2016 Fiscal Year Research-status Report
ヒドロキシアパタイトの生成反応を活かした無機質複合木質材料の基礎的研究開発
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16K07807
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
梅村 研二 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (70378909)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金山 公三 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (60356798)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒドロキシアパタイト / 無機・木質成形体 / 硝酸カルシウム / リン酸水素二ナトリウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒドロキシアパタイトは硝酸カルシウムやリン酸水素二ナトリウムなどの無機化合物を水に溶解させると生成し、同時に硝酸ナトリウムや硝酸などが副成する。この副成物は木材を活性化させて自己接着をもたらす可能性があるため、木粉と混合して熱圧することでヒドロキシアパタイトとの無機・木質複合成形体の作成を試みた。
硝酸カルシウムとリン酸水素二ナトリウムをモル比5：3として水に溶解後、木粉と混合した。木粉に対するこれら無機物の添加割合は0～60wt%した。混合物は一旦乾燥させた後に金型に投入し、180℃、10分、4MPaで熱圧した。
成形体の物性に及ぼす無機物の添加割合の影響を検討した結果、曲げ性能は木粉への添加率が0wt%から20wt%へと増加するにつれて向上することが認められ、40wt%を超えると低下する傾向が見られた。この曲げ性能の低下は、過剰の副成物によって木粉が劣化したためと考えられる。20wt%での比曲げ強度と比曲げヤング率の平均値は、それぞれ8.8kN・mm/gと2.3MN・mm/gであった。煮沸繰り返し試験による耐水性評価では、無機物の添加割合が20～60wt%の成形体は試験後も形状の維持が確認され、良好な耐水性を示すことが分かった。特に、40wt%や60wt%の成形体は、試験中の厚さ変化が小さいことが認められた。熱分析の結果、添加割合が高くなるほど重量残存率が大きくなり、成形体中に含まれる無機物の割合が多いことが示唆された。さらに、煮沸繰り返し試験後の試験片のFT-IRを測定したところ、リン酸イオン由来のピークが見られ、アパタイトの存在が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、無機物と木粉との割合を変えて成形体を作成し、その物性を検討した。その結果、今後の指標となる最適添加割合を見出すことができたので、順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究結果より、無機・木質複合成形体は一定の物性と良好な耐水性を示すことが見出された。これは副成する硝酸ナトリウムや硝酸が木材の自己接着をもたらしたことが要因ではないかと考えられる。しかし、それらの寄与については推測の域を出ない。そこで、これら副成物のみで木質成形体を作成し、接着性に及ぼす影響について検討したい。また、無機物と木粉との混合方法や、混合物の乾燥方法が材料物性に影響を及ぼすことも考えられるため、これらについても検討を行う。当初の研究計画では、次年度はリン酸塩の種類を検討する予定であったが、前述の基礎的検討が材料開発には重要と考えられるため、まずはこれらを先に進めたい。
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| Causes of Carryover |
金型や試薬、実験器具などの各種消耗品が既存のもので代用できたこと、および旅費についても当初よりも低く抑えられたことが主な理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度では、各種消耗品の購入を随時進めるとともに、資料収集や成果発表についても積極的に行いたい。
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Research Products
(1 results)
