JPH04307203A - 竹の加工方法、同方法を実施するための竹加工装置、同方法により加工された竹素材及び同竹素材を用いた成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は竹の加工方法、同方法を
実施するための竹加工装置、同方法により加工された竹
素材及び同竹素材を用いた成形品に係り、特に竹材をロ
ール等の押圧手段により繊維状および粉体状に加工する
方法、同方法によって加工された竹素材およびこの方法
を実施するための装置および同竹素材を用いて構成され
た成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】竹は植物としては極めて高い弾性を有す
るため、例えば弓等この弾性を利用した用途が古くから
開発され、利用されている。また竹材の生産地では竹林
の生産性を保持するため毎年大量の間伐材が生じるが、
中空部を有する竹は輸送効率が悪いため間伐材の多くは
利用されることなく廃棄されているのが実情であり、そ
の利用は資源の有効利用という点からも重要なことであ
る。

【０００３】反面、竹材は前述の如く内部が中空である
ことにより、木材と比較した場合加工性は低く、従って
その形状を利用した民芸品や団扇、扇子等を除けば用材
としての用途は限定されたものとならざるを得ない。こ
のような観点からその用材としての利用性を高めるため
、竹材を平板化する方法（特開昭６３−３９０２号、６
２−９０２０２号、５９−４８１０３号等）が提案さて
いる。これらの方法には何れも一長一短があるが、平板
化のために特定の設備が必要となるので、竹材を設備の
ある場所まで運搬する必要があり、前述の如く輸送効率
の低さを考えると平板化のコストは低いものではない。 また平板化した用材の強度や耐久性等にも問題が生じ易
いこと等共通の問題があり、このため竹を平板化した用
材の用途は現在でもかなり限定されたものである。

【０００４】発明者等は以上の点に鑑み、竹材をこのよ
うな用材としての利用するのではなく、竹材を圧縮変形
することにより原形とはとはその形状が全く相違し、か
つ各種用途に利用可能な素材たる繊維含有微粉体の開発
、及びこの素材を得る方法およびこの素材を得る装置等
を鋭意開発した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】竹類は、笹類と同様に
各種有用な薬効成分が含まれていることが知られている
が、笹と相違して竹の幹は処理性が悪いため薬用には殆
ど利用されていない。

【０００６】この点に関し、竹を微粉化することにより
含有する有益な成分を容易に分離抽出する方法が提案さ
れている（特開昭６４−８５７０３号）。この方法は研
磨ペーパー等を用いて竹材を研磨することにより、竹の
幹部分を表皮部分、皮下部分、肉質部分毎に分取する方
法である。この方法は竹の幹の部分によって有用成分が
異なるといわれていることを前提として、この有用成分
を別けて取得するようにした方法であり、目的はあくま
でも竹の有する有効な成分の取得に限定され、これ以外
の用途に用いることは粉体の性質からして事実上不可能
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の有用成分
の取得の外、用途を大幅に拡大できる竹素材を提供する
こと、及びこの竹素材を得る方法、更にはこの方法を実
施するための装置およびこの竹素材を用いた成形品を提
供することを目的とする。

【０００８】上記目的達成のため、本発明は微粉と、一
定の長さに剪断された竹繊維の混合物（以下「繊維含有
微粉体」と称する）である竹素材と、ロール等の圧縮手
段に対して竹材を１回以上通過させることにより竹材を
圧壊して前記竹素材を得る方法と、この竹素材を得るた
めの装置と、この竹素材を用いて、特に廃棄後に公害を
生じない成形品に関するものであることを特徴とする。

【０００９】

【作用】アルコール等の溶媒や水に入れられた竹素材は
含有する有用成分がこれら溶媒等に溶出する。また繊維
部分が適度の弾力性を有し、かつ素材全体には空間部が
多数形成されるため緩衝材として用いられれば衝撃を吸
収し、また断熱材として用いられれば空間部に含まれる
空気が高い断熱効果を発揮する。

【００１０】また一回以上ロールで竹を圧壊することよ
り竹材は繊維含有微粉体となり、かつ装置にふるい（篩
）等の分離手段を設けておけば、繊維部分と粉体部分を
別けることも可能である。

