<論文>圧縮セット木材の水分・熟回復特性を活かした新しい教材の開発

Abstract

木材加工に関する最新の技術を中等教育課程での木材加工教育に導入することを目的に,圧縮セット材の水分・熟による回復特性を利用した新しい教材の開発を行った。飽水状態のスギ材にマイクロ波を照射し,放射方向に圧縮変形すると,材に巨視的な破壊を与えることなく約76%の変形を与えることが可能であった。その後乾燥すると,変形は一時的に固定された。圧縮セット試験片を再び飽水状態としてマイクロ波を照射すると,圧縮変形の程度によらず,与えられた変形の約85%が回復した。この時,圧縮セット材の回復材に対する寸法比は,約3.7倍となった。このような木材の性質を利用して,ハート型にあけられた小さな穴に,外観上,通るはずのない矢を通した製品を試作し,製作手順を確立した。また,木製品は,家庭用の電子レンジ(出力600W)および小型の万力を用いても加工が可能であり,教材としても期待できることが分かった。

This article presents a new teaching material for the wood processing in the industrial art education of junior/high school where the hygrothermal softening and recovery of compressive set of wood are skillfully utilized. Wood softened by the action of both moisture and heat can be easily compressed to an extremely high extent due to the buckling of the cell walls. The compressive deformations are fixed when dried under restraint. However, they are not permanently stable and almost recovered to the original state if the wood specimen is again softened. Utilizing these properties, we produced a product named Cupid's arrow shown in Fig. 1 in which a wooden arrow pierces a small hole in a heart-shaped wooden piece. Wet sugi (Cryptomeria japonica D. Don) specimen irradiated by microwaves could be compressed up to 24% of its original dimension in radial direction without any visualfail ures. The dimensional ratio of the specimen before and after the recovery of compressive set reached about 3.7. From these results, sugi was considered to be suitable for this processing. A domestic microwave heater for cooking (600W) and a desk vise can be used to produce this product.