Challenge for blow molding of wood and paper

木材和纸张吹塑面临的挑战

基本信息

批准号：
20K21331
负责人：
野中寛
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者は，木粉，竹粉，紙粉などをセルロース系増粘剤と水を混練し，押出成形により成形ができる「オールバイオマス素材」の開発を進めてきた。この素材は水を可塑剤とする粘土状素材であり，常温で押し出すことができ，乾燥により成形品が出来上がる。押出成形後，空気の注入で膨らみ，その状態で固めることができれば，原理上木や紙の中空成形が可能となる。本年度は，柔軟剤としてグリセリンを加えて，「オールバイオマス素材」に柔軟性を付与することを検討した。所定の比率で，木粉，セルロース系増粘剤，グリセリン，水を混合・混練し，真空混練押出機を用いて，シートを巻取り成形することに成功した。得られたシートの引張試験を行ったところ，グリセリンの添加量増大とともに伸びが大きくなったが，同時に引張強度が低下する関係を見出した。このオールバイオマス素材の大きな弱点は，乾燥後の成形品を水に浸漬すると速やかに吸水し，崩壊することであった。素材調製時にクエン酸を添加し，加熱架橋することにより，成形品の崩壊性を制御することに成功し，水中で1日以上耐える成形品を作ることに成功した。この研究成果は画期的であり，すぐに論文化し，すでに発刊済みである（Tao and Nonaka, Bioresouces,16(2), 2314-2325（2021））。これにより，柔軟な素材を膨らまし，その状態で加熱により乾燥かつ架橋を進行させることにより，水中で容易に崩壊しない中空成形品を作ることができる可能性が見えてきた。

研究代表正在开发一种“全生物质材料”，该材料可以通过将木粉、竹粉、纸粉等与纤维素增稠剂和水捏合进行挤压成型。这种材料是一种类似粘土的材料，以水为增塑剂，可在室温下挤出，干燥后形成成型品。挤出成型后，如果可以注入空气使材料膨胀并在该状态下固化，那么原则上木材或纸的中空成型是可能的。今年，我们考虑添加甘油作为软化剂，以增加“全生物质材料”的柔韧性。他们成功地将木粉、纤维素基增稠剂、甘油和水按预定比例混合和捏合，然后使用真空捏合挤出机压延并形成片材。当对所得片材进行拉伸试验时，发现随着甘油添加量的增加，伸长率增加，但同时拉伸强度下降。这种全生物质材料的主要弱点是，如果干燥的模制品浸入水中，它会很快吸水并崩解。通过在材料制备和热交联过程中添加柠檬酸，他们成功地控制了模制品的崩解，并成功创造了一种可以耐水超过一天的模制品。这项研究成果具有开创性，很快就被转化为论文并发表（Tao and Nonaka, Bioresources, 16(2), 2314-2325 (2021)）。这揭示了通过使柔性材料膨胀并通过加热干燥和交联来制造在水中不易分解的中空成型产品的可能性。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

海洋環境調和型バイオマス成形品の開発

海洋环保型生物质模制品开发

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Toda Erika;Kato Norio;Higashiyama Tetsuya;Okamoto Takashi;野中寛
通讯作者：
野中寛

Effect of Crosslinking Temperature on Wood-HPMC Composite with Citric Acid

柠檬酸交联温度对木材-HPMC复合材料的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
城下沙織;高橋大介;戸嶋一敦;Noureldin Ghazy・Naoki Takeda・Masanobu Yamamoto・Yasser Mohammad・Kotaro Mori・Takeshi Suzuki;小川　展弘;山口晃一・吉村忠浩・三溝啓太・山中英・森光太郎;Xiangyu TAO and Hiroshi NONAKA
通讯作者：
Xiangyu TAO and Hiroshi NONAKA

Wet extrusion molding of wood powder with hydroxy-propylmethyl cellulose and with citric acid as a crosslinking agent

以柠檬酸为交联剂的羟丙甲基纤维素湿法挤压成型木粉

DOI：
10.15376/biores.16.2.2314-2325
发表时间：
2021
期刊：
Bioresources
影响因子：
1.5
作者：
TAO;Xiangyu; Nonaka;Hiroshi
通讯作者：
Hiroshi

海洋崩壊性オールバイオマス成形品の研究開発

海洋可分解全生物质成型制品的研发

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
小池樹;加藤颯;山本崇史;松原輝彦;栄長泰明;佐藤智典;高橋大介;戸嶋一敦;野中寛
通讯作者：
野中寛

オールバイオマス成形体の強度に対するセルロース繊維添加の影響

纤维素纤维添加量对全生物质成型体强度的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
茅根　創;丹羽　淑博;柳瀬亮太・谷川東子・杁山哲矢・黒見信輔・金子祥也・山瀬敬太郎・藤堂千景・池野英利・大橋瑞江・檀浦正子・平野恭弘;熊谷菊那，野中寛
通讯作者：
熊谷菊那，野中寛

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0
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通讯作者：
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通讯作者：
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通讯作者：
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DOI：
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通讯作者：
野中寛