(57)【要約】  本発明の成形用材料は、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練することにより得られる粉末状の成形用材料である。また、本発明の圧縮成形体は、成形用材料を圧縮成形して得られる。
2013031969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練することにより得られる粉末状の成形用材料。
【請求項２】
混合機に設けられた１つ又は複数の回転羽根により漆と植物繊維とを３次元的に混練した、請求項１に記載の成形用材料。
【請求項３】
回転羽根を駆動するために供給される電力を測定し、該電力の値の経時変化に基づいて混練を停止して得られる、請求項２に記載の成形用材料。
【請求項４】
加熱温度９０〜１８０℃で混練した、請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形用材料。
【請求項５】
１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形用材料。
【請求項６】
アセトン溶解分を９〜１５質量％含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の成形用材料。
【請求項７】
ウルシオール、ラッコール及びチチオールからなる群より選ばれる１種以上のモノマーの重合体と、植物繊維と、を含む粉末状の成形用材料であって、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含有する、成形用材料。
【請求項８】
漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練する工程を含む、粉末状の成形用材料の製造方法。
【請求項９】
混合機に設けられた１つ又は複数の回転羽根により漆と植物繊維とを３次元的に混練する、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する工程と、前記電力の値を記録する工程と、記録された前記電力の値の経時変化に基づいて混練を停止する工程と、を更に含む、請求項８又は９に記載の製造方法。
【請求項１１】
加熱温度が９０〜１８０℃である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記成形用材料は、１０〜１２０メッシュ篩を通過する請求項８〜１１いずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記成形用材料は、アセトン溶解分を９〜１５質量％含む、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の成形用材料を圧縮成形して得られる圧縮成形体。
【請求項１５】
前記圧縮成形体の表面に漆を塗工した、請求項１４に記載の圧縮成形体。
【請求項１６】
漆と植物繊維とを収容するための容器、及び前記容器内に設けられた１つ又は複数の回転羽根を備え、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練する混合機と、
前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する電力計と、
前記電力の値に基づき、前記回転羽根の回転速度を制御するコントローラーと、
を備える、粉末状の成形用材料の製造装置。
【請求項１７】
記録された前記電力の値の経時変化に基づいて混練を停止する、請求項１６に記載の製造装置。
【請求項１８】
加熱温度が９０〜１８０℃である、請求項１６又は１７に記載の製造装置。
【請求項１９】
１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末状の成形用材料を製造する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項２０】
前記回転羽根を駆動する電力の値を計測して、これをもってアセトン溶解分を調整して粉末状の成形用材料を製造する、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形用材料及びその製造方法並びに該成形用材料を用いた圧縮成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
漆は漆の木から滲出した樹脂液であり、その主成分であるウルシオール（カテコール誘導体）は漆の中に含まれる微量の酵素（ラッカーゼ）の作用により常温／高湿度（１５〜２５℃）／６５〜８５％ＲＨ）で酸化重合して硬化する。また、日本及び中国などで育成される漆の木では、漆の主成分は上述のウルシオールであるが、台湾及びベトナムなどで育成される漆の木では、漆の主成分がラッコールであり、タイ及びミャンマーなどで育成される漆の木では、漆の主成分がチチオールである。これらのラッコール及びチチオールも、ウルシオールと同様に酸化重合して硬化する。漆塗工品である漆器においては、主として木質素材の表面にこのように硬化形成された漆被膜が素地を保護しかつ固有の深みのある色調を呈するので、食器や家具・調度等の什器や工芸品等に用いられている。【０００３】
