| 研究課題/領域番号 |
22K14929
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 |
村山 和繁 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 任期付研究員 (80866327)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 木質材料 / 木質ボード / 熱圧工程 / 近赤外分光法 / 接着剤の硬化度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
木質ボードは、接着剤を添加した木材小片の堆積物（マット）を熱圧成形することで製造される環境に配慮した材料である。本研究では、接着剤未添加のマットや接着剤単体、接着剤を添加したマットの熱圧工程における近赤外吸収スペクトルの経時変化を測定し、それらの解析結果をもとに、熱圧中のマットの接着剤の硬化度を推定する技術の確立を目指す。本研究は熱圧工程における接着剤の硬化メカニズムを明らかにする上で重要であり、また、この成果は木質ボード製造時に多くのエネルギーを必要とする熱圧工程の最適化や接着剤の硬化度の管理による信頼性の高い木質ボードの生産につながる。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、熱圧工程におけるマットの近赤外吸収スペクトルをプローブにより測定する技術を用いて、木質ボードの熱圧工程におけるマットの接着剤の硬化度を推定する技術を確立することを目的とする。本年度は、接着剤未添加のマットを用いて以下2点の検討を行った。
マットのスペクトルをプローブで測定する場合、原料となる木材小片の不均一さに由来するマットの空隙やプローブとの接触状態の違いなどによる外乱が接着剤硬化度の推定の妨げになる可能性がある。そこで、安定した近赤外吸収スペクトルの測定が可能な木材小片のサイズを明らかにするため、目開き1.7mmから6.7mmの篩で分級したスギストランドを用いたマットのスペクトルを測定し、各波長のスペクトルの標準偏差を算出してばらつきを評価した。目開き6.7mmの篩で分級した条件は他の条件よりも水や遊離アルコールのOH基に由来するピーク（5210cm-1）の標準偏差が大きくなった。大きな小片はこれらの成分の分布にばらつきがあるため、安定性が減少したと考えられる。一方、4mm以下の篩で分級した条件については、大きなばらつきは見られなかった。そのため、一定サイズ以下の小
片を用いたマットでは、同程度のスペクトルの安定性があると示唆された。
続いて、熱圧工程におけるマットの木材小片の成分の熱による変性や蒸発による水分の変動の影響を把握するため、含水率3%から30%まで調整したストランドを用いたマットの熱圧中の近赤外スペクトルの経時変化を測定した。含水率3%のマットでは、熱圧時の温度上昇に伴う木材のフェノールのOH基（6910cm-1）および水や遊離アルコールのOH基に由来するピーク（5210cm-1）の変化が見られた。そのため、本手法により熱圧中のマットの木材成分と水分それぞれの変動を捉えることができることが示唆された。
本研究の成果の一部は第73回木材学会大会で発表した。
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