木質繊維束の製造方法及びそれにより得られた木質繊維束
【課題】少なくとも１０ｍｍ以上の長さを有し、高強度であり、補強材などに有用な木質繊維束を、低エネルギーで廃棄物の少ない方法で製造することができる木質繊維束の製造方法及びその方法により得られた高強度の木質繊維束を提供する提供する。
【解決手段】木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させる酵素処理工程とを含み、該酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、５０ｍｍ以上の長さを有する竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
【解決手段】木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させる酵素処理工程とを含み、該酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、５０ｍｍ以上の長さを有する竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木質繊維束、特には、高強度で所定の長さを有する木質繊維束の製造方法及びそれにより得られた木質繊維束に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への関心の高まりから、天然材料としての木質繊維が注目されている。木材や竹の導管や師管を形成する繊維束鞘は、高強度のセルロース細胞及びリグニンの集合体であり、この繊維束を取り出すことで、高強度でかつ所定の長さを有する木質繊維束が得られる。このような所定の長さを有する繊維束は高強度で靭性に優れ、且つ、生分解性を有するため、繊維補強材として注目され、例えば、繊維を補強材とする複合樹脂ボード、建設工事に用いられる木質系ボード、繊維補強された無機系（セメント系）ボード、木質系ブロック、繊維補強された無機系ブロックに用いられる補強繊維などへの利用が期待されている。
【０００３】
従来からの木質繊維の利用としては、パルプなどの短繊維を得るため、強アルカリや強酸による加水分解反応や熱分解反応による解繊が一般に行われており、また、このような繊維を効率よく取り出すため、竹材を冷凍し、解凍した上で、解繊処理を施す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、冷凍と解凍を行うことで、維管束の内部組織中に多数の空孔あるいはき裂を生じさせ、これにより、主としてリグニンに由来する単繊維間の結着力を低下させるため、得られた繊維は、短繊維に近い、短いものとなり、所定の長さを有する繊維束を取り出すことは困難であった。
同様に、現在、パルプなどの木質短繊維を取り出すのに適用される強アルカリや強酸による加水分解反応や、さらに熱分解反応を組み合わせた方法によっても、取り出されるセルロース繊維は、短繊維であった。また、強アルカリ処理のみを行って、繊維束の形状を維持した状態で解繊を行うことも試みられているが、繊維間に残存する強アルカリ成分が十分に除去できず、得られた繊維束を樹脂加工する場合や接着剤処理する場合に併用する樹脂成分によっては硬化不良を引き起こす懸念がある。さらにこれらの方法では、高濃度の酸やアルカリ廃液を処理するという後処理が必要であった。
【０００４】
一方、所定の長さを有する木質繊維束を製造する方法として、竹を押潰し状態の短冊状竹片とし、所定の形状の回転内筒とその外周面に軸方向に並列して取付けてあるインペラーと、内周面に解繊細溝を有する外筒を有する解繊機を用いて、所定の径まで解繊された竹繊維束を取出す竹繊維製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法によれば、解繊を物理的な応力のみで行うため、得られた竹繊維束にはリグニンやヘミセルロースなどの成分が付着しており、また、所望されない傷が発生して、均一で、且つ、不純物の少ない木質繊維束を得ることは困難であった。
【特許文献１】特開２００５−１５３１６０公報
【特許文献２】特開２０００−７１２０９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点を考慮してなされた本発明の目的は、所定の長さを有し、高強度であり、補強材などに有用な木質繊維束を、低エネルギーで廃棄物の少ない方法で製造することができる木質繊維束の製造方法を提供することにある。
また、本発明のさらなる目的は、上記本発明の木質繊維束の製造方法により得られた、高強度の木質繊維束を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、検討の結果、弱アルカリ性の水溶液による処理と、弱アルカリの条件下で活性を有する酵素処理とを組み合わせることにより、高強度で所定の長さを有する木質繊維束を製造しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の構成は以下の通りである。
＜１＞ 木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程とを含み、該アルカリ／酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
＜２＞ 前記アルカリ水溶液のｐＨが１２〜１３の範囲にある＜１＞記載の木質繊維束の製造方法。
＜３＞ 前記アルカリ水溶液の温度が２０〜８０℃であり、アルカリ水溶液中での前記セルロース分解酵素の作用時間が、６〜１６８時間である＜１＞又は＜２＞に記載の木質繊維束の製造方法。
＜４＞ 前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素が、アルカリ耐性セルラーゼ、好アルカリ性バチルス細菌由来のアルカリセルラーゼ、カルボキシメチルセルラーゼからなる群より選択される１種以上である＜１＞乃至＜３＞のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
＜５＞ 前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素の、アルカリ水溶液中の含有量が０．１〜５．０質量％の範囲である＜１＞乃至＜４＞のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
＜６＞ 木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１３〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程と、その後、該竹片をセルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程とを含み、該アルカリ処理工程及び酵素処理工程を経ることで、繊維質を結束している物質を除去し、木質繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
