【研究分野】生物資源科学

【研究領域課題番号】09556070 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

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

【研究成果の概要】

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。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】8,500千円 (直接経費: 8,500千円)

【研究分野】林産学

【研究領域課題番号】08456085 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

古紙 / リサイクル / 脱インキ / 紙 / 木材 / 生物分解性 / 焼却灰 / 添加剤 / フローテーション

【研究成果の概要】

1. 紙のリサイクル処理過程における含有構成成分の量的変化について、サイズ剤成分(撥水化剤)であるロジン、ロジンエステル、アルキルケテンダイマー(AKD)およびアルケニル無水コハク酸(ASA)を検討したところ、ほとんどすべてのサイズ剤成分は脱墨過程でパルプから除去され、リジェクト成分に移動することが明らかになった。まだ、同様に無機粉体である填料成分、紙力剤および歩留り剤として用いられるデンプン成分、歩留り剤として添加される硫酸アルミニウム由来のアルミニウム成分もほとんど除去され、排液成分に移動することが明らかになった。リジェクト成分は最終的には燃焼処理されており、焼却灰の利用方法も含めて課題が残った。
2. 複写オフィス用紙のリサイクル利用の促進を考慮して、セルラーゼ、アミラーゼなどの酵素を脱墨処理の際に添加し、pHを中性〜弱アルカリ性に制御して脱トナー特性を評価した。その結果、特にアミラーゼ添加が、脱トナー性およびリサイクル紙の白色度向上に効果的であった。しかし、脱離したトナー成分(石油系高分子成分)の処理は、現状ではやはり燃焼処分しかなく、脱離したトナー成分の有効利用も含めたリサイクル処理技術、複写技術の展開が求められる。
3. 日本国内のパルプ製紙工場より排出されたスラッジ、およびその燃焼灰の元素分析(酸素、窒素、水素を除く)を行った結果、カルシウム、ケイ素、アルミニウムでその80%以上を占めていた。また、この結果を、都内の清掃工場から排出された焼却灰の元素成分と比較すると、ほぼ一致しており、紙ゴミが清掃工場で処分されるゴミの主要成分であることが示された。住宅廃材から調製した炭にはカルシウムが主成分であった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】7,600千円 (直接経費: 7,600千円)