二酸化ケイ素粉末を用いた無機複合木質成形体の開発

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本年度は、まず木粉に対するスクロース・クエン酸接着剤の接着性について検討した。具体的には、100メッシュパスの乾燥スギ木粉、および60メッシュパスの乾燥したスクロース粉末とクエン酸粉末を原料に用いた。スクロースとクエン酸の重量比は既往の研究に基づいて3：1とした。また、スクロース粉末とクエン酸粉末の接着剤としての重量は、木粉成形体に対して0から30wt%まで変化させた。所定重量の各粉末を混合後、内寸10cmの角型金型に入れて熱盤温度200℃、圧力4MPa、時間10分の条件で熱圧した。得られた成形体は、曲げ試験、衝撃試験、耐水試験、簡易的な耐燃性試験を行うとともに、FT-IR測定やマイクロスコープによる観察も行った。各種試験の結果、接着剤添加率20wt%において最大の曲げ性能や衝撃性能を示し、耐水性、耐燃性についても一定の性能を示すことを明らかにした。また、FT-IRの結果からエステル結合の形成を確認し、化学的に接着していることを明らかにした。これらの結果と昨年度の結果を勘案し、木粉・シリカ粉末複合成形体を作製した。今回は接着剤条件を一定として、木粉とシリカ粉末の混合比を変えて成形体を作製し、各種物性を評価した。すなわち、接着剤添加率は20 wt%とし、スクロースとクエン酸の混合比を3：1とした。木粉とシリカ粉末の混合比を5水準変化させ、製造方法や評価方法はこれまでと同様とした。物性評価の結果、曲げ強さは木粉の比率が高いほど向上し、曲げ弾性率はシリカ粉末の比率が高いほど向上した。また、衝撃強さは木粉の比率が高いほど高い値を示した。耐水性はシリカ粉末の比率が高いほど厚さ変化が小さくなった。簡易的な耐燃性試験では、シリカ粉末の比率が50%以上で大幅に燃焼が抑制された。