CN114341446B

CN114341446B - 植物结构体以及使用了该植物结构体的建筑构件及内装构件

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Publication number: CN114341446B
Application number: CN202080061752.2A
Authority: CN
Inventors: 佐藤夏希; 栗副直树; 辛格·B·P; 大盐祥三
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2023-12-12
Anticipated expiration: 2040-08-25
Also published as: WO2021065252A1; EP4039664A1; US20220340493A1; EP4039664A4; CN114341446A; JPWO2021065252A1

Abstract

植物结构体(100、100A、100B、100C)具备：陶瓷构件(10)，其以氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者作为主要成分，实质上不含有水合物；和植物来源物(20)，其不介由与构成陶瓷构件(10)的陶瓷材料不同的粘接物质地与陶瓷构件(10)直接粘固。建筑构件及内装构件具备该植物结构体。

Description

植物结构体以及使用了该植物结构体的建筑构件及内装构件

技术领域

本发明涉及植物结构体以及使用了该植物结构体的建筑构件及内装构件。

背景技术

以往以来，作为外壁材等建筑构件，使用了木质系水泥板。木质系水泥板是将木片、木丝(wood wool)等木质原料与水泥混合并压缩成型为板状而得到的材料。木质系水泥板是不仅具备来源于木材的绝热性、调湿性、轻质性，而且还兼具来源于水泥的防火性的板材。

此外，作为比木质系水泥板更为轻质的板材，在专利文献1中公开了装饰木丝板。具体而言，在专利文献1中公开了一种装饰木丝板，其是通过以氧化镁作为主要成分的粘合剂使木丝结合来形成木丝板并使该木丝板上附着以氧化镁作为主要成分的无机质硬化体的装饰层而成的。该装饰木丝板由于使用了比水泥更为轻质且与木质材料的粘接性优异的以氧化镁作为主要成分的粘合剂，因此具有轻质化、并且绝热性、防火性优异的特征。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-76249号公报

发明内容

然而，使用了木质系水泥板中所使用的水泥、专利文献1中记载的以氧化镁作为主要成分的粘合剂而得到的硬化体由于通过水合反应来形成，因此具有下述问题：存在大量气孔，所得到的板材的机械强度不充分。

本发明是鉴于这样的以往技术所具有的课题而进行的。而且，本发明的目的在于提供包含植物来源物、并且机械强度也优异的植物结构体以及使用了该植物结构体的建筑构件及内装构件。

为了解决上述课题，本发明的第一方案的植物结构体具备：陶瓷构件，其以氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者作为主要成分，实质上不含有水合物；和植物来源物，其不介由与构成陶瓷构件的陶瓷材料不同的粘接物质地与陶瓷构件直接粘固。

本发明的第二方案的建筑构件具备上述的植物结构体。

本发明的第三方案的内装构件具备上述的植物结构体。

附图说明

图1是概略地表示本实施方式的植物结构体的一个例子的截面图。

图2(a)是将图1的植物结构体的截面放大表示的概略图。图2(b)是概略地表示陶瓷材料的粒子群的粒子界面附近的截面图。

图3是概略地表示本实施方式的植物结构体的其他例子的截面图。

图4是概略地表示本实施方式的植物结构体的其他例子的截面图。

图5是概略地表示本实施方式的植物结构体的其他例子的截面图。

图6(a)是表示在实施例的试验样品中位置1的二次电子图像的图。图6(b)是表示在实施例的试验样品中将位置1的二次电子图像进行二值化而得到的数据的图。

图7(a)是表示在实施例的试验样品中位置2的二次电子图像的图。图7(b)是表示在实施例的试验样品中将位置2的二次电子图像进行二值化而得到的数据的图。

图8(a)是表示在实施例的试验样品中位置3的二次电子图像的图。图8(b)是表示在实施例的试验样品中将位置3的二次电子图像进行二值化而得到的数据的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的植物结构体以及使用了该植物结构体的建筑构件及内装构件进行说明。需要说明的是，附图的尺寸比率为了说明的方便而进行夸张，有时与实际的比率不同。

[植物结构体]

本实施方式的植物结构体具备：陶瓷构件10；和植物来源物20，其不介由与构成陶瓷构件10的陶瓷材料不同的粘接物质地与陶瓷构件10直接粘固。

具体而言，图1中所示的植物结构体100具备：陶瓷构件10；和植物来源物20，其以分散于陶瓷构件10的内部的状态与陶瓷构件10直接粘固。陶瓷构件10如图2中所示的那样通过由陶瓷材料制成的多个粒子11构成，通过陶瓷材料的粒子11彼此互相结合来形成陶瓷构件10。

构成陶瓷构件10的陶瓷材料优选含有选自碱金属、碱土类金属、过渡金属、贱金属及准金属中的至少一种金属元素。本说明书中，碱土类金属除了包含钙、锶、钡及镭以外，还包含铍及镁。贱金属包含铝、锌、镓、镉、铟、锡、汞、铊、铅、铋及钋。准金属包含硼、硅、锗、砷、锑及碲。其中，陶瓷材料优选含有选自锌、铝及镁中的至少一种金属元素。含有这些金属元素的陶瓷材料如下文所述的那样可以通过加压加热法而容易地形成来源于陶瓷材料的连结部。

