(57)【要約】  比較的長尺な植物系材料を、簡便な装置及び工程により、植物系材料本来の細胞組織の連続性を維持した状態で任意断面３次元形状に成形する植物系材料の成形方法を提供するため、繊維方向に長い長尺の植物系材料に対して、所定の押出し比とダイス角を持つ押出用ダイス型を介して、当該材料を押出しながら、材料の中心方向に連続的に植物系材料の構成組織を圧縮・絞り変形を与え、高密度化、高強度化するようにした長尺の植物系材料を得る。
2017130957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維方向に長い長尺の植物系材料に対して、所定の押出し比とダイス角を持つ押出用ダイス型を介して、当該材料を押出しながら、材料の中心方向に連続的に植物系材料の構成組織を圧縮・絞り変形を与え、高密度化、高強度化するようにした長尺の植物系材料を得ることを特徴とする植物系材料の成形方法。
【請求項２】
ダイス型の後方に、長手方向に対して横断面変化を与えた治具を配置することで、長手方向の繊維の連続性を維持した状態で、任意形状への賦形を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項３】
成形前の植物系材料に樹脂材料を含浸し、加熱成形を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項４】
成形前の植物系材料が、単一又は複数のバルク体の集合体としてダイス型に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項５】
成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、成形時の長手方向への断面減少率を調整し、成形後の長手方向へのかさ密度の分布を生じせしめ、得られる成形体の重量とそのバランスを制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項６】
成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、該穴に異種材料を組み込み、一体成形することによって、成形体の内部に異種材料を配置させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項７】
長尺の植物系材料からなり、該植物系材料の構成組織が、中心方向に圧縮され、高密度化、高強度化されてなることを特徴とする植物系材料の成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物系材料の成形方法及び成形体に関するものであり、更に詳しくは、長尺の植物系材料を任意の押出し比（断面減少率）並びにダイス角度を持つダイス型に押し込み、長軸断面方向に対して植物系材料の組織・細胞をせん断・圧縮して空隙を押し潰しながら連続的に成形させて形状を固定する植物系材料の成形方法及び成形体に関するものである。【０００２】
そして、本発明は、持続的再生産可能な資源としてその活用が高く期待されている木材や竹等の比較的長尺な植物系材料を、簡便な装置及び工程により、植物系材料本来の細胞組織の連続性を維持した状態で任意断面３次元形状に成形する植物系材料の新規成形技術を提供するものである。
【背景技術】
【０００３】
木材や竹等の植物系材料は、再生産が可能であり、埋蔵資源である石油を原料として作られるプラスチックに替わる材料として注目されている材料である。【０００４】
これらの植物系材料を所望する形状に成形するために、圧縮成形木材及びそれを用いた電子機器の外装材に関して、板状の木材を１組の凹凸金型で１軸加圧して成形する方法（特許文献１参照。）や、圧縮木材の成形方法として、比較的長尺（棒状）の木材を１組の金型で１軸加圧して成形する方法（特許文献２参照。）、また、リグノセルロース・熱可塑性樹脂複合材料や木質系の熱硬化性樹脂成形材料の成形方法として、粉末化した木材に熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を混入して流動性を持たせ、これを金型に流し込み、冷却・固化させる方法（特許文献３〜４参照。）等が提案されている。【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された板状や棒状の植物系材料を複数の凹凸金型で一方向から加圧して成形する方法では、丸棒等の対称性断面を持つ長尺製品の成形では１軸加圧過程において型との接触がない自由表面において破壊が生じたり、材料の供給量が適切でない場合には、未充填による成形不良や材料過剰によるバリの発生等によって所定断面において良好な圧縮状態が付与できないものであった。【０００６】
