平成9年度 研究報告 大分県産業科学技術センタ山

竹材の曲をず加工技鮪を三関する研究（第2報）
岬乾燥した摩耗材の曲げ加工騨

古曳博也さ玉造公男・久浮輪勝男。阿部 優・小谷公人。寒竹慎一
別府産業工芸試験所

Study on Bamboo Bending（2）−Bamboo Bending of Dry and Tbick粥aもeriaまs−
Hiroya KOHIX卜監imio TA鮎TSUKUR巨Ⅹatsuo麗UTSUWAⅧasaruÅBE・Kimito KOTÅⅣ巨SbinichiKÅNT服E

馳ppuIn血strialÅrt Research DまVision

要 旨
温泉熱を利用した竹材の曲げ加工技術という観点から温水浸潰による竹材軟化を試みた．
表皮付きマダケ（乾燥材：幅ほmmx厚6氾mX長さ360mm）を用い．表皮面を外側にして曲率半径20mmの形状に曲げ加工する場合，80℃の温水に3時間以上浸潰すれば曲げ加工が可能であるとの一例を導いた．
また．曲げ加工部材の利用例として5穫のモデル製品を試作，加工技術の紹介と製品提案を行った．
1．緒 言

片は．幅5mmx厚5mmx長さ200取払（以下試験片Å）．幅

高含水率の竹材を加熱して曲げ加工することば経験的

15弧mX厚4mLmX長さ360mm（以下試験片B）及び幅15m皿×に知られているところであるが，厚肉の部材を曲げるこ

厚6Ⅲ氾×長さ360mm（以下試験片C）の3穫（いずれも表とば容易でない．そこで平成8年度より．厚肉材を簡易皮付き）を作製した．各試験における1条件当たりのサンプル数は5個とし，試験片の含水率は次式により求めな装置と方法で曲げ加工する処理技術に取り組んできた．

たき

本研究の初年度は− 青竹（高含水率材）を対象に．一○含水率（％）＝（Wl−WO）／WOxヱ00

般家庭で使用されている電子レンジ（マイクロ波照射）を熱源として条件把握のための試験を行ったl）。表皮付き

ただし，Wl：試験片の重量のマダケ（幅12mⅢ×厚5．5〜紬mx長さ 280阻m）を用い表WO：試験片の絶乾重量

皮面を外側にして曲率半径58mmの形状に曲げ加工する場

2．1．2 軟化方法

合．軟化のための照射時間は60〜120秒下 乾燥のための照80℃に設定した温水槽中に，試験片を0〜12時間浸潰した。

射時間は120〜240秒程度が適当であるとの一例を導いた血2．ト3 曲げ易さの評価

そして本年度は，油抜き竹（乾燥材）を対象とした。
乾燥材は，加熱する前に永分を含ませる必要がある．

試験片Åを所定時間温水に浸潰した後すばやく取り出

そこで承分の浸透性に優れ，含浸と加熱が同時に行える

し，万能試験機5568塾（インストロン㈱製）を使用

温永浸演法による曲げ加工に注目した，して，表皮面または内皮面に中央集中荷重をかけた．

最大たわみ量をその時の荷重（破壊荷重）で除した値，

また，本県は温泉源泉総数が4，705孔で全国第i位．湧出量は248．8kl／分で北海道に次ぎ全国第2位との報告2）がすなわち荷重且kgf当たりの平均たわみ量を算出し．曲げあるように温泉資源が豊富にある．そこで地の利を清か易さを評価する指標とした3）．
なお曲げ試験時のスパンは！0蝕臥クロスヘッドスピー

した温泉熱利用の曲げ加工技術という観点からも温水浸潰法に注目した．

ドは！Om私／minとした一

2．て．名 曲げ可能性把握

2匿 研究方法

試験片B及びCを所定時間温水に浸潰した後すばやく

2．7 乾燥竹材の曲げ加工試験

取り出し一 木製曲げ加工ジグを使用して曲率半径50，40．

2．1．て 供試材料

30，25，20mmの曲げ可能性を調べた．その際目視により損

県内の竹材店（製竹業）で購入した胸高直径6〜7cmの傷の程度を調べた．

マダケ油抜き材を用いた。油抜き財は，既にNaOHO．02％
2．2 曲げ竹材の形状保持試験

水溶液で20分程度煮沸脱脂され充分乾燥していた．試験m−126一平成9年度 研究報告 大分県産業錮学技術センタ幽2．2．1供書式材料2。1。iの試験片Cを用いた．各試験における1条件当たりのサンプル数は5個とした．