＜７＞ ＜１＞乃至＜６＞のいずれか１項記載の木質繊維束の製造方法により得られた長さ１０ｍｍ以上の木質繊維束。
本発明における木質繊維束とは、木質材料から低密度の柔組織を除去して得られた密度１．０以上で長さ１０ｍｍ以上の繊維状組織の集合体を指す。例えば、竹を原料とした木質繊維の場合、ヘミセルロースを多く含む柔組織を除去した後に残るセルロースがリグニンで接着された繊維状の集合体であり、元々導管や師管の周囲にあった繊維束鞘に相当する。
本発明における木質繊維束は、一般的に使用されるパルプなどの木質短繊維と異なり、所定の長さと強度を有することを特徴とするものであり、長さ１０ｍｍ以上であることが好ましい。本発明の方法によれば、木質材料の切断長に適合した長さの繊維束を容易に得ることができ、例えば、補強材などとして使用しやすい５０ｍｍ以上の長さの木質繊維束を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、所定の長さを有し、高強度であり、補強材などに有用な木質繊維束を、低エネルギーで廃棄物の少ない方法で製造することができる木質繊維束の製造方法を提供することができる。
また、本発明の木質繊維束は、上記本発明の木質繊維束の製造方法により得られ、高強度であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の木質繊維束の製造方法の第１の態様は、（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程、（ＩＩ）該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程と、を含み、該アルカリ／酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする。
なお、本明細書において、このようなアルカリ水溶液中における酵素処理を「アルカリ／酵素処理」と記載する。
以下、この方法を工程順に説明する。
【０００９】
〔（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程〕
この（Ｉ）工程では、木質材料を、得ようとする木質繊維束の長さに応じた長さに切断する。
ここで用いられる木質材料には特に制限はないが、導管、師管を形成する繊維束鞘の強度、得られる繊維束の靭性という観点からは、孟宗竹、マダケなどの竹や笹類、スギ、ヒノキ、カシ、ナラ、ベイマツなどの木材などが好ましく挙げられる。
これらの木質材料を短冊状に切断するが、短冊状の木片の長辺に相当する方向を繊維束の方向と平行にすることで短冊の長辺と略同一、即ち、同一或いは僅かに短い長さの繊維束を得ることができる。
木質材料として竹を用いる場合、節を取り除き、節と節との間を長辺とすることが得られる繊維束の均一性の観点から好ましい。竹の場合には、節を取り除いた円筒形の部分を必要に応じて２片以上に切断して用いれば、厚みはそのままでもよい。
【００１０】
ベイマツなどの木材の幹や枝を木質材料として用いる場合には、短冊状の木片の長辺に相当する方向を繊維束の方向と平行にして、所望の長さで切断すればよい。木材の場合には、幅、厚みも、引き続き行われる液への浸漬工程に適切な大きさに切断することが好ましい。
これらの木質片の大きさには特に制限はないが、アルカリ溶液槽に入る大きさであって、取り扱いが可能な重量の範囲であること、アルカリや酵素の効果を及ぼしやすい断面の大きさであることを考慮して選択すればよい。例えば、長さは得ようとする木質繊維束の長さに応じて、１０ｍｍ以上であることが必要であり、５０ｍｍ以上であることが好ましく、取り扱い性の観点から、長さは１０００ｍｍ以下であり、断面積は３０ｃｍ２以内であることが好ましい。断面積が３０ｃｍ２の場合、例えば、厚さ５ｍｍ、幅６０ｍｍ程度となる。
短冊状木片の厚みが厚すぎると、処理に時間が掛かり、薄すぎると切断加工に手間を要するため、工業的に処理を行う方法としては適さない。
【００１１】
〔（ＩＩ）該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程〕
この（ＩＩ）アルカリ／酵素処理工程を経ることで、木質片の繊維質を結束している物質、例えば、リグニンやヘミセルロースが除去され、繊維束鞘を中心とする繊維束が得られる。
このアルカリ／酵素処理工程では、まず、ｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液を準備する。アルカリ水溶液のｐＨはｐＨが１２〜１３の範囲であることが好ましい。
このようなアルカリ水溶液中に、前記（Ｉ）工程で得られた短冊状の木質片を浸漬し、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させる。
【００１２】
アルカリ／酵素処理工程における、酵素を含むアルカリ水溶液の温度は、２０〜６０℃に維持されることが好ましく、酵素の活性といった観点からは、好ましくは、２５〜３５℃の範囲である。
アルカリ水溶液中でのセルロース分解酵素の作用時間、即ち処理時間は、木質材料の種類、木質片のサイズ、アルカリ溶液の濃度、温度により適宜、選択されるが、６〜１６８時間の範囲であることが好ましく、より好ましくは、６〜１２０時間の範囲である。一例を挙げれば、孟宗竹を厚さ５ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ３００ｍｍの短冊状にして用い、ｐＨ１３のアルカリ水溶液中で、温度３０℃で処理する場合で、２４〜３６時間の範囲であることが好適である。
アルカリ水溶液は、公知のアルカリ剤、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
などを用い、ｐＨを測定しながら、これらを適切な量、水に溶解して調整することができる。ｐＨの微調製は、アンモニアや無機酸類などの公知のｐＨ調整剤を用いて行うこともできる。また、ｐＨの測定は公知の方法、例えば、ｐＨ電極を用いる方法や、呈色反応を示すｐＨ試験紙による方法などにより行うことができる。
アルカリ水溶液の溶媒となる水には特に制限はなく、工業用水、水道水、イオン交換水、純水などを用いることができるが、アルカリ性の調整や、酵素に対する影響を考慮して、有機質の不純物が少なく、酸性物質を含まない水を選択して用いることが好ましい。
【００１３】
