竹材の細胞壁構造モデルの構築およびそれに基づく力学的特性の解明

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竹ボード開発に際し、1MPaにて10分間の蒸煮処理後にハンマーミルによる破砕で得られ竹エレメントを用いて、原料の利用率向上、接着剤の添加率の軽減(原料の有する自己接着成分の活用)、粉末残渣の活用などを念頭におき、ボードを試作した。エレメントを繊維(10〜40mesh)と粉(40mesh pass)に分級し、繊維混合率混合率および接着剤(フェノール樹脂)添加率を変えてボード(密度0.8g/cm3、厚さ9mm)を製造し、物性を評価した。曲げ強度は、接着剤を添加しない場合、繊維混合率に関係なく6MPa(JIS規格のMDF5タイプに相当)であったが、接着剤添加により15〜30MPa(JIS規格MDF15〜25タイプに相当)に向上した。吸水厚さ膨潤率(TS)は、接着剤を添加しない場合、20%以上と高かったが、5%の樹脂添加で10%以下(JIS規格7〜15mm厚のTS基準以下)に抑制可能なことが明らかになった。常態強度については自己接着性の活用も可能であり、接着剤添加率と繊維混合率の組合せで目的に応じた性能設計が可能であることが分かった。以上より、エレメントの製法については、木材のパーティクルの製法に近い省力的な方法で、維管束鞘が効率よく分割された繊維状エレメントの製造が可能であり、それ以外の粉末残渣も原料として用いて10%以下の接着剤添加でMDFの性能に相当するボードが製造可能であることが分かった。