JPH0797456A

JPH0797456A - 成型用素材及びその素材からなる成型体並びにその製造方法

Info

Publication number: JPH0797456A
Application number: JP24743593A
Authority: JP
Inventors: Osamu Chikasawa; 修近沢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は軽量でしかも焼却によっても高熱や有
害ガスなどを発生せず、また水溶性が高くて水流処理や
地中に埋没する投棄処理に適するなど、無公害の廃棄処
分が可能である成形用素材からなる主として包装用の緩
衝材又は断熱材などの成型体を提供することを目的とし
たものである。【構成】精製された澱粉の微粉を結粒処理して澱粉粒と
し、この澱粉粒を加熱、加圧して急速減圧することによ
り、体積膨張させて得た多数のスターチボールからなる
成型用素材及びその素材からなる成型体並びに成型体の
製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、個々の成形用素材が
適度な弾力性と良好な成型性を備え、且つ焼却又は水溶
処理が可能な植物性澱粉から構成されたものであって、
主として包装用緩衝材料として高い適用性を有する他、
断熱材や鋳造用金型の原型等としても広い用途を有する
新規な成型用素材および該素材から得た成形体並びにそ
の成形体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】近年、家電製品やガラス製
品のように外部の衝撃によって破損し易い物品の移送・
運搬に使用される包装用緩衝材として、粒状又は製品形
状に合わせて賦型した発泡スチロール等の成型品が広く
知られているし、またポリスチレン以外の発泡性合成樹
脂で成型された緩衝材乃至は包装用容器等も数多く存在
している。又、澱粉を主材とした発泡材の外面を合成樹
脂で被覆して加熱成型する緩衝材も知られている（特公
昭５１−１９３９９号公報参照）。

【０００３】その中でも、従来最も多用されていた上記
発泡スチロールその他の合成樹脂発泡材からなる包装用
の緩衝材または容器類は、軽量・強靱で緩衝材として極
めて重宝ではあったが、使用済みの包装材を焼却処分す
ると高熱を発して焼却炉を損傷したり、有害ガスを発生
して公害問題を惹起するという欠点があった。又、上記
澱粉を主材とした発泡緩衝材は易焼却性ではあっても合
成樹脂被膜を有する関係で、焼却時の公害性が皆無では
なく、又水溶処理等は望むべくもなかったのである。

【０００４】このような実情に鑑み、本発明は軽量でし
かも焼却によっても高熱や有害ガスなどを発生せず、ま
た水溶性が高くて水流処理や地中に埋没する投棄処理に
適するなど、無公害の廃棄処分を可能とした包装用の緩
衝材又は断熱材などの成型体を提供することを目的とし
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、キャッサバ・コーン・小麦・ポテト・アロ
ールートもしくはサゴ等々の／または複数種の植物から
精製された澱粉の微粉を結粒処理して小粒状の澱粉粒と
し、この澱粉粒を加熱、加圧して急速減圧することによ
って体積膨張させて得た多数のスターチボールを、その
まま若しくは互いに加圧・接着して平板その他任意の形
状に賦型するという手段を用いた。

【０００６】

【作用】上記減圧膨張させたスターチボールは、軽量且
つ適度な弾力性を有するから、これら多数のスターチボ
ールをそのまま緩衝用の詰め物として使用することも可
能であるし、それらを所望の形状に賦型して包装用の緩
衝材などとして利用することも可能であるが、その賦型
に当たっては、特に合成樹脂等の接着剤を使用するまで
もなく、その表面を加湿するだけで表層の澱粉質が湿潤
して糊化し、これらを冷間で加圧することで互いに接着
して金型に倣った目的形状の成型体が容易に得られると
いう作用を有する。

【０００７】またスターチボールは、何づれも純粋の植
物性澱粉であるから、使用後にこれを焼却しても高熱や
有害なガスの発生は皆無であり、しかも吸水性が旺盛で
あって水中で瞬時に溶解するという特性を有し、又土中
に埋没しても自然に腐熟して土壌に還元され、いづれに
しても公害のない廃棄処理が行えるという格別の作用を
有するものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係るスターチボールの構成を
１〜２の製造例に基づいて更に詳述するに当り、説明の
簡単のために上述した各種の植物から精製される澱粉の
微粉を、キャッサバ（ＣＡＳＳＡＶＡ）の根から精製さ
れ、食用または飼料用の澱粉として知られているタピオ
カに絞って説明することとする。

【０００９】（スターチボールの実施例１）図１は、ス
ターチボールの基本的製造工程を示すブロック図であっ
て、ここで素材として利用されるタピオカは、上記キャ
ッサバの根を精製して微細粉状としたものであり、また
タピオカ粒とは、上記タピオカ粉に加水・混淆してペー
スト状とし、これを例えば小さい網目などを介して１２
０〜１５０℃の加熱鉄板上に落とし転がすことにより、
１〜５mmφの小球状として乾燥させたものである。

