JP7350093B2 - 竹製ストローの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、竹製品の加工技術分野に関し、特に、竹製ストローの加工方法に関する。

現在、市場に出回っているストロー製品は、紙ストロー、プラスチックストロー及び竹製ストロー等が挙げられる。紙ストローのメリットは、低価格、製造工程が簡単で、リサイクルで環境保全であるが、デメリットとして耐久性に劣るため、長時間浸漬又は熱湯に浸けられていると、すぐに柔らかくなり、ストローが変形して使えなくなるため、１回限りのストローとでしか使用できなかった。プラスチックストローのメリットは、コストが安く、耐久性に優れるが、人体や生態系に非常に大きな危害を与え、持続可能な発展の理念に反している。竹製ストローは、天然竹の加工から成り、耐久性に優れ、健康・環境保全という利点を備えているため、発展の見通しが良い。

現在の竹製ストローの加工方法には、２種類あり、スキーム１はドリルで原料に吸飲孔をあけてから製品の外形設計に応じて原料を切削・研磨する方法で、スキーム２は中央軸にストロー形状として１本の竹ヒゴを巻き付け、巻き付けた後余った部分を切り取り、最後にストローの端部を研磨する。スキーム１の利点は、加工効率が高いことであるが、穿孔方法に竹製ストローが割れやすいという問題があった。スキーム２の利点は、ストロー巻き付け方法を用いることで竹ヒゴが割れ難くなったが、１回で１本の竹製ストローしか加工できないため、効率が低く、製品の一致性が悪いという問題が存在していた。

故に本発明は、効率が高く、製品の一致性が良好な竹製ストロー加工方法を提供することを、その技術的課題とするものである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために以下のような技術的手段を講じた。
竹製ストローの加工方法であって、２枚以上の竹片同士を継ぎ足して竹テープを形成し、竹テープを所定の螺旋角に沿って連続的に巻き付けることで円筒体を形成し、所定の間隔で円筒体を切断してストローを形成するステップを含む。

在来の竹製ストローの加工方法と比較して、本発明により提供される方法は、先に竹片同士を継ぎ足して長い竹テープを得て、連続生産のための準備をし、連続竹テープを連続的に巻き付けることで得られた円筒体の全体が優れた機械的性質を備え、かつ構造も安定し、体裁がよく、さらに等距離切断を通じて仕様、性能の一致性が極めて高い竹製ストローを連続生産し、全体的に２０％以上の作業効率がアップし、大量の労力・設備のコストを削減する。

本発明の実施例１に係る竹製ストローの加工方法の概略構成図である。 本発明の実施例２に係る竹製ストローの加工方法の工程フロー図である。 本発明の実施例２に係る竹片の概略構成図である。 本発明の実施例２に係る竹片の別の概略構成図である。 本発明の実施例２に係る円筒体の概略構成図である。 本発明の実施例３に係る円筒体の概略構成図である。 本発明の実施例３に係る円筒体の部分的拡大図である。 本発明の実施例４に係る円筒体の概略構成図である。 本発明の実施例４に係る円筒体の部分的拡大図である。 本発明の実施例５に係る竹片の概略構成図である。 本発明の実施例１１に係る竹片の概略構成図である。

以下、実施形態及び添付図面を参照しつつ本発明の技術的内容、達成される目的及び効果を詳細に説明する。

図１～図１１を参照すると、竹製ストローの加工方法であって、２枚以上の竹片同士を継ぎ足して竹テープを形成し、竹テープを所定の螺旋角に沿って連続的に巻き付けることで円筒体を形成し、所定の間隔で円筒体を切断してストローを形成するステップを含む

上述の説明から分かる通り、本発明の有利な効果として、在来の竹製ストローの加工方法と比較して、本発明により提供される方法は、先に竹片同士を継ぎ足して長い竹テープを得て、連続生産のための準備をし、連続竹テープを連続的に巻き付けることで得られた円筒体の全体が優れた機械的性質を備え、かつ構造も安定し、体裁がよく、さらに等距離切断を通じて仕様、性能の一致性が極めて高い竹製ストローを連続生産し、全体的に２０％以上の作業効率がアップし、大量の労力・設備のコストを削減するである。

さらに、具体的には、竹材を加工して２枚以上の竹片を得、各竹片の厚さも均一で、２枚以上の竹片同士を竹の繊維方向に沿って継ぎ足して竹テープを得るステップを含む。

上述の説明から分かる通り、まず竹材を竹片に加工し、各竹片の厚さが同じであるため、巻かれた後のストローの平坦性を確保し、竹片を繊維方向（軸方向）に沿って継ぎ足すことで、２つの竹片の接合構造の安定性を強化し、竹テープの割れ、折損のリスクを軽減することができる。