また、特許文献２に開示された成形方法において重要となる、植物系材料の細胞を加圧により圧縮して変形させるためには、原料と同等程度のサイズの凹凸型とそれを１軸加圧するための大型加圧盤を持つプレス装置が必要となる。
そのため、そのサイズに制約があり、製作可能な形状が限定されるという問題や連続的な成形が不可能であった。【０００７】
また、特許文献３〜４に開示された微粉末を原料とする方法では、植物系材料の粉末化に多大な時間とエネルギーを要し、更に、混入・混練する樹脂によって植物系の微粉末との分散性や相溶性の良し悪しに起因する機械的性質及び物理的性質の低下、意匠性の低下、環境負荷が増大するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−０７６０５５号公報
【特許文献２】特開２００４−００９５６７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６１８３５号公報
【特許文献４】特開２００２−１４６１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、上記従来技術の諸問題を確実に解決し得るとともに、木材や竹等の植物系材料から、特殊な装置及び工程を用いることなく、簡便の手段及び方法で、長尺素材であっても良好な細胞・組織構造の圧縮状態を所望の断面形状に対して実現しながら連続的な成形を実現する新しい植物系材料の成形技術を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、植物系材料を所定の押出し比及びダイス角度を持つダイス型に押出し・絞り成形し、ダイス型に供給される植物系材料全体を圧縮応力状態にした上でせん断作用により構成細胞を変形させて断面形状を付与し、必要に応じて場合によっては成形後に所要断面形状の治具（例えば、ベアリング（長尺材料を所定寸法に仕上げるために、ダイス型に設けられた断面寸法が一定（本明細書において、ダイス型と組み合わせて漸次変化するようにしたものを含む。）の領域を有する部材をいう。））を設置することで、例えば、長尺の植物系材料の細胞・組織の連続性を維持しつつ丸棒等の対称断面形状で表層に亀裂等がなく平滑で、高密度化、高強度化した長尺の植物系材料を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１０】
本発明は、木材、竹等の植物系材料の新規成形体の製造方法及びその成形体を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、上記成形体の製造方法で作製した長尺の圧縮成形体を有し、組織構造の連続性を維持するため木材、竹等の植物系材料の本来の風合いを成形体に反映させた成形体製品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の植物系材料の成形方法は、繊維方向に長い長尺の植物系材料に対して、所定の押出し比（断面減少率）とダイス角を持つ押出用ダイス型を介して、当該材料を押出しながら、材料の中心方向に連続的に植物系材料の構成組織を圧縮・絞り変形を与え、高密度化、高強度化するようにした長尺の植物系材料を得ることを特徴とする。【００１２】
この場合において、ダイス型の後方に、長手方向に対して横断面変化を与えた治具を配置することで、長手方向の繊維の連続性を維持した状態で、任意形状への賦形を行うようにすることができる。【００１３】
また、成形前の植物系材料に樹脂材料を含浸し、加熱成形を行うようにすることができる。【００１４】
また、成形前の植物系材料が、単一又は複数のバルク体の集合体としてダイス型に供給されるようにすることができる。【００１５】
また、成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、成形時の長手方向への断面減少率を調整し、成形後の長手方向へのかさ密度の分布を生じせしめ、得られる成形体の重量とそのバランスを制御するようにすることができる。【００１６】
また、成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、該穴に異種材料を組み込み、一体成形することによって、成形体の内部に異種材料を配置させるようにすることができる。【００１７】
また、本発明の植物系材料の成形方法によって得られる植物系材料の成形体は、長尺の植物系材料からなり、該植物系材料の構成組織が、中心方向に圧縮され、高密度化、高強度化されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の植物系材料の成形方法及び成形体によれば、次のような効果が奏される。
（１）植物系材料を簡便な手法で効率よく高密度化成形する方法及びその成形体を提供することができる。
（２）成形前の植物系材料が、単一であっても複数に分割、分離していても成形過程で一体化させることができる。
