表面にナノスケールフィブリルを有したＷＰＣ用木質フィラーの機能開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26292094
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 鈴木 滋彦 静岡大学, 農学部, 教授 (40115449)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小堀 光 静岡大学, 農学部, 助教 (20612881) ; 小島 陽一 静岡大学, 農学部, 准教授 (80377796)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 木質科学 / 木質材料 / 混練型WPC / セルロースナノファイバー

Outline of Annual Research Achievements

製材工場から調達したスギ木粉を粗粉砕した後、ディスクミルにて粉砕した。粉砕条件が木粉の形状に与える影響を検証するために①未処理、②粗粉砕1回、③粗粉砕2回、④粗粉砕1回後、ディスクミル処理、⑤粗粉砕2回後、ディスクミル処理、の計5条件を設定した。粗粉砕2回後ディスクミル処理した木粉をふるい分けし、目開き425μmのふるいを通過したものをスギフィブリル化木粉とした。また粉砕木粉との比較としてスギ間伐材木粉（目開き425μm通過）を用いた。評価はふるい分けによる分級、粒度分布、かさ比重、顕微鏡による表面形状の観察を行った。ふるい分けによる分級では、昨年度のトウヒ木粉と異なり、1000μm以上の大きいサイズの木粉を有していた。粗粉砕1回と2回では分布に差は殆ど見られないが、ディスクミルで粉砕することにより、粉砕性に差が現れ、1000μm以上のものが大きく減り、180μm未満のものが大きく増加した。また粒度分布より粉砕処理回数が多いほど粒度分布はより細かい領域に移動した。また粗粉砕2回の木粉の方が1回粉砕の木粉に比べ、ディスクミルで粉砕した際の粒径の低下が顕著に見られた。これは粗粉砕で繰り返し粉砕することにより木粉にせん断力が多くかかり、ディスクミル粉砕において木材繊維が解繊されやすくなったためである。粒度分布では同程度の分布を持つスギフィブリル化木粉とスギ間伐材木粉であるが、かさ比重の結果ではフィブリル化木粉の方が低くなった。これはフィブリル化木粉表面の毛羽立ちにより。木粉間に多くの空隙が生じたためと考えられる。顕微鏡観察より、スギフィブリル化木粉は木粉表面に微小な毛羽立ちが形成されており、またほとんどの木粉が高アスペクト比を有していることが明らかとなった。一方で間伐材木粉はフィブリル化木粉と比較してアスペクト比が低いものが多く、木粉表面にフィブリルの形成は確認できなかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の目標はスギ木粉から表面に毛羽立ち構造を有したフィブリル化木粉を作成することであり、様々な粉砕を行うことで形状の異なる木粉が作成できることが確認できた。

Strategy for Future Research Activity

フィブリル化木粉を使用してプラスチックと混合して成形体を作成し、フィブリル化の有無による複合材料の各種性能への影響を検討する。またフィブリル化木粉の混合割合による影響も検討する。

Causes of Carryover

消耗品として使用する予定であったが、今年度当初の予定よりも材料費が少量で実験が完了したため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

消耗品費として使用する予定である。