しかし、漆塗工品の製造工程は、例えば、素材としての木地に対する下地処理を含めて下塗り、中塗り、上塗り等多数の工程と乾燥時間を要しかつ高度の熟練を必要とする作業である上、原料の漆自体が高価である。また漆器の素材として用いられている木はたとえば食器等の場合必ずしもその加工形態が量産に適しておらず、漆器の生産規模およびそれらの用途が限定されている。さらに、漆の塗工作業は作業者に対してウルシオールによるアレルギー反応に起因する皮膚疾患（漆かぶれ）を生じさせるおそれもある。【０００４】
一方、近年量産品としての一般の食器の素材には圧縮成形加工に適したフェノール樹脂やユリア樹脂、ポリカーボネート等の石油合成材料が用いられているが、これらの材料には人体に有毒な成分を放出したり、又は環境ホルモンを溶出させる疑いのあるものもあり、その使用が社会的問題となっている。【０００５】
したがって、これら食器等の素材としてはやはり天然資源である漆および木材その他の植物繊維材料を用いることが望ましく、天然資源を成型用材料とした場合にも外観や品質の点で従来の漆器に相当する量産品を得ることのできる加工技術の開発が漆の用途の拡大および関連産業の発達に有用であると考えられる。【０００６】
天然資源のみを原料として用いた成形用材料として、例えば、特許文献１には、本発明者らによる、石油に由来する化学物質をまったく使用せずに、漆、植物繊維といった天然資源のみを原料として用いても、量産可能かつ安定で取扱いの容易な成形用材料及び成形体が記載されている。【０００７】
また、特許文献２には、木粉とポリ乳酸系樹脂とを混合して成形した木地の表面に天然漆による表面加工を施した器類が記載されている。【０００８】
さらに、特許文献３には、木粉含有塗膜層を有する漆器において、生地の表面に最初に塗った第１層の着色漆塗膜層Ｍ１の色相と、次いで塗る第２層の着色漆塗膜層Ｍ２の色相とを斑模様をなして同時に表出し、新規の視覚的品質感を創出するとともに、触感および温度伝達特性を改善する方法が記載されている。【０００９】
またさらに、特許文献４には、植物繊維等の１００％天然素材を微細化した主材と、ウルシ等の１００％天然素材からなるバインダーとを水を介して混合し、所定形状に乾燥固化して構成した生分解性プラスチックが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３７７９２９０号
【特許文献２】特開２００４−２７６４６３号公報
【特許文献３】特開２００５−７６８０号公報
【特許文献４】特開２００５−２３２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述したように、現在、有機系の成形用材料において、将来枯渇する地下資源である石油を用いない有機系の成形用材料の開発は人類の課題となっている。また、プラスチック製什器類の中には、人体に有害なホルムアルデヒドや環境ホルモンの溶出が問題になっているものもあり、人体への化学物質への影響は社会問題になっている。【００１２】
これに対し、前出の特許文献１に記載されているように、本発明者らは、石油に由来する化学物質をまったく使用せず、漆、植物繊維といった天然資源のみを原料として用いた成形用材料及び成形体を既に開発している。【００１３】
しかしながら、この天然資源のみを原料として用いた成形用材料については、成形体を形成する原料として適切な粒度及び粒度分布を有する粉末とするために粉砕工程を行う必要があったため、その製造工程をさらに簡素化することが望ましい。【００１４】
本発明は、上述した漆、植物繊維といった天然資源（バイオマス）のみを原料として用いた成形用材料であっても、工業材料として良好な粒度を有する粉末状の成形用材料をより一層効率的かつ安定的に提供することを目的とする。また、本発明は、そのような粉末状の成形用材料から得られる圧縮成形体、特に、曲げ強度に優れた圧縮成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意検討した結果、特定の混練方法で漆と植物繊維とを混合することにより、良好な粒度を有する粉末状の成形材料がより一層効率良く得られることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１６】
すなわち、本発明は、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練することにより得られる粉末状の成形用材料を提供する。【００１７】
