JP2006007476A - ボード材及びボード材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本来は廃棄処分される豆の莢を有効利用するボード材及びボード材の製造方法を提供する。
【解決手段】 豆の莢１１を含む植物性の廃棄物を粉砕又は破砕して解砕物１２を用意する第１工程と、解砕物１２に水を加えて湿潤させる第２工程と、湿潤した解砕物１２を底部１３に排水孔１４が設けられた成形枠１５に入れて所定の厚みに均す第３工程と、均された解砕物１６を乾燥する第４工程とを有する。これによって、植物性の廃棄物を処理できると共に、そのまま廃棄しても環境への影響が少ないボード材１０を製造できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃棄される豆の莢を使用したボード材及びボード材の製造方法に関する。

豆とは、食用とされるマメ科植物、例えば、大豆、小豆、空豆、及び豌豆等の種子（実）を総称するものであり、殻、すなわち、莢（さや）で覆われている。例えば、大豆の未熟なうちに茎ごと切り取った枝豆は、莢ごとゆでてその実を食用としており、莢は食べる際に除去され、廃棄処分されている。その他の豆も完熟前又は完熟後に莢から取り出して調理又は加工されて食される。更に、莢付きの豆の脱莢（莢を取り除くこと）を円滑かつ確実に行うと共に、豆の実と莢とを効率よく分離するための豆類の脱さや装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１１６３６８号公報

しかしながら、種子と分離された豆の莢は、その大部分が廃棄処分されてゴミとなり、有効に利用されてい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、本来は廃棄処分される豆の莢を有効利用するボード材及びボード材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、豆の莢を主体とし、粉砕又は破砕された植物性の廃棄物を、接着剤を混入しないで乾燥して固めている。
前記目的に沿う請求項２記載のボード材は、豆の莢を主体とし、粉砕又は破砕された植物性の廃棄物を、接着剤を混入しないで圧縮して固めている。

請求項１及び２記載のボード材においては、ボード材の主原料として、食用とされるマメ科植物の種子である豆の莢を使用する。植物性の廃棄物（以下、単に廃棄物ともいう）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、豆の莢の他に、例えば、植物の葉、種子の皮、古紙、廃木材、筍の皮、籾殻、枯れ草、刈った草、廃棄される野菜、及び廃棄される果物のいずれか１又は２以上を利用できる。ボード材は、例えば、防音材又は断熱材として、天井板、壁板、又は床板の建築材料に使用できる。
請求項２記載のボード材において、廃棄物は、圧縮した後に乾燥するのが好ましい。また、廃棄物を圧縮する際には、加熱を同時に行って乾燥するのがより好ましい。

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、前記豆は、大豆、豌豆（えんどう）、雛豆（ひよこまめ）、隠元豆（いんげんまめ）、花豆、小豆、大角豆（ささげ）、緑豆、扁豆（ひらまめ）、樹豆（きまめ）、及び空豆のいずれか１又は２以上である。

前記目的に沿う請求項４記載のボード材の製造方法は、豆の莢を含む植物性の廃棄物を粉砕又は破砕して解砕物を用意する第１工程と、
前記解砕物に水を加えて湿潤させる第２工程と、
前記湿潤した解砕物を底部に排水孔が設けられた成形枠に入れて所定の厚みに均す第３工程と、
前記均された解砕物を乾燥する第４工程とを有する。

請求項４記載のボード材の製造方法において、第３工程では、成形枠内の水が多い場合、成形枠の底部の排水孔から過剰な水を排出しながら解砕物を均している。また、成形枠内に、平面視して底部と実質的に同じ大きさ（僅少の範囲で小さい）で、しかも、多数の小孔が設けられたスクリーンを底部と平行に配置して、このスクリーンの上に解砕物を堆積させてもよい。第４工程では、均された解砕物を自然乾燥してもよいが、乾燥機で乾燥してもよい。

請求項５記載のボード材の製造方法は、請求項４記載のボード材の製造方法において、前記成形枠内の解砕物の厚みは、０．５ｍｍ以上で１００ｍｍ以下である。
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３工程と前記第４工程との間で、前記解砕物を圧縮及び脱水する。
請求項６記載のボード材の製造方法において、圧縮時には、同時に加熱して乾燥してもよい。

請求項７記載のボード材の製造方法は、請求項４〜６記載のボード材の製造方法において、前記成形枠に投入した解砕物は、生分解性接着剤が含まれている。
請求項７記載のボード材の製造方法において、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、及び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１及びこれに従属する請求項３記載のボード材は、豆の莢を主体とし、粉砕又は破砕された植物性の廃棄物を、接着剤を混入しないで乾燥して固めているので、植物性の廃棄物を処理できる。また、豆の莢を主体としているので、そのまま廃棄しても環境への影響が少ない。
請求項２及びこれに従属する請求項３記載のボード材は、豆の莢を主体とし、粉砕又は破砕された植物性の廃棄物を、接着剤を混入しないで圧縮して固めているので、植物性の廃棄物を処理できる。また、豆の莢を主体としているので、そのまま廃棄しても環境への影響が少ない。更に、圧縮して形成するので、強度の高いボード材を製造できる。

