(57)【要約】【課題】  本発明は、植物繊維のより一層の高強度化技術の確立を目指し、植物繊維の撚糸、および撚糸と樹脂からなる中間素材ワイヤーにそれぞれ連続的に繰返し引張荷重を負荷し、ナノオーダー・セルロース集合体（ミクロフィブリルセルロース）の配向制御を行うことにより、未処理状態の１．５倍程度の強度を得ることが出来る植物繊維、及びそのような植物繊維の機械的性質の改質方法を提供する。【解決手段】  ラミー繊維により生分解性樹脂を強化したグリーンコンポジットに応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰返し負荷することにより強度・剛性改善を図り、植物繊維の機械的性質を改善した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維に前記植物繊維の応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質植物繊維。
【請求項２】
化学処理を施した植物繊維に前記植物繊維の応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質植物繊維。
【請求項３】
前記植物繊維はラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻等の靭皮繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の改質植物繊維。
【請求項４】
前記植物繊維はクラワ、サイザル麻等の葉脈繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の改質植物繊維。
【請求項５】
改善される機械的性質が、引張強度であることを特徴とする請求項１記載の改質植物繊維。
【請求項６】
改善される機械的性質が、引張強度及び剛性であることを特徴とする請求項２記載の改質植物繊維。
【請求項７】
植物繊維を強化材としてマトリックス材を強化した複合材料に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質複合材料。
【請求項８】
化学処理を施した植物繊維を強化材としてマトリックス材を強化した複合材料に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質複合材料。
【請求項９】
前記マトリックス材は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項７または８に記載の改質複合材料。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂は生分解性樹脂であることを特徴とする請求項９に記載の改質複合材料。
【請求項１１】
前記植物繊維はラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻等の靭皮繊維であることを特徴とする請求項８から請求項10のいずれかに記載の改質複合材料。
【請求項１２】
植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法であって、植物繊維を準備する工程、前記植物繊維に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷する繰り返し荷重負荷工程を含むことを特徴とする植物繊維の改質方法。
【請求項１３】
植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法であって、植物繊維を準備する工程、前記植物繊維に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程、前記樹脂が含浸された植物繊維を乾燥する乾燥工程、前記乾燥工程を経た前記樹脂が含浸された植物繊維に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷する繰り返し荷重負荷工程を含むことを特徴とする植物繊維の改質方法。
【請求項１４】
前記樹脂含浸工程で使用される樹脂は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１３に記載の植物繊維の改質方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性樹脂は生分解性樹脂であることを特徴とする請求項１４に記載の植物繊維の改質方法。
【請求項１６】
植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法であって、植物繊維を準備する工程、前記植物繊維に化学処理を行う工程、前記化学処理を終えた植物繊維に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷する繰り返し荷重負荷工程を含むことを特徴とする植物繊維の改質方法。
【請求項１７】
前記植物繊維はラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻等の靭皮繊維であることを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法。
【請求項１８】
前記植物繊維はクラワ、サイザル麻等の葉脈繊維であることを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法。
【請求項１９】
前記繰り返し荷重負荷工程を室温〜１５０℃の温度条件下で行うこと特徴とする請求項１２から請求項１８のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法。
【請求項２０】
請求項１２から請求項１９のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法により製造され改質した植物繊維を強化材として用い、マトリックス材を強化したことを特徴とする複合材料。
【請求項２１】
前記マトリックス材は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項２０に記載の複合材料。
【請求項２２】
前記熱可塑性樹脂は生分解性樹脂であることを特徴とする請求項２１に記載の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物繊維、特にラミー繊維等の靭皮繊維、クラワ繊維等の葉脈繊維の機械的性質を改善した改質植物繊維及びその改質方法、及び改質植物繊維を用いた複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス繊維のリサイクルの困難さから、複合材料（ＦＲＰ）業界はガラス繊維を代替しうる新しい繊維について模索している。また、社会システムの流れにおいても、従来の大量生産・大量消費・大量廃棄型社会から資源循環型社会への変革が強く要請されている。