（３）成形前の植物系材料の断面等の細工により、長尺状の成形体や軸方向の密度分布・強度分布等の機械的性質を制御することができる。
（４）本発明で使用する植物系材料は、循環型資源である植物系材料を原料としているため、資源問題、廃棄物問題に対する根本的な解決策となり得る。
（５）植物系材料を原料に用いて成形された、植物系材料の繊維細胞の連続性を保持されている圧縮成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の植物系材料の成形方法の１実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の植物系材料の成形体（成形品）の一例を示す写真である。
【図３】本発明の植物系材料の成形体（成形品）の一例（樹脂含浸素材）を示す写真である。
【図４】本発明の植物系材料の成形体（成形品）の一例（穿孔素材）を示す写真である。
【図５】本発明の植物系材料の成形体（成形品）の一例（異種材料・接合）を示す写真である。
【図６】本発明の植物系材料の成形体（成形品）の一例（長尺の絞り・圧縮成形体）を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の植物系材料の成形方法及び成形体の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
本発明は、長尺の植物系材料を圧縮応力場にてせん断力を加えることにより成形して成形体を製造する方法であって、植物系材料を所定の押出し比（断面減少率）並びにダイス角度を持つダイス型に押し込み、ダイス型内で構成細胞を向心方向に圧縮・せん断変形させて絞り（断面減少させ）ながら押出し、長尺、高密度化、高強度の成形体を得ることを特徴とする成形体の製造方法であって、更には、ダイス出口に形状固定用のベアリング等の治具を配置することで、軸方向に任意の断面形状並びにかさ密度分布を持つ所望の長尺、高密度化、高強度の成形体を得ることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明では、成形前の植物系材料が、単一又は複数のバルク体としてダイス型に供給されること、成形前の植物系材料に樹脂等を含浸することにより、成形性を制御し、得られる成形体の機械的特性、物理的特性を制御することを好ましい実施の態様としている。
【００２３】
また、本発明では、使用するダイス型の押出し比、ダイス角度を適宜選択することにより、成形時の材料の圧縮・絞り変形状態を制御することにより、得られる成形体の表面付近での細胞・組織の連続性を確保しつつ全体かさ密度並びに断面かさ密度分布を制御すること、成形前に樹脂を含浸させた植物系材料を加熱状態のダイス型で成形すること、ダイス型温度、成形速度及び原料含水率、樹脂の種類、樹脂濃度及び分布を調整することにより、成形体の機械的性質及び物理的性質を改良することに加えて、原料の木目等の風合いを成形体に反映させること、植物系材料が、木材、又は竹であること、長尺で高密度化された軸方向に任意断面形状とかさ密度分布を有する成形体を作製すること、更に、連続的に植物系材料をダイス型へと投入し成形することを好ましい実施の態様としている。
【００２４】
本発明は、上述のように、長尺の植物系材料を圧縮応力場にてせん断力を加えることにより変形して成形体を製造する方法であって、植物系材料を所定の押出し比（断面減少率）並びにダイス角度を持つダイス型に押し込み、ダイス型内で構成細胞を向心方向に圧縮・せん断変形させて絞り（断面減少させ）ながら押出し、長尺、高密度化、高強度の成形体を得ることを特徴とする成形体の製造方法であって、更には、ダイス出口に形状固定用のベアリング等の治具を配置することで、軸方向に任意の断面形状並びにかさ密度分布を持つ所望の長尺、高密度化、高強度の成形体を得ることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明では、植物系材料を押出し圧縮・絞り成形して軸方向に任意の断面形状並びにかさ密度の成形体を得る方法であるが、この場合、成形法としては、材料を型に押し込む成形法であればすべて適用可能であり、例えば、材料を加圧方向と反対の方向へと変形させて成形する後方押出し成形法、材料を加圧方向と同一方向へ移動させて成形する前方押出し成形法が例示されるが、これに制限されるものではなく、これらと同等ないし類似の成形法や、その他押出し成形等が可能な成形法であれば同様に使用することができる。
【００２６】
本発明において、植物系材料とは、太陽エネルギーと水、土、及び空気を使って植物が合成した再生可能な有機性資源を意味する。
本発明の原料である、植物系材料としては、特に限定されることはなく、本発明は、植物系材料全般に対して適用可能であるが、具体的には、例えば、木材、竹、草本、農業廃棄物が特に好適な材料として例示される。