さらに、混合機に設けられた１つ又は複数の回転羽根により漆と植物繊維とを３次元的に混練した前記成形用材料、回転羽根を駆動するために供給される電力を測定し、該電力の値の経時変化に基づいて混練を停止して得られる前記いずれかの成形用材料、加熱温度９０〜１８０℃で混練した前記いずれかの成形用材料、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含む前記いずれかの成形用材料、アセトン溶解分を９〜１５質量％含む前記いずれかの成形用材料を提供する。【００１８】
また、本発明は、ウルシオール、ラッコール及びチチオールからなる群より選ばれる１種以上のモノマーの重合体と、植物繊維と、を含む粉末状の成形用材料であって、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含有する、成形用材料を提供する。【００１９】
また、本発明は、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練する工程を含む、粉末状の成形用材料の製造方法を提供する。【００２０】
さらに、混合機に設けられた１つ又は複数の回転羽根により漆と植物繊維とを３次元的に混練する前記製造方法、前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する工程と、前記電力の値を記録する工程と、記録された前記電力の値の経時変化に基づいて混練を停止する工程とを更に含む、前記いずれかの製造方法、加熱温度が９０〜１８０℃である前記いずれかの製造方法、前記成形用材料は１０〜１２０メッシュ篩を通過する前記いずれかの製造方法、前記成形用材料はアセトン溶解分を９〜１５質量％含む前記いずれかの製造方法を提供し、さらには、前記いずれかの成形用材料を圧縮成形して得られる圧縮成形体、および前記圧縮成形体の表面に漆を塗工した前記圧縮成形体をも提供する。【００２１】
そして、本発明は、漆と植物繊維とを収容するための容器、及び前記容器内に設けられた１つ又は複数の回転羽根を備え、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練する混合機と、
前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する電力計と、
前記電力の値に基づき、前記回転羽根の回転速度を制御するコントローラーと、
を備える、粉末状の成形用材料の製造装置を提供する。【００２２】
さらに、記録された前記電力の値の経時変化に基づいて混練を停止する前記いずれかの製造装置、加熱温度が９０〜１８０℃である前記いずれかの製造装置、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末状の成型用材料を製造する前記いずれかの製造装置、前記回転羽根を駆動する電力の値を計測して、これをもってアセトン溶解分を調整して粉末状の成形用材料を製造する前記いずれかの製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、漆、植物繊維といった天然資源のみを原料として用いた成形用材料であっても、良好な粒度を有する粉末状の成形用材料をより一層効率的に得ることができる。また、本発明によれば、そのような粉末状の成形用材料から得られる圧縮成形体、特に、曲げ強度に優れた圧縮成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】漆と植物繊維とを混練する際に用いられる回転羽根を駆動するために供給される電力とアセトン溶解分との関係の一例を示す、プロット図である。
【図２】本実施形態の成形体の例を示す写真である。
【図３】漆と植物繊維とを混練する装置の一例を示す模式図である。
【図４】実施例における圧縮成形体の曲げ強度結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態（以下「本実施形態」と言う。）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００２６】
≪成形用材料≫
本実施形態の成形用材料は、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練することにより得られる粉末状の成形用材料である。
【００２７】
従来、本発明者らは特許文献１にて漆と植物繊維とを混練することで天然資源のみを原料として用いた成形用材料及び成形体を既に提案しているが、漆と植物繊維との混練物は、通常、漆が本来持つ粘性が食物繊維に十分に重合せずに凝集してしまい固まりとなる傾向があったために、さらに混練物の固まりを粉砕する工程を行っている。
【００２８】
