空を見上げて
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木材の不思議 〜道管から水が噴き出す! びっくり通水実験 ◆

前回の実験は見て頂いたでしょうか?!

ドバ〜!!!!っと出ていたでしょう?!道管から!

木材の組織である道管が、孔のある空洞組織であるということを目に見える形で認識できる実験だったのではないかと思います。 
さて、今回はそのドバ〜!!!の後日談です。


先日の実験を経た翌日のこと。
実験大成功に満足し、投稿する記事の内容について考えていた時のこと。
文章の構成を考え(一応、そんなことも考えています・・・)いろいろと組み立てているとふと・・・

そういえば、実験後の木材ってどうなっているんやろうか・・・。別に変化があるわけではないやろうけども、一応見とくか・・・。

学者でも技術者でもない、普通の材木屋ですから実験やとか言ってますけど、まったく手順も何もない、えぇ加減なもんなんで思い付きで、実験後の木材を「一応」確認してみることに・・・

しかし、それが実験と同じくらいに驚き轟き・・・・・・・・



試験材の状態を覚えてらっしゃいますか?!
弊社で30年以上じっくりと(売れずに・・・涙)天然乾燥されたタモ材で、含水率驚異の一桁台。
そんな材の道管組織に水道水を通した実験でしたが、これ以上ないほどの乾燥材の組織に水を通すとどうなるのか?!

後から気づいたのですけども、これも実は凄く大きなテーマなんです!
生の含水率が高い木を乾かすことには心血を注がれますが、乾燥された木材の組織に通水した後には、含水率は変化するのかどうかということに興味を持つ人は、そうはいないでしょう。
もちろん、そんなことに興味を持つ意味がないからですけども、だからこそ木の変態である私が取り上げなくして誰が取り上げるのかっ!!!(自己肯定・・・・)


能書きはこれまでとして、早速後日談。

驚くなかれ・・・・・・・・
実験を経た30年天然乾燥材の状態はこれだ!!











道管への通水実験 後日 1










えぇ〜!!!!!!
割れてるぅ〜!

30年超のスーパー天然乾燥材なのにバリバリにぃ〜!!!

念のため、実験前はこれですよ。

道管通水実験 3


もちろん、大きな割れどころかヒビ一つありません。
なのになのに・・・


道管への通水実験 後日 2


翌日だというのに、ペットボトルを押し当てていた部分がまだかすかに残っている!!
その跡がついている部分が少し盛り上がって、材の表面部分が割れているのが分かりますか?

こうやって見るとボコボコしてます。

道管への通水実験 後日 3


この材は、もともと住宅の枠材として加工されて現場にて切り落とされたものの残りです。
糠目材大好きの私は、非常にもったいなく感じてずっとサンプルとしてとっておいたものですが、大工さんが枠材に加工したものなんだから、面は全て水平なんですよね、もちろん。

写真よりも目視の方がはっきりとした違いが見えるのですが、信じられないほどに膨らんでいるんです。

学問的に考えると至極当然なんですよね。

いつも木材関係者は、原木(生木)➡製材(生木)➡材木屋/製材所にて乾燥、というような流れの中で自然と「乾燥による目減り分」を木材製品につけた状態で流通させています。
木材が乾燥すると細胞組織から内部の水分が放出され寸法が小さくなるから、ということがわかっているからですが乾燥させるのと逆の手順、つまり今回の様に湿潤な状態にするということは、細胞組織に水分が充填され寸法が大きくなるから、という理由で木材が膨れ上がる?んでしょうね?!


木材が乾いていくイメージは、木材や建築業や家具生産などに関係する方はなんとなくご存じですが、その逆は想像できますか?
実は、意識しなくてもそれを経験しています。


木材は伸縮します。
無垢フローリングのご注意においても、フローリング同士の嵌合部分は乾燥すると隙間ができて湿潤な状態になると伸びてひっつく、ということをみなさんご存じです。
または、木材には調湿効果があります、とPRしますがそう、それと同じ。


木材は乾燥した環境で水分を放出し、湿潤な環境では吸収する・・・
まさしくそれと同じ現象ですが、今回の実験は湿潤な環境というには激しすぎる、水分を注入される状態だったために、木材の一部分の細胞が急激に湿潤状態になり伸びて、その伸びに耐え切れずに割れが生じてしまった!!

