最近の研究動向
【１】木質ボード製造に関する研究
木材を数ミリ～数センチメートルに砕いた細かい屑をチップやパーティクルなどと呼びます。そのチップやパーティクルに接着剤を塗布し、プレス機で熱圧成形したものを“パーティクルボード（PB）”と呼びます。PBは、本棚やその他の家具、建物の床の下地材など、私たちの身近なところで多く使用されている木質材料の一つです。この研究はPBを実際に製造し、製造工程中の温度や水分の挙動を調べることで、より安全かつ効率的な製造技術の確立を目的としています。また、原料に建築解体木材等の廃材を使用することで、再生利用可能な資源としての可能性を更に広げる研究といえます。
【２】セルロースナノファイバー（CNF）を利用した木質材料の開発
セルロースナノファイバー（CNF）とは、樹木や植物の細胞壁の骨格成分であり、植物繊維をナノサイズまで細かく解砕することで得られる繊維状物質のことです。CNFは鋼鉄の5倍の強度でありながら、5分の1の軽さという優れた特徴を持っています。また、環境、人類にとって安全で安心な天然物であり、様々な分野での応用が期待されています。我々はCNFの持つ強い凝集力に着目し、木粉ボードなどの木質材料に混合することで強固な補強効果をもたらされると考えました。この研究はその補強効果を利用した、より高品質な木粉ボードの開発など、木質材料の品質向上を目的としています。
【３】木材プラスチック複合材料に関する研究
木粉とプラスチックを混練した“木材プラスチック複合材料（Wood Plastic Composites:WPC）”と呼ばれる材料があります。WPCは現在、世界的に注目されている材料の一つであり、日本でも公園のベンチやデッキ材など様々な用途で使用されています。当研究室では、このWPCの原料の変換やCNF付加による物性への影響など、更なる品質向上や使用用途の多様化を目的とした研究を行っています。
【４】木質パネルの耐久性能評価に関する研究
ベニヤとは、厚さが数ミリメートルの1枚の薄板のことを指します。また、そのベニヤを繊維方向が直交させて奇数枚積層接着したものを“合板”と呼びます。この合板も、PBと同じように家具や建築資材として使用される他、コンクリートを固めるための型枠などにも使用されます。このような木質パネルを実際に使用した際に、必要な強度を保持できる期間の推定や、劣化した際の強度下限値などの検証が耐久性に関する研究です。当研究室では、主に『屋外暴露試験』や『促進劣化処理』等の劣化処理を施した木質材料の強度試験を行い、耐久性能評価を行っています。
Current research trend
[1] Production procedure of wood based panels
Particle board (PB), also known as chip board is made from wood particle and adhesive by hot pressed together. Today PB is one of the most popular wood based panels that has been widely used as furniture and floor substrate. To uncover the heat and mass transfer during hot pressing is of importance to optimize the pressing procedure. We produce PB in a laboratory scale with various mat conditions to monitor the vapor pressure and temperature behavior during hot pressing. Furthermore recycled wood particle is used as a raw material of PB to enhance the usage of recycled material.
CNF is the fibrous cellulose material and basic structure of plant life. CNF has several excellent mechanical properties whereas its lightweight. This plant-derived green material is highly expected to be used in a various field. We expected that the strong cohesion force of CNF will act as adhesive in a binder-less wood based panel. The aim of this study is to improve the mechanical properties of wood based panel by adding the CNF. [3] Wood plastic composite (WPC)
WPC has been widely used in the exterior application such as deck and bench, and it is generating a lot of attention in the world. In our laboratory, addition of CNF and other additive are investigated in order to improve the mechanical properties of WPC. [4] Evaluation of durability performance for wood based panel
Various types of wood based panel such as plywood, OSB, particleboard etc., are used as furniture and constructions. It is very important for wood industry and customer to know the durability performance of wood based panels. This research tries to define the duration when the panel keeps the desired mechanical properties and estimate the mechanical properties after aging. In our laboratory, various kind of wood based panels are subjected to outdoor-exposure test and several accelerated aging treatment to evaluate the degradation behavior during aging. [5] Characterization of thermal treated wood
Some tropical wood species has their own attractive color and properties suitable for furniture and musical instruments. However they are limited to cut from the viewpoint of the tropical ecosystem protection. Thermal treated wood is expected to alternate tropical wood species with unused and domestic wood species. Thermal treatment adds darker appearance on the surface of wood, and improves the dimensional stability. In this study change in vibrational characteristics are investigated. Furthermore, chemical change during thermal treatment is evaluated by near infrared spectroscopy (NIRS). [6] Light propagation simulation for the evaluation of internal properties of composite material
Near infrared light has low energy and high transmittivity. Therefore NIR light is applied for the functional brain imaging and transmittance imaging for food safety and security. NIR transmittance imaging has a potential to evaluate the inside of composite material. However NIR light highly scatter in the organic substances, therefore it is difficult to obtain the clear transmittance image. Our laboratory are trying to develop the diffusion light tomography with aid of light propagation simulation.