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木材

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木材は、樹木やその他の木本植物のや根に見られる多孔質で繊維状の構造組織です。それは、有機材料 、天然-合成セルロース張力の強いとに埋め込まれた繊維マトリックスリグニンレジスト圧縮こと。木材は、木の幹の二次木部としてのみ定義されることもあり[1]、または木の根や低木のような他の場所に同じタイプの組織を含むように、より広く定義されます。[要出典]生きている木では、それはサポート機能を実行し、木本植物が大きく成長したり、自立したりすることを可能にします。また、他の成長組織、および根の間で水と栄養素運びます。木材は、同等の特性を持つ他の植物材料、および木材、または木材チップまたは繊維から設計された材料を指す場合もあります。

木材は何千年もの間、燃料建設資材道具武器家具紙の製造に使用されてきました。最近では、精製セルロースとその誘導体(セロハン酢酸セルロースなど)を製造するための原料として登場しました

2005年の時点で、世界中で増加している森林のストックは約4,340億立方メートルであり、その47%は商業用でした。[2]カーボンニュートラルな[要出典]再生可能資源が豊富にあるため、木質材料は再生可能エネルギー源として大きな関心を集めています。1991年には約35億立方メートルの木材が収穫されました。主な用途は、家具や建物の建設でした。[3]

歴史

カナダニューブランズウィック2011年に発見された結果、約3億9500万年から4億年前に、最も初期に知られている植物が木を育てました[4] [5]

木材は放射性炭素年代測定によって、また一部の種では年輪年代学によって年代測定され、木製の物体がいつ作成されたかを判断できます。

人々は何千年もの間、燃料として、または道具武器家具包装芸術作品を作るための建設資材としてなど、多くの目的で木材を使用してきました木を使った既知の建造物は1万年前にさかのぼります。ヨーロッパの新石器時代の長屋のような建物は、主に木でできていました。

最近の木材の使用は、建設に鋼と青銅を追加することによって強化されています。[6]

年輪の幅と同位体の存在量の年々の変動は、樹木が伐採されたときの一般的な気候の手がかり与えます。[7]

物理的特性

ダイアグラム二次成長ツリー理想的な垂直方向と水平方向のセクションを示します。成長期ごとに新しい木の層が追加され、茎、既存の枝、根が太くなり、年輪が形成されます。

成長リング

厳密な意味で、木材は、既存の木材と内側の樹皮の間に、茎全体、生きている枝、および根を包む新しい木質層の形成によって直径が大きくなるによって生み出されます。このプロセスは二次成長として知られています。これは、維管束形成層の細胞分裂、外側分裂組織、およびその後の新しい細胞の拡大の結果です。次に、これらの細胞は、主にセルロースヘミセルロース、およびリグニンで構成される、厚くなった二次細胞壁を形成します。

ニュージーランドのように4つの季節の違いが異なる場合、成長は離散的な年次または季節パターンで発生し、成長リングにつながる可能性があります。これらは通常、ログの最後に最もはっきりと表示されますが、他の表面にも表示されます。季節間の区別が年次である場合(シンガポールなどの赤道地域の場合のように)、これらの成長リングは年次リングと呼ばれます。季節差がほとんどない場合、成長リングは不明瞭または存在しない可能性があります。木の樹皮が特定の領域で除去された場合、植物が傷跡を大きくしすぎると、リングが変形する可能性があります。

年輪内に違いがある場合、年輪の中心に最も近く、成長が速い成長期の初期に形成される部分は、通常、より広い要素で構成されます。通常、リングの外側部分よりも色が薄く、アーリーウッドまたはスプリングウッドとして知られています。シーズン後半に形成される外側の部分は、レイトウッドまたはサマーウッドとして知られています。[8]ただし、木材の種類によって大きな違いがあります(下記参照)。木が野外や土壌の状態で一生成長する場合とサイトは変更されないままで、それは若者の中で最も急速な成長を遂げ、徐々に衰退します。一年生の成長の輪は何年もの間かなり広いですが、後でそれらはますます狭くなります。後続の各リングは、以前に形成された木材の外側に配置されるため、樹木が年々木材の生産を大幅に増加させない限り、トランクが広くなるにつれてリングは必然的に薄くなる必要があります。樹木が成熟するにつれ、樹冠はより開放的になり、年間の木材生産量は減少し、それによって成長リングの幅がさらに減少します。森林で育てられた木の場合、光と栄養を求めて闘う木の競争に大きく依存しているため、急速な成長と遅い成長の期間が交互に起こる可能性があります。サザンオークなどのいくつかの木、何百年もの間同じ幅のリングを維持します。しかし、全体として、木が直径が大きくなるにつれて、成長リングの幅は減少します。

結び目

木の幹の結び目

木が成長するにつれて、下の枝はしばしば死に、その根元は生い茂り、その後の幹材の層に囲まれ、結び目として知られる一種の欠陥を形成する可能性があります。枯れた枝は、その根元を除いて幹材に取り付けられていない可能性があり、木が板に切断された後に脱落する可能性があります。結び目は木材の技術的特性に影響を与え、通常は局所的な強度を低下させ、木目に沿って裂ける傾向を高めますが[要出典]、視覚効果に利用される場合があります。縦方向に切断された厚板では、結び目はほぼ円形の「固い」(通常は暗い)木片として表示され、その周りに木目があります。残りの木材の「流れ」(部品と再結合)。結び目内では、木材の方向(木目方向)は通常の木の木目方向と最大90度異なります。

木では、結び目は側枝の基部または休眠中の芽のいずれかです。結び目(側枝の基部の場合)は円錐形(したがって、ほぼ円形の断面)であり、枝が芽として形成されたときに植物の維管束形成層が位置していた茎の直径の点に内側の先端があります。

木材や構造用木材の等級付けでは、結び目は、その形、サイズ、健全性、および所定の位置に保持されている堅さによって分類されます。この堅さは、他の要因の中でも、取り付け茎が成長し続けている間に枝が死んでいた時間の長さによって影響を受けます。

垂直断面の木の結び目

結び目は、ひび割れや反り、作業のしやすさ、木材の劈開性に大きく影響します。それらは、強度が重要な考慮事項である構造目的のために木材を弱め、その価値を低下させる欠陥です。木材が木目に垂直な力および/または張力を受けた場合、木目に沿って荷重がかかったり、圧縮されたりする場合よりも、弱化効果がはるかに深刻になります。結び目が梁の強度に影響を与える程度それらの位置、サイズ、数、および状態によって異なります。上側の結び目は圧縮され、下側の結び目は張力を受けます。よくあることですが、結び目にシーズンチェックがある場合、この引張応力に対する抵抗はほとんどありません。ただし、小さな結び目は梁の中立面に沿って配置され、縦方向のせん断を防ぐことによって強度を高めることができますボードまたは厚板の結び目は、最も広い表面に対して直角に伸びている場合、害が最も少なくなります。ビームの端の近くで発生する結び目は、ビームを弱めません。どちらかの端からのビームの高さの4分の1の中央部分で発生する音の結び目は、重大な欠陥ではありません。

— サミュエル・J・レコード、木材の機械的特性[9]

結び目は必ずしも構造用木材の剛性に影響を与えるとは限りません。これはサイズと場所によって異なります。剛性と弾性強度は、局所的な欠陥よりも健全な木材に依存します。破壊強度は非常に欠陥の影響を受けやすいです。健全な結び目は、木目と平行に圧縮されたときに木材を弱めることはありません。

いくつかの装飾的な用途では、視覚的な興味を追加するために、結び目のある木材が望ましい場合があります。、鼻隠し板、ドアフレーム、家具など、木材が塗装されている用途では、木材に含まれる樹脂が、製造後数か月または数年もの間、結び目の表面に「ブリード」し続け、黄色で表示される場合があります。または茶色がかった汚れ。準備中に正しく塗布されたノットプライマーペイントまたは溶液(ノッティング)は、この問題を軽減するのに大いに役立つかもしれませんが、特に大量生産された窯乾燥木材ストックを使用する場合、完全に制御することは困難です。