陶瓷材料更优选含有上述金属元素的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一种作为主要成分。即，陶瓷材料优选含有50摩尔％以上的上述金属元素的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一种，更优选含有80摩尔％以上。此外，上述的金属元素的氧化物除了包含在金属元素上仅键合有氧而成的化合物以外，还包含磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐及硼酸盐。这样的陶瓷材料由于对大气中的氧及水蒸汽的稳定性高，因此通过在陶瓷构件10的内部分散植物来源物20，能够抑制植物来源物20与氧及水蒸汽的接触从而抑制植物来源物20的劣化。

构成陶瓷构件10的陶瓷材料特别优选为氧化物。通过陶瓷材料由上述金属元素的氧化物制成，能够得到耐久性更高的植物结构体100。此外，金属元素的氧化物优选为在金属元素上仅键合有氧而成的化合物。

构成陶瓷构件10的陶瓷材料优选为多晶体。即，优选的是，陶瓷材料的粒子11为结晶质的粒子，陶瓷构件10为大量粒子11凝聚而成的构件。通过构成陶瓷构件10的陶瓷材料为多晶体，从而与陶瓷材料是由非晶质制成的情况相比，能够得到耐久性高的植物结构体100。此外，陶瓷材料的粒子11更优选为含有选自碱金属、碱土类金属、过渡金属、贱金属及准金属中的至少一种金属元素的结晶质的粒子。此外，陶瓷材料的粒子11优选为含有上述金属元素的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一种的结晶质的粒子。陶瓷材料的粒子11更优选为以上述金属元素的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一种作为主要成分的结晶质的粒子。

此外，构成陶瓷构件10的陶瓷材料还优选为勃姆石。勃姆石为以AlOOH的组成式表示的羟基氧化铝。勃姆石具有下述特性：不溶于水，与酸及碱在常温下也基本不反应，因此化学稳定性高，进而由于脱水温度高达500℃前后，因此耐热性也优异。此外，勃姆石由于比重为3.07左右，因此在陶瓷构件10是由勃姆石制成的情况下，能够得到轻质并且化学稳定性优异的植物结构体100。

在构成陶瓷构件10的陶瓷材料为勃姆石的情况下，粒子11可以是仅由勃姆石相制成的粒子，也可以是由勃姆石与勃姆石以外的氧化铝或氢氧化铝的混合相制成的粒子。例如，粒子11也可以是由勃姆石制成的相与由三水铝石(Al(OH)₃)制成的相混合而成的粒子。

构成陶瓷构件10的陶瓷材料优选具有抗菌性。这种情况下，通过陶瓷构件10的抗菌性效果来抑制在植物来源物20中产生霉等，因此能够得到顾及卫生方面的植物结构体100。具有这样的抗菌性的陶瓷材料优选为包含选自银、锌及铜中的至少一种的无机化合物。此外，抗菌性陶瓷材料更优选为氧化锌。

如上所述，构成陶瓷构件10的陶瓷材料更优选含有氧化物及氧化氢氧化物中的至少一种作为主要成分。因此，陶瓷构件10也优选以氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者作为主要成分。即，陶瓷构件10优选含有50摩尔％以上的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者，更优选含有80摩尔％以上。但是，陶瓷构件10优选实质上不含水合物。本说明书中，所谓“陶瓷构件实质上不含水合物”是指不使陶瓷构件10中故意含有水合物。因此，在陶瓷构件10中水合物是以不可避免的杂质混入的情况满足“陶瓷构件实质上不含水合物”这一条件。此外，勃姆石由于为羟基氧化物，因此在本说明书中不包含于水合物中。

构成陶瓷构件10的陶瓷材料优选不含钙化合物的水合物。这里所谓的钙化合物是硅酸三钙(阿利特、3CaOSiO₂)、硅酸二钙(贝利特、2CaOSiO₂)、铝酸钙(3CaO·Al₂O₃)、铁铝酸钙(4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃)、硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)。在构成陶瓷构件10的陶瓷材料包含上述钙化合物的水合物的情况下，所得到的植物结构体有可能陶瓷构件的截面中的气孔率超过20％从而强度降低。因此，陶瓷材料优选不含上述钙化合物的水合物。此外，构成陶瓷构件10的陶瓷材料优选也不含磷酸水泥、磷酸锌水泥及磷酸钙水泥。通过陶瓷材料不含这些水泥，陶瓷构件的截面中的气孔率降低，因此能够提高机械强度。

构成陶瓷构件10的陶瓷材料的粒子11的平均粒径没有特别限定。但是，粒子11的平均粒径优选为300nm～50μm，更优选为300nm～30μm，进一步优选为300nm～10μm，特别优选为300nm～5μm。通过陶瓷材料的粒子11的平均粒径为该范围内，使得粒子11彼此牢固地结合，能够提高陶瓷构件10的强度。此外，通过陶瓷材料的粒子11的平均粒径为该范围内，从而如下文所述的那样，陶瓷构件10的内部所存在的气孔的比例成为20％以下，因此能够抑制植物来源物20的劣化。需要说明的是，本说明书中，作为“平均粒径”的值，只要没有特别言及，则采用下述值：使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)等观察机构在数个～数十个视场中进行观察，作为观察到的粒子的粒径的平均值而算出的值。

