(57)【要約】【課題】優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができるバイオマス成形体の製造方法を提供する。【解決手段】バイオマス成形体の製造方法は、糖類を含む植物の粉砕物又は単板と、多価カルボン酸と、を混合して混合物を得る工程と、前記混合物を圧搾して、圧搾物と、搾汁と、を得る工程と、前記圧搾物を加熱及び加圧して成形する工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖類を含む植物の粉砕物又は単板と、多価カルボン酸と、を混合して混合物を得る工程と、
前記混合物を圧搾して、圧搾物と、搾汁と、を得る工程と、
前記圧搾物を加熱及び加圧して成形する工程と、を含む、
バイオマス成形体の製造方法。
【請求項２】
前記搾汁を加熱処理して得られた中間生成物を前記圧搾物に添加する工程と、を更に含む、
請求項１に記載のバイオマス成形体の製造方法。
【請求項３】
前記混合物に硫酸アンモニウム及び塩化アンモニウムの少なくともいずれかを添加する工程を更に含む、
請求項１又は２に記載のバイオマス成形体の製造方法。
【請求項４】
前記圧搾物を乾燥する工程を更に含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオマス成形体の製造方法。
【請求項５】
前記植物が、ヤシである、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイオマス成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にバイオマス成形体の製造方法に関し、より詳細には植物の粉砕物等を用いたバイオマス成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、サトウキビの搾りかすであるバガスを成形したバガス成形体を開示する。このバガス成形体は、バガスに、多価カルボン酸等を付着させ、この付着物が付着したバガスを加熱加圧成形することにより得られる。このとき、バガスに、多価カルボン酸等を水に溶解させた水溶液を付着させ、この混合物を加熱加圧成形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１９０７７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、バガスに多価カルボン酸等を付着させる方法として、次のような付着方法を開示する。すなわち、水溶液をスプレー等でバガスに向けて散布して付着させる方法である。また、バガスを水溶液中に浸漬することにより付着させる方法である。また、ロール又は刷毛等で塗布して付着させる方法である。また、多価カルボン酸の粉体を直接バガスに散布して付着させる方法である。
【０００５】
しかしながら、いずれの付着方法を採用しても、製造されたバガス成形体の耐水性及び強度には改良の余地がある。さらにサトウキビ以外の資源作物についても適用可能なバイオマス成形体の製造方法が求められている。
【０００６】
本開示の目的は、優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができるバイオマス成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係るバイオマス成形体の製造方法は、糖類を含む植物の粉砕物又は単板と、多価カルボン酸と、を混合して混合物を得る工程と、前記混合物を圧搾して、圧搾物と、搾汁と、を得る工程と、前記圧搾物を加熱及び加圧して成形する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係るバイオマス成形体の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．概要
図１に本実施形態に係るバイオマス成形体の製造方法のフローチャートを示す。バイオマス成形体の製造方法は、混合工程Ｓ１と、圧搾工程Ｓ２と、熱圧工程Ｓ３と、を含む。      
【００１１】
混合工程Ｓ１は、母材（糖類を含む植物の粉砕物又は単板）と、多価カルボン酸と、を混合して混合物を得る工程である。圧搾工程Ｓ２は、上記の混合物を圧搾して、圧搾物と、搾汁と、を得る工程である。熱圧工程Ｓ３は、上記の圧搾物を加熱及び加圧して成形する工程である。熱圧工程Ｓ３を経た後、バイオマス成形体が得られる。
