竹材之性質(3-1)


領域:資訊分享 / 日期:2018-01-25

林曉洪
屏東科技大學 木材科學與設計系

壹、前 言

竹為單子葉被子植物,禾本目禾本科(Poaceae),竹亞科(Bambusoideae)多年常綠植物,枝幹挺拔修長,四季青翠,莖木質多節,中空外堅,一生開花一次。竹林自然分佈地區除了南極洲與歐洲大陸外,其他各大洲均可發現第四次冰川以後的鄉土竹種。主要生長在北緯46°至南緯47°之間的熱帶、亞熱帶和暖溫帶地區,從平地到海拔4,200公尺的高山都可見其蹤跡,竹子性畏寒忌旱,大多分布於熱帶、亞熱帶至暖溫帶地區,僅少數竹類適應寒帶地區。竹無論根、莖、稈、枝、葉、筍、籜各部位均可使用。故自古以來即融入人類日常生活之中,昔日農工業時期竹材除提供吾人所需的日常生活用具,包括橋樑、家具、工藝品、日用品、造紙、編織、建築材料及果菜生長之支柱及棚架等。其葉及筍也提供大眾日常所需。其應用範圍十分廣泛。蘇東坡稱「可使食無肉,不可居無竹。無肉令人瘦,無竹令人俗」。北宋詩人蘇軾《記嶺南竹》:「嶺南人,當有愧於竹。食者竹筍,庇者竹瓦,載者竹筏,爨者竹薪,衣者竹皮,書者竹紙,履者竹鞋,真可謂一日不可無此君也耶!」說明竹可食、可居、可乘、可炊、可穿、可書、可履。其與人類關係可謂十分密切。明代黃鳳池輯有《梅竹蘭菊四譜》,從此,梅、蘭、竹、菊被稱為「四君子」,世人常以「四君子」來寓意聖人高尚的品德。及歲寒三友「松竹梅」之美稱。竹空心代表虛懷若谷的品格;枝彎而不折,是柔中有剛的做人原則;生而有節、竹節必露則是高風亮節的象徵。

全世界竹林面積約2,200萬公頃,呂錦明(2010)於台灣竹圖鑑一書中引述Ohrnberger and Goerrings(1985 ~ 1990)指出竹類共102 ~ 112屬,約1010 ~ 1140種。其中草本性竹類25 ~ 27屬、130 ~ 160種;木本性竹類77 ~ 85屬、880 ~ 980種。85%分佈在亞洲,其中以東南亞、中國大陸、日本與台灣最多。根據林務局第四次森林資源調查分析結果顯示,台灣的竹林(不含金門、連江縣)計132,572公頃,竹闊混淆林124,943公頃。(邱立文 等,2015)。呂錦明(2001)指出,台灣竹類共有89種,其中木本性竹類83種,草本性竹類1種,而台灣原生種僅25種。重要經濟竹類為麻竹、桂竹、孟宗竹、刺竹、長枝竹及綠竹等六種。主要分布於南投、嘉義、台南、苗栗與高雄等地,其中南投縣的竹林面積居全國之冠。由於竹林容易栽植、竹材生長快速,高生長約40日即告完成(呂錦明,2001),約3-5年可成熟,機械強度與性質皆趨於穩定( 吳順昭,1974),更新容易等優點,是極佳的再生資源。竹材的利用(包含竹筍)深具發展潛力,已成為台灣極為重要的林產經濟作物。

然而面臨時代的變遷,新興材料塑膠業的興起,近30年餘來由於大量使用塑膠類的替代品,加上我國工資、土地等各項生產成本急速增加,及受到東南亞國家及中國大陸低價競爭之影響,使得我國竹產業競爭力急速降低,竹林幾乎處於荒廢狀態,加工業者更是慘澹經營;其後又遭逢1999年的921大地震,造成土質流失,竹林根系鬆動致竹林生長不良,林農已無力更新培育,幾乎瀕臨失業與關廠的命運。因此,政府有關單位緊急研商如何促進環保再生資源的有效利用,提高竹材附加價值,進而降低弱勢產業族群的失業率,於是訂定「以竹代木」政策,擬定竹林培育、伐採加工、生態旅遊全方位發展策略,並整合產、官、學、研各界力量進行「竹產業轉型與振興計畫」。對於擁有豐富竹林資源的台灣而言,生產高質化、高附加價值的竹製產品,開發竹材資源的新用途,再次提升竹材加工業的經濟效能與產值,是台灣未來農村經濟發展政策中不可忽視的重要課題。冀望能再次帶動台灣竹產業的復興。

