木材は、世界中で広く使用されている素材の 1 つです。このレッスンでは、次のことを学びます。
木材は有機物、つまり自然由来の素材です。樹木やその他の木本植物の幹や根に見られる硬い繊維状の構造組織です。木の幹を切ると、木の年齢を示すいくつかの年輪があります。木の年輪が多いほど、木材は古くなります。
何千年もの間、燃料として、また建築材料として、道具や武器、家具、紙を作るために使用されてきました.これは有機材料であり、圧縮に耐えるリグニンのマトリックスに埋め込まれたセルロース繊維 (張力に強い) の天然複合体です。
木を手に取り、外側の「皮」または樹皮を剥がすと、2 種類の木が見つかります。端に最も近いのは、湿った、軽い、生きている層である辺材と呼ばれる層で、木部と呼ばれる管が詰まっており、根から葉まで木のパイプで水と栄養分を運ぶのに役立ちます。辺材の内部には、木部のチューブが樹脂やゴムで塞がれて機能しなくなった心材と呼ばれる、より暗くて硬い部分があります。
辺材 (および幹) の外縁の周りには形成層と呼ばれる薄い活性層があり、ここで木は実際に毎年少しずつ外側に成長し、木の樹齢を示す有名な年輪を形成しています。形成層は多くの場合、細胞の 1 ～ 2 個の厚さしかなく、よく見るには顕微鏡が必要です。
木を水平に切り、鋸を地面に平行に（幹に垂直に）走らせると、横断面を構成する年輪（毎年新しい年輪が1つ追加される）が見えます。木の幹を垂直に切断すると、木部管によって形成された曲がり角と平行に内側に線が走っているのが見えます。これは、木目として知られる木の内部構造を形成しています。
また、木の幹から枝が伸びる場所である「結び目」と呼ばれる木目を中断する楕円形が時折見られます。結び目は木材を魅力的に見せますが、構造を弱めることもあります。
切りたての木材を顕微鏡で見ると、他の植物と同じように細胞でできていることがわかります。細胞は次の 3 つの物質でできています。
大まかに言えば、セルロースは木の繊維状の塊であり、リグニンは繊維を一緒に保持する接着剤です.
ハードウッド
広葉樹は被子植物の木に由来します。被子植物は、花を咲かせ、果実に種を実らせる植物です。それは、毎年葉を失う成長の遅い落葉樹に由来する傾向があります。木材は通常、重く、丈夫で、密度が高いです。広葉樹には、多くの場合、血管または細孔として知られる、樹液を輸送するための追加のチャネルがあります。これらは肉眼で、または拡大すると、木材をクロスカットしたときに小さなピンホールとして見える場合があります。凝縮されたより複雑な構造の結果として、広葉樹は通常、優れたレベルの強度と耐久性を提供します。広葉樹の一般的な種類には、オーク、メープル、チェリー、マホガニー、およびクルミが含まれます。
広葉樹種は必ずしも針葉樹よりも強いとは限りませんが、多くの種は美しく独特な木目模様でよく知られています。
針葉樹
針葉樹は通常、針葉樹、つまり針のような葉を持ち、種子が球果で覆われている木に由来します。これらは成長の早い樹木で、柔らかく軽い木材を生産します。松、トウヒ、カラマツはおなじみの例です。規則の例外はイチイで、成長が遅く、密度が非常に高いです。
紛らわしいことに、針葉樹の中には広葉樹よりも硬いものがあります。
通常、針葉樹には目に見える毛穴はありません。光線はまた、狭くまたは実質的に見えない場合があります。針葉樹は、特に切断したばかりの場合、樹脂の存在、または「テレビン油」のにおいによって識別されることがあります。
| 特性 | ハードウッド | 針葉樹 |
| 由来 | 落葉樹 | 常緑樹 |
| 例 | オーク、チーク、マホガニー | マツ、トウヒ、モミ |
| 価格 | もっと高い | より安価な |
| 密度 | 通常は難しい（ただし、常にではありません） | 通常はより柔らかい (ただし常にではありません) |
| 色 | 全体的に暗い | ほぼ常に軽い |
| 構造 | 下部樹液 | より高い樹液 |
| 粒 | 近い | ゆるい |
| 耐火性 | 良い | 貧しい |
| 重さ | 重い | ライト |
木材の化学組成は種によって異なりますが、約 50% の炭素、42% の酸素、6% の水素、1% の窒素、および 1% のその他の元素 (主にカルシウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、鉄、およびマンガン) です。重さ。木材には、硫黄、塩素、シリコン、リンなどの元素も少量含まれています。
強さ
物理的に、木材は強くて硬いです。ただし、スチールなどの素材と比較すると、軽量で柔軟でもあります。
金属、プラスチック、およびセラミックは等方性です。つまり、それらはかなり均一な内部構造を持ち、すべての方向でまったく同じように振る舞う傾向があります。年輪と木目の構造により、木材は異なる働きをします。
斧で木を切ろうとしたことがありますか。持っている場合は、穀物と一緒に刃でスライスすると簡単に裂けることがわかりますが、穀物を逆に切り刻むのははるかに困難です.
