研究課題/領域番号 |
05F05204
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研究種目 |
特別研究員奨励費
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 外国 |
研究分野 |
林産科学・木質工学
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研究機関 | 京都大学 |
研究代表者 |
矢野 浩之 京都大学, 生存圏研究所, 教授
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研究分担者 |
NAKAGAITO Antonio Norio 京都大学, 生存圏研究所, 外国人特別研究員
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研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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配分額 *注記 |
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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キーワード | セルロース / ナノファイバー / ミクロフィブリル / 2軸混練機 / 複合材料 / ナノ材料 / 植物資源 |
研究概要 |
ミクロフィブリル化セルロース(MFC)は、木材パルプなどの植物繊維が、さらに解繊されナノファイバー化したもので、ナノレベルからミクロレベルまでのクモの巣状ネットワークと極めて大きな表面積が特徴である。MFCを強化繊維とした複合材料は鋼鉄に匹敵する強度をしめす。ミクロフィブリル化のプロセスは主としてせん弾力による解繊で、現状ではリファイナー処理と高圧ホモジナイザー処理の複合で行われているが、製造コストが嵩み、乾燥重量ベースで5000円/kgとなっている。このことから、本研究ではMFCを複合材料強化繊維として広く利用していくために、安価にMFC、あるいはMFC複合コンパウンドを製造する技術を、主として2軸混練機を用いて開発するものである。 昨年度は、ナノファイバー化の促進を目的として、基質選択性を有する酵素処理(エンドグルカナーゼ)をリファイナー処理後のクラフトパルプに行い、二軸混練機でナノファイバー化を試みたところ、短時間にナノファイバー化を進めることができた。しかし、MFCをシート化し、フェノール樹脂を含浸後、積層・熱圧した試料では、曲げ弾性率、曲げ強度は高圧ホモジナイザー処理で得たMFCで得られる強度の6割程度の値であった。このことから、本年度は、前処理としてのアルカリ処理の効果について検討した。併せて、二軸混練機のエレメント構成についても検討を行った。高濃度のアルカリ溶液で処理したリファイナー処理パルプは、二軸混練処理により、高いアスペクト比を有した状態でナノファイバー化されることが知られた。また、アルカリ処理したMFCを用いて製造したフェノール樹脂複合MFC成型体は、曲げヤング率は低下したが、靭性が著しく向上し、結果として破壊まで仕事量が、無処理成型体の1.5-2倍程度にまで増大した。
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