【０００３】
そのため、複合材料の構成素材を焼却しても二酸化炭素を新たに増大させない、いわゆるカーボンニュートラル（炭素中立）なバイオマス資源によって置き換えることに関心がよせられている。
【０００４】
例えば、亜麻、サイザル麻、ケナフなどの高強度植物繊維を用いた複合材料開発はその典型的な例である。
【０００５】
欧州で走るメルセデスベンツ車（Ｅクラス）の内装材の９０％が亜麻を含む複合材料からなる。一方、トヨタ自動車は数年前からインドネシアの広大な土地においてケナフ生産に従事し、すでにケナフ繊維生分解性樹脂（ポリ乳酸）からなる複合材料をトヨタ車の一部に搭載している。また、ＮＥＣ社のコンピュータ用の電子基盤にケナフ繊維複合材料を使用している。その他、植物繊維を含む射出成形用ペレット（中間原料）の生産・販売に乗り出すメーカも現れている。このように、植物繊維を使ったバイオマス製品は、化石資源由来の合成樹脂用品で賄われてきた産業分野へ新規参入している。
【０００６】
また、クラワというパイナップルの仲間のアナナ科植物の繊維は、「史上最高の植物繊維」とも言われており、その繊維はその丈夫さのためにインディオはハンモックや丸木船のロープなどに利用し、現在では、ベンツもココナツの繊維と同様にトラックの車体に使用している。
【０００７】
しかし、過去の研究においては構造材料に欠かせない強度的機能、すなわち植物繊維複合材料の強度・靭性の向上とその信頼性の確保に問題があった。
【０００８】
例えば、特許文献１では、植物セルロース繊維から成る植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法を提供することを目的に、植物繊維に10MPa〜200MPaの軸方向張力を負荷する工程と、前記張力を負荷した状態で前記植物繊維にアルカリ溶液を用いてアルカリ処理を施す工程と、前記アルカリ処理を施した植物繊維を洗浄し残余のアルカリを除去する工程とを有する植物繊維の改質方法が、開示されているが、引っ張り強度の改善はケナフ繊維で約４〜５％、ラミー繊維で約８〜１８％程度であった。
【０００９】
また、特許文献２では、強度及び耐候性に優れた改質植物繊維、特にジュート繊維などの靭皮繊維及びその製造方法を提供することを目的に、植物繊維を羽毛ケラチン等の繊維状蛋白質の分解物で処理することが開示されている。この方法によると、例えばジュート繊維の場合、引張強度が４０２MPaから４２９MPaへと、６．７％改善されることが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２５６９４７号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、植物繊維のより一層の高強度化技術の確立を目指し、植物繊維の撚糸を、および撚糸と樹脂からなる中間素材ワイヤーをそれぞれ連続的に繰返し引張荷重を負荷し、ナノオーダー・セルロース集合体（ミクロフィブリルセルロース）の配向制御を行うことにより、未処理状態の１．５倍程度の強度を得ることが出来る植物繊維、及びそのような植物繊維の機械的性質の改質方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、植物繊維の機械的性質、特には引張強度、剛性を好適に改質し得る改質方法を見出したものである。
【００１２】
即ち、請求項１の発明は、植物繊維に前記植物繊維の応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質複合材料である。
【００１３】
請求項２の発明は、化学処理を施した植物繊維に前記植物繊維の応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質植物繊維である。
【００１４】
請求項３の発明は、前記植物繊維はラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻等の靭皮繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の改質植物繊維である。
【００１５】
請求項４の発明は、前記植物繊維はクラワ、サイザル麻等の葉脈繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の改質植物繊維である。
【００１６】
請求項５の発明は、改善される機械的性質が、引張強度であることを特徴とする請求項１記載の改質植物繊維である。
【００１７】
請求項６の発明は、改善される機械的性質が、引張強度及び剛性であることを特徴とする請求項２記載の改質植物繊維である。
【００１８】
また、請求項７の発明は、植物繊維を強化材としてマトリックス材を強化した複合材料に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質複合材料である。
【００１９】
請求項８の発明は、化学処理を施した植物繊維を強化材としてマトリックス材を強化した複合材料に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷したことを特徴とする改質複合材料である。
【００２０】
請求項９の発明は、前記マトリックス材は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項７または８に記載の改質複合材料である。
【００２１】
請求項１０の発明は、前記熱可塑性樹脂は生分解性樹脂であることを特徴とする請求項９に記載の改質複合材料である。
【００２２】
請求項１１の発明は、前記植物繊維はラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻等の靭皮繊維であることを特徴とする請求項８から請求項10のいずれかに記載の改質複合材料である。
【００２３】
さらに、請求項１２の発明は、植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法であって、植物繊維を準備する工程、前記植物繊維に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷する繰り返し荷重負荷工程を含むことを特徴とする植物繊維の改質方法である。
【００２４】
