木材の化学処理と熱処理のツーステップ処理による寸法・物性安定化

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21160
• 補助金の研究課題番号: 18H06021 (2018)
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金 (2019); 補助金 (2018)
• 審査区分: 0603:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 関 雅子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70630820)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• キーワード: 木材 / 化学処理 / アセチル化処理 / 樹脂含浸処理 / 熱処理 / 微細構造

研究成果の概要

木材の吸水・乾燥による寸法・物性変化を抑制するための手段として、寸法安定化処理として知られる化学処理と熱処理を組み合わせた「ツーステップ処理」（すなわち、化学処理木材の熱処理）を適用し、その処理が寸法安定性に及ぼす効果と処理による微細構造（化学構造、細孔構造）の変化を検討した。化学処理としてアセチル化処理とメラミン樹脂含浸処理を施した木材に対して熱処理を施すことで、吸湿性の低下と寸法安定性の向上が認められた。特に、アセチル化処理では熱処理による重量減少率が1％未満、樹脂含浸処理では重量減少率が4％未満の比較的軽度の熱処理で最大の効果が得られることがわかった。

自由記述の分野

木材物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

プラスチックや金属等と比較して、木材は吸水・乾燥により寸法・物性変化が大きいことが用途が限定されている一因である。木材の寸法安定化処理として化学処理や熱処理に関しては既に多くの知見が得られているが、これらを組み合わせて寸法・物性の更なる安定化を図る研究報告は少ない。そのため、本研究により見出された寸法安定化のための効果的な処理条件等の成果は、木材の用途拡大に寄与するものである。また、ツーステップ処理による木材のミクロ～メソ孔領域の細孔構造変化に関する結果は、現時点では吸湿性との関係が見出されていないものの、処理木材の寸法安定化メカニズムを考察する上で重要な学術的知見である。