2019 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge to substitute plastic by developing extrudable clay-like wood fiber material
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17K19287
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
野中 寛 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (90422881)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 木材 / 竹 / 押出成形 / 流動性 / セルロース / セルロース誘導体 / ストロー / プラスチック代替 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋ゴミ問題，マイクロプラ問題が問題視されるようになり，100%植物性の生分解性製品の開発が期待される。木材は切削加工しかできず，プラスチック同様の成形加工ができないことが弱点である。本研究では，木材を一度繊維化し，セルロース系の増粘剤，水と混練し，天然物由来の粘土状木質繊維素材を開発し，押出成形により任意形状の木質材料を再構築することを目的とした。木質繊維として，主として木粉を採用した。セルロース系増粘剤を用いた木粉の湿式押出成形に対する（A）水分量，（B）木粉と増粘剤の比率，（C）使用する木粉粒径，の影響について以下の知見が得られた。（A）水分量が高くなるにつれて流動性に優れ，さらに水の添加量を増加させるとより向上すると考えられた。しかし，極端な水分量の試料については，流動後の成形維持が困難であったことから，この混練木質素材はゲルとしての要素を必要とし，ある一定の範囲内のせん断応力において流動するものが成形加工性に優れると考えられた。一連の実験において，水分量が素材の流動性に最も影響を与えた。（B）増粘剤の比率が高い方が流動性に優れた。増粘剤の比率が高いほど収縮が大きく，結果的に高密度となり，曲げ強度，曲げヤング率ともに向上することが明らかとなった。（C）本研究での粒径範囲では流動性に大きな影響を与えなかったものの，粒径が小さい方が流動性に優れる傾向が認められた。木粉をはじめ，竹粉，紙粉，コーヒーかすも同様に成形可能であることを確認済みであり，各種バイオマス粉末を，複数の成形法で，多様な形状に成形できるようになれば，石油系プラスチック製品代替の可能性がふくらむ。パイプ状成形品「ウッドストロー」はウッドデザイン賞2018に入賞し，以降新聞各社，WEBメディア等に多数取り上げられ，本研究の独創性や挑戦性がおおいに評価された。今後は耐水性の付与が課題となる。
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| Remarks |
今年度もマスコミに多くとりあげていただき，NEDOプロジェクト採択にもつながった。
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