請求項１３の発明は、植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法であって、植物繊維を準備する工程、前記植物繊維に樹脂を含浸させる樹脂含浸工程、前記樹脂が含浸された植物繊維を乾燥する乾燥工程、前記乾燥工程を経た前記樹脂が含浸された植物繊維に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷する繰り返し荷重負荷工程を含むことを特徴とする植物繊維の改質方法である。
【００２５】
請求項１４の発明は、前記樹脂含浸工程で使用される樹脂は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１３に記載の植物繊維の改質方法である。
【００２６】
請求項１５の発明は、前記熱可塑性樹脂は生分解性樹脂であることを特徴とする請求項１４に記載の植物繊維の改質方法である。
【００２７】
また、請求項１６の発明は、植物繊維の機械的性質を改善する植物繊維の改質方法であって、植物繊維を準備する工程、前記植物繊維に化学処理を行う工程、前記化学処理を終えた植物繊維に応力−ひずみ関係の非線形領域に相当する荷重を繊維軸方向に繰り返し負荷する繰り返し荷重負荷工程を含むことを特徴とする植物繊維の改質方法である。
【００２８】
請求項１７の発明は、前記植物繊維はラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻等の靭皮繊維であることを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法である。
【００２９】
請求項１８の発明は、前記植物繊維はクラワ、サイザル麻等の葉脈繊維であることを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法である。
【００３０】
請求項１９の発明は、前記繰り返し荷重負荷工程を室温〜１５０℃の温度条件下で行うこと特徴とする請求項１２から請求項１８のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法である。
【００３１】
さらに、請求項２０の発明は、請求項１２から請求項１９のいずれか１項に記載の植物繊維の改質方法により製造され改質した植物繊維を強化材として用い、マトリックス材を強化したことを特徴とする複合材料。
【００３２】
請求項２１の発明は、前記マトリックス材は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項２０に記載の複合材料。
【００３３】
請求項２２の発明は、前記熱可塑性樹脂は生分解性樹脂であることを特徴とする請求項２１に記載の複合材料である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により提供される機械的強度が改善された植物繊維を混入した中間原料の生産・販売により、植物繊維を用いた材料の工業製品化技術の向上、及び付随的に繊維業界において天然繊維の処理技術の向上が期待される。
【００３５】
特に、自動車の内装材、ヘルメットなどＦＲＰが使用されている分野、さらに梱包材、建材など木材が使用されている分野での利用が期待される。
【００３６】
同時に、地球環境問題の解決に向けて大きく貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
天然繊維には、木綿、麻などの植物繊維と、羊毛、絹などの動物繊維があるが、本発明では、天然繊維のうち植物繊維を改質することにより、その機械的性質を改善することを目的とする。
【００３８】
未処理状態の植物繊維は図１に示すように、中空で束状にナノオーダー・セルロース集合体が繊維軸の周りで不均質に分布している。そして、リグニン、ヘミセルロースなどの充填により塑性変形量は僅かである。このような未処理状態の植物繊維の内部構造制御をもってこれを人為的に改質することにより、図２に示すように、ナノオーダー・セルロース集合体が繊維軸の方向に再配列して均質化し高強度を達成し、アルカリ処理を併用した場合には、リグニン、ヘミセルロースなどが部分的に除去され、セルロース集合体間ですべりが実現され、塑性変形が可能となり靭性が向上する。
【００３９】
セルロース植物繊維の高強度・延性化のためのナノ構造制御を、表１に示す。
【００４０】
このうち、本発明では、繰り返し荷重負荷の制御により、植物繊維を改質し、その機械的性質を改善することを目的とする。さらには、繰返し荷重負荷＋アルカリ処理による植物繊維のナノ構造制御技術を提供することを目的とする。
【００４１】
本発明による、繰返し荷重負荷処理によるナノ構造制御技術により、機械的性質、特に引張強度が改質され、対象とする植物繊維の種類や形状、或いはプロセス条件にもよるが、改質前の植物繊維と比較し概ね３０〜４０％程度向上させることができる。
【００４２】
また、本発明による、繰返し荷重負荷＋アルカリ処理によるナノ構造制御によると、改質前の植物繊維と比較し５０％程度の強度改善だけではなく、３５％程度の剛性の改善を伴う繊維に改質させることができる。
【００４３】
なお、単なる荷重負荷+アルカリ処理によるナノ構造制御については、前述した特許文献１に開示されている。
【００４４】
【表１】
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本発明の改質の対象とする植物繊維としては、ラミー、ケナフ、ヘンプ、ジュート、亜麻、ほう麻等の靭皮繊維、サイザル麻、マニラ麻、ヘニケン麻、ニュージーランド麻、クラワ繊維等の葉脈繊維があげられる。
【００４５】
植物繊維に繰り返し力学的負荷を施すことにより、内部のセルロース集合体の配向が繊維軸に沿って均質化される。これによって強度の増加のみならずセルロース集合体の配向が均質化されることで強度のばらつきが低減される。
【００４６】
図２において、１はボビン等に準備された植物繊維、２は樹脂槽、３は乾燥部、４は繰り返し荷重負荷部、５は巻き取りドラムである。
【００４７】
植物繊維からなる撚糸１を植物由来の生分解性樹脂（ポリ乳酸）等の樹脂槽２を通過させ、乾燥させた状態で、繰り返し荷重負荷を与える。繰り返し荷重負荷工程では、例えば図３に示すように常温〜１５０℃に保たれた炉内で、複数のロールを介してこれを上下動させて負荷を繰り返して与えつつ植物繊維を走行させる。その後、ドラム５に巻き取ることで、改質された植物繊維からなる撚糸（これを、スーパーバイオファイバー（Ｓｕｐｅｒ−ｂｉｏ−ｆｉｂｅｒ）以下、「Ｓｕｂｉｆ」と呼ぶ。）を得ることができる。
【００４８】
