木材の超微細繊維化に関する基礎的研究

• Project/Area Number: 03660166
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 林産学
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 谷口 髞 新潟大学, 教育学部, 教授 (20126428)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡村 圭造 京都大学, 農学部, 教授 (50026506)
• Project Period (FY): 1991
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1991)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 1991: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 木材パルプ / 超微細繊維化 / 融砕法

Research Abstract

木材繊維は、それ自体が高体の繊維構造(フィブリル)を持つので、繊維に強いせん断力を与え、繊維構造を解きほぐすような手法で解繊する(以下融砕法と呼ぶ)と、繊維は高次構造のいずれかの単位で繊維構造を保ったまま微細に解繊されるであろうという仮定に立ち、木材パルプ(機械パルプ、半化学パルプ、晒し化学パルプ)を用いて融砕法により解繊を行った。
その結果、木材パルプは融砕法でその条件を適当に設定することにより、0.04ー0.07μmの超微細繊維に解繊された。一方、従来の高速ミキサ-を用いるホモジナイザ-法では、木材パルプの表面がわずかに毛羽立ち、それ以上微細に解繊されなかった。
前述の繊維の超微細化の関する仮定を検証するため、それ自体が繊維構造を持ちかつさらに高次の繊維構造を持つ材料、木材パルプとコラ-ゲン繊維、とそれ自体は繊維構造を持つが高次の繊維構造を持たない炭素繊維を混合した3元系試料を調整し、上記の融砕法により微細繊維化を行った。
その結果、高次構造を持つパルプおよびコラ-ゲン繊維の天然繊維は、平均直径0.1μm以下に超微細繊維化されるが、高次構造を持たない炭素繊維は融砕機の回転デスクの間隔に相当する長さに、長さ方向に分断されるが、直径は原材料と同じく6μmと変化せずにとどまることが、明らかになった。
以上の知見により、高次の繊維構造を持つ材料は、融砕法によりそれ自体の持つ超微細構造単位に解繊する事が可能であることがわかった。これらの研究成果は、第42回日本木材学大会(平成4年4月、名古屋)にて発表する。