【００２７】
本発明の成形体の製造方法によると、長尺の植物系材料を圧縮応力場にてせん断力を加えることにより変形して成形体を製造する方法であって、植物系材料を所定の押出し比（断面減少率）並びにダイス角度を持つダイス型に押し込み、ダイス型内で構成細胞を向心方向に圧縮・せん断変形させて絞り（断面減少させ）ながら押出すため、材料の変形は主にダイス近傍にて優勢に進行する。
このため、成形前の植物系材料の横断面（木口面）、すなわち、植物系材料の長さ方向に穴等を形成し、その径・長さ・形状を調整することにより、成形時の長手方向への断面減少率（押出し比）を調整し、成形後の長手方向へのかさ密度の分布を生じせしめ、得られる成形体の重量とそのバランスを制御することも可能である。
また、成形前の植物系材料が、複数に分割、分離していても、上述の穴等に連結用部材等を挿入した状態で成形することで、成形後には一体化するため、成形前の植物系材料は、単一又は複数のバルク体としてダイス型及びベアリングに供給することが可能であり、該植物系材料が単一である場合も複数に分割、分離している場合も、本発明の成形体の製造方法では同様に適用可能である。
【００２８】
成形前の植物系材料の横断面（木口面）、すなわち、植物系材料の長さ方向に形成した穴等を利用して、マンドレル等の押出し用工具を併用することで、中空の成形体を得ることも可能である。
【００２９】
本発明の成形体の製造方法を、繊維構造を持つ植物系材料に適用した場合、成形過程で繊維がほとんど破壊することがないため、成形体に植物系材料の本来の繊維構造を持たせることが可能である。
また、成形体表面の繊維構造は緻密化され型表面性状と同等程度に平滑化されているために、植物系材料の強度的な欠陥となる密度の疎密状態を改善し強度的信頼性の向上を図ることができる。
【００３０】
次に、本発明における植物系材料の成形体の製造方法について説明する。
本発明では、植物系材料を所定の押出し比（断面減少率）並びにダイス角度を持つダイス型に押し込み、ダイス型内で構成細胞を向心方向に圧縮・せん断変形させて絞り（断面減少させ）ながら押出すことにより所望の形状の成形体とすることを最大の特徴としている。
【００３１】
本発明の成形体の製造方法による場合、材料の変形は、ダイスの拘束によってダイス直下の材料が圧縮応力場に保持されるため、破壊の要因となる引張応力の発生を防ぎ、細胞のせん断・圧縮変形を与えて形状付与するため、従来、通常の板状木材、棒状木材で行われている、１軸圧縮を利用した成形法に比べ、良好な高密度化変形が可能となる。
１軸圧縮による場合では、圧縮過程において圧縮方向に対して垂直方向に引張応力が生じるため、それが亀裂等の欠陥の発生を誘発すること、材料の供給量が適正でない場合は未充填による成形不良、供給量が過剰な場合はバリ等の発生により良好な成形が不可能である。
【００３２】
植物系材料として、例えば、針葉樹である杉を用いて当該成形を行うには、図１に示されるダイス金型（押出し比：２．６、ダイス角度  ５．４５°、ダイス型アール１５ｍｍ）を１００℃以上に加熱し、そこに含水率を調整した杉を押し込む方法が例示される。
ここで、ダイス金型の材質としては、本実施例で使用したＳＫＤ１１等のＳＫＤ（合金工具鋼（ダイス鋼））のほか、ダイス金型の材料として用いられるステンレス鋼等の硬質の金属材料や無機材料等を用いることができる。
軸（繊維）方向に荷重を受けた杉は、ダイス型に押し込まれることで型接触面から向心方向に圧縮力を受けながら断面減少する変形を受けて成形される。
最終的に、直径５０ｍｍの杉が直径３１ｍｍに絞り成形された高密度化丸棒として成形体が得られる（図２）。
【００３３】
図２では、外観として素材から成形品にかけて、矢印で示すように木目の連続性が確認され、長手方向に対して横断面変化を与えつつ長手方向の繊維の連続性を維持した状態で、円断面形状への賦形が完了している。
また、成形前の素材断面Ａにおいて確認される木目が、成形品の断面Ｂでは、成形工程での向心方向への圧縮によって間隔が狭くなっており、高密度化されている（特に、成形表面付近でより圧縮度合いの高い状態になっている。）ことがわかる。
【００３４】
本発明の成形体の製造方法は、型温度、型表面仕上げ状態、押出し速度、原料含水率、原料樹脂含浸等を設定することにより、成形体の性状等を任意に制御することができる。
例えば、熱硬化性樹脂の表面含浸素材を使用し、ダイス出口の型表面を鏡面仕上げ状態にした加熱絞り成形では、樹脂硬化が完了した成形体の表面は、植物系材料の持つ原材料の本来の木目の連続性を反映させつつ、非常に硬質で滑らかな光沢のある成形品が得られる。
更に、同様のダイス条件でも、型温度及び押出し速度を上げることで、成形体表面の高密度化層の厚さを変化させたり、成形に必要な荷重を低減することも適宜可能である。
