JP7033334B2

JP7033334B2 - 高周波技術に基づくナッツ圧密板及びその製造方法

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Publication number: JP7033334B2
Application number: JP2020058256A
Authority: JP
Inventors: 凱王
Original assignee: 凱王
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: CN111231046B; CN111231046A; JP2021130298A

Description

本発明は、積層技術の分野に属し、特に高周波技術に基づくナッツ圧密板及びその製造方法に関するものである。

ナッツは皮が硬くて、栄養が豊富で、毎年大量のナッツが食用に供されるため、廃棄物としてのナッツ皮も大量に発生している。廃棄ナッツ皮を用いて板材を製造しようと試みているものもあるが、板材の評価には、加工性、防湿性、さらには臭気などの多くの指標が含まれることが多い。板材のいくつかの指標を向上又は改良すれば、板材の他のいくつかの指標が低下又は悪化し、そのため、現在のところ、ナッツ皮の硬い特性を維持し、且つナッツ本来の香りをよく保持することができるほどナッツ積層板が製造された報告もなく、防湿性を有するナッツ積層板の報告も未だない。例えば、特許文献１のクルミ殻粉含有の原料植物繊維は、処理剤を投入して３８℃に保持して３－６時間浸漬処理を行い、ホットプレス機を用いてホットプレスすることにより製造されているが、この方法では、ナッツ皮本来の香りや、ナッツ皮本来の硬い特性を保持することに不利で、且つ防湿性も低い。また、例えば特許文献２には、各種類の穀稈とナッツ殻の粉砕粒の８５－９０％と、防湿尿素ホルムアルデヒド樹脂接着剤１０－１５％とを混合し、予備加圧、ホットプレスを行って得る防湿防音板材の防湿層が開示されている。しかし、尿素ホルムアルデヒドに含まれる遊離ホルムアルデヒドは毒性を有し、尿素ホルムアルデヒド樹脂の使用量が少なすぎると防湿性能が低くなりすぎる。

中国特許ＣＮ１０６４２６４２７Ａ中国特許ＣＮ１０９７０３１５２Ａ

上記技術的課題を解決するために、本発明は、高周波技術に基づくナッツ圧密板の製造方法を提供し、以下のステップを含む。

前処理ステップ：ＰＶＢ中間フィルムを用意して、ナッツ皮とＰＶＢ樹脂粒子とを混合し、ここで、ＰＶＢ樹脂粒子とＰＶＢ中間フィルムの重量の、クルミ皮の粉砕物の重量に対する比を０．８－１．５：１０にし、
予備成形体の製造ステップ：１層のＰＶＢ中間フィルムにつき１層の混合材料が入るように、全てのＰＶＢ中間フィルムと混合材料を金型に入れて予備成形体を得て、
加熱加圧処理ステップ：高周波の周波数３－１０ＭＨｚ、ホットプレス温度８０－１６０℃、ホットプレス時間４－６００秒、圧力１－１０ＭＰａの条件で、前記予備成形体を圧縮する。

本発明のＰＶＢ中間フィルムは、主としてＰＶＢ樹脂で製造される。ＰＶＢ樹脂は、ポリビニルアルコールとブチルアルデヒドを強酸触媒下で反応させて得られる高分子化合物である。市販のＰＶＢ中間フィルム及びＰＶＢ樹脂はいずれも本発明の選択の範囲内であり、本発明は特に限定されない。

本発明のナッツには、クリ、カシューナッツ、クルミ、向日葵の種、アーモンド、ピスタチオ、ヘーゼルナッツ、ピーナッツが含まれるが、これらに限定されない。

さらに、前記ＰＶＢ樹脂粒子と前記ＰＶＢ中間フィルムの重量と、前記ナッツ皮の重量に対する比を０．９－１．０：１０とする。

本発明の前記ＰＶＢ樹脂粒子は、ＰＶＢ樹脂繊維粒子であり、前記ＰＶＢ樹脂繊維粒子の製造ステップは、重量部０．５：０．１－０．５のＰＶＢ樹脂とリグニン繊維とを用いて、熱溶融、混合、押出、冷却を行うステップを含む。

