スギ樹皮を用いた厚物成形ボードの製造と床暖房への応用

• 研究課題/領域番号: 11556034
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 林産学
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 山内 秀文 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 助手 (90279513)
• 研究分担者: OLRANDO R. Pulido 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 流動研究員 ; 馬 靈飛 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 流動研究員 ; 佐々木 光 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (50027158) ; 桜庭 弘視 (株)丸新製作所, 主任研究員 ; 楊 萍 熊本大学, 教育学部, 助教授 (70253705) ; MA Ling. Fei. Institute of Wood Tech., Researcher ; PULIDO O. R. 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 研究員 ; 木村 有一 庄内鉄工(株), 設計室長(研究職) ; 土居 修一 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (20279508) ; 田村 靖夫 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 教授 (90279505) ; 徐 へん 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 研究員 ; 馬 霊飛 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 研究員 ; 菊地 與志也 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 研究員 (30279517)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 樹皮 / スギ / 蒸気噴射プレス / 厚物成形ボード / 小規模生産 / 床暖房 / 熱伝導率 / スギ樹皮 / 熱伝導 / 暖房床 / FF床暖房 / 樹皮ボード / シリコンチューブ / 厚物成型ボード / 蒸気墳射プレス / 低比重ボード / 厚物ボード

研究概要

スギ丸太の歩留まり向上と廃棄物低減を目指し、スギ樹皮を有効利用する方法として厚物成形ボードに転換する方法を検討した。さらに、このボードの持つ断熱性、成型性、耐久性、厚物化による載荷性などの性能を生かし、付加価値の高い利用法として床暖房基材とすることを考案し、これの基礎技術を確立する実験を行った。検討結果を以下のような四章にまとめた。
1)スギ樹皮ボードの諸性質:スギ樹皮ボードの基礎的な性質を明らかにするために、小試験体により力学的性質、寸法安定性、断熱性、VOC吸着性及び遮音性能を測定した。樹皮ボードは力学的性能がやや劣るものの、優れた断熱性、VOC吸着性などを持つことが明らかになった。
2)床暖房基材成型用金型の設計・試作及び実験用ボードの製造:既存の蒸気噴射プレス定盤に取り付けて用いる成形金型の設計を行った。金型の成形パターンは汎用性と施工性を考え正方格子状とした。この金型を用い、イソシアネート樹脂接着剤を用いて厚さ45mm、比重0.40の実験用ボードを1枚当たり4.5分で製造できた。
3)床暖房モデルを用いた配管及び床構成の検討:先に試験製造したボードを用い、約1×2mの床暖房モデルを作製し、熱源を接続して配管パターン、配管直径、熱拡散材料の有無による暖房効果への影響を検討した。配管の差異による影響はほとんど見られなかったが、熱拡散材料、特に薄様の金属板の使用は暖房速度の向上及び暖房の均一化に効果的であった。
4)実大試験住宅への床暖房の施工:最終的な施工方法の開発及び施工性の評価を目的として、実大の試験住宅内の一室に暖房床を施工した。この検討から、開発した方法が良好な施工性、高い自由度をもつことが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] H.Yamauchi et al.: "Processing and utilization of sugi (Cryptomeria japonica D.DON) barks-preparation and grading of fibers"Holz als Roh-und Werkstoff. 57. 150-151 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Xu et al.: "Wood residue Composite Boards -Low density Bark Particleboard -"Proc.of Materials science and Engineering Section of the Metallurgical Society of ECM. 717-724 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Kikuti et al.: "Adosorption of formaldehyde of on sugi bark composites"Proc.of 5th Pacific rim bio-based composites symposium. 271-276 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 田村 靖夫: "室内大気中のホルムアルデヒドとスギ樹皮ボードの効用"住宅と木材. 23・275. 12-25 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 田村 靖夫: "秋田スギの樹皮を利用したボードとその可能性"山林. 21-29 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Yamauchi et al.: "Design and Production pf Heated Floor panels From Wood Barks"Proc.of Symposium on Utilization of Agricultural and Forestry Residues. 72-76 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H. Yamauchi, O. R. Pulido, L. F. Ma, I. Miura, H. Sasaki:: "Processing and utilization of sugi (Cryptomeria japonica D.DON) barks - preparation grading of fibers -"Holz als Roh- und Werkstoff. 57. 150-151 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H. Xu, Y. Kikuti, O. R. Pulido, Y. Tamura: "Wood residue Composite Boards -Low density Bark Particleboard"Proc of Materials science and Engineering Section of the Metallurgical Society of ECM. 717-724 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Kikuti, H. Xu, Y. Tamura: "Adosorption of formaldehyde of on sugi bark composites"Proc of 5th Pacific rim bio-based composites symposium. 271-276 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Tamura: "Effect of Sugi bark board for Indoors Free Formaldehyde"Housing & Wood. Vol.23 No.275. 12-25 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Tamura: "The Board with Akita-Sugi bark and it's Possibility"SANRIN, 2000.1. 21-29 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] O. R. Pulido, H. Yamauchi, L. F. Ma, Y. Kawai, H. Sasaki: "Special Characteristics of Composite Boards from Wood Barks"Proc. of the Fourth International Conference on Materials for Resources. 115-118 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] L. F. Ma, O. R. Pulido, H. Yamauchi, H. Sasaki: "Inorganic-bonded Composites from Sugi Wood and Barks"Proc. of the Fourth International Conference on materials for Resources. 104-108 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H. Yamauchi, H. Sasaki, L. F. Ma, H. Xu, O. R. Pulido: "Design and Production pf Heated Floor panels From Wood Barks"Proc. of Symposium on Utilization of Agricultural and Forestry Residues. 72-76 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] O. R. Pulido, H. Yamauchi, L. F. Ma, Y. Kawai, H. Sasaki: "Special Properties of Thick Composites form Wood Barks and Improvement of Strength by Orientation"Proc. of Symposium on Utilization of Agricultural and Forestry Residues. 80-84 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hidefumi Yamauchi et al.: "Design and Production of Heated Floor Panels From Wood Barks"Proceedings of Symposium on Utilization of Agricultural and Forestry Residues. 72-76 (2001)
• [文献書誌] Orlando R.Pulido et al.: "Special Characteristics of Composite Boards from wood barks"Proceedings of International conference on Materials Engneering for Resource. 104-108 (2001)