【００３５】
従来の植物系材料の成形法では、竹、木材等の植物系材料を１軸プレス用金型に供給して、原材料の風合いを成形体に反映させて、長尺状の任意断面を持つ成形体の連続的な圧縮加工することは困難であった。
これに対し、本発明は、植物系材料を加圧して圧縮（プレス）する場合は、長尺の植物系材料についてダイス型に連続的に押し込むことによって、理論的には無限に長い物体を形成できる。
また、植物系材料を適宜、継ぎ足すことによって成形と同時に接合も可能であり、長尺成形体の連続製造を可能とするものである。
【００３６】
本発明では、植物系材料を圧縮・絞り成形により、例えば、長尺の圧縮成形体を製造するため、好適には、図１に示されるダイス型に押し込んで材料を加圧するための任意の成形用のダイス角度と押出し比を有するダイス金型と形状固定用のベアリング部で構成される成形手段と、これに付属する加圧手段及び加熱手段を配設した装置が用いられるが、これらの大きさ、具体的な形状、構造及び成形用の横断面の形状等は、その目的製品に応じて任意に設計することができる。
また、ダイス後方から成形体を引き抜くことによって成形前の植物系材料の座屈の発生を防止するとともに、押出し荷重を低減させることも可能である。
【００３７】
更に、本発明では、植物系材料の種類、ダイス金型に供給する原料植物系材料の形状及び大きさ、その含水率、押出し荷重、温度時間等の成形条件は、植物系材料の種類、成形体の断面形状及び構造、深底の種類、要求される原料の風合い等に応じて任意に設定することができる。
【００３８】
本発明の方法は、成形手法としては、従来、材料の塑性変形を利用した成形方法として知られている手法であるが、当該方法は、例えば、樹脂等の可塑性の高い材料や流動性の高い材料に適用される成形手法であって、竹や木材のような植物系材料に対しては適用し得ないと考えられていた成形手法であり、本発明者らは、成形の圧力、温度、原料含水率、処理時間等の条件を種々検討した結果、これらの植物系材料であっても、原材料の風合いを付与した形で任意の形態に成形体を製造できることを見出し、植物系材料の新しい成形技術として確立されるに至ったものである。
【００３９】
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００４０】
杉（針葉樹）から、ダイス金型に挿入可能な大きさ直径５０ｍｍ以下程度に荒加工した素材を切り出し、それを水浸漬し表面含水状態として押出し実験に供した。
押出し成形には所定のダイス角度、押出し比、ベアリング長さを持つダイス金型による前方押出し成形法を用いた（図１）。
１５０℃に加熱したダイス金型に素材１個を挿入し、プレスにより直接素材を押し込んで加圧し変形させた。
その後、金型を冷却せずに加圧素材を取り出して断面形状が５０ｍｍから３１ｍｍに絞られた絞り・圧縮成形体（図２）を得た。
なお、成形に要した時間は約１０秒程度であった。
また、得られた成形品部は、図２Ｃ及びＤのように、ほとんど変色せず、木目の連続性を保っていた。
【実施例２】
【００４１】
杉（針葉樹）から、ダイス金型に挿入可能な大きさ直径５０ｍｍ以下程度に荒加工した素材を切り出し、それにフェノール樹脂を３８％程度含浸して押出し実験に供した。
押出し成形には所定のダイス角度、押出し比、ベアリング長さを持つダイス金型による前方押出し成形法を用いた。
１８０℃に加熱したダイス金型に素材１個を挿入し、プレスにより直接素材を押し込んで加圧し変形させた。
その後、金型を冷却して加圧素材を取り出して断面形状が５０ｍｍから３１ｍｍに絞られた絞り・圧縮成形体を得た。
成形品部は、滑らかな表面で光沢を持ち、硬質化されており、木目の連続性を保っていた。
【実施例３】
【００４２】
桐（広葉樹）から、ダイス金型に挿入可能な大きさ直径５０ｍｍ以下程度に荒加工した材料を切り出し、それにフェノール樹脂を２２％程度含浸して押出し実験に供した。
押出し成形には所定のダイス角度、押出し比、ベアリング長さを持つダイス金型による前方押出し成形法を用いた（図３）。
１８０℃に加熱したダイス金型に素材１個を挿入し、プレスにより直接素材を押し込んで加圧し変形させた。
その後、金型を冷却して成形体を取り出して断面形状が５０ｍｍから３１ｍｍに絞られた絞り・圧縮成形体を得た。
成形体は、滑らかな表面で光沢を持ち、硬質化されており、木目の連続性を保っていた。
【実施例４】
【００４３】
杉（針葉樹）から、ダイス金型に挿入可能な大きさ直径５０ｍｍ以下程度に荒加工した素材を切り出し、横断面中心付近に長手方向に貫通穴をあけ、その素材にフェノール樹脂を３８％程度含浸して押出し実験に供した（図４）。
押出し成形には所定のダイス角度、押出し比、ベアリング長さを持つダイス金型による前方押出し成形法を用いた。
１８０℃に加熱したダイス金型に素材１個を挿入し、プレスにより直接素材を押し込んで加圧し変形させた。
