Basic research of laser incising to develop fire resistive glulam and cross laminated timber made of Japanese cedar

• Project/Area Number: 22248019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Wood science
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: HATTORI Nobuaki 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90115915)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HARADA Toshiro 独立行政法人森林総合研究所, 構造利用研究領域, 領域長 (50353818) ; ANDO Keisuke 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (70262227)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥48,880,000 (Direct Cost: ¥37,600,000、Indirect Cost: ¥11,280,000); Fiscal Year 2013: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2011: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2010: ¥36,920,000 (Direct Cost: ¥28,400,000、Indirect Cost: ¥8,520,000)
• Keywords: CO2レーザ / インサイジング / スギ / ポリリン酸 / 耐火集成材 / 耐火CLT / 耐火木造建築物 / 防火地域 / レーザインサイジング / スギラミナ / 難燃処理 / 耐火面材 / 1時間耐火 / FRウッド / ドリルインサイジング / CLT / 難燃薬剤 / 高性能レーザ / 建築構造・材料 / 木造建築物

Research Abstract

The results are follows; a pinhole whose diameter is less than 2 mm could be made in lamina of Japanese cedar by the slab CO2 laser with the 1 kW power and 0.1 sec pulse duration. The fire retardant could be impregnated evenly with less variation to Sugi lamina through pinholes by laser. The glulam consists of three zones such as load-bearing part (untreated glulam), fire-dieout part impregnated fire-retardant chemicals and surface part (untreated lamina) could pass the one-hour fireproof performance test and got the certificate by the government. The first building whose main column and beam were consisted of the one-hour fire proof glulam was completed in fire protection district of downtown Tokyo in May
2013.

Research Products

• [Journal Article] Development of One-hour Fire-resistive Building Materials Made of Combustible Japanese Cedar Using Laser Incising (2014)
  • Author(s): Keisuke Ando, Nobuaki Hattori, Toshiro Harada, Daisuke Kamikawa, Masayuki Miyabayashi, Kouta Nishimura, Norichika Kakae, Keiichi Miyamoto
  • Journal Title: International Journal of Material Science Volume: 4 Issue: 1 Pages: 31-34
  • DOI: 10.14355/ijmsci.2014.0401.05
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impregnation of Preservative and Fire Retardants into Japanese Cedar Lumber by Passive Impregnation (2013)
  • Author(s): Md Nazrul Islam, Keisuke Ando, Hidefumi Yamauchi, Daisuke Kamikawa, Toshiro Harada, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: BioResources Volume: 8 Pages: 395-404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impregnation of laser incised wood of Douglas fir and Japanese cedar by dipping (passive impregnation) in solutions of copper azole (CuAz-B) and fire retardant (PPC) (2013)
  • Author(s): Md Nazrul Islam, Keisuke Ando, Hidefumi Yamauchi, Daisuke Kamikawa, Toshiro Harada, HPS Abdul Khalilc, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: Holzforshung Volume: 68 Issue: 3 Pages: 353-360
  • DOI: 10.1515/hf-2013-0140
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laser incising of sugi lamina to develop one-hour fire-resistive wood material (2013)
  • Author(s): Nobuaki HATTORI, Keisuke ANDO, Toshiro HARADA, Daisuke KAMIKAWA, Masayuki MIYABAYASHI, Kouta NISHIMURA, Norichika KAKAE, Keiichi MIYAMOTO
  • Journal Title: Proc. the 21st International Wood Machining Seminar Pages: 131-139
