JP2003300206A - 生分解性環境保護器具の製造方法 - Google Patents

生分解性環境保護器具の製造方法

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JP2003300206A JP2002106939A JP2002106939A JP2003300206A JP 2003300206 A JP2003300206 A JP 2003300206A JP 2002106939 A JP2002106939 A JP 2002106939A JP 2002106939 A JP2002106939 A JP 2002106939A JP 2003300206 A JP2003300206 A JP 2003300206A
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  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程が簡素化され、生産コストが低く、
作製された器具は強度、耐水性、耐油性、耐酸性、耐ア
ルコール性および熱安定性に優れ、また器具の主成分の
ほとんどが生分解されるため環境問題が発生しない生分
解性環境保護器具の製造方法を提供する。 【解決手段】 この生分解性環境保護器具の製造方法に
は、下記のステップが含まれる。(a)植物繊維原料を
粉砕してなる植物粉粒と、結合材成分を含む液状原料と
を予め用意する。(b)植物粉粒および液状原料を所定
の比率で十分に撹拌混合し混合材にする。(c)混合材
を乾燥させ、その含水率を所定値以下にし成形用材料に
する。(d)加熱ダイで成形用材料を加熱加圧し、所定
の形状の器具本体に成形し、成形過程で排気動作を行
い、材料中の水分および気体を排出する。(e)器具本
体表面に防水層を被覆する。(f)防水層を被覆した器
具本体を焼付し、冷却して環境保護器具にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は環境保護器具に関
し、特に生分解性環境保護器具の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在よく目にする「使い捨て食器」は、
大半が発泡ポリスチレン(以下、PSPという)を材料
としており、これ以外なら板紙または木片からなるが、
PSPは自然界で生分解されず、また板紙や木片を得る
ためには木材を大量に伐採するため、いずれも深刻な環
境問題をもたらしている。
【0003】近年、産業界では環境を破壊しない代替物
を積極的に開発しており、中でも注目されるのが、利用
価値の低い植物繊維原料(通常は籾殻)を撹拌粉砕して
粉末状にし、さらに加熱加圧して所定の形状にした物品
(碗、トレイまたは鉢等)であり、その最大の利点は原
料が容易に手に入り、また製品が生分解されるため環境
問題が発生しないことである。しかし、現在この方面の
実務技術はまだ成熟しておらず、例えば製品の強度、耐
水性、製造工程の簡素化や改善、ならびにコストの更な
る削減など、克服と改良が待たれる問題が多数残ってい
る。
【0004】日本特許公開2000-355008(P2000-355008
A)号に開示されている製造方法では、籾殻を主とする
植物原料の粉末と、結合剤を含む生分解性物質とを混合
して混合材とし、該混合材を加熱加圧して中間成形体を
作製し、さらに該中間成形体の表面に織布、不織布を配
置して成形体にし、該成形体を加熱加圧して所定の形状
にする。または混合材をスラリー状にし、さらに織布、
不織布に塗布し乾燥させてシート材とし、該シート材に
スラリー状の混合材を積層し、最後に再び加熱加圧して
所定の形状に成形している。上記製造方法において、織
布、不織布を添加した意図は、植物粉末の結合強度をア
ップし、成形品の堅固性を実用に耐えうる程度にするた
めであるが、製造方法の手順は煩雑となり、生産コスト
が上がるため、市場競争力が欠如し、量産化を図ること
ができない。
【0005】同様に、現在この分野において従来の製造
方法で作製された製品のほとんどが、実用性(強度、耐
水性および熱安定性等)、環境保護性(分解しやすいか
どうか)および生産コストという3つの面で、産業界お
よび市場の両方で受け入れられる最良のバランスポイン
トに達していない。簡単に例を挙げると、従来の製造方
法において製品の強度を強くしようとすると、含有する
樹脂成分が多くなり、例えばCN97107979号に開示され
ている製造方法では5〜20%の熱溶解ゲルを含み、C
N98121944号の製造方法では10〜35%のカーバマイ
ド樹脂を含んでおり、これらの樹脂成分はいずれも生分
解できないため、製品の環境保護性は理想的ではない。
反対に、水溶性樹脂や澱粉を加えて植物粉粒を結合させ
る従来製法も少なくないが、かかる製造方法で作製した
製品は分解しやすい反面、結合強度が低いため、製品の
強度、耐水性、耐油性、耐酸性、耐アルコール性および
熱安定性等の面で劣っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
製造工程が簡素化され、生産コストが低く、且つ作製さ
れた器具は強度、耐水性、耐油性、耐酸性、耐アルコー
ル性および熱安定性の面で極めて優れ、また器具の主成
分のほとんどが自然界によって生分解される原料である
ため環境問題が発生しない生分解性環境保護器具の製造