陶瓷材料的粒子11的形状没有特别限定，例如可以设定为球状。此外，粒子11也可以为晶须状(针状)的粒子或鳞片状的粒子。晶须状粒子或鳞片状粒子与球状粒子相比，与其他粒子的接触性提高，陶瓷构件10的强度容易提高。因此，通过使用这样形状的粒子作为粒子11，能够提高植物结构体100整体的强度。此外，作为晶须状的粒子11，例如可以使用含有氧化锌(ZnO)及氧化铝(Al₂O₃)中的至少一种的粒子。

如上所述，在植物结构体100中，陶瓷构件10优选由陶瓷材料的粒子群来构成。即，优选的是，陶瓷构件10通过由陶瓷材料制成的多个粒子11来构成，通过陶瓷材料的粒子11彼此互相结合来形成陶瓷构件10。此时，粒子11彼此可以是点接触的状态，也可以是粒子11的粒子面彼此相接触的面接触的状态。而且，植物来源物20优选在陶瓷构件10的内部以大致均匀地分散的状态存在。但是，植物来源物20优选存在于陶瓷材料的粒子11的粒子界面处。如图2中所示的那样，通过植物来源物20偏在于相邻的陶瓷材料的粒子11之间，从而植物来源物20按照填埋陶瓷材料的粒子11间的空隙的方式发生变形。因此，能够进一步降低陶瓷构件10的内部所存在的气孔的比例。

当在植物结构体100中，陶瓷构件10是由陶瓷材料的粒子群来构成的情况下，也可以在相邻的陶瓷材料的粒子11之间存在植物来源物20。但是，如图2中所示的那样，在相邻的陶瓷材料的粒子11之间，除了植物来源物20以外，还可以存在包含非晶质的无机化合物的非晶质部30。通过存在非晶质部30，从而相邻的陶瓷材料的粒子11彼此介由非晶质部30来结合，因此能够进一步提高陶瓷构件10的强度。此外，非晶质部30优选按照至少与陶瓷材料的粒子11的表面相接触的方式存在。此外，非晶质部30除了存在于相邻的陶瓷材料的粒子11之间以外，还可以存在于陶瓷材料的粒子11与植物来源物20之间、及相邻的植物来源物20之间。

非晶质部30优选包含非晶质的无机化合物。具体而言，非晶质部30可以是仅由非晶质的无机化合物形成的部位，也可以是非晶质的无机化合物与结晶质的无机化合物混合存在而成的部位。此外，非晶质部30也可以是在非晶质的无机化合物的内部分散有结晶质的无机化合物的部位。

陶瓷材料的粒子11及非晶质部30优选的是，含有相同的金属元素，该金属元素为选自碱金属、碱土类金属、过渡金属、贱金属及准金属中的至少一种。即，构成粒子11的无机化合物和构成非晶质部30的非晶质的无机化合物优选至少含有相同的金属元素。此外，构成粒子11的无机化合物和构成非晶质部30的非晶质的无机化合物可以化学组成相同，也可以化学组成不同。具体而言，在金属元素为锌的情况下，构成粒子11的无机化合物和构成非晶质部30的非晶质的无机化合物也可以两者都为氧化锌(ZnO)。此外，也可以构成粒子11的无机化合物为ZnO，但构成非晶质部30的非晶质的无机化合物为ZnO以外的含锌氧化物。

此外，在非晶质部30为非晶质的无机化合物与结晶质的无机化合物混合存在而成的部位的情况下，非晶质的无机化合物与结晶质的无机化合物可以化学组成相同，此外也可以化学组成彼此不同。

在植物结构体100中，粒子11及非晶质部30优选含有选自碱金属、碱土类金属、过渡金属、贱金属及准金属中的至少一种金属元素的氧化物。由于这样的金属元素的氧化物耐久性高，因此能够长时间地抑制植物来源物20与氧及水蒸汽的接触从而抑制植物来源物20的劣化。

粒子11及非晶质部30这两者中所含的金属元素的氧化物优选为选自氧化锌、氧化镁、以及氧化锌与氧化镁的复合体中的至少一种。如下文所述的那样，通过使用这些金属元素的氧化物，能够通过简易的方法来形成非晶质部30。

如上所述，构成陶瓷构件10的陶瓷材料也可以为勃姆石。这种情况下，陶瓷构件10的粒子11可以是仅由勃姆石相制成的粒子，也可以是由勃姆石与勃姆石以外的氧化铝或氢氧化铝的混合相制成的粒子。而且，这种情况下，相邻的粒子11优选介由铝的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者来结合。即，粒子11优选的是，未通过由有机化合物形成的有机粘合剂来结合，也未通过由铝的氧化物及氧化氢氧化物以外的无机化合物形成的无机粘合剂来结合。此外，在相邻的粒子11介由铝的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者来结合的情况下，该铝的氧化物及氧化氢氧化物可以为结晶质，此外，也可以为非晶质。