その後、金型を冷却して成形体を取り出して断面形状が５０ｍｍから３１ｍｍに絞られると同時に、初期に設けた穴が絞り圧縮とともに閉塞する成形体を得た。
この穴の大きさ、長手方向深さを調整すれば、同一直径の成形品部表面は、滑らかな表面で光沢を持ち、硬質化されており、木目の連続性を保ちつつ、長手方向に密度分布（単位体積あたりの重量）が異なる長尺木質材が得られる。
【実施例５】
【００４４】
杉（針葉樹）から、ダイス金型に挿入可能な大きさ直径５０ｍｍ以下程度に荒加工した素材を切り出し、横断面中心付近に長手方向に貫通穴をあけ、その素材にフェノール樹脂を３８％程度含浸して押出し実験に供した。
押出し成形には所定のダイス角度、押出し比、ベアリング長さを持つダイス金型による前方押出し成形法を用いた。
１８０℃に加熱したダイス金型に素材２個（５０ｍｍ長さの素材を貫通穴に竹を挿入した状態）を挿入し、プレスにより直接素材を押し込んで加圧し変形させた（図５）。
その後、金型を冷却して加圧素材を取り出して断面形状が５０ｍｍから３１ｍｍに絞られると同時に、２個の素材が長手方向に接合された絞り・加圧成形体を得た。
成形品部の横断面には、竹と杉が良好に接触しており、竹のしなやかさを絞り・圧縮杉に付与しつつ、成形品部表面は、滑らかな表面で光沢を持ち、硬質化されており、杉木目の連続性を保っていた。
このような方式を繰り返すことにより、長さに制限のない長尺木質製品が得られる。
【実施例６】
【００４５】
杉（針葉樹）から、ダイス金型（出口径２４ｍｍ）に挿入可能な大きさ直径３０ｍｍ程度に荒加工した素材を用いて押出し実験に供した。このとき、内径２５ｍｍで長さ５００ｍｍのベアリングを併用することで、図６に示す長尺の絞り・圧縮成形体を得た。このときの押出し比は、１．４４（断面減少率は３１％）であった。
成形品の横断面は、円周方向から圧縮を受けており、表層部分で高密度化していた。成形品の表面は、滑らかな表面で光沢を持ち、硬質化されており、杉木目の連続性を保っていた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上詳述したように、本発明は、植物系材料の成形方法及びその成形体に関するものであり、長尺の植物系材料を任意の押出し比（断面減少率）並びにダイス角度を持つダイス型に押し込み、長軸断面方向に対して植物系材料の組織・細胞をせん断・圧縮して空隙を押し潰しながら連続的に成形させて形状を固定する押出し・絞り成形によって、長尺でありながら軸方向に機械的・物理的性質を制御された任意断面の圧縮成形体を製造し、提供することができる。
【図１】
2017130957.tif 000003
【図２】
2017130957.tif 000004
【図３】
2017130957.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017130957.tif 000007
【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月7日(2018.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を含浸した、繊維方向に長い長尺の植物系材料に対して、所定の押出し比とダイス角を持つ、加熱した押出用ダイス型を介して、当該材料を押出しながら、材料の中心方向に連続的に植物系材料の構成組織を圧縮・絞り変形を与え、全周に亘って、外縁部の方が、それより内側の内側部よりも高密度化、高強度化するようにした長尺の植物系材料を得ることを特徴とする植物系材料の成形方法。
【請求項２】
ダイス型の後方に、長手方向に対して横断面変化を与えた治具を配置することで、長手方向の繊維の連続性を維持した状態で、任意形状への賦形を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
成形前の植物系材料が、単一又は複数のバルク体の集合体としてダイス型に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項５】
成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、成形時の長手方向への断面減少率を調整し、成形後の長手方向へのかさ密度の分布を生じせしめ、得られる成形体の重量とそのバランスを制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項６】
成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、該穴に異種の植物系材料を組み込み、一体成形することによって、成形体の内部に異種の植物系材料を配置させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の植物系材料の成形方法。