【００１１】

【発明の構成】以下図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。

【００１２】先ず実施例の説明を行うのに先立って加工
対象である竹材についてその組成を考察する。

【００１３】図３は竹の幹の断面を示す。この竹は真竹
等幹の径の小さい小型の竹を示すが、孟宗竹等幹の径の
大きい大型の竹では中空部分が大きく、肉の部分の厚み
は相対的に薄くなる。

【００１４】符号５０は表皮部分であって強度の大きい
繊維材から成り、油脂成分を含みかつ伐採からあまり時
間の経過していないものは大量の葉緑素を含む。矢印５
１は肉質部を示し、この肉質部５１は柔細胞５２と、こ
の柔細胞５２を挿通する繊維状部分である維管束部５３
とからなっている。柔細胞５２の部分は比較的強度が低
く、この柔細胞部分の強度を保持するように維管束部５
３が挿通位置しており、柔細胞部分をコンクリートに例
えれば維管束部分は物理的にはコンクリートの強度を補
強する鉄筋としての役目を果たしている。以上に示す竹
の構造を前提として以下本発明の実施例を示す。

【００１５】

【実施例１】図１ないし図４において、加工対象である
竹は全て枝部分を取り払い幹のみとしたものを幹の長手
方向に向かって複数枚に割っておく。因ににこの作業は
周知の如く竹の繊維方向と一致するため極めて容易であ
る。このようにして割ったものを以下「竹材」と称する
ことにする。なおこの竹材１は伐採後１〜１．５か月経
過した竹材、例えば入手の容易な孟宗竹を用いる。

【００１６】図１において竹材１を、配置間隔を約２ｍ
ｍとしたゴム製のロール２ａ、２ｂに挿入した。これに
より竹材１は圧壊されるとともに、長さ１０数ｃｍに剪
断された多数の繊維状物質と微粉部分に変形された。次
にロール間隔を約１ｍｍにしてこれら圧壊された材料を
再度ロール２ａ、２ｂに通過させると前記繊維状物質は
より細くなり、かつその長さも数ｃｍから数ｍｍ程度と
短くなった。このようにしてロールを３〜４回通過させ
ると繊維部分は長さ５ｍｍ〜１ｍｍ、直径がミクロン単
位の大きさとなり、全体としては前記微粉とこのような
微細な繊維が混合した繊維含有微粉体を得ることができ
た。図４はこの繊維含有微粉体を示し、符号３は微細繊
維を、符号４は微粉末をそれぞれ示す。

【００１７】次に図２は繊維部分の剪断状態を示す。

【００１８】先ず最初の圧壊により竹材の繊維部分は各
繊維が一束にまとまった繊維束として分離圧壊されるた
め上述の繊維状物の直径も比較的大きいもである。然し
ロール通過回数が増えるに従って繊維束を形成する繊維
も個々に分離され、極めて細い個々の繊維となる。

【００１９】繊維３に対してはロール２ａ、２ｂにより
押圧力Ｐ１１　及びＰ１２　加わり維管束を始めとする
繊維束を個々の繊維に分離するように作用する。またこ
の押圧力Ｐ１１　及びＰ１２　はその力が集中する部分
を中心としてロールの変形等も手伝って左右に逃げるよ
うな力Ｐ２、Ｐ３としても作用する。この場合ロールの
回転ＲによりＰ２＞Ｐ３となるが、何れにしても繊維３
に対しては左右に引っ張られる力として作用し、繊維３
は引き千切られるように剪断される。この結果図６の如
く各微小繊維３の両端３ａ、３ｂは不規則な形状となる
。このため各繊維が相互に引っ掛かったり絡み合ったり
し易くなり、繊維含有微粉体全体としてはこの絡み合っ
た繊維により微小空間が多く形成されて全体がふっくら
した風合いを有すると共に多数の微小空間によって高い
断熱性を得ることができる。因にこのような性状は前述
の従来方法による竹粉末では全く期待できない。

【００２０】

【実施例２】この実施例では伐採後数年を経た古い乾燥
した竹材（例えば孟宗竹）を得る。

【００２１】最初のロール通過により竹材は圧壊された
が、新しい竹材の場合に比較して繊維部分はあまり分離
せず、竹材全体がチップ状に破砕される。この破砕片を
更に２度ロールで圧砕することにより図５に示すような
素材を得ることができる。図中符号５はフレーク状に粉
砕された粉砕片（以下「フレーク片」と称する）、３は
実施例１の場合と同様の微小繊維、４は微粉末である。 前記実施例１の場合に比較して生成された粉体物中、実
施例１には殆ど見られなかったフレーク片５が約半分を
占め、残りが微小繊維３および微粉末４という構成にな
っている。これは次のような理由によるものと考えれる
。