【００１０】次に、このタピオカ粒を適当容量の乾燥式
加熱圧力釜中に、その内容積の３０〜７０％程度収納・
密閉し、該釜を回転させつつ加熱、加圧して釜内の圧力
が８〜１０気圧になった時点で回転、加熱を止め、密閉
された釜の蓋を一気に開放すると、釜内の減圧作用によ
って内部のタピオカ粒は５〜１０倍に体積膨張して２〜
１５mmφの球状のスターチボールが得られるのである。

【００１１】尚、上記加熱圧力釜内での加熱、加圧に当
って、タピオカ粒同志の癒着を防止する目的で、前記釜
内を乾燥状態に保つことは当然であるが、更に同釜内に
収納したタピオカ粒１kg当たり微粒状のゼオライト粉や
重炭素カルシウム等、無機鉱物の微粉を３〜５ｇを添加
することが望ましい。

【００１２】（スターチボールの実施例２）図２は本発
明におけるスターチボールの他の製造工程を示すブロッ
ク図であって、１はホッパー、２は加湿式穀物発爆機、
３は上記穀物発爆機２の圧出ノズルであり、ノズルの孔
径は１〜５mmで、その形状は任意であるが、通常は円形
または多角形とする。また上記ノズル孔は一孔に限ら
ず、例えば蓮根状に多数の開口を有するものであっても
よい。

【００１３】次に、前記手法で結粒加工されたタピオカ
粒を、上部ホッパー１に投入し、加湿式穀物発爆機２に
よって高温加湿下で混練しつつ昇圧して高圧ペースト状
となった混練タピオカを、上記ノズル３から圧出するこ
とにより、該混練タピオカは急速に減圧膨張してノズル
径の約２〜５倍の太さになり、この状態で連続して押し
出される棒状タピオカを回転カッター４によって切断・
乾燥してスターチボールを得たものである。

【００１４】この場合、上記ノズルから圧出されて減圧
膨張した棒状タピオカを、その直径とほぼ同じ長さに切
断して短柱状のスターチボールとするか、或るいは上記
棒状タピオカの直径の２〜数倍の長さに切断して長柱状
とするかは任意である。

【００１５】因みに、上記各実施例によって得られたス
ターチボールを容積に換算すると、いづれも１kgのタピ
オカ粒から８〜１５リットルのスターチボールが得られ
た。また上記各実施例では、その原料をタピオカ粉１０
０％としたが、重量比で５〜３０％のとうもろこしの細
粉を配合したものであっても良い。

【００１６】上述した実施例１又は２によって得られた
本発明のスターチボールは、軽量で適度な弾力性を有す
るから、そのまま包装用緩衝材として用いてもよいが、
これらのスターチボールを例えば包装対象物の外形の半
割形状又は適当数に分割した凹形の金型内に入れて加湿
下で加圧・成型して包装用緩衝材とすることも自由であ
るし、又これを板状に成型して断熱材または防音材とす
るとかか、或いはこれを所望の形状に成型して鋳造用金
型などの原型とすることも可能である。

【００１７】而して澱粉粒を構成する主成分の一つであ
るアミロースを発泡材料中に多く配合することによって
高い弾性率を備えた生成物が得られることは既に公知の
技術であるが、本発明の成型体の内、特に高い復元弾性
を要求される例えば包装用緩衝材などには、上記各実施
例に見られるスターチボールの製造過程において、アミ
ロース３０％以上を含むいわゆるハイアミロース澱粉を
調合し、これを発泡させることによって、一般の発泡ポ
リスチレンに匹敵する復元弾性並びに圧縮性能を付与さ
せることができるのである。

【００１８】次に、上記スターチボールを素材とする成
型体の製造方法を、図３に略示した金型装置を用いて行
った２〜３の実施例について述べる。

【００１９】（実施例１）予めホッパー１内に収納した
一定量のスターチボール５を風送等により、雄型６が後
退した状態の金型の雌型７内に充填し、別途常温もしく
は低温加湿器（図示せず）のタンク内の水に細胞外酵素
の一種であるアミラーゼを溶かし込んで得られた水蒸気
を送入管８を介して金型内に圧入し、雄型に設けられた
排気管９から排出する間に、上記水蒸気が各スターチボ
ール５の表面と接触してその表面を適度に湿潤させるよ
うにすれば、該ボール表面の澱粉質が糊化して接着力を
維持するのである。この場合、上述のような常温もしく
は低温水蒸気に代えて、水分２０〜３０％の高温過加熱
水蒸気（スーパースチーム）を使用してスターチボール
の表面を適度に湿潤させ、均等に糊化させることも、本
発明の糊化工程に含まれるものである。

【００２０】次いで雄型６を所定量作動させてスターチ
ボールを加圧することにより、各ボールは金型の凹面に
倣って塑入させると同時に、互いに接着するものである
から、上記送入管８を乾燥した温風乃至は熱風に切替え
て乾燥し、成形体を離型することで目的の成型体を得た
ものである。而して上記温風又は熱風の吹き込みによる
乾燥工程に代えて、上記送入管８を利用するか、または
別途に吸引管（図示せず）を設けて金型内の空気及び水
分を吸い出し、内部を真空に近い状態にすることによっ
て乾燥させることができる他、マイクロ・ウェーブによ
る加熱で金型内の水分を蒸発させ、乾燥させることも可
能である。