そう考えるのが妥当なところでしょう。


道管への通水実験 後日 4


なんか私の実験の犠牲になったような(涙)・・・

なぜだか微妙に悲しい気分になってしまいましたが、これによって皆さんに肉眼では内部を見ることができない、道管という組織の役割と存在を、しっかりと確認してもらえたのではないかと思うと、満足した気分です。

難しい話をできるだけ抜きにしていますので、こんなことになるのか!という視点で見てもらえればと思うのですが、簡単そうですが、なかなか普段皆さんが自分ではできない実験結果になったのではないかと思います。



これで一連の道管を見える化する実験はおしまい・・・・・
ではないんです。

もう少しだけ、次回に続くんです。
今回の割れた材がさらにどうなったか。
数日後のお話をお伝えします。


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木材の不思議 〜道管から水が噴き出す! びっくり通水実験  ‘芦菠圈

 前回に写真でお伝えした、道管から水が噴き出す実験。


今回はその様子を別の材料を使って動画でお伝えします。

動画ならではの、プツプツとした気泡を伴って水の噴き出す瞬間と、ペットボトルの水を押し出す臨場感たっぷりの音をお楽しみください。ぜひ、全画面で見てね!
(稚拙な紙芝居方式も・・・(;'∀'))


楽しんでもらえたら、感想コメントしてね!!





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木材の不思議 〜道管から水が噴き出す! びっくり通水実験  ー命進圈

みなさん、中学校の技術家庭の授業って覚えておられますか?!

私の思い出といえば、物を作ることがヘタクソで課題の木製カセットテープケース(古!!)さえも満足に組み立てられなかったことと、電流を流された事!しか覚えていません。
後者なんて、今では考えられませんけども発電機だったか(ビビっていて覚えていない)の電流を体感する、というとんでもないと思われるものでしたから、今でも忘れません。

基、中学校の教科書を見ているといつも思います。
非常に物事わかりやすいって。
すごく簡潔に平易に説明がされていて、すぐに頭に入る。
どうして中学生の時には入ってこなかったのか、不思議なくらいです(汗)。

そんな教科書を見ていると、非常に興味深いことが載っています。
木は水を吸い上げる管をもっているので、木材も水を通すことが出来ます・・・と。

普通の人ならば、「まぁ、樹が活きているときは根っこから水分を吸うやろうけど、木材が水を通したらもれるやろ!建築材も・・・」って思いますよね?!
木造住宅も雨漏りだらけ?!

いや、そういうことではなくて組織自体のお話しで、木材を構成する道管が水を通すことが出来る孔であり、それは木材になっても変わらない、というお話。
そしてそれを体験できる実験ができる、というお話です。
で!!、今回それを皆さんにおみせする実験をしようというわけ。

広葉樹の道管6

少し前に、道管という孔の多い少ないで、木材の重量が異なることを重量測定の実験でお伝えしました。
つまりは、孔は空洞となっている、ということ。
重量という数字としては目で見ることができたものの、実際に穴が開いていることを「一目瞭然にできる」実験はないものか!?
ということで、教科書にも載っている今回の実験です。

実験で用意するものは環孔材で、できるだけ孔のはっきりしているもの。
この時点で、一般の方が用意するのは少し難しいと思うので、ここは材木屋さんの出番です。


道管通水実験 12


実験に用いるのは、以前の道管を知る実験でも活躍した弊社の長期天然乾燥在庫商品(涙)のタモ材の切り落とし材です。
含水率は驚異の7%!!
どんなに乾くねん・・・・

この超乾燥材(内部の水分量は殆ど無いに近い)の道管組織に、人為的に水を通して、その様子を写真に収めようという今回の実験。
材料をもって、いざ試験会場へ・・・





到着。
風呂場です(笑)。水、こぼれてもいいようにね!

道管通水実験 2


ちょっと画像がコケているのはご勘弁。
なんせ、一人で実験しているもんで2本しかない腕では、なかなか撮影もままならず・・・
ということで、早速このタモ材に水を通すのですが、その方法はいたって簡単。

ペットボトルをこの写真の木口部分に押し当てて、直接水を流し込むのです。

道管は、木材の成長した方向(地面から空に向かう方向ね)に孔をつくってならんでいるので、その孔に直接流し込むのです。

道管通水実験 3


さぁ、準備できました。
ここからは、ペットボトルを強く握り、内部に圧力をかけて水を送り込むのみ!!

どうなるか?!


・・・・

・・・・

・・・・






で!でたぁ!!!!

道管通水実験 5


ドバっとでてくる!!

ドバドバ出てくる!!!


道管通水実験 6


この流れてくる様子、写真では分かりづらくても、気泡を伴って木口から噴き出る様子が見て取れます。

違う部分でももう一度いきますよ!!
濡れていない端っこの木口に注目です!!


道管通水実験 7



ぎゅーーーーーーーー!!!!




っとすると、・・・・・・・・・・・




ぷくぷくぷく・・・・・・・



道管通水実験 8








ドバ〜〜!!!!!







道管通水実験 9





っと、出てきました。

これでわかりますよね?!