アルカリ／酵素処理工程に用いられるアルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素には、特に制限はないが、アルカリ耐性セルラーゼ、好アルカリ性バチルス細菌由来のアルカリセルラーゼ、カルボキシメチルセルラーゼからなる群より選択される１種以上が、効果の観点及び入手容易性の観点から好ましい。
より具体的には、例えば、特開２００５−２８７４４１公報、特開２００３−３１０２７０公報、特開平７−８７９７１号公報、特開平７−８７９７２号公報、特開平７−２０３９６０号公報、特開平７−２５５４６８号公報、特開平１−２６９４９５号公報及び、特開平１−１１２９８２号公報に記載されるセルロース分解酵素のうち、例えば、花王（株）製アルカリ耐性セルラーゼＫ−５９７の如く、アルカリ条件下で活性なもの、アルカリ耐性に優れるものは本発明に適用可能である。
アルカリ／酵素処理工程に用いられるこれらの酵素は、０．１〜５．０質量％程度の水溶液にして、前記アルカリ水溶液中に添加される。
【００１４】
所定時間浸漬し、アルカリ／酵素処理工程を経た後、木質片から繊維束同士を互いに接着させていたリグニン、ヘミセルロースなどが除去され、直径０．１〜３ｍｍ程度、長さが短冊状に加工した長辺とほぼ同一の繊維束が得られる。ここで、酵素を含むアルカリ水溶液を除去し、その後、過剰の水で洗浄して残存するアルカリ成分、酵素などを除去し、以下に挙げるような任意の方法で解繊し、繊維束を取り出す。
解繊方法としては、櫛を用いて手作業で処理物を抄く方法、機械的に振動や衝撃を加えて、柔組織をふるい落とす方法などが挙げられる。
得られた木質繊維束は、切断された木片の長辺と略同一の長さを有し、強度と靭性に優れたものであるため、繊維質補強材などとして好適に用いることができる。
【００１５】
次に、本発明の木質繊維束の製造方法の第２の態様について説明する。
木質繊維束の製造方法の第２の態様は、（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、（ＩＩ−１）該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程と、（ＩＩ−２）該木質片をセルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程とを含み、該アルカリ処理工程及び酵素処理工程を経ることで、繊維質を結束している物質を除去し、１０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上の長さを有する木質繊維束を得ることを特徴とする。
この第２の態様における（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程は、第１の態様におけるのと同様である。
【００１６】
〔（ＩＩ−１）木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程〕
第２の態様では、アルカリ水溶液によるアルカリ処理と酵素処理とを別工程で行う。この（ＩＩ−１）工程は、木質片をアルカリ水溶液のみで処理する工程である。
ここで用いるアルカリ水溶液のｐＨは、１３〜１４であることが好ましいく、第１の態様におけるよりもややアルカリ性の強い水溶液を用いることが効果の観点から好ましい。
このようなアルカリ水溶液中に、前記（Ｉ）工程で得られた短冊状の木質片を浸漬し、アルカリ水溶液浸漬処理する。
【００１７】
アルカリ処理工程における、アルカリ水溶液の温度は、２０〜９０℃の範囲であることが好ましい。
この（ＩＩ−１）工程で用いられるアルカリ水溶液は、ｐＨ条件を目的に合わせ調整するほかは、第１の態様における（ＩＩ）工程のアルカリ水溶液と同様にして調整することができる。
浸漬時間は、３〜９時間が好ましい。ここでアルカリ水溶液に浸漬された木片は、その後、後述する酵素処理工程に付するが、アルカリ処理工程の後、引き上げた木質片は、余分なアルカリ水溶液を除去した後、洗浄工程を経ることなく、酵素処理工程を行うことが好ましい。このようにすることで、酵素処理における処理液が、アルカリ処理工程において使用されたアルカリ剤の混入により弱いアルカリ性を示すようになり、後述するセルロース分解酵素により好適な環境を与えることになる。
【００１８】
〔（ＩＩ−２）木質片を、セルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程〕
酵素処理工程における、酵素溶液の温度は、２０〜６０℃に維持されることが好ましく、酵素の活性といった観点からは、好ましくは、２５〜３５℃の範囲である。
酵素処理工程におけるセルロース分解酵素の作用時間、即ち処理時間は、木質繊維の特性などから適宜選択されるが、３〜６０時間の範囲であることが好ましく、より好ましくは、６〜４０時間の範囲である。
この（ＩＩ−２）工程で用いられる酵素溶液は、アルカリ水溶液を共存させないこと以外は、第１の態様における（ＩＩ）工程に使用された酵素溶液と同様のものを用いることができ、使用される好ましいセルロース分解酵素もまた同様のものを挙げることができる。
【００１９】
所定時間酵素溶液に浸漬し、酵素処理工程を経た後、木質片から繊維束同士を互いに接着させていたリグニン、ヘミセルロースなどが除去され、直径０．１〜３．０ｍｍ程度で、長さが木片の長辺と略同一の繊維束が得られる。ここで、酵素溶液を除去し、その後、過剰の水で洗浄して残存するアルカリ成分、酵素などを除去し、前記した如き任意の方法で解繊し、繊維束を取り出す。
得られた木質繊維束は、切断された木片の長辺と略同一の長さを有し、強度と靭性に優れたものであるため、繊維質補強材などとして好適に用いることができる。
【００２０】
本発明の木質繊維束は、前記本発明の木質繊維束の製造方法のいずれかにより得られたものであり、長さ５０ｍｍ以上、好ましくは５０〜１０００ｍｍ程度の木質繊維束である。この用にして得られた木質繊維束は、一本の繊維束の断面の直径が０．１〜３．０ｍｍ程度であり、高い引っ張り強度を有するという特性を有する。
また、その応用としては、例えば、本発明の方法により得られた木質繊維束を並列させ、繊維束に対して１０〜８０質量％のフェノール樹脂、イソシアネート系樹脂などのバインダー樹脂を用いて硬化させることで、高強度の棒状材料を作製することができ、各種樹脂成形材料の補強材として好適に用いることができる。
このように本発明の木質繊維束は、軽量、高強度で靭性に優れ、且つ、生分解性を有することから、各種材料からなるボードの補強材、構造材料の原料、プレストレス鋼棒の代替材料等に有用であり、その応用範囲は広い。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
孟宗竹の節を除くように切断し、さらに、環状の部分を４個に切断して、短冊状の竹片（長さ２００ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を得た。
