宏仁，2010）。. 2.3.4 ECO ARTS 的重視 ECO ARTS 絕非僅止於環保材料的使用或節能省碳的設計；它回應了這個時代對於環境惡化的反省，撫慰了當下人類面向未來的焦慮。當世界先進國家開始進行碳交易、限制碳距離、推動自然有機生態農法，或是號召以簡約生活節省能源、減少地球負擔，對人們的生活方式，已經造成潛移默化的影響。並非人們從此不再消費，而是除了物品質量與與美學品味之外，產品是否愛護地球、友善自然，成為消費者更重要的考量。（于國華，2008）在支持綠色理念的消費方面，工藝材料與手工特質是可以著力的議題；目前民眾傾向肯定採用對人體與環境有益、具有材質之美又堅實耐久的的消費產品，例如天然纖維製品，或竹材、原木製品等會呼吸、有溫潤觸感的工藝品；又如蘭. - 18 -.

(29) 草復育的風潮、植物染工藝品的推廣，以及舊木料與竹料的創新應用等，都勾起人們親近自然的懷想。整體而言，有機材料的運用更貼近生態工藝訴求，較容易獲得消費者的認同，也是綠工藝推廣的重點。為有效運用地球上各種素材，並創造出新形式的工藝，時下工藝業者應積極尋求替代性材料，多嘗試新素材的探索，未來將有機會擴大產品創新的廣度與競爭力，畢竟我們生活在二十一世紀知識經濟時代，適當運用新素材與融合新科技知識，才有希望開創工藝發展的新模式，進而在追求「善其事」的歷程中，樹立新時代工藝美學的典範（林秀娟，2011）。以廣大的設計視野來看，「好」產品還必須顧及能源和環境。對於設計材料和生產過程，以及社會議題的覺醒，都是現今設計師必須重視且共同肩負的。以工藝產業而言，運用符合材料特質的方法與成熟的知識，結合傳統工藝與現代科技，並朝綠工藝生產方向思考，引導、改變生活消費習慣等，都可能為目前工藝的永續發展開闢出新的道路。. - 19 -.

(30) 第三章材料特性與案例研究木材具有質輕、強度大、易於吸收衝擊及震動的優點，加上加工方便，也能符合人類親近自然的訴求，因此自古以來，人們善於將原木鋸切成不同板材、割材或角材，供作建築、土木或家具之用（邱茂林、洪育成、陳佩瑜，2007）。此外，也由於具備可再生、對環境有益、美觀、強重比高、易加工及加工過程能耗低等優點，成為人類賴以生存的最基本材料之一，在社會和經濟發展中起著相當重要的作用。人類的生存和發展，無論過去、現在還是未來，都離不開對木材、木質材料的利用和對森林植被的依賴 ( 劉一星，2005)。本研究探討結構與造型的設計創作，因受制於材料屬性，對於木質材料須有相當程度的理解與合理的運用。本章就木材的屬性、種類與加工工藝技術，以及柔性曲木技術的實際案例進行分析，試圖從材料及技術演進的過程，探討木質板材在工藝設計上的變化與實際應用。. 3.1 木材的基本性能木材是能夠次級生長的植物，如喬木和灌木所形成的木質化組織。這些植物在初生生長結束後，根莖中的維管形成層開始活動，向外發展出韌皮，向內發展出材。木材是維管形成層向內的發展出植物組織的統稱，包括木質部和木質線（Horst H. Nimz, Uwe Schmitt, Eckart Schwab, Otto Wittmann, Franz Wolf，2005）。樹木的生長因立地條件不同，日照程度也各異；一般而言，日照充足地區樹木生長的速度快，年輪較寬，反之則年輪較密，所以從年輪的寬窄可看出氣候的變化，因此樹木可以說是最佳的「氣候紀錄器」。有用之木為材，無用之木為柴，良木難得（邱茂林、洪育成、陳佩瑜，2007），因此如何判別與取得最佳材料，本身就是一門很大的學問。. 3.1.1 木材的構造樹木是由樹根、樹幹、枝、葉組成。樹根主要用於製作工藝品。樹幹是木材的主要部分（圖 3-1）。樹幹是由樹皮、木質部和髓心三部分組成。樹皮是樹幹的外層組織，是樹幹的保護層，它使樹木生長組織免受外界溫度劇烈變化和機械. - 20 -.