さらに、前記ＰＶＢ樹脂と前記リグニン繊維との重量部の比が０．５：０．２－０．３である。

本発明のナッツ皮の粒径は１－１０ｍｍである。

さらに、ナッツ皮の粒径は２－５ｍｍである。

本発明のナッツ皮の含水率は５－１５％である。

さらに、ナッツ皮の含水率は８－１２％である。

本発明の製造方法は、加熱加圧処理されたナッツ皮板を温度１８０－２２０℃に高周波加熱し、５－８ｍｉｎ保温して硬化処理を行い、硬化ナッツ皮板を製造し得る硬化処理ステップをさらに含む。

本発明の製造方法は、硬化処理されたナッツ皮板の面を、水冷技術により５－１５℃／ｍｉｎの速度で冷却して、ナッツ皮板の温度７０－９０℃になるまで冷却し、水冷技術の水流速度が０．９－１．５ｍ／ｓであり、ナッツ皮板の表面温度が８５－９０℃になるまで風冷を行い、風速が９．２－９．７ｍ／ｓであり、風の温度が５５－６０℃である降温処理ステップをさらに含む。

本発明は、また、上記の製造方法により得られる高周波技術に基づくナッツ圧密板を提供する。

本発明の有益な効果は、加工性、防湿性に優れ、かつナッツ本来の香りを保持する各種の圧密板及びその製造方法を提供することである。

本発明の実施例における高周波クルミ皮の圧密板

（実施例）高周波ナッツ圧密板（クルミ皮）
前処理ステップ：粒径２－５ｍｍのクルミ皮の粉砕物１０ｋｇ、平均含水率１０．１％、粒径１－５ｍｍのＰＶＢ樹脂粒子０．５ｋｇ（上海美邦塑膠有限公司から購入し、以下同様）、厚み１．２ｍｍのＰＶＢ中間フィルム０．５ｋｇ（１０枚、５０ｇ／枚、上海美邦塑膠有限公司から購入し、以下同様）、樹脂材料比１：１０として、クルミ皮の粉砕物とＰＶＢ樹脂粒子とを混合して混合材料を得る。

予備成形体の製造ステップ：圧板式の高周波ホットプレス機を用いて、下熱圧板の離型紙上に金型（長さ５５ＣＭ＊幅３５ＣＭ＊厚さ１７ＣＭのコルク製木枠、天地なし）を置き、金型内に１層のＰＶＢ中間フィルムにつき１層の混合材料が入るように、全てのＰＶＢ中間フィルムと混合材料を金型に入れて予備成形体を得る。

加熱加圧処理ステップ：前記予備成形体を、高周波の周波数４ＭＨｚ、ホットプレス温度１４０℃、ホットプレス時間７秒、圧力５ＭＰａで圧縮する。

切断研磨：冷却後のクルミ皮板を耳切りし、表面を研磨すればよい。プレスを５回行い、長さ５０ＣＭ＊幅３０ＣＭ＊厚さ５ＣＭの３枚の高周波クルミ圧密板（密度０．６ｇ／ＣＭ^３）を得る。
（実施例２－７）高周波ナッツ圧密板

実施例１を参照すると、表１は、実施例２－７製造のための「加熱加圧処理」のパラメータと仕込み条件であり、ＰＶＢ中間フィルムの使用量は、いずれも実施例１と同様である。

（実施例８）

実施例１の方法を参照して製造したが、異なるのは、以下のとおりである：

前処理ステップ：粒径２－５ｍｍのクルミ粉砕物１０ｋｇ、平均含水率１０．４％、粒径２．５ｍｍのＰＶＢ樹脂粒子１ｋｇ、樹脂－材料の比１：１０として採取し、ＰＶＢ樹脂粒子を熱溶融した後、クルミ皮の粉砕物を加えて６時間撹拌下に浸漬して含浸材料を得て、冷却させる。

予備成形体の製造ステップ：圧板式の高周波ホットプレス機を用いて、下熱圧板の離型紙上に金型（長さ５５ＣＭ＊幅３５ＣＭ＊厚さ１７ＣＭのコルク製木枠、天地なし）を置き、金型内に含浸材料を入れる。
（実施例９－１４）

実施例１を参照すると、表２は、実施例９－１４製造のための「加熱加圧処理」パラメータと仕込み条件であり、ここで、実施例１３は、ＰＶＢ中間フィルムのみを使用し、クルミ皮の粉砕物は混合材料を製造する必要がなく、実施例１４は、ＰＶＢ中間フィルムを敷く必要がなく、ＰＶＢ中間フィルムとＰＶＢ樹脂粒子のみを使用して製造された混合材料である。