得られた孟宗竹片を、０．４ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとともに、５ｇ／Ｌのアルカリ性で活性のあるセルラーゼ（セルザイム（登録商標）、ノボザイムズ ジャパン（株）製）を添加した溶液を３０℃に維持したものに浸漬し、１８時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１２であった。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ２００ｍｍ、直径０．７〜１．３ｍｍの繊維束を得た。
ここで得られた孟宗竹を原料とする竹繊維束の引張強度は、３２０ＭＰａであり、鉄筋に匹敵する強さであった。また、このように高強度であるにも拘わらず、木質材料を原料とするところから軽量であり、密度は１．１ｇ／ｃｍ３程度である。
また、この竹繊維束を並列させ、バインダーとしてポリイソシアネート系樹脂（ＫＲ−１３４、光洋産業社製）を用い、竹繊維束に対して５０質量％用いて硬化させ、太さ２０ｍｍ角の棒状材料を作製した。このとき、フェノール樹脂の硬化不良は見られなかった。棒状材料の物性を測定したところ、密度１．０ｇ／ｃｍ、引っ張り強度は２００ＭＰａであり、本発明の方法により得られた竹繊維束を用いて、高強度の材料を形成しうることが確認された。
【００２２】
〔実施例２〕
ベイマツを長さ２００ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ２０ｃｍに切断し、木片（ベイマツ）を得た。
得られた木片を、４ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとともに、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼを添加した溶液を３０℃に維持したものに１２０時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１３であった。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ５０〜２００ｍｍ、直径０．５〜１．５ｍｍの繊維束を得た。
〔実施例３〕
孟宗竹の節を除くように切断し、さらに、環状の部分を４個に切断して、短冊状の竹片（長さ２００ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を得た。
得られた孟宗竹片を、４０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を温度８０℃に維持しながら９時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１４であった。
その後、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼを添加した溶液を３０℃に維持しながら、そこにアルカリ浸漬後の孟宗竹片を６０時間浸漬した。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ２００ｍｍ、直径０．７〜１．３ｍｍの繊維束を得た。
【００２３】
〔実施例４〕
ベイマツを長さ２００ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ２０ｃｍに切断し、木片（ベイマツ）を得た。
得られた木片を、４０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムを温度８０℃に維持しながら７２時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１４であった。
その後、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼを添加した溶液を３０℃に維持しながら、３６時間浸漬した。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ５０〜２００ｍｍ、直径０．５〜１．５ｍｍの繊維束を得た。
【００２４】
〔比較例１〕
孟宗竹の節を除くように切断し、さらに、環状の部分を４個に切断して、短冊状の竹片（長さ２００ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を得た。
得られた孟宗竹片を、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼの溶液を３０℃に維持しながら、７２時間浸漬したが、外観上も変化がなく、繊維束を解繊できる状態にならなかった。
【００２５】
このように、本発明の方法によれば、所定の長さ、好ましくは５０ｍｍ以上の長さの木質繊維を容易に得ることができ、得られた木質繊維束は高強度で靭性に優れるものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は木質繊維束、特には、高強度で所定の長さを有する木質繊維束の製造方法及びそれにより得られた木質繊維束に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への関心の高まりから、天然材料としての木質繊維が注目されている。木材や竹の導管や師管を形成する繊維束鞘は、高強度のセルロース細胞及びリグニンの集合体であり、この繊維束を取り出すことで、高強度でかつ所定の長さを有する木質繊維束が得られる。このような所定の長さを有する繊維束は高強度で靭性に優れ、且つ、生分解性を有するため、繊維補強材として注目され、例えば、繊維を補強材とする複合樹脂ボード、建設工事に用いられる木質系ボード、繊維補強された無機系（セメント系）ボード、木質系ブロック、繊維補強された無機系ブロックに用いられる補強繊維などへの利用が期待されている。
【０００３】
従来からの木質繊維の利用としては、パルプなどの短繊維を得るため、強アルカリや強酸による加水分解反応や熱分解反応による解繊が一般に行われており、また、このような繊維を効率よく取り出すため、竹材を冷凍し、解凍した上で、解繊処理を施す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、冷凍と解凍を行うことで、維管束の内部組織中に多数の空孔あるいはき裂を生じさせ、これにより、主としてリグニンに由来する単繊維間の結着力を低下させるため、得られた繊維は、短繊維に近い、短いものとなり、所定の長さを有する繊維束を取り出すことは困難であった。
