CN1951653A - 板材的制造方法以及通过该方法制造的板材 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种板材的制造方法以及板材，其为了有效利用目前无用的除去了可食部分后的食用作物的残渣，而且即使自然放置也可通过细菌处理，对环境有好处。该对环境有好处的板材的制造方法包括：从食用作物除去了可食部分的残渣进行干燥处理的第1工序；将通过第1工序干燥处理后的残渣中超过一定的大小的残渣进行切断以及根据需要进行挤压薄片化的第2工序；在包含通过第2工序薄片化的物质的残渣中加入生物降解性树脂并混合的第3工序；以及将通过第3工序混合处理后的残渣放入模具，通过压力机按压来制造板材的第4工序。

Description

板材的制造方法以及通过该方法制造的板材

技术领域

本发明涉及使用从食用作物中除去可食部分后剩余的残渣(例如，笋皮、豆壳、玉米的包被、谷类的谷壳、荞麦壳)制造板材的方法以及通过该方法制造的对环境有利的板材。

背景技术

例如，因为从稻子中除去米粒后产生大量的稻谷壳，所以提出以稻谷壳为资源进行有效利用，如日本特开2003-35007号公报中记载的那样，提出了在稻谷壳中混入粘结剂、防腐剂和防蚁剂，进行干燥固化来制造板材。另外，日本特开平10-88007号公报提出了在粉碎为50～200μm的稻谷壳中添加聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或发泡性聚氨酯等合成树脂的成型物。

另外，对于特定的植物，如日本特开2002-337115号公报所述，提出了在锦葵科或椴木科类的韧皮纤维植物的粉碎物中，混入尿素树脂木材粘结剂和防菌剂等，然后加热加压制造建材用板。

发明内容

本发明所要解决的课题

然而，就稻谷壳以外的食用作物笋、豆类、玉米的残渣而言，虽然大量的产生，但是就其处理方法而言还没有进行充分的研究。

另外，关于在上述公报中记载的现有板材，作为粘结剂通常使用合成树脂，因为其在自然界中不腐烂，所以需要进行焚烧处理。

而且，就使用稻谷壳的板材而言，当树脂中仅混合稻谷壳时，稻谷壳本身仅起填充剂的作用，存在如下问题：需要大量的树脂，同时强度也依赖于树脂的强度。

本发明是鉴于这些情况而开发的，目的在于提供一种板材的制造方法以及通过该方法制造的板材，该方法旨在有效利用目前无用的、除去了可食部分的食用作物的残渣，而且即使自然放置也可实现细菌处理，对环境有利。

解决该课题的手段

按照上述目的的本发明的板材的制造方法包括：将从食用作物中除去了可食部分的残渣进行干燥处理的第1工序；

在通过上述第1工序干燥处理后的残渣中，对在一定大小以上者进行切断、并根据需要挤压进行薄片化的第2工序；

在含有通过上述第2工序薄片化后的物质的残渣中加入生物降解性树脂并混合的第3工序；以及

将通过上述第3工序混合处理过的残渣放入模具中，通过压力机进行挤压制造板材的第4工序。

这里，从食用作物除去可食部分的残渣(以下，简称为“残渣”或“残渣原料”)，是指例如笋的皮、豆的壳、玉米的包被(玉米皮)、壳类(包括米和麦的)的稻谷壳以及荞麦壳等。作为本发明的板材的制造方法的原料的残渣例如有如下情形：(1)以稻谷壳(或荞麦壳)为主体；(2)以笋的皮为主体；(3)以豆的壳为主体；(4)以玉米的包被为主体；(5)以上述(1)～(4)中的两种以上混合为主体，例如以稻谷壳和豆的壳混合为主体，以稻谷壳和笋的皮混合为主体。而且，在残渣原料中，辅助性地混入其他的具有生物降解性的植物性原料的情形也包含在本发明中。

