| 研究課題/領域番号 |
24380094
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
梅村 研二 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (70378909)
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| 研究分担者 |
川井 秀一 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (00135609)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | タンニン / スクロース / 木質成形体 / 天然接着剤 |
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| 研究概要 |
本課題ではタンニンと糖を接着成分として化石資源に依存しない安全性の高い木材接着技術を開発することを目的としている。本年度はワットルタンニンとスクロースを用い、木粉をエレメントとした木質成形体を作成することによって、基本的な接着性能や接着条件の検討を行った。
【実験方法】
60メッシュパスに粉末化したワットルタンニン、スクロース、アカシアマンギウム(A.mangium)木粉を割合で混合し、混合粉末を調製した。この混合粉末を全長150mmのダンベル型金型に投入し、熱圧することで成形体を得た。その際、タンニンとスクロースの混合比や添加率、熱圧温度、熱圧時間などを変化させた。得られた成形体について、曲げ試験、煮沸繰り返し試験、FTIR分析などを行い、製造条件が成形体に及ぼす影響について評価した。
【結果および考察】
まず、タンニンとスクロースの添加率を33.3%として、混合比率を変化させた際の物性を調べた。その結果、タンニンとスクロースの混合比が1:1の場合に最も優れた物性を示し、常態曲げ強度が39.9MPa、曲げヤング率が6.6GPaを示した。また、煮沸繰り返し試験においても試験片の形状の維持が観察され、良好な耐水性を有していることが認められた。続いてタンニンとスクロースの混合比を1:1として添加率を変化させたところ、33.3もしくは40%で優れた物性が得られた。熱圧温度や熱圧時間を変化させた結果、200℃、10分が十分な物性を得るために必要であることが分かった。さらに、タンニンとスクロースの硬化反応について解析した結果、カルボニル基の生成やエーテル結合の可能性が推察された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本課題申請時の計画では、木粉をエレメントに用いてタンニンと糖による成形体の試作による基本接着特性の把握と最適組合せの決定を目標にしている。糖についてはスクロース1種類による検討を行ったが、汎用性や経済性を考慮すると妥当だと考える。木質成形体の作成条件や基礎物性、硬化反応の基本的な解析などを明らかにしたことから、現在までの達成度は概ね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は反応機構の解析やボード製造を行う予定であるが、そのための分析機器や製造装置は研究室および学内にほぼ揃っている。そのため、概ね計画に従った研究が行えるものと考える。なお、初期の研究計画ではシャルピー試験機の購入を予定していたが所内に存在することが判明したため購入を中止し、研究の進展に効果的な経費の利用を検討する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
来年度は、硬化物の特性解明を詳細に行うとともに、より実用性の高いパーティクルボードの製造を行い、その製造条件と物性のとの関係を明らかにする。また、既存の合成接着剤によるボードを製造し、タンニン・スクロース接着の接着特性の位置付けを試みる。その際、物性試験や化学構造解析に供する備品が必要であれば前年度に繰越した助成金を使い購入することを検討する。
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