心材と辺材

27の年間成長リング、淡い辺材、暗い心材、および(中央の暗いスポット)を示すイチイの枝のセクション暗い放射状の線は小さな結び目です。

心材(または硬膜[10])は、自然に発生する化学変換の結果として、腐敗に対してより耐性を持つようになった木材です。心材の形成は、自然発生的に発生する遺伝的にプログラムされたプロセスです。心材の形成中に木材が死ぬかどうかについては、腐敗した生物に化学的に反応する可能性があるため、ある程度の不確実性が存在しますが、1回だけです。[11]

心材という用語は、その位置のみに由来し、樹木にとって極めて重要なものではありません。これは、木が完全に腐敗した状態で成長できるという事実によって証明されています。いくつかの種は人生の非常に早い段階で心材を形成し始めるので、生きた辺材の薄い層しかありませんが、他の種では変化がゆっくりと起こります。薄い辺材は、ニセアカシアオーセージオレンジサッサフラスなどの種の特徴ですがカエデヒッコリーハックベリーブナ、松では、厚い辺材が一般的です。[12] 他のいくつかは心材を決して形成しません。

心材はしばしば生きている辺材と視覚的に区別され、境界が成長リングに従う傾向がある断面で区別することができます。たとえば、それは時々はるかに暗いです。しかし、腐敗や昆虫の侵入などの他のプロセスも、心材を形成しない木本植物であっても、木材を変色させる可能性があり、混乱を招く可能性があります。

材(またはアルバナム[13])は、より若く、最も外側の木材です。生えている木には木、生きている[14]を、その主要な機能は、から水を行うようにしているそして、葉に用意された埋蔵量を季節に応じて蓄え、還元します。しかし、水を伝導する能力が得られるまでに、すべての木部気管と血管は細胞質を失い、したがって細胞は機能的に死んでいます。木のすべての木材は、最初に辺材として形成されます。木が生む葉が多ければ多いほど、そしてその成長が活発になるほど、必要な辺材の量は多くなります。したがって、野外で急速に成長する樹木は、密林で成長する同種の木よりも、そのサイズの辺材が厚くなります。オープンで成長した(心材を形成する種の)樹木は、たとえば二次成長ヒッコリーやオープンで心材が形成され始める前に、直径30 cm(12インチ)以上のかなりのサイズになることがあります。成長した

成長リングを示すオークログの断面

年間成長の輪と辺材の量との間に明確な関係は存在しません。同じ種内では、辺材の断面積は樹冠のサイズに非常に大まかに比例します。リングが狭い場合は、広い場所よりも多くのリングが必要になります。木が大きくなるにつれて、辺材は必然的に薄くなるか、実質的に体積が増加する必要があります。辺材は、樹幹の上部の方が根元付近よりも比較的厚く、上部の年齢や直径が小さいためです。

木が非常に若いとき、それは完全ではないにしてもほとんど地面まで手足で覆われていますが、それが年をとるにつれて、それらのいくつかまたはすべては最終的に死に、壊れるか、または落ちます。その後の木材の成長は、スタブを完全に隠す可能性がありますが、それは結び目として残ります。丸太の外側がどれほど滑らかで透明であっても、中央付近は多少節があります。その結果、古い木の辺材、特に森林で育った木の辺材は、内側の心材よりも結び目がなくなります。木材のほとんどの用途では、結び目は木材を弱め、作業のしやすさやその他の特性を妨げる欠陥であるため、特定の辺材は、木の位置のために、一片よりも強い可能性があります。同じ木からの心材。

大きな木から切り取られたさまざまな木片は、特に木が大きくて成熟している場合は、明らかに異なる場合があります。いくつかの木では、木の寿命の後半に置かれた木は、以前に生産されたものよりも柔らかく、軽く、弱く、そしてより均一な質感ですが、他の樹木では、その逆が当てはまります。これは心材と辺材に対応する場合と対応しない場合があります。大きな丸太では、辺材は、それが成長した木の寿命のために、同じ丸太から同じように健全な心材に比べて、硬度強度、および靭性が劣る可能性があります。小さいツリーでは、その逆が当てはまる場合があります。

海岸レッドウッドは独特の赤です。

心材と辺材の間に明確な違いを示す種では、心材の自然な色は通常辺材の色よりも暗く、非常に頻繁にコントラストが目立ちます(上記のイチイのログのセクションを参照)。これは、心材の化学物質の堆積物によって生成されるため、劇的な色の変化は、心材と辺材の機械的特性に大きな違いがあることを意味しませんが、2つの間に顕著な生化学的違いがある場合があります。

非常に樹脂性のダイオウマツ標本でのいくつかの実験は、乾燥時に強度を増加させる樹脂のために、強度の増加を示しています。このような樹脂飽和心材は「ファットライター」と呼ばれています。ファットライターで作られた構造物は、腐敗やシロアリの影響をほとんど受けません。しかし、それらは非常に可燃性です。古いダイオウマツの切り株は、しばしば掘られ、小さな断片に分割され、火の火口として販売されます。このように掘られた切り株は、伐採されてから実際には1世紀以上残る可能性があります。粗樹脂を含浸させて乾燥させたトウヒも、それによって強度が大幅に向上します。

年輪の晩材は通常、早材よりも色が濃いため、この事実は、密度、したがって材料の硬度と強度を視覚的に判断する際に使用できます。これは特に針葉樹の場合に当てはまります。リングポーラスウッドでは、初期の木材の容器は、完成した表面では、密度の高い後期の木材よりも暗く見えることがよくありますが、心材の断面では、その逆が一般的に当てはまります。そうでなければ、木の色は強さを示すものではありません。

木材の異常な変色は、しばしば病状を示し、不健全さを示します。アメリカツガの黒いチェックは、昆虫の攻撃の結果です。ヒッコリーや他の特定の森でよく見られる赤茶色の縞は、主に鳥による怪我の結果です。変色は単に怪我の兆候であり、おそらくそれ自体が木材の特性に影響を与えることはありません。特定の腐敗菌は木材に特徴的な色を与え、それが弱さの兆候になります。ただし、このプロセスによって生成されるスパルティングとして知られる魅力的な効果は、多くの場合、望ましい特性と見なされます。通常の樹液の染みは真菌の増殖によるものですが、必ずしも弱体化効果をもたらすとは限りません。

含水量

水は、次の3つの場所で生きている木材に発生します。

  • 中に細胞壁
  • 原形質の内容細胞
  • 細胞の空洞や空間、特に木部の自由水として

心材では、最初と最後の形でのみ発生します。完全に風乾された木材は、細胞壁に水分の8〜16%を保持し、他の形態ではまったく、または実質的にまったく保持しません。オーブンで乾燥させた木材でさえ、わずかな割合の水分を保持しますが、化学的目的を除いて、完全に乾燥していると見なすことができます。

木材に対する含水量の一般的な影響は、それをより柔らかくしなやかにすることです。同様の効果は、ローハイド、紙、または布に対する水の軟化作用でも発生します。特定の制限内では、水分含有量が多いほど、その軟化効果が大きくなります。

乾燥すると、特に小さな標本で、木材の強度が明らかに向上します。極端な例は、断面が5 cmの完全に乾燥したトウヒのブロックの場合です。これは、同じサイズの緑色の(乾燥していない)ブロックの4倍の永久荷重に耐えます。

The greatest strength increase due to drying is in the ultimate crushing strength, and strength at elastic limit in endwise compression; these are followed by the modulus of rupture, and stress at elastic limit in cross-bending, while the modulus of elasticity is least affected.[9]

Structure

Magnified cross-section of black walnut, showing the vessels, rays (white lines) and annual rings: this is intermediate between diffuse-porous and ring-porous, with vessel size declining gradually

木材はある異種吸湿性携帯および異方性材料。細胞で構成され、細胞壁はリグニン(15〜30%)を含浸させたセルロース(40〜50%)とヘミセルロース(15〜25%)のミクロフィブリルで構成されています。[15]

針葉樹または針葉樹の種では、木材の細胞はほとんどが気管であり、その結果、材料はほとんどの広葉樹よりも構造がはるかに均一です。たとえば、オークやアッシュで非常に目立つように、針葉樹には血管(「細孔」)はありません。

