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押出成形可能な粘土状木質繊維素材の開発によるプラスチック代替への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 17K19287
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関三重大学

研究代表者

野中 寛  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (90422881)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード木質粘土 / 押出成形 / 可塑性 / セルロース / セルロース誘導体 / 木粉 / プラスチック代替 / 木材 / 竹 / 流動性 / ストロー / Woody fiber / Extrusion molding / Cellulose derivative / Lignocellulose nanofiber / Rheology / Bio-based plastic / wood fiber / cellulose derivative / extrusion / recycling / 3D forming
研究成果の概要

海洋ゴミやマイクロプラスチックが深刻な環境問題となっているため,100%植物性の生分解する製品の開発が急がれる。木材,紙パルプ,わらなどは食料と競合しない植物材料だが,熱可塑性がなくプラスチック同様の成形加工ができない。そこで本研究では,木材を一度繊維化し,セルロース系増粘剤,水と混練し,天然物由来の粘土状木質繊維素材を開発した。通常の切削加工では難しい形状の木質材料を押出成形などすることに成功し,プラスチック代替の可能性を見出した。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。

研究成果の学術的意義や社会的意義

木粉に,セルロース系増粘剤を用いて可塑性を持たせ,オールバイオマス成形品を成形するための学術的基礎を確立し,木粉のみならず竹粉,コーヒーかすなどにも適用できることを実証した。プラスチック製品の一部を,バイオマスそのものや,紙パルプで代替することは,化石資源代替,マテリアルリサイクル率の向上の観点より低炭素化に,また海洋のマイクロプラスチック問題の低減に寄与し,廃棄物バイオマスの利用促進につながるなど,様々なエネルギー・環境政策の課題解決に資する

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 備考 (10件)

  • [雑誌論文] 石油系樹脂を使わないバイオマス三次元成形の取組 ~ウッドストローを例として~2020

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 雑誌名

      日本エネルギー学会機関誌えねるみくす

      巻: 99 号: 1 ページ: 27-32

    • DOI

      10.20550/jieenermix.99.1_27

    • NAID

      130007793242

    • ISSN
      2432-3586, 2432-3594
    • 年月日
      2020-01-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] セルロース誘導体を用いた木粉の湿式押出成形 ~パイプ状成形品「ウッドストロー」の製作~2020

    • 著者名/発表者名
      松岡 拓磨,野中 寛
    • 雑誌名

      紙パ技協誌

      巻: 74 ページ: 508-515

    • NAID

      130007883201

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wet extrusion of wood powder using a cellulose derivative2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Takuma; Nonaka, Hiroshi
    • 雑誌名

      JAPAN TAPPI JOURNAL

      巻: 74 ページ: 516-524

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] セルロース誘導体を用いたセルロース繊維の押出成形2018

    • 著者名/発表者名
      河村 海斗、阿部羅 貴嗣、野中 寛
    • 雑誌名

      紙パ技協誌

      巻: 72 号: 3 ページ: 315-320

    • DOI

      10.2524/jtappij.1703

    • NAID

      130007382294

    • ISSN
      0022-815X, 1881-1000
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オールバイオマス成形品開発の取組2020

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      2019東海シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 石油系樹脂を使わないバイオマス三次元成形の取組~ウッドストローを例として~2019

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      日本エネルギー学会 【リサイクル・バイオマス・ガス化】三部会(RGB)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 世の中のプラスチック製品を 木や紙に転換する話~木製ストロー開発の取組と今後の展開~2019

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      三重ハイテクフォーラム令和元年度夏季交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セルロース系増粘剤を用いたバイオマスの成形イノベーション2019

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      第13回多糖の未来フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HPMCマトリックスが木粉の加工性に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      (三重大院)○松岡 拓磨,野中 寛
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会(函館アリーナ)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] コーヒー抽出残渣を利用したストローの押出成形2019

    • 著者名/発表者名
      (三重大院生資)〇松岡拓磨,野中 寛,(ザ・パック)阿部羅貴嗣
    • 学会等名
      第14回バイオマス科学会議(東広島)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] オールバイオマス成形品によるプラスチック代替2019

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      第48回産学官交流フォーラム 鈴鹿高専・鈴鹿医療科学大学・三重大学合同フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 石油系プラスチックを代替する新規セルロース素材の加工性2018

    • 著者名/発表者名
      (三重大院生資)〇松岡拓磨,野中 寛
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会(北九州国際会議場)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 押出成形法によるオール木質ストローの開発2018

    • 著者名/発表者名
      (三重大院生資)〇松岡拓磨,野中 寛
    • 学会等名
      2018年度日本木材学会中部支部大会(静岡大学農学部)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質系バイオマスの全成分を利用するための取組2018

