木材曲げ加工技術の開発－木材の曲げ加工に適した前処理方法の開発（第2報）－
羽野 泰史 *1

竹内 和敏 *1

博幸 *1

岡村

Development of Wood Bending Technique- Development of Pretreatment Method Suitable for Bending and Curved Surface Processing ofWood(Ⅱ) Yasushi Hano , Kazutoshi Takeuchi and Hiroyuki Okamura

前報では，木材の曲げ加工性を向上させるための前処理方法として加水分解処理，漂白処理そしてアルカリ処理について検討を行い，加水分解処理で曲げ加工性が向上することを明らかとした。本報では，加水分解処理に供する木材の含水率の影響，その他家具樹種への加水分解処理，そして加水分解処理が寸法安定性に与える影響について検討した。その結果，加水分解処理に適した含水率や樹種毎の曲げ加工性向上効果が明らかとなった。さらに寸法安定性についても加水分解処理による影響はなく，乾燥後はほとんど変化しないことが解った。

1 はじめに

よって曲げ加工性が向上することを明らかとした。
表1

大川地域の家具製造業では，従来箪笥等の「箱物家前処理方法と反応する木材の主な成分

前処理方法
加水分解処理漂白処理
アルカリ処理具」製造が主であったが，箱物家具の市場が縮小しているため，今後は箱物家具に加え，イス，テーブル等の「脚物家具」への展開が急務であり，「脚物家具」反応する主な成分
ヘミセルロース
リグニン
ヘミセルロース・リグニンに多く使用されている曲げ加工技術の向上が求められそこで本研究では，まず加水分解処理に適した含水ている。
無垢の一枚板を曲げる曲げ木は，古くから木製品の率の検討を行い，続いて前報で加水分解処理を実施し製造に用いられてきた手法であり，曲げ木で行われてたウォルナット材以外の家具用樹種（ホワイトオーク，いる蒸煮処理は木材を高温度かつ高含水率にすることレッドオーク，チェリー，ブナ，センダン，ヒノキ）で木材の主成分の内，ヘミセルロースとリグニンを軟に対しても同様に曲げ加工性が向上するか検討した。

化させ 1），曲げ加工を容易に行うことができる状態にそして曲げ加工後の評価として，加水分解処理を実施する。

した曲げ部材について寸法安定性の影響を調査した。

一方，家具材として使用される樹種は多様化してお2 実験方法

り，これまで曲げ木にあまり使われてこなかった樹種

2-1 供試材料が使用されている。樹種によって曲げ易さは異なるた

供試材料としてウォルナット，ホワイトオーク，レめ，従来曲げ木に用いられなかった樹種が使用される

ッドオーク，チェリー，ブナ，センダン，ヒノキを使ことで割れ，シワなどの不良が発生することが問題と用した。加水分解処理に適した含水率の評価用およびなってお り ，加 工条件 の検 討などが 行われ ている がその他家具用樹種への加水分解処理の影響評価用に厚2）-5），完全に不良をなくすに至ってはいない。

さ20 mm×幅30 mm×長さ280 mm，寸法安定性評価用に前報 6） では，木材の軟化に関係が深いヘミセルロ

厚さ20 mm×幅30 mm×長さ510 mmの試験片を作製した。

ースとリグニンに着目し，表 1 に示す通り木材を処理2-2 加水分解処理することで選択的にヘミセルロースやリグニンと反応オートクレーブ(三洋電機メディカル（株）製，させ，曲げ加工性の向上が可能かどうか検討した。

MLS-3020)を用いて，温度条件121 ℃，処理時間2.4時

その結果，検討した前処理法の中で加水分解処理に*1 インテリア研究所間で処理を実施した。処理条件については，Pファク- 25 -

ター＝∫exp（40.48－15106/T）dt（T：絶対温度）でたわみ量に改善が見られなかったため，過度に加水分算出する加水分解時の温度と時間の積を指標に設定を解処理が施されていると考え，121℃，1時間の加水分行い，130 ℃，1時間処理した場合のPファクターと同解処理を実施した。

程度になるよう設定した。

2-6 寸法安定性

2-3 曲げ加工性評価

曲げ加工後の寸法安定性を評価するため，ウォルナ

前処理を実施した試験体は，曲げ加工性の影響を調

ット材を曲げ半径400 mmの曲げ型を用いて，曲げ加工べるために，図 1 に示す曲げ半径 100 mm の曲げ型をを行い，形状を固定したまま乾燥した試験体について，用いて評価を実施した。

室内環境下での乾燥直後，1日後，2日後，5日後，7日後，14日後，21日後の弦長と矢高の長さを測定し，試
験体の曲げ半径を下記の式より算出した。

曲げ半径（mm)＝（W/2）2+h22hW：弦長（mm），h：矢高の長さ（mm）

3 結果と考察3-1 加水分解処理に適した含水率
加水分解処理に供する際の材の含水率毎の曲げ加工性の評価結果を図2に示す。加水分解処理を実施した
図1

曲げ半径 100 mm の曲げ型および評価の様子

曲げ部材において，加水分解処理に供する際の含水率が低い程，曲げ加工性が良い傾向にあり，気乾状態で加水分解処理を実施した試験体は材温を調整するたある含水率10 %で最大120 %たわみ量が向上した。一めに沸騰水の蒸気で 30 分間の蒸煮処理を行った。続