樹脂槽２で使用される樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、特に限定されるものではないが、焼却等廃棄を考慮すると熱可塑性樹脂が好ましい。
【００４９】
熱可塑性樹脂としては、限定されるものではないが、例えば、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネート、繊維素プラスチック、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−3−ヒドロキシブチレート、ポリ−４−ヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン等のポリエステル、ポリエチレングリコール等のポリエーテル、ポリグルタミン酸、ポリリジン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等を用いることができる。
【００５０】
地球環境を考慮してポリ乳酸、ポリグリコール酸等の生分解性の樹脂の利用が好ましい。
【００５１】
尚、改質される植物繊維は単糸、撚糸のいずれも用いることができる。
【００５２】
ここで、単繊維とは、細胞壁からなる繊維であり、細胞壁はミクロフィブリル（セルロースが４０〜７０集まった集合体）のほか、ヘミセルロースやリグニンからなる。また、単糸とは、単繊維が多数集まった束のことである。また、撚糸とは、単糸が複数本撚られた紐のようなものである。
【００５３】
この繰り返し荷重負荷工程では、後述のクラワ繊維の繰り返し荷重負荷実験でも示すように、繊維の破断強さに対しておよそ２／３の応力レベル（６００÷９１３＝０．６６）を繰り返し掛けるものである。すなわち、繊維がミクロフィブリル間のすべり（または非線形変形）を起こす応力レベルを掛けることが最低限必要である。
【００５４】
尚、ミクロフィブリルとは、植物細胞壁の基本構成要素であり、ミクロフィブリルはかなりしっかりとした結晶体となっていて、水や薬剤を中に入れないが、ミクロフィブリルとミクロフィブリルの間は非結晶で、水や薬剤はこの非結晶部分に浸透する。ミクロフィブリルの外側には多くのＯＨ基があるので、水や染料、薬剤はそこでしっかりと結合する。
【００５５】
また、多数の単繊維からなる単糸（繊維束）では、単繊維に対するテンションの掛かり方がそれぞれ異なることになる。これを均一に掛けるためには樹脂を含浸させることが望ましく、樹脂の含浸された複合材料が単糸より強くなるのはこのためである。なお、単糸を撚り、撚糸化することによって、単糸間で摩擦を働かせてテンションのばらつきを防ぐことができる。
【００５６】
図２においては植物繊維を樹脂含浸させたが、繊維に全て同じテンションを加えることが可能であれば、樹脂を含浸させる必要はない。
【００５７】
ここで、樹脂含浸させた植物繊維の張力付与の利点について、次に説明する。
【００５８】
供給状態の撚糸に引張負荷を掛ける場合、図４（１）に示すように、隣接繊維との接触部近傍では応力が伝達されやすいので、セルロース集合体が繊維軸方向にそろう。一方、接触部から離れた箇所では応力伝達の程度が小さく、セルロース集合体は供給状態のままである。全体的にみると、セルロース集合体の配向にむらができる。
【００５９】
これに対して、樹脂に埋まった撚糸に引張負荷を掛ける場合、図４（２）に示すように、繊維の周囲に樹脂層があり、このせん断応力伝達により、繊維に均等に引張応力が伝わる。このため、繊維内の多くのセルロース集合体が繊維軸方向に向かって再配列する。
【００６０】
この改質された植物繊維からなる撚糸であるＳｕｂｉｆを、ワイヤー、ペレット、薄板等の中間素材とすることが出来る（図５）。
【００６１】
Ｓｕｂｉｆをワイヤーとする場合には、図５（１）に示すように、樹脂槽、絞り工程、固化工程を経て、コンポジットワイヤーとすることができる。
【００６２】
また、Ｓｕｂｉｆをペレットとする場合には、図５（２）に示すように、裁断工程、樹脂混入、二軸押出し工程、切断工程を経て、ペレット化される。
【００６３】
また、Ｓｕｂｉｆを薄板にする場合には、図５（３）に示すように、編織工程、樹脂浸漬または樹脂フィルム積層工程、熱間圧延または熱プレス工程を経て、薄板化される。
【００６４】
次に、本発明の複合材料について説明する。本発明の複合材料は、一つには、本発明の方法により改質した植物繊維、即ち、高い強度を有する改質した植物繊維を強化材とした複合材料であり、かかる複合材料としては、例えば、ガラス繊維強化プラスチックや炭素繊維強化プラスチックのガラス繊維や炭素繊維の代替としてこの植物繊維を用いた、植物繊維強化プラスチックの形態として実施できる。また、本発明の改質した植物繊維を強化材とし、植物由来の生分解性樹脂や石油由来の生分解性樹脂などを結合材とした複合材料、即ち、生分解性を有する繊維強化複合材料の形態として実施することもできる。
【００６５】
かかる本発明の複合材料は、周知の従来技術により作製することができ、何ら本発明を限定するものではないが、特には、ホットプレス成形法により作製するのが好ましい。ホットプレス成形法により、例えば、エンジニアリングプラスチックを凌ぐ強度を有し実用性にも優れた、本発明の方法により改質した植物繊維を強化材とした生分解性複合材料を作製することができる。本発明の複合材料は、高強度かつ実用性にも優れ、植物繊維を用いた複合材料の用途・範囲を飛躍的に拡大させることができ、地球環境問題にも大きく貢献できるものである。
【００６６】
また、一つには、植物繊維を強化材とし従来のような植物繊維強化プラスチックとして作製した複合材料、もしくは化学処理を施した植物繊維を強化材とし従来のような植物繊維強化プラスチックとして作製した複合材料に繊維軸方向に所定の軸方向荷重を繰り返し負荷することで、機械的性質を改善した改質複合材料の形態として実施することができる。
【００６７】
以上のような実施の形態により、本発明は、植物セルロース繊維から成る植物繊維の機械的性質、特には引張強度、剛性を好適に改質し得る植物繊維の改質方法を提供することができ、その改質した植物繊維とそれを用いた複合材料及び植物繊維強化プラスチックを改質した改質複合材料を提供することができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
１．ラミー麻
ラミー麻の長さは靭皮繊維中最大で1.5〜2.4mもあり、繊維の外観は白く、絹のような光沢がある。単繊維一細胞の長さは50〜250mm（平均150mm）、直径は10〜90μm（平均40μm）あり、他の麻類と比較して著しく長く太い。また、ラミー麻繊維はリグニンが少なくセルロース分の存在割合が最も高いため、強度が高く、耐薬剤性、耐久性は植物繊維中で最大である。