還取 掛 老 躯

2．2．2 軟化及び曲げ加工方法

80℃に設定した温水に3時間浸漬した後すばやく取り出し．木製曲げ加工ジグを使用して曲率半径57mmの曲げ加工を行った。その際．表皮面は外側にした．
2．2．3 乾燥及び塗装方法

曲げ試験片は．曲率を維持するためのジグに取り付げ，50℃またはiOO℃に設定した熱風乾燥機で0〜24時間乾燥した．冷却した後ジグからはずし，2液型ポリウレタン

036浅漬時間時間）

樹脂塗料（サンディングシーラー）をハケで0〜2回塗装した．

F皇g。2 温水浸潰による含水率状況

2．2．4 曲げ形状保持の評価

乾燥後塗装処理した曲げ試験片を，高湿度環境（25±2．3．2 書式作品製作コンセプト

2℃．92±2％R王i）に調整した小型恒温恒湿器AE−21厚肉材の曲げ加工部材を使用することにより．竹製品5塑（㈱東洋製作所製）または低湿度環境（22±3℃，33アイテムの拡大を図ることを製作コンセプトとした．竹材±8％RH）に調整した室内にそれぞれ2週間放置した．の特徴であるしなりを生かし，曲線形状の柔らかいライ

その間曲率半径及び重量を測定し．次式により曲率の回ンを表現した，復度を，また前式により試験片の含水率を求めた．

⑳曲率の回復度（％）＝（Ll−LO）／LO xlOO

3． 結果と考察

ただし．Li：時間経過後の曲率半径3．1厚肉材の曲げ可能性について

LO：曲げ加工ジグセット時の曲率半径

今回供試した試験片の平均含水率は12。5％であった一試験片を軟化するために80℃の温水に浸潰したときの2．3 曲げ加工部材を利用した製品試作

含水率状況をF亘g．2に示す．

2．3．1供試材料及び曲げ加工部材の作製

1時間浸潰後の平均含水率は．厚さ6皿mの試験片Cは県内の竹材店で購入した胸高直径8〜9c氾のマダケ抽26。5％．厚さ4mの試験片Bでは33．0％となり，すでに抜き材及び胸高直径iO〜1lcmのモウソウチク油抜き材を竹材の繊維飽和点4）を上回る値を示した．

用いた．所定の寸法に加工した部材を，80〜iOO℃の温水Fまg．3に温水浸潰した試験片の荷重ユkが当りのたわみ中に3〜5時間浸潰した後，F皇g．且に示すような各種形状量を示す．の曲げ加工ジグに固定して曲げ部材を作製した．曲げ部

その結果，浸潰時間が長くなるにしたがって試験片の材は80〜100℃に設定した熱風乾燥機で10・〜ほ時間乾燥し含水率は増加するのにかかわらず，たわみ量は3時間以た．

︑︑ごュヘ㌢∵ユに悪還＼讐空咽檜ぷ揖05

0 1 2 3 6 912
浸溝時間酷問うぎig、3 温水浸潰による軟化状況

F皇g。亘 曲げ加工ジグの一例ー127−平成9年度研究報告 大分県産業科学技術センター

上浸潰しても大幅な増加傾向を示さなかった．またたわの曲率半径よりも小さくなる傾向を示した．乾燥後の含み量は内皮面に荷重をかけた場合に大きく，表皮面に荷水率も100℃で乾燥した場合は低い値を示した．

重をかけた場合の約2倍の値を示した。

Fig．5は，乾燥後塗装処理した曲げ試験片を一 高湿度環境または低湿度環境に14日間放置した時の曲率回復度の曲げ可能性を把握するために実際に厚さ6m氾の試験片状況を示す．

を曲げ加工した場合，表皮面を外側にして曲げるときは80℃の温水中に1時間浸漬すれば外観上の損傷もなく曲

その結果，iOO℃で乾燥した試験片を高湿度環境に放置

率半径20m迅の曲げ加工が可能であった．一方，内皮面をした場合．塗装処理の有無にかかわらず放置‖日日には外側にして曲げるときは，温水中に9時間浸潰しても曲曲率の回復度が29。4〜35。i％を示し，形状を保持するこ率半径50m凪の曲げは不可能で内皮蘭（引張り側）より破とができなかった．一方，低湿度環境に放置した場合は，断が生じた。厚さ4別の試験片Bでは，1時間浸潰すれ末塗装の試験片であっても曲率の回復度がマイナスの値

