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Development of wood coating technology through the elucidation of weathering degradation mechanism of coating-wood interface

Research Project

Project/Area Number 20K15571
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 40020:Wood science-related
Research InstitutionForest Research and Management Organization

Principal Investigator

Kanbayashi Toru  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30772024)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords木材 / 塗装 / 気象劣化 / 劣化機構 / 耐候性 / 顕微ラマン分光法 / 細胞壁 / 木材保護塗料 / 木材細胞壁
Outline of Research at the Start

木材に塗装を施すことで、太陽光や雨水などによる気象劣化を抑制できる。しかし、気象因子の完全な遮蔽は困難なため、塗膜/木材界面は徐々に劣化していく。ところが、塗膜下に生じる劣化の微視的解析は難しく、塗膜/木材界面の劣化機構は未だ解明されていない。本研究では、塗装による木材の耐候性能向上および界面劣化機構について、局所化学的・形態学的な観点から明らかにすることで、木材塗装技術の高度化を図る。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of the present work is to determine the weathering degradation behavior of coated wood at the cellular-level using micro-Raman spectroscopy. As a result of the study, changes in the chemical components in the region of coating/wood interface of wood coated with penetrating type and film-forming type finishes during artificial weathering could be visualized. Effect of surface property of substrate wood on the weatherability of wood preservative coating was also investigated. As a result, surface roughening treatment was effective in increasing its performance and the performance depended on the surface roughness of substrate wood.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

塗装木材の気象劣化は主に塗膜/木材界面で進行するとされるが、微小な塗膜/木材界面領域において局所的な劣化反応を解析することは技術的に困難であった。本研究にて新たな分析手法として顕微ラマン分光法を適用したことで塗膜/木材界面における気象劣化挙動が明らかとなり、塗装木材の気象劣化機構の全容解明の進展に資する点で学術的に意義深いと考えられる。また、塗装木材の性能向上に効果的な基材表面性状に関する知見は、塗装技術の更なる高度化に貢献し得る点で、社会的にも意義があると考えている。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Cellular-level chemical changes in Japanese beech (Fagus crenata Blume) during artificial weathering2021

    • Author(s)
      Kanbayashi Toru、Matsunaga Masahiro、Kobayashi Masahiko
    • Journal Title

      Holzforschung

      Volume: 75 Issue: 10 Pages: 900-907

    • DOI

      10.1515/hf-2020-0229

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 木材保護塗料の耐候性能に及ぼす基材表面粗さの影響2023

    • Author(s)
      神林徹、松永正弘、小林正彦、前田啓
    • Organizer
      第73回日本木材学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 木材保護塗料で塗装した木材表層における気象劣化の微視的解析2022

    • Author(s)
      神林徹、松永正弘、小林正彦、前田啓
    • Organizer
      第72回日本木材学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 共焦点ラマン顕微鏡を用いた塗膜/木材界面における気象劣化解析の試み2021

    • Author(s)
      神林徹、松永正弘、小林正彦
    • Organizer
      日本木材保存協会第37回年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 各種木材保護塗料で塗装した木材表層の顕微ラマン分光分析2021

    • Author(s)
      神林徹、松永正弘、小林正彦、石川敦子、片岡厚
    • Organizer
      第71回日本木材学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 木材細胞壁の光劣化に及ぼす照射波長の影響2020

    • Author(s)
      神林徹、松永正弘、小林正彦
    • Organizer
      日本木材加工技術協会第38回年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 屋外暴露に伴う木材細胞壁の気象劣化挙動の解析 ー辺材部と心材部の比較ー2020

    • Author(s)
      神林徹、石川敦子、松永正弘、小林正彦、片岡厚
    • Organizer
      日本木材保存協会第36回年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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