在陶瓷构件10是由勃姆石制成的情况下，勃姆石相的存在比例优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上，进一步优选为70质量％以上。通过勃姆石相的比例增加，能够得到轻质并且化学稳定性及耐热性优异的陶瓷构件10。此外，陶瓷构件10中的勃姆石相的比例可以通过下述方式求出：在利用X射线衍射法测定了陶瓷构件10的X射线衍射图案后，进行里特沃尔德(Rietveld)解析。

在植物结构体100中，陶瓷构件10优选截面中的气孔率为20％以下。即，在对陶瓷构件10的截面进行观察的情况下，陶瓷构件10的每单位面积的气孔的比例的平均值优选为20％以下。在气孔率为20％以下的情况下，能够将植物来源物20密封于致密的陶瓷材料的内部。因此，来自植物结构体100的外部的氧及水蒸汽与植物来源物20的接触率减少，因此能够抑制植物来源物20的腐蚀，长时间地维持植物来源物20的特性。此外，在气孔率为20％以下的情况下，也容易使陶瓷构件10的表面变得光滑，因此能够得到表面具有光泽那样的设计性优异的植物结构体100。

此外，陶瓷构件10的截面中的气孔率优选为15％以下，更优选为10％以下，进一步优选为5％以下。陶瓷构件10的截面中的气孔率越小，则越可抑制植物来源物20与氧及水蒸汽的接触，因此越能够防止植物来源物20的劣化。

本说明书中，气孔率可以如以下那样来求出。首先，对陶瓷构件10的截面进行观察，判别陶瓷构件10、植物来源物20及气孔。然后，测定陶瓷构件10的单位面积和该单位面积中的气孔的面积，求出每单位面积的气孔的比例。在多个部位求出了这样的每单位面积的气孔的比例之后，将每单位面积的气孔的比例的平均值设定为气孔率。此外，在对陶瓷构件10的截面进行观察时，可以使用光学显微镜、扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)。此外，单位面积和该单位面积中的气孔的面积也可以通过将由显微镜观察得到的图像进行二值化来测定。

在植物结构体100中，植物来源物20是以植物作为原料的物质，例如也包含将植物切断成所期望的大小而得到的物质、来自植物的提取物。在本实施方式中，植物来源物20优选为选自木片、木丝、树皮、大锯屑、枝、根、叶、叶脉、草、花、种子、天然树脂、天然色素及琥珀中的至少一种。这样的植物来源物20由于获得和处理都容易，因此成为适合于工业生产的植物结构体100。

在图1及图2中所示的植物结构体100中，植物来源物20分散于陶瓷构件10的内部。由此，成为陶瓷构件10与植物来源物20混合而成的植物结构体，因此能够得到迄今为止所没有的植物结构体。此外，由于陶瓷材料对大气中的氧及水蒸汽的稳定性高，因此通过使植物来源物20分散于陶瓷构件10的内部，能够抑制植物来源物20与氧及水蒸汽的接触从而抑制植物来源物20的劣化。

此外，在植物结构体100中，植物来源物20的大小没有特别限定。但是，优选的是，在植物结构体100中，陶瓷构件10具有多个陶瓷材料的粒子11，植物来源物20具有能够至少横跨多个粒子11的大小。具体而言，如图2中所示的那样，植物来源物20a优选为能够横跨相邻的2个粒子11a的大小。此外，植物来源物20a优选为能够覆盖多个粒子11的大小。这种情况下，与相邻的粒子11a密合(贴合)的植物来源物20a以抑制陶瓷构件10的破损的方式起作用。因此，植物结构体100成为抗冲击性强的结构体。

在本实施方式的植物结构体中，植物来源物20也可以如图1及图2中所示的那样被微细化，在陶瓷构件10的内部整体中分散。但是，植物来源物20的形状及配置并不限于图1及图2那样的方案。例如，如图3～图5中所示的那样，植物来源物的形状也可以为板状。

图3中所示的植物结构体100A具备：陶瓷构件10；和植物来源物20A，其不介由与构成陶瓷构件10的陶瓷材料不同的粘接物质地与陶瓷构件10的表面10a直接粘固。图4中所示的植物结构体100B具备：陶瓷构件10；和植物来源物20B，其不介由与构成陶瓷构件10的陶瓷材料不同的粘接物质、而一部分埋没于陶瓷构件10中地直接粘固。图5中所示的植物结构体100C具备：陶瓷构件10；和植物来源物20C，其不介由与构成陶瓷构件10的陶瓷材料不同的粘接物质、而全部埋没于陶瓷构件10中地直接粘固。

而且，在本实施方式中，植物来源物优选至少一部分被埋设于陶瓷构件10的内部。具体而言，优选如图4中所示的那样，板状的植物来源物20B的一部分从陶瓷构件10的表面10a被埋设至内部。这种情况下，由于比较廉价的植物来源物20B成为与陶瓷构件10的一部分置换的结构，因此成为容易谋求低成本化且适合于工业生产的植物结构体。