方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の生分解性環境保護器具の製造方法には、下
記のステップが含まれる。(a)植物繊維原料を粉砕し
てなる植物粉粒と、結合材成分を含む液状原料とを予め
用意する。(b)植物粉粒および液状原料を所定の比率
で十分に撹拌混合し混合材にする。(c)混合材を乾燥
させ、その含水率を所定値以下にし成形用材料にする。
(d)加熱ダイで成形用材料を加熱加圧し、所定の形状
の器具本体に成形し、成形過程で排気動作を行い、材料
中の水分および気体を排出する。(e)器具本体表面に
防水層を被覆する。(f)防水層を被覆した器具本体を
焼付し、冷却して環境保護器具にする。
【0008】
【発明の実施の形態】ここに好ましい一実施例を挙げて
本発明に対してさらなる説明を行う。本実施例による生
分解性環境保護器具の製造方法は、下記のステップを含
む。 ステップ1:植物繊維原料を粉砕してなる「植物粉粒」
と、結合剤成分を含む「液状原料」とを予め用意する。
植物繊維原料は籾殻、麦殻、竹、落花生の殻、サトウキ
ビの滓、藁またはパルプのうちの1つ、あるいは少なく
とも2つの混合物でよく、撹拌粉砕して粒径50〜20
0メッシュの植物粉粒にする。液状原料の主成分は無毒
の合成樹脂、溶剤および硬化剤とし、このうち合成樹脂
はエポキシ樹脂、ケイ素化合物(テトラエトキシシラン
(TEOS)等)、合成ゴム(Rubber)、石油樹脂、EV
A(ethylene-Vinylacetate;エチレン酢酸ビニル共重
合体)、PVA(Polyviny alcohol;ポリビニルアルコ
ール)またはPVAc(polyvinyl acetate;ポリ酢酸
ビニル)のうちの1つ、あるいは少なくとも2つの混合
物とし、溶剤はトルエン、キシレンまたはエチルアルコ
ールのうちの1つ、あるいは少なくとも2つの混合物と
する。液状原料の調合方法について例を挙げると、まず
固体状のエポキシ樹脂を溶剤に加え、約100℃に昇温
し撹拌して完全に液状に溶解させ、最後に硬化剤を加え
る。
【0009】ステップ2:植物粉粒70〜98wt%、
液状原料2〜30wt%の割合で両者を十分に撹拌混合
させ、植物粉粒の表面を液状原料でむらなく被覆し
(注:高速混合機使用で30〜100秒)、粘着状の
「混合材」にする。 ステップ3:混合材を乾燥させ、含水率を10wt%以
下に下げ、「成形用材料」にする。また、乾燥後に得ら
れた成形用材料の固形分の樹脂が0.9〜13.5wt
%のみとなるようにし、逆に分解性物質(即ち植物原
料)が86.5〜99.1wt%に達するようにする。
【0010】ステップ4:成形用材料を押型用材料と
し、加熱ダイでこれを加熱加圧する押圧成形を行う。成
形品の形状、厚さまたは製品の物性要求により、押圧作
業の温度、圧力および時間を適度に調整するが、通常金
型の温度は50〜180℃、圧力は25〜85kg/c
2(2.4〜8.4MPa)、時間は5〜50秒とす
る。同時に押圧の過程で排気動作を行い、材料中の気体
(水蒸気などを含む気体)を排出させ、成形品の生地を
改善し強度を高める。本実施例で採用した排気方法は、
まず小圧力で原料を大雑把に成形し、適度に緩圧して原
料中の水分、気体を揮発排出させ、続けて大圧力でさら
に押圧して(注:製品によっては2回目の緩圧、排気が
必要)、碗、トレイまたは匙等所定の形状の「器具本
体」に成形し、厚さを0.5〜10mmにする。
【0011】ステップ5:前記の各ステップの環境条件
によって、この時選択的に器具本体に焼付(温度100
℃)を行ってもよく、材料内部の水分および気体を確実
に揮発発散させる。前ステップの処理が適切であれば、
焼付は省略可能である。 ステップ6:防水塗料を噴付するまたは防水塗料に浸す
方法で器具本体の表面に防水層を被覆し、該防水層の厚
さを5〜30μmにする。製品の用途によって、防水塗
料は油性か水性を選択できるが、油性防水塗料は例えば
エポキシ樹脂に硬化剤を加えたものなどを用いてよく、
これは架橋作用を備え材料の結合強度をアップさせる。
この他には炭酸カルシウム(CaCO3)を加えてもよく、
この場合塗布表面の光沢度を改変できる。水性防水塗料
はアクリル乳化樹脂を用いることができるが、これは容
易に分解するという利点を備えている。さらに製品の用
途に応じて、例えば碗やトレイの内面だけに防水層を塗
布するなど、表面の一部だけに塗布することもできる。
【0012】ステップ7:次いで80〜150℃の温度
で、防水層を被覆した器具本体を5〜20分焼付け、防
水層を乾燥成形して確実に附着させる。 ステップ8:器具が自然に冷却されると、生分解性環境
保護器具が完成する。補足すると、食器類の器具を作製
する際にはさらに殺菌作業を行って、殺菌後に隔離的に
包装し、食器の衛生を確保する。無論、食器および衛生
器材以外のその他器具(植木用ポット、灰皿等)を製造
する際は、かかる殺菌作業は不要である。さらに前記殺
菌作業は製品の性質によって、高温焼付殺菌を選択的に
採用でき(ステップ7の焼付作業によって同時に達成可
能)、または赤外線や紫外線を用いて殺菌する。
【0013】上記の製造方法を応用すれば、碗、トレ
イ、鉢または匙等環境保護用の食器、ならびに植木鉢、
植木用ポットおよび苗木用ポット等植物栽培用具、或い
は灰皿、板材またはゴルフのティー(tee peg)等の器
具を製造でき、応用範囲は極めて広い。本発明の製造工
程は複雑でなく、また主原料(植物繊維原料)の獲得が
極めて容易で、ほとんどが農業で利用価値のない植物の