【００２２】先ず図７（Ａ）及び（Ｂ）はフレーク片５
の詳細を示すが、フレーク片５を詳細に観察すると、繊
維部分６と、前記肉質部５１に対応する肉質細胞部７と
が一体化した状態でそれぞれが破片となっていることが
確認できた。これは時間の経過により竹材全体が固化し
、繊維質部分と肉質部分との物理的強度の差が少なくな
り繊維質部分が所謂鉄筋の役目を果たさなくなったこと
、及び固化によってこれら肉質部分と繊維部分とが一体
化するようになったためと考えられる。従って目的物で
ある繊維含有微粉体における微小繊維の含有率も新しい
竹材に比較して当然低下している。

【００２３】

【実験】実施例１で得た繊維含有微粉体と、この繊維含
有微粉体と体積比でほぼ等量の澱粉質の糊（「ヤマトノ
リ」商品名）を混練して成形したところ板状、棒状の素
材が容易に成形でき、この成形品を２日間室温下に放置
し乾燥固化させた。この成形品のうちほぼ鉛筆と同じ径
および長さに成形した棒状物を、鉛筆で字を書く場合と
同じように用いて強度を試験したところ折れる心配もな
くかなり高い強度示した。これは糊の固化により、相互
に絡み合った繊維部分が固定化され全体の補強材として
の役目を果たしているためと思われる。

【００２４】

【実施例３】より具体的な成形品の一例を図９および図
１０に示す。

【００２５】先ず図９の構成は植物の肥料として用いる
成形品を示す。

【００２６】符号３５は本発明の繊維含有微粉体により
成形された肥料棒である。この肥料棒３５は繊維含有微
粉体と前記澱粉質の糊とを体積比でほぼ等量で混練し、
さらにこの混練物に対して肥料（例えば窒素系肥料）を
添加し、成形後乾燥固化させたものである。この肥料棒
３５の複数本を対象植物Ｐの周囲の地中に差し込む。肥
料棒３５は地中の水分や、雨や水やり等で補給される水
分により前記澱粉質の糊が軟化しかつ腐食分解すること
により添加されている肥料分も徐々に地中に溶出し植物
Ｐに吸収される。またこの成形物の骨材としての機能を
有する繊維含有微粉体も時間の経過と共に地中のバクテ
リア等により分解され肥料として利用される。従って肥
料棒３５は最終的には全てが分解利用され跡形が全くな
くなってしまう。

【００２７】次に図１０は容器として利用した場合を示
す。図の構成は鶏卵Ｅを収納する容器として成形したも
のを示す。この容器も繊維含有微粉体と澱粉質の糊を混
練しかつ所定の形状に成形した後乾燥固化することこと
により形成される。

【００２８】通常この卵容器３６の如く一回限りの使用
で廃棄されてしまう容器が多数あるが、これらの容器の
殆どがプラスチック成形物となっており、焼却の際には
高温を発して焼却炉を傷めたり、有害廃棄物を排出した
りする。また埋め立て等のでは長期間に渡って変質せず
に地中に残留する等、廃棄後の取扱が大きな社会問題と
なっている。

【００２９】これに対して図示の如き容器を用いれば使
用済後に地中に廃棄すれば時間の経過と共に地中で分解
され跡形も無くなってしまう。また焼却も容易であり、
かつ炉を傷めるような高温燃焼もせず、また有害物の排
出もない。

【００３０】なお、図９の構成も含めてこれら成形物に
用いる糊等のバインダーは植物質、動物質等の自然物を
原料としたものを用れば、地中で分解しかつ焼却も安全
かつ容易である。バイダーとしては例えば前記澱粉質の
糊の外に、ふ（麩）糊等の植物系のもの、またはにかわ
（膠）等の動物性ものものが考えられる。