【請求項７】
長尺の植物系材料からなり、該植物系材料の構成組織が、木質系材料の全周から中心方向に圧縮されるとともに、植物系材料に含浸した熱硬化性樹脂が硬化して、全周に亘って、外縁部の方が、それより内側の内側部よりも高密度化、高強度化されてなることを特徴とする植物系材料の成形体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
を目標として鋭意研究を積み重ねた結果、植物系材料を所定の押出し比及びダイス角度を持つダイス型に押出し・絞り成形し、ダイス型に供給される植物系材料全体を圧縮応力状態にした上でせん断作用により構成細胞を変形させて断面形状を付与し、必要に応じて場合によっては成形後に所要断面形状の治具（例えば、ベアリング（長尺材料を所定寸法に仕上げるために、ダイス型に設けられた断面寸法が一定（本明細書において、ダイス型と組み合わせて漸次変化するようにしたものを含む。）の領域を有する部材をいう。））を設置することで、例えば、長尺の植物系材料の細胞・組織の連続性を維持しつつ丸棒等の対称断面形状で表層に亀裂等がなく平滑で、高密度化、高強度化した長尺の植物系材料を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
［００１０］
本発明は、木材、竹等の植物系材料の新規成形体の製造方法及びその成形体を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、上記成形体の製造方法で作製した長尺の圧縮成形体を有し、組織構造の連続性を維持するため木材、竹等の植物系材料の本来の風合いを成形体に反映させた成形体製品を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
［００１１］
上記目的を達成するため、本発明の植物系材料の成形方法は、熱硬化性樹脂を含浸した、繊維方向に長い長尺の植物系材料に対して、所定の押出し比（断面減少率）とダイス角を持つ、加熱した押出用ダイス型を介して、当該材料を押出しながら、材料の中心方向に連続的に植物系材料の構成組織を圧縮・絞り変形を与え、全周に亘って、外縁部の方が、それより内側の内側部よりも高密度化、高強度化するようにした長尺の植物系材料を得ることを特徴とする。
［００１２］
この場合において、ダイス型の後方に、長手方向に対して横断面変化を与えた治具を配置することで、長手方向の繊維の連続性を維持した状態で、任意形状への賦形を行うようにすることができる。
［００１３］
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１４］
また、成形前の植物系材料が、単一又は複数のバルク体の集合体としてダイス型に供給されるようにすることができる。
［００１５］
また、成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、成形時の長手方向への断面減少率を調整し、成形後の長手方向へのかさ密度の分布を生じせしめ、得られる成形体の重量とそのバランスを制御するようにすることができる。
［００１６］
また、成形前の植物系材料に、その長さ方向に穴を形成し、該穴に異種の植物系材料を組み込み、一体成形することによって、成形体の内部に異種の植物系材料を配置させるようにすることができる。
［００１７］
また、本発明の植物系材料の成形方法によって得られる植物系材料の成形体は、長尺の植物系材料からなり、該植物系材料の構成組織が、木質系材料の全周から中心方向に圧縮されるとともに、植物系材料に含浸した熱硬化性樹脂が硬化して、全周に亘って、外縁部の方が、それより内側の内側部よりも高密度化、高強度化されてなることを特徴とする。
発明の効果
［００１８］
本発明の植物系材料の成形方法及び成形体によれば、次のような効果が奏される。
（１）植物系材料を簡便な手法で効率よく高密度化成形する方法及びその成形体を提供することができる。
（２）成形前の植物系材料が、単一であっても複数に分割、分離していても成形過程で一体化させることができる。
（３）成形前の植物系材料の断面等の細工により、長尺状の成形体や軸方向の密度分布・強度分布等の機械的性質を制御することができる。
（４）本発明で使用する植物系材料は、循環型資源である植物系材料を原料としているため、資源問題、廃棄物問題に対する根本的な解決策となり得る。
（５）植物系材料を原料に用いて成形された、植物系材料の繊維細胞の連続性を保持されている圧縮成形体を提供することができる。
図面の簡単な説明
［００１９］
［図１］本発明の植物系材料の成形方法の１実施例を示す説明図である。
【国際調査報告】
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