National Research and Development Corporation, 바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 의장] (이하 "AIST")화학 공정 연구 부서[Research Division Head Furuya Takeshi] Ishii Ryo, 기능 재료 처리 그룹의 이사 인 Shikinaka Kazuhiro, 최고 연구원 (Shikinaka Kazuhiro)은 산림 자원 화학 연구 영역 (지역 이사 나카무라 마사야)과 협력하여 산림 연구 기관의 산림 연구소 (Forest Institute) 및 의장 Sawada and Development (의장) 및 개발 연구소 (Nakamura Masaya)와 함께 일할 것입니다 Yuichiro의 오츠카의 (나카무라 마사야 지역 이사)ligninand클레이
바카라 꽁 머니는 주로 점토로 구성된 필름 자료 "Crast®|" 그것을 개발하고 있으며 실용적으로 사용하기 위해 노력하고 있습니다 이번에는 Lignin을 CLAST®의 구성 요소로 첨가하여 투명 바카라 꽁 머니 차단 수분 투과성 필름 인 Lignoclast를 생성했습니다 Lignocrast는 바카라 꽁 머니 흡수성이 높고 (약 99% 삭감) 전통적인 Crast®에서는 발견되지 않은 높은 통기성 (1,100 g/m2・ 날) 이것은 기존의 농업 필름과 동일한 수분 투과성을 가지며, 그 바카라 꽁 머니 흡수성은 기존의 농업 바카라 꽁 머니 커터 필름의 바카라 꽁 머니 흡수성보다 큽니다 높은 바카라 꽁 머니 흡수성은 리그닌입니다Chroma구조의 높은 수분 투과성은 각각 나노 미터 레벨에서 라미네이트 리그닌과 점토에 의해 생성 된 공극에서 비롯됩니다
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| 이번에 개발 된 필름의 모양 (왼쪽), 기능 다이어그램 및 필름의 단면 구조 다이어그램 (오른쪽) |
최근 몇 년 동안, 지구 온난화로 인한 온도 상승으로 인한 활동이 증가함에 따라 해충 손상이 증가한다는 농업 분야에서 우려가있었습니다 해충으로 인한 손상을 방지하기 위해 일반적인 곤충 방충제 그물을 사용할 때, 살충제가 필요하지만, 대부분의 해충은 자외선에 가볍게 조절할 수있는 특성을 가지고 있기 때문에, 유명한이 재료에 대한 수요가 증가하고있는 자외선 코팅 재료 (예 : 온실 및 뿌리 덮개 필름)가 효과적이며, 이들 재료에 대한 요구가 증가하고 있습니다 또한 석유 유래 성분을 사용하는 환경 영향을 줄이기 위해, 석유 유래 성분 이외의 식물과 미네랄 성분을 사용한 기능성 재료의 개발은 지속 가능한 사회의 실현에 관심을 끌고 있습니다 그러나, 석유 유래 성분을 사용하지 않는 바카라 꽁 머니 차단 필름은 이전에는 거의 개발되지 않았으며 개발을 원했습니다
바카라 꽁 머니는 염증성 특성, 내열성 및 가스 장벽 특성을 특징으로하는 점토 필름 재료 (CRAST®)의 개발 및 실제 사용을 위해 노력하고 있습니다 현재까지 개스킷, 전자 회로 필름, 비전동 조명 덮개 및 공예품을위한 스커프 방지 및 날씨 방지 코팅이 실질적으로 사용되었습니다 또한, 강산 및 강한 알칼리를 사용한 처리를 포함하는 전통적인 리그닌 추출 방법과 달리, 임업 연구는 리그닌 성분이 분해되는 것을 방지하는 새로운 리그닌 추출 방법 및 수득 된 리그닌을 사용하여 기능성 재료를 개발하는 데 노력하고있다
Lignin은 열 내성 및 바카라 꽁 머니 흡수 특성 인 식물 유래 중합체이며 농업 바카라 꽁 머니 절단 필름 등에 사용될 것으로 예상됩니다 따라서 두 팀은 CLAST®와 Lignin을 결합하여 환경에 영향을 미치는 농업 코팅 재료를 개발하기 위해 협력했습니다
이 연구 개발은 국립 과학 기술 연구소의 전략적 창의적 연구 홍보 프로젝트 인 "Alca Low Carbon Technology Development (ALCA)"(2016-2019)에 의해 지원되었습니다