• [Journal Article] レーザインサイジング材の蒸気噴射乾燥(第1報)-飽和蒸気の噴射が材温と含水率に及ぼす影響- (2013)
  • Author(s): 安藤恵介、山内秀文、小林好紀、服部順昭
  • Journal Title: 木材工業 Volume: 68 Pages: 161-165
  • NAID: 10031165424
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microwave and Steam Injection Drying of CO_2 Laser Incised Sugi Lumber (2013)
  • Author(s): Tomy Listyanto, Keisuke Ando, Hidefumi Yamauchi, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: Journal of Wood Science Volume: 59 Issue: 4 Pages: 282-289
  • DOI: 10.1007/s10086-013-1331-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of steam injection re-drying of Japanese cedar on preservative leaching after passive impregnation (2012)
  • Author(s): Keisuke Ando, Md Nazrul Islam, Hidefumi Yamauchi, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: Wood Material Science and Engineering Volume: 7 Issue: 4 Pages: 196-201
  • DOI: 10.1080/17480272.2012.694909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in the anatomy of surface and liquid uptake of wood after laser incising (2012)
  • Author(s): Yue Wang, Keisuke Ando, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: Wood Science and Technology Volume: 47 Issue: 3 Pages: 447-455
  • DOI: 10.1007/s00226-012-0497-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 荷重支持部の周囲に難燃薬剤処理木材を配置した耐火集成材の開発-燃え止まり性能に対する部材内部のネジ・木栓および目地の影響- (2012)
  • Author(s): 上川大輔、原田寿郎、服部順昭、安藤恵介、宮本圭一、抱憲誓、西村光太、宮林正幸
  • Journal Title: 木材工業 Volume: 67 Pages: 296-301
  • NAID: 10030827692
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Change of temperature and pressure in dry and green douglas-fir and sugi wood during passive impregnation method (2011)
  • Author(s): Md Nazrul Islam, Keisuke Ando, Hidefumi Yamauchi, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: Wood and Fiber Science Volume: 43 Pages: 305-310
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preservative Leaching from Copper Azole-Treated Lumber : A Comparison between Full-Cell Method and Passive-Impregnation Method (2011)
  • Author(s): Keisuke Ando, Md Nazrul Islam, Hidefumi Yamauchi, Nobuaki Hattori
  • Journal Title: Forest Products Journal Volume: 61 Pages: 270-272
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 難燃処理ラミナを用いた耐火集成材の開発 スギ集成材柱の1時間および2時間耐火性能 (2010)
  • Author(s): 上川大輔、原田寿郎、宮林正幸、抱 憲誓、西村光太、宮本圭一、大内富夫、安藤恵介、服部順昭
  • Journal Title: 日本建築学会論文集 Volume: 75 Pages: 929-935
  • NAID: 130004936962
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ドリルインサイジング及びレーザインサイジングのスギラミナへの難燃薬剤注入における特性 (2014)
  • Author(s): (農工大農)笠原祥一郎、並木 瑛、安藤恵介、服部順昭、(森林総研)上川大輔、原田寿郎、(鹿島建設)西村光太、抱 憲誓、宮本圭一、(都産技研)中澤亮二、飯田孝彦、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸
  • Organizer: 第64回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2014-03-13
• [Presentation] 溶脱による難燃処理木材中の薬剤量分布の計測 (2014)
  • Author(s): (森林総研)上川大輔、原田寿郎、(農工大院)服部順昭、安藤恵介
  • Organizer: 第64回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] スギ円柱材のレーザインサイジング穴からの保存処理薬剤の浸潤 (2014)
  • Author(s): （東京農工大学農）○柴勇気、安藤恵介、服部順昭、（森林総合研究所）桃原郁夫
  • Organizer: 第64回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] スギ円柱材のレーザインサイジング穴からの保存処理薬剤の浸潤 (2013)
  • Author(s): (農工大農)柴 勇気、安藤恵介、服部順昭、(森林総合研究所)桃原郁夫
  • Organizer: 第64回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] Comparison of office building made of fireproof glued-laminated timber with those of steel and reinforced concrete by LCA (2013)
  • Author(s): Hattori N., Ando K., Harada T., Kamikawa D., Miyamoto K., Kakae N., Nishimura K. and Miyabayashi M.