(31) 損傷的影響，又是儲藏養分的場所和輸送養分的管道。樹皮的外部形態、顏色、氣味和質地是鑒別原木樹種的重要特徵之一。木質部是樹幹最主要部分，也是樹幹有利用價值的部分。從橫斷面看木質部接近樹幹中心的部分顏色深，稱為心材，靠近周邊的部分顏色較淺，稱為邊材。一般說，心材比邊材的利用價值大些。樹木在生長週期內都要向外分生出一層木材，這一層木材稱為生長層，生長層體現在橫斷面上形成許多深淺相同的同心圓環，稱為生長輪，因一年只有一度的生長，故又稱年輪。在同一年輪內，春天生長的木材色淺質軟，稱春材 ( 早材 )，夏秋兩季生長的木材色深質硬，稱秋材（晚材）。相同的樹種，年輪越密越均勻，材質越好；秋材部分越多，木材強度越高。樹幹的中心部分稱為髓心，其質鬆軟，強度低，易腐蝕。從髓心向外的輻射線稱為髓線，它與周圍連接差，乾燥時易沿此部位裂開（桂元龍、徐向榮，2007）。邊材心材春材秋材. 樹皮. 放射狀組織. 年輪. 春材 ( 早材 ) 秋材 ( 晚材 ). 板目面. 木紋面形成層放射方向. 接線. 方向. 圖 3-1：樹幹結構圖（桂元龍、徐向榮，2007） 3.1.2 木材的特性木材的天然紋理具有獨特的質樸、原始、雅致風味，而且由於木材的種類和生長環境不同，木材的獨特性也是其他材料所沒有的 ( 朱輝球、馮四東、吳天麟， 2007)。根據桂元龍、徐向榮（2007）在《工業設計材料與加工工藝》的分析，天然木材具有以下幾項綜合特性：. - 21 -.

(32) 1. 質輕：木材因樹種、樹齡、產地等不同而導致密度不同，相對於金屬而言，其密度小得多。 2. 易加工：木材質地較其他材料而言容易加工，尤其是沿樹木的纖維方向容易切割，因此木材可用簡單的加工工具製造出形狀複雜的各種產品。 3. 木材對空氣中的水分敏感：木材能吸收空氣中的水分，當空氣乾燥時，木材也能放出水分。即具有平衡、自動調節的作用。由於具有這樣的性質，木材不容易出現結露現象。同時由於木材的纖維結構和細胞內部留有停滯的空氣，受溫度變化的影響不明顯。 4. 導熱、導電性能差：木材的導熱性能差，適合製作加熱器具的把手。熱膨脹係數極低，不會出現受熱軟化、強度降低的現象，但有時會因為水分的增加而降低絕緣性能。 5. 具有美麗的花紋和光澤：木材因年輪與木紋方向的不同形成各種粗、細、直曲形狀的紋理。通過旋切、刨切等加工後，經合適的拼裝、組合等方式還可以形成美麗的花紋。木材經磨光後，呈現出一定的光澤，如高度拋光後，所出現的光澤度會更高。 6. 有一定的可塑性：木材經加熱後，具有一定的可塑性。因此，通過加熱加壓可使木材成—定的形狀，或通過加熱使彎木變直，或將直木變彎。 7. 易變形：部分木材由於濕度和壓力的影響，會發生尺寸及形狀的變化，嚴重時會產生強度的下降、開裂、扭曲、翹曲等現象。 8. 易燃：木材是一種容易燃燒的材料，著火點低，有些木料還含有較多的油脂，更容易著火。 9. 各向異性：木材會因產地、生長條件、部位不同而產生物理、力學性能差異較大。. - 22 -.