広葉樹の構造はもっと複雑です。[16]水伝導能力は主にによって処理されます:ある場合(オーク、栗、灰)、これらは非常に大きくてはっきりしています、他の場合(バックアイポプラヤナギ)は小さすぎてハンドレンズなしでは見ることができません。そのような木材を議論する際には、それらをリング多孔性拡散多孔性の2つの大きなクラスに分けるのが通例です。[17]

灰、ニセアカシアカタルパ、栗、ニレ、ヒッコリー、、オークなどの年輪多孔質種で[17]、より大きな血管または細孔(血管の断面と呼ばれる)は、春に年輪が形成され、多かれ少なかれ開いた多孔質組織の領域が形成されます。夏に生産されるリングの残りの部分は、より小さな容器とはるかに多くの木質繊維で構成されています。これらの繊維は木材に強度と靭性を与える要素であり、容器は弱さの原因です。[要出典]

拡散多孔質木材では、水伝導能力がバンドまたは列に集められるのではなく、年輪全体に分散されるように、細孔は均一なサイズになっています。木材のこの種の例は、ハンノキ[17] バスウッド[18] バーチ[17]トチノキ、カエデ、ヤナギ、およびポプラのようなポプラ、ハコヤナギおよびポプラなどの種。[17]クルミサクランボなどの一部の種は、2つのクラスの境界にあり、中間グループを形成しています。[18]

アーリーウッドとレイトウッド

針葉樹で

針葉樹のアーリーウッドとレイトウッド。放射状のビュー、ロッキーマウンテンダグラススギの間隔が狭い成長リング

温帯針葉樹では、多くの場合、晩材と早材の間に顕著な違いがあります。晩材は、シーズンの初めに形成されたものよりも密度が高くなります。顕微鏡で調べると、密な晩材の細胞は壁が非常に厚く、細胞の空洞が非常に小さいのに対し、季節に最初に形成された細胞は壁が薄く、細胞の空洞が大きいことがわかります。強度は、空洞ではなく壁にあります。したがって、晩材の割合が多いほど、密度と強度が高くなります。強度や剛性が重要な考慮事項である松の部分を選択する際に観察する主なことは、早材と晩材の比較量です。リングの幅は、リング内の晩材の比率と性質ほど重要ではありません。

If a heavy piece of pine is compared with a lightweight piece it will be seen at once that the heavier one contains a larger proportion of latewood than the other, and is therefore showing more clearly demarcated growth rings. In white pines there is not much contrast between the different parts of the ring, and as a result the wood is very uniform in texture and is easy to work. In hard pines, on the other hand, the latewood is very dense and is deep-colored, presenting a very decided contrast to the soft, straw-colored earlywood.

重要なのは、晩材の割合だけでなく、その品質でもあります。レイトウッドの割合が非常に高い標本では、レイトウッドの含有量が少ない部分では、レイトウッドよりも著しく多孔性であり、重量がかなり軽い場合があります。目視検査により、比較密度、したがってある程度の強度を判断できます。

早生樹と晩生樹の形成を決定する正確なメカニズムについては、まだ十分な説明ができていません。いくつかの要因が関係している可能性があります。針葉樹では、少なくとも、成長速度だけではリングの2つの部分の比率は決まりません。成長の遅い木材は非常に硬くて重い場合もあれば、その逆の場合もあります。樹木が生える場所の質は、形成される木材の性質に間違いなく影響しますが、それを管理する規則を策定することはできません。しかし、一般的に、強度や作業のしやすさが重要な場合は、中程度から遅い成長の木材を選択する必要があると言えます。

リング多孔質の森で

Fraxinus excelsiorのリングポーラスウッド(アッシュ)のアーリーウッドとレイトウッド; 接線方向のビュー、広い成長リング

リングポーラスウッドでは、シーズンの初めに形成された大きな細孔が前年のより密度の高い組織に隣接するため、各シーズンの成長は常に明確に定義されています。

リングポーラス広葉樹の場合、木材の成長速度とその特性の間にはかなり明確な関係があるようです。これは、成長が速いほど、または成長の輪が広いほど、木材は重く、硬く、強く、硬くなるという一般的な声明に簡単に要約できます。これは覚えておく必要があり、オーク、アッシュ、ヒッコリーなどの同じグループのリングポーラス木材にのみ適用され、もちろん、いくつかの例外と制限があります。

成長の良いリングポーラス材では、通常、厚肉で強度を与える繊維が最も豊富な晩材です。リングの幅が狭くなると、この晩材は減少し、成長が非常に遅いため、薄壁の血管と木の実質からなる比較的軽い多孔質の木材が生成されます。良いオークでは、アーリーウッドのこれらの大きな容器は丸太の体積の6〜10%を占めますが、劣った材料では25%以上を占める場合があります。良いオークの晩材は濃い色でしっかりしていて、ほとんどが厚肉の繊維で構成されており、木材の半分以上を形成しています。劣ったオークでは、この晩材は量と質の両方で大幅に減少しています。このような変動は、主に成長率の結果です。

広葉樹は、古い木を取り除いた後のオープンスタンドでの若い木材の成長が、閉鎖林の樹木よりも速く、強度のある製品の製造であるため、「二次成長」と呼ばれることがよくあります。そのような「二次成長」広葉樹材料のような重要な考慮事項が好ましい。これは、ハンドルとスポークにヒッコリーを選択する場合に特に当てはまります。ここでは、強度だけでなく、靭性と弾力性も重要です。[9]

米国森林局によるヒッコリーの一連のテストの結果は、次のことを示しています。

「作業または耐衝撃性は、1インチあたり5〜14リング(リングの厚さ1.8〜5 mm)の幅の広い木材で最大であり、1インチあたり14〜38リング(リングの厚さ0.7〜1.8 mm)でほぼ一定です。 )、1インチあたり38から47リング(リングの厚さ0.5〜0.7 mm)に急速に減少します。最大荷重での強度は、最も急速に成長する木材ではそれほど大きくありません。1インチあたり14から20リングで最大になります(リングの厚さは1.3〜1.8 mm)であり、木材のリングが密になるにつれて再び少なくなります。自然な推論では、一流の機械的価値のある木材は1インチあたり5〜20リング(リングの厚さ1.3〜5 mm)を示します。成長が遅いと在庫が少なくなるため、ヒッコリーの検査官または購入者は、1インチあたり20個を超えるリング(1.3 mm未満のリング)を持つ木材を区別する必要があります。ただし、例外があります。乾燥した状況での通常の成長の場合、成長の遅い材料は強くて丈夫かもしれません。」[19]

栗の木の品質に対する成長率の影響は、次のように同じ当局によって要約されています。

「リングが広いと、春の木から夏の木への移行は緩やかになりますが、狭いリングでは、春の木は突然夏の木に移ります。春の木の幅は変化しますが、年次リングの幅によってほとんど変化しません。年輪の狭小化は常に夏材を犠牲にしていること。夏材の細い容器は、幅広の容器で構成された春材よりも木材が豊富であるため、幅広の輪を持つ急速に成長する標本細い輪のある成長の遅い木よりも多くの木質を持っています。木質が多いほど重量が大きくなり、重量が大きいほど木材が強くなるため、幅の広い輪の栗は細い輪の栗よりも強い木材を持っている必要があります。これは、もやし(常に幅の広い輪がある)は、直径がゆっくりと成長する栗の苗よりも、より良く、より強い木材を生み出すという一般に認められた見解と一致しています。」[19]

拡散多孔質木材

拡散多孔質材では、リング間の境界が必ずしも明確であるとは限らず、場合によっては、肉眼ではほとんど(完全ではないにしても)見えません。逆に、明確な境界がある場合、年輪内の構造に目立った違いはないかもしれません。

すでに述べたように、拡散多孔質木材では、容器または細孔は均一なサイズであるため、水伝導能力は、初期の木材に集められるのではなく、リング全体に分散されます。したがって、成長速度の影響は、リングポーラス材の場合と同じではなく、針葉樹の状態に近づきます。一般に、中程度の成長のそのような木材は、非常に急速にまたは非常にゆっくりと成長するときよりも強い材料を提供すると言うことができる。木材の多くの用途では、総強度は主な考慮事項ではありません。作業のしやすさを重視する場合は、テクスチャの均一性と木目の真直度を考慮して木材を選択する必要があります。これは、ほとんどの場合、ある季節の成長の後期木材と次の季節の初期木材のコントラストがほとんどない場合に発生します。

