平成２３年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

大径クヌギ材の利用技術の開発
兵頭敬一郎* ・河津渉** ・古曳博也**・豆田俊治**・大野善隆***

製品開発支援担当・**農林水産研究指導センター林業研究部

Research and development of large diameter log of kunugi (sawtooth oak)Keiichiro HYODO* ， Wataru KAWADU** ， Hiroya KOHIKI**，Toshiharu MAMEDA **，Yoshitaka OONO***

Product Development Group， **Oita Prefectural Agriculture，Forestry and Fisheries Resaerch Center
Forestry Reseach Division

要旨
日田地区の家具業界で多用している外国産材は輸入制限の強化などで高騰する傾向にあり，入手困難になることも想定される．業界では椎茸のほだ木として造林されたクヌギ材が大径化して蓄積量が増えていることに着目して家具用材として使用できないか検討したいと考えた．そこで公設試農工連携推進事業により当センターと農林水産研究指導センター林業研究部が連携し平成 21〜23 年の 3 ヵ年の計画で，クヌギ家具の可能性を見極めるため，製材から乾燥，加工，製品化の一連の試験研究を行った．

1.

目的

重たく割れや変形が生じやすい材料である．そのため利本県では脚物家具といわれるテーブルや椅子などを作用する場合は「無垢材」の他に，小割り材を幅矧ぎしたる家具産業が日田市を中心に発展してきた．戦後に産地「集成材」やスライス材による「ツキ板」の使用が有効を形成し，高度経済成長の中で大きく伸びてきた．発展である（Fig.1）．今年度は家具に使用するうえで課題のの初期の段階の原材料は地場の木材が中心であったが，残っていた3項目について試験を行った．

外材が安く安定的に入るようになってからは大きく外材まず最初の課題は乾燥である．厚板材の乾燥についてに依存するようになり，今では使用木材の約80％が外材割れや変形の少ない乾燥条件を選ぶことを目標とした．

である．しかし，近年，この外材も原産国の輸出制限にTable 1 人工乾燥スケジュール

より，安定的な供給が今後も続くとは考えられない状況となってきた．
進めていきたいと考えた．そこで，「大径クヌギ材」に的を絞り，どのように材を加工すれば家具用材として使えるかを研究した．

2.

研究内容

クヌギ材は，強度的特性に優れているものの，非常に累計時間

時間
（hr）

（hr）

乾球温度 湿球温度（℃）（日） （℃）

1120 〜 120.55045

21212 〜 24

1.055

40

31224 〜 36

1.560

40428836 〜 324

13.56035512324 〜 336

14.04540

ステップ

時間
（hr）

（hr）

（日）

1120 〜 120.55045

21212 〜 24

1.0604531224 〜 361.5705041236 〜 48

2.075505276

48 〜 324

13.57545612324 〜 336

14.07050

ステップ

そのような背景から，業界では県産木材活用の検討を

無垢 材

製 材

フリッチ

乾 燥

スラ イス

累計時間

乾球温度 湿球温度
（℃）
（℃）

集成材

ツキ板

Fig.1 家具用部材の種類（上段：中温乾燥 60℃,下段：中温乾燥 75℃）
13

平成２３年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

次の課題は接着である．集成材や部材接合に用いる接乾燥環境：60℃熱風

10 日間

着剤の耐久性を評価するために，3つの環境（乾燥環境，気乾環境：室内 20 日間

気乾環境，湿潤環境）下において接着試験を実施した．

湿潤環境：40℃90％ 10 日間

3点目の課題はツキ板である．ツキ板の耐久性を評価すである．

るために，3つの環境（乾燥環境，気乾環境，湿潤環境）

2.4 家具試作下において剥がれや反りの程度を確認した．

クヌギツキ板の利用について，３Ｄシミュレーション

2.1 厚板材の乾燥試験による確認後，曲面貼り製品の家具試作を日田市の家具

胸高直径30〜34cmのクヌギ原木を2mの長さに玉切りし業者に委託した．

た．材は髄を避けて片方に樹皮を付けた状態で幅を約5〜12cm，厚さ50mm及び60mmに製材した．桟積みにした後，3.