【００１２】
本実施形態では、混合工程Ｓ１から圧搾工程Ｓ２へと移行する。すなわち、まず母材と多価カルボン酸とを混合して混合物を得、その後、この混合物を圧搾するようにしている。一方、本実施形態ではないが、先に母材のみを圧搾して母材圧搾物を得、その後、この母材圧搾物に多価カルボン酸を添加することも想定される（以下「後添加」という場合がある）。
【００１３】
ここで、本実施形態と後添加の場合とを対比すると、本実施形態の方が、以下の点で有利である。すなわち、本実施形態の方が、後添加の場合に比べて、多価カルボン酸が圧搾物の内部に浸透しやすい。その理由の１つは、本実施形態では、圧搾工程Ｓ２において、母材への圧力を解放するときに多価カルボン酸が浸透していくからであると考えられる。すなわち、母材に加えていた圧力を解放する際に、多価カルボン酸が母材に浸透する推進力が得られると考えられる。これに対して、後添加の場合には、多価カルボン酸は、母材の圧縮の後に添加されることにより、圧力を解放する際の影響を受けない。そのため、後添加の場合には、多価カルボン酸は、母材圧縮物の内部に浸透する推進力が得られない。
【００１４】
このように、本実施形態では、圧搾工程Ｓ２において、多価カルボン酸が圧搾物の内部に浸透することで、後の熱圧工程Ｓ３において、圧搾物の表層だけでなく内部においても、糖類と多価カルボン酸との硬化反応が進行し得る。
【００１５】
したがって、本実施形態によれば、優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができる。さらにバイオマス成形体は、良好な寸法安定性も有し得る。
【００１６】
２．詳細
（１）実施形態１
母材には、糖類を含む植物の粉砕物と、糖類を含む植物の単板とが含まれる。本実施形態では、母材が、糖類を含む植物の粉砕物である場合について説明する。母材が、糖類を含む植物の単板である場合については、実施形態２で説明する。
【００１７】
図１に本実施形態に係るバイオマス成形体の製造方法のフローチャートを示す。バイオマス成形体の製造方法は、混合工程Ｓ１と、圧搾工程Ｓ２と、熱圧工程Ｓ３と、を含む。混合工程Ｓ１、圧搾工程Ｓ２、及び熱圧工程Ｓ３は、必須の工程である。好ましくは、バイオマス成形体の製造方法は、中間生成物添加工程Ｓ４、アンモニウム塩添加工程Ｓ５及び乾燥工程Ｓ６からなる群より選ばれた１種以上の工程を更に含む。中間生成物添加工程Ｓ４、アンモニウム塩添加工程Ｓ５、及び乾燥工程Ｓ６は、任意の工程である。
【００１８】
以下では、まず必須の工程について説明し、その後、任意の工程について説明する。任意の工程については、説明の都合上、アンモニウム塩添加工程Ｓ５、乾燥工程Ｓ６、及び中間生成物添加工程Ｓ４の順に説明する。
【００１９】
（混合工程）
混合工程Ｓ１は、母材（糖類を含む植物の粉砕物）と、多価カルボン酸と、を混合して混合物を得る工程である。
【００２０】
植物は、木本（いわゆる木）と草本（いわゆる草）とに大別されるが、木本でもよく、草本でもよい。植物は、ヤシ（椰子）が好ましく、ヤシの中でもアブラヤシ及びココヤシが好ましい。ヤシは、他の植物に比べて糖類を比較的多く含むためである。
【００２１】
ところで、東南アジアではパーム油産業が盛んであるが、ヤシは２０〜３０年で実の付きが悪くなるため、このような古木をいかに処理するかが問題となっている。それというのも、温室効果ガスの放出を防ぐなどという目的で古木の焼却処分が禁止されており、それに加えてヤシは含水率が高いため、木材としての再利用が難しいからである。このようなことから、伐採されたヤシの古木などを有効利用することが望まれており、バイオマス成形体の原料として容易に入手することができる。このように、本実施形態において、植物がヤシであれば、ヤシの古木などを有効利用することができる。
【００２２】
植物の粉砕物（例えばヤシ粉砕物及びバガスなど）は、植物の幹等を適宜の粉砕機で粉砕して得ることができる。得られた植物の粉砕物には水分が残っていることが好ましいが、乾燥状態でもよい。
【００２３】
植物の粉砕物の含水率は、特に限定されないが、例えば５０％以上５００％以下の範囲内である。本明細書において「含水率」は、下記の計算式から算出される。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
