JP2005319755A - ボード材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材等の植物性の廃棄物を有効利用するボード材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 筍の皮１２、籾殻１３、豆の皮１４、及び廃木材１５からなる植物性の廃棄物１１を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物２０を用意する第１工程と、混合物２０を圧縮して、圧縮成形物２１を得る第２工程と、圧縮成形物２０を乾燥してボード材１０を得る第３工程とを有する。これにより、植物性の廃棄物を有効に活用できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、植物性の廃棄物を用いたボード材及びその製造方法に関する。

従来、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材等は、そのまま廃棄されたり、焼却されたりしていた。また、筍の皮は適宜大きさの形状に裁断され、接着剤でその皮脈方向を交互に数枚重ねて厚みのある板状体に成形され、更にこの板状体をプレスして弁当箱やトレー等の容器等が成形されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２７３７０９号公報

しかしながら、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材等をそのまま廃棄物として処分するのは資源の無駄であるという問題があった。また、筍の皮から容器を製造するには、筍の皮を綺麗な状態で保持しなければならないという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材等の植物性の廃棄物を有効利用するボード材及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載のボード材は、セルロースを主体とし、破砕又は粉砕された植物性の廃棄物を、生分解性接着剤で固めている。
請求項１記載のボード材において、植物性の廃棄物としては、セルロースの含有量が、例えば、８０質量％以上であるものが好ましく、植物の葉、種子の皮、古紙、廃木材等が利用できる。また、枯れ草、刈った草、廃棄される野菜や果物等を使用してもよい。ここで、ボード材は、天井板、壁板、床板等の建築材料として使用できる。

また、生分解性接着剤としては、トウモロコシ、サトウキビ等のでんぷんから合成したポリ乳酸樹脂、石油由来のポリエチレンサクシネート樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂等のサクシネート系重合体、ポリカプロラクトン樹脂、ポリヒドロキシプロピオナート、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシパリレート等のポリヒドロキシアルカノエート、でんぷんを変性した化工でんぷん樹脂等の生分解性樹脂を常温で液状化した生分解性樹脂エマルジョンがある。生分解性樹脂は、自然界で容易に分解して最終的には無害な水と炭酸ガスになるので、環境破壊の防止につながる。

請求項２記載のボード材は、請求項１記載のボード材において、前記植物性の廃棄物は、筍の皮、籾殻、豆の皮、廃木材、枯れ草のいずれか１又は２以上からなる。
請求項２記載のボード材において、筍の皮は、筍や竹の根元から大量に発生し、竹林、青果市場、八百屋、家庭等で収集可能である。筍の皮を得る竹の種類は特に限定されるものではないが、マダケ、モウソウチク、ハチク、クロチク、ヤダケ、メダケ等を用いることができる。

籾殻は籾米の外皮、また、その米から摺り落したものであり、籾殻を得る米の種類も特に限定されない。豆の皮は、マメ科に属する植物のうち、大豆、小豆、ソラマメ、エンドウ等の実を食用とするものの実を取り除いた皮であり、特に枝豆の皮が好適に使用される。廃木材としては、鋸屑、かんな屑、チップ材、木材を繊維状にしたもの等が使用できる。筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材等によって製造されたボード材は、植物性の廃棄物を主体としているので、炭化して炭を製造することもできる。

請求項３記載のボード材は、請求項１及び２記載のボード材において、天然の染料又は顔料を含む。
請求項３記載のボード材において、天然の染料としては、動物染料と植物染料がある。動物染料としては、アクキガイ科の貝のパープル線の分泌物から得られる貝紫、南米のサボテンに寄生する貝殻虫の一種のコチニール、インド産の貝殻虫ラック、地中海産の貝の内臓、イカの墨汁等が使用される。また、植物染料は、植物の葉、花、茎、根などから得られ、サフラン、藍、ウコン、紅花、茜、クチナシ等の三千種を超える染料がある。

また、顔料としては、白色顔料、着色顔料、透明顔料がある。白色顔料は、チタンを含む鉱石から造られる酸化チタン、金属鉛の腐食によって造られる鉛白、金属亜鉛の焼成によって造られる酸化亜鉛、金属亜鉛と硫酸バリウムとの混合物であるリトポン、純粋な硫化亜鉛や酸化アンチモン等がある。着色顔料は、酸化鉄、酸化鉄と硫化カルシウムとの混合物、セレン化カドミウム、クロム酸鉛、硫化カドミウム、フェロシアン化第二鉄等がある。また、透明顔料は、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、白土、シリカ、硫酸バリウム、炭酸バリウム等があり保護塗料として用いることができる。染料は粒子が溶解して着色するものであり、顔料は不溶のまま分散して乾燥する際に付着して着色するものである。

