バイオマス溶解技術を応用し木質を余さず原料としたフィルム状・繊維状新規素材の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K12648
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 西脇 ゆり 金沢大学, 男女共同参画キャリアデザインラボラトリー, 特任助教 (80758277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池本 良子 金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (40159223)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: バイオマス / セルロース / ヘミセルロース / リグニン / フィルム

Outline of Annual Research Achievements

木質バイオマスから化成品の生産をする場合、従来はセルロース、ヘミセルロース、リグニンという構成成分を成分分離して利用していた。本研究では木質を溶解する技術を利用し、成分分離を行わず木とほぼ同様の成分であり、かつ一旦溶解した後、形を変えるというプラスチックに似た方法で加工できる新たなバイオマス素材の開発検討を進めている。
３種の樹種の微粉砕木粉を用いて溶解を試みたところ、うち２種の微粉砕木粉が溶解されることがわかり、溶解過程の観察を行った。室温では溶解はゆっくりと進むが、これを目視だけではなく粘度などの測定などからも明らかにした。また溶液特性の測定も行い、紫外可視分光光度計の測定から、紫外領域に吸収があり、紫外線を吸収する特性を持つリグニンが溶解していることを示した。
溶液から溶媒を蒸発させることでフィルム状に加工できるが、これまでは安定的にフィルム形状を得るのは難しかった。本研究にて支持体や乾燥条件の検討を行った。結果、平面フィルム形成性と離型性を両立する支持体を見出した。更に乾燥条件を遅くすることで厚みが均一な木質フィルムを安定的に得ることが出来た。
研究実施計画に示した通り、原料が木質であることによる優位性を検討したところ、このフィルムは吸水性があるものの、水へ浸漬しても溶出しないなどの特徴があることを確認した。
このように、木とほぼ同様の成分であるが、プラスチックに似た手法で加工できるフィルム素材を安定的に得る方法を見出し、かつ、原料が木質であることによる特徴も確認した。今後も実用化に向け、物性の測定などを行っていく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実施計画に示した通り、適した原料(樹種）の検討・選定、および原料が木質であることによる優位性の評価を順調に進めることができているため。

Strategy for Future Research Activity

研究実施計画に示した通り、フィルムを実用化するために一般的なフィルムに要求される物性を測定し、他のフィルム素材との比較などを行っていく。

Causes of Carryover

旅費、人件費が計画より少なく済んだため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

バイオマス素材の作成や、実用化のための物性評価のための、試薬・器具購入などに用いる。