特に、請求項３記載のボード材は、大豆、豌豆、雛豆、隠元豆、花豆、小豆、大角豆、緑豆、扁豆、樹豆、及び空豆のいずれか１又は２以上の莢を使用でき、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４〜７記載のボード材の製造方法は、豆の莢を含む植物性の廃棄物からボード材を製造するので、豆の莢を含む植物性の廃棄物を有効利用できる。また、湿潤した解砕物を底部に排水孔が設けられた成形枠に入れて所定の厚みに均すので、簡単な装置でボード材を製造できる。
特に、請求項５記載のボード材の製造方法は、成形枠内の解砕物の厚みは、０．５ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であるので、防音材又は断熱材として、天井板、壁板、及び床板のいずれか１又は２以上の建築材料に使用できる。

請求項６記載のボード材の製造方法は、第３工程と第４工程との間で、解砕物を圧縮及び脱水するので、ボード材の強度を高めると共に、第４工程での乾燥時間を短くできる。
請求項７記載のボード材の製造方法は、成形枠に投入した解砕物には生分解性接着剤が含まれているので、強度が高く、大型のボード材を製造できると共に、そのまま廃棄できる。

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）
豆の莢（例えば、枝豆の莢）１１からなる植物性の廃棄物を、図示しない粉砕機で粉砕又は破砕して解砕物１２を得る。

（第２工程）
解砕物１２を、水が貯留され底部１３に図示しない栓が嵌入している排水孔１４を備えた成形枠１５内に供給し、解砕物１２を湿潤させる。なお、解砕物１２と水を同時に成形枠１５に供給してもよいし、解砕物１２を成形枠１５に供給した後、水を加えてもよい。また、解砕物１２に水を加えて湿潤させたものを成形枠１５に投入してもよい。ここで、成形枠１５の内側の長さ及び幅は、製造するボード材１０の長さ及び幅とそれぞれ実質的に同じか、若しくは大きくし、また、成形枠１５の内側の高さは、ボード材１０の厚みよりも大きく形成する。

（第３工程）
更に、成形枠１５内の水を掻き混ぜて解砕物１２を均一に分散させながら、排水孔１４から栓を取り除いて成形枠１５内の水を排出し、解砕物１２が成形枠１５の底部１３に所定の厚み、例えば、０．１〜１００ｍｍ（この実施の形態では、１〜１００ｍｍ）となるように均しながら堆積させる。なお、底部１３に堆積した解砕物（以下、堆積物１６という）が、所定の厚みより薄い場合には、更に成形枠１５内に解砕物１２を投入し、所定の厚みより厚い場合には、成形枠１５内から解砕物１２を除去する。

（第４工程）
次に、成形枠１５を逆さまにして堆積物１６を取り出した後、自然乾燥して、長さ５〜１００ｃｍ、幅５〜１００ｃｍ、及び厚み０．５〜５０ｍｍのボード材１０を得る。なお、堆積物１６は、乾燥機で強制的に乾燥してもよい。また、堆積物１６は、成形枠１５から取り出さずに乾燥してもよい。

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２０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）
豆の莢１１及びモウソウチクの筍の皮２１を含む植物性の廃棄物２２を、それぞれ図示しない粉砕機で粉砕又は破砕して解砕物１２、２３を得る。なお、豆の莢１１及び筍の皮２１を混合した後、破砕又は粉砕して解砕物を得てもよい。
（第２工程）
排水孔１４に栓をして水を貯留した成形枠１５内に解砕物１２、２３、及び生分解性接着剤（例えば、ポリ乳酸樹脂のエマルジョン）２４を供給して、解砕物１２、２３を湿潤する。また、成形枠１５内の水を掻き混ぜて解砕物１２、２３を均一に分散させて混合する。

（第３工程）
成形枠１５の排水孔１４から栓を取り除いて成形枠１５内の水を排出すると共に、平面視して成形枠１５内の底部１３と実質的に同じ大きさ（僅少の範囲で小さい）の平板２５を解砕物１２、２３の上部から押し付けて、解砕物１２、２３を圧縮し更に脱水して解砕物１２、２３が所定の厚み、例えば、０．５〜１１０ｍｍとなった圧縮形成物２６を得る。この際には、圧縮形成物２６内の水分が除去される。

（第４工程）
成形枠１５から圧縮形成物２６を取り出し、更に、圧縮形成物２６を図示しない乾燥機で６０〜１００℃、好ましくは７０〜８０℃で乾燥して、長さ５〜３００ｃｍ、幅５〜３００ｃｍ、及び厚み０．５〜１００ｍｍのボード材２０を得る。ボード材２０は、生分解性接着剤２４により接着されているので、大型化でき、天井板、壁板、又は床板の建築材料として使用できる。