在本实施方式中，植物来源物还优选全部被埋设于陶瓷构件10的内部。具体而言，优选如图5中所示的那样，板状的植物来源物20C全部被埋设于陶瓷构件10的内部。这种情况下，由于容易受伤、不耐火焰和热、也容易变质、腐蚀等的植物来源物成为不露出到外部的结构，因此成为坚固且持久的植物结构体。

在本实施方式中，植物来源物还优选按照可从植物结构体的外部进行目视确认的方式来配设。例如，图3及图4的植物结构体100A、100B可以从植物结构体的外部来目视确认板状的植物来源物20A、20B。此外，关于图5中所示的植物结构体100C，在陶瓷构件10的表面10a与植物来源物20C之间的层10b薄的情况下，也可以从植物结构体的外部来目视确认植物来源物20C。这种情况下，由于能够识别植物来源物所具有的花纹、颜色、形状，因此成为容易设计利用这些花纹、颜色及形状的装饰、充满自然感的设计的植物结构体。

本实施方式的植物来源物还优选如图3及图4中所示的那样，至少一部分露出到外部。这种情况下，由于能够直接目视确认植物来源物本身，因此能够直接欣赏植物来源物所具有的花纹、颜色、形状的植物结构体。此外，由于能够对植物来源物进行着色，因此成为根据用途、喜好在以后能够对植物来源物进行着色的植物结构体。

在植物来源物按照能够从植物结构体的外部进行目视确认的方式来配设的情况下，植物来源物优选按照形成选自文字、图画文字、记号、符号及花纹中的至少一种形态的方式来配设。这种情况下，成为容易利用文字或图画文字等进行主张或传达、识别、或装饰等的植物结构体。

像这样，本实施方式的植物结构体100、100A、100B、100C具备陶瓷构件10，其以氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者作为主要成分，实质上不含有水合物。植物结构体进一步具备植物来源物20，其不介由与构成陶瓷构件10的陶瓷材料不同的粘接物质地与陶瓷构件直接粘固。

本实施方式的植物结构体由于由环境负荷比较小的正统的陶瓷构件10和植物来源物20构成，因此成为迄今为止所没有的对自然界和人温和的简单的结构体。此外，由于利用耐久性、耐热性、耐火性、耐化学药品性优异的陶瓷材料来构成，因此尽管为包含植物来源物20的结构体，也成为长时间不易劣化、变质、烧毁的结构体。进而，由于利用轻质的植物来源物20来构成，因此尽管包含陶瓷构件10，也成为容易谋求轻质化的结构体。此外，本实施方式的植物结构体由于使用以氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者作为主要成分、实质上不含有水合物的陶瓷构件10，因此成为包含植物来源物20并且机械强度也优异的结构体。

此外，在植物结构体100、100A、100B、100C中，陶瓷构件10优选截面中的气孔率为20％以下。因此，在图1中所示的植物结构体100的情况下，氧及水蒸汽与植物来源物20的接触率减少，因此能够抑制植物来源物20的氧化分解，长时间地维持植物结构体100的稳定性。进而，陶瓷构件10由于内部的气孔少、陶瓷材料变得致密，因此植物结构体100能够具有高强度。

在植物结构体100、100A、100B、100C中，陶瓷构件10优选体积比率比植物来源物20大。通过提高陶瓷构件10的体积比率，从而在图1中所示的植物结构体100的情况下，变得容易将植物来源物20的周围用陶瓷材料的粒子11覆盖。因此，从进一步抑制植物来源物20的劣化的观点出发，陶瓷构件10优选体积比率比植物来源物20大。

此外，植物结构体100、100A、100B、100C的形状没有特别限定，例如可以设定为板状。此外，植物结构体的厚度t没有特别限定，例如可以设定为50μm以上。如下文所述的那样，植物结构体通过加压加热法来形成。因此，能够容易地得到厚度大的植物结构体。此外，植物结构体的厚度t可以设定为1mm以上，也可以设定为1cm以上。植物结构体的厚度t的上限没有特别限定，例如可以设定为50cm。

[植物结构体的制造方法]

接下来，对本实施方式的植物结构体的制造方法进行说明。植物结构体可以通过将陶瓷材料的粒子与植物来源物20的混合物以包含溶剂的状态进行加压并加热来制造。通过使用这样的加压加热法，陶瓷材料彼此互相结合，能够形成陶瓷构件10。

具体而言，首先，将陶瓷材料的粉末与植物来源物20混合来制备混合物。陶瓷材料的粉末与植物来源物20的混合方法没有特别限定，可以以干式或湿式来进行。此外，陶瓷材料的粉末和植物来源物20可以在空气中进行混合，也可以在不活泼气氛下进行混合。

其中，陶瓷材料的粉末优选平均粒径D₅₀在300nm～50μm的范围内。这样的陶瓷材料不仅处理容易，而且由于具有比较大的比表面积，因此在将混合物加压时粒子彼此的接触面积变大。因此，能够以提高陶瓷材料彼此的粘结力的方式起作用，提高陶瓷构件10的致密性。

