2023 Fiscal Year Annual Research Report
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20K06174
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
松永 正弘 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 (70353860)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 正彦 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 (00397530)
神林 徹 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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 加圧熱水 / 減圧注入 / 寸法安定性 / 有機酸 / 5-ヒドロキシメチルフルフラール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの結果、スギ木粉を加圧熱水処理して得られる反応液の主成分である5-ヒドロキシメチルフルフラール（5-HMF）と、同じく反応液中に含まれるシュウ酸を混合した水溶液を木材に注入することで高い寸法安定性が得られたことから、シュウ酸以外の有機酸についても5-HMFに添加させて木材に注入し、寸法安定性を評価した。そして、有機酸が加圧熱水処理反応液注入による木材の寸法安定性向上に及ぼす影響について詳細な検討を行った。
シュウ酸以外で反応液中に含まれる有機酸であるピルビン酸、乳酸、ギ酸、酢酸、それ以外の有機酸としてクエン酸、マロン酸、コハク酸と、5-HMFを試薬で購入した。5-HMFと各種有機酸類を混合し、スギ辺材に注入して、寸法安定性を評価した。その結果、シュウ酸が最も高い抗膨潤能（ASE＝71.1％）を示すことや、カルボキシル基を複数有するクエン酸、マロン酸で60％以上の比較的高いASEを示すことが明らかとなった。このことより、有機酸のカルボキシル基と5-HMFとの間での高分子化反応や、その反応物と木材主要成分の水酸基との結合反応が生じて寸法安定性が向上している可能性が示された。また、5-HMFとシュウ酸との混合比率は15：10で最も高い寸法安定性を示すことが明らかとなった。
反応液中には多くの有機酸類が含まれるが、シュウ酸の占める割合は僅かであるため、反応液中のシュウ酸の割合を増加させることで寸法安定性が向上する可能性が考えられる。そこで、反応液にシュウ酸を添加してスギ辺材に注入し、寸法安定性を測定した。その結果、ASEは平均で56.5％となり、反応液単独で注入した試片の最高値（47.7％）よりも高かった。このことから、シュウ酸の添加は反応液に対しても寸法安定性の向上に有効であることが示された。
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