JP2007154366A - 単子葉植物繊維の連続体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されて得られる単繊維状体を単繊維状単位として含む一種又は2種以上の単繊維状単位をその長尺方向に連結して得られる連続体を有する材料とする。
【選択図】図2
Description
(単子葉植物)
本発明の植物性材料(以下、単に本材料というものとする。)における単子葉植物は、単子葉植物であれば、草本植物であっても木本植物であってもよい。本発明においては、単子葉植物のなかでも、高木状となる竹類やヤシ類を好ましく用いることができる。このような単子葉植物としては、たとえば、竹、ヤシ、イネ、ススキ、トウモロコシ、バガス、バショウ、バナナ、ササ、イグサ、サイザル等が挙げられる。これらの単子葉植物においては、多量に維管束鞘を含有しているとともに、比較的長い単繊維状体を容易に取得できるからである。竹類としては、モウソウチク、マダケ、ハチク等が挙げられる。また、ヤシ類としては、シュロ、アブラヤシなどが挙げられる。本発明に用いる単子葉植物は、1種あるいは2種以上が組み合わせられてもよい。単子葉植物の使用部位としては、特に限定しないが、長繊維を効率的に取得する観点からは、茎部を使用することが好ましい。
本発明の成形体は、プラスチック材料のマトリックスに本材料を含有する成形体(第一の形態の成形体)である。こうした成形体においては、本材料は、補強材料として機能させることもできるし、接着材料として機能させることもできるし、さらに、抗菌又は消臭機能などを発揮させることもできる。こうしたプラスチック材料としては、通常の熱可塑性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、生分解性樹脂材料を使用することができる。熱可塑性樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS、塩化ビニルなどを用いることができるが、好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレンを用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等を用いることができる。好ましくは、フェノール樹脂を用いることができる。生分解性プラスチック材料を用いることにより、成形体全体としての生分解性を容易に確保することができる。なお、生分解性プラスチック材料としては、ポリ乳酸、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、ポリコハク酸ブチレン等の脂肪族ポリエステル材料から選択される1種あるいは2種以上を選択して用いることができる。これらの脂肪族ポリエステル材料は、優れた生分解性と入手容易な点において好ましい。
次に、本材料を製造するのに好ましい方法として、本発明の植物性材料の製造方法について説明する。本発明の植物性材料の製造方法は、単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されて得られる単繊維状体を準備する工程と、前記単繊維状体を単繊維状単位として含む一種又は二種以上の単繊維状単位をその長尺方向に連結して得られる連続体を作製する連続体作製工程と、を備えることを特徴としている。この製造方法によれば、単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されることにより、分繊が容易な状態となり、また、木質部とともに処理された場合には、維管束鞘は木質部と容易に分離可能な状態となるとともに維管束鞘に沿って処理後の単子葉植物組織を分繊が容易な状態となる。こうして得られる単繊維状体は、維管束鞘に由来する長さ、太さを備えるものとなっている。この単繊維状体を単繊維状単位として含んだ連続体を形成することで、単子葉植物の維管束鞘の特性を生かした連続体が得られる。こうした連続体は、維管束鞘の特性を保持した単繊維状材料として各種の用途に用いることができる。
単繊維状体は、連続体作製に先だって製造してもよいし、また適切なものを入手するなどして準備してもよい。単繊維状体を取得するには、予め単子葉植物から水蒸気処理以外の化学的処理及び/又は械的処理を施した上で分離された維管束鞘に対して水蒸気による加熱処理(以下、水蒸気処理ともいう。)を実施してもよいが、好ましくは、木質部を伴った植物体構造を有する状態で水蒸気処理して、その後、維管束鞘を分離する。
単子葉植物が水蒸気処理されることにより、当該植物中に含まれていたセルロースあるいはヘミセルロースなどのセルロース系成分が加水分解等を受けて分解成分が生成される。また、当該材料中に含まれていたリグニン系成分も変性あるいは分解され、分解成分が生成される。したがって、単子葉植物を水蒸気処理して得られる処理物は、セルロース系分解成分とリグニン系分解成分とを含有する。かかる材料は、理論的に十分に解明されてはいないものの、加熱により、少なくともその一部が溶融し、可塑性を発現するため、成形体における基材のバインダとして機能することができる。
