| 研究概要 |
過熱水蒸気下での乾燥による収縮応力データは比較的狭い温度範囲(160℃〜180℃)に制限されていて、収縮応力発現の温度による変化を捕らえにくかった。本年度は温度範囲を拡大し、140℃(一部120℃)〜180℃について各相対湿度でのR方向およびT方向収縮応力-乾燥時間関係を得、主に乾燥時の割れの影響の少ないR方向収縮応力についてその特徴を検討するとともに、それらと強度あるいは緩和応力との関係を明らかにする。これに関連して、木材セルロースにおよぼす高温過熱水蒸気の影響についても考察した。
収縮応力の測定は、乾燥が十分に進み、大きな割れが視認され、得られる応力が不正確となる付近(i.e.,乾燥終期)までおこなった。140℃で、0および20%RHでの乾燥終期の収縮応力は、100℃以下で乾燥した場合と同様の高い値となったが、20〜80%RHではそれらは相対湿度の増加とともに8から2kg/cm2まで順次減少した。160℃でも同様な傾向が認められたが、この場合には、乾燥終期収縮応力について収縮応力の高いグループ(40%RH以下で乾燥の場合)と、収縮応力の低いグループ(60%RH以下で乾燥の場合)の2者に分離した。この傾向は温度増加とともにさらに顕著となった。これらのことから、140℃,60%RH以上の条件での過熱水蒸気乾燥で収縮応力は低い値にとどまることがわかった。このような収縮応力の温度、湿度による変化は応力緩和から予測できること、収縮応力の大きな低下には応力緩和が効果的に作用していることがわかった。また、過熱水蒸気下で木材中に生成が推定されている凝集構造に木材セルロースが関係するか否か検討するため、セルロース系繊維の水蒸気処理を行った。ガラス棒に巻いた2種のセルロース系繊維(木綿糸、レーヨン糸)を190℃、20分間水蒸気処理し、試料に与えた変形が水蒸気処理により固定されるか否かを観察した。その結果、レーヨン糸に与えた変形は水蒸気処理により固定されたが、木綿糸の場合は固定されなかった。木綿糸と木材が同じセルロースIの構造を持つことや、木綿糸に関するX線回折の結果より、190℃、20分間程度の水蒸気処理では、セルロース部分での凝集構造の形成はほとんどなく、セルロースは変形固定にほとんど関与しないと考えられた
|
