難廃棄木質材料への液化技術の応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13460072
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 富田 文一郎 筑波大学, 農林工学系, 教授 (40012075)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 健一 筑波大学, 農林工学系, 教授 (80015908)
• Keywords: 木材の液化 / ポリエチレングリコール / グリセロール / スギ / 米 / WPC / 木の葉 / 動的粘弾性 / 液化木材 / エポキシ樹脂

Research Abstract

一般に液化が困難と言われている廃棄系のスギを液化原料として、ポリエチレングリコールとグリセリンからなる混合溶媒と硫酸触媒を用いて種々の条件で液化反応を検討した。その結果を総合して、50%程度の高い木材含有率を有する液化木材の調製条件が開発された。次に、液化木材の利用開発を目的として高木材含有率の液化木材と種々の多価エポキシ化合物から種々の新規樹脂を合成したところ、硬化樹脂は動的粘弾性の温度依存性の測定から、幅広いガラス転移点を有し、相溶系であることが判明した。さらに、硬化樹脂を木材接着剤として利用することを試み、その評価を行った結果、液化木材と油性エポキシ化合物から得られた樹脂は、市販エポキシ樹脂に匹敵する高い接着強さを示した。
難廃棄木質材料として、スチレン系およびアクリル系の高分子・木材複合体(WPC)を取り上げ、スギと同様に液化反応を行った。その結果、WPCは、複合化されている高分子が液化溶媒との親和性を阻害し、木材そのものに比べ著しく液化されにくいことが判明した。また、難廃棄木材としてクレオソート含浸木材の液化を検討したが、液化は順調に進行するが、液化物からのクレオソートの分離は困難であることを確認した。以上のことよりこれらの難廃棄木質材料の処分として液化技術は妥当でないと判断した。
次に、米粉、イナワラ、セイタカアワダチソウの茎、カラマツ・ケヤキ・イチョウの葉等の廃棄物について液化を検討した。液化は、同様の溶剤と触媒を用いた。その結果、米粉とセイタカアワダチソウの茎の液化は容易であるが、樹木の葉は一様に液化が困難であった。イナワラも同様に液化が困難であったが、アルカリ前処理により液化が可能であることを認めた。これらの液化物と種々の多価エポキシ化合物から種々の新規樹脂を合成したところ、スギと同様に多価エポキシ化合物と液化物の種類を選択することや混合条件、硬化剤添加量などの条件を変化させることにより様々なガラス転移点を有する異なった物性の硬化樹脂の調製が可能であることが判明した。

Research Products

• [Publications] Masahiko Kobayashi: "Viscoelastic properties of Liquefied wood/Epoxy Resin and its Bond Strength"Holzforschung. 55巻・6号. 667-671 (2001)
• [Publications] Masahiko Kobayashi: "Liquefied Wood/Epoxy Adhesives"Wood Adhesives 2000, FPS proceedings. 7252号. 267-272 (2001)