単子葉植物

ジャワの単子葉植物であるココナッツパームの。この観点から、これらは双子葉植物針葉樹の幹とあまり変わらないように見えます

全体的な取り扱い特性が通常の「双子葉植物」または針葉樹に似ている構造材料は、多くの単子葉植物によって生産されており、これらは口語的には木材とも呼ばれます。これらのうち、植物学的には草の家族の一員である竹は、かなりの経済的重要性を持っており、より大きな稈は、建築および建設材料として、そして人工床材、パネルおよびベニヤの製造に広く使用されています。しばしば木材と呼ばれる材料を生産する別の主要な植物グループは手のひらです。Pandanus DracaenaCordylineなどの植物はそれほど重要ではありません これらすべての材料で、加工された原材料の構造と組成は通常の木材とはかなり異なります。

比重

The single most revealing property of wood as an indicator of wood quality is specific gravity (Timell 1986),[20] as both pulp yield and lumber strength are determined by it. Specific gravity is the ratio of the mass of a substance to the mass of an equal volume of water; density is the ratio of a mass of a quantity of a substance to the volume of that quantity and is expressed in mass per unit substance, e.g., grams per milliliter (g/cm3 or g/ml). The terms are essentially equivalent as long as the metric system is used. Upon drying, wood shrinks and its density increases. Minimum values are associated with green (water-saturated) wood and are referred to as basic specific gravity (Timell 1986).[20]

Wood density

木材の密度は、複数の成長と生理学的要因が「1つのかなり簡単に測定できる木材の特性」に組み込まれることによって決定されます(Elliott1970)。[21]

年齢、直径、高さ、放射状(幹)の成長、地理的位置、場所と成長条件、造林処理、および種子源はすべて、ある程度木材密度に影響を与えます。変動が予想されます。個々の樹木内では、木材密度の変動は、多くの場合、異なる樹木間の変動と同じか、それよりも大きくなります(Timell1986)。[20]内の比重の変動膠灰ツリーのは水平または垂直方向に発生する可能性があります。

表形式の物理的特性

次の表は、竹を含む木材および製材植物種の機械的特性を示しています。

木材の特性:[22] [23]