これに対し、本実施形態では、混練による混合物の動きの中で３次元的（立体的とも呼べる）な動きが支配的になる３次元的な混練方法を採用しているので、得られる漆と植物繊維との混合物が、成形用材料として適切な粒度を有する粉末となるため、粉砕工程を行う必要がない。
【００２９】
すなわち、本実施形態において、「３次元的に混練」とは、混合物の平面的とも呼べる２次元的な動きが支配的になる混練ではなく、縦、横、斜め等の多方向、つまり立体的な動きが支配的になる混練のことをいう。このような３次元的に混練することが可能となる混合機としては、例えば、流動式混合機（ヘンシェルミキサー）、高速流動型ミキサー、シュギーミキサー等が挙げられる。漆と植物繊維との混合物を３次元的に混練することにより、得られる成形用材料が、粉砕工程を経なくても適切な粒度を有する粉末になる要因としては、おおよそ下記のことが考えられる。ただし、要因はこれに限定されない。すなわち、混合物を３次元的に混練することにより、混練物に対して、強力な対流、拡散及び剪断混合作用を及ぼし、混練物を破断したり結合したり丸めたりすることにより、適切な粒度を有する粉末を形成することができると考えられる。
【００３０】
また、本実施形態に用いる混合機（例えば、流動式混合機）は、好ましくは混合槽がジャケット構造になっており、また、ジャケット内を高温のオイルまたは水蒸気が循環する構造であることが好ましい。こうすることで、３次元的に混練するだけではなく、混合槽の側面からも混合物を加熱することが可能となるため、適切な粒度を有する粉末の形成に優れた効果を奏する。
【００３１】
また、本実施形態の成形用材料は、混合機に設けられた１つ又は複数の回転羽根により漆と植物繊維とを３次元的に混練した成形用材料であることが好ましい。回転羽根の回転に伴う作用（対流、拡散、剪断混合）により、良好な粒度を有する粉末状の成形用材料をより一層効率的に得ることができる。また、前記混合機は、２つ以上の前記回転羽根を備えることがより好ましい。混合機が２つ以上の回転羽根を備えると、混合物の３次元的な混練をより確実に行うことが可能になるので、良好な粒度を有する粉末状の成形用材料をより確実に得ることができる。同様の観点から、２つ以上の回転羽根が同じ回転軸を有するように設けられると更に好ましい。このような混合機としては、例えば、流動式混合機（ヘンシェルミキサー；三井鉱山株式会社製の三井ＦＭミキサーなど）、高速流動型ミキサー（株式会社カワタ製の混合機など）、シュギーミキサー（関東混合機工業株式会社製の縦型ミキサーなど）が挙げられる。
【００３２】
前記回転羽根の回転速度は、それが備えられる混合機の種類及びスケールによって適宜に変更することができる。その回転速度は特に限定されないが、例えば、１００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍとすることができる。漆と植物繊維との３次元的な混練により良好な粒度を有する粉末状の成形用材料を得ることができる。これは、回転羽根による対流及び拡散作用をより十分に行うことができ、しかも混練物の流動抵抗を抑制することができるためと考えられるが、要因はこれに限定されない。
【００３３】
本実施形態の成型用材料は、加熱温度９０〜１８０℃で混練したものであることが好ましく、加熱温度１２０〜１６０℃で混練したものであることがより好ましい。加熱温度が前記範囲内であると、漆成分中の重合モノマーが適切に熱重合し、高品質の成形用材料を得ることができる。
【００３４】
前記混練の処理時間は、前記加熱温度等に依存し、３０〜１２０分の範囲で適宜設定することが好ましい。
【００３５】
本実施形態の成型用材料は、回転羽根を駆動するために供給される電力を測定し、該電力の値の経時変化に基づいて混練を停止して得られることが好ましい。これにより、良好な粒度を有する好適な成形用材料をより確実に得ることができる。下記にこの点について詳述する。
【００３６】
漆と植物繊維とを回転羽根を備えた混合機内で加熱しながら３次元的に混練した場合、混合機内の漆と植物繊維との混合物の流動性（粘度）の変化に伴い、回転羽根を駆動するために供給される電力の値も変化する。そして、当該電力の値の経時変化を観察することにより、漆と植物繊維との混合物が適切な粉末状態になった時点、すなわち混練の停止時点を判断することができる。
【００３７】
当該電力の値の経時変化の一例について、以下説明する。まず、植物繊維だけを含む混合機内に徐々に漆を投入すると、漆が植物繊維に混合し始めたことにより、混合物の流動性が低下（粘度が上昇）し、電力の値が上昇する。漆の植物繊維への混合が終わると、混合物の流動性は上昇（粘度は低下）し、電力の値が低下する。これは漆中の水分の蒸発や混合機内の温度の上昇によるものと考えられる。その後、加熱により漆成分中のウルシオール等の重合モノマーの重合が進み、該重合体の分子量が増大することで、混合物の流動性は低下（粘度が上昇）し、電力の値が上昇する。更に混練を続けると、ある時点（極大点）を過ぎたところから、再び混合物の流動性は上昇（粘度は低下）し、電力の値が低下する。このときの極大点が漆と植物繊維との混合物が粉末化する時点であると考えられる。その後、混合物の流動性は上昇（粘度は低下）し、電力は低下し続けるが、これ以降に混練の停止時点を設定することが好ましい。
