竹短繊維（マイクロファイバー）の製法と特徴
竹を常圧の過熱水蒸気（Super Heated Steam,ＳＨＳ）（210℃）で処理すると、ヘミセルロースが選択的に分解されて、簡単に微粉砕できるようになります。これを250μmの篩に通したものが竹マイクロファイバー（マイクロウィスカー）で、アスペクト比10程度の針状の粉末を得ることができます。この形状はセルロースがマイクロウィスカーを形成したもので、その表面を一部溶解したリグニンが覆っているものと推察されます。
SHS処理によるヘミセルロースの選択的熱分解
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セルロス、リグニンに比べて、ヘミセルロースは比較的低温で熱分解します。
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この竹短繊維をPE，PPなどのプラスチックにブレンドしたコンポジットは、以下の特徴を持っています。
竹／プラスチックコンポジットの特徴と優位点
▇ 成長が速く、サスティナブルなバイオマスである竹が原料
▇ 易成形性 竹粉30％：複雑な射出成形可能 50％以上:押出成型に適する
▇ 軽量 ガラス（GFRP）などと比較して軽量
▇ 高強度 相溶化剤の存在により、特にシャルピー衝撃強度の向上（約３倍に）
▇ 寸法安定性 短繊維配向方向の線膨張率はPPの４分の１
▇ 帯電防止性 表明抵抗値10の16乗オームから10の10～12乗オームへ
▇ その他 低吸水性、リサイクル可能、経済性（安価）
▇ さらに、厄介者の竹（放置竹林）の問題を解決する。
竹短繊維の混合比率・アスペクト比がコンポジットの表面抵抗率に影響している。
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さらに過熱水蒸気（SHS）処理法は、以下のように優れた特徴を持ちます。
▇ 化学物質不要、常圧反応、安全 ▇ 170℃以上のSHSで乾燥効率高く省エネルギー ▇ 容易にスケールアップでき、コスト低減可能 ▇ 微粉砕が容易でアスペクト比制御可能 九州工業大学では、福岡県八女市のバンブーテクノ株式会社内（八女サテライト・ラボ）にパイロット装置を設置しています。 |
パイロット SHS処理装置
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パイロット 粉砕システム
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竹短繊維（マイクロファイバー）の用途
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▇ 押出成型品 衝撃強度が高く、軽量、耐水性、寸法安定性、耐候性も確認
建築資材、土木資材、流通資材等（デッキ材、グレーチング、ベンチ、 パレット、壁材等） ▇ 射出成型品 易成形性、寸法安定性、帯電防止性 農業用資材、家電、OA機器、IT機器、自動車部品なども開発中 生分解性樹脂成形物のフィラーとして ▇ 不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂のフィラーにも使えます。 マット材等のFRPに適用し、さらに強度アップすることが可能です。 ▇ 難燃化剤の添加により、十分な強度を保ってUL94規格のV-1~V-0を達成することも可能です。 |
押出成型 デッキ材 竹51％
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射出成形 収穫カゴ 竹30％
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ナノ解繊法の開発
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竹マイクロファイバーを原料として、更に樹脂の中に分散して剪断力をかけ、ナノ解繊する方法も開発中です。溶融樹脂に竹短繊維を懸濁して一定時間混練すると、簡単にナノ解繊され、これを用いて強度の改善された透明フィルムが得られることが分かっています。
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ナノ解繊竹粉5％のフィルム
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竹短繊維、ＳＨＳ抽出液のサンプル（有料）は、こちらの「お問い合わせ」から受け付けています。
テイクプラス東京支部が直接担当します。 |
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