一般名学名水分含量密度(kg / m 3圧縮強度(メガパスカル)曲げ強度(メガパスカル)
レッドオルダーアルヌスルブラ37020.445
レッドオルダーアルヌスルブラ12.00%41040.168
ブラックアッシュFraxinus nigra45015.941
ブラックアッシュFraxinus nigra12.00%49041.287
ブルーアッシュFraxinus quadrangulata53024.866
ブルーアッシュFraxinus quadrangulata12.00%58048.195
グリーンアッシュFraxinus pennsylvanica5302966
グリーンアッシュFraxinus pennsylvanica12.00%56048.897
オレゴンアッシュFraxinus latifolia50024.252
オレゴンアッシュFraxinus latifolia12.00%55041.688
ホワイトアッシュFraxinus americana55027.566
ホワイトアッシュFraxinus americana12.00%60051.1103
ビッグトゥースアスペンポプラgrandidentata36017.237
ビッグトゥースアスペンポプラgrandidentata12.00%39036.563
カロリナポプラポプラトレムロイデス35014.835
カロリナポプラポプラトレムロイデス12.00%38029.358
アメリカンバスウッドティリアアメリカーナ32015.334
アメリカンバスウッドティリアアメリカーナ12.00%37032.660
アメリカブナアメリカブナ56024.559
アメリカブナアメリカブナ12.00%64050.3103
ペーパーバーチBetula papyrifera48016.344
ペーパーバーチBetula papyrifera12.00%55039.285
アメリカミズメBetula lenta60025.865
アメリカミズメBetula lenta12.00%65058.9117
イエローバーチBetula alleghaniensis55023.357
イエローバーチBetula alleghaniensis12.00%62056.3114
バターナッツクルミシネレア36016.737
バターナッツクルミシネレア12.00%38036.256
ブラックチェリーPrunusserotina47024.455
ブラッハチェリーPrunusserotina12.00%5004985
アメリカグリCastanea dentata4001739
アメリカグリCastanea dentata12.00%43036.759
バルサムポプラコットンウッドポプラバルサムポプラ31011.727
バルサムポプラコットンウッドポプラバルサムポプラ12.00%34027.747
ブラックコットンウッドポプラtrichocarpa31015.234
ブラックコットンウッドポプラtrichocarpa12.00%3503159
イースタンコットンウッドPopulus deltoides37015.737
イースタンコットンウッドPopulus deltoides12.00%40033.959
アメリカニレウルムスアメリカーナ46020.150
アメリカニレウルムスアメリカーナ12.00%50038.181
ロックエルムUlmus thomasii57026.166
ロックエルムUlmus thomasii12.00%63048.6102
アカニレウルムスルブラ48022.955
アカニレウルムスルブラ12.00%53043.990
エノキセルティスオクシデンタリス49018.345
エノキセルティスオクシデンタリス12.00%53037.576
ビターナッツヒッコリーCaryacordiformis60031.571
ビターナッツヒッコリーCaryacordiformis12.00%66062.3118
ナツメグヒッコリーCarya myristiciformis56027.463
ナツメグヒッコリーCarya myristiciformis12.00%60047.6114
ピーカンヒッコリーCarya illinoinensis60027.568
ピーカンヒッコリーCarya illinoinensis12.00%66054.194
ウォーターヒッコリーCarya aquatica61032.174
ウォーターヒッコリーCarya aquatica12.00%62059.3123
モッカーナッツヒッコリーCarya tomentosa64030.977
モッカーナッツヒッコリーCarya tomentosa12.00%72061.6132
ピグナッツヒッコリーカリヤグラブラ66033.281
ピグナッツヒッコリーカリヤグラブラ12.00%75063.4139
シャグバークヒッコリーCarya ovata64031.676
シャグバークヒッコリーCarya ovata12.00%72063.5139
シェルバークヒッコリーCarya laciniosa6202772
シェルバークヒッコリーCarya laciniosa12.00%69055.2125
ハニーローカストGleditsia triacanthos60030.570
ハニーローカストGleditsia triacanthos12.00%60051.7101
ニセアカシアニセアカシア66046.995
ニセアカシアニセアカシア12.00%69070.2134
キュウリの木マグノリアマグノリアアクミナタ44021.651
キュウリの木マグノリアマグノリアアクミナタ12.00%48043.585
タイサンボクマグノリアグランディフローラ46018.647
タイサンボクマグノリアグランディフローラ12.00%50037.677
ヒロハカエデヒロハカエデ44022.351
ヒロハカエデヒロハカエデ12.00%4804174
ブラックメープルクロカエデ52022.554
ブラックメープルクロカエデ12.00%57046.192
レッドメープルアメリカハナノキ49022.653
レッドメープルアメリカハナノキ12.00%54045.192
シルバーメープルエイサーサッカリナム44017.240
シルバーメープルエイサーサッカリナム12.00%4703661
サトウカエデエイサーサトウカエデ56027.765
サトウカエデエイサーサトウカエデ12.00%63054109
ブラックレッドオークQuercus velutina56023.957
ブラックレッドオークQuercus velutina12.00%6104596
チェリーバークレッドオークコナラの塔61031.974
チェリーバークレッドオークコナラの塔12.00%68060.3125
ローレルレッドオークQuercus hemisphaerica56021.954
ローレルレッドオークQuercus hemisphaerica12.00%63048.187
ノーザンレッドオークアカガシワ56023.757
ノーザンレッドオークアカガシワ12.00%63046.699
ピンレッドオークQuercus palustris58025.457
ピンレッドオークQuercus palustris12.00%6304797
スカーレットレッドオークQuercus coccinea60028.272
スカーレットレッドオークQuercus coccinea12.00%67057.4120
サザンレッドオークQuercus falcata52020.948
サザンレッドオークQuercus falcata12.00%5904275
ウォーターレッドオークコナラニグラ56025.861
ウォーターレッドオークコナラニグラ12.00%63046.7106
ウィローレッドオークQuercus phellos56020.751
ウィローレッドオークQuercus phellos12.00%69048.5100
バーホワイトオークQuercus macrocarpa58022.750
バーホワイトオークQuercus macrocarpa12.00%64041.871
栗のホワイトオークコナラモンタナ57024.355
栗のホワイトオークコナラモンタナ12.00%66047.192
ライブホワイトオークQuercus virginiana80037.482
ライブホワイトオークQuercus virginiana12.00%88061.4127
オーバーカップホワイトオークQuercus lyrata57023.255
オーバーカップホワイトオークQuercus lyrata12.00%63042.787
ポストホワイトオークQuercus stellata6002456
ポストホワイトオークQuercus stellata12.00%67045.391
スワンプチェストナットホワイトオークQuercus michauxii60024.459
スワンプチェストナットホワイトオークQuercus michauxii12.00%67050.196
スワンプホワイトオークコナラバイカラー64030.168
スワンプホワイトオークコナラバイカラー12.00%72059.3122
ホワイトオークコナラアルバ60024.557
ホワイトオークコナラアルバ12.00%68051.3105
サッサフラスサッサフラスアルビダム42018.841
サッサフラスサッサフラスアルビダム12.00%46032.862
Liquidambar styraciflua4602149
Liquidambar styraciflua12.00%52043.686
アメリカスズカケノキプラタナスオクシデンタリス46020.145
アメリカスズカケノキプラタナスオクシデンタリス12.00%49037.169
タノアックNotholithocarpus densiflorus58032.172
タノアックNotholithocarpus densiflorus12.00%58032.172
ヌマミズキヌマミズキ4602148
ヌマミズキヌマミズキ12.00%50038.166
ヌマミズキNyssa aquatica46023.250
ヌマミズキNyssa aquatica12.00%50040.866
黒クルミクルミニグラ51029.666
黒クルミクルミニグラ12.00%55052.3101
ブラックウィローサリックスニグラ36014.133
ブラックウィローサリックスニグラ12.00%39028.354
イエローポプラLiriodendron tulipifera40018.341
イエローポプラLiriodendron tulipifera12.00%42038.270
ラクウショウTaxodium distichum42024.746
ラクウショウTaxodium distichum12.00%46043.973
アトランティックホワイトシダーChamaecyparis thyoides31016.532
アトランティックホワイトシダーChamaecyparis thyoides12.00%32032.447
エンピツビャクシンジュニペラスvirginiana44024.648
エンピツビャクシンジュニペラスvirginiana12.00%47041.561
香杉Calocedrus decurrens35021.743
香杉Calocedrus decurrens12.00%37035.955
ノーザンホワイトシダーThuja occidentalis29013.729
ノーザンホワイトシダーThuja occidentalis12.00%31027.345
ポートオーフォードシダーChamaecyparislawsoniana39021.645
ポートオーフォードシダーChamaecyparislawsoniana12.00%43043.188
ウエスタンレッドシダーThuja plicata31019.135.9
ウエスタンレッドシダーThuja plicata12.00%32031.451.7
イエローシーダーイトスギnootkatensis4202144
イエローシーダーイトスギnootkatensis12.00%44043.577
コーストダグラスファーPseudotsuga menziesiivar。menziesii45026.153
コーストダグラスファーPseudotsuga menziesiivar。menziesii12.00%48049.985
インテリアウエストダグラスファーPseudotsuga Menziesii46026.753
インテリアウエストダグラスファーPseudotsuga Menziesii12.00%50051.287
インテリアノースダグラスファーPseudotsuga menziesiivar。グラウカ45023.951
インテリアノースダグラスファーPseudotsuga menziesiivar。グラウカ12.00%48047.690
インテリアサウスダグラスファーPseudotsugalindleyana43021.447
インテリアサウスダグラスファーPseudotsugalindleyana12.00%4604382
バルサムモミアビーバルサムモミ33018.138
バルサムモミアビーバルサムモミ12.00%35036.463
カリフォルニアレッドファーアビーズマグニフィカ3601940
カリフォルニアレッドファーアビーズマグニフィカ12.00%38037.672.4
グランディスモミアビスグランディス35020.340
グランディスモミアビスグランディス12.00%37036.561.4
ノーブルモミAbies procera37020.843
ノーブルモミAbies procera12.00%39042.174
パシフィックシルバーファーアビエスアマビリス40021.644
パシフィックシルバーファーアビエスアマビリス12.00%43044.275
亜高山帯のモミAbies lasiocarpa31015.934
亜高山帯のモミAbies lasiocarpa12.00%32033.559
コロラドモミコロラドモミの同色3702041
コロラドモミコロラドモミの同色12.00%3904068
カナダツガツガカナデンシス38021.244
カナダツガツガカナデンシス12.00%40037.361
マウンテンヘムロックツガメルテンシアナ42019.943
マウンテンヘムロックツガメルテンシアナ12.00%45044.479
アメリカツガツガツガ42023.246
アメリカツガツガツガ12.00%4504978
西カラマツカラマツoccidentalis48025.953
西カラマツカラマツoccidentalis12.00%52052.590
ストローブマツストローブマツ34016.834
ストローブマツストローブマツ12.00%35033.159
バンクスマツバンクスマツ40020.341
バンクスマツバンクスマツ12.00%4303968
テーダマツテーダマツ47024.250
テーダマツテーダマツ12.00%51049.288
ロッジポールパインマツcontorta3801838
ロッジポールパインマツcontorta12.00%4103765
Longleaf PinePinus palustrisGreen54029.859
Longleaf PinePinus palustris12.00%59058.4100
Pitch PinePinus rigidaGreen47020.347
Pitch PinePinus rigida12.00%5204174
Pond PinePinus serotinaGreen51025.251
Pond PinePinus serotina12.00%5605280
Ponderosa PinePinus ponderosaGreen38016.935
Ponderosa PinePinus ponderosa12.00%40036.765
Red PinePinus resinosaGreen41018.840
Red PinePinus resinosa12.00%46041.976
Sand PinePinus clausaGreen46023.752
Sand PinePinus clausa12.00%48047.780
Shortleaf PinePinus echinataGreen47024.351
Shortleaf PinePinus echinata12.00%51050.190
Slash PinePinus elliottiiGreen54026.360
Slash PinePinus elliottii12.00%59056.1112
Spruce PinePinus glabraGreen41019.641
Spruce PinePinus glabra12.00%4403972
Sugar PinePinus lambertianaGreen3401734
Sugar PinePinus lambertiana12.00%36030.857
Virginia PinePinus virginianaGreen45023.650
Virginia PinePinus virginiana12.00%48046.390
Western White PinePinus monticolaGreen36016.832
Western White PinePinus monticola12.00%38034.767
Redwood Old GrowthSequoia sempervirensGreen3802952
Redwood Old GrowthSequoia sempervirens12.00%40042.469
Redwood New GrowthSequoia sempervirensGreen34021.441
Redwood New GrowthSequoia sempervirens12.00%3503654
Black SprucePicea marianaGreen38019.642
Black SprucePicea mariana12.00%46041.174
Engelmann SprucePicea engelmanniiGreen3301532
Engelmann SprucePicea engelmannii12.00%35030.964
Red SprucePicea rubensGreen37018.841
Red SprucePicea rubens12.00%40038.274
Sitka SprucePicea sitchensisGreen33016.234
Sitka SprucePicea sitchensis12.00%36035.765
White SprucePicea glaucaGreen37017.739
White SprucePicea glauca12.00%40037.768
Tamarack Spruceカラマツlaricina4902450
タマラックスプルースカラマツlaricina12.00%53049.480

竹の特性:[24] [23]

