| 研究課題/領域番号 |
19K06169
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
杉元 宏行 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70425742)
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| 研究分担者 |
杉森 正敏 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (20196760)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 木材 / 光透過 / 組織構造 / 光路 / 屈折率 / 透過率 / 反射率 / 反射界面 / 色 / 繊維角 / 全光透過率 / 全光反射率 / 可視光 / 透過光 / 反射光 / 木材の可視光透過性 / 可視光拡散 / 内部構造 / X線CT観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らは、木材材料の透過率および内部構造での光拡散が、その明度や色に影響を与えることを明らかにした。そこで本申請研究では、木材の内部構造が引き起こす可視光の拡散が、木材の光透過性ならびに光反射性にどのような影響を与えるか明かとするため、木材の組織構造における可視光光路モデルを作成し、X線CT観察および各種分光測定で得られた実測値と比較をすることで、精度の高いモデルを作成し、明度・色と内部構造との関係を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
繊維傾斜が可視光全透過率・全反射率に及ぼす影響について調べるため、細胞を角筒形状とした単純構造を仮定し、材料内の光路を考慮したモデルを作成し、実験結果と比較した。その結果、繊維角と光特性の関係の数値解析結果と実験値は良い一致が見られ、各界面における透過率・反射率は繊維傾斜の影響を強く受けることが明らかとなった。また、塗料や水が木材に浸透することによる複雑な色変化が、自由水や塗料が内腔へ浸透することによる界面構成の変化が原因と推定し、簡易的な光学モデルで検討した結果、その原因となる反射率は、材料内部の反射界面の影響を受けた単調な変化であることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
木材は、その高い意匠性から、表面材料として利用されることが多いことから、見た目についての研究が数多くなされてきた。しかし、そのほとんどは材料の最表面の状態について考察されたものであり、材料内部に浸透する光の影響についてはあまり議論されてこなかった。特に、明度・色におよぼす材料内部の組織構造の影響は、細胞壁の光吸収によるもののみ議論されてきた。しかし、数多くの例外が存在することから、吸収以外の理由が疑われてきている。本研究では、木材の可視光反射・透過について、木材の持つ異方性と複雑な組織構造の影響について調べ、木材の組織構造における可視光光路モデルを作成し、明度・色に与える関係を明らかにした。
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