【００３８】
本実施形態の成形用材料は、アセトン溶解分を９〜１５質量％含むことが好ましく、１０．５〜１３質量％含むことがより好ましい。なお、アセトン溶解分は、ウルシオール等の重合性モノマーの指標となるものと考えられていた（例えば、特許第３７７９２９０号公報参照）が、本発明者らによって、重合性モノマーが熱重合により減少して重合体が増加することにより、アセトン溶解分が少なくなり、本実施形態の成形用材料の生産性とこのアセトン溶解分との関係性が明確になるとともに、この関係性から本実施形態の成形用材料を効率よく生産することができるようになった。前記範囲内でアセトン溶解分を含む成形用材料を用いることにより、一層曲げ強度に優れた成形体を安定して得ることができる。
【００３９】
本実施形態において、アセトン溶解分は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【００４０】
前記回転羽根を駆動するために供給される電力の値は、得られる成形用材料のアセトン溶解分と相関関係があると考えられる。例えば、同一ロットで入手した各国の生漆に関して、一次回帰式で示す相関関係があると考えられる。ここで、流動式混合機を用いた場合の、漆と植物繊維との成形用材料を製造した時の回転羽根を駆動するために供給される電力とアセトン溶解分との関係（プロット図）の一例を、図１に示す。この図１によると、両者の相関性は、相関関数で０．９７０となり、非常に良好であることが分かる。
【００４１】
したがって、成形用材料の製造時に前記回転羽根を駆動するために供給される電力の値を管理することにより、適切な範囲のアセトン溶解分を有する成形用材料を安定的に得ることができる。
【００４２】
本実施形態において、粉末の粒度は、同程度の径を有する粉末が多いほど良好（適切）である。これは、粉末状の成形用材料を金型に充填して成形する場合、本来成形用材料を充填すべきでない金型の隙間（例えば、金型が複数の型部材を有する場合に、各型部材間に生じる隙間）に、過剰に成形用材料が入り込むのを防ぐ観点に基づく。例えば、本実施形態の成形用材料は、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末であることが好ましい。１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含む成形用材料は、成形性が良好、すなわち成形用材料が金型の隙間に入り込むのを防ぐことができるので、後述の圧縮成形体を形成する材料として好適である。
【００４３】
本実施形態の成形用材料は、ウルシオール、ラッコール及びチチオールからなる群より選ばれる１種以上のモノマーの重合体と、植物繊維と、を含む粉末状の成形用材料であって、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含有する成形用材料であることが好ましく、６０〜１００メッシュ篩を通過する粉末を含有する成形用材料であることがより好ましい。このような成形用材料は良好な粒度を有するので、金型の隙間に過剰に入り込むのがより十分抑制される。なお、適当量の成形用材料が隙間に入り込むことは、一定のバリを形成させ、適切なガス抜き効果が得られてよい。このような成形用材料は、例えば、上述した製造方法により得ることができる。
【００４４】
本実施形態に用いる植物繊維としては、例えば木質繊維の場合、スギ、ヒノキ、ツガ、キリ、マツ、スプルース等の一般的な樹種のセルロースが挙げられ、また木質素材以外にもタケやアシ、綿等の植物性繊維を含むものの使用も考えられる。植物繊維粉末の粒度としては１０〜１２０メッシュのものが適している。植物繊維はたとえば摩砕機により微細化したものではフィブリル化した繊維となり、混練時に漆が容易に滲透して均一な漆と植物繊維との混合物が得られる。
【００４５】
本実施形態に用いる漆としては、例えば、ウルシオール、ラッコール及びチチオールからなる群より選ばれる１種以上のモノマー、及び／又はその重合体を含む漆が挙げられる。
【００４６】
漆と植物繊維との配合比は重量比で１：９〜６：４であることが好ましく、４：６〜６：４であることがより好ましい。漆及び植物繊維の配合比が前記範囲であると、適切な粒度を有する粉末状の成形用材料が得られる傾向にあり、該成形用材料を圧縮成形して得られた成形体は曲げ強度に優れる傾向にある。
【００４７】
本実施形態において、前記３次元的な混練に先立って、漆と植物繊維とを混合機に投入してもよい。漆と植物繊維との混合機への投入時期は同時であってもよく、別々であってもよいが、植物繊維を先に混合機に投入し、次に漆を投入することが好ましい。植物繊維を先に混合機に投入することにより、適切な粒度を有する粉末状の成形用材料が得られる傾向にある。