(33) 3.1.3 木材的力學性質木材的力學性質，就是木材抵抗外力作用的性能。木材的各向異性在力學性能方面表現得特別顯著，如順紋強度（作用力的方向與木材纖維方向平行）最高，橫紋強度（作用力的方向與木材纖維方向垂直）最低，當外力與木紋成角度時，強度介於兩者之間，而且不同樹種或同一樹種不同部位的木材，其力學性能差異也很大。因此，桂元龍及徐向榮（2007）也指出，正確掌握木材的力學性能，對於合理使用木材和制定木材加工工藝有很重要的意義。以下為木材的主要力學特性，整理自林瑑璜（2001）的〈認識木材〉： 1. 抗壓強度：木材在構造工程上的用途大多承受壓力，故抗壓強度極為重要。可分為縱壓強度（壓力方向與纖維方向平行）、橫壓強度（壓力方向與纖維方向垂直）。由於纖維較易被壓扁，故不論樹種，縱壓強度較橫壓強度大。縱壓強度用以決定木柱的大小，橫壓強度用以決定榫頭與榫孔的大小。 2. 抗拉強度：木材抵抗拉力的強度亦稱耐伸強度。依外拉力與木材纖維的走向，抗拉強度可分為縱拉強度（拉力與纖維走向平行）與橫拉強度（拉力與纖維走向垂直）。橫拉強度約為縱拉強度的 1/13~1/10。 3. 抗剪強度：抗剪強度應用的場合頗多，如樑材的結合部份與撐角部份及榫頭大小之取決，皆有整抗剪強度。抗剪強度依剪力與纖維的走向分為縱剪強度（外力方向與纖維走向平行）和橫剪強度（外力方向與纖維走向垂直），橫剪強度通常較縱剪強度大 3~4 倍。 4. 抗彎強度：工程上仰整抗彎強度者不少，如樑、樓板等。影響彎曲強度者有抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度，故凡足以影響抗拉、抗剪、抗壓強度者皆足以影響抗彎強度，故抗彎強度變異極大。木材彎曲時，彎曲內面發生抗壓，曲外側發生抗拉，普通抗拉強度皆大於抗壓強度，故木材破壞皆由彎曲內面不勝壓力而破壞，繼而由彎曲外側不勝拉力而破壞。. - 23 -.

(34) 5. 劈裂強度：木材在纖維方向的分離難易度謂劈裂性。劈裂時的抵抗力謂劈裂強度。劈裂強度與樹種、彈性、含水量有關。木材在紋理方向劈裂強度小，沿著樹軸更易劈裂。木常木理直通，髓線粗等劈裂較易。木節、斜紋理、瘤及含水量大者，劈裂較難。. 3.2 木材的種類天然木材雖然質輕而強、紋理美觀且易於加工，但由於其內部構造的多樣性，造成材質上的不均質性，樹木形成層的生長機制也造成木材的異方向性，另外木材的濕脹乾縮性質也會造成利用上的困擾（王怡仁，2009）。加上長材不易取得，木材已隨著膠合劑的進步朝向夾板、木心板、塑合板及廢木料加工成的各種人造木材發展。人造板材在幅面方向上的尺寸穩定性好，表面板材高於一般的板材，特別適合工業化生產（桂元龍、徐向榮，2007）。本節針對天然木材和人造板材兩項類別，做進一步的分析與探討。. 3.2.1 天然木材台灣的森林佔國土面積約 58.8%，總計約 210 萬公頃。其中天然林約佔 72%，20% 為人造林（邱茂林、洪育成、陳佩瑜，2007）。一般常用的天然木材分為針葉和闊葉兩大類。針葉樹枝葉細小如針，生長持續，樹幹高大筆直粗細均勻，質地輕軟，易於加工、乾燥，開裂和變形較小，適於作為結構用材，如肖楠、扁柏、紅檜、香杉、紅豆杉等。闊葉木的樹幹通直部分一般較短，材質較硬，較難加工，故又稱硬木材（桂元龍、徐向榮，2007）。闊葉木一般較重，強度高，脹縮和翹曲變形大，易開裂。