ば曲率半径50凱mの曲げは可能であったものの，曲率半径を示し，所定の曲率半径よりも小さい形状で保持される

40凱mの曲げでは9時間浸潰しても不可能で内皮面に破断ことが確認できた．

が生じた。

回復の原因の一つに湿気の吸収によることが考えられ温水浸潰によって試験片は水分を含んでいるのにもかる。今回試験片の吸湿を抑制する目的で塗装処理を試みかわらず．特に内皮面を外側にして曲げることができなたが，高湿度環境に放置した場合は塗装処理の有無にかかったことば，加熱温度（あるいは竹材の内部温度）にかわらず一様に重量増加が認められ吸湿の抑制は不可能起因していることも予想される．竹材の軟化については，であった．

内部湿度i45℃が適正な可塑化温度であるとの報告5）があ

半永久的な形状保持を求めるならば，木材（ミズナラる．今回の試験では，温泉熱利用という観点から加熱温材）の場合に，160℃で30時間，180℃ではま2時間の熱処

度を80℃に設定したが，内皮面を外側にして曲げる場合理で変形は固定されるとの報告6）もあるように，材質や材には低温であったものと思われる．一方表皮面を外側に色を変化させない点を考慮してできるだけ高温で処理す

して曲げる場合，今回の試験片と同様な寸法であれば3る必要があると思われる．一方 曲げ加工部財の一時的時間以上80℃の温水中に浸漬すれば曲率の小さい形状になドライングセット7）と考えるならば，ま00℃で6時間以曲げ加工が可能であると判断した．

上の熱処理を行えば使用可能と判断できる．
一般に曲げ加工部材を部品として使用するにあたって

3．2 曲げ形状の保持については，使用する場所や目的を考慮し．回復しても差し障り

温水浸潰後曲げ加工した試験片の形状を保持するためのない箇所に使用したり．両端を固定して物理的に回復に，50℃またはiOO℃に設定した熱風乾燥機で乾燥したとが防止できるようなデザインを考えるなどの処置をとれ

きの曲率回復度及び含水率状況をぎ皇g．4示す．

ば問題ないように思われる．

その結鼠 50℃で乾燥した場合は曲率の回復度がプラスの値となり形状の回復が認められたのに対し，100℃で3．3 曲げ加工部材を利用した製品試作について乾燥した場合は曲率の回復度がマイナスの値となり所定曲げ加工部材を利用して5穫の製品試作を行った。

⊂U︵．＝︶ 0−8−︹U O O O O O血nU

⊂J ．4 rJ 2 1− 瑠− 2

表 慧漂芸鼠義5典遮線素鴎

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竃政髄還警響軍牌東乾墟時間隙間）

放置日数臼）

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F皇g．4 乾燥後の曲げ形状保持状況

F皇g。5 塗装処理後の曲げ形状保持状況！」、平成9年度 研究簸告 大分県産業科学技締センタ仙それぞれの製品試作の概略を説明する。の内側に溝を切り．合板を入れて曲げ形状を保持させた。

Fig．6は，竹曲げイスである。背に曲げ加工部材を用い

写真中央の製品には，薄い月を貼り付けて加飾を施した．
サイズは．いずれも幅65×奥行25×高さ100mm．

た．幅25氾軋 厚さ5mmのマダケを用い表皮面を外側にしFig．10は，竹曲げ盛り皿である。幅25氾払 厚さ7．5mmのて曲率半径17mmの形状に曲げ加工した．曲げ形埠を保持するため座面にホゾ孔を開け曲げ加工部材の両端を接着

マダケを用い内皮面を外側にして曲率半径300mmの形状に固定した．なお．座面．脚，貫には，カツラを使用した．

曲げ加工した．縦と横の曲げ加工部材は竹釘で接合し藤を巻いて仕上げた．写真奥の製品は，高圧蒸気（i5i℃、サイズは，幅700×奥行500×高さ625m軋0．49MPa）処理をi5分行い着色を施した．サイズは，写Fig．7及びFig．8は，竹曲げスツールである．座面に曲げ加工部材を用いた．幅25乱臥 厚さ8訟mのモウソウテク