材の上部に載荷して室内で76日間天然乾燥（7〜10月），3.1 厚板材の乾燥についてその後14日間人工乾燥した．人工乾燥のスケジュールはクヌギ材の初期含水率は約 60％であった．76 日間の天中温乾燥60℃または75℃の2条件とした（Table 1）．さ然乾燥で約 20％となり，さらに 14 日間人工乾燥することらに載荷を除去した後約1カ月室内にて養生させた．

によって中温乾燥 60℃で約 7％，中温乾燥 75℃で約 5％

養生後に材の割れの確認，長さ方向の反り（矢高）を研究結果及び考察まで低下した．養生後の材の状態を Fig.2 及び Fig.3 に測定した．

示す．Fig.2 は板厚 50mm の試料で，左半分 10 本が中温乾2.2 接着剤の耐久性試験

燥 60℃，右半分 10 本が中温乾燥 75℃を，また Fig.3 は乾燥材に存在している割れや節，反り等の欠点を除去

板厚 60mm の試料で，左半分 10 本が中温乾燥 60℃，右半して，幅25mm，厚さ15mmの寸法に切削して小割り材に加分 10 本が中温乾燥 75℃を表している．養生後の含水率は，工した．3種の接着剤（Table 2）を用いて小割り材2枚を板厚 50mm 及び 60mm ともに 12％以下であることから，家貼り合わせた．供試した接着剤は2種が集成材用接着剤，具用材として適当な乾燥であるといえる．材の状態は，1種が部材接合用接着剤である．3つの環境（乾燥環境，板厚 50mm 及び 60mm ともに中温乾燥 75℃の場合は内部割気乾環境，湿潤環境）下にて試料を調整した後，集成材れの発生した材が見受けられたのに対し，中温乾燥 60℃の日本農林規格のうち「構造用集成材のブロックせん断の場合は内部割れの発生がみられなかった．このことか試験」に準拠し接着試験を行った．なお環境操作条件は， ら乾燥温度は高めの 75℃よりも低めの 60℃に設定した方
乾燥環境：60℃熱風 10 日間
気乾環境：20℃65％

4 日間

湿潤環境：60℃90％

10 日間である．
割れ

Table 2 供試した接着剤
番号
①②③

主成分
水性‑高分子イソシアネート
水性‑高分子イソシアネート
酢酸ビニルエマルジョン

摘要
集成材
集成材・高密度用
部材接合

養生後
含水率11.2％

乾燥温度６０℃

乾燥温度７５℃

養生後
含水率9.1％

Fig.2 養生後の材の状況（板厚 50mm）

2.3 ツキ板（スライス材）の耐久性試験
胸高直径34〜42cmのクヌギ原木を用いて，厚さ0.5mmの板目取りにスライスし，4mm厚の繊維板（MDF)に貼ってツ割れキ板を加工した．裏面にはステ貼りとして0.2mm厚のタモ

割れ

割れを接着した．幅20㎝×長さ20㎝のサイズに切断した後，クヌギ突板の表面にウレタン塗装を施した．

割れ

3つの環境（乾燥環境，気乾環境，湿潤環境）下にて試

割れ料を調整した後，目視にてツキ板の浮きや剥がれの有無，養生後含水率 乾燥温度６０℃
12.2％

幅方向の反り（矢高）を測定した．比較対照としてナラのツキ板（厚さ0.2mm板目取り）も供試した．なお環境操乾燥温度７５℃

Fig.3 養生後の材の状況（板厚 60mm）

作条件は，

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養生後含水率9.5％

平成２３年度 研究報告 大分県産業科学技術センターが有効であると判断できた．

境，気乾環境，湿潤環境）下において実施した耐久性試

Fig.4 に長さ方向の反り（矢高）の状況を示す．材厚

験の結果を Fig.6 に示す．どの環境下においてもすべて50mm 及び 60mm ともに乾燥時に載荷した方が，反りの抑制のツキ板に浮きや剥がれ等の異常はみられなかった．幅に効果のある結果が示された．材長 2m に対して平均矢高方向の反りについては，気乾環境ではクヌギ及びナラのが 4.5〜5.1mm 程度と低く抑えられた．

ツキ板ともに極端な反りは無く，平均矢高はクヌギツキ板で 0.95mm，ナラツキ板で 0.25mm 程度であった．乾燥環

長 さ方 向の矢高 (mm）30

境及び湿潤環境では，ナラツキ板は反りの程度が少なか25った一方で，クヌギツキ板は乾燥環境では凹型に，湿潤20環境では凸型に大きく反る傾向を示した．

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クヌギツキ板で大きな反りが生じた原因として，表面10.0107.0がクヌギ 0.5mm 厚のスライス材に対し裏面（ステ貼り）5.1