【００６９】
単繊維、繊維束からなるラミー麻に施す化学処理として、無負荷状態、および緊張状態でマーセル化処理（シルケット加工）を施した。マーセル化処理とは、主に繊維工業の分野において天然繊維に光沢を付与し、染料や薬剤の浸透性を改善するものである。高濃度アルカリ溶液中で、しかもしばしば繊維を緊張下で処理する方法である。なお、用いた繊維束はラミー麻諸撚糸（16番手5本撚り、トスコ株式会社製）である。
【００７０】
処理液のアルカリ水溶液として濃度15wt％水酸化ナトリウム水溶液を使用した。マーセル化単繊維には１０g、繊維束には4kgの重錘を負荷し、ともに処理溶液中を浸漬させて２時間処理した。アルカリ処理後、アルカリ反応を止めるために単繊維、繊維束を酢酸水溶液中で洗浄し乾燥させた。
【００７１】
以下、未処理の単繊維、および繊維束をそれぞれUT単繊維、およびUT繊維束と、無負荷状態、および緊張状態でマーセル化処理を施した単繊維をそれぞれT0単繊維、およびT4単繊維と、同様に繊維束をそれぞれT0繊維束、およびT4繊維束と称す。
【００７２】
次に、ラミー麻繊維の強度特性について、単繊維及び繊維束ごとに説明する。
（ａ）単繊維
ラミー麻繊維を単繊維引張試験用台紙（ゲージ部の長さ１０ｍｍ）に接着剤で貼り付け、単繊維の静的引張破断試験及び繰り返し引張破断試験を微小荷重検出用引張試験機を用いて実施した。ここでは、光学顕微鏡とマイクロスケールを用いて単繊維の直径を逐一求め、円形断面と仮定して断面積を算出した。JIS R 7601（炭素繊維試験方法）に準じ、引張速度を0.8ｍｍ／min、試験片長さを10ｍｍとした。そして、UT単繊維、およびT4単繊維の引張破断試験における変位の測定はレーザー変位計を使用した。
【００７３】
応力−ひずみ線図の一例を図６、図７に示す。図６、図７から、UT単繊維の応力−ひずみ線図では負荷過程に現れる挙動がほぼ線形的であり、除荷により現れる塑性ひずみが僅かである。それに対し、T4単繊維では除荷によって明らかな塑性ひずみが見出された。また、除荷過程では低応力域でひずみが回復し始め、いわゆる粘性挙動を示す。この単繊維の変形・破断挙動もマーセル化による内部構造変化によるものと考えられる。まず、繊維中のミクロフィブリルを構成するセルロースの結晶化分子鎖がアルカリ処理によって局所的に非結晶化し、延性もったためと考えられる。さらに、マーセル化によって繊維中のミクロフィブリル間を結合するヘミセルロースなどの物質が取り除かれ、変形中にミクロフィブリル間ですべりが生じたためと考えられる。
【００７４】
また、繰り返し負荷による力学的性質の変化を検討するために、UT単繊維、およびT4単繊維の繰り返し引張破断試験を実施した。繰り返し引張試験は、まず、単繊維のひずみが１％になるまで単繊維を引張り、その後除荷する。続いて、単繊維のひずみが2％になるまで単繊維を引張り、再び除荷する。同様の操作をひずみ1％ごとに繰り返し、単繊維が破断するまで引張試験を実施した。
【００７５】
繰り返し引張試験から得られた強度特性を静的引張破断試験から得られた強度特性と比較して表２に示す。表２から、繰り返し引張破断試験では静的引張破断試験に比べ、UT単繊維の引張強度は、610MPaから814MPaへと33.4％改善されていることがわかる。強度向上の原因として、単繊維に繰り返して繊維軸方向の負荷を与えることにより、単繊維中のヘミセルロースが変形し、ミクロフィブリルが軸方向に再配列したことが推測される。この技術も、後述する高靭化を実現するマーセル化技術と同様に、単繊維の内部構造の変化を利用した強度制御を実現するナノ構造制御技術となろう。
【００７６】
【表２】
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次に、上述のように、繰り返し負荷処理は強度改善効果を付与できると考えられることから、ラミー麻繊維の引張り破断試験に先立って、力学処理として、繰り返し負荷処理を施した。尚、ここで述べる繰り返し負荷処理とは、無負荷状態の単繊維に所定の荷重を負荷し、荷重が所定の値に達すると無負荷状態になるまで除荷する。以上の操作を数回から数十回繰り返す処理である。
【００７７】
ラミー麻繊維を単繊維引張試験用台紙（ゲージ部の長さ１０ｍｍ）に接着剤で貼り付けた引張試験片を微小荷重検出用引張試験機に取り付け、単繊維に所定の荷重（単繊維の引張強度の50％、および70％に相当する荷重）を負荷するまで引っ張り、荷重が所定の値に達すると無負荷状態になるまで除荷した。以上の操作を５回、もしくは２０回繰り返して単繊維に力学処理を施した。なお、単繊維に力学処理を施す際、負荷過程、および除荷過程の引張速度は０．８ｍｍ／min に設定した。
【００７８】
以下、引張強度の５０％の応力に相当する荷重を５回、および２０回負荷したUT単繊維を、それぞれUT-50-5単繊維、およびUT-50-20単繊維、70％の応力に相当する荷重を５回、および２０回負荷したUT単繊維を、それぞれUT-70-5単繊維、およびUT-70-20単繊維と称す。また、T0単繊維もUT単繊維と同様に、T0-50-5単繊維、T0-50-20単繊維、T0-70-5単繊維、およびT0-70-20単繊維と称し、それぞれを静的引張破断試験用に準備した。
【００７９】
次に、未処理単繊維、化学処理を施した単繊維、および力学処理を施した単繊維の強度特性を調査するために、ラミー麻繊維を単繊維引張試験用台紙（ゲージ部の長さ１０ｍｍ）に接着剤で貼り付け、単繊維の静的引張破断試験を微小荷重検出用引張試験機を用いて実施した。ここでは、光学顕微鏡とマイクロスケールを用いて単繊維の直径を逐一求め、円形断面と仮定して断面積を算出した。試験条件は、JIS R 7601（炭素繊維試験方法）に準じ、引張速度を０．８ｍｍ／min、試験片長さを１０ｍｍとした。同時に、UT単繊維、およびT4単繊維の静的引張破断試験における変位の測定はレーザー変位計を、T0単繊維の変位の測定にはデジタル寸法測定器を使用した。
【００８０】
結果を表３に示す。
【００８１】
【表３】
2007051405.tif 000005
表３から明らかなように、UT単繊維、およびT0単繊維ともにいずれの条件においても、力学処理を施すことによって強度が向上することが判明した。
【００８２】
また、T0単繊維において、力学処理により破断ひずみは減少するものの、ヤング率は向上することも判明した。
【００８３】
また、処理応力条件の違いで考えると、UT単繊維、およびT0単繊維ともに70%の応力レベルの方が、50%の応力レベルより高い強度改善効果を得られることが判明した。即ち、負荷応力の大きい方が効果は大きい。またT0単繊維において、70%の応力レベルの方が破断ひずみは減少するが、ヤング率についてはより向上していることが判明した。