同様に、現在、パルプなどの木質短繊維を取り出すのに適用される強アルカリや強酸による加水分解反応や、さらに熱分解反応を組み合わせた方法によっても、取り出されるセルロース繊維は、短繊維であった。また、強アルカリ処理のみを行って、繊維束の形状を維持した状態で解繊を行うことも試みられているが、繊維間に残存する強アルカリ成分が十分に除去できず、得られた繊維束を樹脂加工する場合や接着剤処理する場合に併用する樹脂成分によっては硬化不良を引き起こす懸念がある。さらにこれらの方法では、高濃度の酸やアルカリ廃液を処理するという後処理が必要であった。
【０００４】
一方、所定の長さを有する木質繊維束を製造する方法として、竹を押潰し状態の短冊状竹片とし、所定の形状の回転内筒とその外周面に軸方向に並列して取付けてあるインペラーと、内周面に解繊細溝を有する外筒を有する解繊機を用いて、所定の径まで解繊された竹繊維束を取出す竹繊維製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法によれば、解繊を物理的な応力のみで行うため、得られた竹繊維束にはリグニンやヘミセルロースなどの成分が付着しており、また、所望されない傷が発生して、均一で、且つ、不純物の少ない木質繊維束を得ることは困難であった。
【特許文献１】特開２００５−１５３１６０公報
【特許文献２】特開２０００−７１２０９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点を考慮してなされた本発明の目的は、所定の長さを有し、高強度であり、補強材などに有用な木質繊維束を、低エネルギーで廃棄物の少ない方法で製造することができる木質繊維束の製造方法を提供することにある。
また、本発明のさらなる目的は、上記本発明の木質繊維束の製造方法により得られた、高強度の木質繊維束を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、検討の結果、弱アルカリ性の水溶液による処理と、弱アルカリの条件下で活性を有する酵素処理とを組み合わせることにより、高強度で所定の長さを有する木質繊維束を製造しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の構成は以下の通りである。
＜１＞ 木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程とを含み、該アルカリ／酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
＜２＞ 前記アルカリ水溶液のｐＨが１２〜１３の範囲にある＜１＞記載の木質繊維束の製造方法。
＜３＞ 前記アルカリ水溶液の温度が２０〜８０℃であり、アルカリ水溶液中での前記セルロース分解酵素の作用時間が、６〜１６８時間である＜１＞又は＜２＞に記載の木質繊維束の製造方法。
＜４＞ 前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素が、アルカリ耐性セルラーゼ、好アルカリ性バチルス細菌由来のアルカリセルラーゼ、カルボキシメチルセルラーゼからなる群より選択される１種以上である＜１＞乃至＜３＞のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
＜５＞ 前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素の、アルカリ水溶液中の含有量が０．１〜５．０質量％の範囲である＜１＞乃至＜４＞のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
＜６＞ 木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１３〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程と、その後、該竹片をセルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程とを含み、該アルカリ処理工程及び酵素処理工程を経ることで、繊維質を結束している物質を除去し、木質繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
＜７＞ ＜１＞乃至＜６＞のいずれか１項記載の木質繊維束の製造方法により得られた長さ１０ｍｍ以上の木質繊維束。
本発明における木質繊維束とは、木質材料から低密度の柔組織を除去して得られた密度１．０以上で長さ１０ｍｍ以上の繊維状組織の集合体を指す。例えば、竹を原料とした木質繊維の場合、ヘミセルロースを多く含む柔組織を除去した後に残るセルロースがリグニンで接着された繊維状の集合体であり、元々導管や師管の周囲にあった繊維束鞘に相当する。
本発明における木質繊維束は、一般的に使用されるパルプなどの木質短繊維と異なり、所定の長さと強度を有することを特徴とするものであり、長さ１０ｍｍ以上であることが好ましい。本発明の方法によれば、木質材料の切断長に適合した長さの繊維束を容易に得ることができ、例えば、補強材などとして使用しやすい５０ｍｍ以上の長さの木質繊維束を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、所定の長さを有し、高強度であり、補強材などに有用な木質繊維束を、低エネルギーで廃棄物の少ない方法で製造することができる木質繊維束の製造方法を提供することができる。
また、本発明の木質繊維束は、上記本発明の木質繊維束の製造方法により得られ、高強度であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の木質繊維束の製造方法の第１の態様は、（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程、（ＩＩ）該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程と、を含み、該アルカリ／酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする。
なお、本明細書において、このようなアルカリ水溶液中における酵素処理を「アルカリ／酵素処理」と記載する。
以下、この方法を工程順に説明する。
【０００９】
〔（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程〕
この（Ｉ）工程では、木質材料を、得ようとする木質繊維束の長さに応じた長さに切断する。
ここで用いられる木質材料には特に制限はないが、導管、師管を形成する繊維束鞘の強度、得られる繊維束の靭性という観点からは、孟宗竹、マダケなどの竹や笹類、スギ、ヒノキ、カシ、ナラ、ベイマツなどの木材などが好ましく挙げられる。
これらの木質材料を短冊状に切断するが、短冊状の木片の長辺に相当する方向を繊維束の方向と平行にすることで短冊の長辺と略同一、即ち、同一或いは僅かに短い長さの繊維束を得ることができる。
