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木材の反り・割れの原因と防止法とは?

イサ
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反り
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自宅に小屋を建て木工メインでDIYをしています。家具製作に携わった経験とノウハウを活かしてDIYに関する情報を発信しています。

 

木工DIYで作った物が、時間が経つにつれ板が反ったり割れてきたり…そんなことよくありませんか?

木材の最大の特徴 “反り” “割れ” について、「どうして反るのか?」「どうしたら反りや割れを防止出来るのか?」ということについて説明します。




木が反る原因とは?

「木材に含まれる水分が蒸発・乾燥し、収縮が起こる」ことにより反りや割れが起こります

木は成長し生きていくために根から地中の水分を吸い上げており、吸い上げた多くの水分を内部に蓄えることが出来ます。

伐採直後の木材は、含水率が200%にも達しています。

“含水率” = 木材の水分量 / 水分を全く含まない木材の重さ を%で表したもの

 

桟積み

桟積み

桟積み

桟積み

こんな光景見たことありませんか?伐採した丸太を割いて板材にし乾燥させているところです。

これが “桟積み” といわれ、このまま一年ぐらいかけ乾燥させることを天然乾燥といいます。

この様にして乾燥させることで含水率が15%ぐらいまで下がります。

一方機械を使って木材の反りや割れを出来る限り少なくし早く乾燥させる、人工乾燥という方法も行われています。

温度・湿度・空気循環を管理し、所定の含水率に調整する事が出来ます。

 

木材は含水率約30%を下回ってくると収縮し始めます。天然乾燥・人工乾燥し含水率を下げることにより “反り” “割れ” が起こりにくい木材にしていきます。

こうして乾燥した木材が色々なサイズに製材され、乾燥材(含水率20%以下)として流通し、木工DIYの材料として使われます。

 

ではなぜ乾燥して動かないはずの木材が反ったり割れたりするのか?

「木は呼吸している」なんてフレーズ聞いたことないですか?

製材された乾燥材は勿論の事、木工DIYで作った木製品はその周りの湿度・温度に影響され水分を吸収したり排出したりします。木材の流通過程であったり、乾燥した部屋の中だったり…。

乾燥材といっても含水率が0%ではないので残っている水分も影響します。

外部環境の影響・木材そのものの水分が影響し反ったり割れたりするのです。

 

反る方向は?

木材は丸太の製材の仕方によって “柾目板” “板目板” に分かれます。木材の名称についてはこちら→木工DIYするには知っておくべき木材の構造と性質、名称について説明します。

柾目板 木口

柾目板 木口

柾目板 木目

柾目板 木目

柾目板は木目が上下に真っ直ぐ通っており反りや割れが起こりにくい材です。

 

板目板 木口

板目板 木口

板目板 木目

板目板 木目

板目板は木目が山形や不規則な模様になっていて非常に反りやすい材です。

 

反り方向
板目板は乾燥すると木表側に反る(矢印の方向)性質があります。

湿度の変化によって反り具合が変わります。また節の影響を受けて反ったりねじれたりすることもあります。

 

集成材や合板は反りが出づらい様に成形されています。

しかし厚みが薄めの材であったり湿度の影響を強く受けたりすると反りが起こることがあります。

反る方向が読みづらいのも難しいところです。

 

反り止め、防止策とは?

反りが起こる時にどのように木材が使われているか知ることが重要です。

箱状に組まれている物(チェストなど)や、重い物が乗って押さえつけられている物は反りづらいと言えます。

一方で幅広材を単体で使用する(テーブルの天板、可動棚の棚板など)場合は反りが発生しやすい木材の使われ方と言えます。

幅広材の天板等の反り防止策としては、

  1. 桟を裏面に取り付ける。
  2. 幕板に取り付ける。

という方法があります。

テーブル裏の反り止め用桟

テーブル裏の反り止め用桟

反り止め金具

反り止め金具

桟を取り付ける方法には、ビス等で桟を取り付ける・そり止め金物を取り付ける・アリ桟を取り付けるなどがあります。

ポイントは “木材の幅方向の膨張・収縮は止めずに反りのみを止める取り付け方をする” ことです。

桟で木材の膨張・収縮を止めてしまうと、割れが発生してしまう事があるからです。

そのためビスで取り付ける際は緩めに締めて膨張・収縮可能な状態にしておきます。

アリ桟は反り止めする材に溝を掘り桟を入れる方法ですが、接着剤で固定はせず、膨張・収縮可能な状態にしておきます。

 

幕板
幕板に取り付ける方法ですが、四本脚のテーブルの場合 “幕板” と言われる部材で脚を連結しその枠に天板を取り付けます。

この際も桟を取り付けた時同様ビスは緩めに締めて膨張・収縮可能な状態にしておきます。

 

塗装を組み立て前に行う場合も注意が必要です。

板材の片面だけ塗装した状態ですと、塗装していない面との水分のバランスが崩れ反りが発生してしまいます。必ず両面塗装をしてください。

 

木材の保管方法も重要なポイントです。

雨ざらしはもってのほかですが、直射日光を避けてなるべく室内保管をしてください。

ホームセンターで手に入る集成材はビニール梱包されていることが多いので開封後はなるべく早く加工・組み立て等を行った方がいいでしょう。

やむを得ず長期保管する場合は、要らなくなった毛布などの布でくるんで湿度など外部の影響を受けないようにしてください。

 

反ってしまった木材を水で濡らしたり、アイロンをかけたりして修正する方法がありますが、コツが必要でかえって反りが酷くなったり割れたりすることがあるのでおススメしません。

 

ホームセンターでの木材のチェックポイント。

DIYerの多くの方がホームセンターで木材を購入してモノ作りしていると思います。

今回反りと割れの防止法について解説してきましたが、大前提として反りや割れのない状態の良い木材を選んで購入してくる事が必要です。

ホームセンターでは不特定多数の方が木材を選別して購入しています。在庫が少なくなってくるとはじかれて残った粗悪な木材だらけになってしまいます。そのような木材は避けたいので、なるべく新しい木材が入荷したタイミングを狙って購入するようにしてください。ホームセンターによっては “半外状態” に木材が陳列されていて反りなどが酷いところもあるので、木材の陳列・保管状態にも注目することも重要です。

選別のチェックポイントは “反り” “割れ” は勿論の事、“節” “ヤニ” もです。節は反りの原因にもなりますし抜けてしまったりもします。ヤニは塗装時に厄介な障害になるので注意が必要です。

集成材などの板材は “反り” “へこみ” “真っ直ぐ製材されているか”をチェックします。比較的反りが出ているものは少ないですが、へこみの有無や寸法どうりの製材がされているかは後の制作に影響が出ます。

ホームセンターの木材売り場で “KD材” と表記されたものを見たことありませんか?KD材とは “人工乾燥した材” の事です。それに対し “AD材”(天然乾燥した材)や  “グリーン材”(天然乾燥が不十分な材)があります。表記はしてないことが多いですが “グリーン材” はホームセンターでも販売されており、含水率の高い材で反り・割れが起こりやすいので購入・使用時には注意が必要です。

 

まとめ。

いかがでしたか?

今回は木材の “反り・割れ” の原因と防止法について説明いたしました。

木材の特性を理解し、対応できる技術を身に付けていければいい物が作れると思います。

木材選びや制作の際に参考にしてみてくださいね。

 

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