一般名学名水分含量密度(kg / m 3圧縮強度(メガパスカル)曲げ強度(メガパスカル)
バルク禁止バンブサバルクーア4573.7
バルク禁止バンブサバルクーア風乾54.1581.1
バルク禁止バンブサバルクーア8.582069151
インドのとげのある竹バンブサバンボ9.571061143
インドのとげのある竹バンブサバンボ43.0537.15
うなずく竹バンブサヌタン88907552.9
うなずく竹バンブサヌタン874652.4
うなずく竹バンブサヌタン128567.5
うなずく竹バンブサヌタン88.344.788
うなずく竹バンブサヌタン1447.9216
竹の塊Bambusa pervariabilis45.8
竹の塊Bambusa pervariabilis57980
竹の塊Bambusa pervariabilis203537
ビルマの竹バンブサポリモルファ95.132.128.3
ホウライチク属spinosa風乾5751.77
インドの材木竹バンブサトゥルダ73.640.751.1
インドの材木竹バンブサトゥルダ11.96866.7
インドの材木竹バンブサトゥルダ8.691079194
ドラゴンバンブーデンドロカラムスギガンテウス874070193
ハミルトンの竹Dendrocalamus hamiltonii8.55907089
白い竹Dendrocalamus membranaceus10240.526.3
String BambooGigantochloa apus54.324.1102
String BambooGigantochloa apus15.137.9587.5
Java Black BambooGigantochloa atroviolacea5423.892.3
Java Black BambooGigantochloa atroviolacea1535.794.1
Giant AtterGigantochloa atter72.326.498
Giant AtterGigantochloa atter14.431.95122.7
Gigantochloa macrostachya896071154
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia4253.5
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia63.6144.8
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia86.346
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia77.582
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia155687
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia63.3
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia28
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia56.2
American Narrow-Leaved BambooGuadua angustifolia38
Berry BambooMelocanna baccifera12.869.957.6
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides51
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides873063
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides6444
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides6140
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides971
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides974
Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides1254
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis44.6
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis7567
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis1571
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis6108
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis0.2147
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis511751
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis304455
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis12.560360.3
Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis10.353083
Early BambooPhyllostachys praecox28.582779.3
OliveriThyrsostachys oliveri5346.961.9
OliveriThyrsostachys oliveri7.85890

Hard versus soft

It is common to classify wood as either softwood or hardwood. The wood from conifers (e.g. pine) is called softwood, and the wood from dicotyledons (usually broad-leaved trees, e.g. oak) is called hardwood. These names are a bit misleading, as hardwoods are not necessarily hard, and softwoods are not necessarily soft. The well-known balsa (a hardwood) is actually softer than any commercial softwood. Conversely, some softwoods (e.g. yew) are harder than many hardwoods.

There is a strong relationship between the properties of wood and the properties of the particular tree that yielded it.[citation needed] The density of wood varies with species. The density of a wood correlates with its strength (mechanical properties). For example, mahogany is a medium-dense hardwood that is excellent for fine furniture crafting, whereas balsa is light, making it useful for model building. One of the densest woods is black ironwood.

Chemistry

Chemical structure of lignin, which makes up about 25% of wood dry matter and is responsible for many of its properties.

The chemical composition of wood varies from species to species, but is approximately 50% carbon, 42% oxygen, 6% hydrogen, 1% nitrogen, and 1% other elements (mainly calcium, potassium, sodium, magnesium, iron, and manganese) by weight.[25] Wood also contains sulfur, chlorine, silicon, phosphorus, and other elements in small quantity.

Aside from water, wood has three main components. Cellulose, a crystalline polymer derived from glucose, constitutes about 41–43%. Next in abundance is hemicellulose, which is around 20% in deciduous trees but near 30% in conifers. It is mainly five-carbon sugars that are linked in an irregular manner, in contrast to the cellulose. Lignin is the third component at around 27% in coniferous wood vs. 23% in deciduous trees. Lignin confers the hydrophobic properties reflecting the fact that it is based on aromatic rings. These three components are interwoven, and direct covalent linkages exist between the lignin and the hemicellulose. A major focus of the paper industry is the separation of the lignin from the cellulose, from which paper is made.

In chemical terms, the difference between hardwood and softwood is reflected in the composition of the constituent lignin. Hardwood lignin is primarily derived from sinapyl alcohol and coniferyl alcohol. Softwood lignin is mainly derived from coniferyl alcohol.[26]

Extractives

Aside from the structural polymers, i.e. cellulose, hemicellulose and lignin (lignocellulose), wood contains a large variety of non-structural constituents, composed of low molecular weight organic compounds, called extractives. These compounds are present in the extracellular space and can be extracted from the wood using different neutral solvents, such as acetone.[27] Analogous content is present in the so-called exudate produced by trees in response to mechanical damage or after being attacked by insects or fungi.[28] Unlike the structural constituents, the composition of extractives varies over wide ranges and depends on many factors.[29] The amount and composition of extractives differs between tree species, various parts of the same tree, and depends on genetic factors and growth conditions, such as climate and geography.[27] For example, slower growing trees and higher parts of trees have higher content of extractives. Generally, the softwood is richer in extractives than the hardwood. Their concentration increases from the cambium to the pith. Barks and branches also contain extractives. Although extractives represent a small fraction of the wood content, usually less than 10%, they are extraordinarily diverse and thus characterize the chemistry of the wood species.[30] Most extractives are secondary metabolites and some of them serve as precursors to other chemicals. Wood extractives display different activities, some of them are produced in response to wounds, and some of them participate in natural defense against insects and fungi.[31]

Forchem tall oil refinery in Rauma, Finland.

These compounds contribute to various physical and chemical properties of the wood, such as wood color, fragnance, durability, acoustic properties, hygroscopicity, adhesion, and drying.[30] Considering these impacts, wood extractives also affect the properties of pulp and paper, and importantly cause many problems in paper industry. Some extractives are surface-active substances and unavoidably affect the surface properties of paper, such as water adsorption, friction and strength.[27] Lipophilic extractives often give rise to sticky deposits during kraft pulping and may leave spots on paper. Extractives also account for paper smell, which is important when making food contact materials.

Most wood extractives are lipophilic and only a little part is water-soluble.[28] The lipophilic portion of extractives, which is collectively referred as wood resin, contains fats and fatty acids, sterols and steryl esters, terpenes, terpenoids, resin acids, and waxes.[32] The heating of resin, i.e. distillation, vaporizes the volatile terpenes and leaves the solid component – rosin. The concentrated liquid of volatile compounds extracted during steam distillation is called essential oil. Distillation of oleoresin obtained from many pines provides rosin and turpentine.[33]

Most extractives can be categorized into three groups: aliphatic compounds, terpenes and phenolic compounds.[27] The latter are more water-soluble and usually are absent in the resin.

  • Aliphatic compounds include fatty acids, fatty alcohols and their esters with glycerol, fatty alcohols (waxes) and sterols (steryl esters). Hydrocarbons, such as alkanes, are also present in the wood. Suberin is a polyester, made of suberin acids and glycerol, mainly found in barks. Fats serve as a source of energy for the wood cells.[28] The most common wood sterol is sitosterol. However, sitostanol, citrostadienol, campesterol and cholesterol are also observed both in the hardwood and softwood, although in low quantities.[27]
  • The main terpenes occurring in the softwood include mono-, sesqui- and diterpenes.[28] Meanwhile, the terpene composition of the hardwood is considerably different, consisting of triterpenoids, polyprenols and other higher terpenes. Examples of mono-, di- and sesquiterpenes are α- and β-pinenes, 3-carene, β-myrcene, limonene, thujaplicins, α- and β-phellandrenes, α-muurolene, δ-cadinene, α- and δ-cadinols, α- and β-cedrenes, juniperol, longifolene, cis-abienol, borneol, pinifolic acid, nootkatin, chanootin, phytol, geranyl-linalool, β-epimanool, manoyloxide, pimaral and pimarol. Resin acids are usually tricyclic terpenoids, examples of which are pimaric acid, sandaracopimaric acid, isopimaric acid, abietic acid, levopimaric acid, palustric acid, neoabietic acid and dehydroabietic acid. Bicyclic resin acids are also found, such as lambertianic acid, communic acid, mercusic acid and secodehydroabietic acid. Cycloartenol, betulin and squalene are triterpenoids purified from hardwood. Examples of wood polyterpenes are rubber (cis-polypren), gutta percha (trans-polypren), gutta-balatá (trans-polypren) and betulaprenols (acyclic polyterpenoids).[27][28] The mono- and sesquiterpenes of the softwood are responsible for the typical smell of pine forest.[27] Many monoterpenoids, such as β-myrcene, are used in the preparation of flavors and fragrances.[28] Tropolones, such as hinokitiol and other thujaplicins, are present in decay-resistant trees and display fungicidal and insecticidal properties. Tropolones strongly bind metal ions and can cause digester corrosion in the process kraft pulping. Owing to their metal-binding and ionophoric properties, especially thujaplicins are used in physiology experiments.[34] Different other in-vitro biological activities of thujaplicins have been studied, such as insecticidal, anti-browning, anti-viral, anti-bacterial, anti-fungal, anti-proliferative and anti-oxidant.[35][36]
  • Phenolic compounds are especially found in the hardwood and the bark.[28] The most well-known wood phenolic constituents are stilbenes (e.g. pinosylvin), lignans (e.g. pinoresinol, conidendrin, plicatic acid, hydroxymatairesinol), norlignans (e.g. nyasol, puerosides A and B, hydroxysugiresinol, sequirin-C), tannins (e.g. gallic acid, ellagic acid), flavonoids (e.g. chrysin, taxifolin, catechin, genistein). Most of the phenolic compounds have fungicidal properties and protect the wood from fungal decay.[28] Together with the neolignans the phenolic compounds influence on the color of the wood. Resin acids and phenolic compounds are the main toxic contaminants present in the untreated effluents from pulping.[27] Polyphenolic compounds are one of the most abundant biomolecules produced by plants, such as flavonoids and tannins. Tannins are used in leather industry and have shown to exhibit different biological activities.[30] Flavonoids are very diverse, widely distributed in the plant kingdom and have numerous biological activities and roles.[28]

