2018 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of formability of wood impregnated with various chemicals using electromagnetic waves aiming at activation of molecule mobility
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16H06122
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
三木 恒久 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20415748)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 木材 / 塑性加工 / 電磁波 / 流動 / 微細構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
木質流動成形技術の高度化のために、高周波の利用を検討してきた。特に、高周波による成形性向上効果の実証とそのメカニズムの解明のために、木質素材の微細構造と樹脂など改質剤との相互作用、組織構造変化、局所物性変化を検討した。さらに今年度からは工業技術として展開を図るべく、極薄成形品の試作や高生産化を実現する金型装置への応用を図った。主な成果は以下の通りである。
(1)各種改質剤を含浸した木質素材の誘電特性に及ぼす電磁波周波数の影響：ヒノキに低分子熱硬化樹脂プレポリマーを一定条件下で含浸した木質素材について、誘電損失特性（tanδ）を把握した。比較的低周波におけるtanδの特徴が生じるため、導入する樹脂種と量をうまく制御する必要があることを確認した。
(2)高周波誘電加熱システムを設置した材料試験による変形挙動の検討：高周波加熱圧縮システムを用いて、応力-ストローク線図における高周波の効果を検討した。熱板熱伝導による木材加熱と比較し、高周波の場合、圧倒的に内部過熱が迅速に生じることがサーモグラフィ温度測定から明らかになった。これにより、圧縮における変形と形状固定が高速度化することを確認したが、温度制御方法や複雑形状への対策など、実用における問題点も明らかになった。
(3)木質素材の微細構造評価と変形能向上メカニズムの検討：SPMを用いた微細構造評価の検討では、微小木材表面切片の作製方法に関して再検討した。良好な切片が得られる条件を模索中ではあるが、変形を生じた木質細胞では、細胞間と細胞実質の境界において、繊維方向への極薄組織の滲みだしが認められ、流動変形との関係を調べているところである。
(4)薄肉成形・高速プレス成形への展開：簡易金型を作製し、薄肉成形への適用を検討したところ、金型近接箇所にて、スパークによる作用電源ロスが生じ、良好な誘電加熱が実現できない問題が生じた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本テーマの応用・実用化に向けた取り組みには、関係企業との連携が開始するなど進展がみられた。しかし、変形メカニズムの詳細を検討するための走査プローブ顕微鏡（SPM）用試料の作製条件の設定が難しく、今しばらく時間が必要である。ただし、本件に関して、実績のある研究機関（外国）と連携した検討を開始しており、今年度中には局所物性測定の良好な結果を導出したいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本テーマは、基礎と応用の双方の検討課題を並行して進める方針をとっている。応用に関しては、企業とともに実用化を目指した検討へと進めている状況であるが、応用のための基礎研究については、より拡充が必要である。そのため、世界的にも木質系材料のキャラクタリゼーションにおいて実績のある研究機関（海外機関）と連携して、本件で重要な流動変形メカニズムの解明を目指す。
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Research Products
(8 results)