Crast®에는 UV 흡수성이 없으므로 자외선 광선 차단 필름으로 사용하기 위해 별도의 UV 흡수기를 추가해야합니다 또한 Clash®는 높은 수증기 장벽 특성을 가지기 때문에 농업 필름에 필요한 수증기 투과성을 제공하는 것이 어려운 과제였습니다 한편 바카라 꽁 머니는 Forestry Research Institute와 협력하여 "동시 효소 당화 분쇄 방법"로 추출한 리그닌을 사용하여 개발되었습니다 동시 효소 당화 분쇄 방법은 강산 또는 강한 알칼리를 사용하지 않으므로, 성분의 변화가 거의없는 물 분산 성 리그닌 나노 입자를 추출 할 수 있지만, 이들 리그닌 나노 입자를 자화성 막만으로 만드는 것은 어려웠다 따라서, 본 발명자들은 물 분산 가능한 리그닌 나노 입자가 바카라 꽁 머니 흡수성을 갖고, 크래스트 제조 기술을 사용하여 리그닌 나노 입자를 함유하는 자체 지지막을 개발했다는 사실에 초점을 맞추었다 물 분산 리그닌 나노 입자는 점토, 점토의 주요 성분 인 점토와 물에서 쉽게 혼합 될 수 있으며, 혼합 액체를 사용하여 필름이 형성 될 때 리그닌 나노 입자를 함유하는 클레이 (Lignoclas)가 수득된다 (요약 다이어그램)
우선, 바카라 꽁 머니- 가시화 분광법에 의해 확인 된 280-400 nm 리그 노 클라스틱 영역에서바카라 꽁 머니 차폐 속도두께는 003mm이고 99%이상이었다 이것은 기존의 농업 바카라 꽁 머니 차단 필름보다 바카라 꽁 머니 흡수성이 더 높습니다 (두께 01mm, 자외선 차폐 속도는 약 90%) (그림 1 좌측) 이 자외선 흡수성은 페놀 및 케톤과 같은 리그닌의 발색단 구조로부터 유래되며, 코-엔자임 당화 분쇄에 의해 추출 된 리그닌이 발색단 구조의 변성을 억제했기 때문에 달성되었다
다음, JIS Z0208에 따르면, 수분 방지 포장 재료의 수분 투과성을 테스트하는 JIS Z0208에 따르면컵 방법를 사용하여 리그 노 클라스트의 수증기 투과성을 조사했을 때, 수분 투과성은 1,100 g/m2・ 날, 기존의 농업 바카라 꽁 머니- 절단 필름에 사용되는 다공성 폴리올레핀의 수분 투과성 (1,200 g/m2・ day)와 비슷했습니다 (그림 1의 오른쪽) 지금까지 CLAST® (그림 2의 오른쪽 하단)이 수증기를 통과하지 못하도록 개발되었지만 수분 투과성은 10-5g/m2・ 날 이 높은 수증기 장벽 특성은 유기물이 조밀하게 적층 된 점토의 공간을 채우는 구조 때문입니다 (그림 2 오른쪽) 한편, 리그 노 클라는 투과 전자 현미경에 의해 관찰되었고 리그닌 또는 점토로 만들어진 수십 개의 NM 두꺼운 층이 교대로 적층 된 구조를 갖는 것으로 밝혀졌으며, 구조는 Clays®에서 공극을 함유 한 것으로 밝혀졌다 (도 2의 왼쪽 상단과 왼쪽 하단) 수증기는 리그닌 층에 함유 된 수십 개의 NM의 공극을 통과한다고 믿어집니다 리그 노 클라스트의 단수 적층 구조를 형성하는 과정은 명확하지 않지만, 리그닌 나노 입자가 구조의 형성에 크게 기여한 것으로 추정된다 또한, 리그 노 클라스트의 불꽃 지연은 기존의 Clast®의 화염 지연과 동일했습니다 JISC7162에 따른 인장 특성 테스트에서, 리그 노 클라스트는 480 MPa의 파손 강도와 770 MPa의 탄성 계수를 나타내며, 투명하지만, 리그닌에서 유래 한 목재 색을 나타냅니다
Lignoclast는 이전보다 농업 작물 성장과 더 높은 바카라 꽁 머니 흡수성에 필요한 수분 투과성을 가지므로 해충을 막는 바카라 꽁 머니 절단 필름으로서 이점이 있습니다 또한, 기존의 농업 바카라 꽁 머니- 절단 필름은 주로 석유 유래 성분을 사용하여 비닐 클로라이드 수지 및 폴리올레드 수지로 구성되며, 사용 후에는 복구 및 소각이 필요하지만, 리그 노 클래스트는 식물과 미네랄 유래 성분만으로 구성되며, Lignin은 생물학적 기교가 될 것으로 예상되며, 토양으로 돌아올 것으로 예상된다불가능 처분그것은 가능할 것으로 예상되며, 농업 클래딩으로 사용하면 업무 비용을 줄이고 효율성을 높일 것으로 예상됩니다
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| 그림 1 기존의 농업 바카라 꽁 머니 절단 필름 및 lignoclast의 바카라 꽁 머니 차폐 속도 (왼쪽) 및 습도 (오른쪽) |
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| 그림 2 리그 노 클라스트 (왼쪽 상단) 및 변속기 전자 현미경 이미지 (왼쪽 하단), Crast® (오른쪽 상단) 및 변속기 전자 현미경 이미지 (오른쪽 하단)의 구조적 다이어그램의 구조적 다이어그램 |
이번에 개발 된 Lignoclast는 더 넓은 범위의 성능 평가 테스트를 수행 할 것이며, 동시에 회사는 산업과의 농업 클래딩 및 기타 자료의 사용을 조사하고 조기 상용화를 목표로 연구 및 개발을 수행 할 것입니다 또한, 원료 리그닌을 공급하기위한 시스템은 동시 효소 천공 분쇄 방법의 일반화 및 비용 절감을 통해 확립 될 것이다