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。

研究人员一直在开发“所有生物量材料”，这些材料可以通过挤出木材，竹子，纸等来模制，以揉捏纤维素的增稠剂和水。该材料是一种粘土状的材料，使用水作为增塑剂，可以在室温下挤出，并在干燥时形成模制产品。如果产品在挤出后膨胀，并且在注入空气后可以在该状态下硬化，则原则上可以空心形成木材或纸张。今年，我们认为将甘油添加为织物软化剂，以使“所有生物量材料”的柔韧性具有。将木粉，纤维素增稠剂，甘油和水混合并以指定比率揉捏，并使用真空揉捏器成功缠绕并模制。在获得的纸张上进行了拉伸测试，尽管伸长率随添加的甘油量增加而增加，但发现拉伸强度同时降低。这种全生物量材料的主要弱点是，当干燥的成型产物浸入水中时，它会迅速吸收水并崩溃。通过在制备和加热交联期间添加柠檬酸，我们设法控制了模制产品的崩解性，并成功地创建了一种模制产品，该产品可以在水中承受超过一天的水平。这一研究发现是开创性的，并且已经很快进行了讨论，并且已经发表（Tao and Nonaka，Bioresouces，16（2），2314-2325（2021））。这表明，通过扩展柔性材料并将其加热到在这种状态下干燥和交联的可能性，可以创建一个空心模制的产品，该产品不容易在水下倒塌。

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