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溶媒を用いた木材の流動成形 NEW コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P170014550
整理番号 2007004017 ( H20/08/21 )
掲載日 2017年8月29日
出願番号 特願2008-335353
公開番号 特開2010-155393
登録番号 特許第5327790号
出願日 平成20年12月26日(2008.12.26)
公開日 平成22年7月15日(2010.7.15)
登録日 平成25年8月2日(2013.8.2)
発明者
  • 杉元 宏行
  • 三木 恒久
  • 金山 公三
  • 横地 秀行
  • 土川 覚
  • 山下 修
出願人
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 溶媒を用いた木材の流動成形 NEW コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】水素結合能を持つ溶媒を用いた木材の流動成形体の作製方法及び該方法により得られる流動成形体を提供する。
【解決手段】自己凝集力が小さく、かつ水素結合能を持つ溶媒を含浸させた植物系材料を、型内に投入し、常温又は加熱下で圧力を加えることにより、構成細胞の相互位置関係を変化させて材料を流動及び変形させることで型内に流動充填させ、圧縮力を加えて圧密成形することにより三次元形状の成形体に賦形することからなる植物系材料の流動成形体の作製方法、及び、上記方法で作製されたカップ状の深底構造を有している植物系材料の流動成形体。
【効果】溶媒を添加し、植物系材料を加圧して変形させ、型内に充填し、圧縮力を加えて、複雑な三次元形状を賦形した流動成形体を提供することができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


木材や、竹、草木、農業廃棄物等の植物系材料は、再生産が可能であり、埋蔵資源である石油を原料として作られるプラスチックに替わる材料として、最近注目されている材料である。該植物系材料を、所望する三次元形状に成形するために、従来技術として、板状の木材を金型で加圧して成形する方法(特許文献1)や、棒状の木材を金型で加圧して成形する方法(特許文献2)が提案されている。



また、他の先行技術として、粉末化した木材に、樹脂を混入して、流動性を持たせ、これを、金型に流し込み、冷却・固化させる方法(特許文献3)が提案されている。これらの棒状や板状の木材を金型で加圧し、成形する方法では、材料を構成する細胞が、加圧により圧縮されることを利用して変形させるため、圧縮による変形量に制約があり、製作可能な形状が限定される。また、上記した木材の粉末を原料とする方法では、木材の粉末化に、多大な時間とエネルギーを要する。



そこで、本発明者らは、先に、植物系材料に対して、構成細胞の相互位置関係を変化させることにより、変形させる植物系材料の成形方法(特許文献4)を提案した。この手法では、材料を粉末化する必要がなく、プレス機等の簡便な装置によって成形することが可能であるという利点がある。該手法で、構成細胞を相互移動させるには、細胞間に存在する細胞間層を破壊し、また、この細胞間層の破壊に、細胞間層への一定量以上の吸着水分の存在、及び、100℃を超える温度条件が必要とされる。



しかし、上記の手法では、成形の途中において、蒸発した水分が、金型のクリアランスから放散し、流動条件が変化する可能性があり、また、蒸発による水分の変化を抑制するための過剰な水分の投入は、パンク等の材料内部の圧力の異常な上昇を引き起こし、成形不良や、金型の破壊を引き起こす可能性があることから、当技術分野においては、それらを解決することが技術的課題となっていた。



【特許文献1】
特開2006-076055号公報
【特許文献2】
特開2004-009567号公報
【特許文献3】
特開2002-146195号公報
【特許文献4】
特開2008-036941号公報

産業上の利用分野


本発明は、植物系材料の流動成形体の作製方法に関するものであり、更に詳しくは、自己凝集力が小さく、かつ水素結合能を持つ溶媒を注入した植物系材料を、型内に投入し、加圧して変形させることで型内に流動充填させ、圧縮力を加えて圧密成形して三次元形状に賦形する、植物系材料の流動成形体の作製方法及び該方法により得られる成形体に関するものである。本発明は、再生産可能な資源として、その活用が高く期待されている、木材や竹等の植物系材料を、簡便な装置、及び穏やかな処理条件により、三次元形状の成形体に賦形する植物系材料の流動成形体の作製方法及びその製品を提供するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
凝集エネルギーが50kJ/mol以下で自己凝集力が小さく、かつ水素結合能を持つ溶媒を含浸させた植物系材料を、型内に投入し、常温又は加熱下で圧力を加えることにより、構成細胞の相互位置関係を変化させて該植物系材料を流動及び変形させることで型内に流動充填させ、圧縮力を加えて圧密成形することにより三次元形状の成形体に賦形すること、その際に、上記溶媒として、ジメチルスルホキシド(DMSO)、又はジメチルフォルムアミドを用いること、を特徴とする植物系材料の流動成形体の作製方法。

【請求項2】
植物系材料を、型内に投入し、構成細胞の相互位置関係を変化させて該植物系材料を流動及び変形させることで型内に流動充填させ、10MPa~300MPaの圧縮力を加えて圧密成形することにより三次元形状の成形体に賦形する、請求項1に記載の植物系材料の流動成形体の作製方法。

【請求項3】
成形前の植物系材料を、バルクとして、単一又は複数に分離して、型内に投入する、請求項1又は2に記載の植物系材料の流動成形体の作製方法。

【請求項4】
成形前の植物系材料の、型内における配置を調整することにより、得られる成形体の繊維配向を制御する、請求項1からのいずれかに記載の植物系材料の流動成形体の作製方法。

【請求項5】
圧密成形過程における、成形の温度、及び/又は成形の圧力を制御して、成形体の熱分解を抑え、原材料の風合いを成形体に反映させる、請求項1からのいずれかに記載の植物系材料の流動成形体の作製方法。

【請求項6】
植物系材料が、木材、タケ、草木、又は農業用廃棄物である、請求項1からのいずれかに記載の植物系材料の流動成形体の作製方法。

【請求項7】
請求項1からのいずれかに記載の方法で作製された植物系材料の流動成形体であって、1)深底形状の成形体であ)ジメチルスルホキシド(DMSO)又はジメチルフォルムアミド含浸木材の圧成形体であり、)原料の風合いが成形体に反映されていて、)カップ状の深底構造を有している、ことを特徴とする植物系材料の流動成形体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008335353thum.jpg
出願権利状態 登録
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