JP2005329688A - 植物性原材料の耐熱性トレー容器類及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 籾殻・麦殼等穀類の殻や藺草・間伐材・竹材等の植物性廃棄物を使用し、バインダーにホルムアルデヒド型熱硬化性樹脂に替えて非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂を中心にカゼイン・自然系セルロース等を使用した生分解性を持つ、トレー容器類の製品とその製造方法。
【解決の手段】 植物性原料である籾殻１及び非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂のポリエステル樹脂等、熱可塑性樹脂のポリエチレン等の熱可塑性樹脂主体のバインダー２を粉砕微粉末化し、粉砕微粉末化した前記籾殻１と前記バインダー２を計量５・混合６し、攪拌機で攪拌７させ、攪拌された籾殻１とバインダー２の混合体８を成型機１５で加熱９・加圧１０し、トレー容器の成型品１２を成型１１し、この成型１１された成型品１２をコーティング１３し、市場性のある植物性トレー容器類１４を製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、植物性原料をバインダーで結合した容器で、特に籾殻、麦殼等穀類の殻を主原料にしたり、間伐材、伐採竹材等の農業廃棄物を主原料とする食品トレー容器類及びそれを製造する技術に関する。

従来から、弁当容器や惣菜及び調理食品等の食品用容器において、使い捨ての製品が多く普及し、その大部分がＰＳＰ（ポリスチレン樹脂）製品や一部紙製が使用されている。容器リサイクル法の施行を機に植物性原料を使用した容器類も使われるようになってきている。しかし発泡スチロール製品には、環境ホルモン「スチレン」問題があり食品衛生上の安全面及び廃棄物処分の面で問題がある。
また、ＰＳＰ容器は、脆弱で持ちづらく紙製容器は、コーティング剤に蝋を使用した時期が長いこともあって、いずれも食品衛生上安心できるものではなく、消費者の不安を取り除くには至っていないのが現状である。更に使用されている植物性原料の容器類は、脆弱で製造原価も高く、しかもバインダーとして使用されている熱硬化性樹脂類がホルムアルデヒドを含有し日本食品衛生法の基準を満たさない製品が多い。

このように現在大量に生産使用されているＰＳＰの容器等（発泡スチロール製品類）は、使用後の処分の際、環境保全に有害なものとしてその取り扱いが問題となっている。これらＰＳＰの容器等（発泡スチロール製容器類）は、焼却処分すれば高温を発し有害な煙の発生を伴い、焼却炉に悪影響を及ぼし、ダイオキシン発生の一因と言われており、埋没処理しても半永久的に形をとどめる等、廃棄物処理の面で多くの問題点を抱えている。
また、新たに開発された多くの植物性原料を使用した容器類は、強度的に問題がある上、耐熱性に乏しく製造原価が高く市場流通性の乏しい容器となっている。
本発明は、このような技術的背景に基づいてなされたものであり、次のような目的を達成する。
本発明の目的は、現在主流をなしているＰＳＰ容器（発泡スチロール製容器類）や紙製容器の有する脆弱な欠点を解消し、強度を高めることを目的とした植物性原料トレー容器類とその製造技術の提供にある。
本発明の他の目的として、籾殻以外の植物性原料にはシリカの含有量が少ないため、耐熱性不足を補うのにシリカを添加して対応し、バインダーの主原料をホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂を非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂に置き換え、ホルムアルデヒドを放散防止する植物性原料トレー容器類とその製造技術の提供にある。
更に本発明の他の目的は、低廉な製造コストで提供できる穀類の殻等の植物性原料を主原料としたトレー容器類とその製造技術の提供にある。
更に本発明の他の目的として、低廉な製造コストで提供するため、処理困難な間伐材や竹林維持のために５年周期で伐採される竹を原料として使用する技術の植物性原料トレー容器類とその製造技術の提供にある。
更に本発明の他の目的は、容器リサイクル法に定める容器のリサイクル法に該当しない「非回収容器」と監督官庁から許諾される原料で形成される植物性原料トレー容器類とその製造技術の提供にある。
更に本発明の他の目的として、籾殻を除く原料や熱可塑性樹脂をバインダーに使用することで生じる耐熱性の低下を、シリカを添加することで補完する製造技術の提供にある。

