( 共 生 環 境 学 専 攻 長 王 秀 嵩 (副専攻長酒井俊典
学位論文審査の結果の要旨
専 攻 共生環境学 氏 名 呉 捧 拝
高
1 1
査授 授 授 教 教 教
王 秀 寵 主 査
審 査 委 員 副 査 佐 藤 邦 夫 陳 山 鵬
論 文 題 目
P r o d u c t i o n o f b i o d e g r a d a b l e b o a r d and i t s m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s u s i n g c o r n s t r a w
(題目変更の有無)
I
( ト ウ モ ロ コ シ 藁 を 用 い た 生 分 解 可 能 な バ イ オ ボ ー ド の 作 製 及 び そ の無 ￨強度)
(論文審査の結果の要旨)
石油等の化1:i資源の枯渇によって新しい資源の開発が不可欠となっているが，その中で再生可能 なバイオマス資源の利用が注目されている.バイオマス資源の中に植物バイオマスが無尽蔵である と言える.例えば，樹木や雑草，農産物のワラ，海藻・海草等がある.食糧生産に伴って農産物の 副産物としてのワラが大量に生産されている.これらのワラはほとんど利用されていないのが現状 で、ある.本研究では， トウモロコシのワラを用いて生分解可能なバイオボードの開発を目的とし，
接着剤を使用せずに水の中でセルロース同士を水素結合させ，板状の材料ノ〈イオボードを開発する ことを間指す. トウモロコシのワラの繊維を単離させるために， リファイニング処理を行う必要が ある.本研究では
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トウモロコシのワラに対するリファイニング処理の過程において化学物質を使 わず，物理的な手法を用いて機械ノf
ノレフ。を造る. リファイニング処理をしたパルプの中には，セル ロース，ヘミセルロース， リグニン等が含まれる.このようにワラのすべての成分をそのまま利用 し，バイオボードを成形する.本研究で考案したバイオボードの作成プロセスは下図の通りであ るー作製方法としては，まずトウモロコシのワラを約
2cm
細断し，22 0 C
の水に96
時間浸潰した後， ビー トリファイナーを用いてリファイニング、処理を行った. リファイニングしたパルプを2.0mm
の舗を 通した後，一辺長さ100mm
，深さ40mm
の正方形型に充填してからホットプレス機にセットして，圧 縮成形を行った.作製条件として負荷圧力は2MPa
から10MPa
まで2MPa
間隔で5
種類，設定乾燥温度 は1 1 0 0
Cとした.同じ条件下で、バイオボードを2
枚， 5種類の作製条件で合わせて1 0
枚作製した.これ らのバイオボードの密度と含水率を測定した結果，密度は0 . 8 7
g/cm 3 ~ 1.02g/cm 3
で、あり，含水率は4%~
6%
であった.バイオボードの強度を調べるために，これらのバイオボードを試験片に切り取って曲氏 名 呉 停 捧
げ試験と引張試験
l
こ供試した.曲げ試験の結果より，5
種類の負荷圧力で作製したバイオボードの 破断応力の平均値は2 1 . 3 5 M P a ‑ 3 2 . 1 5 M P a
の範閣内で変動する.号￨張試験では，破断応力の平均値 の変動が大きく6
.43MPa‑10.89MPa
であった.この実験の結果より，いずれの作製条件下において もバイオボードを作製することができたので，作製プロセスの妥当性が確認された.引張試験と 曲げ試験の結果から作製したバイオボードの破￨析応力にはバラツキがあるものの，一定の強度を 持つことが分かったまた， トウモロコシのワラのりフアイニング程度つまりパルプの細かさがバイオボードの強度 に対する影響を調べるために， リファイニングしたパルプを悶開き
2.0mm x 2.0mm
の舗と，O.5mm
XO.5mm
の舗を通したものを使って，それぞれバイオボードを作製した.目の大きさ0.5mmXO.5m m
の舗を通したもの( 0 . 5 m m
以下)をS F
パルプ， 自開き2.0mmX 2.0mm
の備を通したものCO.5mm‑
2 . 0 m m )
を日パルプとする.作製条件は上記の実験と閉じである.この細かさの異なる2
種類の パルプを用いて1 0
枚のバイオボードを作製した.その結果，LF
パルプとS F
パルプを用いて作製し たバイオボードの密度の範囲はそれぞれ0 . 9 6 7 g / c m 3 ‑ 1 . 1 2 g / c m 3
とO . 9 2 9 g / c m 3 ‑ 1 . 0 5 g / c m 3
であり，含水 率の変動はそれぞれ7
.4%‑8.2%
と6
.4%‑8.0%
であった.曲げ試験では，LF
パルプで作製したバイオ ボードの破断応力は3 4 . 5 2 M P a ‑ 3 9 . 6 7 M P a
であったが，SF
パルプを用いたバイオボードの破断応力 は3
フ. 9 0 M P a ‑ 4 1 . 2 5 M P a
であった.引張試験では，LF
パルプバイオボードの破断応力は1 6 . 1 4 M P a ‑ 2 3 . 82MPa
で、あり，SF
パルプを用いたバイオボードの破断応力は2 0 . 6 9 M P a ‑ 2 7
.41 MPa
であった.この 結果よりパルプ'7'J~細かいほど強度が高いことが分かる.食品トレイの強度と比較するために，ポ リスチレン製食品トレイについて曲げ試験を行った.その結果，ポリスチレン食品トレイの破断 応力は1 . 6 0 6 M P a
でL
あった. したがって，本研究で作製したバイオボードはポリスチレン食品トレ イより強度がはるかに高いことが分かつた.以上の研究は， トウモロコシのワラを用いて生分解可能なバイオボードを作製することができ るプロセスを提案し，接着剤を使用せずにバイオボード作製の可能性を示した.また，作製した バイオボードの強度試験結果より，いずれの作製条件下においても一定の強度を持つことが明ら かとなった.さらに，バイオボードの応用の可能性について検討し食品トレイの材料や包装材 として使用する場合，十分な強度を持つことが分かった.この研究成果は，環境に優しい生分解 可能なバイオマス材料としての利用が可能であることを示した.以上の研究成果をまとめ1た 学 術 論文(英文)が国際学術誌に
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編掲載されている.国際学会，国内学会においては上記の研究成 果を 4間発表し，多くの研究者から関心が寄せられている.したがって，この研究の成果に対し て博士学位を授与するに十分の資格があると判断した.以上の結果より，本審査委員会は全員ー致で本論文を博士学位論文として価値あるものと認め た.
