Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

デンプン / 紙 / セルロース / 填料 / 紡糸 / 生物分解性 / 添加剤 / 繊維 / 古紙 / リサイクル / 脱インキ / 木材 / 生物分解法 / 焼却灰 / 不織布 / 自然崩壊性

1.各種のデンプンを水に加熟可溶化させ、約10%濃度のデンプン溶液にし、次に約60℃の状態からノズル経0.2mmの丸形あるいは三角形の押し出し装置から、40%濃度の硫酸アンモニウム水溶液に押し出し成形すると、繊維形状を有するデンプン繊維を調製することができた。その際に用いるデンプンとしては、アミロース、アミロペクチンの比率からトウモロコシデンプンが最適であることが明らかになった。
2.得られたデンプン繊維の熱、弱アルカリ条件下での形状安定性向上を目的として、各種の架橋剤を検討したが、デンプンに対して5%添加量以下では、十分な形状安定性を付与することができなかった。多量の架橋剤を添加した場合には繊維化することがてきなくなってしまった。デンプンの架橋剤による安定化には、条件を含めて再検討を要する。
3.一方、デンプン繊維調製の際に、デンプン水溶被に炭酸カルシウム粉体、二酸化チタン粉体等を混入することにより、安定した繊維化が可能になった。更に、これらの無機粉体複合デンプン繊維を用いることにより、デンプン繊維のみを添加することによる紙の不透明性の低下をある程度制御することができた。
4.セルロースとデンプンをザンテート溶液という共通溶剤に溶解させ、紡糸して調製したセルロースーデンプン複合繊維は、表面にセルロース成分が存在し、内側にデンプン成分が分布する構造を有するため、デンプンの熱溶融性、繊維間結合形成機能は現れなかった。そこで、この複合繊維を水存在下で機械的に磨砕処理する叩解処理により、デンプン成分の露出・特性発現を期待したが、期待される特性は発現できなかった。今後、デンプン成分の分布状態を制御する複合繊維化技術の検討を要する。

デンプン / 繊維 / 紡糸 / 紙 / 生物分解性 / 繊維間結合 / 塩析 / リサイクル / 繊維間強度

1.実験室レベルのデンプン繊維製造装置を試作した。原理的には、空気圧によってデンプン水溶液を約40%濃度の硫酸アンモニウム塩水溶液に押し出す形の紡糸装置であり、ノズル部分の直径を0.1〜0.4mmに変えられるようにした。また、デンプン溶液の容器部分やノズルまでの配管部分で、デンプン溶液が冷却されないように加温する工夫をした。その結果、再現性よく繊維状デンプンを作成することができた。
2.デンプンの種類や濃度によるデンプン繊維製造条件と、得られたデンプン繊維の形状の関係を検討した。アミロペクチンの多い馬鈴薯デンプンを用いた場合は、デンプン溶液は容易に調製できたが、得られたデンプン繊維は絡まりやすく、紡糸装置のノズル部分に目詰まりしやすかった。一方、アミロースを含むトウモロコシデンプンを用いた場合は、完全なデンプン溶液にはならなかったが、紡糸されたデンプン繊維は適度な強度を有し、分散性もよく、取り扱いやすいことが明らかになった。デンプン濃度としては10%程度、ノズル径としては0.4mmが最適条件であった。今後、デンプンと他の水溶性高分子のブレンドによる繊維物性の改質や、無機填料との複合化による機能化について検討する予定である。
3.デンプン繊維を0〜40%程度含有する手抄きシートを作成し、各種物性測定を行った。サイズ性や光学特性はやや低下したが、力学物性は著しい向上が認められた。また、加速劣化試験結果から、酸性条件下で調製したシートでも、劣化による耐折強度の低下を抑えることができた。

【研究分担者】
鮫島正浩	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
空閑重則	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	教授	(Kakenデータベース)
尾鍋史彦	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
鮫島正浩	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
尾鍋史彦	東京大学	大学院・農学生命科学研究科	教授	(Kakenデータベース)