植物の粉砕物に含まれる糖類は、単糖、二糖及び多糖（オリゴ糖を含む）である。二糖及び多糖は、複数の単糖がグリコシド結合して構成されている。
【００２６】
単糖として、例えば、フルクトース、リボース、アラビノース、ラムノース、キシルロース及びデオキシリボースが挙げられる。
【００２７】
二糖として、例えば、スクロース、マルトース、トレハロース、ツラノース、ラクツロース、マルツロース、パラチノース、ゲンチオビウロース、メリビウロース、ガラクトスクロース、ルチヌロース及びプランテオビオースが挙げられる。
【００２８】
多糖として、例えば、デンプン、アガロース、アルギン酸、グルコマンナン、イヌリン、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、グリコーゲン及びセルロースが挙げられる。オリゴ糖として、例えば、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、マンナンオリゴ糖及びスタキオースが挙げられる。
【００２９】
糖類は、植物の粉砕物に１種のみ含有されていても２種以上含有されていてもよい。
【００３０】
多価カルボン酸は、複数のカルボキシ基を有する化合物であれば、特に限定されない。母材と混合させる際に、多価カルボン酸は、粉末の状態であってもよいし、水溶液の状態であってもよい。水溶液の状態である場合には、多価カルボン酸水溶液の濃度は、特に限定されないが、例えば２０質量％以上５０質量％以下の範囲内である。
【００３１】
多価カルボン酸として、例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、セバシン酸、イタコン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸（１，５−ペンタン二酸）、グルタコン酸及びペンテン二酸が挙げられる。多価カルボン酸として、酸無水物も使用できる。
【００３２】
上記に列挙した多価カルボン酸のうち、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、セバシン酸、及びイタコン酸は、植物を原料として製造されているため、特に好ましい。このように植物を原料としている場合、化石資源の使用が抑制されるため、環境へ負担をかけずにバイオマス成形体を得ることができる。なお、多価カルボン酸は、ポリカルボン酸と同義である。
【００３３】
多価カルボン酸の含有量は、乾燥物（後述）の全体の質量に対して、好ましくは０．３質量％以上５質量％以下、より好ましくは２．７質量％以上５質量％以下の範囲内である。ここで、乾燥物とは、乾燥工程Ｓ６（後述）の後に得られる乾燥物と同義である。これにより、バイオマス成形体の、酸による強度低下を抑制したり、酸の溶出による環境悪化を抑制したりすることができる。
【００３４】
なお、多価カルボン酸の含有量は、乾燥工程Ｓ６の後に得られる乾燥物を基準としているが、混合工程Ｓ１において母材に供給すべき多価カルボン酸の量は、例えば、次のようにして求めることが可能である。試験的に、まず混合工程Ｓ１において、既知量の母材に、既知量の多価カルボン酸を供給し、混合して混合物を得、その後、圧搾工程Ｓ２及び乾燥工程Ｓ６を経て、乾燥物を得る（図１参照）。そして乾燥物中の多価カルボン酸の含有量を測定する。これにより、混合工程Ｓ１において、どの程度の量の多価カルボン酸を供給すれば、上記の好ましい含有量となるか、目安が立てられる。このように、一旦、目安が立てば、極端に製造条件を変えない限り、その後は、必ずしも乾燥工程Ｓ６を経なくてもよくなる。
【００３５】
（圧搾工程）
圧搾工程Ｓ２は、混合物を圧搾して、圧搾物と、搾汁と、を得る工程である。圧搾物は、母材の搾りかす（残渣）である。圧搾工程Ｓ２において、多価カルボン酸が母材の内部に押し込まれる。これにより、圧搾物の表層に多価カルボン酸が付着するのみならず、圧搾物の内部にも多価カルボン酸が浸透して付着し得る。なお、混合物の圧搾には、加圧プレス及び加圧ロール等の適宜の圧搾機が使用される。
【００３６】
圧搾物には水分が残っていてもよい。圧搾物の含水率は、特に限定されないが、例えば２０％以上２００％以下の範囲内である。
【００３７】
一方、搾汁には、水溶性の糖類と、多価カルボン酸とが溶解している可能性が高い。そのため、この搾汁を中間生成物（後述）の合成に利用することが可能である。