另外，所谓生物降解性树脂是指，例如，微生物产生的(聚羟基丁酸酯、多羟基链烷酸酯等)、天然物质类(酯化淀粉、乙酸纤维素、壳聚糖、纤维素、淀粉等)、化学合成类(聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚丁二酸乙二醇酯等)，而本发明中可使用的生物降解性树脂，不限定于这些，只要是放置于自然界中通过微生物可分解的物质，就可使用。生物降解性树脂的使用量，依生物降解性树脂的种类、板材的强度而不同，通常，是板材的2～20重量％，而且比它少的情形或者比它多的情形也适用于本发明。

另外，这里作为主体是指，例如，对象物占整体的70％以上(更优选80％以上)。

另外，在本发明的板材的制造方法中，因为在第1工序中干燥处理残渣，籍此除去了水分，因此使残渣自身的拉伸强度提高。残渣干燥的程度，例如，依残渣原料的种类而不同，使水分为3～15％就可以了。再有，当过度干燥时残渣原料自身变脆，拉伸强度下降，所以不优选。在水分过多时，保存变得困难，另外拉伸强度下降。

残渣中在一定的大小以上是指，例如，跨过其残渣的最大尺寸超过50mm。因为，当跨过残渣的最大尺寸超过50mm时，生物降解性树脂的使用量减少，这样制造板材时，容易发生部分剥离，因此板材的强度下降。

再有，残渣原料是稻谷壳或荞麦壳等，粒径比较小时，也不一定需要薄片化处理，但如笋的皮和豆的壳等，经形成薄片状而具有一定面积的要进行薄片化。薄片化后的残渣的尺寸，例如，跨过该残渣的最大尺寸是50mm或更小，该残渣的最小宽度以3mm或更大为主体就可以。籍此，对薄片化过的残渣赋予了流动性，增加在第3工序中的搅拌性，使其和生物降解性树脂可以充分混合，薄片化过的残渣可以均匀分布于板材中，而且形成成品时相对强度的可靠性增加。特别是，薄片化的残渣例如如笋皮那样，在一定方向具有强的拉伸强度时，通过薄片化并混合，其方向均匀分布，可制造整体上具有一定拉伸强度的板材。

再有，残渣原料例如当以稻谷壳、荞麦壳或与它类似的东西为主体时，也可进行按压薄片化(即，扁平化)，籍此，板材中的残渣的填充率提高，板材的强度提高。

在本发明的板材的制造方法中，薄片化过的残渣的尺寸，也可以使该残渣的最小宽度大于等于稻谷壳的全长，跨过该残渣的最大尺寸是50mm或更小。此时，对稻谷壳不进行薄片化，对其他残渣原料(例如，笋的皮、豆的壳)进行薄片化，板材的主体变成稻谷壳和被薄片化过的残渣原料的混合物。

另外，在本发明的板材的制造方法中，第3工序中使用的生物降解性树脂也可使用具有发泡性的物质，或也可混入发泡剂。籍此，成品板材变得具有发泡性，从而使其轻型化，例如，可作为绝热材料和隔音材料使用。

而且，在本发明的板材的制造方法中，也可在制造的板材的单侧或双面粘合木质薄板材。籍此，可将通过残渣原料制造的板材作为芯材而灵活运用。而且，因为在其表面使用了木质薄板材，所以在维持生物降解性的状态下，可确保成品自身的表面强度、表面硬度以及装饰性。

该木质薄板材的厚度，例如优选为1～3mm左右，当使用残渣原料制造的板材的表面具有均匀的硬度时，作为木质薄板材，例如，也可使用0.3～0.5mm厚度的刨切单板(装饰性木质薄板)。

另外，作为残渣原料使用笋的皮的情况下，笋的皮，可以从笋和竹的根部大量产生，可在竹林、蔬菜水果市场、菜店、家庭等收集。得到笋的皮的竹的种类没有特别的限定，可以使用桂竹、毛竹、毛金竹、紫竹、矢竹、川竹等。