現今高科技時代,為使竹材原料朝附加價值高之機能性產品開發,實有必要使各行各業的加工業者了解其相關性質。論語衛靈公:「子曰:『工欲善其事,必先利其器。居是邦也,事其大夫之賢者,友其士之仁者」。同理,任何材料於加工前必先了解該材料之性質,以使加工能順暢。因之,本文擬就竹材之性質(一般特徵、外觀構造、解剖、物理、機械、化學性質)加以整理,期能提供相關業者應用之參考。

貳、台灣重要經濟竹材之種類及其性狀

(一) 孟宗竹(Phyllostachys pubescens Mazel):

別名:毛竹、毛筍、南竹、江南竹、竹茹、毛茹竹、茅茹竹、貍頭竹、貓頭竹、茅竹筍、茅竹、冬筍、竹(溫州 )、茅竹(江西)、楠竹(四川、湖南、湖北、貴州、廣西)、貓兒竹(閩南)英名:Moso。屬於禾本科 (Gramineae)、孟宗竹屬(Phyllostachys)。多年生常綠植物。原產我國南部各省,多年生常綠植物,稈直立,中空有節,高可達6~20公尺,直徑最大可達20公分,枝互生,根是鞭根(根莖)。台灣廣植於全島低至中海拔500~1,600公尺地區。圓筒形稈散生高大,稈環不隆起,稈上部每節有二分枝;葉披針形,葉鞘上部略有細毛。根系集中稠密,竹稈生長快,生長量大。孟宗竹竹節長,結構堅韌,生長期短,經濟價值高。早期多用於建築鷹架、竹材雕刻、廣告招牌支架、膠合地板、球棒、其他裝飾及工藝品;近來多用於竹層積材及竹炭等高附加價值製品開發。孟宗竹筍可食用,每年冬季11月至翌年2月在地下形成筍,未出土前挖出,稱為「冬筍」。味美,筍形最大約1.0公斤,小至0.2公斤。春夏採收者較硬且苦,稱為「春筍」,多製成筍乾。

(二) 桂竹(Phyllostachys makinoi Hayata):

又稱台灣桂竹,為台灣特有種。分佈於台灣中北部海拔100~1,500公尺之單稈散生竹種。英名Makino Bamboo。禾本科 (Gramineae)、孟宗竹屬(Phyllostachys)。多年生常綠植物。葉一簇2~3枚,幼時可達8枚。長6~15公分、寬1~2公分,表面暗綠色、背面色較淡。稈高約12公尺,直徑4~8公分,節間長12~40公分,節有兩個明顯的環,幼時稈呈粉綠色,即長逐漸轉變深綠色,老時則轉變為棕綠色;地下莖多為實心,根莖橫走叢生。竹材生長速率比其它竹種(孟宗竹、麻竹、綠竹)快,是台灣地區竹種生長最快速者。竹稈表皮堅硬,稈肉厚0.4~1.0公分,為各類竹材中抗彎強度最大者,故適於劈成竹篾製作竹編器具,製作家具,早期農業時期台灣多用來製作農漁及生活用具(搖籃、竹篾門扇、椅轎、米籮、菜籃、米籃、畚箕及魚簍)等生活用品。今則用於建築、竹劍、包管家具、編織藝品、竹蓆、竹簾、竹炭等,用途極廣。桂竹筍可食用。

(三) 麻竹(Dendrocalamus latiflorus Munro):

別名大綠竹、巨麻竹、巨竹、甜竹、瓦坭竹、吊絲麻、正坭竹。英名Ma Bamboo。禾本科(Gramineae)、牡竹屬(Dendrocalamus)。多年生常綠植物。分佈於中國華南地區、緬甸和台灣,屬於叢生型竹類,是台灣最粗大的竹類。台灣各地均有栽培,尤以中部地區較多。北部生長在800公尺以下,中南部在1,000公尺以下。葉7~8片簇生、質薄,長20~40公分,寬2.5~7.5公分,葉柄扁平,長0.3公分,為各竹類中最大型者;竹稈粗大、高可達20~30公尺,壁薄,徑達30公分,節間可長至60公分,節上分枝3枝以上,基部枝節通常具氣根,竹葉約7~8片簇生,壽命可達60年。