【００８４】
さらに、処理回数条件については、両繊維とも50%、および70%の応力レベルにおいて、力学処理回数20回の方が5回よりも高い強度改善効果を得られることが判明した。特に、70%の応力レベルで処理したUT単繊維において、5回の力学処理では、引張強度が約10%（11.0％）程度の強度向上であったが、20回では約50%（47.9％）の著しい強度改善効果が得られた。
【００８５】
同様に、T0単繊維のヤング率についても、力学処理回数20回の方がより向上効果を得られることが判明した。70%の応力レベルで処理したT0単繊維のヤング率についても、5回の力学処理は約17.0%の強度向上であったが、20回では約34.5%の高い向上効果が得られた。
【００８６】
ここで、ラミー麻の単繊維について、UT単繊維、T0単繊維、およびT4単繊維の静的引張破断試験から得た強度特性を、T0-70-20単繊維のそれと同時に図８に示す。
【００８７】
図８の応力−ひずみ線図に示す如く、T0-70-20単繊維では、力学処理を施す際の負荷応力より若干高い応力レベルまで線形的な挙動で変形したのち、大きな変形を伴い、T0単繊維より高い応力で最終破断に至った。力学処理によってT0-70-20単繊維の立ち上がりはT4繊維より大きく、UT単繊維とほぼ同じであることがわかる。繰り返しによって剛性の大きな繊維に改質されることが判明した。このことは、表２からも、T0-70-20単繊維のヤング率が22.2GPaであり、UT単繊維の23.１GPaとほぼ同等であることにも示されている。
【００８８】
また、図９には、静的引張破断試験から得たT0、T0-50-5、T0-70-5、およびT0-70-20単繊維の応力−ひずみ線図の一例を示す。力学処理を施すといずれの条件においても、立ち上がりの傾きが大きく、線形的に変形していく。さらにその傾きはT0-70-20、T0-70-5、およびT0-50-5単繊維の順に大きい。
【００８９】
以上の力学処理による強度改善効果、ヤング率の向上効果、および変形、破壊挙動の変化は、単繊維の内部構造から説明できる。上述したと同様に、繊維軸方向の繰り返し負荷によるミクロフィブリルの再配列による効果と同様であると考えられる。UT-70-20単繊維、およびT0-70-20単繊維の結果でみられるように処理回数が多いほど引張強度が高くなったのは、高い応力で処理したことで繊維軸方向に対するミクロフィブリル配向角がより小さくなり、さらに処理回数を多くすることでミクロフィブリルの配列の乱れも解消されたためと考えられる。一方、破断ひずみの減少は力学処理中にミクロフィブリル間のすべりが発生し、塑性ひずみが生じたことが原因と考えられる。
（ｂ）繊維束
ラミー麻単繊維と同様に、繊維束にも力学処理として、電気油圧サーボ式材料試験機を用いて繰り返し負荷処理を施した。試験機に取り付けた繊維束に98.1Nの荷重（引張強度の52.9%に相当する荷重）を負荷するまで引っ張り、荷重が98.1Nに達すると9.81N（引張強度の5.29%に相当する荷重）になるまで除荷する。以上の操作を100回、もしくは1000回繰り返して繊維束に力学処理を施した。なお、繊維束に力学処理を施す際の引張速度は、1秒間に1回繰返し負荷を与えるように1Hzの正弦波に設定した。
【００９０】
以上の処理をUT繊維束に施し、繊維束静的引張破断試験用に準備した。以下、98.1Nの荷重を100回、および1000回負荷したUT繊維束を、それぞれUT-T-100繊維束、およびUT-T-1000繊維束と称す。次に、ラミー麻繊維束に及ぼす化学処理、および力学処理の影響を調査するために、ラミー麻繊維束の静的引張破断試験をJIS L 1095（一般紡績糸試験方法）に準じて、インストロン型引張圧縮試験機を用いて実施した。
【００９１】
また、ゲージ長さは200mmとし、引張速度は15mm/minとした。
【００９２】
試料として、中国産繊維束を用いた場合の結果を表４に示す。
【００９３】
【表４】
2007051405.tif 000006
表４より判るように、UT繊維束の強度特性に比して、UT-T-100繊維束で9.54%、UT-T-1000繊維束では15.4%の強度改善効果が確認された。一方、破断ひずみにおいてはUT-T-100繊維束、UT-T-1000繊維束ともに12.1%の減少が確認された。両繊維束の破断ひずみが同等の値となった原因は、処理回数は異なるが、処理応力は同レベルであり、処理過程で生じる塑性ひずみも同レベルになるためと考えられる。そして、繊維束を引っ張る際には、強度向上効果の低い単繊維から破断して繊維束全体の破断を誘発してしまう。したがって、繊維束では単繊維ほどの強度改善効果を得られなかったと考えられる。
【００９４】
また、繰り返し引張破断試験でUT単繊維では強度向上効果が得られたが、表５からわかるように繊維束では得られなかった。原因として、繊維束中に存在する低強度の単繊維ために、ヘミセルロースの変形を可能とする荷重が単繊維に十分に負荷されることなく、繊維束の破断に至ってしまったことが考えられる。そのために、ミクロフィブリルの再配列が実現不可能となり、繊維束の強度向上は実現されなかったと考えられる。一方、T4繊維束では10.6%の強度向上が認められた。これは、ヘミセルロースがアルカリ処理により部分的に除去されているため、ミクロフィブリルにかかる応力が増加し、ミクロフィブリルの再配列が可能となったためと考えられる。しかし、緊張下マーセル化を施す過程で、すでにT4繊維束ではミクロフィブリルの再配列が起こっているために、UT単繊維のような33.4%の大幅な強度上昇までは至らなかったと考えられる。
【００９５】
【表５】
2007051405.tif 000007
２．クラワ
繰返し負荷による力学的性質の変化を検討するために、クラワ繊維の繰り返し引張試験を実施した。繰り返し引張試験は、応力が600MPaになるまで単繊維を引張り、その後除荷する。その後すぐさま引張試験を実施した。これを１回および５回繰り返した。また、処理後の時間経過に伴う強度変化を調べるために、繰返し処理後、24時間放置した後に引張試験を実施した。一方、応力が200MPaになるまで単繊維を引張り、その後除荷する。続いて、応力が400MPaになるまで単繊維を引張り、再び除荷する。同様の操作を600MPa、800MPaと繰り返し、最終的に単繊維が破断するまで引張試験を実施した。その結果を表６に示す。
【００９６】
表６から、応力が600MPaで５回繰り返し負荷を与え、２４時間放置した場合、引張強度は、913MPaから1285MPaへと40.7％改善されていることがわかる。
【００９７】
【表６】