【００３８】
概要の項でも説明したとおり、本実施形態の方が、後添加の場合に比べて、多価カルボン酸が圧搾物の内部に浸透しやすい。そのメカニズムについて、より詳細に説明すると、以下のとおりであると推定される。
【００３９】
すなわち、母材に含まれる水分は、細胞内に多く蓄積されているため、多価カルボン酸の浸透性は低い。そのため、混合工程Ｓ１において、圧搾前の母材と多価カルボン酸とを混合すると、母材に含まれる水分のうち表面部分の水分には、多価カルボン酸は溶け込みやすいが、母材の中央部分の水分には、多価カルボン酸は溶け込みにくい。このような状態で、圧搾工程Ｓ２において、母材を加圧すると、母材は圧縮され、母材の中央部分の細胞内の水分が、細胞外に出て、表面部分に移動して、表面部分に存在していた多価カルボン酸の濃度が高い水分と混合される。その後、母材への圧力を解放すると、圧縮されていた母材は膨張する。このときに多価カルボン酸が溶け込んだ表面部分の水分を、母材の中央部分に吸引しながら、母材が膨張するため、多価カルボン酸が母材の内部に浸透しやすくなる。このことは、母材に供給される多価カルボン酸が、粉末の状態であっても水溶液の状態であっても同様である。
【００４０】
（熱圧工程）
熱圧工程Ｓ３は、圧搾物を加熱及び加圧して成形する工程である。言い換えると、熱圧工程Ｓ３では、圧搾物をマット状にして、熱盤で熱圧締する。熱圧工程Ｓ３では、例えば、上下の熱板（熱盤）を有するプレス機が用いられる。なお、本実施形態では、圧搾物は粉体状となり得る。この場合、粉体状の圧搾物を適当な型に入れて熱圧成形を行うようにしてもよい。得ようとするバイオマス成形体の形状は、板状などの単純な形状でもよいし、板状以外の複雑な形状でもよい。
【００４１】
成形温度は、特に限定されないが、例えば１４０℃以上２３０℃以下の範囲内である。成形圧力も、特に限定されないが、例えば０．５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下の範囲内である。成形時間も、特に限定されないが、例えば１０秒以上５分以下、好ましくは１０秒以上１分以下の範囲内である。
【００４２】
ここで、圧搾物の硬化反応について説明する。圧搾物は、加熱処理されると２段階の反応を経て完全に硬化する。すなわち、加熱処理により第１段階の反応（以下「予備反応」という場合がある）が進行して完了し、更なる加熱処理により第２段階の反応が進行して完了する。圧搾物は、第２段階の反応の完了により硬化物となる。第１段階の反応及び第２段階の反応では、圧搾物の温度は上昇するが、第１段階の反応と第２段階の反応との間では、圧搾物の温度は上昇せず、その温度が一定時間維持される。第２段階の反応に近づくにつれて、圧搾物は熱硬化性を有するようになる。
【００４３】
圧搾物は、第１段階の反応を経て半硬化物となり、この半硬化物が第２段階の反応の完了により硬化物（バイオマス成形体）となる。半硬化物は、硬化反応の中間段階（Ｂステージ）にある物質である。硬化物は、硬化反応の終了段階にある物質である。換言すれば、硬化物は、完全に硬化した状態にある物質である。
【００４４】
予備反応のための加熱処理により、植物の粉砕物に含まれる糖類が加水分解し、加水分解生成物が生成される。さらに加水分解生成物は、脱水縮合して糖変性物の反応生成物が生成される。このとき発生する縮合水は適宜の方法で除去される。
【００４５】
例えば、糖類がスクロースの場合、以下のように硬化反応が進行すると推測される。まず、スクロースが加水分解してグルコースとフルクトースとが生成される。次にフルクトースの脱水反応により、フルフラール（具体的には５−（ヒドロキシメチル）フルフラール）が生成される。糖変性物であるフルフラールは、更なる加熱処理により熱硬化性樹脂であるフラン樹脂となり、多価カルボン酸の存在下で硬化する。一方、グルコースは、脱水縮合反応により糖エステルポリマーとなって硬化する。
【００４６】
加圧する段階は特に限定されない。例えば、加圧は、第１段階の開始から第２段階の終了まで行ってもよいし、第１段階では行わずに第２段階の開始から第２段階の終了まで行ってもよい。
【００４７】