本発明の植物性原料トレー容器類は、粉砕微粉末化された前記植物性原料粉末体と前記バインダー粉末体とを計量混合し攪拌して成型する、トレー容器類成型品をコーティングするコーティング剤からなっている。
また、前記植物性原料は植物性の素材、特に植物性繊維類が好ましく、穀類の殻や前記間伐材又は竹林維持管理の際の竹材であっても良い。いずれの材料も多量に排出されるもので有効利用ができる点で効果的である。
更に前記バインダーは、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の混合体が良い。好ましくはポリエステル樹脂、エチレン・アクリル樹脂、ＳＢＳ・ＳＩＳ樹脂等の熱硬化性樹脂及びポリアミド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂で、そのうちの各々１種類以上の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂からなると、容器が硬くならず若干の柔軟性を持ち、特に籾殻を原料として用いた場合、籾殻に多量に含まれるシリカの働きで耐熱性が高まり、電子レンジの使用にも耐え得る耐熱性をも有する。籾殻以外の植物性原料のシリカ不足、熱可塑性樹脂の耐熱性不足にはシリカを添加することで欠陥を補完する。
更に前記バインダーには軟化剤としてカゼイン、セルロース類が添加されても良い。
更に前記コーティング剤は、セラミックス粉末と結合剤及び分散剤の混合された塗布剤・ポリ乳酸・コーンスターチから選択される１種類であっても良い。容器の脆弱性の防止と、破損時の飛散防止に効果的である。前記セラミックス粉体は、ＳｉＯ_２、ＡＬ_２、Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２の成分であっても良い。これが水ガラス、塗料として使用されている塗布剤となる。トレー容器類に着色の必要がある場合は、植物性原料を着色しても良く、コーティング剤に色素を添加しても良い。
本発明の植物性原料トレー容器類の製造方法は、植物性原料及びバインダーを粉砕微粉末化する第一工程と、粉砕微粉末化した前記植物性原料と前記バインダーとの混合比率は前記植物性原料８０％〜８５％、前記バインダー１５％〜２０％を計量混合し、攪拌する第二工程、攪拌された前記植物性原料と前記バインダーを成型機で加熱、加圧しトレー容器類成型品を成型する第三工程と、成型された前記トレー容器類成型品をコーティングする第四工程からなっている。
また、前記第一工程は、前記植物性原料と前記バインダーを各々６０〜１００メッシュに微粉末化しても良い。成型に効果的な粉砕メッシュであり、この工程では植物性原料とバインダーを各々別の設備で粉砕するようにしても良い。
更に前記第二工程は、前記植物性原料８０％〜８５％、前記バインダー１５％〜２０％を計量混合し攪拌しても良い。その際に着色用色素を混入しても良い。
更に前記第三工程の加熱温度は、１３０℃〜２７０℃であっても良い。
更に前記第三工程の加圧力は、５．５ＭＰａ±１．５ＭＰａ（５５Ｋｇ／ｃｍ^２±１５Ｋｇ／ｃｍ^２）であっても良い。
更に前記第三工程でトレー容器類成型品肉厚が、１ｍｍ±０．５ｍｍになるように成型されても良い。容器の強度が確保され扱い易く経済的な構成が可能である。
更に数種類の前記バインダーを使用する場合、前記バインダーの微粉末の混合割合は、非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂のポリエステル樹脂、エチレン・アクリル樹脂、ＳＢＳ樹脂、ＳＩＳ樹脂等と熱可塑性樹脂のポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＥＴ樹脂を９％〜１２％、カゼイン３％〜５％、酸化チタン１％〜１．５％、自然系セルロース類２．５％〜５％としても良い。
更に希望で一部に着色を施す場合、コーティング剤に色素を混入しても良い。