前記目的に沿う請求項４記載のボード材の製造方法は、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材からなる植物性の廃棄物を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物を用意する第１工程と、
前記混合物を圧縮して、圧縮成形物を得る第２工程と、
前記圧縮成形物を乾燥してボード材を得る第３工程とを有する。

前記目的に沿う請求項５記載のボード材の製造方法は、筍の皮と、籾殻、豆の皮及び廃木材のいずれか１又は２以上とからなる植物性の廃棄物を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物を用意する第１工程と、
前記混合物を圧縮して、圧縮成形物を得る第２工程と、
前記圧縮成形物を乾燥してボード材を得る第３工程とを有する。

請求項４及び５記載のボード材の製造方法において、第１工程では、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材等を破砕又は粉砕する装置としては、通常の破砕機、粉砕機が使用でき、また、これらを混合する装置として、通常の混合機が使用できる。ここで、第１工程では、それぞれを粉砕又は破砕したものを混合してもよいし、それぞれを混合したものを粉砕又は破砕してもよい。また、混合時に適量（例えば、廃棄物の質量に対して、５〜１０％程度）の水を添加して混合し易くしてもよい。

第２工程では、混合物を圧縮する装置として、プレス機が使用できる。また、第３工程では、圧縮成形物を自然乾燥で乾燥してもよいが、乾燥機中で乾燥してもよい。乾燥温度は、構成材料が焼けない温度、例えば、６０〜１００℃、好ましくは７０〜８０℃で行うとよい。ここで、加熱しながら圧縮するヒータ付のプレス機を使用すると、圧縮と乾燥を同時に行うことができる。

請求項６記載のボード材の製造方法は、請求項４及び５記載のボード材の製造方法において、前記第２工程では、接着剤を用いることなく前記混合物の圧縮成形を行う。
請求項７記載のボード材の製造方法は、請求項４及び５記載のボード材の製造方法において、前記第２工程では、生分解性接着剤を用いて前記混合物の圧縮成形を行う。
請求項７記載のボード材の製造方法において、第２工程で使用する生分解性接着剤は、通常エマルジョンとなっている。このエマルジョンと混合物とを圧着して乾燥することによって製造されるボード材は、強度が高く、大型化することができ、天井板、壁板、床板等の建築材料として使用できる。生分解性接着剤は、混合物に満遍なく塗布（付着）できる量を添加すればよい。

請求項８記載のボード材の製造方法は、請求項４及び５記載のボード材の製造方法において、前記第２工程では、熱可塑性接着剤を用いて前記混合物の圧縮成形を行う。
請求項８記載のボード材の製造方法において、熱可塑性接着剤としては、ポリ酢酸ビニル系、ポリアミド系、ポリエステル系、熱可塑性ゴム系等があり、塩素を含まないものを使用するのが好ましい。熱可塑性接着剤は加熱により軟化して流動し易くなるので、製造したボード材を再び熱を加えて圧縮し、別の形状のボード材を成形することもできる。また、第２工程で使用する熱可塑性接着剤は、混合物に対して満遍なく塗布できる量を添加すればよく、熱可塑性接着剤の添加によって、ボード材の強度を高く、また、大型化のボード材を製造することができ、天井板、壁板、床板等の建築材料として使用できる。

請求項９記載のボード材の製造方法は、請求項８記載のボード材の製造方法において、前記第２工程で製造された圧縮成形物を加熱して軟化した後、更に加圧して変形させる。
請求項９記載のボード材の製造方法において、熱可塑性樹脂は、加熱により軟化して流動し易くなるので、製造したボード材を再び熱を加えて圧縮し、別の形状のボード材を成形することができる。
請求項１０記載のボード材の製造方法は、請求項４〜９記載のボード材の製造方法において、前記混合物には、染料又は顔料が含まれている。

請求項１〜３記載のボード材は、セルロースを主体とし、破砕又は粉砕された植物性の廃棄物を、生分解性接着剤で固めているので、廃棄物の再利用ができる。また、生分解性接着剤を使用しているので、大型のボード材を成形できると共に、そのまま廃棄することもできる。
請求項２記載のボード材は、植物性の廃棄物が筍の皮、籾殻、豆の皮、廃木材、枯れ草のいずれか１又は２以上からなるので、従来ではほとんど廃棄されていた資源の有効利用ができる。
請求項３記載のボード材は、天然の染料又は顔料を含むので、ボード材をいろいろな風合いとし、付加価値を付けることができる。

