Artificial aging of wood monitored by dynamic viscoelasticity measurement

Abstract

加熱による木材の老化促進を目的として, 熱処理に伴って起こるイエローバーチ心材の動的粘弾性の変化を連続的に測定した。160℃以上で熱処理を行った場合, 動的ヤング率は加熱の初期から低下し, 一般的に言われているような加熱初期の動的ヤング率の増加は認められなかった。一方, 損失正接は加熱の初期に低下した。この損失正接の変化は, おそらくセルロース分子の結晶化, あるいは水素結合の再配列によるものであろう。しかしながら, 損失正接の低下は楽器用材として用いた場合の音質の向上を期待できる程ではなかった。単純な高温での短時間の加熱によって起こる老化は, 大気中に長期間放置した場合に起こる変化と等価とは言えず, 水分の影響を考慮に入れずに, 熱劣化を極力抑えつつ, 望ましい力学的性質の向上をはかることは困難であろう。

In order to accelerate the aging of wood, we successively monitored the dynamic viscoelastic properties of yellow birch heartwood during heating at elevated temperature. The dynamic Young's modulus of wood heated at 160 ℃ and over decreased from the start of heating without any signs of increase as generally reported. On the other hand, the loss tangent decreased to the appreciable extent in the initial stage of heating. The latter change is probably due to the crystallization of cellulose molecules and/or the rearrangement of hydrogen bonds. However, the change of loss tangent by short-term heating was too slight to enhance the sound quality of musical instruments. The mechanical changes caused by short-term heating at elevated temperature was not equivalent to those by leaving in the atmospheric condition for long-term. Therefore, the acceleration of desirable mechanical changes without serious thermal degradation would not be prospective unless the contribution of moisture was considered.