皮や殻であるため、コストが極めて低く(通常の紙製食
器とほぼ同等)、高い市場価値を備えている。さらに原
料の取得に際して木材を伐採する必要がなく、製品は自
然界によって生分解されるので、環境問題が発生しな
い。
【0014】この他、本発明は結合剤を含む液状原料と
植物粉粒とを十分に混合させ、粉粒表面にむらなく液料
を被覆し調合してなる混合材、ならびに水分を乾燥させ
た後の成形用材料に関し、粉粒間は極めて良好な凝集力
を有し、また押圧過程で排気を行うことで、粉粒間の水
分および気体が揮発排出され、材料内部に残留しない
(注:水分および気体が材料内部に残留すると、内部分
子の重合強度に影響し、作製された製品が脆弱で裂けた
り折れたりしやすく、これも従来製品の多くが実用性に
欠ける大きな原因の1つであった)。このように本発明
の押圧成形による器具は、構造が非常に緻密で堅実であ
り、実施テストにおいて従来の生分解性器具に比べ本発
明で作製された環境保護器具は、強度、耐水性、耐油
製、耐酸性、耐アルコール性および熱安定性の面で確実
に優れていることが実証されている。
【0015】最後に、本発明の製造方法で作製された環
境保護器具について行った抽出試験(extraction tes
t)の蒸発残留物(Dried residue)および残留溶剤(so
lventrssidues)に関する数項目の重要なテストデータ
を付記しておく。蒸発残留物は、水(テスト温度60
℃、テスト時間30分)が214wt ppm、4wt
%酢酸(4wt%CH3CCOH/テスト温度60℃、テスト
時間30分)が3.5wtppm、20wt%アルコー
ル(20%Alcohol/テスト温度60℃、テスト時間30
分)が6.0wt ppm、ノーマルヘプタン(n-Hept
ane/テスト温度25℃、テスト時間60分)は未検
出、残留溶剤ではキシレン(Xylene)が0.71wt
ppmであった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年8月19日(2002.8.1
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】最後に、本発明の製造方法で作製された環
境保護器具について行った抽出試験(extraction tes
t)の蒸発残留物(Dried residue)および残留溶剤(so
lventrssidues)に関する数項目の重要なテストデータ
を付記しておく。蒸発残留物は、水(テスト温度60
℃、テスト時間30分)がwt ppm、4wt%酢
酸(4wt%CH3COOH/テスト温度60℃、テスト時間
30分)が3.5wt ppm、20wt%アルコール
(20%Alcohol/テスト温度60℃、テスト時間30分)
が6.0wt ppm、ノーマルヘプタン(n-Heptane
/テスト温度25℃、テスト時間60分)は未検出、残
留溶剤ではキシレン(Xylene)が0.71wt ppm
であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A01G 9/02 620 A01G 9/02 620Z 621 621 B27N 3/00 B27N 3/00 A D Fターム(参考) 2B027 NB03 NC02 NC23 NC26 NC33 NC41 NC43 NC52 ND01 ND03 ND09 ND11 NE02 NE05 2B260 AA02 AA03 AA04 AA05 AA20 BA07 BA08 BA15 BA18 BA26 CB01 CC02 CD30 DA01 DA06 DA08 DA20 EA05 EB02 EB06 EB19 EB21

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)植物繊維原料を粉砕してなる植物
    粉粒、ならびに結合剤成分を含む液状原料を予め用意す
    るステップと、 (b)前記植物粉粒および前記液状原料を所定の比率で
    十分に撹拌混合し、混合材にするステップと、 (c)前記混合材を乾燥させて含水率を所定値以下に
    し、成形用材料にするステップと、 (d)加熱ダイで前記成形用材料を加熱および加圧し、
    所定形状の器具本体に成形し、押圧の過程で排気動作を
    行い、材料中の水分および気体を排出させるステップ
    と、 (e)前記器具本体の表面に防水層を被覆するステップ
    と、 (f)前記防水層が被覆された器具本体を焼付し、冷却
    して環境保護器具にするステップと、 を含むことを特徴とする生分解性環境保護器具の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 ステップ(a)において、前記植物粉粒
    の植物繊維原料は、籾殻、麦殻、竹、落花生の殻、サト
    ウキビの滓、藁またはパルプのうちのいずれか1つ、あ
    るいは少なくとも2つを混合させたものであることを特
    徴とする請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 ステップ(a)において、前記植物粉粒
    の粒径は50〜200メッシュであることを特徴とする
    請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  4. 【請求項4】 ステップ(a)において、前記液状原料