請求項４及びこれに従属する請求項６〜１０記載のボード材の製造方法は、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材からなる植物性の廃棄物を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物を用意する第１工程と、混合物を圧縮して圧縮成形物を得る第２工程と、圧縮成形物を乾燥してボード材を得る第３工程とを有するので、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材からなる植物性の廃棄物の再利用ができる。

請求項５及びこれに従属する請求項６〜１０記載のボード材の製造方法は、筍の皮と、籾殻、豆の皮及び廃木材のいずれか１又は２以上とからなる植物性の廃棄物を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物を用意する第１工程と、混合物を圧縮して圧縮成形物を得る第２工程と、圧縮成形物を乾燥してボード材を得る第３工程とを有するので、筍の皮と、籾殻、豆の皮及び廃木材のいずれか１又は２以上とからなる植物性の廃棄物の再利用ができる。

請求項６記載のボード材の製造方法は、第２工程では接着剤を用いることなく混合物の圧縮成形を行うので、ボード材を簡単に製造できると共に、そのまま廃棄できる。
請求項７記載のボード材の製造方法は、第２工程では生分解性接着剤を用いて混合物の圧縮成形を行うので、大型のボード材を成形できると共に、そのまま廃棄できる。
請求項８記載のボード材の製造方法は、第２工程では熱可塑性接着剤を用いて混合物の圧縮成形を行うので、大型のボード材を成形できると共に、更に加熱して別の形状のボード材を製造することができる。

請求項９記載のボード材の製造方法は、第２工程で製造された圧縮成形物を加熱して軟化した後、更に加圧して変形させるので、不要になったボード材を再利用することができる。
請求項１０記載のボード材の製造方法は、混合物には染料又は顔料が含まれているので、ボード材をいろいろな風合いとし、付加価値を付けることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係るボード材の製造方法の説明図、図２は本発明の第２及び第３の実施の形態に係るボード材の製造方法の説明図である。

図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るボード材１０及びボード材の製造方法について説明する。
（第１工程）
まず、植物性の廃棄物１１を構成するモウソウチクの筍の皮１２、籾殻１３、豆の皮（例えば、枝豆の皮）１４、及び廃木材（例えば、チップ材）１５を、それぞれ図示しない粉砕機で粉砕又は破砕して粉砕物１６〜１９を得る。粉砕物１６〜１９を図示しない混合機で混合して混合物２０を用意する。この際には、混合機内に適量の水を添加して、混合し易くしてもよい。なお、粉砕物１６〜１９は、それぞれ０を超え９０質量％以下、好ましくは５〜８０質量％、更に好ましくは１０〜６０質量％となるように混合する。

また、混合機内に天然の染料、例えば、貝紫、コチニール、イカの墨汁等の動物染料、サフラン、藍、ウコン、紅花、茜、クチナシ等の植物染料、酸化チタン、鉛白、酸化亜鉛等の白色顔料、酸化鉄、セレン化カドミウム、クロム酸鉛等の着色顔料等を添加してもよい。これによって、ボード材１０をいろいろな風合いとし、付加価値を付けることができる。

（第２工程）
混合物２０を図示しないプレス機で圧縮して圧縮成形物２１を得る。
（第３工程）
圧縮成形物２１を図示しない乾燥機で乾燥して、長さ５〜１００ｃｍ、幅５〜１００ｃｍ、及び厚み０．５〜２ｃｍのボード材１０を得る。この際には、６０〜１００℃、好ましくは７０〜８０℃で乾燥する。

ここで、第１工程において、筍の皮１２、籾殻１３、豆の皮１４、及び廃木材１５をそれぞれ粉砕又は破砕した粉砕物１６〜１９を得た後、これらを混合して混合物２０を用意したが、筍の皮１２、籾殻１３、豆の皮１４、及び廃木材１５を混合したものを粉砕又は破砕する粉砕混合機によって混合物を用意してもよい。また、この場合には、水、天然の染料、顔料等を添加して粉砕又は破砕してもよい。第２及び第３工程において、混合物２０をプレス機で圧縮して圧縮成形物２１を得た後に乾燥機で乾燥してボード材１０を得たが、プレス機の代わりに熱プレス機を使用し、混合物を圧縮すると共に乾燥してボード材を得ることもできる。