さらに、具体的には、竹テープを所定の幅に従い竹の繊維方向に沿って切り分け、切り分けた竹テープを巻いて竹テープロールを形成するステップを含む。

上述の説明から分かる通り、所定の幅に従い竹テープを繊維方向に沿って切り分けることで、切断の難易度を軽減し、切断品質を向上し、切り口面にバリがあることによる、その後の巻き付け、接着効果に影響を与えることを避け、最終ストロー製品の美観性を向上させることができる。切り分けた竹テープを巻いて竹テープロールを形成し、収納、持ち運びに便利で、その後の竹テープの巻き戻し、巻き付け作業の効率及び品質を向上させるにも有利である。

さらに、具体的には、２つ以上の竹テープロールを同時に巻き戻し、巻き戻された２本以上の竹テープを重ね合わせて巻き付けるステップを含む。

上述の説明から分かる通り、竹製ストローが多層構造に設計された場合、巻き付け前に先に異なる竹テープを各々巻き取り、巻き取られた後の竹テープロールがさらに同時に竹テープとして巻き戻し、重ね合わせて巻き付ける。

さらに、外層にある竹テープの幅は、内層にある竹テープの幅よりも大きくなるように設計され、同時に外層にある竹テープの巻き戻し速度が内層にある竹テープの巻き戻し速度よりも遅くなるよう制御される。

上述の説明から分かる通り、竹製ストローの密封性及び構造強度を高めることを助ける。

さらに、具体的には、竹片の被着面に複合材料層を接着し、竹テープの巻き付け前に複合材料層の表面に接着剤を塗布し、巻き付け前の竹テープを加熱するステップを含む。

上述の説明から分かる通り、重ね合わせた形態に基づき各竹テープの被着面を確認し、竹片の被着面に複合材料層を接着してから切り分ける。竹テープの表面に片面又は両面の接着剤を塗布する時、接着剤を複合材料層に均一に塗布し、接着剤塗布量が接着剤の性質において自動的に調整され、複合材料層が主に接着性をより強固にし、加工された竹製ストローの機械的性質を向上することを機能する。加熱とは、竹皮本体の温度を適度な範囲に保ちながら、竹皮の余分な水分を取り除き、軟化の目的を達成し、接着剤の塗布及びその後の巻き付け作業の効果を向上させることである。

さらに、具体的には、竹テープの表面に接着剤を塗布する前に蒸気加熱作業を実施するステップを含む。

上述の説明から分かる通り、蒸気加熱の目的は、竹テープの含水率を調整し、竹テープにより良好な靭性を持たせ、脆化割れしにくく、接着剤の塗布を容易にすることである。

さらに、具体的には、竹テープの幅及び竹テープの巻き径により所定の螺旋角を確定し、所定の螺旋角で竹テープを竹の繊維方向と同じ螺旋方向に沿って連続して巻き付けて円筒体にさせるステップを含む。

上述の説明から分かる通り、竹テープの幅及び竹テープが巻き付ける中央軸の直径は、所定の螺旋角を決定し、竹テープが所定の螺旋角に沿って繊維方向（茎の方向）で螺旋状に巻き付けることで、巻き付けの難易度を軽減し、巻き付けられた円筒体の機械的性質を確保し、割れを防止して、切断し易くなる。

さらに、具体的には、巻き付け時、２本以上の竹テープは、所定の螺旋角に沿って同じ芯棒に交互に重ね合わせて巻き付けるステップを含む。

上述の説明から分かる通り、２本以上の竹テープは、階段状に巻き付けられることで、竹製ストローの強度及び外観の平坦性を高めることに有利となる。好ましくは、内層にある竹テープが巻き付けられる時、縁端が密接し、外層にある竹テープが巻き付けられる時、同様に縁端が密接し、同時に外層にある竹テープが巻き付けられる時、内層にある竹テープの継目を覆うことで、ストロー製品の強度、密封性等を向上する。

さらに、具体的には、芯棒上の竹テープを押し付け、竹テープの巻き付け方向と反対の摩擦力で円筒体を引っ張り、螺旋状に送るステップを含む。

上述の説明から分かる通り、圧力と摩擦力の協働により円筒体を押し付けると共に前方に送ることで、引っ張り、送りの一体化作業を実現する。

さらに、具体的には、円筒体の送り速度と同じ移動速度で移動する切断装置で円筒体を切断するステップを含む。

上述の説明から分かる通り、円筒体を送ると同時に切断する場合、切断装置を同じ速度で移動する必要がある。したがって、切断面の平坦性を確保し、その後の竹製ストローの端面の研磨や仕上げ等の作業量を減らし、加工効率をアップする。

（実施例１）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例１としては、
竹製ストローの加工方法であって、２枚以上の竹片１同士を継ぎ足して竹テープ２を形成し、竹テープ２を所定の螺旋角に沿って連続的に巻き付けることで円筒体３を形成し、所定の間隔で円筒体３を切断してストローを形成するステップを含む。