木質材料として竹を用いる場合、節を取り除き、節と節との間を長辺とすることが得られる繊維束の均一性の観点から好ましい。竹の場合には、節を取り除いた円筒形の部分を必要に応じて２片以上に切断して用いれば、厚みはそのままでもよい。
【００１０】
ベイマツなどの木材の幹や枝を木質材料として用いる場合には、短冊状の木片の長辺に相当する方向を繊維束の方向と平行にして、所望の長さで切断すればよい。木材の場合には、幅、厚みも、引き続き行われる液への浸漬工程に適切な大きさに切断することが好ましい。
これらの木質片の大きさには特に制限はないが、アルカリ溶液槽に入る大きさであって、取り扱いが可能な重量の範囲であること、アルカリや酵素の効果を及ぼしやすい断面の大きさであることを考慮して選択すればよい。例えば、長さは得ようとする木質繊維束の長さに応じて、１０ｍｍ以上であることが必要であり、５０ｍｍ以上であることが好ましく、取り扱い性の観点から、長さは１０００ｍｍ以下であり、断面積は３０ｃｍ２以内であることが好ましい。断面積が３０ｃｍ２の場合、例えば、厚さ５ｍｍ、幅６０ｍｍ程度となる。
短冊状木片の厚みが厚すぎると、処理に時間が掛かり、薄すぎると切断加工に手間を要するため、工業的に処理を行う方法としては適さない。
【００１１】
〔（ＩＩ）該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程〕
この（ＩＩ）アルカリ／酵素処理工程を経ることで、木質片の繊維質を結束している物質、例えば、リグニンやヘミセルロースが除去され、繊維束鞘を中心とする繊維束が得られる。
このアルカリ／酵素処理工程では、まず、ｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液を準備する。アルカリ水溶液のｐＨはｐＨが１２〜１３の範囲であることが好ましい。
このようなアルカリ水溶液中に、前記（Ｉ）工程で得られた短冊状の木質片を浸漬し、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させる。
【００１２】
アルカリ／酵素処理工程における、酵素を含むアルカリ水溶液の温度は、２０〜６０℃に維持されることが好ましく、酵素の活性といった観点からは、好ましくは、２５〜３５℃の範囲である。
アルカリ水溶液中でのセルロース分解酵素の作用時間、即ち処理時間は、木質材料の種類、木質片のサイズ、アルカリ溶液の濃度、温度により適宜、選択されるが、６〜１６８時間の範囲であることが好ましく、より好ましくは、６〜１２０時間の範囲である。一例を挙げれば、孟宗竹を厚さ５ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ３００ｍｍの短冊状にして用い、ｐＨ１３のアルカリ水溶液中で、温度３０℃で処理する場合で、２４〜３６時間の範囲であることが好適である。
アルカリ水溶液は、公知のアルカリ剤、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
などを用い、ｐＨを測定しながら、これらを適切な量、水に溶解して調整することができる。ｐＨの微調製は、アンモニアや無機酸類などの公知のｐＨ調整剤を用いて行うこともできる。また、ｐＨの測定は公知の方法、例えば、ｐＨ電極を用いる方法や、呈色反応を示すｐＨ試験紙による方法などにより行うことができる。
アルカリ水溶液の溶媒となる水には特に制限はなく、工業用水、水道水、イオン交換水、純水などを用いることができるが、アルカリ性の調整や、酵素に対する影響を考慮して、有機質の不純物が少なく、酸性物質を含まない水を選択して用いることが好ましい。
【００１３】
アルカリ／酵素処理工程に用いられるアルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素には、特に制限はないが、アルカリ耐性セルラーゼ、好アルカリ性バチルス細菌由来のアルカリセルラーゼ、カルボキシメチルセルラーゼからなる群より選択される１種以上が、効果の観点及び入手容易性の観点から好ましい。
より具体的には、例えば、特開２００５−２８７４４１公報、特開２００３−３１０２７０公報、特開平７−８７９７１号公報、特開平７−８７９７２号公報、特開平７−２０３９６０号公報、特開平７−２５５４６８号公報、特開平１−２６９４９５号公報及び、特開平１−１１２９８２号公報に記載されるセルロース分解酵素のうち、例えば、花王（株）製アルカリ耐性セルラーゼＫ−５９７の如く、アルカリ条件下で活性なもの、アルカリ耐性に優れるものは本発明に適用可能である。
アルカリ／酵素処理工程に用いられるこれらの酵素は、０．１〜５．０質量％程度の水溶液にして、前記アルカリ水溶液中に添加される。
【００１４】
所定時間浸漬し、アルカリ／酵素処理工程を経た後、木質片から繊維束同士を互いに接着させていたリグニン、ヘミセルロースなどが除去され、直径０．１〜３ｍｍ程度、長さが短冊状に加工した長辺とほぼ同一の繊維束が得られる。ここで、酵素を含むアルカリ水溶液を除去し、その後、過剰の水で洗浄して残存するアルカリ成分、酵素などを除去し、以下に挙げるような任意の方法で解繊し、繊維束を取り出す。
解繊方法としては、櫛を用いて手作業で処理物を抄く方法、機械的に振動や衝撃を加えて、柔組織をふるい落とす方法などが挙げられる。
得られた木質繊維束は、切断された木片の長辺と略同一の長さを有し、強度と靭性に優れたものであるため、繊維質補強材などとして好適に用いることができる。
【００１５】
次に、本発明の木質繊維束の製造方法の第２の態様について説明する。
木質繊維束の製造方法の第２の態様は、（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、（ＩＩ−１）該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程と、（ＩＩ−２）該木質片をセルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程とを含み、該アルカリ処理工程及び酵素処理工程を経ることで、繊維質を結束している物質を除去し、１０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上の長さを有する木質繊維束を得ることを特徴とする。
この第２の態様における（Ｉ）木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程は、第１の態様におけるのと同様である。
【００１６】
〔（ＩＩ−１）木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程〕
第２の態様では、アルカリ水溶液によるアルカリ処理と酵素処理とを別工程で行う。この（ＩＩ−１）工程は、木質片をアルカリ水溶液のみで処理する工程である。