図２を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るボード材３０及びボード材の製造方法について説明する。なお、ボード材１０の製造方法と同一の構成要素については同一の番号を付してその詳しい説明を省略する。

（第１工程）
筍の皮１２と、籾殻１３、豆の皮１４、廃木材１５、及び枯れ草３１とを含む植物性の廃棄物３２を粉砕又は破砕する図示しない粉砕機により粉砕物３３を得る。なお、筍の皮１２、籾殻１３、豆の皮１４、廃木材１５、及び枯れ草３１をそれぞれ破砕又は粉砕して粉物を得た後、混合してもよい。なお、筍の皮１２は、廃棄物３２中の配合量が０を超え９０質量％以下、好ましくは５〜７０質量％、更に好ましくは１０〜６０質量％となるように混合する。

更に、図示しない混合機内に粉砕物３３と生分解性接着剤（例えば、ポリ乳酸樹脂のエマルジョン）３４とを入れ、混合して混合物３５を得る。この際には、混合機内に適量の水を添加して混合し易くしてもよく、また、貝紫、コチニール、イカの墨汁等の動物染料、サフラン、藍、ウコン、紅花、茜、クチナシ等の植物染料からなる天然の染料、酸化チタン、鉛白、酸化亜鉛等の白色顔料、酸化鉄、セレン化カドミウム、クロム酸鉛等の着色顔料等を添加してもよい。

（第２及び第３工程）
混合物３５を図示しない熱プレス機で圧縮すると共に乾燥して、長さ５〜３００ｃｍ、幅５〜３００ｃｍ、及び厚み０．５〜１０ｃｍのボード材３０を得る。この際には、６０〜１００℃、好ましくは７０〜８０℃で乾燥する。なお、熱プレス機の代わりに、混合物をプレス機で圧縮して圧縮成形物を得た後、更にこの圧縮成形物を乾燥してボード材を製造してもよい。ボード材３０は、生分解性接着剤により接着されているので、大型化でき、天井板、壁板、床板等の建築材料として使用できる。

図２を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るボード材４０及びボード材のの製造方法について説明する。
ボード材４０は、第２工程で生分解接着剤３４の代わりに、熱可塑性接着剤（例えば、ポリ酢酸ビニル系の接着剤）４１を使用する点のみがボード材３０の製造方法と異なっている。ボード材４０は、長さ５〜３００ｃｍ、幅５〜３００ｃｍ、及び厚み０．５〜１０ｃｍに形成した。熱可塑性接着剤４１の使用によって、ボード材４０を加熱して軟化した後、更に加圧して変形させ、別の形のボード材を製造することができる。ボード材４０は、熱可塑性接着剤４１により接着されているので、大型化でき、天井板、壁板、床板等の建築材料として使用できる。

（実施例１）
植物性の廃棄物を構成する筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材を、それぞれ３０質量％、３０質量％、３０質量％、１０質量％となるように粉砕混合機の一例であるミキサーに入れ、粉砕又は破砕しながら混合して混合物を用意した。この際に粉砕物を混合し易くするために水を適量（例えば、廃棄物の質量に対して、５〜１０％程度）加えた。得られた混合物をプレス機で圧縮して圧縮成形物を得た後、これを例えば７０〜８０℃で乾燥して、長さ２０ｃｍ、幅３０ｃｍ、及び厚み１ｃｍのボード材を得た。このボード材は、力を加えると割れ易かった。

（実施例２）
植物性の廃棄物を構成する筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材を、それぞれ３０質量％、３０質量％、３０質量％、１０質量％となるように粉砕混合機の一例であるミキサーに入れ、粉砕又は破砕して粉砕物を得た後、粉砕物と生分解性接着剤の一例であるポリ乳酸樹脂のエマルジョンとを混合機内で混合して混合物を用意した。この際には、混合物を混合し易くするために水を適量（例えば、廃棄物の質量に対して、５〜１０％程度）加えた。得られた混合物をプレス機で圧縮して圧縮成形物を得た後、これを例えば７０〜８０℃で乾燥して、長さ２００ｃｍ、幅１００ｃｍ、及び厚み３ｃｍのボード材を得た。このボード材は力を加えても割れ難かった。実施例２のボード材は、実施例１のボード材よりも強度が高く、大型化できた。

