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温度・湿度変動を考慮したシミュレーションで捉える木材の経年変化

研究課題

研究課題/領域番号 15K18722
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 木質科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

松尾 美幸  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (70631597)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード湿熱処理 / 温度-時間換算則 / 湿度-時間換算則 / 経年変化 / 促進劣化 / 温度依存性 / 湿度依存性 / 色変化 / ヒノキ / 材質 / 古材
研究成果の概要

本研究課題では,木材の経年変化を理解するために,温度依存性のみを論じる従来の促進劣化処理を発展させ,温度依存性と湿度依存性の両方を考慮し,経年にともなう物性変化と比較することで,経年変化への熱と水分の寄与を明らかにすることを目的とした.具体的には,様々な温度条件と湿度条件を設定した木材の湿熱処理をおこない,実際の経年による物性変化と比較した.その結果,実際の経年における物性変化速度を決めるファクターは木材の含水率であることが分かった.湿熱処理においては,常温常湿での木材の含水率と同定度になるように温度・湿度を設定することで,経年変化と湿熱処理を統一的に捉えられることが示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本では古来から木材で建築物や工芸品が作られてきており,しかもその中には長い時間を経てなお現役で使われているものもあります.木材は我が国の文化を形成する重要な材料です.木材は100年~1000年の単位でゆっくりと材質が変化し,これを「木材の経年変化」と呼びますが,その全容や詳細なメカニズムはまだ分かっていません.本研究では,木材の経年変化についてより深く知るために,熱処理によって経年変化を再現し,実際の経年変化とどのように異なるか等を数値解析によって明らかにしました.その結果,木材中の水分量(含水率)が経年変化のスピードを決める重要なファクターであることが分かりました.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Kinetic analysis of poplar wood properties by thermal modification in conventional oven2018

    • 著者名/発表者名
      Marcon B、Goli G、Matsuo-Ueda M、Denaud L、Umemura K、Gril J、Kawai S
    • 雑誌名

      iForest - Biogeosciences and Forestry

      巻: 11 号: 1 ページ: 131-139

    • DOI

      10.3832/ifor2422-010

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 木材物性の変化とその時間温度依存性2016

    • 著者名/発表者名
      松尾 美幸
    • 雑誌名

      Cellulose Communications

      巻: 23 ページ: 178-182

    • NAID

      40021022215

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 古材および熱処理材の吸湿性および振動特性2016

    • 著者名/発表者名
      錢谷 菜々未, 小幡谷 英一, 松尾 美幸
    • 雑誌名

      木材学会誌

      巻: 62 号: 6 ページ: 250-258

    • DOI

      10.2488/jwrs.62.250

    • NAID

      130005170620

    • ISSN
      0021-4795, 1880-7577
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 木材の経年および熱処理による色変化2016

    • 著者名/発表者名
      松尾 美幸, 山本 浩之, 梅村 研二, 川井 秀一
    • 雑誌名

      木材学会誌

      巻: 62 号: 6 ページ: 266-274

    • DOI

      10.2488/jwrs.62.266

    • NAID

      130005170577

    • ISSN
      0021-4795, 1880-7577
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of hygrothermal treatment on wood properties: Color changes and kinetic analysis using four softwood and seven hardwood species2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuo MU, Mitsui K, Kobayashi I, Kohara M, Yoshida M, Yamamoto H
    • 雑誌名

      Wood Science and Technology

      巻: 50 号: 6 ページ: 1145-1160

    • DOI

      10.1007/s00226-016-0833-1

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NIR Spectral-kinetic analysis for thermally degraded Sugi (Cryptomeria japonica) wood2016

    • 著者名/発表者名
      Inagaki T, Matsuo M, Tsuchikawa S
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 122 号: 3 ページ: 208-208

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9763-x

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on the possibility of utilizing Styrax tonkinensis wood in Laos and its several physical properties2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuo MU, Sujan KC, Hirota I, Kojima M, Yoshida M, Yamamoto H
    • 雑誌名

      Journal of Tropical Forest Science

      巻: 28 ページ: 00-00

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 熱処理が木材の振動特性および色に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      錢谷菜々未,小幡谷英一,松尾美幸,水戸菜摘
    • 学会等名
      日本木材学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 湿熱処理による材質変化の湿度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      松尾美幸,水戸菜摘,吉田正人,山本浩之
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 木材の経年変化 ~木の文化を支える木材の底力~2017

    • 著者名/発表者名
      松尾美幸
    • 学会等名
      日本木工機械展2017ウッドワンダーランド オープンステージ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Changes in vibrational properties and color of wood due to heating at different relative humidities2017

    • 著者名/発表者名
      Nanami Zeniya, Miyuki Matsuo, Natsumi Mito, Akiko Nakagawa, Eiichi Obataya
    • 学会等名
      COST Action FP1302 WoodMusICK Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Changes in vibrational properties and color of Sitka spruce wood due to accelerated aging2017

    • 著者名/発表者名
      Nanami Zeniya, Miyuki Matsuo, Eiichi Obataya
    • 学会等名
      2017 IUFRO All-Division 5
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Changes in color and vibrational properties of wood due to accelerated ageing2016

    • 著者名/発表者名
      Nanami Zeniya, Miyuki Matsuo, Eiichi Obataya
    • 学会等名
      Wood Science and Craft 2016 (2nd International symposium Wood Science and Craftsmanship)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 古材標本を用いたケヤキ材の経年変化に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      松尾美幸
    • 学会等名
      第304回生存圏シンポジウム生存圏データベース(材鑑調査室)全国共同利用研究報告会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-02-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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