  • Organizer: 11th International Conference on Ecomaterials
  • Place of Presentation: Hanoi University of Science and Technology
• [Presentation] スギ1時間耐火部材の普及に向けての課題検討―ラミナ等級・インサイジング密度・薬剤濃度の注入への影響― (2013)
  • Author(s): (農工大院農)服部順昭、森田 雅、安藤恵介、(森総研)上川大輔、原田寿郎、(鹿島建設)西村光太、抱 憲誓、宮本圭一、(都産技研)中澤亮二、飯田孝彦、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸
  • Organizer: 日本木材加工技術協会第31回年次大会
  • Place of Presentation: 静岡県男女共同参画センター
• [Presentation] 耐火集成材の開発(その18)スギ耐火集成材梁の耐火性能 (2013)
  • Author(s): 西村光太、宮本圭一、抱 憲誓、服部順昭、安藤恵介、原田寿郎、上川大輔、宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2013年度学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発（その１８）スギ耐火集成材梁の耐火性能 (2013)
  • Author(s): ○西村光太、宮本圭一、抱 憲誓、服部順昭、安藤恵介、原田寿郎、上川大輔、宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2013年度学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] 構造用スギ耐火集成材の開発-小断面仕様と後付け施工仕様の検証- (2012)
  • Author(s): (森林総研)上川大輔、原田寿郎、(農工大院)服部順昭、安藤恵介、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸、(鹿島建設(株))宮本圭一、抱憲誓、西村光太
  • Organizer: 第62回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 耐火集成材の開発(その17)異なる施工方法で作製した複数のスギ耐火集成材柱と壁接合部の1時間加熱実験 (2012)
  • Author(s): 西村光太、宮本圭一、抱 憲誓、服部順昭、安藤恵介、原田寿郎、上川大輔、宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2012年度学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発(その16)小断面スギ耐火集成材柱の載荷加熱試験および大断面部材との比較 (2012)
  • Author(s): 抱 憲誓、宮本圭一、西村光太、服部順昭、安藤恵介、原田寿郎、上川大輔、宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2012年度学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] レーザインサイジング難燃処理ラミナを用いたスギ耐火壁の開発 (2012)
  • Author(s): 服部順昭、安藤恵介、森田 雅、上川大輔、原田寿郎、宮林正幸、西村光太、抱 憲誓、宮本圭一
  • Organizer: 日本建築学会2012年度学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] Development of Fireproof Wall with Fire Retardant Layer Incised by CO_2 Laser (2012)
  • Author(s): Nobuaki HATTORI, Keisuke ANDO, Miyabi MORITA, Toshiro HARADA, Masayuki MIYABAYASHI, Keiichi MIYAMOTO
  • Organizer: 2012 IUFRO Conference Division 5 Forest Products
  • Place of Presentation: Estoril, Portugal
• [Presentation] 難燃処理ラミナを用いたスギ耐火集成材の開発 (2012)
  • Author(s): 上川大輔、原田寿郎、服部順昭、安藤恵介、宮本圭一、抱 憲誓、西村光太、宮林正幸
  • Organizer: 第28回日本木材保存協会年次大会
  • Place of Presentation: メルパルク東京
• [Presentation] 構造用スギ耐火集成材の開発―小断面仕様と後付け施工仕様の検証― (2012)
  • Author(s): (森林総研)上川大輔、原田寿郎、(農工大院)服部順昭、安藤恵介、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸、(鹿島建設(株))宮本圭一、抱 憲誓、西村光太
  • Organizer: 第62回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] Performance of steam injection redried sugi and Douglas-fir lumber after impregnation of preservative and fire retardant by passive impregnation method (2012)
  • Author(s): (TUAT) Md Nazrul Islam, Tomy Listyanto, Keisuke Ando, (APU) Hidefumi Yamauchi, (TUAT) Nobuaki Hattori
  • Organizer: 第62回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] レーザインサイジング難燃処理ラミナを用いたスギ耐火壁の加熱試験 (2012)