【００３１】繊維含有微粉体の用途としては以上具体的
に説明したものの外にも次のような用途が考えられる。 （１）主として物理的特性を利用したもの。 （ａ）緩衝材 繊維含有微粉体の繊維が相互に絡み全体としては綿状に
なっているため、例えば陶器や、リンゴ等の傷付き易い
果物等を輸送する際の緩衝材として用いる。 （ｂ）断熱材 繊維含有微粉体には微小な空間部が無数に形成されるた
め断熱効果は非常に高い。 （２）竹の含有する有用物の利用 繊維含有微粉体を紙袋等に入れて所謂ティーバック状に
して、有用成分を湯等に溶出させて飲用する。 （３）その他 （ａ）土壌改良材 土壌と繊維含有微粉体とを混合することにより通気性、
通水性、保水性に富む土壌が得られる。またこの繊維含
有微粉体が分解することにより土壌に養分を供給するこ
とになる。 （ｂ）家畜の飼料 牛や豚等の家畜飼料として利用する。

【００３２】

【実施例４】次に図８を用いて繊維含有微粉体の製造装
置の一例を示す。

【００３３】矢印１０はロール１０ａ、１０ｂから成る
第１ロール、１１は第１ロール１０の下部に配置した第
１ホッパ、１２はこの第１ホッパ１１の下部に配置され
かつロール１２ａ、１２ｂから成る第２ロールである。 １３は第２ロールの下部に配置された第２ホッパであり
、この第２ホッパにはふるい目１４ａが形成されたふる
い部材１４が連接されている。１５は第２ホッパ１３に
接続する振動発生装置であり第２ホッパ１３およびふる
い部材１４を振動させるようなっている。なおこの振動
発生装置１５はふるい部材１４に直接接続するようにし
てもよい。また振動発生装置としては回転体に対して偏
心して錘を取り付け、その回転体を回転させることによ
り振動を発生させるもの、電磁的に振動を発生するもの
など何れの構成であってもよくその構成は問わない。

【００３４】１６はふるい部材１４のふるい目１４ａを
開閉するシャッタであり、１７はエアシリンダ等このシ
ャッタ１６を開閉する駆動装置、１８はこのふるい部材
１４の下部に配置した第３ホッパである。

【００３５】１９は前記ふるい部材１４に対してゴムベ
ローズ等からなる緩衝材２０を介して接続する粉体通路
であり、この粉体通路１９は通路１９ａおよび１９ｂに
分岐し、この分岐部には粉体の通路を切り換える切替ダ
ンパ２１が設置されている。このうち流路１９ｂの出口
には第４ホッパ２３を介してロール２２ａ、２２ｂから
なる第３ロール２２が配置されている。なお、図示の構
成では装置全体でロールは３段に配置されているが、第
３ロール２２以降にも更にロールを配置することにより
ロール構成を４段以上とすることはもとより可能である
。

【００３６】一方符号２４は送風機、２５は加熱機、２
６ａ、２６ｂは送風ダクトであり、このうち送風ダクト
２６ａは前記第１ホッパ１１内に、送風ダクト２６ｂは
第２ホッパ１３にれぞれ開口している。なお２７ａおよ
び２７ｂは各送風ダクト２６ａ、２６ｂに配置された風
量調節用のダンパである。

【００３７】次にこの装置の作動を伐採後余り時間の経
過していない新しい竹材を処理する場合を例に説明する
。

【００３８】先ず竹材１は第１ロール１０に挿入され、
このロールにおいて第１次の圧砕が行われる。この際竹
材１からはある程度水分が滲み出るため、前記送風機２
４および加熱機２５により第１ホッパ１１内に温風を吹
き込み水分を蒸発させるようにする。この際ダク２６ａ
の吹き出し口は小さくして温風を分散させるなどの方法
により第１ホッパ１１内で第１段の圧壊作用を受けた中
間処理物が風で吹上げられないようにしておくことが望
ましい。第１ホッパ１１を出た中間処理物はさらに第２
ロール１２において圧壊され、より微細な繊維部分と微
粉部分が生成され、第２ホッパ１３に到る。この際、繊
維部分と粉体部分を分離するのであればふるい部材１４
を作動させる。即ちシャッタ１６を引き戻しておき、か
つ振動発生装置１５によりふるい部材１４を振動させる
。これにより中間処理物のうち微粉はふるい目１４ａを
経て第３ホッパ１８に落下し容器３０内に溜めれる。 一方微粉と分離された繊維質部分は粉体通路１９に到る
。この場合繊維質部分の長さや径が予め予定されている
大きさとなっているならば切替ダンパ２１により通路１
９ａ側を開として容器３１に落下させる。

