宮城の手すき和紙を原料に高強度で高生分解性の複合材料を開発 ─伝統産業回復と環境親和性の同時実現に期待─

2024年5月15日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院环境科学研究科　教授　成田史生

【発表のポイント】

宫城県川崎町の伝统工芸品である手漉き和纸と生分解性プラスチックのポリブチレンサクシネート（笔叠厂）^（注¹^）から环境に优しい复合材料（グリーンコンポジット）を开発しました。
本グリーンコンポジットの引张强さは和纸および笔叠厂単体より大幅に向上しております。さらに生ごみや汚泥から作った堆肥のコンポスト^（注²^）中に入れると、5週间后に80%以上生分解して、6週间后には本グリーンコンポジットとコンポストの内容物を见分けることが困难となりました。
生分解性评価指针の提案や、环境にやさしい包装?家具?农业用マルチフィルムなどとしての実用化、伝统和纸の用途开拓につながると期待されます。

【概要】

美しさと强さで有名な伝统的な手漉き和纸は、繊维が长くて丈夫な楮（こうぞ）と呼ばれる植物でできており、歴史が长く多くの文化的意义を持つ素材です。何百年间も本、袄、窓などに使用されてきましたが、最近手漉き和纸の生产量は减少しています。一方、マイクロプラスチック问题を解决すべく、自然环境で生分解されるプラスチックの研究开発が进められています。

东北大学大学院环境科学研究科博士課程のLovisa Rova氏と修士課程のAlia Gallet--Pandellé氏、王真金助教、栗田大樹准教授、成田史生教授（工学部材料科学総合学科兼担）は、宮城の伝統和紙と生分解性プラスチック（PBS）からなる新しい複合材料（グリーンコンポジット）を提案?設計し、試作に成功して力学?物理特性と生分解性を明らかにしました。

今回開発したグリーンコンポジットは、宮城県川崎町の手漉き和紙3層とPBSフィルム2層を重ね、ホットプレス成形したものです。60 MPa（612 kgf/cm2）の引張強さを示し、コンポスト中で5週間後に80%以上の生分解率に達しました。また微生物による二酸化炭素（CO2）の発生量、縦弾性係数^（注3）、引张强さ、破断伸び、重量の减少量など复合材料の特性変化を调査しました。和纸を混合させることで、プラスチックは强度が向上し、短期间で生分解されますので、和纸の用途拡大が期待されます。

本研究成果は2024年5月9日、複合材料の専門誌Composites Part Aに掲載されました。