Basic research on inorganic wood composites utilizing the reaction of hydroxyapatite formation

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K07807
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Wood science
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Umemura Kenji 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (70378909)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金山 公三 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (60356798)
• Research Collaborator: Tanaka Soichi
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ヒドロキシアパタイト / モネタイト / 硝酸カルシウム / リン酸水素二ナトリウム / リン酸水素二アンモニウム / 無機質複合木質成形体

Outline of Final Research Achievements

When calcium nitrate and a phosphate are dissolved in water, nitrate and nitric acid are formed as by-product in addition to phosphate compound such as hydroxyapatite. According to previous researches, it is known that the by-products contribute to self-bonding of wood. In this research, manufacture of inorganic-wood composite moldings was attempted using calcium nitrate and a phosphate. Wood powder was added to a suspension of calcium nitrate and phosphate, and the mixture was dried and hot-pressed. The optimum manufacture condition was clarified by investigation of effects of mixture content and press condition on the physical and mechanical properties of the moldings. Based on the result of analyzing the inorganic substance, the existence of monetite in the molding was inferred. Furthermore, when diammonium hydrogenphosphate was used, good molding was obtained under low press temperature.

Free Research Field

木材接着、木質材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、無機質複合木質成形体の作製において、ヒドロキシアパタイトの生成反応を利用することで、接着剤を用いない新たな手法の開発を試みた。検討の結果、高い耐水性を有する成形体を得ることに成功した。また、生成した無機物を分析したところ、当初の予想とは異なるリン酸カルシウムであることが推察されたが、木材と複合化していることを確認した。また、原料のリン酸塩の種類を変えると、さらに物性に優れた成形体が得られることを明らかにした。このような知見は、脱化石資源やバイオマスの有効利用を考慮した新たな開発手法として学術的、社会的に大きな意義がある。