本実施形態では、多価カルボン酸が圧搾物の内部に浸透しているので、圧搾物の表層だけでなく内部においても、糖類と多価カルボン酸との硬化反応が進行し得る。したがって、優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができる。さらにバイオマス成形体は、良好な寸法安定性も有し得る。このようなバイオマス成形体は、特に限定されないが、パーティクルボードなどとして、例えば、家具、キャビネット、建築下地（床、壁、野地）、及び造作部材などに広く使用することができる。
【００４８】
（アンモニウム塩添加工程）
アンモニウム塩添加工程Ｓ５は、混合物にアンモニウム塩を添加する工程である。アンモニウム塩添加工程Ｓ５は、混合工程Ｓ１と同時の工程でもよいし、混合工程Ｓ１よりも後の工程でもよい。これは、母材、多価カルボン酸、及びアンモニウム塩の混合順序を問わないという趣旨である。ただし、アンモニウム塩添加工程Ｓ５は、圧搾工程Ｓ２よりも前の工程である。
【００４９】
本実施形態のアンモニウム塩は、特に断らない限り、硫酸アンモニウム及び塩化アンモニウムの少なくともいずれかである。混合物には、アンモニウム塩を添加することが好ましい。これにより、混合物には、母材、多価カルボン酸、及びアンモニウム塩が含まれることになる。この混合物を圧搾すると、多価カルボン酸と同様に、アンモニウム塩も圧搾物の内部に浸透しやすくなる。アンモニウム塩は、糖類の硬化反応の触媒として機能する。すなわち、アンモニウム塩が圧搾物の内部に浸透することで、圧搾物の表層だけでなく内部においても、糖類と多価カルボン酸との硬化反応が進行し得る。したがって、バイオマス成形体に更に優れた耐水性を付与することができる。なお、アンモニウム塩は比較的酸性の弱い塩であるため、バイオマス成形体に残留していても、バイオマス成形体の強度は維持される。
【００５０】
アンモニウム塩の添加は、エステル化反応の時間短縮にも有利である。すなわち、通常、植物の粉砕物中のヒドロキシ基と、多価カルボン酸とのエステル化反応は、比較的ゆっくりと時間をかけて進行する。そこで、触媒としてアンモニウム塩を混合物に添加しておくことにより、上記のエステル化反応の時間を短縮化することができる。
【００５１】
アンモニウム塩の含有量は、乾燥物（後述）の全体の質量に対して、好ましくは０．３質量％以上５質量％以下の範囲内である。ここで、乾燥物とは、乾燥工程Ｓ６（後述）の後に得られる乾燥物と同義である。これにより、バイオマス成形体の耐水性を更に向上させることができる。しかもエステル化反応の時間をより短縮化し得る。なお、混合工程Ｓ１において混合物に添加すべきアンモニウム塩の量は、上述の多価カルボン酸の場合に準じて求めることが可能である。
【００５２】
（乾燥工程）
乾燥工程Ｓ６は、圧搾物を乾燥する工程である。具体的には、圧搾物を８０℃以上１５０℃以下の範囲内で乾燥させることによって、乾燥物を得ることができる。このように圧搾物を乾燥させることによって、圧搾物中の水分を蒸発させて除去することができる。水分が除去されることで、後の熱圧工程Ｓ３に要する時間を短縮化し得る。したがって、バイオマス成形体の生産性を向上させることができる。
【００５３】
乾燥工程Ｓ６は、主として圧搾物中の水分を除去することを目的としており、予備反応を完了させることまでは目的としていないが、好ましくは乾燥後に予備反応を完了させる。この際、加熱するだけでよく、加圧は特に不要である。このように、乾燥物を予備反応させておくことで、後の熱圧工程Ｓ３に要する時間を更に短縮化し得る。したがって、バイオマス成形体の生産性を更に向上させることができる。
【００５４】
（中間生成物添加工程）
中間生成物添加工程Ｓ４は、搾汁を加熱処理して得られた中間生成物を圧搾物に添加する工程である。ここで、中間生成物は、硬化反応の中間段階にある物質である。中間生成物は、いわば予備反応後の圧搾物に似ている。中間生成物は、圧搾工程Ｓ２で得られた搾汁を加熱処理して予備反応させることにより合成することができる。搾汁には多価カルボン酸が含まれている可能性が高いが、必要に応じて多価カルボン酸を追加した後に予備反応させて中間生成物を合成するようにしてもよい。中間生成物は、予備反応のための加熱処理により水分などが蒸発して固形物となり得る。この固形物をそのまま圧搾物に添加してもよいが、好ましくは固形物を粉砕して粉体としたり、この粉体を水等の溶媒に溶解して水溶液としたりする。これにより、中間生成物を圧搾物に均一に添加しやすくなる。
【００５５】
中間生成物の添加量は、好ましくは、圧搾物１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下の範囲内である。