接着，在混合物中添加溶剂。作为溶剂，没有特别限定，例如可以使用在将混合物加压及加热时能够将陶瓷材料的一部分溶解的溶剂。此外，作为溶剂，可以使用能够与陶瓷材料反应而生成与该陶瓷材料不同的陶瓷材料的溶剂。作为这样的溶剂，可以使用选自酸性水溶液、碱性水溶液、水、醇、酮及酯中的至少一种。作为酸性水溶液，可以使用pH1～3的水溶液。作为碱性水溶液，可以使用pH10～14的水溶液。作为酸性水溶液，优选使用有机酸的水溶液。此外，作为醇，优选使用碳数为1～12的醇。

接着，将包含陶瓷材料、植物来源物20和溶剂的混合物填充到模具的内部。将该混合物填充到模具中之后，也可以根据需要将模具加热。然后，通过对模具内部的混合物施加压力，使模具的内部成为高压状态。此时，陶瓷材料及植物来源物20致密化，与此同时陶瓷材料的粒子彼此互相结合。

其中，在使用将陶瓷材料的一部分溶解的溶剂来作为溶剂的情况下，在高压状态下，构成陶瓷材料的无机化合物溶解于溶剂中。溶解后的无机化合物浸入到陶瓷材料与植物来源物20之间的空隙、陶瓷材料之间的空隙、及植物来源物20之间的空隙中。然后，通过在该状态下除去混合物中的溶剂，从而在陶瓷材料与植物来源物20之间、陶瓷材料之间及植物来源物20之间形成来源于陶瓷材料的连结部。此外，在使用与陶瓷材料反应而生成与该陶瓷材料不同的陶瓷材料的溶剂来作为溶剂的情况下，在高压状态下，构成陶瓷材料的无机化合物与溶剂发生反应。然后，通过反应生成的其他陶瓷材料被填充到陶瓷材料与植物来源物20之间的空隙、陶瓷材料之间的空隙、及植物来源物20之间的空隙中，形成来源于其他陶瓷材料的连结部。

关于包含陶瓷材料、植物来源物20和溶剂的混合物的加热加压条件，在使用将陶瓷材料的一部分溶解的溶剂来作为溶剂的情况下，只要是使陶瓷材料的表面的溶解得以进行那样的条件则没有特别限定。此外，关于该混合物的加热加压条件，在使用与陶瓷材料反应而生成与该陶瓷材料不同的陶瓷材料的溶剂来作为溶剂的情况下，只要是使陶瓷材料与溶剂的反应得以进行那样的条件则没有特别限定。例如，优选的是，将包含陶瓷材料、植物来源物20和溶剂的混合物加热至50～300℃之后，以10～600MPa的压力进行加压。此外，将包含陶瓷材料、植物来源物20和溶剂的混合物加热时的温度更优选为80～250℃，进一步优选为100～200℃。此外，将包含陶瓷材料、植物来源物20和溶剂的混合物加压时的压力更优选为50～400MPa，进一步优选为50～200MPa。通过将加热温度限定为这样的数值范围内，能够抑制植物来源物的变质、消失，得到复合有陶瓷构件与植物来源物的所期望的植物结构体。此外，通过将压力限定为这样的数值范围内，能够得到致密并且抑制了内部应变的植物结构体。

然后，通过从模具的内部取出成型体，能够得到植物结构体。此外，形成于陶瓷材料与植物来源物20之间、陶瓷材料之间及植物来源物20之间的来源于陶瓷材料的连结部优选为上述的非晶质部30。

其中，作为由陶瓷制成的无机构件的制造方法，以往已知有烧结法。烧结法是通过将由陶瓷材料制成的固体粉末的集合体在低于熔点的温度下进行加热来得到烧结体的方法。但是，在烧结法中，例如将固体粉末加热至1000℃以上。因此，即使想要使用烧结法来得到由陶瓷材料和植物来源物制成的植物结构体，也会因高温下的加热而使植物来源物发生碳化，因此得不到植物结构体。然而，在本实施方式的植物结构体的制造方法中，由于将使陶瓷材料的粉末与植物来源物20混合而成的混合物在300℃以下的低温下进行加热，因此不易引起植物来源物20的碳化。因此，能够将植物来源物20与由陶瓷材料制成的陶瓷构件10直接粘固。

进而，在本实施方式的制造方法中，由于将使陶瓷材料的粉末与植物来源物20混合而成的混合物一边加热一边加压，因此陶瓷材料凝聚而成为致密的陶瓷构件10。其结果是，陶瓷构件10内部的气孔变少，因此能够得到具有高强度的植物结构体100。

接下来，对构成陶瓷构件10的陶瓷材料为勃姆石的植物结构体100的制造方法进行说明。陶瓷材料为勃姆石的植物结构体100可以通过将水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合之后进行加压并加热来制造。水硬性氧化铝是将氢氧化铝进行加热处理而得到的氧化物，包含ρ氧化铝。这样的水硬性氧化铝具有通过水合反应来结合及硬化的性质。因此，通过使用加压加热法，使得水硬性氧化铝的水合反应进行从而水硬性氧化铝彼此互相结合，并且晶体结构变化为勃姆石，由此能够形成陶瓷构件10。

具体而言，首先，将水硬性氧化铝的粉末、植物来源物20与包含水的溶剂混合来制备混合物。包含水的溶剂优选为纯水或离子交换水。但是，包含水的溶剂除了包含水以外，还可以包含酸性物质或碱性物质。此外，包含水的溶剂只要水为主要成分即可，例如也可以包含有机溶剂(例如醇等)。