【００４８】
植物繊維を先に混合機に投入した場合、植物繊維を加熱しながら３次元的に予備混練することが好ましい。該予備混練における加熱温度は、５０〜９０℃であることが好ましく、６０〜８０℃であることがより好ましい。また、混合機が回転羽根を備える場合、前記予備混練における回転羽根の回転速度は、前記混練する工程における回転羽根の回転速度よりも小さいことが好ましい。
【００４９】
植物繊維を先に混合機に投入し、次に漆を投入し、上述のような条件で製造すると、より適切な粒度を有し、成形性に優れた粉末状の成形用材料が得られる傾向にあり、該成形用材料を圧縮成形して得られた成形体は曲げ強度に優れる傾向にある。
【００５０】
本実施形態の成形用材料は、漆、植物繊維といった天然資源のみを原料として用いても、良好な粒度を有する粉末状の成形用材料であり、主成分がウルシオールである漆だけでなく、主成分がラッコール又はチチオールである漆を用いた成形用材料が原料であっても、該成形用材料を圧縮成形して成形体を得ることができる。
【００５１】
≪成形用材料の製造方法≫
本実施形態の粉末状の成形用材料の製造方法は、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練する工程を含むものであれば、特に限定されない。本実施形態の製造方法によれば、粉砕工程を行うことなく、固まりの段階を経ることなく、適切な粒度を有し、成形性に優れた粉末状の成形用材料が得られる。
つまり、本実施形態の製造方法によれば、漆、植物繊維といった天然資源のみを原料として用いた成形用材料であっても、良好な粒度を有する粉末状の成形用材料を効率的に得ることができる。また、本実施形態の製造方法で得られる成形用材料を用いることにより、その成形用材料が、主成分がウルシオールである漆だけでなく、主成分がラッコール又はチチオールである漆を用いた場合であっても、成形体を得ることができる。
【００５２】
本実施形態の粉末状の成形用材料の製造方法は、混合機に設けられた１つ又は複数の回転羽根により漆と植物繊維とを３次元的に混練することが好ましい。
【００５３】
また、本実施形態の粉末状の成形用材料の製造方法は、前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する工程と、前記電力の値を記録する工程と、記録された前記電力の値の経時変化に基づいて混練を停止する工程と、を更に含むことが好ましい。
【００５４】
なお、本実施形態の粉末状の成形用材料の製造方法における混合機や各条件等は、上記≪成形用材料≫の段落で述べたものと同様である。
【００５５】
本実施形態の粉末状の成形用材料の製造装置は、漆と植物繊維とを収容するための容器、及び前記容器内に設けられた１つ又は複数の回転羽根を備え、漆と植物繊維とを加熱しながら３次元的に混練する混合機と、前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する電力計と、そして、前記電力の値に基づいて、前記回転羽根の回転速度を制御するコントローラーと、を備えることが好ましい。当該製造装置により、適切な粒度を有し、成形性に優れた粉末状の成形用材料を安定的に効率良く得ることができるのは、上述で説明したとおりである。ここで、このコントローラーは、得られた電力の値から適切な回転羽根の回転速度を算出して、これに基づいて回転速度を手動または自動で制御する。この製造装置において、混合機は、前記容器と回転羽根とを備えているものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。また、電力計及びデータロガーも、それぞれ回転羽根を駆動するために供給される電力を測定でき、電力の値を記録できるように、混合機及び互いに接続されているものであれば特に限定されず、それぞれ公知のものであってもよい。さらに、コントローラーも回転羽根の回転速度を制御できるものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。
【００５６】
また、本実施形態の粉末状の成形用材料の製造装置において、前記回転羽根の回転速度は、製造装置の種類及びスケールによって適宜に変更することができる。その回転速度は特に限定されないが、例えば、記録された前記電力の値の経時変化に基づいて混練を停止することが好ましく、加熱温度が９０〜１８０℃であることが好ましい。さらに、本実施形態の粉末状の成形用材料の製造装置は、１０〜１２０メッシュ篩を通過する粉末を含む粉末状の成型用材料を製造する製造装置であることが好ましく、前記回転羽根を駆動する電力の値を測定して、これをもってアセトン溶解分を調整して粉末状の成形用材料を製造する製造装置であることが好ましく、上記粉末状の成形用材料がアセトン溶解分を９〜１５質量％含むことがより好ましい。
