109 專技高考高等考試 林業技師 林產利用學（包括木材物理、木材加工、林產化學） 考古題詳解

核心觀念

木材燃燒是木材受熱後發生熱分解，產生可燃性氣體；這些氣體與空氣中的氧混合並著火，燃燒放出的熱又持續加熱木材，使熱分解與燃燒延續。木材本身不是一開始就整體直接燃燒，火焰主要來自熱分解產生的可燃揮發物。

木材主要由纖維素、半纖維素與木質素構成。受熱時，木材先升溫並排出水分；溫度繼續上升後，各成分熱分解，生成可燃性氣體、蒸氣及固體炭質殘留物。可燃氣體在火焰區與氧氣反應，形成有焰燃燒；炭質殘留物則可在表面與氧氣反應，形成無焰的炭化或陰燃。

解題方法

作答時依序說明「受熱與乾燥 → 熱分解 → 可燃氣體著火 → 熱回饋維持燃燒」，再舉一種阻燃處理，交代其如何干擾熱分解或燃燒過程。

木材燃燒的主要機制如下：

1. 受熱與乾燥：外部熱源加熱木材，木材中的水分蒸發。水分蒸發會吸收熱量，因此含水率較高的木材通常較不易迅速升溫至熱分解條件。
2. 熱分解與炭化：木材溫度進一步升高，纖維素、半纖維素與木質素逐步分解，產生可燃性氣體及蒸氣，同時留下炭質層。
3. 可燃氣體著火：可燃性揮發物逸出木材，與空氣混合後，在有足夠熱源與氧氣時著火，形成火焰。

核心觀念

木質線（又稱髓線、射線）是由薄壁細胞等組成、沿樹幹半徑方向排列的帶狀組織，方向與樹幹縱軸及軸向細胞大致垂直。活樹中，它參與徑向的物質運輸與養分貯藏；木材利用時，則會影響材面的紋理、乾燥與力學性質。

解題方法：依序比較形態、利用效果與改善方式

一、針葉樹材與闊葉樹材的形態差異

• 針葉樹材：木質線通常較窄，多為單列細胞寬，肉眼不易辨認；少數樹種具有含樹脂道的紡錘狀木質線。
• 闊葉樹材：木質線的寬度與高度變化較大，可為單列或多列，常比針葉樹材明顯。寬大木質線在橫切面呈放射狀線條，在徑切面呈帶狀或斑片，在弦切面則呈細長的紡錘狀線條。

木質線在不同切面上的外觀不同，應與木材三切面一併作答：橫切面看放射線，徑切面看帶狀線條，弦切面看紡錘形線條。

二、木質線在木材物理利用上的優點

1. 增加裝飾性：闊葉樹材寬大的木質線，尤其在徑切板上，常形成醒目的木射線斑紋，可用於家具、裝潢與室內表面設計。
2. 有助於徑向尺寸穩定：木質線沿徑向排列，對徑向收縮有一定約束作用，因此木材的徑向收縮通常小於弦向收縮；這是木材三向收縮不均的一項相關因素。
3. 提供木材識別特徵：木質線的寬度、高度與排列狀態可作為辨識樹種的觀察特徵。

三、木質線的缺點與改善

核心觀念

本題考查生漆的組成、成膜乾燥機制，以及漆膜的性能特徵。作答時要抓住一個重點：生漆不是單靠溶劑揮發而乾燥的塗料；其成膜主要依靠漆酶催化漆酚氧化聚合，且需要適當的溫度、濕度與氧氣。

解題方法

依「組成分 → 乾燥特異性 → 塗膜特徵」分段回答：

1. 說出生漆的主要成分及各自作用。
2. 說明漆酶如何催化漆酚氧化聚合，並指出高濕環境的特殊性。
3. 由交聯成膜結構，推論漆膜的物理、化學與耐久性能，並補充其限制。

一、組成分

生漆是漆樹樹液形成的天然乳狀塗料，主要成分如下；實際比例會隨樹種、產地、採收季節及漆液狀態而變動。

• 漆酚（urushiol）：主要成膜成分，約占生漆六至七成。分子具有鄰苯二酚結構與不飽和長側鏈，可經氧化、聚合及交聯形成漆膜。臺灣漆樹漆液的主要酚類成分常稱為漆酚類成分（laccol）。
• 水分：約占二至三成，是乳狀漆液的水相成分，也與漆酶活性及乾燥成膜有關。
• 樹膠質（多醣類）：協助維持漆液乳化與分散，並影響漆液黏度、漆膜平滑性與附著性。
• 漆酶（laccase）：含銅氧化酶，是漆酚氧化聚合的天然催化劑。
• 醣蛋白、含氮物質及其他微量成分：參與漆液相間結構與成膜過程，也會影響漆膜性質。