（実施例１５）

ＰＶＢ樹脂繊維粒子製造ステップ：ＰＶＢ樹脂１ｋｇを熱溶融した後、綿状リグニン繊維（無錫緑建科技有限公司、以下同様）０．５ｋｇを加えて、熱溶融した状態で５－１５ｍｉｎ撹拌して混合し、取り出してやや冷却し、混合物を半固体状に保持した状態で、造粒剤を用いて押出成形し、冷却して、ＰＶＢ樹脂繊維粒子（円柱形状で、円柱径及び高さは、いずれも平均２．５ｍｍ）を得る。

前処理ステップ：粒径２－５ｍｍのクルミ皮の粉砕物１０ｋｇ、平均含水率１０．６％、厚み１．２ｍｍのＰＶＢ中間フィルム０．５ｋｇを用意し、前記ＰＶＢ樹脂繊維粒子から０．７５ｋｇを、混合して混合材料に製造し、樹脂－材料の比を１：１０とする。

予備成形体の製造ステップ：圧板式の高周波ホットプレス機を用いて、下熱圧板の離型紙上に金型（長さ５５ＣＭ＊幅３５ＣＭ＊厚さ１７ＣＭのコルク製木枠、天地なし）を置き、金型内に１層のＰＶＢ中間フィルムにつき１層の混合材料が入るように、全てのＰＶＢ中間フィルムと混合材料を金型に入れる。
（実施例１６－２５）

実施例１５を参照すると、表３は、実施例１６－２５製造のための「加熱加圧処理」パラメータ及び仕込み条件である。

（実施例２６）

実施例１５を参照すると、加熱加圧処理されたクルミ皮板を温度１８０℃に高周波加熱し、８ｍｉｎ保温して硬化処理を行い、硬化クルミ皮板を製造し得て、冷却する硬化処理ステップをさらに含む。
（実施例２７）

実施例１５を参照すると、硬化処理されたクルミ皮板の表面を、水冷技術により５－１５℃／ｍｉｎの速度で冷却して、クルミ皮板の温度７０℃になるまで冷却し、水冷技術の水流速度が０．９ｍ／ｓであり、クルミ皮板の表面温度が９０℃になるまで風冷を行い、風速が９．２ｍ／ｓであり、風の温度が５５℃である降温処理ステップをさらに含む。
（実施例２８－３１）

実施例２６と２７を参照すると、実施例２８－３１をそれぞれ製造し、対応条件を表４に示す。

表４：実施例２８－３１

以下、試験例を結合して本発明をさらに説明する。
（試験例１）加工性及び臭気試験

試験方法：実施例１－７を試験例１－７、実施例１５－１７を試験例８－１０、実施例８－１４を対照例１－７として、加工性試験及び臭気試験を行う。

加工性試験の方法は、鋸の切り込み、穴あけ、溝切り、ほぞ、サンディングを行った後に、作業部位の外観を観察し、優、良、一般、劣悪の４段階に分けることであり、臭気試験の方法は、それぞれ０ヶ月、１ヶ月、６ヶ月、２４ヶ月にて、ナッツ臭気があるか否かを判断し、０ヶ月に濃い臭気があり１ヶ月に薄い臭気がある場合は「一時的」、１ヶ月に濃い臭気があり６ヶ月に薄い臭気がある場合は「一般」、６ヶ月に濃い臭気があり２４ヶ月に薄い臭気がある場合は「持続的」とし、表５に示す。

試験結果：試験例１－４、８－１０は、優れた加工性と持続的なクルミの香りが現れていた。試験例５－６は、優れた加工性と持続的なアーモンドとヘーゼルナッツの香りが現れていた。試験例７は、持続的なピーナッツ臭気もあり、加工性も基本的に要求を満たすことができる。対照例１は、浸漬処理を施したクルミ皮の粉砕物は、一時的なクルミ臭気しか有していないことがわかる。対照例２及び対照例３の樹脂－材料の比は、それぞれ１．７：１０及び１．６：１０であり、樹脂使用量を増やすことで、より良好な加工性を維持できるが、臭気の放出に大きく影響することがわかる。対照例４及び対照例５の樹脂－材料の比は、それぞれ０．６：１０及び０．７：１０であり、樹脂使用量を減らすことで、臭気の放出を維持できるが、加工性が大幅に低下することがわかる。対照例６はＰＶＢ中間フィルムのみを用いたものであり、フィルム層数が多くなるにしたがって加工性は良好に保たれるが、製造プロセスが複雑になり、臭気も一般の時間しか維持しないことがわかる。対照例７はＰＶＢ樹脂粒子のみを使用し、プロセス中のフィルムを張るステップを省いたが、穴あけ、溝切り、ほぞの性能が低下し、臭気も一般の時間しか維持しない。
（試験例２）吸水厚み膨張率