【００３９】一方繊維をより微小にする必要があるば場
合には切替ダンパ２１を逆に作動させて通路１９ｂ側を
開とし、処理物を第３ロール２２に導いて更に処理し、
かつ処理物は容器３２に落下させる。なお第３ロール以
降に１以上のロールを更に設置して処理をより徹底して
行うようにしてもよい。また前記シャッタ１６を閉とし
ておけば、繊維部分及び粉体部分を分離せず両者をさら
に処理することになる。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る繊維含有微粉体たる竹素材
は微粉と、一定の長さに剪断された竹繊維の混合物であ
るため、その性質を利用して断熱材、緩衝材、土壌改良
材、動物の飼料等等幅広い用途に利用することができる
。

【００４１】また原材料である竹の種類は問わないので
例えば従来は廃棄されていた間伐材等も殆ど全て有効利
用でき、極めて経済的である。

【００４２】更に、前記繊維含有微粉体はロール装置を
用いて比較的容易に生産することが可能であるため、大
規模な施設を必要とせず、場合によっては原材料の生産
地でも実施可能である。

【００４３】更にまた、竹材そのものは中空部を有する
ため、体積当たりの輸送効率が低いものであったが、本
発明の竹素材は繊維含有微粉体でありかつ変形自由であ
るため、どのような容器にも充填可能であって輸送効率
も大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】竹材の加工を概念的に示すロールの側面図であ
る。

【図２】竹の繊維の剪断状態を示す図である。

【図３】竹の幹の断面図である。

【図４】新しい竹を用いて製造した繊維含有微粉体の拡
大図である。

【図５】古い竹を用いて製造した繊維含有微粉体の拡大
図である。

【図６】微小繊維の拡大側面図である。

【図７】（Ａ）はフレーク片の拡大平面図、（Ｂ）は同
図（Ａ）におけるＡ−Ａ線による断面図である。

【図８】竹素材加工装置の側面図である。

【図９】竹素材成形品の一具体例である肥料棒の使用状
態を示す図である。

【図１０】竹素材成形品の他の例を示す卵容器の斜視部
分図である。

【符号の説明】

１　　竹材 ２ａ、２ｂ　　ロール ３　　微小繊維 ４　　微粉末 ５　　フレーク片 １０　　第１ロール １１　　第１ホッパ １２　　第２ロール １３　　第２ホッパ １４　　ふるい部材 １５　　振動発生装置 １６　　シャッタ １７　　シャッタ駆動装置 １８　　第３ホッパ １９、１９ａ、１９ｂ　　粉体通路 ２２　　第３ロール ２３　　第４ホッパ ２４　　送風機 ２５　　加熱器 ２６ａ、２６ｂ　　送風ダクト ３５　　肥料棒 ３６　　卵容器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロール等の押圧手段に対して竹を１回
   以上通過させることによりこの竹を圧壊し、繊維部分と
   微粉部分とからなる繊維含有微粉体に加工することを特
   徴とする竹の加工方法。
2. 【請求項２】　　竹材の移動経路に沿って複数のロール
   が配置され、かつこの移動経路の途中には処理された竹
   材の繊維部分と微粉部分とを分離する手段が配置される
   ことにより、前記繊維含有微粉体を得る外、この分離手
   段を用いて繊維部分と微粉部分とを分離して得ることも
   可能に構成されたことを特徴とする竹加工装置。
3. 【請求項３】　　前記竹材の移動経路に対して乾燥用の
   温風を供給する手段を配置したことを特徴とする請求項
   ３記載の竹加工装置。
4. 【請求項４】　　前記繊維含有微粉体は、押圧時に圧壊
   剪断された多数の微小繊維と、主として肉質部の圧壊に
   より生じる微粉末とからなり、かつこれら微小繊維の絡
   み合いにより多数の微小空間を有する綿状物に加工され
   ていることを特徴とする竹素材。
5. 【請求項５】　　繊維含有微粉体に対して植物性若しく
   は動物性の糊状物をバインダーとして添加しかつ混練し
   たものを所定の形状に成形後、乾燥固化することにより
   得られる繊維含有微粉体成形品。