【００５７】
≪圧縮成形体≫
本実施形態の圧縮成形体は、上述の成形用材料を、好ましくは１０〜７０ＭＰａの加圧圧力にて圧縮成形して得られる。このようにして得られる圧縮成形体は、主成分がウルシオールである漆だけでなく、主成分がラッコール又はチチオールである漆を用いた場合であっても、各用途に好適に用いることができる。本実施形態の圧縮成形体は、例えば植物繊維として木質繊維を用いた場合木質素材の感触を備えたものとなり、そのままでも例えば什器や各種の工業材料として用いることができるが、美観や耐水性の向上が必要な用途によってはさらにその表面に漆の塗装加工を施すことが好ましい。この場合、成形体の原料としての上述の成形用材料の主成分が漆であるため、漆塗りの際のコンパウンド素材とのなじみが極めて良好で従来の塗装加工における種々の下地工程を省略することができる。
【００５８】
さらにこのようにして得られた成形体に最終的な加熱処理を施すと、漆塗工膜が完全に硬化して下地との密着性が向上し、さらに例えばウルシオール、ラッコール又はチチオールの活性基が消失してユーザに対する漆かぶれのおそれがほとんどなくなるものと考えられる。得られた成形体は、例えば、食器などとして、実際の使用に充分なものである。
【００５９】
なお、混合機として、たとえば株式会社カワタ製の高速流動型ミキサーを用いる場合、回転羽根の回転によって生じる流動運動と混合容器を振動させながら攪拌させることとにより、３次元的な混練が可能である。したがって、これらの混合機を用いた場合であっても、漆、植物繊維といった天然資源（バイオマス）のみを原料として用い、良好な粒度を有する粉末状の成形用材料を得ることができる。そして、そのような成形用材料が原料であれば、主成分がウルシオールである漆だけでなく、主成分がラッコール又はチチオールである漆を用いた場合であっても、成形体を得ることができる。図２に、成形体の例として、皿、椀、鉢などの食器類を例示する。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明がこれらの例によって限定されるものではない。実施例及び比較例において使用した成分は以下のものである。【００６１】
１）漆
漆の種類：中国産生漆
漆の組成：ウルシオール ７５．６質量％、水分 １３．５質量％、含窒素分 ９．０質量％、ゴム質 １．９質量％
なお、漆の組成は、漆液組成分析方法（物質工学連合部会塗装工学分科会作成）に準拠して測定した。【００６２】
２）植物繊維
植物繊維の種類：スギ木粉（富山県砺波森林組合産、１００％間伐材から製造、１００メッシュパス品）
（ｉ）粒度：３３０メッシュ超  １９．７質量％、３３０〜２００メッシュ  ２２．６質量％、２００〜１５０メッシュ  ２５．４質量％、１５０〜１００メッシュ  ２５．９質量％、１００〜８０メッシュ  ５．６質量％、８０メッシュ未満  ０．８質量％
（ｉｉ）含水率：７．０質量％
（ｉｉｉ）かさ比重  １０００ｃｍ３／１８０ｇ
なお、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）は、砺波森林組合のデータによる値である。【００６３】
〔各特性の測定方法〕
〈アセトン溶解分〉
成形用材料中のアセトン溶解分(質量％)の測定は、以下のとおり行った。【００６４】
２５ｍＬアセトンを入れたガラス容器中に成形用材料を１ｇ入れ一晩放置した。その後濾過し、濾過残物をさらにアセトン２５ｍＬに入れ２時間放置した後、濾過した。計２回濾過したアセトン溶解物を５日間自然放置して揮発成分を取り除いた。揮発成分を取り除いたアセトン溶解物の重量を測定して、該測定値と元の成形用材料の重量（１ｇ）とから成形用材料中のアセトン溶解分(質量％)を算出した。【００６５】
〈粒度分布〉
振動式ふるい機（佐藤式振動ふるい機 ＣＢ４０−３ＳＨ 晃栄産業（株）製）を用いて、成形用材料を分粒し、粒度分布を測定し、成形用材料の６０メッシュ未満の粉末の収率を求めた。【００６６】
〈曲げ強度及び曲げ弾性率〉
圧縮成形体を用いて試験片（幅＝１０±１ｍｍ、厚さ＝４．０±０．２ｍｍ、長さ＝８０ｍｍ以上）を作製し、ＪＩＳ Ｋ ７１７１−１９９４ プラスチック−曲げ特性の試験方法に準じ、曲げ強度（ＭＰａ）、曲げ弾性率（ＧＰａ）を求めた。当該試験は３回行い、該３回の試験の平均値を圧縮成形体の曲げ強度（ＭＰａ）、曲げ弾性率（ＧＰａ）とした。なお、当該試験において、支点間距離は、７０ｍｍとし、クロスヘッドスピードは、５ｍｍ／ｍｉｎとした。また、測定装置は、島津製作所製オートグラフＡＧ−１０ＴＤを使用した。【００６７】
［実施例１］
〔成形用材料の製造〕
