水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化

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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。