4.55が 0.2mm 厚のタモスライスであったことが考えられる．

0

厚さの異なるスライス材で構成されたことにより表裏間５cm６ｃｍ５cm

載荷なし

６ｃｍで膨潤収縮に差が生じたためと思われる．表裏ともにクヌギ 0.5mm 厚のスライス材で構成されたツキ板を供試し，載荷有り反りの軽減が図られるか確認したい．

Fig.4 長さ方向の反り（矢高）

集成材や部材接合に用いる接着剤について，3 つの環境（乾燥環境，気乾環境，湿潤環境）下における接着試験の結果を Fig.5 に示す．接着強さは，乾燥環境＞気乾環境＞湿潤環境の関係を示した．参考値として図中に赤線で日本農林規格の構造用集成材の基準値 9.6N/mm2 を記載したが，どの環境下においても基準値以上の値を示した．
以上のことから，今回供試した 3 種の接着剤（集成材用接着剤 2 種，部材接合用接着剤 1 種）は，クヌギを接着するそれぞれの用途において使用可能な接着剤であると判断できた．

幅方向の矢高（mm）

3.2 接着剤の耐久性について

86420-2-4-6-8

クヌギ ステ貼り有クヌギ ステ貼り無ナラ ステ貼り有

乾燥環境

気乾環境

湿潤環境

平衡含水率
1.3％

9.2％

18.0％

Fig.6 ツキ板の耐久性試験の結果

接 着 強 さ （ N/ m m 2 )50

乾 燥環境下40

気 乾環境下30

構造用集成材の基準値（ＪＡＳ）

3.4 家具試作について
クヌギツキ板曲面貼り製品として「卓袱台」，「サイドテーブル」を３Ｄシミュレーションによる仕上がりイ

湿 潤
環境下

20メージを確認後試作した（Fig.7，Fig.8 及び Fig.9）．
「サイドテーブル」は縁部に曲率半径 25mm の曲面貼り加100工を行ったが，当初計画していた 0.5mm 厚のツキ板は厚平衡含水率
1.9％①②③11.1％①②③19.4％①②

くて貼れず，0.2mm 厚のツキ板を貼った．

③接着剤の種類①水性-高分子 ②水性-高分子 ③酢ビ

Fig.5 接着剤の耐久性試験の結果

3.3 ツキ板（スライス材）の耐久性
クヌギ及びナラのツキ板について，3 つの環境（乾燥環Fig.7 ツキ板曲面貼り製品３Ｄシミュレーション
15平成２３年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

凹型に，湿潤環境では凸型に大きく反る傾向を示した．

これまでの家具試作を通じて，大径クヌギ材は「無垢材」，「集成材」，「ツキ板平面貼り」，「ツキ板曲面(4)家具試作について貼り」にして利用できることを実証した．

・曲率半径 25mm の曲面貼り加工では，0.5mm 厚のツキ板は貼れなかったが，0.2mm 厚のツキ板は貼ることができた．
家具用部材としてクヌギ材を利用するには，まだまだ克服しなければならない課題は残るが，3 カ年の研究を通して利用できる目途はたった．
「おおいた独自の産品（もの）づくり」の実現に向け，今後も家具生産業界に対して技術支援を継続する予定である．

謝辞

Fig.8 ツキ板曲面貼り製品（卓袱台）クヌギ家具の試作にあたり，株式会社朝日木工，青栁インテリア株式会社の皆様に御協力，御助言を頂きました．ここに深く謝意を表します．

Fig.9 ツキ板曲面貼り製品（サイドテーブル）

4.

まとめ

大径クヌギ材を家具に使用するうえで課題の残っていた 3 項目（乾燥，接着，ツキ板）について試験を行った．
その結果以下の結論を得た．
(1)厚板材（60mm 厚）の乾燥について，・心去り製材をする
・乾燥は天然乾燥と人工乾燥を組み合わせる
・乾燥時には載荷する
・天然乾燥は 2 カ月程度とする
・人工乾燥は中温乾燥 60℃で 14 日程度のスケジュールとする・養生は載荷を除去した後約 1 カ月程度とる(2)集成材及び部材接合用の接着剤の耐久性について，・供試した 3 種の接着剤（集成材用接着剤 2 種，部材接合用接着剤 1 種）は，3 つの環境（乾燥環境，気乾環境，湿潤環境）下において基準値以上の接着強さを示した．
(3)ツキ板（スライス材）の耐久性について，
・3 つの環境（乾燥環境，気乾環境，湿潤環境）下においてツキ板に浮きや剥がれ等の異常は見受けられなかった．
・気乾環境では極端な反りは無かったが，乾燥環境では16