（実施例２）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例２としては、
まず、所定の厚さに基づき竹材を２枚以上の厚さ０．１ｍｍの竹片１に削り、竹片１の被着面に複合材料層８を接着し、２枚以上の竹片１を竹の繊維方向に沿ってフィンガージョイントして竹テープ２を得る。竹テープ２を所定の幅に従い竹の繊維方向に沿って切り分ける。２本の竹テープ２を各々巻いて２つの竹テープロール４を得る。半密閉蒸気加熱ボックスを介して巻き戻された２本の竹テープ２を蒸気加熱し、蒸気加熱ボックスの温度が４５℃で、温度は竹テープ２が蒸気加熱ボックスを通過する速度及び竹テープ２の含水率によって調整され、蒸気処理を介して含水率が１２％未満の竹テープ２はより強靭になり、脆化割れにくくなる。巻き戻された２本の竹テープ２の表面の複合材料層８に対し先に片面の接着剤塗布作業を施してから熱風加熱乾燥作業を施す。具体的には、竹テープ２は１０ｍ／ｍｉｎの線速度で細くて長い熱風風路を通過し、細くて長い熱風風路の温度が４００℃未満で、温度は竹テープ２の線速度によって調整され、これにより竹テープ２の余分な水分を取り除くと同時に、竹テープ２本体の温度を１００℃に保たれることで、軟化の目的を達成する。巻き戻された２本の竹テープ２を階段状に同じ芯棒に密に巻き付け、すなわち、内層にある竹テープ２が巻き付けられる時、縁端が密接し、外層にある竹テープ２が巻き付けられる時、同様に縁端が密接し、同時に外層にある竹テープ２が巻き付けられる時、内層にある竹テープ２の継目を覆うことで、ストロー製品の強度、密封性及び外觀の平坦性を向上し、２本の竹テープ２の接着剤塗布面が対向に設けられ、芯棒に近い竹テープ２の側壁と芯棒から離れた竹テープ２の側壁が、いずれも前記側壁が位置する竹テープ２の密度は高い側壁である。

次に、竹テープ２の幅及び竹テープ２が巻き付ける中央軸の直径により所定の螺旋角を確定し、所定の螺旋角で竹テープ２を竹の繊維方向と同じ螺旋方向に沿って連続して巻き付けて円筒体３にさせ、巻き付けると同時に、中央軸５に対して螺旋状に動くゴムバンド６で竹テープ２を巻き付けて押し付けながら竹テープ２を一定の速度で前方に送る。

最後に、円筒体３を順次加熱硬化、連続的に切断した後、長さが同じ２本以上のストロー製品が得られる。加熱硬化は、６５℃の熱風でノズルを介して中央軸５の方向に沿って吹き出し、温度が接着剤の硬化特性によって設定され、接着剤を硬化させることを目的とし、温度が接着剤の硬化特性によって自ら調節される。連続切断は、一定の速度、等距離の方法で円筒体３を切断すると、長さが同じで断面が面一となるストロー製品を得ることができる。円筒体３の送り速度と同じ移動速度の切断装置７で円筒体３を切断する。第１の切断方法は、回転数範囲が５００回転／分のカッターで切断され、第２の切断方法が６５Ｗレーザーで切割され、レーザーによる切断は高速で切口にバリがないという利点を有する。

（実施例３）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例３と実施例２と相違点は、巻き戻された２本の竹テープ２を階段状に同じ芯棒に同時に巻き付け、すなわち内層にある竹テープ２が巻き付けられる時、縁端に隙間があり、外層にある竹テープ２が巻き付けられる時、縁端が密接し、同時に外層にある竹テープ２が巻き付けられる時内層にある竹テープ２の隙間を覆うことである。

（実施例４）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例４と実施例２との相違点は、次の通りである。すなわち、
本実施例において、３本の竹テープ２を各々巻き取って３つの竹テープロール４が得られ、３つの竹テープロール４が巻き戻された３本の竹テープ２は、階段状に同じ芯模に同時に巻き付け、内層及び外層の竹テープ２が均しく実施例２と同じで、片面に接着剤を塗布し、中間層の竹テープ２が両面に接着剤を塗布する。

（実施例５）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例５と実施例２との相違点は、２枚以上の竹片１が竹の繊維方向に沿って接着して竹テープ２を得たことである。

（実施例６）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例６と実施例２との相違点は、２枚以上の竹片１が竹の繊維方向に沿って嵌着して竹テープ２を得たことである。

（実施例７）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例７と実施例２との相違点は、乾燥作業がマイクロ波で加熱乾燥されることである。

（実施例８）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例８と実施例２との相違点は、乾燥作業がヒートパイプで加熱乾燥されることである。

