Challenge for blow molding of wood and paper

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K21331
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 野中 寛 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (90422881)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 木粉 / HPMC / クエン酸 / 湿式押出成形 / ブロー成形 / バイオマス / プラスチック代替

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は，木粉，竹粉，紙粉などをセルロース系増粘剤と水を混練し，押出成形により成形ができる「オールバイオマス素材」の開発を進めてきた。この素材は水を可塑剤とする粘土状素材であり，常温で押し出すことができ，乾燥により成形品が出来上がる。押出成形後，空気の注入で膨らみ，その状態で固めることができれば，原理上木や紙の中空成形が可能となる。一昨年度までに，風船ガムやスライムのような湿潤状態で膨らませる素材に着想を得て，ポリビニルアルコール（PVA），ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC），ホウ砂の組み合わせで，伸び性を発現し，空気を注入したとき膨らむことを見出した。昨年度には，PVA-HPMC-ホウ砂の混合物に水を加えたヒドロゲルを塊状にして，ガスを定圧・定量を吹き込む注入ガス測定の測定系を確立し，破裂までのガス注入量をもって，膨らみ性を評価した。その結果，改めてHPMC，ホウ砂を未添加では膨らまないことが確認され，両者が必須であることが明らかとなった。また木粉の使用量を増やすと，少ないガス注入量で破裂するようになったが，木粉含量70%（水を除く）でも小容量のボトルを製造するには十分の膨らみ性を示す組成を見出した。プラスチック製のボトル形状の割型内で，この組成のヒドロゲル，空圧にて膨らませ，乾燥によりボトル形状の成形品を得ることに成功した。ボトル形状品について，表面にクエン酸水溶液を塗布して加熱することにより，水にぬれた際べとつきなどがでないようにすることまでは達成することができた。研究期間を1年延長し，今年度はこれらの研究成果の取りまとめに専念し，論文執筆作業を進めた。まだ投稿に至っていないものの，まもなく投稿できる予定である。