作为得到豆的壳的豆，在属于豆科的植物中，例如，有供食用的大豆、小豆、蚕豆、豌豆等的果实。

再有，在本发明的板材的制造方法中，在以上的残渣原料或生物降解性树脂之外，例如，也可混入活性炭等对环境无害的无机物，当混入了诸如活性炭时，成品板材具有异味吸附性。

而且，在本发明的板材的制造方法中，当然可以给板材着色，也可以将染料、颜料等与生物降解性树脂同时添加。此时，作为天然的染料有动物染料和植物染料。作为动物染料，可以使用地中海产的骨螺(ァッキガィ)科的贝的皮腮腺的分泌物得到的贝紫、寄生于南美的仙人掌的蚧虫的一种的胭脂红、印度产的紫胶介壳虫的分泌物的紫胶、地中海产的贝的内脏、乌贼的墨汁等。另外，植物染料有从植物的叶、花、茎、根等得到，藏红花、蓝、郁金、红花、茜草、栀子等超过三千种的染料。

另外，作为颜料，有白色颜料、彩色颜料、透明颜料。白色颜料有从含钛矿石制造的氧化钛、通过金属铅的腐蚀制造的铅白、通过金属锌的烧制制造的氧化锌、金属锌和硫酸钡的混合物的锌钡白、纯粹的硫化锌或氧化锑等。彩色颜料有氧化铁、氧化铁和硫化钙的混合物等。另外，透明颜料有碳酸钙、硅酸镁、白土、氧化硅、硫酸钡、碳酸钡等，可作为保护涂料使用。染料是颗粒溶解而着色的物质，颜料是不溶解直接分散，在干燥时附着着色的物质，通常因为没有生物降解性，所以优选使用即使残留对环境也无害的物质。

发明效果

本发明的板材的制造方法以及通过该方法制造的板材，有以下的作用和效果。

因为以目前作为废物、从食用作物除去可食用部分的残渣为原料，所以是在谋求对这些残渣的有效利用。

特别地，在板材含有将残渣薄片化的物质时，和生物降解性树脂的混合性增加，薄片自身的强度也添加于板材，可制造与以粉材为主体的板材相比具有更高强度的板材。另外，因为被薄片化的残渣成层状粘合，所以，残渣自身的粘合面积增加，板材的强度得到提高。

而且，在板材的原料以稻谷壳等粒状残渣和薄片化过的残渣为主体时，在可有效利用稻谷壳等残渣之外，薄片化过的残渣连接粒状的残渣，从而进一步提高了板材的强度。

另外，连接各残渣的树脂，因为是生物降解性树脂，通过放置于自然界进行微生物处理，成为对生态环境有利的板材。当然，即使焚烧处理也不会产生有害物质。

另外，形成成品的板材，可作为天花板、壁板、地板等建筑材料使用，而且，在建筑现场等也可作为模型材料等使用。

具体实施方式

下面说明本发明的一实施方式的板材的制造方法。

本发明的一实施方式的板材的制造方法，包括：对从食用作物除去了可食部分后的残渣进行干燥处理的第1工序；在通过第1工序干燥处理后的残渣中，将在一定大小以上的部分切断到小于等于预定长度，而且，根据需要挤压残渣原料进行薄片化的第2工序；在含有通过第2工序薄片化过的物质的残渣原料中加入生物降解性树脂、用搅拌机混合的第3工序；将通过第3工序混合了生物降解性树脂的残渣原料放入预定形状的模型，通过压力机挤压，制造板材的第4工序。以下，对这些进行详细说明。

残渣分为例如稻谷壳或荞麦壳等粒状物和笋皮、豆壳以及玉米包被等薄片状物，使用它们中的一种或两种以上作为原料。通过将它们进行干燥处理，能保存残渣原料，能够调整收获期和制造期。另外，如果对残渣原料进行干燥处理，则可确保强度。干燥如果过分干燥则残渣原料变脆，因此优选水分干燥到使其发挥最大强度。该水分浓度依残渣原料的种类而不同，优选残留水分在3～15％的范围内就可以。干燥优选进行热风干燥，也可以是日晒干燥、冷冻干燥、远红外线干燥等(以上是第1工序)。