二、乾燥特異性

生漆的乾燥不是一般塗料以溶劑揮發為主的乾燥，而是漆酶催化下的氧化聚合與交聯反應。漆酶促使漆酚氧化，形成活性中間體，進而發生偶合與聚合；

核心觀念

本題比較竹材與木材的解剖構造，重點在辨認兩者的維管束排列方式、細胞組成、徑向變化及構造分化。竹與木材同屬木質材料，但竹是禾本科植物的稈，木材則來自木本植物的木質部，因此組織配置不同。

解題方法

依「由外而內、由宏觀到細胞」比較：先說明竹稈的節與中空構造，再比較維管束分布及主要細胞種類，最後說明竹材的徑向差異與木材年輪等構造的不同。

竹材與木材的解剖差異

一、植物體及宏觀構造

• 竹材是禾本科竹類的稈，具有明顯的節與節間；多數竹稈呈中空管狀，節部有隔膜，內部為竹腔。
• 木材是樹木莖幹的次生木質部，通常形成實心樹幹，具有樹皮、形成層與木質部等層次；一般沒有竹稈式的節間中空構造。

二、維管束的排列

• 竹材的維管束散生於基本組織中，沒有形成連續的形成層環，也不會像木材一樣形成連續的次生木質部。靠近竹稈外側的維管束通常較小、較密集，靠近內側的維管束較大、分布較疏。
• 木材的維管組織呈同心層次排列。形成層向內形成木質部，細胞沿徑向增生，並可形成木射線及年輪等結構。

三、主要細胞及組織組成

核心觀念

本題考查產業管理中的 SWOT 分析，要求從家具產業本身及其外部環境，評估我國家具產業的競爭條件，並連結國產材自給率提升及推廣利用的政策方向。

SWOT 分析分為四項：

• 優勢（Strength）：產業內部已有的有利條件。
• 弱勢（Weakness）：產業內部存在的限制或不足。
• 機會（Opportunity）：外部環境帶來的發展契機。
• 威脅（Threat）：外部環境中可能壓縮產業發展的因素。

判斷時須區分內部與外部：企業的人才、技術、設備及產業聚落屬於內部條件；市場趨勢、國際競爭、原料供應環境及政策則屬於外部條件。

解題方法

先從家具產業的既有基礎切入，再分析產業結構上的限制；接著觀察國內外市場與政策帶來的機會，以及國際供應鏈和市場競爭所形成的威脅。最後將國產材政策放入分析，說明它如何形成市場機會，也指出推動時須面對的原料及加工挑戰。

SWOT 分析

優勢（Strength）

1. 家具製造與外銷經驗深厚 臺灣曾有「家具輸出王國」的美譽，長期累積家具製造、品質管理、接單及外銷經驗，具備產業知識與市場經營基礎。

2. 加工技術與設計能力具發展基礎 木材加工、家具製造、表面處理及五金組裝等技術長期發展，有利於製作多樣化產品，也能因應客製化及少量多樣的市場需求。

3. 中小企業彈性高，供應鏈分工成熟 家具產業可透過分工合作完成設計、零件製造、加工及組裝；中小企業在接單調整、客製化與開發特定產品方面具有彈性。

4. 具備連結國產材與在地特色的條件 國產材可結合木種、產地、木理與地方文化，發展具臺灣特色的家具與室內產品，形成有別於大量標準化產品的品牌識別。

弱勢（Weakness）

1. 國產材供應量、規格與穩定性不足 木材供應受林地經營、伐採與集運、木材乾燥及加工能力影響，產量與供應時程不易穩定。不同批次的尺寸、材性與外觀差異，也增加家具製造與品質管理難度。

2. 原料前處理與加工配套仍須強化 國產材若要用於家具，須具備適當的乾燥、分等、保存、裁切及加工能力。相關設備、標準化流程與產業鏈若不完整，會提高生產成本並降低材料利用效率。

3. 產業規模與品牌行銷能力有限 中小型業者資本及人力有限，難以長期投入自動化設備、設計研發、國際品牌經營與通路拓展，面對大型國際業者時較不易形成規模優勢。