溶剂相对于水硬性氧化铝的添加量优选为水硬性氧化铝的水合反应可充分进行的量。溶剂的添加量优选相对于水硬性氧化铝为20～200质量％，更优选为50～150质量％。

接着，将使水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合而成的混合物填充到模具的内部。将该混合物填充到模具中之后，也可以根据需要将模具加热。然后，通过对模具内部的混合物施加压力，使模具的内部成为高压状态。此时，水硬性氧化铝高填充化，通过水硬性氧化铝的粒子彼此互相结合从而高密度化。具体而言，通过在水硬性氧化铝中加水，从而水硬性氧化铝发生水合反应，在水硬性氧化铝粒子的表面生成勃姆石和氢氧化铝。然后，通过在模具内部将该混合物一边加热一边加压，从而生成的勃姆石和氢氧化铝在相邻的水硬性氧化铝粒子之间相互扩散，水硬性氧化铝粒子彼此逐渐结合。之后，通过利用加热来进行脱水反应，从而晶体结构由氢氧化铝变化为勃姆石。此外，据推测：这样的水硬性氧化铝的水合反应、水硬性氧化铝粒子间的相互扩散、及脱水反应几乎同时进行。

然后，通过从模具的内部取出成型体，能够得到植物来源物20粘固、并且多个粒子11彼此介由铝的氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者来结合的植物结构体100。

此外，将水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合而成的混合物的加热加压条件只要是使水硬性氧化铝与该溶剂的反应得以进行那样的条件则没有特别限定。例如，优选的是，将使水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合而成的混合物加热至50～300℃，并且以10～600MPa的压力进行加压。此外，将使水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合而成的混合物加热时的温度更优选为80～250℃，进一步优选为100～200℃。此外，将使水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合而成的混合物加压时的压力更优选为50～600MPa，进一步优选为200～600MPa。

像这样，植物结构体的制造方法具有下述工序：将陶瓷材料的粉末与植物来源物20混合来得到混合物的工序；和将溶解陶瓷材料的溶剂或与陶瓷材料反应的溶剂添加到混合物中之后，将该混合物加压及加热的工序。而且，混合物的加热加压条件优选设定为50～300℃的温度且10～600MPa的压力。在本实施方式的制造方法中，由于在这样的低温条件下将植物结构体100成型，因此能够抑制植物来源物20的碳化，将植物来源物20与陶瓷构件10直接粘固。

此外，陶瓷材料为勃姆石的植物结构体100的制造方法具有下述工序：将水硬性氧化铝、植物来源物20与包含水的溶剂混合来得到混合物的工序；和将该混合物加压及加热的工序。而且，混合物的加热加压条件优选设定为50～300℃的温度且10～600MPa的压力。在该制造方法中，由于在低温条件下将植物结构体100成型，因此所得到的构件以勃姆石相作为主体。因此，能够通过简易的方法来得到轻质并且化学稳定性优异的植物结构体100。

[植物结构体的用途]

接下来，对本实施方式的植物结构体的用途进行说明。植物结构体100、100A、100B、100C由于如上所述能够制成厚度大的板状，因此可以用于结构物。即，植物结构体由于由环境负荷比较小的陶瓷构件10和植物来源物20来构成，因此是对自然界和人温和的简单的结构体。进而，植物结构体是兼具有耐久性、耐热性、耐火性、耐化学药品性优异的陶瓷构件10的优点和轻质且安心的植物来源物20的优点的新奇的结构体。因此，通过将植物结构体用于结构物中，能够期待迄今为止利用包含石油来源的构件、成分的结构体、仅包含陶瓷材料的结构体、仅包含植物来源物的结构体所无法实现的新的需求的挖掘。

具备本实施方式的植物结构体的结构物优选为住宅设备、住宅构件、装饰物、建材、建造物。住宅设备、住宅构件、装饰物、建材及建造物由于是在人类的生活中需要较多的结构物，因此通过将植物结构体用于结构物中，能够期待挖掘出新的大市场的效果。

本实施方式的植物结构体可以用于建筑构件中。换言之，本实施方式的建筑构件具备植物结构体100、100A、100B、100C。建筑构件是为了建筑而制造的构件，本实施方式中可以在至少一部分中使用植物结构体100、100A、100B、100C。植物结构体如上所述可以制成厚度大的板状，进而除了高强度及耐久性以外，图案设计性也优异。因此，可以将植物结构体作为建筑构件适宜使用。作为建筑构件，例如可列举出外壁材(板壁)、屋顶材等。此外，作为建筑构件，还可列举出道路用材料、外槽用材料。

进而，本实施方式的植物结构体还可以用于内装构件。换言之，本实施方式的内装构件具备植物结构体100、100A、100B、100C。作为内装构件，例如可列举出浴槽、厨房柜台、盥洗台、地面材等。