道管という組織が水を通すってこと。
百聞は一見に如かず。
実験はとても楽しい(笑)。

ウソみたいですが、本当にものすごく水が噴き出たタモ材。
もちろん、他の木材でも実験は可能ですが、道管組織の特徴を顕著に知ることのできるタモ材の、しかも道管だらけになっている糠目材であるために、非常に簡単に行うことが出来ました。


次回(16日公開予定)には、別の材料を使って動画で撮影した実験を公開しますので、噴き出す瞬間をじっくりとご覧ください!!


そして次々回(19日公開予定)は、この材料の後日談をお伝えするのですが、またそこでもちょっとした驚きが待っています。
え?!
こんなになるの?!
ってね!

乞うご期待!!


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同じ樹種でもこんなに違う 木材の不思議 〜木目から見える道管にる差 タモの場合〜  

今回比較実験の好条件材料として登場したタモアッシュ)。
少しむつかしいお話も入れながら木材としての実験結果をみていくと、注目したいのはキーワードとなる道管の大きさ。

タモ材は木材中の道管の比率こそ多くはないものの、道管の大きさでいうと、直径100〜400μmという大きさ。
これは、空気を多く含むため、柔らかくて軽い木材の代表とされるキリ(桐)よりも大きく、年輪も道管もはっきりとしているケヤキ(100〜250)よりも大きい数値。
(単純な大きさ比較です。実際の性質には他の構成物質が大きくかかわっています。)

広葉樹の道管13


この大きな道管がたくさん存在する木材は「糠目材(ぬかめざい)」と呼ばれています。
環孔材は年輪の幅が広くなると晩材の幅も広くなるものの、早材の幅は変化しないといわれます。
そのため、年輪幅が非常に狭くなると早材部分の道管の比率が高くなり、木質繊維部分が占める割合が少なくなることで結果、道管の占める比率の多い軽軟な木材になるということです。


前回の最後にもあるように、糠目材が劣っているわけではありません。
用途によっての違いがあり、木目の細かな木材が好きな私は非常に好きですし、細工をする用途などには非常に好まれるうえ、木材としても糠目材のほうが狂いが少ない傾向にありますから、材木屋さんとしてもうれしいわけですね(笑)。
ただ、はっきりとした木目が好まれる樹種であるケヤキやナラ、もちろん今回のタモにおいても、糠目になると木目(板目)部分が少しぼんやりと狭い範囲になってしまうことから、敬遠される場合もあります。
たとえば栓という樹種などは、木材としては美しいものの癖が強いということで、広葉樹のなかでは敬遠される場合もありますが、私のお勧めする糠目の良質材などは、比較的おとなしくていい感じ!!

タモ材と道管 栓の場合2
(栓板物、在庫材)

材の優劣ではなく、用途によって使い分ける必要があるのは前置きの必要がありませんが、先にお話ししたうちのナラなどは、年輪幅によって大きくその用途が分類されている代表的な樹種であるかもしれません。
脱線してしまうこと必至(汗)でお話をしますと、ヨーロッパでの重要なオークナラ)の用途である樽の材となるものは、年輪幅がおよそ2mm以下のもので良質な木材のうちで幅広材としての木材生産ができないもの(約直径45cm以下)は、洋酒熟成用の樽用材としての用途に分類されているそうです。

もちろん、その中でも産地によって成分の違いや特性の違いがあるので、非常に細かく分類されるわけですが、そのように区分されるほどに道管の構成による木質の違いというものの影響力の大きさがわかると思います。
脱線が大きくなるので、それによるお酒の味わいの違いや樽の違いについては心残りながら、この場では控えておきましょう・・・

ナラ材と年輪による木質の差のお話になると、ミズナラとコナラの違いやそのほかの名称、そして両者の材としての違いについても脱線したくなるのですが、その差にも上記のお話が少し関係してきますので、木材の特に広葉樹を理解する上で道管を理解することは、非常に重要であるといえます。

その一歩として、見える形で道管の違いを出すことができた今回の比較実験。

タモ材と道管 6


実は今回のお話は一昨年にお届けしようと思っていたものなんです。
しかし、用意をしていた直後に大阪北部地震があり、弊社の直近が震源地だったこともあり建物も大きな影響をうけ、倉庫の木材がすべて倒れ崩れてしまったときに、用意していたタモ材も行方不明になっていたために、公開のタイミングがなかったものです。
今回、皮肉なことにこの深刻なコロナ禍のなかで業務が少なくなっている中で、整理が進む倉庫から見つけることができた事で、記事にすることができました。

学術的なところにまで踏み込むことは容易ではありませんが、材木屋さんなりのやり方でできるだけ平易に木材の特性や違いを伝えようという「木まぐれコラム」の記事としては非常に良かったのではないかと思っています。

しかし、今回の実験はこれで終わりではありません。
道管を話題にした実験は、もう一つ。
視覚的により一層わかりやすくて衝撃的な実験を、皆さんは目の当たりにすることになります!!

