平成畠尊慮 研究報告 大分県産婆科学緩衝センタ∵

スギ樹皮の解法（繊維化ラ技衡に関する研究
中原 意，大内 成司
材料開発部
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要旨
産業廃棄物による環境破壊や有用資源の枯渇化が進み，廃棄物のリサイクルや資源の有効利用の必要性が叫ばれている．特に，今後は材料の生分解性やカスケード型再生利用などが需要になってくることが考えられる，そこで台 本
研究では，植物性廃棄物の繊維を生かした再生利用技術について取り組み，包装資材や農業資材として利用できるシ】ト材料の開発にむけた解繊（繊稚化）技術について基礎データを得た．
植物性廃棄物を解繊する場合，アルカリ薬局を用いた蒸解などの化学処理が一般的であるが，薬品回収や廃液処理は環境問題や設備投資に課題が多いため，ここでは機械的処理としてディスク型レフアイナ一によるスギ樹皮の繊維化についての試験を行い，レフアイナーの磨砕プレート間のクリアランスや処理回数と繊維形状との相関を確認した．
1緒言の基礎研究を行った，

産業廃棄物はもとよりき 日常生活から排出されるゴミ

植物から繊維成分を取り出すためにはタ木材から薬品の量は毎年増えつづけタ焼却処分や埋立て処分でも排煙処理によってパルプを取り出す化学的処理法が主流であや二酸化炭素タ グイオキシンの放出，埋立て他の問題がるが，廃液処理や悪臭等多くの環境問題を抱えているこ

深刻になってきており，地球温暖化や環境破壊の元凶にとから，薬品を使わない機械的な方法として磨砕処理になっている．

よる解繊について検討した．

1991年川月には「リサイクル法」が施行され，紙製遺業やガラス容器製造業，建設業の三業種が再生資源の利

2 実験方法2．1供試材料用を義務付けられた．また，包装容器については1995年6月に「容器包装法」が成立し，1997年度から施行され日田地域の製材工場で廃棄物として発生したスギ樹皮ることから，包装容器のリサイクル技術の開発やタ環境を用いた由 スギ樹皮は大きく外樹皮と内樹皮に分けられにやさしい新たな生分解性材料の開発が急がれている，るが，外樹皮は粉状に分解されやすいことから今回の目

そして，天然材料から石油製品の代替となる生分解性材

的に合わないため，内樹皮のみを取り出し〜 前処理とし料1）や接着剤2二），プラスチック様材料3），建築内装化粧て水に浸漬ざせただけでぅ 蒸煮は行わなかった凸材4）などを創製する研究も再び活発化してきている。

2⊃2 実験装置

本県は，国内有数のスギの産地であり，製材段階で大磨砕装置としてはぅ 本年度購入した熊谷理機工業（株）製の高濃度レフアイナーを用いた．この装置は，内側に量に排出される樹皮は焼却処分されてきたが，環境問題がクローズアップされる中上煙突から立ちのぼる排煙は地域でも決して歓迎されるものではなくなってきているも最近ではタ 県内においては森林組合が進めている堆肥化や炭化事業，圏外においてはスギ樹皮を用いた和紙の製造4）についても研究されてきたが，需要や販路，競合製品との価格競争などに多くの課題が残されたままで，依然として産廃処理には頭を悩ませているのが現状である，
本研究では，植物性廃棄物を新たな資源として捉え，特にその中の繊維成分に主眼をおいて，石油製品の代替となる生分解可能なシートやボード用の材料の研究開発に取り組むこととし，先ずスギ樹皮の解繊技術についてFうg．1Pho七09raPh of七he dうskw七ype reずうner−25−

平成8年廣 研究報告 大分県産♯科学技術センター

4 まとめ

臼様の刃をもつ2枚の円盤型馨砕プレートの間にスクリューフィーダーで材料を送り込んで高速でプレートを（1）レフアイナープレートのクリアランスの増大にとも回転させることによって磨砕して繊維状にするディスク

ない，繊維の長さ，幅はともに増大し，そのバラツキも型レフアイナーで，解繊やフィブリル化に用いられてい大きくなる。

るものである。

（2）繊維の長さと幅，並びにそれらのバラツキは，レ2．3 摩砕実験

フアイナープレート間を通過させる磨砕回数によって小摩砕処理には，精粋用歯パターン（D型）をもつ磨砕プきくでき，しかも同一レフアイナープレートで一定の繊レートを用いタ 画転数3，000r．p．mで磨砕プレート間のク維形状に収束できる．

