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これだけは知っておきたい!木材の基本的な特質。

 2016/08/20 材料
この記事は約 8 分で読めます。 156 Views

木材は、昔からいろいろなものの原材料として使われてきました。

それは、私たちが住んでいる日本が山国であり周囲にはいつでも豊富に木があり、

いつでも利用することが出来ました。

また木材は丈夫さと加工がし易いという特徴がありますので、手軽に使うことが出来ます。

 

また一方では、木材は植物であり自然に出来上がったものであるが故に他の無機質の

材料に比べて独特の性質を持っています。

木材を使って木製品や家具、インテリアなどをDIYするときに、木材の持っている特質を

よく理解しておくと役にたちます。

木材の持っている特質をよく理解してDIYに役立ててください。

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年輪

木の丸太を真横に切断しますと、木の年輪が見えます。

この年輪は基本的には丸太の中心を軸として同心円上に外側に広がるように形成されます。

中には、熱帯地方のように年間の気候があまり変化のない地域では、

まれにはっきりとした年輪の無い木も有ります。

 

山に生えている樹木の成長の早さは、盛んな時と遅い時がありますが、これは気候による

気温、雨量、日照時間等の変化によって起こります。

この年輪は樹皮のすぐ内側にある形成層とよばれる部分で作られます。

 

形成層で作られる年輪を構成している細胞の形や大きさは、成長の早い春から夏に

かけてと、成長が遅くなる秋から冬にかけてでは違ってきます。

成長が早いと色は薄く、遅いと濃くなりますので、結果として同心円の輪の連続として

年輪が形成されます。

 

日本のように1年サイクルで季節が変化する地域では、根元の年輪の数がその木の

年齢となります。

一般的には、春から夏にかけては成長は早く、秋から冬にかけては遅くなりますが、

成長が早いと形成層で形成される細胞の壁は薄く、形は大きく、したがって色は薄く

やわらかい材質となります。

逆に遅い場合は、細胞の壁は厚く、形は小さくなり、色は濃く堅い材質となります。

 

あて材

樹木は、成長過程において曲がったり、傾いたりするとまっすぐに元に戻ろうとします。

そのため、曲がったり、傾いたりした時期の成長は、部分において均一ではなく、

不均一な成長をします。

 

したがって、不均一な成長をした部分は、正常な成長をした部分に比べて、物理的、

化学的に異なった性質をしています。

この異なった性質を持つ部分をあて材といいます。

 

このあて材の部分は他の正常な部分と比べて性質が異なるため、あて材を正常部分と

混ぜて製品として使用すると、異なった性質が、狂いや変形といった症状として現れます。

したがって、一般的にあて材が見受けられる木材や、製材品は欠点として避けて使用されます。

あて材は年輪の形、年輪巾の変形、年輪の色の違い等で見分けれますので、使用は避けましょう。

 

種々の原因によって木材の表面に出来た模様を杢(もく)と言います。

樹種により特有の杢が表われいろいろな呼び名が付けられています。

一般に装飾性があり、稀にしか見られない高価な杢は薄い単板にして芯材に貼られて

用いられます。

 

よく知られている杢には以下のようなものがあります。

玉杢(たまもく) ケヤキ

縮緬杢(ちりめんもく) ケヤキ、クスノキ

虎斑(とらふ) ナラ柾目

鳥眼杢(ちょうがんもく) メイプル(バーズアイメイプル)、カエデ

縮れ杢(ちぢれもく) イタヤカエデ(バイオリン杢)

 

一般的に節は、木製品においては不必要なものとされ、欠点とされて除かれる場合が

多いのですが、主要な利用部分である樹木の幹の部分の成長には欠かせないものなのです。

ご存知のように樹木は、葉で光合成によって生成された養分を枝を伝って幹に送られ、

樹木は大きく成長することが出来ます。

 

したがって、幹の中には必ず成長過程の枝の跡が必ずあります。

製材のときにこの枝の跡の部分を製材しますと、丸い節として現れてきます。

この枝の跡である節が出来ないようにするには、多くの経験と技術を必要としますが、

一つの方法として行われているのが、枝打ちという方法です。

 

成長過程で不要となった枝を根元から切ってしまう方法ですが、あまり切り過ぎると

成長に影響を及ぼしますので、熟練と経験の必要な作業と言えます。

床柱に使用する磨き丸太の生産地の北山杉は、世界に誇れる枝打ち技術のひとつです。

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心材と辺材

丸太を輪切りにすると、一般的には外周部の色の薄い部分と中心部の色の濃い部分があります。

中心部の色の濃い部分を心材、外周部の色の薄い部分を辺材と言います。

別名、心材を赤身、辺材を白太とも言います。

 