水蒸気処理後、処理物を乾燥することが好ましい。水分が多量に存在すると、本材料を加熱して流動化させる際、水分が気化して成形性あるいは流動性を損なう可能性がある。また、分解成分が水分の蒸発とともに移動して流動性や成形性を損なう可能性がある。
水蒸気処理による処理物から単繊維状体を得るには、処理物から単繊維状体を分離する。単繊維状体は、水蒸気処理後の単子葉植物を溝付きローラー等で維管束鞘の伸びる方向に沿って押圧するなどして、維管束鞘を短繊維化しないように処理物を解繊することにより得ることができる。こうした解繊処理により、維管束鞘は容易に木質部と分離され、また、維管束鞘が単繊維状体として分繊又は分繊容易な状態とされる。
連続体は、単繊維状体を単繊維状単位として含む一種又は二種以上の単繊維状単位をその長尺方向に連結することにより得ることができる。単繊維状単位及びこれらの連結形態は、既に説明したとおりであるが、連結方法としては、例えば、単繊維状単位を連続的に繰り出しつつ、その外周を線状体で巻着していく方法、連続的に繰り出した単繊維状単位をバインダで接着していく方法等が挙げられる。なかでも、線状体で巻着していく方法が好ましい。この方法によれば、容易に単繊維状体をエンドレス化し連続体とすることができる。
こうして得られた連続体を含む1種又は2種以上の材料を複合化することにより、本発明の材料を得ることができる。複合化工程は、材料の連結、編成、織成及び交絡から選択される1種又は2種以上を組み合わせて実施することができる。連結については、上記した単繊維状単位を連結して連続体を作製する方法に準じて行うことができる。また、編成、織成及び交絡については、従来公知の方法を用いて行うことができる。複合化に際しては、既に説明したように、維管束鞘由来の単繊維状単位を含む連続体以外の材料を用いることができる。複合化工程及びその後の工程において、単繊維状単位の有する自己接着性や別のバインダ成分を利用して、複合化材料に強度や形状保持性を付与することができる。このような場合、適宜複合化材料を加熱することができる。
Claims (17)
- 植物性材料であって、
単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されて得られる単繊維状体を単繊維状単位として含む一種又は2種以上の単繊維状単位をその長尺方向に連結して得られる連続体を有する、材料。 - 前記連続体における前記単繊維状単位の連結部位では、前記単繊維状単位の外周に巻き付けられる線状体によって前記単繊維状単位が連結されている、請求項1に記載の材料。
- 前記線状体は、熱により軟化又は溶融する樹脂材料である、請求項2に記載の材料。
- 前記連続体における前記単繊維状単位の連結部位では、前記単繊維状体の連結部位を被覆する樹脂材料によって前記単繊維状単位が連結されている、請求項1に記載の材料。
- 糸状体である、請求項1〜4のいずれかに記載の複合材料。
- 編成体、織成体及び交絡体のいずれかである、請求項1〜4のいずれかに記載の材料。
- 前記単子葉植物は竹又はヤシである、請求項1〜6のいずれかに記載の材料。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の植物性材料を含む、補強用材料。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の植物性材料を含有する、成形体。
- 成形用基材材料を含有する、請求項9に記載の成形体。
- 植物性材料の製造方法であって、
単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されて得られる単繊維状体を準備する工程と、
前記単繊維状体を単繊維状単位として含む一種又は二種以上の単繊維状単位をその長尺方向に連結して得られる連続体を作製する連続体作製工程と、
を備える、製造方法。 - 前記連続体作製工程は、前記単繊維状単位の連結しようとする部位の外周に線状体を巻着して連結することを含む工程である、請求項11に記載の方法。
- 前記連続体作製工程は、前記単繊維状単位の連結しようとする部位にバインダを供給して連結することを含む工程である、請求項11に記載の方法。
- 前記連続体を含む1種又は2種以上の材料を複合化する複合化工程を備える、請求項11〜13のいずれかに記載の製造方法。
- 前記複合化工程は、1種又は2種以上の前記材料の連結、編成、織成及び交絡から選択される1種又は2種以上を組み合わせて複合化する工程である、請求項14に記載の方法。
- 単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されて得られる、植物性単繊維状体。
- 単子葉植物の維管束鞘が水蒸気により加熱処理されて得られる植物性単繊維状体を含む1種又は2種以上の線状体の編成体、織成体及び交絡体のいずれかである、植物性材料。
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