JP7120674B1 - 木製ストロー製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】焼却処理や生分解処理により廃棄することでき、接着面が剥がれにくく、保管や使用に十分な強度を有する木製ストローと前記木製ストローの製造装置を提供する。【解決手段】 矩形のツキ板3が、前記ツキ板3の1辺に直交する方向に巻回されて円筒状に形成される木製ストロー1であって、前記ツキ板3は複数回、巻回され、巻回されたツキ板3とツキ板3との間は接着剤を含む接着層5を備える。前記木製ストロー1の製造装置は、ツキ板巻回ガイド板を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、木材を薄く切削したツキ板を用いた木製ストローとその製造装置に関する。尚、明細書、特許請求の範囲及び要約におけるツキ板とは、木材を0.1mm~数mm程度に薄く切削したものをいう。
近年、マイクロプラスチックによる環境汚染が問題視され、廃プラスチックの削減が求められている。プラスチック樹脂製のストローはほとんどが使い捨てであることから、焼却できる木製のストローの開発が望まれている。
特許文献1には、シート状の板目木材と、耐水性の接着剤によって形成されている木製ストローが開示されているが、シート状の板目木材の端部に設けた糊代に耐水性の接着剤を使用して板状木材を筒状にするものであるから、接着面積が少なく接着面が剥がれやすいという問題点がある。また、板状木材は1層であるためストローの強度が弱いという問題点がある。
実用新案登録第3220607号
本発明は、焼却処理や生分解処理により廃棄することでき、接着面が剥がれにくく、保管や使用に十分な強度を有する木製ストロー及び前記木製ストローの製造装置を提供する。
上記課題を解決する本発明は次の内容のものである。
矩形のツキ板が、前記ツキ板の1辺に直交する方向に巻回されて円筒状に形成される木製ストローであって、
前記ツキ板は複数回、巻回され、
巻回されたツキ板とツキ板との間は接着剤を含む接着層を備える。
前記接着層はセルロースナノファイバーを含む。
前記接着剤は、でんぷん、デキストリン、ニカワ又はカゼインの内少なくとも1つを含む。
本発明の木製ストローを製造する木製ストロー製造装置であって、
ツキ板をツキ板巻回部に送入するツキ板送入手段と、ツキ板を巻回して円筒状にするツキ板巻回部と、を備え、
前記ツキ板巻回部は、ツキ板巻回軸と、先端部が円弧状に湾曲したツキ板巻回ガイドと、ツキ板巻回ベルトと、を備える。
前記ツキ板巻回ガイドは櫛状であり、
前記櫛状のツキ板巻回ガイドの刃部と刃部との間には、それぞれツキ板巻回ベルトを備える。
本発明の木製ストローは、当焼却処理や生分解処理により廃棄することができ、接着面が剥がれにくく、保管や使用に十分な強度を有する。また、本発明の木製ストロー製造装置は、本発明の木製ストローを大量に製造することができる。
本発明の木製ストローの一例を示す正面図である。 本発明の木製ストローの一例を示す平面図である。 本発明の木製ストローを、3回、巻回した一例を示す拡大平面図である。 本発明の木製ストロー製造装置の一例を示す正面概要図である。 本発明の木製ストロー製造装置の一例を示す平面概要図である。 本発明の木製ストロー製造装置一例を示すA-A断面図である。 本発明の木製ストロー製造装置で木製ストローを製造する経過を示すツキ板巻回部の部分の拡大断面図である。
以下、本発明の実施の形態の例について図を参照しながら説明する。尚、本発明は、以下の形態の例に限定されるものではない。
本発明の木製ストロー1は、矩形のツキ板3が、ツキ板3の1辺に直交する方向に巻回されて円筒状に形成されている。ツキ板3は複数回、巻回されている。巻回されたツキ板3とツキ板3との間は接着剤を含む接着層5を備える。ツキ板3を複数回、巻回することにより、木製ストロー1の強度が向上する。ツキ板3を巻回する回数は、特に限定はないが、木製ストロー1の外周部が厚くなり使用しにくくなることの防止や、ツキ板3を巻回することによるひびや割れ目などを防止する観点から、一例として2回~7回程度とする(図1、2、3)。