麻竹質地柔軟肉厚,節較硬,不易劈裂且甜度高,易生蟲,故又稱甜竹。筍可供食用,出筍期6~8月,竹筍用途廣泛,主要製成筍乾或桶筍。竹材可供建築、竹編、竹編膠合板、竹排及造紙;麻竹葉民間多取來包粽子。

(四) 綠竹(Dendrocalamopsis oldhami):

別名坭竹、石竹、毛綠竹,烏藥竹、長枝竹、效腳綠,甜竹、玉版筍、烏葉竹。英名Green Bamboo, Oldham Bambusa。禾本科(Gramineae)、簕竹屬(Bambusa)。多年生常綠植物。原產地中國大陸華南,台灣地區綠竹適宜種植在海拔500公尺以下砂質壤土或壤質砂土之土壤。屬多年生常綠植物。根莖粗短,稈叢生,稈中有節,稈無條紋,高6~12公尺,徑4~10公分,節間長20~35公分,節上附褐色絨毛,小枝簇生。葉一簇6~15片,長15~30公分,寬3~7公分,長橢圓披針形,葉基鈍圓,葉尖銳尖,主脈兩側各具3~6條側脈。一般以採收竹筍為主,綠竹筍質地細嫩,味鮮美,具特殊芳香味,又富含纖維質、維他命,熱量低,有助於腸胃蠕動,為國內重要的夏季健康蔬菜之一;其生產期為4月至9月。竹材可作為農業搭棚架、建材或製作日常生活用品 (工藝材、農具、編織)及造紙。

(五) 刺竹(Bambusa stenostachya Hackel):

別名鬱竹、坭竹,大勒竹、烏藥竹、雞爪簕竹、苦竹。英名 Thorny Bamboo。禾本科(Gramineae)、竹亞科簕竹屬(Bambusa)。多年生常綠植物。原產地中國東南各省。台灣地區普遍栽植於中南部300公尺以下之低海拔平地、丘陵,灌溉溝渠及水塘邊。竹材高大、竹稈密集叢生,竹稈基部的小枝條會變成刺,故得名。根莖錯綜,莖肉甚厚,6至8月間生筍,籜黃色,上有深紫色的毛。稈數枝至十餘株叢生,莖高15~20公尺,徑10至20公分,枝成直角,小枝之節隆起,節上有1至3個彎曲銳刺,葉披針形,長10~15公分,寬1.5~2.5公分,十枚左右聚生為一簇。筍可食用;台灣早期農工時期,刺竹是重要的竹材及炭薪的來源,由於竹稈強韌耐磨,是所有竹類中抗張強度最大者。故為重要的建材,可供梁柱、家具和農具製造、防風用、崩塌地復舊、河堤固定材料及圍牆防風防禦功能。今為編織、雕刻工藝用材,也用來製作家具。

(六) 長枝竹(Bambusa dolichoclada Hayat):

別名長枝竹(福建、臺灣),桶仔竹、長枝仔竹、長枝仔、桶仔竹、鱟腳綠(臺灣),英名Long-branch Bambusa, Long-shoot Bamboo。禾本科 (Gramineae)、簕竹屬 (Bambusa)。多年生常綠植物。為台灣特有竹種。分布於海拔300公尺以下地區,近年發現中國福建省也有分佈,屬於叢生型竹類,外觀類似刺竹。稈高可達10~20公尺,徑達10公分,節間可長至20~60公分,葉一簇5~13片,長10~15公分,寬 1.5~2 公分,線狀狹針形,葉基鈍而略歪,葉尖漸尖。幼稈綠色,表面被覆白色粉末,年老時則轉為棕綠色。

竹稈材質富韌性,可作為建築和製造家具,工藝材,造紙,防風,農用香蕉支柱;因質地柔軟,適合劈作竹篾製作編織農用竹器(籮筐、米篩、畚箕、斗笠以及捕魚籠)等,但表皮色澤較差,使用時需去皮。台灣中北部地區,常被作為耕地防風林用途。近年來少有新用途開發,亟需產官學研界共同努力開發附加價值高之產品。