本発明の方法は、植物性原料を使用することにより生分解性（土中埋没して微生物分解）を確保し、更には発生するために処分する必要がある植物性廃棄物の有効利用を果たし、非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂をバインダーの主原料とするためホルムアルデヒド等の発生問題を抑え安全性を確保できる。更に植物性原料とバインダーを混合攪拌し成型するためトレー容器類は低コストで簡単に製造できる。
更にこのトレー容器類は、脆弱性を克服できて強度も有し、耐熱性も籾殻以外の原料には、シリカを籾殻に含まれている量と同量添加し、熱可塑性樹脂のみをバインダーに使用する場合は、同様にシリカを添加して耐熱性を高めることで電子レンジに問題なく対応できる。使用後の廃棄物処理でも生ごみと一緒に排出でき、焼却炉で焼却してもダイオキシン等の発生はなく焼却炉の温度が異常に上昇せず、焼却炉の内壁が急速には劣化しない。土中に埋没すれば微生物分解することから環境を悪化させることはない。

植物性廃棄物のいずれかを有効利用して原料とし、籾殻以外の植物性原料に耐熱性を強化するためシリカを添加し、中心のバインダーに非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を使用することで、日本食品衛生法の基準を遵守し、更に熱可塑性樹脂の耐熱性補完にシリカを添加して耐熱性を高め、現在容器類の主流を占めるＰＳＰ製品に価格面及び性能面で十分対抗できる製品の製造を目指す形態を最良とする。

植物性原料を籾殻とし、籾殻の１８．３％程度を占めるシリカを有効活用して耐熱性を持たせ、バインダーの主力非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂のポリエステル樹脂等と熱可塑性樹脂の生分解性ポリエチレンを使用する、この組合せとシリカを補填することで熱可塑性樹脂の耐熱性不足をカバーする。以上の組み合わせが製造原価の低減に通じ、生分解性を持ちながら低廉なトレー容器類が製造できる。

トレー容器類を使用する需要層には、石油系原料のトレー容器類からの脱皮を目指しながら、現存するトレー容器類では製造原価が高く、新たな発想の安全で安価な植物性トレー容器類の出現を待ち望む声は高い。特に再加熱して食品を調理する分野のトレー容器類と、再加熱しない単にディスプレイ専用のトレー容器類では根本原料から変えることで、価格も容器類の原料も存在価値さえも変えてしまうのではないかと考える。この新容器製造技術は新しい産業の発生を予感させるものと確信する。

図１は、本発明の植物性原料トレー容器類の製造方法を示す工程図である。 図２は、植物性原料トレー容器類の製造装置の概略を示す平面図である。 図３は、植物性原料トレー容器類の製造装置の概略を示す側面図である。 図４は、植物性原料トレー容器類でトレー類の底の浅い例を示した外観図である。 図５は、植物性原料トレー容器類でラーメンタイプの丼の例を示した外観図である。

符号の説明

イ． 第一工程
ロ． 第二工程
ハ． 第三工程
ニ． 第四工程
１． 籾殻等植物性廃棄物
２． バインダー原料
（熱硬化性樹脂・熱可塑性樹脂・カゼイン・セルロース類）
３． 破砕・微粉末化・・・破砕機Ａ
４． 破砕・微粉末化・・・破砕機Ｂ
５． 計量
６． 混合
７． 攪拌 ・・・攪拌機
８． 混合体
９． 加熱 ・・・成型機
１０． 加圧 ・・・成型機
１１． 成型 ・・・成型品
１２． トレー容器類成型品
１３． コーティング ・・・コーティング装置
１４． トレー容器類完成商品
１５． 成型機
１６． 粉砕機
１７． 混合攪拌機
１８ａ．材料貯蔵タンクａ
１８ｂ．材料貯蔵タンクｂ
１８ｃ．材料貯蔵タンクｃ
１９． 雄金型
２０． 加熱装置
２１． 雌金型
２２． 自動原料供給装置
２３． 油圧シリンダー（大）
２４． 油圧シリンダー（小）
２５． コーティング装置
２６． 自動取り出し装置
２７． スチールコンベアー
２８ａ．トレー（底の浅い）
２８ｂ．トレーの内側
２９ａ．ラーメン等用丼
２９ｂ．ラーメン等用丼の内側

