| 研究課題/領域番号 |
04452290
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
林産学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
則元 京 京都大学, 木質科学研究所, 教授 (20027163)
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| 研究分担者 |
川井 秀一 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (00135609)
師岡 淳郎 京都大学, 木質科学研究所, 助教授 (00192378)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
1993年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1992年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
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| キーワード | 水蒸気処理 / 横圧縮変形 / 応力-ひずみ図 / クリープ / 応力緩和 / 変形の永久固定 / 降伏点 / ヘミセルロース / 圧縮変形 / ドライングセット / 応力ーひずみ図 |
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| 研究概要 |
高圧水蒸気処理過程で、圧縮変形を与えることが可能なプレスを組み込んだステンレス製容器を用い、種々の温度で、木材の放射方向の応力-ひずみ図、クリープおよび応力緩和曲線を求めた。応力-ひずみ図において、降状点の対数と温度の間に、勾配が負の直線関係が存在した。また、140℃以下では、1300秒以内では、応力-ひずみ図には、ほとんど変化が現れないが、160℃以上では、時間とともに、降状点が徐々に低下した。クリープ測定で、180℃以上では、クリープひずみは、瞬間ひずみに比べ非常に大きく、時間とともに直線的に増加した。応力緩和測定で、温度が110℃以上になると、応力の緩和の程度が徐々に早まり、200℃では、すぐに応力は0まで緩和した。応力緩和測定後のひずみの回復度と除荷までの時間との関係において、65℃では、時間に依存せずひずみの80%以上が回復するのに対し、140℃以上になると、時間とともに、ひずみの回復は減少していき、180℃では、1000秒以内で、変形は完全に固定された。化学分析により、この範囲の水蒸気処理では、木材成分のヘミセルロースがある程度加水分解され、低分子化するだけで、リグニンやセルロースには、ほとんど変化が生じていないことが推察された。これらの結果から、木材に横圧縮大変形を与える過程、あるいは与えた後、200℃以下、数分以内の水蒸気処理を行うと、ヘミセルロース分子の切断にともなって、マトリックスの構造がゆるみ、変形によって蓄積されていた弾性エネルギーが解放されて、変形が永久固定されるものと考えられた。水蒸気処理による変形の永久固定が、たとえば180℃では、数分程度で完結することから、これを応用して、スギなどの軟質材の圧縮成形加工が可能であった。この場合、木材を圧縮した後、高圧水蒸気を木材中に導入する必要は必ずしもなく、密閉状態で加熱し、木材のもっている水分を利用して水蒸気処理をすることができた。
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