ツキ板1は、木材を約0.1mm~約1mmに薄く切削したものであって、一例として、約0.1mm~約0.4mmとする。本発明に用いるツキ板1は、ツキ板を切削するために適した形状に整える工程(いわゆる木取り)を経た後、蒸すなどした木材を切削することにより得られる。木材の切削の方法は、例えば大根の桂剥きのように木材の周方向に切削する方法、木材を柾目に沿って切削する方法、木材の板目に沿って切削する方法等が挙げられる。切削する方法が異なることにより、ツキ板に現れる木目が異なることから、デザイン性の優れた種々の木製ストロー1が製造することができる。本発明の木製ストロー1に使用するツキ板は、いずれの切削方法によるツキ板でも用いることができる。
ツキ板1の製造に用いる樹種は特に限定はなく、スギ、ヒノキ、マツなどの針葉樹やカエデ、モミジ、シデ、ケヤキ、ナラ、カバ、ニレ、セン、タモ、クルミ、トチなどの広葉樹を用いることができる。その他、外国産のバーズアイ・メープル、ウォールナット、ホワ イト・オーク、レッド・オーク、ホワイト・アッシュ 、ササフラス、チューリップ・ポプラ、ウォールナッ ト・バール、マドローネ・バール、メープル・バール、 ローズ(インド)、コクタン、チーク、ブビンガ、サペ リ、ビーチを用いることができる。樹種により、ツキ板に現われる木目が異なり、デザイン性の優れた種々の木製ストロー1となる。
巻回されたツキ板3とツキ板3との間は接着剤を含む接着層5を備える。接着層5によりツキ板3とツキ板3とは接着される。ツキ板の場合、円筒状に形成する際に反発する性質があることから、巻回されて隣接するツキ板同士が剥がれることを防止するために、接着層5は、ツキ板3とツキ板3とが接する面の広い面積に備えさせる必要がある。一例として、接着層5は、ツキ板3とツキ板3とが接する面の全面に備えさせたり、ツキ板3とツキ板3とが接する面に網目状に備えさせたり、ツキ板3とツキ板3とが接する面に縞状に備えさせたりする。網目状又は縞状に接着層5を備えさせる場合、一例として、網目又は縞の間隔は約1mm~10mmとする。接着層5の厚さは特に限定はないが、一例として、約1μm~約50μmとする。
接着層5に含まれるCNFは、木材を構成するセルロースをナノレベルまで細かくほぐしたものであり、接着剤に添加できるものであればどのようなものを用いてもよい。ストローに使用することから、人体への安全性が認められたものを使用することが好ましく、一例として、食品添加材として使用されるカルボキシメチルセルロース(CMC)と同じ化学構造を持つカルボキシメチル化セルロースナノファイバー(以下、「CM化CNF」という。)が挙げられる。一例として、接着層5に含まれるCNFの濃度は、接着剤の質量の約0.01~約5%とする。
接着層5に含まれる接着剤は、ツキ板とツキ板とを接着することができるものであればよい。ストローに使用することから、人体への安全性が認められたものを使用するのが好ましい。一例として、接着剤は、天然成分であるでんぷん、デキストリン、ニカワ、カゼイン等を主原料とすることにより、本発明の木製ストロー1は安全性を確保でき、生分解処理が容易となる。
一例として、木製ストロー1の外面及び内面には撥水処理や防水処理をするなどすることにより、木製ストロー1の耐水性や向上し、強度も向上する。撥水処理や防止処理は、人体への安全性を考慮することが必要であり、天然成分を用いることにより、生分解処理が容易となる。
次に、本発明の木製ストロー1の製造装置の実施形態の例について図を参照しながら説明する。尚、本発明は、以下の形態の例に限定されるものではない。
(全体構造)