試験方法：実施例１－３をそれぞれ試験例１－３、実施例１５－１７をそれぞれ試験例４－６とし、実施例１３－１４をそれぞれ対照例１－２、実施例９－１０をそれぞれ対照例３－４として、吸水厚み膨張率試験を行う。

吸水厚さ膨張率試験方法は、ＧＢ／Ｔ１８１０２－２００７の６．３．４吸水厚さ膨張率を参照して測定する。

試験片：対照試験片を採取し、長さ方向と幅方向に沿って１回ずつ切り出して、長さ１５０ｍｍ＊幅５０ｍｍの試験片を２枚得る。

機器：恒温水槽（南京肯凡電子科技有限公司）、温度調節範囲：（２０±１）℃。マイクロメータ、精度０．０１ｍｍ。

方法：試験片を温度（２０±１）℃の蒸留水槽に浸漬し、試験片を水平方向に垂直に水槽に収容し、試験片の下面と水槽の底面との間に所定の間隔を設けて、試験片の間に所定の隙間を設けて、試験片を自由に膨張させ、浸漬時間２４ｈ±１５ｍｉｎ。浸漬終了後、試験片を取り出し、表面の水分を拭き取り、その厚さｈ２を元の測定点で測定する。測定作業は３０ｍｉｎ以内に完了しなければならない。

算出：試験片の吸水厚さ膨張率は、試験片の吸水後の厚さ増加量と吸水前の厚さとの比であり、各試験片の吸水厚さ膨張率を百分率で示し、０．１％までの値として、式１で算出する。

Ｄ＝（ｈ２－ｈ１）／ｈ１＊１００式１

式中、Ｄ－吸水厚さ膨張率（％）、ｈ１－浸漬前の試験片厚さ、単位をミリメートル（ｍｍ）とし、ｈ２－浸漬後の試験片厚さ、単位をミリメートル（ｍｍ）とする。試験片６点の吸水厚さ膨張率の算術平均値を０．１％までの値として算出し、結果を表６に示す。

試験結果：対照例１、２に比べて、試験例１－６の４８ｈにおける吸水厚さ膨張率がいずれも低く、ＰＶＢ樹脂粒子とＰＶＢ中間フィルムとを混合して用いた場合、高周波ホットプレス条件との相乗効果がより優れていることがわかる。対照例３と対照例４は、樹脂－材料の比は、吸水厚さ膨張率をさらに下げることができず、２４ｈと４８ｈの吸水厚さ膨張率も上昇していることがわかる。
（試験例３）寸法安定性

試験方法：実施例１５－１７をそれぞれ試験例１－３、実施例２６－３１をそれぞれ試験例４－９、実施例２２－２５を対照例１－４として、寸法安定性試験を行う。

試験方法は、ＧＢ／Ｔ１８１０２－２００７の６．３．１０寸法安定性試験を参照されたい。

機器及び器具：制御可能な温度２３℃±２℃、相対湿度３０％±３％と９０％±３％の調温調湿箱（上海蘇盈試験機器有限公司）。ノギス、ゲージ２５０ｍｍ、精度０．０２ｍｍ。

試験片：長さ１８０ｍｍ＊２０ｍｍ、長さ方向と幅方向に沿ってそれぞれ１枚、３枚、計６枚を採取する。

試験ステップ：各試験片の上面に、長手方向に平行な中心線を引く。

全ての試験片を平衡になるまで温度２３℃±２℃、相対湿度３０％±３％の調温調湿箱に入れ、元の中心線の長さを０．０２ｍｍまで測定する。

さらに、全ての試験片を平衡になるまで２３℃±２℃、相対湿度９０％±３％の調温調湿箱に入れ、元の中心線の長さを０．０２ｍｍまで測定する。

注：２４ｈ隔での２回の測定誤差が０．０５ｍｍを超えない場合、平衡とみなせる。

結果の計算及び表現：
各試験片の寸法変化は、式（２）にしたがって０．０２ｍｍまで算出する。

ΔＬ＝Ｌ２－Ｌ１式２

式中、ΔＬ－試験片の寸法変化、単位をミリメートル（ｍｍ）とし、Ｌ２－相対湿度９０％の条件下で平衡化した後の試験片の長さ、単位をミリメートル（ｍｍ）とし、Ｌ１－相対湿度３０％の条件下で平衡化した後の試験片の長さ、単位をミリメートル（ｍｍ）とし、試験片６枚の寸法変化の算術平均値で０．０２ｍｍまで測定して示される。

