木質材料の破壊過程のX線CT連続透視観察による接着強さの発現メカニズムの解明

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K06163
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40020:木質科学関連
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 田中 孝 静岡大学, 農学部, 助教 (40612700)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 木材接着 / 接着剤 / 合板 / マイクロX線CT / 荷重変位曲線 / 木質材料 / 接着メカニズム

研究成果の概要

近年、木質資源の有効活用や大規模木造建築の推進のために、木材接着が不可欠な技術になりつつある。各種木材接着製品に最適な木材接着技術を選定してその要求性能を確保するには、接着性能が発揮されるメカニズムを把握しておくことが肝要であるが、木材接着強さの発現メカニズムやその劣化メカニズムにはいまだ不明な点が多々あり、それらを今後解明していくためには、木材接着の形態を観察する技術が欠かせない。本研究では代表的な透視観察技術の一つであるX線CTを用いて、木質材料の内部を非破壊的に観察する手法の確立を試みた。

自由記述の分野

木材物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

木質材料を引っ張りながらX線CTでスキャンするためのデバイスを開発した。このデバイスは設置した木質材料にどのくらいの引張り応力が生じているかをデバイス側面のひずみゲージによりリアルタイムに把握する機構を備えている。これにより、さまざまな木質材料試験片に引張り力を加えながらX線CT装置で単板の細胞壁の配置や単板に浸透して硬化した接着剤硬化物のミクロな位置関係が視認できるレベルで透視観察することができるようになった。さらに実際に、ラワン合板とヒノキ合板の小試験片に断続的な変位を与え、引張り応力を把握し、それをX線CTに供した。合板の破壊過程における細胞レベルでの形態変化を明らかにすることができた。