【００５６】
圧搾物が中間生成物を更に含有することで、優れた耐水性及び強度をバイオマス成形体に付与することができる。なお、中間生成物は、上述のように乾燥工程Ｓ６の前の圧搾物に添加してもよいが、乾燥工程Ｓ６の後の乾燥物に添加してもよい。このときの乾燥物は、予備反応が完了していなくても完了していてもよい。
【００５７】
（２）実施形態２
本実施形態では、母材が、糖類を含む植物の単板である場合について説明する。糖類を含む植物の粉砕物の代わりに、糖類を含む植物の単板を用いる以外は、実施形態１と共通するので、共通する事項については説明を省略する。
【００５８】
植物の単板は、植物の原木を切削機械により切削して得ることができる。切削機械として、例えば、ロータリーレース及びスライサーが挙げられる。単板の厚さは、特に限定されないが、例えば２ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲内である。
【００５９】
（混合工程）
混合物は、次のようにして得ることができる。すなわち、多価カルボン酸水溶液をスプレー等で植物の単板に向けて散布して、混合物を得ることができる。また、植物の単板を多価カルボン酸水溶液中に浸漬することにより、混合物を得ることができる。また、ロール又は刷毛等で多価カルボン酸水溶液を植物の単板に塗布して、混合物を得ることができる。また、多価カルボン酸の粉末を直接、植物の単板に散布して、混合物を得ることができる。なお、アンモニウム塩を添加する場合も、多価カルボン酸の場合と同様である。
【００６０】
（熱圧成形）
本実施形態では、圧搾物は単板状となり得る。この場合、複数枚の単板状の圧搾物を重ねて熱圧成形を行うようにしてもよい。このようにして合板状のバイオマス成形体が得られる。複数枚の単板状の圧搾物の繊維方向は異なっていてもよいし、同じでもよい。
【００６１】
本実施形態でも、優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができる。さらにバイオマス成形体は、良好な寸法安定性も有し得る。このようなバイオマス成形体は、特に限定されないが、例えば、家具、キャビネット、建築下地（床、壁、野地）、及び造作部材などに広く使用することができる。
【００６２】
（３）変形例
１つのバイオマス成形体を製造するのに、１種以上の粉体状の圧搾物と、１種以上の単板状の圧搾物とを併用してもよい。例えば、単板状の圧搾物の表面に、粉体状の圧搾物を熱圧成形して一体化して、バイオマス成形体を製造してもよい。
【００６３】
３．まとめ
上記実施形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。
【００６４】
第１の態様に係るバイオマス成形体の製造方法は、糖類を含む植物の粉砕物又は単板と、多価カルボン酸と、を混合して混合物を得る工程と、前記混合物を圧搾して、圧搾物と、搾汁と、を得る工程と、前記圧搾物を加熱及び加圧して成形する工程と、を含む。
【００６５】
この態様によれば、優れた耐水性及び強度を有するバイオマス成形体を得ることができる。
【００６６】
第２の態様に係るバイオマス成形体の製造方法は、第１の態様において、前記搾汁を加熱処理して得られた中間生成物を前記圧搾物に添加する工程と、を更に含む。
【００６７】
この態様によれば、バイオマス成形体の耐水性及び強度を更に向上させることができる。
【００６８】
第３の態様に係るバイオマス成形体の製造方法は、第１又は２の態様において、前記混合物に硫酸アンモニウム及び塩化アンモニウムの少なくともいずれかを添加する工程を更に含む。
【００６９】
この態様によれば、バイオマス成形体の耐水性を更に向上させることができる。
【００７０】
第４の態様に係るバイオマス成形体の製造方法は、第１〜３のいずれかの態様において、前記圧搾物を乾燥する工程を更に含む。
【００７１】
この態様によれば、バイオマス成形体の生産性を向上させることができる。
【００７２】
第５の態様に係るバイオマス成形体の製造方法は、第１〜４のいずれかの態様において、前記植物が、ヤシである。
【００７３】
この態様によれば、ヤシの古木などを有効利用することができる。
【実施例】
【００７４】
本開示を実施例によって具体的に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されない。