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      みえバイオリファイナリー研究会公開セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細管式レオメータを用いた新規セルロース繊維素材の流動特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      (三重大院生資) ○松岡拓磨,野中 寛
    • 学会等名
      セルロース学会第25回年次大会(京都大学・宇治キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物資源でプラスチックを代替できるか2018

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      夢・化学-21 化学への招待 高校生のための化学講座 ―プラスチックの化学―
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 押出成形法によるオール天然素材「ウッドストロー」の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      エコプロ2018(東京ビックサイト)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] オールセルロース系三次元成形品2018

    • 著者名/発表者名
      三重大学 木質分子素材制御学研究室
    • 学会等名
      第7回JACI/GSCシンポジウム(ANAクラウンプラザホテル神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] セルロース繊維や木粉の三次元成形エコマテリアル2018

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      2018NEW環境展
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 小麦グルテンを用いた木粉の押出成形加工の検討2018

    • 著者名/発表者名
      松岡拓磨,嘉幡宏美,木下宏一郎,野中 寛
    • 学会等名
      第13回バイオマス科学会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質系バイオマスの全成分を生かす研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      JACI(新化学技術推進協会)エネルギー・資源技術部会 バイオマス分科会講演
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小麦グルテンを用いた木材の押出成形体の評価2018

    • 著者名/発表者名
      松岡拓磨,嘉幡宏美,木下宏一郎,野中 寛
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of claylike extrudable wood fiber material2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawamura, K. Takayanagi, H. Nonaka
    • 学会等名
      253rd American Chemical Society (ACS) National Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒドロキシプロピルメチルセルロースを用いたセルロース繊維の三次元成形2017

    • 著者名/発表者名
      野中 寛,河村海斗,阿部羅貴嗣
    • 学会等名
      セルロース学会第24回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] セルロース誘導体を用いたリグノセルロースナノファイバーの成形2017

    • 著者名/発表者名
      高柳小春,野中 寛
    • 学会等名
      セルロース学会第24回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質系バイオマスの真の利活用に向けたポイントと研究推進2017

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      ケナフ協議会2017年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セルロース系増粘剤を活用する木質繊維の三次元成形2017

    • 著者名/発表者名
      野中 寛
    • 学会等名
      第3回材料WEEK 295回定例研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] All-cellulosic 3D material: extrusion molding of cellulose using cellulose derivative2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nonaka, Kaito Kawamura, Takuma Matsuoka, Takatsugu Abera
    • 学会等名
      The 4th International Cellulose Conference (ICC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lignocellulosic nanofiber: its properties and utilization2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nonaka and Koharu Takayanagi
    • 学会等名
      Wood and Biofiber International Conference (WOBIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extrusion or Press Molding of Wood Powder Using Cellulose Derivative2017

    • 著者名/発表者名
      Takuma Matsuoka and Hiroshi Nonaka
    • 学会等名
      Wood and Biofiber International Conference (WOBIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 読売新聞 木製ストローで脱プラ 三重大グループ開発

    • URL

      https://www.yomiuri.co.jp/local/mie/news/20190622-OYTNT50176/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 三重大R(リサーチ)ナビ 世の中のプラスチック製品を「木」から作り出す

    • URL

      http://www.mie-u.ac.jp/R-navi/interview/cat688/post-19.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 日刊工業新聞 第2部(地球環境特集) プラ代替素材開発

    • URL

      https://d3ukgu32nhw07o.cloudfront.net/space_pdf/pdf_file5d40144322da4.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 日本経済新聞朝刊30面 プラごみ「0」へ 研究活発

    • URL

      https://www.nikkei.com/article/DGKKZO54797580U0A120C2MY1000/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 講談社ブルーバックス Webメディア

    • URL

      https://gendai.ismedia.jp/articles/-/69879

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] NHK World "Great gear" にて全世界に放送(冒頭8分)

    • URL

      https://www3.nhk.or.jp/nhkworld/en/ondemand/video/2018241/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] ウッドデザイン賞2018入賞作品(技術・研究分野)

    • URL

      https://www.wooddesign.jp/2018/pdf/wooddesign2018_awardslist_5.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] サステイナブル・ブランドジャパン

    • URL

      http://www.sustainablebrands.jp/article/story/detail/1191809_1534.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 朝日新聞(英語)

    • URL

      http://www.asahi.com/ajw/articles/AJ201901050004.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 三重大学プレスリリース

    • URL

      http://www.mie-u.ac.jp/topics/kohoblog/2018/10/-2018.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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