表７は異なる粒度と含水率下での寸法安定性であり、表８は硬化と降温処理条件下での寸法安定性である。

試験結果：表８から明らかなように、対照例１と対照例２は、それぞれ、クルミ皮の含水率が４．２％と１６．３％であり、低過ぎる含水率と高過ぎる含水率が寸法の安定性に影響し、対照例３と対照例４は、それぞれ、クルミ皮の粒度が０．１－０．９ｍｍと１１．２２－１５．３ｍｍであり、低過ぎる粒度と高過ぎる粒度が寸法の安定性に影響する。また、試験例１－３の結果は、良好な寸法安定性が示される。

試験結果：表９から明らかなように、試験例４－６は硬化ステップを追加したサンプルであり、試験例７－９は降温処理ステップを追加したサンプルであり、試験例１－３と大い差がない優れた寸法安定性を示し、試験例１０－１２よりも明らかに優れ、ＰＶＢ樹脂繊維粒子は寸法安定性の向上効果に優れていることがわかる。

以上に記載した実施形態は、本発明の好適な実施形態を記述するだけのもので、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の精神から逸脱することなく、当業者が本発明の技術的解決手段に対して行われたいかなる変形と改良は、いずれも本発明の請求項で決めた保護範囲に含まれる。

Claims

高周波技術に基づくクルミ圧密板の製造方法であって、
前処理ステップ：ＰＶＢ中間フィルムを用意して、クルミ皮とＰＶＢ樹脂粒子とを混合し、ここで、ＰＶＢ樹脂粒子とＰＶＢ中間フィルムの重量と、クルミ皮の粉砕物の重量に対する比を０．８－１．５：１０とするステップと、前記ＰＶＢ樹脂粒子は、ＰＶＢ樹脂繊維粒子であり、前記ＰＶＢ樹脂繊維粒子の製造ステップは、重量部０．１－０．５：０．１－０．５のＰＶＢ樹脂とリグニン繊維とを用いて、熱溶融、混合、押出、冷却を行うステップを含む、
予備成形体の製造ステップ：１層のＰＶＢ中間フィルムにつき１層の混合材料が入るように、全てのＰＶＢ中間フィルムと混合材料を金型に入れて予備成形体を得るステップと、
加熱加圧処理ステップ：高周波の周波数３－１０ＭＨｚ、ホットプレス温度８０－１６０℃、ホットプレス時間４－６００秒、圧力１－１０ＭＰａの条件で、前記予備成形体を圧縮するステップとを含む
ことを特徴とする高周波技術に基づくクルミ圧密板の製造方法。
前記ＰＶＢ樹脂粒子と前記ＰＶＢ中間フィルムの重量の、前記クルミ皮の重量に対する比を０．９－１．０：１０とする請求項１に記載の製造方法。
前記ＰＶＢ樹脂と前記リグニン繊維との重量部の比が０．５：０．２－０．３である請求項１に記載の製造方法。
前記クルミ皮の粒径は１－１０ｍｍである
請求項１に記載の製造方法。
前記クルミ皮の粒径は２－５ｍｍである
請求項４に記載の製造方法。
前記クルミ皮の含水率は５－１５％である
請求項１に記載の製造方法。
前記クルミ皮の含水率は９－１２％である
請求項６に記載の製造方法。
前記製造方法は、さらに、
加熱加圧処理されたクルミ圧密板を温度１８０－２２０℃に高周波加熱し、５－８分間保温して硬化処理を行い、硬化クルミ皮板を製造し得る硬化処理ステップと、
硬化処理されたクルミ皮板の面を、水冷技術により５－１５℃／分間の速度で冷却して、クルミ皮板の温度７０－９０℃になるまで冷却し、水冷技術の水流速度が０．９－１．５ｍ／ｓであり、クルミ皮板の表面温度が８５－９０℃になるまで風冷を行い、風速が９．２－９．７ｍ／ｓであり、風の温度が５５－６０℃である降温処理ステップと、
の１種又は２種を含む
請求項１に記載の製造方法。