ここで用いるアルカリ水溶液のｐＨは、１３〜１４であることが好ましいく、第１の態様におけるよりもややアルカリ性の強い水溶液を用いることが効果の観点から好ましい。
このようなアルカリ水溶液中に、前記（Ｉ）工程で得られた短冊状の木質片を浸漬し、アルカリ水溶液浸漬処理する。
【００１７】
アルカリ処理工程における、アルカリ水溶液の温度は、２０〜９０℃の範囲であることが好ましい。
この（ＩＩ−１）工程で用いられるアルカリ水溶液は、ｐＨ条件を目的に合わせ調整するほかは、第１の態様における（ＩＩ）工程のアルカリ水溶液と同様にして調整することができる。
浸漬時間は、３〜９時間が好ましい。ここでアルカリ水溶液に浸漬された木片は、その後、後述する酵素処理工程に付するが、アルカリ処理工程の後、引き上げた木質片は、余分なアルカリ水溶液を除去した後、洗浄工程を経ることなく、酵素処理工程を行うことが好ましい。このようにすることで、酵素処理における処理液が、アルカリ処理工程において使用されたアルカリ剤の混入により弱いアルカリ性を示すようになり、後述するセルロース分解酵素により好適な環境を与えることになる。
【００１８】
〔（ＩＩ−２）木質片を、セルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程〕
酵素処理工程における、酵素溶液の温度は、２０〜６０℃に維持されることが好ましく、酵素の活性といった観点からは、好ましくは、２５〜３５℃の範囲である。
酵素処理工程におけるセルロース分解酵素の作用時間、即ち処理時間は、木質繊維の特性などから適宜選択されるが、３〜６０時間の範囲であることが好ましく、より好ましくは、６〜４０時間の範囲である。
この（ＩＩ−２）工程で用いられる酵素溶液は、アルカリ水溶液を共存させないこと以外は、第１の態様における（ＩＩ）工程に使用された酵素溶液と同様のものを用いることができ、使用される好ましいセルロース分解酵素もまた同様のものを挙げることができる。
【００１９】
所定時間酵素溶液に浸漬し、酵素処理工程を経た後、木質片から繊維束同士を互いに接着させていたリグニン、ヘミセルロースなどが除去され、直径０．１〜３．０ｍｍ程度で、長さが木片の長辺と略同一の繊維束が得られる。ここで、酵素溶液を除去し、その後、過剰の水で洗浄して残存するアルカリ成分、酵素などを除去し、前記した如き任意の方法で解繊し、繊維束を取り出す。
得られた木質繊維束は、切断された木片の長辺と略同一の長さを有し、強度と靭性に優れたものであるため、繊維質補強材などとして好適に用いることができる。
【００２０】
本発明の木質繊維束は、前記本発明の木質繊維束の製造方法のいずれかにより得られたものであり、長さ５０ｍｍ以上、好ましくは５０〜１０００ｍｍ程度の木質繊維束である。この用にして得られた木質繊維束は、一本の繊維束の断面の直径が０．１〜３．０ｍｍ程度であり、高い引っ張り強度を有するという特性を有する。
また、その応用としては、例えば、本発明の方法により得られた木質繊維束を並列させ、繊維束に対して１０〜８０質量％のフェノール樹脂、イソシアネート系樹脂などのバインダー樹脂を用いて硬化させることで、高強度の棒状材料を作製することができ、各種樹脂成形材料の補強材として好適に用いることができる。
このように本発明の木質繊維束は、軽量、高強度で靭性に優れ、且つ、生分解性を有することから、各種材料からなるボードの補強材、構造材料の原料、プレストレス鋼棒の代替材料等に有用であり、その応用範囲は広い。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
孟宗竹の節を除くように切断し、さらに、環状の部分を４個に切断して、短冊状の竹片（長さ２００ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を得た。
得られた孟宗竹片を、０．４ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとともに、５ｇ／Ｌのアルカリ性で活性のあるセルラーゼ（セルザイム（登録商標）、ノボザイムズ ジャパン（株）製）を添加した溶液を３０℃に維持したものに浸漬し、１８時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１２であった。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ２００ｍｍ、直径０．７〜１．３ｍｍの繊維束を得た。
ここで得られた孟宗竹を原料とする竹繊維束の引張強度は、３２０ＭＰａであり、鉄筋に匹敵する強さであった。また、このように高強度であるにも拘わらず、木質材料を原料とするところから軽量であり、密度は１．１ｇ／ｃｍ３程度である。
また、この竹繊維束を並列させ、バインダーとしてポリイソシアネート系樹脂（ＫＲ−１３４、光洋産業社製）を用い、竹繊維束に対して５０質量％用いて硬化させ、太さ２０ｍｍ角の棒状材料を作製した。このとき、フェノール樹脂の硬化不良は見られなかった。棒状材料の物性を測定したところ、密度１．０ｇ／ｃｍ、引っ張り強度は２００ＭＰａであり、本発明の方法により得られた竹繊維束を用いて、高強度の材料を形成しうることが確認された。
【００２２】
〔実施例２〕
ベイマツを長さ２００ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ２０ｃｍに切断し、木片（ベイマツ）を得た。
得られた木片を、４ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムとともに、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼを添加した溶液を３０℃に維持したものに１２０時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１３であった。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ５０〜２００ｍｍ、直径０．５〜１．５ｍｍの繊維束を得た。
〔実施例３〕
孟宗竹の節を除くように切断し、さらに、環状の部分を４個に切断して、短冊状の竹片（長さ２００ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を得た。
得られた孟宗竹片を、４０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を温度８０℃に維持しながら９時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１４であった。