葉面較寬大，生長較為迅速，樹幹彎曲粗細不一，質地堅硬，紋理色澤美觀，用於造形工藝上有其獨特的價值。木材也有軟硬之分，軟木質軟如紅檜，硬木質堅如黃花梨、紫檀，或少數鐵梨、烏木、雞翅木等。我們常聽見的「紅心家具」是以紅木加工而成的家具，紅木加工時會發出一種酸醋味，所以廣東人多稱為酸枝木，長江以北則稱紅木。這種植物是蝶形花豆科、黃樟屬，種類主要有黑紅白酸枝，清代嘉慶、道光後多以此樹種製作家具，應用廣泛（邱茂林、洪育成、陳佩瑜，2007）。以下為家具常用之木材材質、產地、色澤及特色比較表（表 3-1）。. - 24 -.

(35) 表 3-1：常用木材材質、產地、色澤及特色比較表材質. 產地. 色澤. 木材特色. 柚木. 泰、緬、印尼. 深茶褐色金茶褐色. 木紋明顯，紋路自然渲染，多變化，硬度適中，含油質，防水性佳，是所有木板材料中最穩定者之一，適用於濕度較高的場所，木材質感十分古樸典雅，歷久彌新。. 花梨木. 泰國、寮國. 深紅色黃褐色. 木紋明顯，木質堅硬，天然的色澤富變化，具神秘感，是極帶喜氣的花俏地面建材，穩定性佳。. 紫檀木. 東南亞、高棉、巴西. 紫黑色紫紅色棕綠色. 材質十分堅硬，富有油質，防水性特佳，適用潮濕地區，質感細膩，耐用度佳，是高級木材之一。. 檀香木. 巴西. 黃褐色深褐色. 紋路不明顯，有特殊香味，硬度適中，防水性亦不錯，貨源不穩，未被推廣，適用於佛堂。. 黑金木. 巴西. 由白黑 →黃黑 →紅黑. 木質硬度居所有木材之冠，其木材本身色澤會經時間的增長及陽光照射而呈多變性，是相有價的木材，穩定性極佳。貨源不穩，未普通推廣。. 銅柏木. 東南亞. 深紅色. 沒有紋路，顏色均勻，質地穩定，是經濟式地板製材。. 象牙木. 巴西. 黃奶油色. 紅橡木. 北美 ( 美加 ). 粉紅色. 木紋十分明顯粗獷，有明顯的針狀條紋，具原木風味，表現自然豪放。. 白橡木. 中國. 白褐色. 不拘泥的特性，硬度適中。. 楓木. 北美 ( 美加 ). 淡粉奶油色. 樺木. 中國. 淡奶油色. 山毛樺. 丹麥. 粉紅色. 有細斑點（小刺狀），紋路細緻典雅，變色料搭配，使地面更富有變化，硬度適中，穩定性尚可。. 銀柏木. 北美. 淡奶油色. 木紋粗獷，與橡木相似，但沒有明顯的中斷針線木紋，質感佳，貨源不穩，未被普遍推廣。. 檜木. 臺灣、美國. 黃奶油色. 木紋細緻，質感細膩，但木材本身較軟，適用於和室，質量少，故未被推廣。. 臺灣櫸木. 臺灣. 金褐色紅褐色. 紅豆杉. 巴西、中國. 紅色. 南洋櫸. 東南亞. 土黃色. 沒有紋路，顏色均勻，屬經濟式木材。. 金車木. 越南. 橘紅色. 似花梨木，結構密實，色澤均勻，穩定性佳。. 烏心石. 越南. 奶油黃綠色. 雙馬木. 越南. 深粉紅色. 是淺色木材中本質最穩定，質地堅硬，質感細緻，明亮度夠，沒有明顯紋路，深受消費者喜愛。. 木紋十分柔和，紋路相當細緻。硬度適中，不適用於濕氣較重的空間，並應選擇氣候較穩定時使用。紋細而硬，抗磨力弱，容易加工、磨光及染色。. 木紋明顯堅硬具光澤，是本省的特有高級木材，其規格多為平口拼花式地企口較少。質地高貴，是昂貴木材，在台灣已列入保護，而進口量亦不多。. 質地穩定不膨脹，似象牙木，是經濟型木板製材。. 淺色似檜木，深色似櫸木，紋路變化，質感細緻，硬度佳。. （資料來源：整理自林瑑璜，2001） - 25 -.