心材部分は、辺材部に比べると、水分が少なく、腐朽菌も繁殖しにくく、また、

抗菌性もあるとされ、耐久性にすぐれている部分です。

したがって、建築物等の構造材として使用する場合は、できるだけ心材部を使用し、

辺材部は使用しないようにすることが好ましいとされています。

 

木材の色

木材の色はおおむね心材部の色によって表現しています。

主な木の色を書いてみますので製作の際のご参考にしてみてください。

黒色 : カキ、コクタン

黒褐色 : タガヤサン、ウェンジ

赤色 : アフリカンパドウク、アフリカマホガニ

濃赤褐色 : スギ、ヤマザクラ、アピトン

赤褐色 : ミズメ、アサダ、ブビンガ

淡赤褐色 : アカガシ、ベイスギ

褐色 : クリ、カツラ、

濃暗褐色 : チーク、リグナムバイタ

淡褐色 : ブナ、カエデ、シオジ、ヒッコリー

くすんだ褐色 : オニグルミ、タモ、ナラ

桃色 : マコレー、ブビンガ

桃褐色 : ジョンコン、ゼブラウッド

紫褐色 : ローズウッド、ウォールナット

黄色 : カヤ、ツゲ、ベイヒバ

暗黄色 : イヌマキ

暗黄白色 : サワグルミ

淡黄色 : イチョウ、ヒバ、メルサワ

黄白色 : ミズキ、ベイヒ、ラミン

黄褐色 : キハダ、ケヤキ、カリン

淡黄褐色 : ハードメイプル、

灰黄褐色 : ソフトメイプル

灰褐色 : ハンノキ、セン、シロカシ

灰緑色 : ホオノキ

白色 : モミ、トドマツ

くすんだ白 : キリ

 

木材の腐朽

木材の腐朽は、木材腐朽菌が木材に進入して、木材の細胞壁中の成分であるセルロース、

リグニンを養分として繁殖し、木材組織を破壊することによっておこります。

腐朽菌の生育には養分だけではなく、温度、湿度、材中の水分、空気などが必要です。

 

最もよく繁殖するのは温度25~30℃、湿度85%程度、木材中の水分が40~60%

のときです。

死滅温度は70℃以上です。

 

防腐処理としては、まず木材の含水率を菌の繁殖しにくい水分にすることで、

それには短期でできる人工乾燥をほどこすことです。

その他には水中貯木または、スプリンクラーで散水をし、木材を高含水率にしておき、

菌に必要な空気の供給をさえぎる薬剤を材中に注入するなどの方法があります。

 

木材には、腐朽に強い木、弱い木があります。

木材選びの参考にしてみてください。

腐朽に強い木

ヒバ、ヒノキ、スギ、カラマツ、クリ、ケヤキ、アカガシ、カポール、チーク、

ベイヒ、ベイヒバ、レッドシダー、レッドウッドなど。

腐朽に弱い木

ヘムロック、スプルース、エゾマツ、ツガ、アカマツ、マカンバ、ヤチダモ、ブナなど

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内部応力

内部応力とは、

「実用の固体材料では外力が作用しなくても応力が発生していることがある。

この応力を内部応力という。」

つまり物体の内部には外力に関わらず力が作用しているということです。

 

木材も同様で、ある大きさ、形状の木材が有る場合、現状の大きさ、形状のままで

安定していいる場合、内部に存在する力関係のバランスが保たれていると考えられます。

上記の現状の木材をカットして、大きさ、形状を変化させると、内部応力のバランスが崩れ、

大きく変形する場合があります。

 

したがって、大きな1枚の板からカットして細かな板を取る場合などは注意が必要ですが、

残念ながら内部応力の関係を外部からは見えませんので、カットするまでは、

変形を起こすか否かを知ることは出来ません。

 

まとめ

木材は、且つては植物という生き物であったため、他の材料とは異なる特徴を持っています。

木工作品の材料として利用する際は、この特徴をよく理解しておく必要があります。

また木材には他の材料が持っていない自然素材としての素晴らしい特長を持っていますので、

この特長を木工作品に生かしてください。

 

素晴らしい木工用木材が購入できるネットショップを下記にまとめてみましたので、

一度チェックしてみて下さい。

 

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