流動式混合機（三井ＦＭ２０Ｃ／Ｉ、三井鉱山（株）製）を用いて成形用材料を以下のとおり製造した。なお、該混合機は、図３に模式的に示すようなものであり、漆と植物繊維とを収容するための容器（混合槽：２０Ｌ容量）と、前記容器内に同じ回転軸を有するように設けられた２つの回転羽根（羽根の種類：上羽根ＣＫ、下羽根ＡＯ、回転羽根の寸法：（上側）φ２７ｃｍ、（下側）２６ｃｍ）と、を含む混合機と、前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定する電力計（クランプ電力計）と、前記電力の値に基づき、前記回転羽根の回転速度を制御するコントローラーと、を備えていた。【００６８】
植物繊維１ｋｇを前記混合機内の容器に投入し、該容器の蓋を閉めた。前記容器内に設けられた２つの回転羽根をいずれも２００ｒｐｍの速さで回転させ、植物繊維を３次元的に混練しながら、漆１ｋｇを前記容器に２〜１５分間かけて徐々に投入した。次に、２つの回転羽根の回転速度をいずれも６００ｒｐｍに上昇させ、漆と植物繊維との混合物を混合機内で１３０℃の温度で加熱しながら３次元的に混練した。【００６９】
当該混練中、前記回転羽根を駆動するために供給される電力を測定し、前記電力の値を記録した。記録された前記電力の値の経時変化に基づいて、漆と植物繊維との混合物が粉体化し、適切な成形用材料となったと判断した時点からある程度混練を続けた時点で、回転羽根の回転及び混合機内の加熱を停止して、漆と植物繊維との混練を停止した。漆と植物繊維との混練時間は５４分間であった。前記混合機の排出口から成形用材料を取出し、直ちに放冷した。【００７０】
得られた成形用材料のアセトン溶解分を測定したところ、１３．０５質量％であった。また、得られた成形用材料は、ウルシオールの重合体（アセトン溶解分の減少により確認）と植物繊維とを含む粉末であった。【００７１】
〔圧縮成形体の製造〕
上記で得られた成形用材料を用いて圧縮成形体を以下のとおり製造した。【００７２】
成形方法は、圧縮成形法を採用した。金型は、試作した平板成形用金型を用いた。成型機は、圧縮成型用２００ｔプレス機を用いた。【００７３】
上記で得られた成形用材料のうち６０メッシュ篩を通過した粉末１１４ｇを前記金型内に入れ、金型の表面温度を１４５℃に設定し、加圧操作とガス抜き操作とを交互に繰り返して、６２．３ＭＰａの最大加圧力で成形した。その後、金型内のガス抜きを行い、成形体を金型から取り出した。得られた圧縮成形体は熱風乾燥炉（１５０℃）で３時間乾燥した。
なお、図示していないが、例えば、ぐい呑みなどを成形する際のぐい呑み用金型を用いる場合、最大加圧力はおよそ１２．７５ＭＰａとすると成形性がよい。【００７４】
さらに、混練時間を表１に記載のように変更した以外は上記と同様にして、上記とは異なる２種類又は３種類の成形用材料及び圧縮成形体を得た。成形用材料のアセトン溶解分及び６０メッシュ未満の粉末の収率、並びに圧縮成形体の曲げ強度の結果を表１に示す。【００７５】
得られた圧縮成形体の曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。測定結果を図４に示す。【００７６】
［実施例２〜４］
漆と植物繊維との混練条件（混練温度及び混練時間）を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして、成形用材料を製造し、得られた成形用材料のアセトン溶解分及び６０メッシュ未満の粉末の収率を測定した。測定結果を表１に示す。また、得られた成形用材料を用いた以外は、実施例１と同様にして圧縮成形体を製造し、圧縮成形体の曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。測定結果を表１に示す。【００７７】
［参考例１］
〔成形用材料の製造〕
植物繊維と漆とを１：１の割合で混合し、自動乳鉢（製品名：自動乳鉢ＡＮＭ１０００型）、日陶科学（株）製）で混練し（混練条件：約２０分間）、加熱処理（５〜１０間隔ごとに撹拌しながら、熱風乾燥炉で１２０℃９０分、加熱処理をして成形用材料を製造した。得られた成形用材料は、漆の粘性により植物繊維同士が凝集してしまい固まりとなるため、そのままでは、圧縮成形体を形成する材料として用いることができなかった。【００７８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の成形用材料は漆及び植物繊維を素材とする成形品の量産に適した材料として用いられ、それによって得られる成形品はそれ自体でまた漆塗装加工の容易な素地としての用途を有する。特に本発明の成形用材料は、食器を作るための材料として有用である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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【国際調査報告】
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