小さくて枯れた木の枝を取ります。素手で曲げたり、はめたりしてみてください。それできますか？はい。
次に、反対方向に引っ張ったり押したりしてみてください。伸ばしたり縮めたりできますか？いいえ。
これは、木材が異方性であることを意味します。これは、木の塊が方向によって異なる特性を持つことを意味します。
耐久性
木はかなり長持ちします。考古学者が、何百年も何千年も前に存在した文明に属する古代の木の彫刻や道具の埋もれた遺跡を発掘したことを聞いたことがありますか?かつて生きていたものである木製の対物レンズは、 「腐敗」と呼ばれるプロセスを通じて自然な腐敗の影響を受けます。腐敗では、菌類などの生物や、シロアリや甲虫などの昆虫がセルロースやリグニンを徐々にかじり、木材を粉々にします。 .
木と水
木材は吸湿性があり、スポンジのように水を吸収して湿った状態で膨らみ、空気が乾燥して温度が上昇すると再び水を放出します。
木製の窓は、冬よりも夏の方がはるかに簡単に開きます。なぜなのかご存知ですか？湿度が高すぎると、これが起こります。冬の湿気の多い屋外条件により、フレームが膨らみます。
木が水を吸収するのはなぜですか？木の幹は、根から葉まで水を運ぶように設計されていることを忘れないでください。切りたての「生」の木片には通常、大量の隠れた水が含まれているため、大量の喫煙や吐き気なしに薪を燃やすことは非常に困難です。木の種類によっては、自重の数倍の水を吸収することができます。この水は、木が生きて成長する植物であったときに、木の根から葉に水を運ぶのとまったく同じ構造によって、木の内部に吸収されます。
木とエネルギー
木材は優れた断熱材ですが、乾燥した木材は非常に簡単に燃え、発火温度 (発火温度で、約 200 ～ 400°C、400 ～ 750°F) を超えて加熱すると大量の熱エネルギーを生成します。 ）。
一般に、木材は多孔質で、音を閉じ込めるための空気層がたくさんあるため、吸音性に優れています。ただし、木材はそのままでは十分な音を吸収するほど密度の高い素材ではありません。一方、木製の物体は、音を伝えて増幅するようにも設計されています。それが楽器の仕組みです。
木は電気を通さない。ただし、木材が濡れていると、導電率が高くなります。
1.庭のフェンスと装飾
木材は、庭全体が開いていて保護されているように見えるため、庭のフェンシングや装飾に使用されます。
2. 家具の製造に使用
ご存じのように、私たちの家の家具はすべて木製です。私たちの椅子、テーブル、棚などはすべて木製で、デザインもそのままです。
3.アートの作成に使用
木材は、アート関連のあらゆるものの作成と設計に使用されます。これには、私たちが家に置く彫刻、彫刻、アートフレームが含まれます.
4.断熱材として使用
木材は、その性質上、ほとんどの機器よりも優れた断熱材です。建築材料の断熱特性を測定するために使用されます。空気構造内のエアポケットにより、この能力があります。
5.加熱に使用
木材は、燃料と一緒に使用すると優れたエネルギー源になります。キャンプファイヤーとして森の暖房に使えます。また、室内かまどで使用して、部屋を暖かく保ち、寒さを防ぎます。
6.ほとんどの台所用品を作るために使用されます
断熱性があるため、ほとんどのキッチン用品は木製です。調理器具の取っ手が木製の場合、取っ手が熱くてけがをする心配がなくなるため、扱いやすくなります。
7. 楽器の製造に使用
これは、現代における木材の特別で有益な用途の 1 つです。木材は、ピアノ、ギター、ドラムなど、ほぼすべての楽器の製造に使用されています。
8. スポーツ用品の製造に使用
木材は、クリケット、卓球、ホッケーなどのスポーツ用品の製造に欠かせない素材の 1 つです。
9. 造船で使用
船を作る上で木材も重要な素材です。大型船も小型船も、浮力を高めるために木でできています。
10. 子供のおもちゃを作るのに使われる
子供のおもちゃは木でできています。今日、両親は、プラスチック製のおもちゃは毒性があるために有害であると考えているため、子供のために木製のおもちゃを購入することを好みます。
