ミリ波・共焦点蛍光X線による保存処理木材の品質管理システムの構築

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01481
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤井 義久 京都大学, 農学研究科, 教授 (10173402)
• 研究分担者: 簗瀬 佳之 京都大学, 農学研究科, 准教授 (00303868) ; 栗崎 宏 富山県農林水産総合技術センター, 富山県農林水産総合技術センター木材研究所, 課長 (20446644) ; 辻 幸一 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30241566) ; 吉村 剛 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (40230809)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 保存処理木材 / 非破壊検査 / 蛍光X線 / ミリ波 / 共焦点

研究実績の概要

本研究では、木材の高耐久化保存処理状態を非破壊・非接触・高速で全数検査できる新規な品質管理システムのためのセンシング技術を開拓する。銅系薬剤による注入処理について、不均一注入や注入不足の検出するため、共焦点蛍光X 線およびミリ波を相互補完的に融合したセンシングを行う。蛍光X線については共焦点および新規な共焦線技術による3次元マッピング技術を援用した材深部での銅等の有効成分濃度の測定を、ミリ波についてはFMCW レーダ方式を用いて材内部での含水率情報を獲得し、材料深部からのX線情報を含水率情報によって補正し、正確な材料内部での銅濃度分布の測定をめざした。
本課題は以下の6段階で構成される。1)処理木材の銅分布と処理条件との関係の解明。2)共焦点型蛍光X線方式による木材表層から10mmまでの銅濃度マッピングの可能性の解明。3)ミリ波レーダ技術による木材の水分状態や内部欠点の非破壊検出の確立。4)ミリ波検出系からの水分分布データによって蛍光X線データを補正し木材中の有効処理成分の高精度濃度マッピング手法の確立。5)両技術を融合させた非破壊診断装置の基本設計。平成29・30年度は、1)から4)までを実施した。令和元年度（最終年度）は、既往の課題を継続して検討し、5）に着手した。さらに研究期間中に発見された知見について深く検討した。例えば、
蛍光X線を用いたCuの検出について、新規な手法として木材深部をターゲットとした共焦点型の検出系の可能性を検討してきたが、さらに深部での焦点結像領域を点から線にまで拡大した共焦線型の検出装置の開発とその可能性の検証を行った。課題5）については、レーダ装置で評価した水分量と、その水分によるX線の検出データへの影響の検討に着手した。またX線系の出力とミリ波データを処理して表示させるインターフェイスの構築を試みた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 微小部蛍光X 線分析法による銅系防腐処理木材の元素分布解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 仲西 桃太郎、中野 ひとみ、藤原 裕子、藤井 義久、辻 幸一
  • 雑誌名: Ｘ線分析の進歩 巻: 50 ページ: 105-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechamical properties and biological performance of particle boards made of Sendam (Melia azedarach) (2019)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Utsumi, Koji Murata,Kenji Umemura, Tsuyoshi Yoshimura, Kazuo Hattori, Masashi Nakamura
  • 雑誌名: BioRes. 巻: 14(2) ページ: 4100-4109
  • DOI: Doi. 10.15376/biores.14.2.4100-4109
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Performance of fluoride and boron compounds against dry wood and subterranean termites and decay and mold fungi (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Nami Kartal, Evren Terzi, Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: J. For. Res. 巻: 24 ページ: 00
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11676-019-00939-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 実験住宅の床下における種々の粒子物理バリアのヤマトシロアリ貫通阻止性能評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬佳之、藤原裕子、藤井義久、森 拓郎、吉村 剛、土居修一
  • 雑誌名: 木材保存 巻: 45(3) ページ: 114-121
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isolation and characterization of novel microsatellite markers for a globally distributed invasive and Paratrechina longicornis (Hymenoptera: Formicidae) (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-Ping Tseng, Hugo Darras, Chow-Yang Lee, Tsuyoshi Yoshimura, Laurent Keller and Chin-Cheng Scotty Yang
  • 雑誌名: Eur. J. Entomol. 巻: 116, ページ: 253-257
  • DOI: doi: 10.14411/eje.2019.029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Movement of boron from ulexite and colemanaite minerals in sapwood and heartwood of Cryptomeria japonica (2019)
  • 著者名/発表者名: Saip Nami Kartal, Evren terzi, Aysel Kanturk Figen and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: J. For. Res. 巻: 24 ページ: 00
  • DOI: htpps://doi.org/10.1007/s11676-019-01022-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic diversity and Wolbachia infection patterns in a globally distributed invasive ant (2019)
  • 著者名/発表者名: Shu-Ping Tseng, James K. Wetterer, Abdrew V. Suarez, Chow-Yang Lee, Tsuyoshi Yoshimura, DeWayne Shoemaker and Chin-Cheng Scotty Yang
  • 雑誌名: frontiers in genetics 巻: 2019 ページ: 00
  • DOI: Doi: 10.3389/fgene.2019.00838
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Resistance of wood coated with oriental lacquer (urushi) against damage caused by subterranean termite (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoko Okahisa, Chieko Narita and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: J. Wood Sci. 巻: 65 ページ: 00
  • DOI: Doi: 10.1186/s10086-019-1820-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Environmental factors and wood qualities of African blackwood, Dalbergia melanoxylon, in Tanzanian Miombo natural forest (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazushi Nakai, Moriyoshi Ishizuka, Seiichi Ohta, Jonas Timothy, Makala Jasper, Njabha M. Lyatura4, Victor Shau4 and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: J. Wood Sci. 巻: 65 ページ: 00