（実施例９）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例９と実施例２との相違点は次の通りである。すなわち、本実施例において、竹片１の厚さは、０．５ｍｍ、蒸気加熱ボックスの温度が９０℃であり、竹テープ２が６０ｍ／ｍｉｎの線速度で細くて長い熱風風路を通過し、竹テープ２本体の温度が１３０℃に維持し、加熱硬化に用いられる熱風温度が１２０℃、カッターの回転数が３０００回転／分であった。

（実施例１０）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例１０と実施例２との相違点は次の通りである。すなわち、本実施例において、竹片１の厚さは、０．２５ｍｍ、蒸気加熱ボックスの温度が６７℃であり、竹テープ２が３５ｍ／ｍｉｎの線速度で細くて長い熱風風路を通過し、竹テープ２本体の温度が１１５０℃に維持し、加熱硬化に用いられる熱風温度が９３℃、カッターの回転数が１７５０回転／分である。

（実施例１１）
図１乃至図１１を参照すると、本発明の実施例１１と実施例２との相違点は、次の通りである。すなわち、
前記複合材料層８は、不織布層であり、不織布層の仕様が１０ｇ／ｍｍ^２、厚さが０．０２ｍであり、不織布層が接着剤を塗布した竹片の表面に接着される。不織布層の利点は、次の通りである。すなわち１）繊維構造はネットワーク状構造を呈し、接着剤塗布効果を高めることを助け、竹テープ間の接着強度をアップし、竹テープの螺旋巻き付けの目的を達成し、２）加工された竹製ストローの機械的性質を改善でき、ストローの強度、靭性、耐屈曲能力を高め、竹製ストローの折損又は割れを避けることができ、３）不織布層が軽量で薄く、竹製ストローの品質、厚さに影響を及ぼさない。

上記をまとめると、在来の竹製ストローの加工方法と比較して、本発明により提供される方法は、先に竹片同士を継ぎ足して長い竹テープを得て、連続生産のため準備し、連続竹テープを連続的に巻き付けることで得られた円筒体の全体が優れた機械的性質を備え、かつ構造も安定し、体裁がよく、さらに等距離切断を通じて仕様、性能の一致性が極めて高い竹製ストローを連続生産し、全体的に２０％以上の作業効率がアップし、大量の労力・設備のコストを削減する。

上記は、本発明の実施例に過ぎず、これらは決して本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び添付図面を利用して均等構造の変更、直接的又は間接的にその他の関連の技術分野に運用されることは、本発明の特許保護範囲内に含めるものであるのは勿論である。

１ 竹片
２ 竹テープ
３ 円筒体
４ 竹テープロール
５ 中央軸
６ ゴムバンド
７ 切断装置
８ 複合材料層

Claims (7)

1. 竹製ストローの加工方法であって、２枚以上の竹片同士を継ぎ足して竹テープを形成し、前記竹テープを所定の螺旋角に沿って連続的に巻き付けることで円筒体を形成し、所定の間隔で前記円筒体を切断してストローを形成するステップを含み、
   ストローを形成する前記ステップは、
   竹材を加工して前記２枚以上の竹片を得、各前記竹片の厚さも均一で、前記２枚以上の前記竹片同士を竹の繊維方向に沿って継ぎ足して前記竹テープを得るステップと、
   前記竹テープを所定の幅に従い前記竹の繊維方向に沿って切り分け、切り分けた前記竹テープを巻いて竹テープロールを形成するステップと、
   ２つ以上の前記竹テープロールを同時に巻き戻し、巻き戻された２本以上の前記竹テープを重ね合わせて巻き付けるステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする、竹製ストローの加工方法。
2. 前記竹片の被着面に複合材料層を接着し、前記竹テープの巻き付け前に前記複合材料層の表面に接着剤を塗布し、巻き付け前の前記竹テープを加熱するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の竹製ストローの加工方法。
3. 前記竹テープの表面に接着剤を塗布する前に蒸気加熱作業を実施するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の竹製ストローの加工方法。
4. 前記竹テープの幅及び前記竹テープの巻き径により前記所定の螺旋角を確定し、前記所定の螺旋角で前記竹テープを竹の繊維方向と同じ螺旋方向に沿って連続して巻き付けて前記円筒体にさせるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の竹製ストローの加工方法。
5. 巻き付け時、２本以上の前記竹テープを、前記所定の螺旋角に沿って同じ芯棒に芯棒の軸心方向に互いにずらすとともに一部を互いに重ね合わせて巻き付けるステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の竹製ストローの加工方法。
6. 前記芯棒上の前記竹テープを押し付け、前記竹テープの巻き付け方向と反対の摩擦力で前記円筒体を引っ張り、螺旋状に送るステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の竹製ストローの加工方法。
7. 前記円筒体の送り速度と同じ移動速度で移動する切断装置で前記円筒体を切断するステップを含むことを特徴とする、請求項６に記載の竹製ストローの加工方法。