本発明の木製ストロー1を製造する木製ストロー製造装置11は、ツキ板3をツキ板巻回部15送入するツキ板送入手段13と、ツキ板3を複数回、巻回して円筒状にするツキ板巻回部15と、を備える。ツキ板巻回部15は、ツキ板巻回軸17と、先端部191が円弧状に湾曲したツキ板巻回ガイド19と、ツキ板巻回ベルト21と、を備える(図4)。
一例として、ツキ板送入手段13は、第1回転軸133を中心として回転する第1回転体131の外周にツキ板送入ベルト135を備えさせ、ツキ板送入ベルト135にツキ板3を載置し、第1回転体131を回転させることにより、ツキ板送入ベルト135に載置したツキ板3をツキ板巻回部15に送入するなどする(図4)。
ツキ板3は、ツキ板送入ベルト137に載置される前に、片面に接着層5を塗布する。接着層5の塗布の方法は特に限定はないが、一例として、片方に接着層のついた一対の接着層塗布ローラー23の間を通過させるなどする(図4)。
ツキ板巻回部15において、ツキ板送入手段13により送入されたツキ板3は複数回、巻回され、円筒状に形成される。詳述すると、ツキ板巻回部15に送入されたツキ板3は、ツキ板巻回ベルト21により、ツキ板巻回軸17とツキ板巻回ガイド19との間に送入される。ツキ板巻回ベルト21は、第2回転軸213を中心として回動する第2回転体211の外周に備えさせる。ツキ板巻回べルト21に載置されたツキ板3は、第2回転体211を回転させることにより、ツキ板巻回軸17と、ツキ板巻回ガイド19との間に送入され、ツキ板巻回ガイド19の内面に沿うように移動する(図4)。ツキ板巻回ガイド19の先端部191は円弧上に湾曲しているため、ツキ板3は先端部191の内面に沿ってツキ板巻回軸17に沿うように湾曲して、ツキ板回転軸17に巻回される。ツキ板3は、ストローとなる円筒体の内方から外方に巻回される(図7)。
ツキ板3が移動する方向におけるツキ板3の長さを、ツキ板巻回軸17の外周の長さの2倍より長くすることにより、ツキ板3は2回以上、巻回される。一例として、ツキ板巻回ベルト21は、弾性を備えるものとする。ツキ板巻回ベルト21が弾性を備えることにより、ツキ板3が複数回、巻回されて円筒体の径が大きくなってもツキ板巻回ベルト21は外方に伸長することができる。そして、ツキ板巻回ベルト21が弾性を有することにより、巻回されたツキ板3の外方から圧力がかかり、巻回されて隣接するツキ板同士の接着が強くなり、ツキ板同士が剥がれにくくなる。
ツキ板3が移動する方向におけるツキ板3の長さを変えることにより、ツキ板3が巻回される回数は変えることができる。ツキ板3が巻回される回数が多くなるほど、木製ストロー1の強度は上がる。ツキ板3が移動方向に直交する方向のツキ板3の長さを変えることにより、木製ストロー1の長さを変えることができる。ツキ板回転軸17の径を変えることにより、木製ストロー1の内径を変えることができ、用途に合わせた木製ストロー1を製造することができる。例えば、幼児用飲料用に内径を細くしたり、タピオカ入り飲料用に内径を太くしたりすることができる。
複数回、巻回されたツキ板3は、取出手段25によりツキ板巻回軸17から取り出され、その後、乾燥等の工程を経て本発明の木製ストロー1となる。取出手段25は、一例として、ツキ板巻回軸17の外方から嵌合する筒状体を用いて木製ストロー1を押し出すなどすればよい(図5、6)。
一例として、前記ツキ板巻回ガイド19は櫛状とし、櫛状のツキ板巻回ガイド19の隣り合う刃部193と刃部193との間に、それぞれツキ板巻回ベルト21を備えさせる。ツキ板巻回ベルト21を複数本備えさせることにより、ツキ板3を巻回させる力がツキ板3に均等に加わり、ツキ板3に割れ、ひび、しわ、ひずみ等が生じることを防止し、品質が良い木製ストロー1を製造することが可能となる(図5、6)。また、色々な長さの木製ストロー1を製造するために、ツキ板3が移動方向に直交する方向のツキ板3の長さを変えた場合であっても、ツキ板3に均等にツキ板巻回ベルト21が配設されるため、色々な長さの木製ストロー1を容易に製造することができる。