    の主な成分は合成樹脂、溶剤および硬化剤であることを
    特徴とする請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 前記液状原料の合成樹脂は、エポキシ樹
    脂、ケイ素化合物、合成ゴム、石油樹脂、EVA、PV
    AまたはPVAcのうちのいずれか1つ、あるいは少な
    くとも2つの混合物であることを特徴とする請求項4に
    記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記液状原料の溶剤は、トルエン、キシ
    レンまたはエチルアルコールのうちのいずれか1つ、あ
    るいは少なくとも2つの混合物であることを特徴とする
    請求項4に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  7. 【請求項7】 ステップ(b)において、前記植物粉粒
    は70〜98wt%を占め、前記液状原料は2〜30w
    t%を占めることを特徴とする請求項1に記載の生分解
    性環境保護器具の製造方法。
  8. 【請求項8】 ステップ(b)において、高速混合機を
    用いて30〜100秒撹拌混合を行うことを特徴とする
    請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  9. 【請求項9】 ステップ(c)において、前記成形用材
    料の含水率は10wt%以下とし、成形用材料中の分解
    性物質は86.5〜99.1wt%を占めることを特徴
    とする請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方
    法。
  10. 【請求項10】 ステップ(d)において、加熱ダイの
    温度は50〜180℃であり、圧力は2.4〜8.4M
    Paであり、成形時間は5〜50秒であることを特徴と
    する請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方
    法。
  11. 【請求項11】 ステップ(d)において、押圧成形さ
    れた前記器具本体は厚さが0.5〜10mmであること
    を特徴とする請求項1に記載の生分解性環境保護器具の
    製造方法。
  12. 【請求項12】 ステップ(d)とステップ(e)との
    間に、前記器具本体に対して焼付を行うことを特徴とす
    る請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  13. 【請求項13】 ステップ(e)において、防水塗料を
    吹付ける方法で前記器具本体の表面に前記防水層を被覆
    することを特徴とする請求項1に記載の生分解性環境保
    護器具の製造方法。
  14. 【請求項14】 ステップ(e)において、防水塗料に
    浸す方法で前記器具本体の表面に前記防水層を被覆する
    ことを特徴とする請求項1に記載の生分解性環境保護器
    具の製造方法。
  15. 【請求項15】 ステップ(e)において、前記防水層
    の厚さは5〜30μmであることを特徴とする請求項1
    に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  16. 【請求項16】 ステップ(e)において、前記器具本
    体の表面の一部にだけ前記防水層を被覆することを特徴
    とする請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方
    法。
  17. 【請求項17】 ステップ(f)において、80〜15
    0℃で5〜20分焼付けることを特徴とする請求項1に
    記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  18. 【請求項18】 ステップ(f)の後に、高温で焼付け
    る方法で前記環境保護器具を殺菌することを特徴とする
    請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
  19. 【請求項19】 ステップ(f)の後に、赤外線または
    紫外線で前記環境保護器具を殺菌することを特徴とする
    請求項1に記載の生分解性環境保護器具の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008260201A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Kakuichi Kasei Kk 籾殻成形体の製造方法及び籾殻成形体
JP2010201899A (ja) * 2009-03-06 2010-09-16 Nihon Univ 積層材の製造方法及び積層材
CN102785280A (zh) * 2012-07-06 2012-11-21 李信 异形三防木质制品生产法
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KR101988431B1 (ko) * 2018-07-11 2019-06-12 강원도 삼척시(농업기술센터장) 육묘용 포트

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