道管という孔の存在を知ったみなさんであれば、驚きとともに楽しんでもらえるであろう実験。
それをのちに敢行したいと思いますので、次回の記事も乞うご期待!!!

広葉樹の道管12


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同じ樹種でもこんなに違う 木材の不思議 〜木目から見える道管にる差 タモの場合〜 

木材の個体差を非常に理解しやすい題材として取り上げる今回。
その差を見る素材は、長さも幅も厚みも、そして入荷時期も全く同じというタモアッシュ)材。
弊社の誇る、30年超長期在庫です(汗・・・)。

タモ材と道管 1


早速ですが前回お話しした通り、この2つをつかって重量差を数字でみてみようという趣旨です。
その数字を見れば、視覚的に環孔材に本当に孔があることがわかっていただけるはずなのです。
実験する私も、経験上でその差を理解しているわけですが、実際には目にしたことがないので、どのくらいのさになるか、結果が楽しみ。

それでは比較実験を始めましょう。
まずは実験に用いる大きさのタモ材の平均的な重量を、文献を参考にして計算するとおよそ6.3kg。(実験材の厚みは27mm)
それを念頭において、まずはこちらの木目のはっきりした材(上の写真左側。以下A材)から重量を測ってみましょう。
こちらの材は、含水率はおよそ 13.6% 。

広葉樹の道管8


いい感じの含水率と考えるべきか、30年で13%?!と考えるべきか微妙なところ(もちろん、0%にはならないんだけども・・・)と感じてしまいますが、とりあえず計測。
計測は助手であるわが息子H君に協力してもらって、体重計で簡易計測。
計測した重量からH君の体重を差し引いて、このA材の重量を推測。
H君の体重は33.4kg。

広葉樹の道管14


これから、実験材を抱えて体重計にのってもらい、総重量からそれを引いた重さが、A材の重量ということです。
事前の計算では材の平均値である6.3kgとH君の体重である33.4kgをたして、39.7kgということが想像できますが、さて計算通りになるのか否か!!?


広葉樹の道管16


少し見えづらいですが、結果は40.6kgになりました。
平均値から考えると誤差が0.9kg 。
なかなか優秀な計算結果でしたが、これが基準となる重量です。
覚えておいてくださいね。


次に木目が非常に細かく年輪幅の狭いB材を計測します。
実は、これは手に持った時点で非常に大きな差を感じるのですが、それが数字としていかに表れるか・・・
こちらも、実験開始前に含水率を測定しますと・・・・


広葉樹の道管10


むむぅ~・・・9% 。
こちらは30年の歴史を感じさせる数字(笑)。
曇りがちな撮影当日の影響をうけずに、人工乾燥材カマ出し時並みの数字を記録。
この計測が大切なのは、言うまでもなく含水率が重量に影響を及ぼすからです。
この点でみても、入荷時期が同じである同一樹種の同一寸法材を、同一環境で保管しても差が出る、という天然素材の特徴が見えてくるポイントだと思います。

さぁ、お待たせしました。
ではいよいよ計測!

広葉樹の道管17


おぉ!!
38.8kg!!

なんと!!
同じ体積の木材同士 1.8kg の差があるのです!!!
実験成功!
およそ2kgも違う。
実は、手で持ち上げても明らかにわかるほどの差があるのです。
だから、結果は見えていたものの、数字で見るとやっぱりびっくり。
皆さんにも分かりやすい結果になったと思います。

先程の含水率に多少の差はあるとしても、これほどまでの差は出ません。
ということは、この差こそ、道管という細胞組織の構造を顕著に知ることのできるものだという事です。

木材自体にたくさんあいている孔は道管(どうかん)。
広葉樹の組織のうちの一つですが、この空洞となっている道管が多いか少ないかで重量もかわり、強度も変わり、そして加工性も変わってくるのです。
この差を重要視するのは家具屋さんだと思います。
加工がしやすいというのは良いことである反面強度がなくなってしまいがちなので、荷重のかかる部分には向いていません。
そのため、使われる部材ごとに木目をみて材を振り分ける作業をされる場合もあります。

彫刻においても環孔材でおすすめ樹種があるものの、その樹種だからといってよいものではなく、上記と同じように道管が多くを占める材は切削加工しやすいのですが、反面木質部分の多いものは比較的硬質になるので、切削しづらいことになります。
文献で見た、といって材種のみを重視してお探しの方もおられますが、安かったからといって木質部分が多い材を購入し、こんなに削りにくいのかと驚いた、というお話も聞くことがあります。
それも、この道管の違いによるところが大きい場面です。

タモ材と道管 5


数字で見るとはっきりとわかるこの違い。
次回は、ちょっとむつかしい話をしながら、この細胞組織の違いについてのお話を進めたいと思います。



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