方，飽水状態（含水率67.5 %）で加水分解処理を行う

いて 0.5 mm 厚ステンレス製帯鉄に試験体を固定し，と，たわみ量が91 %と悪くなる傾向が確認された。こ

万能試験機（（株）島津製オートグラフ AG-100kNX）

れは，木材中の結合水や自由水などの水分によって，で荷重速度 40 mm/min，スパン 240 mm の条件にて曲加水分解の反応性が変化したためと考えられる。

げ加工試験を行った。無処理の試験体で割れが発生しまた，気乾状態以下に含水率をさらに下げることにたたわみ量を 100 %として，加水分解処理を実施した

よってさらに曲げ加工性が向上する可能性があるため，試験体の曲げ加工性を評価した。

今後の課題としたい。

2-4 加水分解処理に適した含水率の評価
加水分解処理に供する木材の曲げ加工性が最も向上

無処理のたわみ量を100 %とした
加水分解処理のたわみ率（%）

130する含水率を検討するため，恒温恒湿器を用いて，含水率を調整したウォルナット材の試験体に対し，加水分解処理（121 ℃，2.4時間）を実施し，曲げ加工性の評価試験を実施した。
2-5 その他家具用樹種への加水分解処理の影響評価
樹種の違いによる加水分解処理の曲げ加工性向上効
果の違いを確認するためにウォルナット，ホワイトオーク，レッドオーク，チェリー，ブナ，センダン，ヒ

120
110
100

ノキに対し，加水分解処理（121 ℃，2.4時間）を実90

800204060

加水分解処理前の試験体含水率（%）

施し，曲げ加工性の評価試験を実施した。レッドオー
ク，チェリーについては，121 ℃，2.4時間の条件で

図2- 26 -含水率毎の曲げ加工性に与える影響80えられる。
130

無処理のたわみ量を100 %とした
加水分解処理のたわみ率（%）

3-2 その他家具用樹種への加水分解処理の効果
家具用として使用されるウォルナット，ホワイトオーク，レッドオーク，チェリー，ブナ，センダンとヒノキに対して，加水分解処理（121 ℃，2.4時間）を実施した結果を図3に示す。ウォルナット，ホワイトオーク，ブナ，センダンにおいて曲げ加工性の向上効果が確認された。たわみ量は，加水分解処理によってウ ォ ル ナ ッ ト 120 % ， ホ ワ イ ト オ ー ク 118 % ， ブ ナ

1201101009080117 %，センダン157 %まで向上した。一方，レッドオ

2.4 hークおよびチェリーでは，104 %，98 %と無処理とほとんど変わらなかった。

図4

2.4 h

1.0 h

チェリー

加水分解処理条件変更による影響

3-3 寸法安定性への影響評価

160

無処理のたわみ量を100 %とした
加水分解処理のたわみ率（%）

1.0 h

レッドオーク

加水分解処理による寸法安定性への影響を表2に示す。無処理，加水分解処理共に乾燥後の曲げ半径の変140化はほとんどなく，また加水分解処理による影響も確認されなかった。よって，加水分解処理を実施した曲120

げ部材も通常の曲げ部材と同様に家具用部材として使100用可能であることが確認された。

80表2

図3

樹種毎の曲げ加工性向上効果

レッドオークおよびチェリーでたわみ量に改善が見

曲げ半径の測定結果

無処理

単位：(mm）
経過日数（日）0125714 21
397 399 400 405 406 405 405

加水分解処理397 399 399 403 402 401 403

4 まとめられなかったのは，過度に加水分解処理が施されてい木材の曲げ・曲面加工性の向上を図るための前処理るためと考えられたため，加水分解処理の条件を方法として加水分解処理について検討した結果，以下

121 ℃，1.0時間に変更したところ，レッドオーク，の知見を得た。

チェ リー とも にた わみ 量が 119 %と106 %に改 善し た

加水分解処理に供する木材の含水率が低いほど加水（図4）。

分解処理の曲げ加工性向上効果が高くなる傾向が確認

これらの結果より，樹種毎に加水分解処理の反応性された。家具用樹種（広葉樹6種，針葉樹1種）に対しが異なり，それぞれの樹種毎に最適な処理条件を検討て，加水分解処理（121 ℃，2.4時間）を実施したとする必要があると考えられる。今後，主要家具用樹種

ころ，広葉樹4種で曲げ加工性向上効果が確認でき，に対し，更なるデータの蓄積を行っていく予定である。

広葉樹他2種に関しても，加水分解処理の条件を調整

また，ヒノキについては，割れが発生する前に座屈することで（121 ℃，1.0時間），曲げ加工性の向上効してしまうため，評価できなった。ヒノキのような割果を確認できた。加水分解処理を実施した曲げ部材のれよりも座屈が発生し易い樹種では，本研究の加水分寸法安定性は，通常イスなどで使用される無処理の曲解による処理は，無処理よりも軟化してしまい座屈のげ部材と変わらず，影響はないことを確認できた。

発生を促すことが予想されるため，不適当であると考今後本研究の加水分解処理の適用が難しいヒノキの- 27 -ような樹種の曲げ加工性の向上が課題である。

5 参考文献1） 高村憲男：木材学会誌 第14巻 第2号，pp.75-79（1968）
2） 石原智佳，長谷川良一：岐阜県生活技術研究所研究報告，No.14，pp.15-19（2011）3） 石原智佳，三井勝也，伊藤国億，長谷川良一：岐阜県生活技術研究所研究報告，No.17，pp.36-42（2015）
4） 石原智佳，今井隆矢，三井勝也，伊藤国億，長谷
川良一：岐阜県生活技術研究所研究報告，No.18，pp.30-33（2016）5） 石井信義，大内成司，北嶋俊朗：大分県産業科学技術センター研究報告，pp.135-142（1993）
6） 羽野泰史，竹内和敏，岡村博幸：福岡県工業技術センター研究報告，No.31，pp.9-12（2021）- 28 -