  • DOI: Doi: 10.1186/s10086-019-1818-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mold and larvae resistance of wood-based composites incorporating sodium fluoride (2019)
  • 著者名/発表者名: Cihat Tascioglu, Kenji Umemura, Sukma Kusuma, Coskun Kose, Mesut Yalcin, Caglar Akcay and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: BioResources 巻: 5(1) ページ: 20-27
  • DOI: Doi: 10.15376/biores.15.1.20-27
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Boron, fluoride and copper distribution in treated sugi sapwood and heartwood: Interaction between the elements (2019)
  • 著者名/発表者名: Saip Nami Kartal, Evren Terzi and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: Kastamonu Univ., J. For. Facul. 巻: 20(1) ページ: 49-57
  • DOI: Doi: 10.17475/kastorman. 705847
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] African Blackwood (Dalbergia malanoxylon) and other local Tanzanian tree species’ biological performance against subterranean termites and wood decay fungi (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazushi Nakai and Tsuyoshi Yoshimura
  • 雑誌名: BioResources 巻: 15(2) ページ: 2994-3005
  • DOI: DOI: 10.15376/biores.15.2.2994-3005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 古川隼人，藤原裕子，簗瀬佳之，澤田豊，藤井義久, ヒノキ材の平削り面における毛羽立ちの生成機構の考察と定量評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 古川隼人，藤原裕子，簗瀬佳之，澤田豊，藤井義久
  • 雑誌名: 木材学会誌 巻: 65(2) ページ: 63-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of grain angle on the strain distribution during orthogonal cutting of hinoki (Chamaecyparis obtusa) measured using a digital image correlation method (2019)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Matsuda, Yuko Fujiwara and Yoshihisa Fujii
  • 雑誌名: Journal of Wood Science 巻: 65 ページ: 44
  • DOI: https://doi.org/10.1186/s10086-019-1824-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Genus Coptotermes (Rhinotermitidae) in Sumatra and West Java: Morphological and Phylogenetic Studies (2020)
  • 著者名/発表者名: Bramantyo Wikantyoso, Shu-Ping Tseng, S. Khoirul Himmi, Sulaeman Yusuf and Tsuyoshi Yoshimura
  • 学会等名: 13th Conference of the Pacific-Rim Termite Research Group
  • 国際学会
• [学会発表] Transport of Microplastics from Surface into Soil by Termites (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Yabumoto, S. Khoirul Himmi and Tsuyoshi Yoshimura
  • 学会等名: 13th Conference of the Pacific-Rim Termite Research Group
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of Termite; Ectoparasitic fungi Relationship (2020)
  • 著者名/発表者名: Ikhsan Guswenrivo, Tomoya Imai, Deni Zulfiana, Titik Kartika, Sulaeman Yusuf, and Tsuyoshi Yoshimura
  • 学会等名: 13th Conference of the Pacific-Rim Termite Research Group
  • 国際学会
• [学会発表] 銅系木材保存剤を加圧注入した木材断面の 銅元素分布と着色領域の関係 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐喜眞康弘，藤原裕子，簗瀬佳之，藤井義久
  • 学会等名: 日本木材学会第70回年次大会、鳥取
• [学会発表] Confocal Line XRF Analysis in Comparison with Confocal Point Micro XRF Analysis (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuyama, S. Sonoda, H. Nakano, K. Tsuji
  • 学会等名: 68th Annual Conference on Applications of X-ray Analysis Denver X-ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 共焦型蛍光X線分析による銅系防腐処理木材の分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 仲西 桃太郎、中野 ひとみ、藤原 裕子、藤井 義久、松山 嗣史、辻 幸一
  • 学会等名: 日本分析化学会第68年会
• [学会発表] 共焦配置による蛍光X線内部解析法の基礎研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 園田 将太、中野 ひとみ、辻 幸一
  • 学会等名: 日本分析化学会 第79回分析化学討論会
• [学会発表] 共焦線型蛍光X線分析法による深さ方向分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 園田 将太、中野 ひとみ、松山 嗣史、辻 幸一
  • 学会等名: 日本分析化学会第68年会
• [学会発表] 共焦線型蛍光X線分析を用いた層構造を有する試料の深さ方向分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 園田将太、中野ひとみ、松山嗣史、辻 幸一
  • 学会等名: 第55回X線分析討論会
• [学会発表] 微小異物の蛍光X線分析における共焦点配置による検出下限向上 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中野ひとみ、大澤澄人、駒谷慎太郎、松山嗣史、辻 幸一
  • 学会等名: 第55回X線分析討論会
  • 国際学会
• [学会発表] Application of humidified heat treatment to entire historic wooden buildings at Nikko World Heritage site to control insect attack (2019)
  • 著者名/発表者名: YOSHIHISA FUJII, MASAHIKO HARADA, HIROYUKI KITAHARA, YUKO FUJIWARA, RIKA KIGAWA, YOSHINORI SATO, YUKIO KOMINE, MASAHIDE INUZUKA, TOMOKO KOTAJIMA, SHINGO HIDAKA, AKIKO SAITO, TADASHI FUKOKA
  • 学会等名: Integrated Pest Management (IPM) for Cultural Heritage the 4th International Conference in Stockholm