その後、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼを添加した溶液を３０℃に維持しながら、そこにアルカリ浸漬後の孟宗竹片を６０時間浸漬した。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ２００ｍｍ、直径０．７〜１．３ｍｍの繊維束を得た。
【００２３】
〔実施例４〕
ベイマツを長さ２００ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ２０ｃｍに切断し、木片（ベイマツ）を得た。
得られた木片を、４０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムを温度８０℃に維持しながら７２時間浸漬した。ここで用いた溶液のｐＨは１４であった。
その後、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼを添加した溶液を３０℃に維持しながら、３６時間浸漬した。
浸漬後、組織全体が軟化し、繊維束を容易に解繊できる状態となった。これを溶液中から取りだし、水洗し、その後、櫛を用いて手解繊し、長さ５０〜２００ｍｍ、直径０．５〜１．５ｍｍの繊維束を得た。
【００２４】
〔比較例１〕
孟宗竹の節を除くように切断し、さらに、環状の部分を４個に切断して、短冊状の竹片（長さ２００ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を得た。
得られた孟宗竹片を、５ｇ／Ｌの実施例１で用いたのと同様のセルラーゼの溶液を３０℃に維持しながら、７２時間浸漬したが、外観上も変化がなく、繊維束を解繊できる状態にならなかった。
【００２５】
このように、本発明の方法によれば、所定の長さ、好ましくは５０ｍｍ以上の長さの木質繊維を容易に得ることができ、得られた木質繊維束は高強度で靭性に優れるものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、長辺が繊維束に平行となるよう短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程とを含み、該アルカリ／酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
【請求項２】
前記アルカリ水溶液のｐＨが１２〜１３の範囲にある請求項１記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ水溶液の温度が２０〜８０℃であり、アルカリ水溶液中での前記セルロース分解酵素の作用時間が、６〜１６８時間である請求項１又は請求項２に記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素が、アルカリ耐性セルラーゼ、好アルカリ性バチルス細菌由来のアルカリセルラーゼ、カルボキシメチルセルラーゼからなる群より選択される１種以上である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素の、アルカリ水溶液中の含有量が０．１〜５．０質量％の範囲である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項６】
木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１３〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程と、その後、該木質片をセルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程とを含み、該アルカリ処理工程及び酵素処理工程を経ることで、繊維質を結束している物質を除去し、木質繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の木質繊維束の製造方法により得られた長さ１０ｍｍ以上の木質繊維束。
【請求項１】
木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、長辺が繊維束に平行となるよう短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１０〜１４のアルカリ水溶液中で、アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素を作用させるアルカリ／酵素処理工程とを含み、該アルカリ／酵素処理工程とを経ることで、木質片の繊維質を結束している物質を除去し、竹繊維束または木繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
【請求項２】
前記アルカリ水溶液のｐＨが１２〜１３の範囲にある請求項１記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ水溶液の温度が２０〜８０℃であり、アルカリ水溶液中での前記セルロース分解酵素の作用時間が、６〜１６８時間である請求項１又は請求項２に記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素が、アルカリ耐性セルラーゼ、好アルカリ性バチルス細菌由来のアルカリセルラーゼ、カルボキシメチルセルラーゼからなる群より選択される１種以上である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ条件下で活性なセルロース分解酵素の、アルカリ水溶液中の含有量が０．１〜５．０質量％の範囲である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の木質繊維束の製造方法。
【請求項６】
木材及び竹から選択される１種以上の木質材料を、繊維束に平行な短冊状に切断して木質片を作製する切断工程と、該木質片をｐＨ１３〜１４のアルカリ水溶液中に浸漬するアルカリ処理工程と、その後、該木質片をセルロース分解酵素を含む液体に浸漬する酵素処理工程とを含み、該アルカリ処理工程及び酵素処理工程を経ることで、繊維質を結束している物質を除去し、木質繊維束を得ることを特徴とする木質繊維束の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の木質繊維束の製造方法により得られた長さ１０ｍｍ以上の木質繊維束。
【公開番号】特開２００８−１０６４（Ｐ２００８−１０６４Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７５３７２（Ｐ２００６−１７５３７２）
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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