リアランスを0．2，0．5タ0．8mmの3条件に設定して常圧常

一方、今回供試しなかったスギ外樹皮は，レフアイ温で処理を行った．また，磨砕回数による繊維形状の均ナ一によって粉々に粉砕されるため，解織する場合には一化傾向を調べるために，クリアランス0．蝕皿においてレフアイナー磨砕プレート間に試料を通す回数を5，7，10回に増やして摩砕した。
02。4 繊維の観察．

5

摩砕したスギ内樹皮繊維を水中に分散させ，任意に選﹂

3．1スギ樹皮の解繊（繊維化）﹂卜3 結果及び考察30と幅を測定した．

舶︵∈∈︶エ忘こむr﹂茎こび出した20本の繊維を万能投影機に映して5 繊稚の長さy＝3．921鮎2・7鳶×シートの性能は解繊の状態によって大きく左右され，できるだけフィブリル化させる必要がある．機械的に解繊する場合には特に繊維の状態や形状に大きなバラツキを生じやすくシート性能の差が顕著になりやすいため，繊維の状態を把握し，制御する必要がある．

0。200．4

0．6

0．8

Cl鋭ranCe（m）

そこで，ディスクレファイナ一によって摩砕処理した
スギ内樹皮繊維の形状について万能投影機に投影して測Fj9．2 E伴∝t Of t無8づsk Clearance七0定した結果をFig．2，ぎig。3に示す、

鮪e fう鹿rlen9七h

レフアイナープレート問のクリアランスの増大にとも0ない，繊椎長と幅はともに同様の増大傾向を示している．
ハリ

また，繊椎長と幅のバラヅキも次第に大きくなり，均一

504な繊維を得るためにはクリアランスの影響が大きいこと

3てクリアランス0。8mmでもクリアランス0。2mmと同等の繊維形状を得ることができるということがわかる。つまり，

O0︵‖Un︐ rhJ
＜ U

場合とほぼ同程度になり，磨砕回数を増やすことによっハリ⊂Jと幅，そのバラツキはクリアランス0。2mmで1回磨砕した

1ト 一ある．クリアランス0。8mmで10回磨砕した場合には繊維長2複数回磨砕した場合の繊維長と幅を測定した結果である白2︵∈ミ︶雲七竃﹂遥こFig。4，Fig。5はクリアランス0．Bmにおいてスギ樹皮を﹂〇O3を確認した申磨砕処理では，レフアイナーのプレート問を通過させる
回数によって繊維長と幅は小さくなり，一定形状に収束される傾向にあることが明らかになった．

00．2

0．4

0，6Clearance（m）

繊維質廃棄物のシート化研究にむけて，スギ樹皮の解繊技術のひとつとしてディスク型レフアイナーを用いた

Fうg．3 Effec七of七転dうsk clearance七0
七卜磨flber wうdth

磨砕処理に関する基礎研究を行いタ次の結果を得た．

−26−0．8

平成8年鹿 研究報告 大分県産業科学技術センター

外樹皮を除去しておく必要がある上 しかし，処理前に内外樹皮の分離を行うことは容易ではなく，処理後も内樹5r0

皮繊維の間に入り

卜．トト

︵‖︶

つ﹂

残さいなどの繊碓質の農産加工廃棄物の再生技術についR‡＝0．976

3るとともに，爆砕処理技術も加えながら，果物ジュース

y＝−13．6即L［（×）＋36．23て0

今後タこれをもとに樹皮繊維の利用技術研究をすすめ

4

樹皮の利用技術の研究も必要である。

0︵匡︶エ忘uヱ﹂遥こ込んで除去しにくいため，今後は風速等の分級技術や外て取り組む。

10」＼≠＼＼j参考文献

ま）小林則夫，谷口晃一，斉藤秀直，藤田真丸伊勢典

0 2 4 6 8 10 12

夫：ニューテクノウッディフォーラム凋5要旨集，Reflnjng七1閥S（tう閥S）

51（1995）

Fうg．4 抒■詣ctof reflnjng t血s七o the
fl臨rlengthln O．軌mlear酢Ce2）塔相葉一臥山田竜私秦野恭軋大原誠資，小野拡
邦：第46回日本木材学会大会要旨乳282（1996）3）矢野浩之，尾崎真由子，波多敏弘梶田 照：第46回
日本木材学会大会要旨乳244＆544（1996）
4）和田 乳迎 典子：ニューテクノウッディフォーラ

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5︑ し〇ロ︻r︑︑U卜j⁝卜トヾ L︼〇︵（199i）〇︵∈ミ︶雲七還﹂遥こム 95要旨集，27（1995）
5）奈良県林業試験場編：木材加工技術ハンドブック，

02

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