当以薄片状物为残渣原料时，适当切断进行薄片化。在厚度厚的薄片状物的情况下，也可进行挤压处理成扁平状。薄片化过的残渣原料的形状是圆形(包括椭圆形)、方形、其它自由形状，而薄片化过的残渣原料，优选跨过薄片的最大尺寸为50mm或更小(更优选30mm或更小)，薄片的最小宽度优选设为3mm或更大。这里，所谓最小宽度优选是指，例如薄片嵌入的最小矩形的短边，所谓最大尺寸优选是指上述最小矩形的长边。

在板材的主材料上也可使用如此薄片化过的残渣，籍此，可提供过填充率高、强度变动小的板材。另外，当作为残渣原料仅使用特定的薄片状物或粒状物时，如果能确保生物降解性树脂，则可更便宜、简单地制造板材。即，当使用收获期不同的残渣原料时，因为需要保存一部分，所以要确保保存场所、防止腐烂等，致使成品的制造成本上升。

当仅以粒状物作为残渣原料时，为了提高强度、为了提高填充密度，优选最初用压力机等进行挤压为扁平状。如稻谷壳等具有弹性的原料，即使简单按压也会再次恢复到原来的形状的情况下，例如，也可一边加热到80～150左右一边进行按压。再有，对于稻谷壳以及荞麦壳，也可在内部残留空间直接使用。(以上，是第2工序)。

其次，将残渣原料放入搅拌机，与液态或粉状的生物降解性树脂混合。此时，残渣可以仅是薄片化的薄片状物，也可仅是粒状物。另外，也可以将薄片化过的薄片状物，和干燥处理后的状态的粒状物或经挤压处理过的粒状物作为残渣原料。此时，薄片状物和粒状物的比例优选为，薄片状物为整体的10～90％(更优选为20～80％)，剩余的主体为粒状物。这是因为薄片状物或粒状物中一方的比例小于10重量％时，少的一方的薄片状物或粒状物的性质不能有效地发挥出来。

混合时间是任意的，但应为在残渣原料上充分附着生物降解性树脂的时间(例如，从20分钟到2小时)进行搅拌。生物降解性树脂的量例如是整体的2～20重量％(更优选是2～8重量％)，比它少则当放入生物降解性树脂时板材整体的强度下降。而即使生物降解性树脂的量超过20重量％，整体的强度也提高得不太多，依据生物降解性树脂的种类，可使板材加和生物降解性树脂本身的强度。

在将残渣原料和生物降解性树脂搅拌混合时，为了发挥特殊的效果，可自由混入其他添加物。作为添加物，有用于着色的染料或颜料、活性炭、发泡剂、公知的远红外线产生物质等。如果加入活性炭，则得到的成品板材的强度下降，所以优选少量(例如，小于等于整体的10重量％)。

而且，也可以将从其它食用作物除去可食部分的残渣的干燥物，或其它植物的干燥物粉碎后的物质加入其中。此时，笋皮或豆壳的薄片，其含量例如超过整体的40重量％时，这些薄片成为板材的加强材料，变得更有强度(以上是第3工序)。

下面，将这些残渣原料和生物降解性树脂的混合物放入模具(即，下模)中。该模型可是容器状的，也可以是平板状的。另外，也可以是具有一定形状的模型。

在该下模中，在放入预定量的上述混合物的状态下，从上部用压力机按压，制造预定厚度的板材。此时，根据生物降解性树脂的种类，也可在加热状态下进行加压。籍此，可提高残渣原料自身的填充度，也可依据生物降解性树脂的种类促进固化。

在放入发泡剂使板材发泡的情况下，当用强按压力形成板材时，因为难以发泡，所以根据发泡的程度适当加压。此时，下模和上模的平面部分按压于板材，所以通过进行模具成形，可大量生产规定尺寸(例如，90cm×60cm×10mm)的板材。再有，通过将混合物放置为平板状，从上面用平板按压时，通过切断周围，制成规定尺寸的板材。再有，在生物降解性树脂中使用具有发泡性的物质的情况下也相同。