(36) 3.2.2 人造板材由於尺寸有限，本身瑕疵（如節、瘤）及砍伐快，成長慢等，木材使用受到限制，解決之道乃是將剔除瑕疵之小木科，甚至廢木料予以膠合，此即膠合木材。膠合木材無尺寸之限制，材質均勻，更可廢物利用，是現在木材加工使用的主要材料。人造板材的構造種類很多，最常使用的有合板、木心板、塑合板和密集板等（林瑑璜，2001）。以下幾點為臺灣市場常使用之人造板材種類與特性分析（整理編寫自采威家具官網）： 1. 夾板 (1) 製成方法：夾板亦稱合板，是以一層層的薄木片，依纖維方向上下層相互垂直，且以奇數層疊上膠後壓製而成，每一木片多使用不同種類的木頭切割拼接。膠合後之夾板，表面填補砂磨修整，並依照正確尺寸截切後分級銷售，由於品質穩定勻稱且不易翹曲，並可製成寬幅板材而廣受歡迎。夾板表面多具有貼皮加工，也會使用防火膠板等面板來修飾加工。亦有夾板塗一層防水保護膜後，再上漆使用。一般臺灣常用尺寸為 3×6 尺、3×7 尺、4×8 尺，厚度可依所需定製，常用厚度為一分（約 3mm）、二分（約 6mm）、三分（約 9mm）、六分（約 18mm）。 (2) 常見用途：由於夾板在板材中具有較為堅固、支撐力強的特性，廣泛使用於一般裝潢建材。基於施工時間及材料價格等考量，許多住宅的隔間及牆壁會使用夾板作為材料。夾板隔絕噪音效果不如水泥牆面，但可依需求作裁切設計，變動性較大。夾板也廣泛用於一般展覽會場以及實體店面的展示隔間。家具方面，櫥類、櫃子兩旁側板、背板以及床台骨架，也常善用夾板不易變形的特性來乘載整體的重量。 (3) 特性：夾板以多層木片黏合而成，最大的特色就是結構堅固、不易折斷。比起整塊原木的耐重性更強且不易變形。雖然同厚度的夾板比木心板來的貴，但是密度較厚實，結構也較堅固，更能符合傢俱所需要的承重度及耐壓性的需求。另一方面，夾板以螺絲穿透後較不會掉粉屑，維修和組裝上較簡便也較輕鬆，. - 26 -.