如上所述，本实施方式的植物结构体由于具有起因于植物来源物20的高图案设计性，因此可以将植物结构体用于装饰物。此外，本实施方式的植物结构体还可以用于使用该植物结构体来装饰被装饰体的装饰方法。如上所述，植物结构体是简单的、对自然界和人温和的新奇的结构体。而且，在现代社会中，装饰作为使生活变得内心充实的物件而变得不可或缺。因此，通过使用本实施方式的植物结构体，能够促进新的装饰物的创造。

实施例

以下，通过实施例对本实施方式的植物结构体进一步进行详细说明，但本实施方式并不受其限定。

[试验样品的制备]

作为无机粒子(陶瓷材料)，使用了平均粒径D₅₀为约1μm的白色的氧化锌粒子(株式会社高纯度化学研究所制、纯度为99.99％)。此外，作为植物来源物，使用了枫树的木材。

在具有内部空间的圆筒状的成形用模具(φ10)的内部投入无机粒子0.78g和木材碎片。进而，在成形用模具的内部添加150μL的1M的醋酸。然后，通过将包含该醋酸的无机粒子及木材碎片以100MPa、150℃、30分钟的条件进行加热及加压，得到在内部包埋有木材碎片的本例子的试验样品。本例子的试验样品具有烧结体那样的高硬度。

[试验样品的评价]

首先，对圆柱状的试验样品中的陶瓷构件的截面实施了剖面研磨加工(CP加工)。接着，使用扫描型电子显微镜(SEM)，对于试验样品中的陶瓷构件的截面，以20000倍的倍率观察二次电子图像。将通过对陶瓷构件的截面的3个部位(位置1～3)进行观察而得到的二次电子图像示于图6(a)、图7(a)及图8(a)中。在所观察的二次电子图像中，灰色部为氧化锌(陶瓷材料的粒子11)，黑色部为气孔40。

接着，通过对3个视场的SEM图像分别填涂气孔部分，进行二值化，从而明确气孔部分。将使图6(a)、图7(a)及图8(a)的二次电子图像进行二值化而得到的图像分别示于图6(b)、图7(b)及图8(b)中。然后，由二值化后的图像算出气孔部分的面积比例，将平均值设定为气孔率。具体而言，由图6(b)可知，位置1的气孔部分的面积比例为4.5％。由图7(b)可知，位置2的气孔部分的面积比例为2.9％。由图8(b)可知，位置3的气孔部分的面积比例为2.5％。因此，本次制作的试验样品中的陶瓷构件的气孔率为位置1～3的气孔部分的面积比例的平均值即3.3％。

像这样，获知：由于试验样品中的陶瓷构件的气孔率低于10％，因此陶瓷构件致密，机械强度优异。此外，获知：配设于陶瓷构件内部的植物来源物与大气及水蒸汽的接触得以抑制，可抑制氧化劣化。

以上，根据实施例对本实施方式的内容进行了说明，但本实施方式并不限于这些记载，本领域技术人员自然明白可以进行各种变形及改良。

日本特愿2019-178379号(申请日：2019年9月30日)的全部内容被援引于此。

产业上的可利用性

根据本申请，能够提供包含植物来源物、并且机械强度也优异的植物结构体以及使用了该植物结构体的建筑构件及内装构件。

符号的说明

10 陶瓷构件

20、20a、20A、20B、20C 植物来源物

100、100A、100B、100C 植物结构体

Claims

1.一种植物结构体，其具备：

陶瓷构件，其通过由含有氧化物及氧化氢氧化物中的至少一者作为主要成分的陶瓷材料制成的多个粒子来构成，通过所述陶瓷材料的粒子彼此互相结合来形成，所述陶瓷构件实质上不含有水合物；和

植物来源物，其不介由与构成所述陶瓷构件的陶瓷材料不同的粘接物质地与所述陶瓷构件直接粘固，

所述陶瓷材料的粒子彼此介由来源于所述陶瓷材料的连结部互相结合，

所述陶瓷材料为多晶体，所述连结部为包含非晶质的无机化合物的非晶质部，

所述陶瓷材料的粒子及所述非晶质部含有相同的金属元素，

所述植物来源物的至少一部分没有碳化。

2.根据权利要求1所述的植物结构体，其中，所述陶瓷构件的截面中的气孔率为20％以下。

3.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，所述植物来源物至少一部分被埋设于所述陶瓷构件的内部。

4.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，所述植物来源物全部被埋设于所述陶瓷构件的内部。

5.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，所述植物来源物按照能够从所述植物结构体的外部进行目视确认的方式来配设。

6.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，所述植物来源物的至少一部分露出到外部。

7.根据权利要求5所述的植物结构体，其中，所述植物来源物按照形成选自文字、图画文字、记号、符号及花纹中的至少一种形态的方式来配设。

8.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，所述植物来源物分散于所述陶瓷构件的内部。

9.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，所述植物来源物为选自木片、木丝、树皮、大锯屑、枝、根、叶、叶脉、草、花、种子、天然树脂、天然色素及琥珀中的至少一种。

10.根据权利要求1或2所述的植物结构体，其中，构成所述陶瓷构件的陶瓷材料具有抗菌性。

11.一种建筑构件，其具备权利要求1～10中任一项所述的植物结构体。

12.一种内装构件，其具备权利要求1～10中任一项所述的植物结构体。