真手前が幅495×奥行260×高さ90私乱 写真奥が幅495〉く奥を用い内皮面を外側にして曲率半径柑00mmの形状に曲げ

行230×高さ90mn．
Fig。ままは．竹曲げ菓子皿である．幅25取払，厚さ？。5mmの加工した．軽快さを表現するために曲げ部材の両端は固定しなかった．そのため，幾分形状が回復してきたが機マダケを用い内皮面を外側にして曲率半径300mmの形状に能的には問題はないと思われるふ なお．脚には，ヤマザ曲げ加工した。曲げ加工部材の木端面を丸竹ヒゴで接着

クラまたは直径10mmのステンレス棒を使用した．サイズ

接合して仕上げた．サイズは，幅i80×奥行125×高さi5は，いずれも幅450×奥行305×高さ400m．

81nl．

これらの製品試作については，県内で開催された展示

Fig．9は．竹曲げ置時計である．縁に曲げ加工部材を用いた．幅i5弧 厚さ7mmのマダケを用い表皮面を外側に会等に出品し，厚肉材の曲げ加工部材の利用方法の一例して曲率半径25mmの形状に曲げ加工した．曲げ加工部材として提案を行った．

ぎig。6 竹曲げイス

Fまg，8 竹曲げスッ鵬ル（金属フレ岬ム）

Fまg。9 竹曲げ置時計

Fig。7 竹曲げスッ脚ル（木製フレ州ム）ー仙129平成9年度 研究緒禽 大分県産業科学技守備センタ山

Fig．ii竹曲げ菓子皿

Fig．10 専「削†一銭リm

なく生物の多様性が失われるとの指摘もされている．

4．まとめ
マダケ油抜き材（乾燥材）について，特に温泉熱を利これは竹材 にの場合タケノコも含む）の安定的な供用した曲げ加工技術という観点から温水浸潰法による軟給がなされていないことによるものと思われるが，問題化試験を行ってきたが，以下の点が確認できた◆を解決するためにも竹材利用を賛極化していく体制を確立することが望まれる．

①温泉熱利用という観点から加熱温度を80℃に設定したが，表皮面を外側にして曲げる場合は曲率の小さい形

参考文献

状の曲げ加工が可能であった。
②一方．内皮面を外側にして曲げる場合は加熱温度が1）古曳博也，玉造公男：平成8年度大分県産業科学技低かったためか，曲率の小さい形状に曲げ加工すること

術センター研究報告，（1997），p12l−i25．
2）大分県生活環境部生活環境課編：平成9年環境白書，

ば不可能であった．

（1998）．p45．

以上の結果から，表皮付きマダケ（乾燥材：幅15取払×厚6mmx長さ360mm）を用い表皮面を外側にして曲率半径3）伊藤久志 大石件次．神長邦雄，野橋健三：静岡県

20mmの曲げ加工する場合，80℃の温水に3時間以上浸潰

工業試験場報告，第27号．（1983），p9−16．

すれば曲げ加工が可能であるとの一例を導いた．このこ

4）林業試験場編：木材工業ハンドブック（第2版，（i959）．p9呈3．丸善㈱．とから．80℃以上の温泉であれば，竹材の教化に利用で

5）越島哲夫：マイクロ波加熱技術集鼠（i997），p2iO−きるものと判断した．

219，㈱NTS◆

さらに曲げ俄￣材の形状保持試験を行った結果F 以下の

6）木質新素材ハンドブック編集委員会編：木質新素材点が確認できた．

ハンドブック，（i996），p412−414，技報堂出版㈱③曲げ加工部材を100℃で熱処理した場合，形状の保持は低湿度環境でば可能であった．

7）中戸莞二：新編木材工学，（1985），p352−357，㈱④曲げ加工部材をiOO℃で熱処理した場合p 塗装処理の養緊望。

有無にかかわらず，形状の保持は高湿度環境においては不可能であった．
以上の結果から．半永久的な保持でなく一時的な保持であれば100℃6時間以上の熱処理を行えば可能であると判断した。
近乳 竹林の放置と竹の繁殖力が原因で星山を侵食しスギやヒノキ等を枯らす被害が問題となっている．単にスギやヒノキ等の有用樹木の生産に打撃を与えるのみでー仙130−