在成形的过程中，在板材的单面或双面上也可配置木质薄板材。此时，优选的是，在单面的情况下，优选在凹模内配置木质薄板材，在双面的情况下，在凹模中配置第1木质薄板材，接下来放入预定量的残渣原料和生物降解性树脂的混合物，用凸模临时按压1次后，在其上放置第2木质薄板材，再次用凸模按压。再有，在预先制造的预定尺寸的板材的单面或双面上，将预先准备好的木质薄板材，使用生物降解性的粘结剂贴合的情况对本发明也适用。

作为木质薄板材，例如，有薄胶合板、薄板单板、以木质材料为原料的纸片材料等(以上是第4工序)。

根据本实施方式的制造方法制造的板材，其水分比较少，在通常使用时(例如室内)可保持其原形状，但是放置后赋予一定温度和水分(雨)，则由于微生物而腐烂，分解成水、二氧化碳等。另一方面，当残渣原料相同，而用通常的生物降解性树脂以外的热塑性树脂(粘结剂)或热固性树脂固化残渣原料时，可制造外观相同的成品，但存在经微生物的分解性差的缺点。

本发明不限于上述的实施方式，在不改变本发明的宗旨的范围内，也可组合其构成要素。

例如，在混合使用多种生物降解性树脂的情况下，使用多种残渣原料制造板材时，不管是使用相同的残渣原料，还是一种作为粉粒状物另一种作为薄片两者混合来使用的情况，都包含于本发明的权利要求的范围内。因此，对于稻谷壳和荞麦壳，也可将其粉碎作为粉状物使用。

另外，在将残渣原料和生物降解性树脂混合时，进一步少量混入自然界中存在的、于动植物无害的物质(例如，碳酸钙、粘土)等情形，也适用于本发明。

而且，也可自经由以上工序完成的板材的表面，含浸染料以及其他具有生物降解性的树脂等。

Claims (10)

1、一种对环境有利的板材的制造方法，其特征在于，包括：

对从食用作物中除去了可食部分的残渣进行干燥处理的第1工序；

在通过所述第1工序干燥处理后的残渣中，将在一定大小以上者切断，以及根据需要进行挤压薄片化处理的第2工序；

在包含通过所述第2工序薄片化后的物质的残渣中，加入生物降解性树脂并混合的第3工序；以及

将通过所述第3工序混合处理过的残渣放入模具，用压力机挤压制造板材的第4工序。

2、根据权利要求1所述的板材的制造方法，其特征在于，所述食用作物的残渣，包括笋皮、豆壳、以及玉米的包被中的任意一种或两种以上构成，在所述第2工序中形成的薄片化的残渣，以最小宽度是3mm或更大，跨过该残渣的最大尺寸是50mm以内者为主体。

3、根据权利要求1所述的板材的制造方法，其特征在于，通过所述第3工序处理的残渣包含稻谷壳。

4、根据权利要求3所述的板材的制造方法，其特征在于，所述第2工序形成的薄片化的残渣的大小，其最小幅度宽度大于等于所述稻谷壳的全长，跨过该残渣的最大尺寸是50mm或更小。

5、根据权利要求4所述的板材的制造方法，其特征在于，所述谷壳经按压处理成扁平状。

6、根据权利要求1所述的板材的制造方法，其特征在于，所述第3工序使用的所述生物降解性树脂，是具有发泡性的物质或混入了发泡剂。

7、根据权利要求1～6任一项所述的板材的制造方法，其特征在于，在所述第3工序中，在所述残渣中还加入了颜料或染料进行着色。

8、一种板材，其特征在于，通过权利要求1～6任一项所述的板材的制造方法制造。

9、一种板材，其特征在于，在通过权利要求1～6任一项所述的板材的制造方法制造的板材的单面或双面上粘合有木质薄板材。

10、一种板材，通过权利要求7所述的板材的制造方法进行制造。