セルロース誘導体を用いた木粉の湿式押出成形

パイプ状成形品「ウッドストロー」の製作

抄録

石油系プラスチックは，低コストかつ軽量で成形加工性に優れ，大量に使われている一方，マイクロプラスチックによる環境汚染が深刻視されている。本研究では，天然素材による石油系プラスチックの代替を目指し，セルロース誘導体の1つであるヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）を用いた木粉の湿式押出成形技術を開発することとした。まず細管式レオメータを用いて，水分量，HPMCの割合，木粉粒径が，30℃における木粉の押出流動性に与える影響を評価した。木粉とHPMCの割合を8：2から5：5まで変化させ，固体重量に対して70～233％の水を加え混練して得られる素材は，非ニュートン流体で擬塑性的な流動を示し，降伏値を有した。水分量，HPMCが多く，木粉粒径が小さいときに流動性に富む傾向にあり，水分量が特に大きな影響を与えることが明らかとなった。混練素材は，外径6mmのパイプ状に押出成形することに成功し，風乾して得られた乾燥成形品を「ウッドストロー」と名付けた。HPMCの割合が大きいほど，径は小さく，密度は高くなり，高強度の成形品となった。木粉はHPMCと水を適量添加することにより良好に流動させることができ，押出成形のみならず他の成形方法を適用して様々な形状のオール木質成形品を製造しうる可能性を見出した。