(37) 所以不論是家具工廠或室內裝潢都很喜歡使用夾板。 2. 木心板 (1) 製成方法：木心板是以木頭為實心的板材。層數為三層，中間是厚的實心材，上下兩層則為薄木片。木心板中間以實木條拼貼而成，需作上膠加工才能使之牢固，黏著劑裡面多半有添加甲醛等化學物質防止內部腐壞。木心板兩側的外層木片為夾板，一片約厚 2mm 不等。外層夾板通常會作貼皮或是上漆等加工處理，以符合現代家具的需求。 (2) 常見用途：衣櫥、書櫃、餐桌等較大型的家具，由於需要承受的重量較大，材料多半使用木心板製成。尤其各種櫥櫃類的乘重面及桌子的桌面，幾乎皆以木心板製作。木心板比起整塊原木，較不會有彎曲變形的困擾；乘重量大，但重量相較於密集板卻來得輕，搬運上方便許多。木心板也廣泛運用於裝潢隔間的接合面，如隔間轉角及支撐點，皆善用木心板支撐力強的特點來使用。 (3) 特性：即使品質再好的原木傢俱，也需要使用木心板的輔助。現代家具的造型偏向簡約、規格化，木心板能大量生產來製成桌面及櫃子的底部。除此之外，木心板也具有耐重、耐壓的特點，可以承受的重量亦大於同厚度的塑合板材，但木心板仍須注意甲醛等化學物質的含量是否過重。 3. 塑合板 (1) 製成方法：塑合板（HDF, High Density Fiberboard）為高密度纖維板材，以碎木片、蔗渣、鉋花、削片為原料，不經蒸解，以人造樹脂或其他粘合劑粘壓而成。塑合板外層再壓合一層薄的美耐皿，可防水、防火、耐磨，在歐美屬環保性材質。目前廚具的層板多使用 E1 級 V313 的塑合板，防水、防火性佳，浸泡於水中 24 小時的吸水膨脹率少於 5%。 (2) 常見用途：一般市面常見造型方正、大眾化的現代傢俱多以塑合板為內材來製作，而台灣比較高級的家具品牌或進口家具也都以原木和塑合板做為傢俱的材料。一. - 27 -.

(38) 般使用在需組裝的系統家具中。（3）特性：塑合板由於膠合密度高、空隙小，所以不易變形，並且具有防潮、耐壓、耐撞、耐熱及耐酸鹼等特性。塑合板的內層木屑取材容易，可使用再生木材來製作，因此塑合板材可以減少木材砍伐，較符合環保。另一方面，塑合板易於切割成方正形狀，加上施工方便，可以做出各種造型，很符合現代家具大量生產、快速製作的成本概念。因此市面上方正的現代家具多半為塑合板結構。除此之外，塑合板材的表面雖經過特殊處理，但比起密集板的甲醛含量要低。 4. 密集板 (1) 製成方法：密集板（MDF, Medium Density Fiberboard）為中密度纖維板材，通常會作防潮處理，是市面上平價家具常使用的材料。密集板與塑合板製成的原理一樣，皆是以木材碎片加膠之後高溫壓製而成，但密集板比塑合板所使用的木屑更細、更碎裂，所以比重也較重。密集板為 1989 年才上市的新材質，組成方式有整片一體成型和兩片組合而成，目前以採用前者居多。 (2) 常見用途：密集板屬於價廉耐用又容易處理的材料，很適合用來製造家具。一般市面上常見的 DIY 及組合式系統家具，多半使用密集板或塑合板材來製作。例如較大型的家具量販店 IKEA、綠的家具、歐德家具……等業者，皆看重中密集板切割方便、易於大量生產的特點而使用之。現今流行的現代家具，設計風格多偏向方正的簡約設計，規格較為普遍、大眾化的走向，是使用密集板材的大宗。其他如 OA 辦公家具，還有家中常使用的三格櫃、六格櫃也經常使用。密集板家具通常具有可拆卸、易組裝的特質，深獲目前家具消費市場所喜愛。 (3) 特性：密集板材具有易切割、可刨刮、可雕刻等優點，使用較普遍。而且密集板較環保，能減少森林的砍伐。密集板家具低價、大眾化，使用過久即可汰換丟棄，很符合租屋族群及學生族群的需求。密集板最大缺點為不耐潮，在潮濕的氣候或是過熱環境下容易扭曲變形，但只要別將整塊密集板浸泡在水中，還是可以堅固的承受重物，並維持一定的使用品質。此外，由於密集板上膠過程. - 28 -.