  • Author(s): (農工大院)森田 雅、安藤恵介、服部順昭、(森林総研)上川大輔、原田寿郎、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸、(鹿島建設(株))抱 憲誓、西村光太、宮本圭一
  • Organizer: 第62回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] Rapid drying of CO_2 incised Japanese larch dried by microwave and steam injection (2012)
  • Author(s): (TUAT) Tomy Listyanto, Md Nazrul Islam, Keisuke Ando, (APU) Hidefumi Yamauchi, (TUAT) Nobuaki Hattori
  • Organizer: 第62回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発（その16）小断面スギ耐火集成材柱の載荷加熱試験および大断面部材との比較 (2012)
  • Author(s): 抱 憲誓、宮本圭一、西村光太、服部順昭、安藤恵介、原田寿郎、上川大輔、宮林正幸（宮本圭一）
  • Organizer: 日本建築学会2012年度学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発（その17）異なる施工方法で作製した複数のスギ耐火集成材柱と壁接合部の1 時間加熱実験 (2012)
  • Author(s): 西村光太、宮本圭一、抱 憲誓、服部順昭、安藤恵介、原田寿郎、上川大輔、宮林正幸（宮本圭一）
  • Organizer: 日本建築学会2012年度学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発(その15)燃え止まり性能に対する部材内部のネジ・木栓の影響 (2011)
  • Author(s): (森林総合研究所)上川大輔、原田寿郎、(農工大院)服部順昭、安藤恵介、(鹿島建設(株))宮本圭一、抱 憲誓、西村光太、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2011年度学術講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発(その14)ラミナの部分的薬剤処理により作製したスギ耐火集成材梁と天井床接合部の1時間加熱実験 (2011)
  • Author(s): (鹿島建設(株))西村光太、宮本圭一、抱 憲誓、(農工大院)服部順昭、安藤恵介、(森林総合研究所)原田寿郎、上川大輔、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2011年度学術講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 耐火集成材の開発(その13)ラミナの部分的薬剤処理により作製したスギ耐火集成材柱と壁接合部の1時間加熱実験 (2011)
  • Author(s): (鹿島建設(株))抱 憲誓、宮本圭一、西村光太、(農工大院)服部順昭、安藤恵介、(森林総合研究所)原田寿郎、上川大輔、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸
  • Organizer: 日本建築学会2011年度学術講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] 構造用耐火集成材の環境影響評価 (2011)
  • Author(s): (農工大)大林秀稔、森田 雅、安藤恵介、服部順昭、(森林総研)上川大輔、原田寿郎、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸、(鹿島建設(株))抱 憲誓、西村光太、宮本圭一
  • Organizer: 第61回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 構造用耐火集成材の開発―スギ耐火集成材の内部温度推移と炭化― (2011)
  • Author(s): (森林総研)上川大輔、原田寿郎、(農工大院)安藤恵介、服部順昭、(ティー・イー・コンサルティング)宮林正幸、(鹿島建設(株))抱 憲誓、西村光太、宮本圭一
  • Organizer: 第61回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] レーザインサイジングスギ柱材の蒸気噴射乾燥および過熱蒸気中での乾燥における材内圧力について (2011)
  • Author(s): (農工大院農)安藤恵介、Tomy Listyanto、服部順昭、(秋県大木高研)山内秀文
  • Organizer: 第61回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] Fire Resistance of Mahogany with Solution Tetraborate and Boric Acid in Different Concentration and Pressure (2011)
  • Author(s): (TUAT) Tomy Listyanto, (UGM) Aditya Aji Pratama, (TUAT) Keisuke Ando, Md Nazrul Islam, Nobuaki Hattori
  • Organizer: 第61回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] Efficiency of steam redrying of sugi wood after passive impregnation method of wood preservation (2011)
  • Author(s): (TUAT) Md Nazrul Islam, Keisuke Ando, Tomy Listyanto, (APU) Hidefumi Yamauchi, (TUAT) Nobuaki Hattori
  • Organizer: 第61回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学