石楠木的特性與固化

不好意思，我真的不知道在煙斗原料處理中的curing該對應哪一個中文字，
就讓我暫時先用「固化」，泛指目的為提高力學強度、
改善加工性能、預防霉變蟲害，以及增進煙斗使用品質的各種木材處理手法。

一般常見的有：boiling、drying、seasoning、ageing等。

【謝謝網友的回應，12/05/2010新增：
　在半導體業界，curing多半稱為熱處理，而在食品加工上，
　舉凡燻、醃等保存方式都可以叫做curing。
　個人認為這些字都沒有辦法真正描述木材加工的程序。】

我們都知道，在探討木材化學成分時，
通常會分為主成分(major components)及副成分(extraneous components)。

主成分乃構成木材之主架構，如纖維素、木質素；
其餘的非細胞壁組成物，可利用水、乙醇、丙酮等溶劑萃取(extraction)，
這些萃取物(extractives)，大部分為小分子物質，
佔木材比例一般來說不超過百分之十；
而燃燒剩餘的無機殘留物，大約在百分之一以內。

這些成分或雜質對石楠根瘤的特性有關鍵的影響嗎？
看來有人沒什麼概念，所以我又只好繼續掉書袋了。

這也是個人所能搜尋到的有限資料中，
首次見到研究人員以科學的角度來評估煙斗的製作程序。

說來還真奇怪，這篇文章自發表距今已超過二十年，似乎也沒什麼人在討論，
那就讓我來很高調的聊聊吧！

希臘亞里斯多德大學的學者在1988年所發表的報告，
實驗乃針對石楠(Erica arborea)木材的特性，並非模擬吸煙的環境。
(Holzforschung, 1988, 42, 71)

就如同我之前提到的，石楠的根瘤是根與莖之間細胞不正常增生的區域，
異常增生的細胞通常會形成局部腫塊，也就是腫瘤(tumor)，
此文中就以tumor wood來描述石楠的根瘤。
形容植物現在一般會使用burl這個字。

以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)，
觀察石楠根瘤的組織切片，我們可以看到正常的組織，

以及不正常的組織。

如果把倍率放大，我們還可以看到大量結晶和非結晶的內含物(inclusions)。

石楠根瘤漂亮的紋理，正是來自於這些不規則排列的結構，

可是看不出來對不對？

沒關係，我們再把焦距調整一下，應該不是每個人都曾經如此近距離地觀察過木紋。

燃燒後的剩餘產物中發現，

在石楠根瘤中鈉(Na)、鉀(K)與鈣(Ca)的含量並沒有特別低，

但在其他耐熱性較佳的木材中，這些元素的的含量多半極低；

石楠根瘤中二氧化矽（silica，沙子的主成分）的含量也不高。

石楠對高溫的耐受力確實很好，

甚至連石楠的萃取物也都具有這個特質，

但煮沸的步驟並不會造成顯著影響，

甚至還有降低耐熱程度的效果（溫度攝氏400度以上，持續60分鐘）。

上表最有趣的地方是，

如果把石楠根瘤的萃取物浸透(impregnation)到其他木材上，

竟然可以有效提高其耐熱性。

石楠根瘤經過煮沸，其中的萃取物減少了；
但與一般木材情況相反的是，
這個步驟可減緩乾縮(volumetric shrinkage)的現象。

木材乾縮係細胞壁內含的水分喪失所引起的體積收縮，
而徑向、弦向、縱向的收縮率又不盡相同，
因此當表面和內部水分的蒸發速度不同，紋裡不勻、不直，
各部位收縮程度不一致時，都有可能導致木材扭曲或斷裂，
Domenico Romeo也表示，就算是長時間(六到八個月)天然乾燥(air
drying)，都可能有百分之五到百分之十的耗損。

未經煮沸的石楠根瘤，十八天內以天然乾燥法將含水率降到百分之二十以下，

就有機會變成這個樣子。

至此，用水煮沸的程序，

被證實能夠增加石楠根瘤的穩定性，並降低因乾燥而產生缺陷的機率。

不知道大家有沒有注意到，這篇論文測定出的石楠根瘤密度挺高的，
與其他文獻記載的都有一段差距，
作者也只有說明他是測量乾的木材(dry)，
這個乾是指完全沒有水分，
抑或是達到平衡含水率(equilibrium moisture content)就不得而知了。

當然，誰也不會讓煙斗持續接觸四、五百度的高溫，

只由一個耐熱的性質也無法解釋煙斗抽起來的口味。

我們仍然擁有許多思考的空間：

大多數抽煙斗的人，

對木頭如何固化會比較好抽都很有意見，

反而都不太在意為什麼要去作這些事情的初衷了。

左鍵點擊圖片即可顯示原尺寸