【００７５】
（実施例１）
母材（糖類を含む植物）として、ヤシ（アブラヤシ）粉砕物を用いた。ヤシ粉砕物は、ヤシの幹を粉砕して得た。このヤシ粉砕物の含水率は約４００％であった。一方、多価カルボン酸として、クエン酸水溶液（濃度３０質量％）を用いた。そして、表１に示す配合量で、ヤシ粉砕物と、クエン酸水溶液とを混合することによって混合物を得た。
【００７６】
次に、上記の混合物を、含水率が約１００％となるように圧搾することによって、圧搾物と、搾汁とを得た。
【００７７】
次に、上記の圧搾物を１０５℃で乾燥させることによって、絶乾状態の乾燥物を得た。
【００７８】
次に、上下の熱板を有するプレス機を用いて、上記の乾燥物を表１に示す成形条件（温度、時間、及び圧力）で熱圧成形することによって、板状のバイオマス成形体（成形品）を製造した。このとき、得ようとするバイオマス成形体の厚さが表１に示す厚さとなるように、上下の熱板の間隔をディスタンスバーで規制した。さらに表１に示す密度となるように、上下の熱板間に供給する圧搾物の供給量を調整した。
【００７９】
（実施例２）
実施例１において、クエン酸水溶液の代わりに、粉末状のクエン酸を用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、板状のバイオマス成形体を製造した。
【００８０】
（実施例３）
実施例２において、絶乾状態の乾燥物を２３０℃で加熱処理して予備反応させるようにした以外は、実施例１と同様にして、板状のバイオマス成形体を製造した。
【００８１】
（実施例４）
実施例２において、混合物に、アンモニウム塩として硫酸アンモニウムを添加するようにした以外は、実施例１と同様にして、板状のバイオマス成形体を製造した。
【００８２】
（実施例５）
母材として、ヤシ単板を用いた。ヤシ単板は、ヤシの原木を切削機械により切削して得た。ヤシ単板の厚さは３ｍｍであり、含水率は約４００％であった。
【００８３】
そして、ヤシ単板に、多価カルボン酸として、クエン酸水溶液（濃度３０質量％）を、表１に示す配合量で含浸させて混合物を得た。
【００８４】
次に、上記の混合物を、含水率が約１００％となるように圧搾することによって、単板状の圧搾物を得た。次に、この圧搾物を１０５℃で乾燥させることによって、絶乾状態の乾燥物を得た。
【００８５】
次に、上記の単板状の圧搾物を、繊維方向を揃えて２枚重ね、上下の熱板の間隔が３ｍｍとなるようにディスタンスバーで規制した上で、表１に示す成形条件で熱圧成形することによって、合板状のバイオマス成形体を製造した。
【００８６】
（実施例６）
実施例２において、搾汁を１０５℃で加熱処理して予備反応させることにより中間生成物を合成した。この中間生成物を、圧搾物を乾燥して得られた乾燥物に添加するようにした以外は、実施例２と同様にして、板状のバイオマス成形体を製造した。
【００８７】
（比較例１）
母材として、実施例１と同様のヤシ粉砕物を用いた。そして、このヤシ粉砕物を圧搾することによって、ヤシ圧搾物を得た。このヤシ圧搾物の含水率は１００％であった。
【００８８】
次に、上記のヤシ圧搾物を１０５℃で乾燥させることによって、絶乾状態のヤシ乾燥物を得た。
【００８９】
次に、上記のヤシ乾燥物に、多価カルボン酸として、クエン酸水溶液（濃度３０質量％）をスプレーで散布して付着させて付着物を得た。
【００９０】
次に、上下の熱板を有するプレス機を用いて、上記の付着物を表１に示す成形条件で熱圧成形することによって、板状のバイオマス成形体を製造した。
【００９１】
＜評価＞
［吸水厚さ膨張率］
耐水性を評価するため、ＪＩＳ  Ａ  ５９０８に準拠して吸水厚さ膨張率試験を行った。
【００９２】
［剥離強さ］
強度を評価するため、ＪＩＳ  Ａ  ５９０８に準拠して剥離強さ試験を行った。
【００９３】
【表１】
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【００９４】
表１から明らかなように、実施例１〜５では、比較例１に比べて、バイオマス成形体が優れた耐水性及び強度を有していることが分かる。
【符号の説明】
【００９５】
Ｓ１  混合工程
Ｓ２  圧搾工程
Ｓ３  熱圧工程
Ｓ４  中間生成物添加工程
Ｓ５  アンモニウム塩添加工程
Ｓ６  乾燥工程
【図１】
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