2007051405.tif 000008
３．複合材料
生分解性を有する複合材料を作製するために、複合材料のマトリックス材には生分解性樹脂である水分散型生分解性樹脂ランディ（登録商標）［ミヨシ油脂（株）製、ランディCP−300］（以下、ランディと称す）を使用した。ランディは、成形前には液状エマルジョンタイプを呈しており、熱処理によって液体内の微粒子が融着・固化する熱可塑性樹脂である。一方、複合材料の強化材には、上述したラミー麻繊維束を使用した。以下、マトリックス材のランディをラミー麻繊維束で強化した複合材料をグリーンコンポジットと称す。
【００９８】
まず、マトリックス材であるランディを繊維束（UT繊維束、T0繊維束、およびT4繊維束）で強化した複合材料試験片を静的引張破断試験用に作製した。以下、UT繊維束、T0繊維束、およびT4繊維束を強化材に用いた複合料材を、それぞれUT複合材料、T0複合材料、およびT4複合材料と称す。
【００９９】
複合材料試験片の作製にあたり、まず成形前の仮の成形物となる仮成形体を作製した。まず、繊維束を金属板に14回巻き付け、その幅が試験片幅の15mmになるように調整した。そして、繊維束にランディを塗付して乾燥させ、金属板から取り外し仮成形体として用意した。続いて、離型剤を塗付した金型の中に仮成形体を2枚入れ、仮成形体中のランディに含まれる水分を蒸発させるために、耐圧熱板付プレス機を用いて試験片の形状を保つ程度の微小圧力を加えながら、金型に150℃の熱を30分間与えた。その後、繊維束中にランディを充てんさせるために6.5MPaの成形圧力を加え、150℃から常温まで冷却した。以上の方法でUT複合材料、T0複合材料、およびT4複合材料を作製し、静的引張試験用の試験片として準備した。
【０１００】
また、複合材料の静的引張破断試験は、インストロン型引張圧縮試験機を用いて実施した。
【０１０１】
ラミー麻単繊維の場合と同様に、引張り破段試験に先立って、仮成形体を用いて作製した複合材料に力学処理として繰り返し負荷処理を施した。
【０１０２】
試験機に取り付けた複合材料に所定の荷重（複合材料の引張強度の70％に相当する荷重）を負荷するまで引っ張り、荷重が所定の値に達すると複合材料に所定の荷重（複合材料の引張強度の5％に相当する荷重）が負荷されている状態まで除荷する。以上の操作を20回、もしくは100回繰り返して複合材料に力学処理を施した。なお、複合材料に力学処理を施す際、負荷過程、および除荷過程の引張速度は、1秒間に1回繰返し負荷を与えるように1Hzの正弦波に設定した。
【０１０３】
以上の処理をUT複合材料、およびT0複合材料に施し、複合材料静的引張破断試験用に準備した。以下、UT引張強度の70％の応力に相当する荷重を20回、および100回負荷したUT複合材料を、それぞれUT-70-20複合材料、およびUT-70-100複合材料と称す。また、UT複合材料と同様に、それぞれT0-70-20複合材料、およびT0-70-100複合材料と称す。
【０１０４】
グリーンコンポジットに及ぼす化学処理、および力学処理の影響を調査するために、グリーンコンポジットの静的引張破断試験を、インストロン型引張圧縮試験機を用いて実施した。この試験におけるゲージ長さは50mm、引張速度は5mm/min（ひずみ速度0.1/min）とした。
【０１０５】
結果を表７に示す。また、応力−ひずみ線図を図１０に示す。
【０１０６】
【表７】
2007051405.tif 000009
表７及び図１０から明らかなように、UT-70-20複合材料、T0-70-20複合材料においても、引張強度がそれぞれ309MPaから333MPa、284MPaから307MPaへと改善されており、複合材料においても強度の向上が認められた。
【０１０７】
さらに、図１０より、力学処理を施したUT-70-20複合材料では、UT複合材料より立ち上がりの傾きが大きい。また、T0-70-20複合材料においても、T0複合材料及びT4複合材料より立ち上がりの傾きが大きく、破断時の応力レベルもUT複合材料よりも高い。以上より、強度改善だけでなく、繰返し負荷による繊維改質によって、剛性も向上することが明らかとなった。
【０１０８】
また、繰り返し引張過程におけるグリーンコンポジットの変形挙動を調査するために、グリーンコンポジットの繰り返し引張破断試験を実施した。なお、グリーンコンポジットの繰り返し引張破断試験には複合材料静的引張破断試験で用いた試験片と同様の形状、および寸法の複合材料試験片を準備して、インストロン型引張圧縮試験機を使用して試験を実施した。試験片の断面積、および繊維体積率も複合材料静的引張破断試験と同様の方法で算出した。試験方法は、インストロン型引張圧縮試験機に複合材料試験片を取り付けて、単繊維繰り返し引張破断試験の試験方法と同様、ひずみが1％ごとに負荷、除荷を繰り返し、複合材料が破断するまで引張試験を行った。また、ゲージ長さを50mm、引張速度を5mm/minとした。
【０１０９】
表８に、UT複合材料、およびT0複合材料の静的引張破断試験から得た強度特性と繰り返し引張破断試験から得た強度特性を比較した値を示す。
【０１１０】
【表８】
2007051405.tif 000010
図１１に、繰り返し引張破断試験から得たUT複合材料の応力−ひずみ線図を示す。また、図１２には、繰り返し引張試験から得たT0複合材料の応力−ひずみ線図を示す。
【０１１１】
図１１及び図１２から、複合材料の繰り返し引張破断試験においても、マーセル化を施すことにより、大きな変形が可能になることが判明した。また、UT、およびT0複合材料ともに繊維束と同様に、単繊維に比べて除荷時に大きな塑性ひずみを生じ、除荷過程で粘性挙動も示した。
【０１１２】
そして、マーセル化を施した繊維束を強化材とするT０複合材料の方が、所定量の変形を与える際には、低荷重で変形することが読み取れる。例として、0.8％程度の変形を与える際に、UT複合材料は300MPa以上の応力が必要となるが、T0複合材料では150MPa程度の応力でよい。さらに、両複合材料の引張強度はほぼ同等の300MPaであるが、300MPaの応力を加えた際に生じる塑性ひずみは、UT複合材料は0.8％程度であるがT0複合材料では2.0％以上の塑性ひずみを生じる。すなわち、T0複合材料はUT複合材料に比べ大きく変形できるために、グリーンコンポジットの実用化おける課題の１つとされる塑性加工性を、マーセル化によって改善できる可能性が期待できる。
【０１１３】
尚、マトリックス材として使用される樹脂は、前記樹脂槽２で使用される樹脂と同様の樹脂が使用可能であり、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等、特に限定されるものではないが、焼却等廃棄を考慮すると熱可塑性樹脂が好ましい。そして、地球環境を考慮して、前述したランディを始め、ポリ乳酸、ポリグリコール酸等の生分解性の樹脂の利用が好ましい。
