| 研究課題/領域番号 |
20K06174
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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 | 国立研究開発法人森林研究・整備機構 |
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研究代表者 |
松永 正弘 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70353860)
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| 研究分担者 |
小林 正彦 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00397530)
神林 徹 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30772024)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 木材 / 寸法安定性 / 加圧熱水処理 / 5-ヒドロキシメチルフルフラール / 有機酸 / 加圧熱水 / 減圧注入 / 耐湿性 / 耐朽性 / バルキング / 質量増加率 / 注入処理 / 化学加工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
木材の寸法安定性を向上させるため、これまでに様々な化学改質処理法が開発されてきたが、近年高まる環境意識の高まりから薬品や化石由来資源を用いない化学改質木材を求めるユーザーの声が大きくなっている。そこで本研究では、木材由来成分のみを用いて木材を改質し、高い寸法安定性を有する木材を製造すると共に、その性能の発現機構を解明することを目的とする。改質方法としては、木材を加圧熱水処理して得られた反応液を別の木材に注入して加熱し、木材中に固着させて水分の吸脱着を抑制する。注入する成分は木材由来成分のみであり、その製造にも熱と水しか使わないことで、ノンケミカル処理による新たな化学改質処理技術の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、木材由来成分のみを用いて木材を改質し、高い寸法安定性を有する木材を製造すると共に、寸法安定性向上のメカニズムを解明することを目的とした。スギ木粉を様々な処理条件で加圧熱水処理した反応液をスギ辺材に注入した。反応液を注入された試片を加熱し、寸法安定性を評価した。その結果、木材の水分による寸法変化を2分の1程度に抑制できることが示された。また、反応液の主成分として5-ヒドロキシメチルフルフラール（5-HMF）が含まれることが明らかとなった。さらに、5-HMFにシュウ酸を添加して注入することで木材の寸法安定性が大幅に向上す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 |
本研究では、木材由来成分のみで木材の寸法安定性向上を試みており、その成果は、薬剤や化石由来資源を用いない、ノンケミカル処理による新たな化学改質処理技術の開発に繋がる。さらに、木材由来成分の組み合わせによって寸法安定性が飛躍的に向上する可能性も示しており、学術的に大きな意味がある。また、注入成分の製造方法は水と熱のみを使用する加圧熱水処理であり、環境に対する意識が高まっている現在、ユーザーに安心して利用してもらえる化学改質木材が開発されることが期待されるため、社会的にも意義のある研究成果である。
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