木材が反る仕組みとルールを徹底解説!

木のはなし

はじめに

どうも猫の皿の太田です(@_datsumori_)

この記事では木でものを作っていると直面する問題である「木材の反り」について解説しています。実は木材の反りには基本的な法則性があるんです。その法則を知るとワンランク上の木材加工ができるようになります。

木材の反り

皆さんはホームセンターや材木屋で木を買おうとする時、どのような基準で選んでいますか?ポイントはいろいろあると思います。

まず材の大きさ樹種といった基本的な項目から始まって、柾目材なのか板目材なのか、割れの有無、あるいは木目の美しさといった観点もあるかと思います。そして、材を選ぶ上で見逃せないポイント、それは木材の「反り」です。

樹木には多くの水分が含まれています。伐採直後の切り口はしっとりと湿っています。天然乾燥や人工乾燥、水中乾燥などさまざまな方法で木材を乾燥させた上で材として使用していきます。その乾燥の過程で生じる現象の一つが「反り」です。

なぜ木材は反るのか?

乾燥が進むとなぜ木材は反るのでしょうか?

まずはそこから解説していきたいと思います。下の写真をご覧ください。

これは僕が知り合いの林業家さんからもらってきた檜の丸太を輪切りにして、その直後に撮影したものです。赤い所と白い所があるのがわかるかと思います。

赤い部分を「心材(赤身)」白い部分を「辺材(白身・白太)」と呼びます。

辺材には樹木が成長するために水を吸い上げる「導管」が多く存在します。そのため材の組織が荒く柔らかい。そして、心材と比べると水分量が多く、より大きく収縮するという特徴があります。

一方、心材は樹木の生長に伴って組織が硬質化した部分ですので、組織が詰まっていて辺材と比べると乾燥による材の収縮が少ないという特徴があります。

このような心材と辺材の性質の違いにより木材の反りは引き起こされます。

反り方にルールはあるの?

反りが引き起こされる原因は分かった。では実際にどのように反るのでしょうか?じつは、反り方にはルールがあります。ここでひとつ例をあげて考えてみましょう。

まず、一枚のティッシュペーパーを取り出して机の上に広げてきます。

赤い側が収縮率の小さい「心材」

オレンジの側が収縮率の大きい「辺材」という風に考えてください。

木材が乾燥すると収縮します。その変化をティッシュで指で摘まんでいくような変化として表現します。

その時に心材側は収縮量が小さいので少ない量。辺材側は大きく摘まむようにします。すると、下の動画のようになります。

赤い側が膨らみ、オレンジの側が凹んでいるということが分かりますね。

木材でいえば、心材側が膨らみ、辺材側が凹むということになります。

材の心材側のことを木裏、辺材側のことを木表と呼ぶので、

木表木裏との関係でいえば、

木裏側が膨らみ、木表側が凹むということになります。

立面方向についても考えてみる。

ここまで材の小口方向の反りについて考えてきました。

ではここから立木の状態の立面方向で考えたときの反りについて考えてみましょう。

原理は同じです。

「心材側が小さく、辺材側が大きく収縮する」です。

なので下の図のように反ることになります。

まとめ

以上、木材の反りと木表木裏の関係について「収縮率の違い」という観点から解説してきました。

単に「乾燥が進むと木裏側に膨らみ木表側がへこんでいく」という風に言葉の上でだけで暗記するのではなく、変形することの仕組みを理解することがより深い木材の理解につながっていきます。

次の記事では今回学んだ仕組みをどのように実際の製作に生かせるのかについて書いていきたいと思います。

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