Uses

Fuel

Wood has a long history of being used as fuel,[37] which continues to this day, mostly in rural areas of the world. Hardwood is preferred over softwood because it creates less smoke and burns longer. Adding a woodstove or fireplace to a home is often felt to add ambiance and warmth.

Construction

The Saitta House, Dyker Heights, Brooklyn, New York built in 1899 is made of and decorated in wood.[38]

Wood has been an important construction material since humans began building shelters, houses and boats. Nearly all boats were made out of wood until the late 19th century, and wood remains in common use today in boat construction. Elm in particular was used for this purpose as it resisted decay as long as it was kept wet (it also served for water pipe before the advent of more modern plumbing).

Wood to be used for construction work is commonly known as lumber in North America. Elsewhere, lumber usually refers to felled trees, and the word for sawn planks ready for use is timber.[39] In Medieval Europe oak was the wood of choice for all wood construction, including beams, walls, doors, and floors. Today a wider variety of woods is used: solid wood doors are often made from poplar, small-knotted pine, and Douglas fir.

The churches of Kizhi, Russia are among a handful of World Heritage Sites built entirely of wood, without metal joints. See Kizhi Pogost for more details.

New domestic housing in many parts of the world today is commonly made from timber-framed construction. Engineered wood products are becoming a bigger part of the construction industry. They may be used in both residential and commercial buildings as structural and aesthetic materials.

In buildings made of other materials, wood will still be found as a supporting material, especially in roof construction, in interior doors and their frames, and as exterior cladding.

Wood is also commonly used as shuttering material to form the mold into which concrete is poured during reinforced concrete construction.

Flooring

Wood can be cut into straight planks and made into a wood flooring.

A solid wood floor is a floor laid with planks or battens created from a single piece of timber, usually a hardwood. Since wood is hydroscopic (it acquires and loses moisture from the ambient conditions around it) this potential instability effectively limits the length and width of the boards.

Solid hardwood flooring is usually cheaper than engineered timbers and damaged areas can be sanded down and refinished repeatedly, the number of times being limited only by the thickness of wood above the tongue.

Solid hardwood floors were originally used for structural purposes, being installed perpendicular to the wooden support beams of a building (the joists or bearers) and solid construction timber is still often used for sports floors as well as most traditional wood blocks, mosaics and parquetry.

Engineered products

Engineered wood products, glued building products "engineered" for application-specific performance requirements, are often used in construction and industrial applications. Glued engineered wood products are manufactured by bonding together wood strands, veneers, lumber or other forms of wood fiber with glue to form a larger, more efficient composite structural unit.[40]

These products include glued laminated timber (glulam), wood structural panels (including plywood, oriented strand board and composite panels), laminated veneer lumber (LVL) and other structural composite lumber (SCL) products, parallel strand lumber, and I-joists.[40] Approximately 100 million cubic meters of wood was consumed for this purpose in 1991.[3] The trends suggest that particle board and fiber board will overtake plywood.

Wood unsuitable for construction in its native form may be broken down mechanically (into fibers or chips) or chemically (into cellulose) and used as a raw material for other building materials, such as engineered wood, as well as chipboard, hardboard, and medium-density fiberboard (MDF). Such wood derivatives are widely used: wood fibers are an important component of most paper, and cellulose is used as a component of some synthetic materials. Wood derivatives can be used for kinds of flooring, for example laminate flooring.

Furniture and utensils

Wood has always been used extensively for furniture, such as chairs and beds. It is also used for tool handles and cutlery, such as chopsticks, toothpicks, and other utensils, like the wooden spoon and pencil.

Other

Further developments include new lignin glue applications, recyclable food packaging, rubber tire replacement applications, anti-bacterial medical agents, and high strength fabrics or composites.[41]As scientists and engineers further learn and develop new techniques to extract various components from wood, or alternatively to modify wood, for example by adding components to wood, new more advanced products will appear on the marketplace. Moisture content electronic monitoring can also enhance next generation wood protection.[42]

Art

Prayer Bead with the Adoration of the Magi and the Crucifixion, Gothic boxwood miniature

Wood has long been used as an artistic medium. It has been used to make sculptures and carvings for millennia. Examples include the totem poles carved by North American indigenous people from conifer trunks, often Western Red Cedar (Thuja plicata).

Other uses of wood in the arts include:

  • Woodcut printmaking and engraving
  • Wood can be a surface to paint on, such as in panel painting
  • Many musical instruments are made mostly or entirely of wood

Sports and recreational equipment

Many types of sports equipment are made of wood, or were constructed of wood in the past. For example, cricket bats are typically made of white willow. The baseball bats which are legal for use in Major League Baseball are frequently made of ash wood or hickory, and in recent years have been constructed from maple even though that wood is somewhat more fragile. NBA courts have been traditionally made out of parquetry.

Many other types of sports and recreation equipment, such as skis, ice hockey sticks, lacrosse sticks and archery bows, were commonly made of wood in the past, but have since been replaced with more modern materials such as aluminium, titanium or composite materials such as fiberglass and carbon fiber. One noteworthy example of this trend is the family of golf clubs commonly known as the woods, the heads of which were traditionally made of persimmon wood in the early days of the game of golf, but are now generally made of metal or (especially in the case of drivers) carbon-fiber composites.

Bacterial degradation

Little is known about the bacteria that degrade cellulose. Symbiotic bacteria in Xylophaga may play a role in the degradation of sunken wood. Alphaproteobacteria, Flavobacteria, Actinobacteria, Clostridia, and Bacteroidetes have been detected in wood submerged for over a year.[43]

See also

  • Burl
  • Carpentry
  • Driftwood
  • Dunnage
  • Forestry
  • List of woods
  • Parquetry
  • Pellet fuel
  • Pulpwood
  • Sawdust
  • Thermally modified wood
  • Tinder
  • Wood drying
  • Wood economy
  • Wood-plastic composite
  • Wood preservation
  • Wood warping
  • Woodturning
  • Woodworm
  • Xylology
  • Xylophagy
  • Xylotheque
  • Xylotomy