４．コンポジットワイヤー
グリーンコンポジットの加工性を改善し、グリーンコンポジットを構造材料として適用できる可能性を拡張するために、中間素材としてコンポジットワイヤーを作製した。マトリックス材にランディを、強化材にはラミー麻繊維束（UT繊維束、T0繊維束）を使用したコンポジットワイヤー（以下、UT繊維束、およびT0繊維束を強化材に用いたコンポジットワイヤーを、それぞれUTコンポジットワイヤー、およびT0コンポジットワイヤーと称す）を作製した。
【０１１４】
作製方法は以下のようにした。まず、ランディを注いだ容器の中に繊維束を浸漬し、繊維束にランディを含浸させ、続いて、繊維束を容器から取り出して、滴り落ちない程度までランディを手で絞り落として、150℃に暖めた恒温乾燥機中の金網に繊維束の上端を取り付け、30分乾燥させた。その後、恒温乾燥機から取り出して大気中で常温まで冷却した。
【０１１５】
コンポジットワイヤーに力学処理として、インストロン型引張圧縮試験機、および電気油圧サーボ式材料試験機を用いて繰り返し負荷処理を施した。
【０１１６】
試験機に取り付けたコンポジットワイヤーに所定の荷重（各コンポジットワイヤーの破断荷重の60％、もしくは70%に相当する荷重）を負荷するまで引っ張り、荷重が所定の値に達するとコンポジットワイヤーに所定の荷重（各コンポジットワイヤーの破断荷重の5％に相当する荷重）が負荷される状態まで除荷する。以上の操作を5回、20回、100回、もしくは1000回繰り返してコンポジットワイヤーに力学処理を施した。なお、コンポジットワイヤーに力学処理を施す際、負荷過程、および除荷過程の引張速度は、インストロン型引張圧縮試験機使用時は5mm/min、電気油圧サーボ式材料試験機使用時は、1秒間に1回繰り返し負荷を与えるように1Hzの正弦波に設定した。
【０１１７】
以下、各処理条件で力学処理を施したコンポジットワイヤーを下記のように称す。
【０１１８】
a）UTコンポジットワイヤーに力学処理を施した試料
・UTCW材：力学処理を施していない試料
・UTCW-60-20材：破断荷重の60%に相当する荷重で20回力学処理を施した試料
・UTCW-60-100材：破断荷重の60%に相当する荷重で100回力学処理を施した試料
b）T0コンポジットワイヤーに力学処理を施した試料
・T0CW材：力学処理を施していない試料
続いて、コンポジットワイヤーを用いた複合材料（以下、CW複合材料と称す）を作製し、静的引張破断試験を実施した。
【０１１９】
CW複合材料の作製手順は、まず離型剤を塗付した金型の中にコンポジットワイヤーを10本入れた。その上に8本のコンポジットワイヤーを重ねて、さらにその上に10本重ね、計28本のコンポジットワイヤーを金型の中に入れた。加熱成形では、まずコンポジットワイヤー中に残った水分を蒸発させるために、耐圧熱板付プレス機を用いて金型に150℃の熱を10分間与え、その後、試験片の形状を保つ程度の微小圧も30分間加えた。その後6.5MPaの成形圧力を加え、150℃から常温まで冷却した。
【０１２０】
4種類のコンポジットワイヤー（UTCW材、UTCW-60-20材、UTCW-60-100材、およびT0CW材）からCW複合材料を作製し、静的引張破断試験を行った結果を表９に示す。尚、CW複合材料の静的引張破断試験は、インストロン型引張圧縮試験機を用いて引張速度は5mm/min、ゲージ長さは50mmとした。
【０１２１】
図１３にUTCW複合材料、UTCW-60-20複合材料、およびUTCW-60-100複合材料の静的引張破断試験における応力−ひずみ線図の一例を示す。比較のためにT0CW複合材料の結果も併せて示す。
【０１２２】
【表９】
2007051405.tif 000011
表９及び図１３からみて、UTCW-60-20複合材料ではヤング率が22.3GPa 、UTCW-60-100複合材料ではヤング率が24.8GPaであり、UTCW複合材料のヤング率19.0GPaより大きく、力学処理を施した複合材料において、剛性の向上効果を発現している。また、UTCW-60-20複合材料は強度が224MPaであり、UTCW複合材料の186MPaに比べて20％程度の増加割合が確認できる。すなわち、コンポジットワイヤーの力学処理によるグリーンコンポジットの特性は、強度および剛性向上効果が付与されることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】植物繊維構造の模式図である。
【図２】植物繊維の改質工程を示す図である。
【図３】張力付与工程の概念図である。
【図４】供給状態の撚糸、及び樹脂が含浸された撚糸に引張負荷を掛けた場合の、セルロース集合体の配向を示す図である。
【図５】スーパーバイオファイバーの中間素材化技術の概念図である。
【図６】繰り返し引張試験から得た未処理のラミー麻単繊維の応力−ひずみ曲線である。
【図７】繰り返し引張試験から得た緊張下マーセル化処理ラミー麻単繊維の応力−ひずみ曲線である。
【図８】ラミー麻単繊維の応力−ひずみ曲線である。
【図９】力学処理を施した無負荷マーセル化処理ラミー麻単繊維の応力−ひずみ曲線である。
【図１０】グリーンコンポジットの応力−ひずみ曲線である。
【図１１】繰り返し引張試験から得た未処理の複合材料の応力−ひずみ曲線である。
【図１２】繰り返し引張試験から得た無負荷マーセル化処理複合材料の応力−ひずみ曲線である。
【図１３】コンポジットワイヤーを中間素材に用いた複合材料の応力−ひずみ曲線である。
【符号の説明】
【０１２４】
１      準備された植物繊維
２      樹脂槽
３      乾燥炉
４      繰り返し荷重負荷工程
５      巻取りドラム
【図１】
2007051405.tif 000012
【図２】
2007051405.tif 000013
【図３】
2007051405.tif 000014
【図４】
2007051405.tif 000015
【図５】
2007051405.tif 000016
【図６】
2007051405.tif 000017
【図７】
2007051405.tif 000018
【図８】
2007051405.tif 000019
【図９】
2007051405.tif 000020
【図１０】
2007051405.tif 000021
【図１１】
2007051405.tif 000022
【図１２】
2007051405.tif 000023
【図１３】
2007051405.tif 000024