Claims (17)

1. 粉砕微粉末化した植物性原料粉末体と粉砕微粉末化されたバインダー粉末体と、前記植物性粉末体と前記バインダー粉末体とを計量混合し、攪拌して成型されたトレー容器類成型品にコーティングするコーティング剤からなる植物性トレー容器類。
2. 請求項１記載の植物性トレー容器類において、前記植物性原料は、穀類の殻類、間伐材の廃棄材又は藺草の廃棄部分あるいは食品廃棄物であることを特徴とする植物性トレー容器類。
3. 請求項１又は２記載の植物性トレー容器類において、前記バインダーには、硬化促進剤として非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のそれぞれ１種類あるいは単体１種類を含有することを特徴とする植物性トレー容器類。
4. 請求項１又は２記載の植物性トレー容器類において、前記バインダーには、非ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、カゼイン、セルロースを含有することを特徴とする植物性トレー容器類。
5. 請求項１又は２記載の植物性トレー容器類において、前記バインダーには、自然系セルロースとして米粉及び小麦粉を含有することを特徴とする植物性トレー容器類。
6. 請求項１又は２記載の植物性トレー容器類において、前記コーティング剤は、液体ガラス・セラミックス粉末との結合剤及び分散剤の混合された塗布剤・ポリ乳酸・コーンスターチのうち選択された１種類からなる植物性トレー容器類。
7. 前記植物性原料と前記バインダーを粉砕微粉末化する第一工程と、粉砕微粉末化した前記植物性原料と前記バインダーを計量し攪拌混合する第二工程と、攪拌された前記植物性原料と前記バインダーの混合体を成型機で加熱、加圧してトレー容器類成型品を成型する第三工程と、成型されたトレー容器類成型品をコーティングする第四工程とからなる植物性原料トレー容器類の製造方法。
8. 請求項７記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、前記第一工程は、前記植物性原料と前記バインダーを各々６０〜１００メッシュに微粉末化することを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
9. 請求項７記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、前記第二工程は、前記植物性原料と前記バインダーの混合割合は、重量比で前記植物性原料は８０％〜８５％であり、前記バインダーが１５％〜２０％であることを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
10. 請求項７記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、前記第三工程の加熱温度は、１２０℃〜２７０℃であることを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
11. 請求項７記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、前記第三工程の加圧力は、５．５ＭＰａ±１．５ＭＰａであることを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
12. 請求項７記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、前記第三工程で前記トレー容器類成型品の肉厚が１ｍｍ±０．５ｍｍになるように成型されることを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
13. 請求項４、５に記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、複数種の前記バインダーを使用する場合、前記バインダー微粉末の混合割合は、重量比で前記熱硬化性樹脂及び前記熱可塑性樹脂の各々いずれか１種類の合計が９％〜１２％、カゼイン３％〜５％、酸化チタン１％〜１．５％、自然系セルロース類２．５％〜５％であることを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
14. 請求項２、３に記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、主原料に籾殻以外の原料を使用した場合、シリカの含有量が少ないため耐熱性に乏しくなるが、シリカを添加することで耐熱性を保持することになる。シリカの添加量は、籾殻に含有する１８％±０．５％を添加することを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
15. 請求項３、４、５に記載の植物性原料トレー容器類の製造方法において、前記バインダーを使用する場合、前記バインダーの主原料を熱硬化性樹脂を使用せず熱可塑性樹脂のみを使用する際は、熱対応型容器類には同様にシリカを添加する。添加するシリカの量は対象温度で増減するが、１５％を上限とすることを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
16. 請求項１又は２記載の植物性原料トレー容器類において、容器を着色する必要がある場合は、請求項２記載の植物性原料に着色して製造することを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。
17. 請求項６記載の植物性原料トレー容器類において、容器の一部に着色を施す必要がある場合は、コーティング剤に必要な着色剤を混入して着色を施すことを特徴とする植物性原料トレー容器類の製造方法。

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