一例として、ツキ板送入ベルト135とツキ板巻回ベルト21は一体とし、第3回転軸を中心として回動する第3回転体271の外方に備えさせることにより、本発明の木製ストロー製造装置は、ツキ板送入手段13とツキ板巻回部15が連動して作動することとなる。
次に実施例、比較例を挙げ、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。
(実施例と比較例)
以下の試験には、縦60mm、横220mm、厚さ0.16mmのツキ板(ヒノキ)を用い、片方の全面に接着剤を塗布した後、縦方向に内径約6mmで3周巻き、長さ約220mmの木製ストロー1を作り、12時間以上自然乾燥したものを用いた。実施例は、接着層5として、水にでんぷんは4%、CM化CNF(日本製紙株式会社製)を0.08%となるように加えた接着剤を用いた。比較例は、接着剤として、水にでんぷんのみを4%となるように加え、CM化CNFは加えない接着層5を用いた。
(強度試験)
まず、木製ストロー
1が乾燥している状態での強度試験の結果を記載する。実施例、及び比較例のストローを工作用丸鋸(株式会社キソパワーツール社製、ミニカッティングソウNo.28151)で長さ約20mmに切断し、木製ストロー1の開口部が側面に来るように万能引張試験機(株式会社東洋ボールドウィン社製、テンシロンU-1150)に設置し、木製ストロー1の上方から10mm/分で圧縮して圧縮強度を測定した。測定結果を表1にまとめる。
(表1)
Figure 0007120674000002
表1より、接着層5にCM化CNFを添加することにより、木製ストロー1の圧縮強度が上がり、木製ストロー1はつぶれにくくなり、保管に十分な強度を有することが分かった。
(浸漬強度試験)
次に、木製ストロー1を水に浸漬した後の強度試験結果を記載する。実施例、及び比較例の木製ストロー1を工作用丸鋸(株式会社キソパワーツール社製、ミニカッティングソウNo.28151)で長さ約20mmに切断し、各検体を200mlのイオン交換水に浸漬し、経過時間ごとに検体を取り出して水をふき取った後、木製ストロー1の開口部が側面に来るように万能引張試験機(株式会社東洋ボールドウィン社製、テンシロンU-1150)に設置し、木製ストロー1の上方から10mm/分で圧縮して圧縮強度を測定した。測定結果を表2にまとめる。
(表2)
Figure 0007120674000003
表2より、本件発明の木製ストローは、長時間、水に浸漬してもストローの圧縮強度が下がることなく、ストローを飲料に付けて使用したとしてもストローがつぶれず、使用に十分な強度を有することが分かった。
更に、接着層5にCM化CNFを添加することにより、木製ストロー1を水に浸漬させた後の圧縮強度が、更に上がることが分かった。接着層5CM化CNFを添加することにより、使用に十分な強度を更に向上できることが分かった。
1 木製ストロー
3 ツキ板
5 接着層
11 木製ストロー製造装置
13 ツキ板送入手段
131 第1回転体
133 第1回転軸
135 ツキ板送入ベルト
15 ツキ板巻回部
17 ツキ板巻回軸
19 ツキ板巻回ガイド
191 先端部
193 刃部
195 ボルト
21 ツキ板巻回ベルト
211 第2回転体
213 第2回転軸
23 接着層塗布ローラー
25 取出手段
271 第3回転体
273 第3回転軸

Claims (1)

  1. 木製ストローを製造する木製ストロー製造装置であって、
    ツキ板をツキ板巻回部に送入するツキ板送入手段と、ツキ板を巻回して円筒状にするツキ板巻回部と、を備え、
    前記ツキ板巻回部は、ツキ板巻回軸と、先端部が円弧状に湾曲したツキ板巻回ガイドと、ツキ板巻回ベルトと、を備え、
    前記ツキ板巻回ガイドは櫛状であり、
    前記櫛状のツキ板巻回ガイドの刃部と刃部との間には、それぞれツキ板巻回ベルトを備える、
    木製ストロー製造装置。
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