（実施例３）
実施例２の生分解性接着剤の代わりに熱可塑性接着剤の一例であるポリ酢酸ビニル系の接着剤を使用して、長さ２００ｃｍ、幅１００ｃｍ、及び厚み３ｃｍのボード材を製造した。このボード材は力を加えても割れ難かった。また、このボード材は、加熱して軟化した後、更に加圧して変形させることにより、別の形、例えば、湾曲したボード材を製造することもできる。実施例３のボード材は、実施例１のボード材よりも強度が高く、大型化できた。

本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のボード材及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

例えば、前記実施の形態のボード材及びその製造方法において、植物性の廃棄物は、筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材で構成されたもの、及び、筍の皮と、籾殻、豆の皮、廃木材、及び枯れ草とで構成されたものを使用したが、セルロースを主体とする植物性の廃棄物であればよく、特に、筍の皮、籾殻、豆の皮、廃木材、枯れ草のいずれか１又は２以上を有するものであればよい。

また、筍の皮として、モウソウチクの筍の皮を用いたが、マダケ、ハチク、クロチク、ヤダケ、メダケ等でもよい。また、豆の皮は、枝豆（大豆）の皮を用いたが、小豆、ソラマメ、エンドウ等の皮でもよい。廃木材として、チップ材を用いたが、鋸屑、かんな屑、木材を繊維状にしたもの等も使用できる。セルロースを主体とする植物性の廃棄物として、刈った草、廃棄される野菜、果物等を使用してもよい。

生分解性接着剤として、ポリ乳酸樹脂のエマルジョンを用いたが、ポリエチレンサクシネート樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂等のサクシネート系重合体、ポリカプロラクトン樹脂、ポリヒドロキシプロピオナート、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシパリレート等のポリヒドロキシアルカノエート、でんぷんを変性した化工でんぷん樹脂を使用してもよい。

また、熱可塑性接着剤として、ポリ酢酸ビニル系の接着剤を使用したが、ポリアミド系、ポリエステル系、熱可塑性ゴム系等を使用してもよく、特に、塩素を含まない接着剤の使用が好ましい。
更に、天然の染料又は顔料を添加して、ボード材をいろいろな風合いとし、付加価値を付けることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るボード材の製造方法の説明図である。 本発明の第２及び第３の実施の形態に係るボード材の製造方法の説明図である。

符号の説明

１０：ボード材、１１：廃棄物、１２：筍の皮、１３：籾殻、１４：豆の皮、１５：廃木材、１６〜１９：粉砕物、２０：混合物、２１：圧縮成形物、３０：ボード材、３１：枯れ草、３２：廃棄物、３３：粉砕物、３４：生分解性接着剤、３５：混合物、４０：ボード材、４１：熱可塑性接着剤

Claims (10)

1. セルロースを主体とし、破砕又は粉砕された植物性の廃棄物を、生分解性接着剤で固めていることを特徴とするボード材。
2. 請求項１記載のボード材において、前記植物性の廃棄物は、筍の皮、籾殻、豆の皮、廃木材、枯れ草のいずれか１又は２以上からなることを特徴とするボード材。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載のボード材において、天然の染料又は顔料を含むことを特徴とするボード材。
4. 筍の皮、籾殻、豆の皮、及び廃木材からなる植物性の廃棄物を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物を用意する第１工程と、
   前記混合物を圧縮して、圧縮成形物を得る第２工程と、
   前記圧縮成形物を乾燥してボード材を得る第３工程とを有することを特徴とするボード材の製造方法。
5. 筍の皮と、籾殻、豆の皮及び廃木材のいずれか１又は２以上とからなる植物性の廃棄物を主成分とし、粉砕又は破砕された混合物を用意する第１工程と、
   前記混合物を圧縮して、圧縮成形物を得る第２工程と、
   前記圧縮成形物を乾燥してボード材を得る第３工程とを有することを特徴とするボード材の製造方法。
6. 請求項４及び５のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記第２工程では、接着剤を用いることなく前記混合物の圧縮成形を行うことを特徴とするボード材の製造方法。
7. 請求項４及び５のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記第２工程では、生分解性接着剤を用いて前記混合物の圧縮成形を行うことを特徴とするボード材の製造方法。
8. 請求項４及び５のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記第２工程では、熱可塑性接着剤を用いて前記混合物の圧縮成形を行うことを特徴とするボード材の製造方法。
9. 請求項８記載のボード材の製造方法において、前記第２工程で製造された圧縮成形物を加熱して軟化した後、更に加圧して変形させることを特徴とするボード材の製造方法。
10. 請求項４〜９のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記混合物には、染料又は顔料が含まれていることを特徴とするボード材の製造方法。

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