森林資源の有効活用を目指した木細胞の動的破壊に関する研究

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研究目的我が国は豊富な森林資源を有しながら、それを有効に活用できずにいる。その理由は、樹木の搬出コスト^①と住宅用建材にしか使用されない用途の狭さ^②にある。しかし、近年では間伐材を利用する発電施設の建設や、バイオマス燃料として使用する等、木材の新しい用途が見出されている。しかしながら、間伐材をも確保することが難しい状況や、木質バイオマス燃料は、含水率が高く燃料効率が悪いという問題点もある。本研究では、①、②の問題解決のために下記2つの研究を行った。研究方法①搬出コストの低減をおこなうためには、火薬類によって根株を任意の形状に分割し、小型重機でも短時間での引き抜き処理が可能となればこの問題の解決に繋がる。本研究では、破壊に必要な最小の装薬量等条件を調査するために爆薬の種類と装薬量の関係について調査した。②木質バイオマス燃料の課題は、含水率を下げることにある。本研究では、乾燥の前工程に密閉された容器内に水と木材試料を入れ、ごく少量の爆薬を爆発させ木動的圧力処理を行った。処理後の試料に対して、比較のために未処理材と同条件で自然乾燥を行い含水率計による含水率の確認を行った。また、注入性を確認するための注入試験を実施し、本方法の有効性を確認した。研究成果①破砕剤を用いた実験では、複数のき裂を同時に生じさせることは出来なかった。導爆線を用いた実験では、1孔あたりの装薬量が少なく、装薬孔間にき裂は生じたものの破断までには至らなかった。含水爆薬を用いた実験では、装薬孔近傍に円孔を配置することで、き裂の方向制御が可能となった。②処理後の試料外観は未処理材と比較しても目立った損傷は無かった。含水率の経過を比較すると、処理材の方が未処理材よりも含水率の減少が速かった。また注入性に関しても処理回数が多いほうが注入量が多くなるという結果であった。