水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化

通过蒸汽预处理稳定压缩木材的尺寸

• 批准号: 09760159
• 负责人: 井上 雅文
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09760159/
• 关键词: 木材; 水蒸気前処理; 加熱圧締; 圧密化; 寸法安定化; 高強度化; ロールプレス; 木質ボード; 水蒸気; 前処理; 圧縮; SEM; 応力暖和; クリープ

水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化について実験を行い、処理条件を確立すると同時に、処理材の顕微鏡観察、横圧縮試験、粘弾性実験によってその機能発現のメカニズムを考察した。さらに、本処理を応用し、連続式ロールプレスによる圧縮木材の製造、木質ボード類の試作を行った。得られた結果は以下の通りである。1. 水蒸気前処理温度、時間の増加に従い、回復度が低下し、10分間の処理では、210〜220℃の処理で、変形はほぼ固定された。回復度(SR)と重量減少率(WL)には、相関が認められ、両者の関係は、SR=-10.8WL+80.6で近似された。処理材の吸湿性、吸水性は、処理温度の上昇とともに低下し、220℃処理材のそれらは無処理材の50%以下、FSPは約15%であった。2. 横圧縮試験およびそれに引き続く応力緩和試験から、水蒸気前処理の程度が増すに従い、木材の横圧縮性が増加することが確認された。処理材を電子顕微鏡観察したところ、180℃以上で処理試験片の一部で、木材細胞壁の切断、はく離などの細胞構造の崩壊が確認された。クリープおよびクリープ回復試験から、処理条件の増加に従い、木材の流動成分が増加することが確認された。従って、水蒸気前処理による圧縮木材の回復抑制の機構は、ミクロフィブリルが低分子化し木材が脆弱となるため、細胞壁は大変形に伴って塑性破壊を受けやすくなること、マトリックス成分の三次元ネットワーク構造の一部崩壊によって、木材成分の粘性流動が増加することなとであると考えられた。3. ロールプレスによる圧縮木材の製造では、圧締時間が短いため、ロール直後の変形回復が問題となるが、水蒸気前処理は、これを緩和するための有効な手段であることが分かった。4. 木質小片を水蒸気前処理することによって、寸法安定性に優れたOSB、パーティクルボードが得られた。処理による強度劣化は、素材の揚台より小さかった。

During the pre-treatment of water vapor, the process of size stabilization of compressed wood was carried out, and the treatment conditions were established. At the same time, the micro-inspection, transverse compression test, viscosity test of treated wood were investigated. In addition, this treatment is applied to the production of compressed wood and wood products. The result is the following. 1. The temperature and time of pre-treatment before water evaporation are increased, the recovery degree is decreased, the treatment time is 10 minutes, the treatment time is 210 ~ 220℃, and the shape is fixed. The relationship between recovery ratio (SR) and weight loss ratio (WL) is SR=-10.8WL+80.6. The moisture absorption and water absorption of the treated material are lower than those of the untreated material at 220℃, and the FSP is about 15%. 2. The degree of water vapor pretreatment is increased. The degree of wood compression is increased. Microscopic examination of the treated wood at temperatures above 180 ° C confirmed that the wood cell wall was cut and the cell structure was broken. The increase of the treatment conditions and the increase of the flow composition of the wood are confirmed. The mechanism of recovery inhibition of compressed wood before steam treatment is: low molecular weight, weak wood, large cell wall deformation, plastic fracture, partial collapse of three-dimensional structure of wood components, increase of viscous flow of wood components. 3. The production of compressed wood has a short time, and the shape of the wood has a long time to recover. 4. The wood chips were treated before steaming, and the stability of the process was improved. The intensity of the treatment is degraded, and the material is raised.