なお、成形枠１５の排水孔１４から水を排出して解砕物１２、２３を堆積させた堆積物を得た後、この堆積物を成形枠１５から取り出して圧縮してもよい。また、圧縮にはプレス機を使用してもよく、更に熱プレス機を使用すると圧縮と共に乾燥できる。また、豆の莢１１は、植物性の廃棄物２２中の配合量が５０質量％を超え９５質量％以下、好ましくは６０〜９０質量％、更に好ましくは７０〜８０質量％となるように混合すればよく、また、筍の皮２１を含まず廃棄物２２が全て豆の莢１１でもよい。

（実施例１）
豆の莢を粉砕混合機の一例であるミキサーに入れ、粉砕又は破砕して解砕物を得た。得られた解砕物を水が貯留された成形枠に入れ、底部の排水孔から水を排出ながら解砕物を均して、厚みが１５ｍｍとなった堆積物を得た。この堆積物を成形枠から取り出した後、自然乾燥して、長さ２０ｃｍ、幅３０ｃｍ、及び厚み１０ｍｍのボード材を得た。このボード材は、建築材料として充分な強度となった。

（実施例２）
豆の莢及び筍の皮を、それぞれ５０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、粉砕又は破砕して解砕物を得た。得られた解砕物を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共に、水が貯留された成形枠に入れ、水を掻き混ぜて均一に混合した後、底部の排水孔から水を排出し、更に、上部から平板を介して、解砕物を圧縮して圧縮形成物を得た。更に、圧縮形成物を例えば７０〜８０℃で乾燥して、長さ２００ｃｍ、幅１００ｃｍ、及び厚み１０ｍｍのボード材を得た。このボード材は力を加えても引き裂くことができなかった。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。

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、豆の莢の単独、若しくは豆の莢及び筍の皮の混合物を使用したが、豆の莢に、植物の葉、種子の皮、古紙、廃木材、籾殻、枯れ草、刈った草、廃棄される野菜、及び廃棄される果物のいずれか１又は２以上を混合したものを使用してもよい。また、豆には、大豆、豌豆、雛豆、隠元豆、花豆、小豆、大角豆、緑豆、扁豆、樹豆、及び空豆のいずれか１又は２以上を使用することができる。

解砕物を水が貯留された成形枠内に入れて湿潤したが、成形枠内に解砕物を投入する前に水を加えて湿潤してもよい。また、湿潤した解砕物を底部に排水孔が設けられた成形枠に入れて所定の厚みに均したが、成形枠内に平面視して底部と実質的に同じ大きさ（僅少の範囲で小さい）で、しかも、底部と平行に配置される多数の小孔が設けられたスクリーンを設置し、このスクリーンの上に解砕物を堆積させてもよい。この場合、堆積物を得るためには、底部の排水孔から水を排出してもよいし、スクリーンを成形枠から取り出してもよい。また、厚みの薄い、例えば、５ｍｍ未満のボード材を製造する場合には、漉き舟及び簀を備えた手漉き装置、長網抄紙機、及び丸網抄紙機のいずれか１の紙を製造する装置を使用してもよい。

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、（１）ポリエチレンサクシネート樹脂及び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、（２）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、及び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、又は（３）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、解砕物に貝紫、コチニール、及びイカの墨汁のいずれか１及び２以上の動物染料と、サフラン、藍、ウコン、紅花、茜、及びクチナシのいずれか１及び２以上の植物染料とからなる天然の染料、又は酸化チタン、鉛白、及び酸化亜鉛の１又は２以上の白色顔料、酸化鉄、セレン化カドミウム、及びクロム酸鉛の１又は２以上の着色顔料の着色料を添加して、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：豆の莢、１２：解砕物、１３：底部、１４：排水孔、１５：成形枠、１６：堆積物、２０：ボード材、２１：筍の皮、２２：植物性の廃棄物、２３：解砕物、２４：生分解性接着剤、２５：平板、２６：圧縮形成物

Claims (7)

1. 豆の莢を主体とし、粉砕又は破砕された植物性の廃棄物を、接着剤を混入しないで乾燥して固めていることを特徴とするボード材。
2. 豆の莢を主体とし、粉砕又は破砕された植物性の廃棄物を、接着剤を混入しないで圧縮して固めてい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、前記豆は、大豆、豌豆、雛豆、隠元豆、花豆、小豆、大角豆、緑豆、扁豆、樹豆、及び空豆のいずれか１又は２以上であることを特徴とするボード材。
4. 豆の莢を含む植物性の廃棄物を粉砕又は破砕して解砕物を用意する第１工程と、
   前記解砕物に水を加えて湿潤させる第２工程と、
   前記湿潤した解砕物を底部に排水孔が設けられた成形枠に入れて所定の厚みに均す第３工程と、
   前記均された解砕物を乾燥する第４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. 請求項４記載のボード材の製造方法において、前記成形枠内の解砕物の厚みは、０．５ｍｍ以上で１００ｍｍ以下であ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３工程と前記第４工程との間で、前記解砕物を圧縮及び脱水することを特徴とするボード材の製造方法。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載のボード材の製造方法において、前記成形枠に投入した解砕物は、生分解性接着剤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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