References

  1. ^ Hickey, M.; King, C. (2001). The Cambridge Illustrated Glossary of Botanical Terms. Cambridge University Press.
  2. ^ "Global Forest Resources Assessment 2005/Food and Agriculture Organization of the United Nations" (PDF).
  3. ^ a b Horst H. Nimz, Uwe Schmitt, Eckart Schwab, Otto Wittmann, Franz Wolf "Wood" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a28_305
  4. ^ "N.B. fossils show origins of wood". CBC.ca. August 12, 2011. Archived from the original on August 13, 2011. Retrieved August 12, 2011.
  5. ^ Philippe Gerrienne; et al. (August 12, 2011). "A Simple Type of Wood in Two Early Devonian Plants". Science. 333 (6044): 837. Bibcode:2011Sci...333..837G. doi:10.1126/science.1208882. PMID 21836008. S2CID 23513139.
  6. ^ Woods, Sarah. "A History of Wood from the Stone Age to the 21st Century". EcoBUILDING. A Publication of The American Institute of Architects. Archived from the original on March 29, 2017. Retrieved March 28, 2017.
  7. ^ Briffa, K.; Shishov, V.V.; Melvin, T.M.; Vaganov, E.A.; Grudd, H.; Hantemirov (2008). "Trends in recent temperature and radial tree growth spanning 2000 years across northwest Eurasia". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 363 (1501): 2271–2284. doi:10.1098/rstb.2007.2199. PMC 2606779. PMID 18048299.
  8. ^ Wood growth and structure Archived December 12, 2009, at the Wayback Machine www.farmforestline.com.au
  9. ^ a b c Record, Samuel J (1914). The Mechanical Properties of Wood. J. Wiley & Sons. p. 165. ASIN B000863N3W.
  10. ^ "Duramen" . Encyclopædia Britannica. 8 (11th ed.). 1911. p. 692.
  11. ^ Shigo, Alex. (1986) A New Tree Biology Dictionary. Shigo and Trees, Associates. ISBN 0-943563-12-7
  12. ^ Record, Samuel James (1914). The Mechanical Properties of Wood: Including a Discussion of the Factors Affecting the Mechanical Properties, and Methods of Timber Testing. J. Wiley & Sons, Incorporated. p. 51. The term heartwood derives solely from its position and not from any vital importance to the tree as a tree can thrive with heart completely decayed.
  13. ^ "Alburnum" . Encyclopædia Britannica. 1 (11th ed.). 1911. p. 516.
  14. ^ Capon, Brian (2005), Botany for Gardeners (2nd ed.), Portland, OR: Timber Publishing, p. 65 ISBN 0-88192-655-8
  15. ^ "Wood Properties Growth and Structure 2015". treetesting.com. Archived from the original on March 13, 2016.
  16. ^ "Timber Plus Toolbox, Selecting timber, Characteristics of timber, Structure of hardwoods". nationalvetcontent.edu.au. Archived from the original on August 10, 2014.
  17. ^ a b c d e Sperry, John S.; Nichols, Kirk L.; Sullivan, June E.; Eastlack, Sondra E. (1994). "Xylem Embolism in ring-porous, diffuse-porous, and coniferous trees of Northern Utah and Interior Alaska" (PDF). Ecology. 75 (6): 1736–1752. doi:10.2307/1939633. JSTOR 1939633.
  18. ^ a b Samuel James Record (1914). The mechanical properties of wood, including a discussion of the factors affecting the mechanical properties, and methods of timber testing. J. Wiley & sons, inc. pp. 44–.
  19. ^ a b U.S. Department of Agriculture, Forest Products Laboratory. The Wood Handbook: Wood as an engineering material Archived March 15, 2007, at the Wayback Machine. General Technical Report 113. Madison, WI.
  20. ^ a b c Timell, T.E. 1986. Compression wood in gymnosperms. Springer-Verlag, Berlin. 2150 p.
  21. ^ Elliott, G.K. 1970. Wood density in conifers. Commonwealth For. Bureau, Oxford, U.K., Tech. Commun. 8. 44 p.
  22. ^ Wood handbook—Wood as an engineering material (PDF). Gen. Tech. Rep. FPL–GTR–113. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory.: Forest Products Laboratory. 1999. p. 463.
  23. ^ a b "PFAF". pfaf.org. Retrieved November 3, 2019.
  24. ^ "What are the Mechanical Properties of Bamboo?". www.bambooimport.com. Retrieved November 2, 2019.
  25. ^ Jean-Pierre Barette; Claude Hazard et Jérôme Mayer (1996). Mémotech Bois et Matériaux Associés. Paris: Éditions Casteilla. p. 22. ISBN 978-2-7135-1645-0.
  26. ^ W. Boerjan; J. Ralph; M. Baucher (June 2003). "Lignin biosynthesis". Annu. Rev. Plant Biol. 54 (1): 519–549. doi:10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938. PMID 14503002.
  27. ^ a b c d e f g h Ek, Monica; Gellerstedt, Göran; Henriksson, Gunnar (2009). "Chapter 7: Wood extractives". Pulp and Paper Chemistry and Technology. Volume 1, Wood Chemistry and Wood Biotechnology. Berlin: Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-021339-3.
  28. ^ a b c d e f g h i Sjöström, Eero (October 22, 2013). "Chapter 5: Extractives". Wood Chemistry: Fundamentals and Applications (Second ed.). San Diego. ISBN 978-0-08-092589-9.
  29. ^ Ansell, Martin P. (2015). "Chapter 11: Preservation, Protection and Modification of Wood Composites". Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering: Number 54. Wood Composites. Cambridge, UK: Woodhead Publishing. ISBN 978-1-78242-454-3.
  30. ^ a b c Hon, David N.-S.; Shiraishi, Nubuo (2001). "Chapter 6: Chemistry of Extractives". Wood and Cellulosic Chemistry (2nd, rev. and expanded ed.). New York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0024-4.
  31. ^ Rowell, Roger M. (2013). "Chater 3: Cell Wall Chemistry". Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites (2nd ed.). Boca Raton: Taylor & Francis. ISBN 9781439853801.
  32. ^ Mimms, Agneta; Michael J. Kuckurek; Jef A. Pyiatte; Elizabeth E. Wright (1993). Kraft Pulping. A Compilation of Notes. TAPPI Press. pp. 6–7. ISBN 978-0-89852-322-5.
  33. ^ Fiebach, Klemens; Grimm, Dieter (2000). "Resins, Natural". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a23_073. ISBN 978-3-527-30673-2.
  34. ^ Sperelakis, Nicholas; Sperelakis, Nick (January 11, 2012). "Chapter 4: Ionophores in Planar Lipid Bilayers". Cell physiology sourcebook: essentials of membrane biophysics (Fourth ed.). London, UK. ISBN 978-0-12-387738-3.
  35. ^ Saniewski, Marian; Horbowicz, Marcin; Kanlayanarat, Sirichai (September 10, 2014). "The Biological Activities of Troponoids and Their Use in Agriculture A Review". Journal of Horticultural Research. 22 (1): 5–19. doi:10.2478/johr-2014-0001. S2CID 33834249.
  36. ^ Bentley, Ronald (2008). "A fresh look at natural tropolonoids". Nat. Prod. Rep. 25 (1): 118–138. doi:10.1039/b711474e. PMID 18250899.
  37. ^ Sterrett, Frances S. (October 12, 1994). Alternative Fuels and the Environment. CRC Press. ISBN 978-0-87371-978-0.
  38. ^ "Saitta House – Report Part 1 Archived December 16, 2008, at the Wayback Machine",DykerHeightsCivicAssociation.com
  39. ^ Binggeli, Corky (2013). Materials for Interior Environments. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-42160-4.
  40. ^ a b "APA – The Engineered Wood Association" (PDF). apawood.org. Archived (PDF) from the original on June 27, 2006.
  41. ^ "FPInnovations" (PDF). forintek.ca. Archived from the original (PDF) on March 19, 2009.
  42. ^ "System for remotely monitoring moisture content on wooden elements" I Arakistain, O Munne EP Patent EPO1382108.0
  43. ^ Christina Bienhold; Petra Pop Ristova; Frank Wenzhöfer; Thorsten Dittmar; Antje Boetius (January 2, 2013). "How Deep-Sea Wood Falls Sustain Chemosynthetic Life". PLOS ONE. 8 (1): e53590. Bibcode:2013PLoSO...853590B. doi:10.1371/journal.pone.0053590. PMC 3534711. PMID 23301092.
  • Hoadley, R. Bruce (2000). Understanding Wood: A Craftsman's Guide to Wood Technology. Taunton Press. ISBN 978-1-56158-358-4.

External links

  • The Wood in Culture Association
  • The Wood Explorer: A comprehensive database of commercial wood species
  • APA – The Engineered Wood Association