【００２１】（実施例２）予め０℃前後に冷却した一定
量のスターチボール５を、直接またはホッパー１を介し
て金型内に供給することで、この間に常温外気又は常温
加湿下の金型内空気に接触して双方の湿度差で各ボール
の表面に結露が生じ、該表面を適度に湿潤・糊化させる
から、以後は上述した実施例１と同様に成型・乾燥・離
型の各工程を行えば、金型に相応した成型体が得られる
のである。

【００２２】（実施例３）この製造方法は、直接または
ホッパー１等を介して予め金型内に充填されたスターチ
ボール５に対し、純度８０〜９０％（含水分１０〜２０
％）のアルコールを送入管８から注入し、各ボールの表
層にアルコールが浸透した時点で、雄型６を作動させて
加圧・成型する方法である。

【００２３】この場合、アルコールに含有された水分が
各スターチボール５の表面に均等に付着して該面を湿潤
・糊化させるものであるから、雄型６を作動させて成形
が完了した時点で上記送入管８等から温風乃至は熱風を
圧入して上記アルコール分を揮発させ、離型することに
よって所望の成型体を得たものである。

【００２４】尚、上記実施例１の加湿器のタンク内の水
や、実施例２の含水アルコール溶液中に予めアミラーゼ
の結晶を加えておくと、その加水分解作用により、スタ
ーチボール表面の糊化を一層促進して強力な粘着力が得
られるので、成型を容易にする利点がある。又、この場
合、成型体の乾燥工程において水分を除去することによ
り、アミラーゼの働き、即ち加水分解性も中断されて所
望の成型体を得ることができるのである。

【００２５】因みに、この場合β−アミラーゼの作用で
各々澱粉の主成分であるアミロペクチンとアミロースが
澱粉の加水分解を促すが、それぞれの分解度の違いをア
ミロペクチンとアミロースの比率調整によって適度な粘
着力が得られるのである。

【００２６】以上の各実施例において述べたスターチボ
ールの成型方法では、いづれも予め金型内面を充分に加
熱しておくことによって、成型体の表面平滑性が得られ
る他、成型体の離型効果を良好にするという役割も果た
すものである。

【００２７】又、その反面、この成型体は水に溶け易い
性質を有するから、包装材や食品容器等としての使用中
に水分と接触した場合、その一部が溶けて変形または破
壊するおそれがある。そこで不測の事故に対処して、個
々のスターチボールまたは成型体の表面に「ツェイン」
と呼ばれる耐水性の樹脂をコーティングすることが好ま
しい。

【００２８】而して上記「ツェイン」とは、最近農林水
産省の食品総合研究所が開発発表した有機溶剤に可溶な
蛋白質として、とうもろこしから取れる物質をいい、そ
の溶媒や皮膜作成条件は、３０％含水アセトンに溶かし
たツェイン溶液を湿度５０％、温度３０℃の雰囲気で塗
布・乾燥することで、透明で耐水性の高い被膜を形成す
ることが知られている。

【００２９】そして上記皮膜のせん孔強度は、厚さ６０
ミクロンで７００ｇ、水透過性は２０時間後に約４０マ
イクロリットルであり、又熱を加えると容易に溶けてヒ
ートシール性のあることも知られている。

【００３０】以上のようにツェインの皮膜は熱溶融性を
有するので、スターチボール個々にツェイン被膜を形成
したものは、上記実施例のようにスターチボールの湿潤
による表面糊化を行うまでもなく、簡単な熱圧成型が可
能となるのである。

【００３１】

【発明の効果】以上、述べたところから既に明らかであ
るように、本発明の成型用素材は１００％植物性澱粉か
らなるタピオカ等の澱粉粒を加熱加圧後、減圧膨張させ
たものであるから、個々のスターチボールは軽量で適度
の弾力性を有し、成型性も良好であり、特に包装用の緩
衝材として充分な耐用強度を有するだけでなく、吸湿性
が高く、断熱材等として利用する場合には、従来の発泡
スチロール等に比べて結露を生ずることもなく、極めて
有利である。

【００３２】一方、上記成型体の表面をツェインでコー
ティングしたものは、撥水性、耐水性に優れるので生鮮
野菜などの輸送容器または一般の食品容器などとしても
広い用途に供せられるものである。

【００３３】又、この成型体の内表面をツェインでコー
ティングしたものは、エアーバリヤー性に優れ、特に包
装用緩衝材としてのクッション性が高まるという特徴を
有する反面、その侭では他の成型体に比べて即時水溶性
に劣るとしても、ツェイン皮膜を破壊して水中に投棄す
れば、その主体はスターチボールであるから、ツェイン
皮膜を含めて残滓は有機物として１００％生分解性を有
する活性汚泥となってバクテリア等の微生物によって消
化・分解され、下水管や浄水処理施設或いは河川などに
弊害を及ぼすようなこともないし、更にこの物質は焼却
しても異常な高温や有害ガスを発生する恐れもなく、い
づれにしても使用済の素材及び成型体の廃棄処分が無公
害で行えるという極めて有用且つ新規な発想に基づく成
型用素材である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスターチボールの基本的製造工程を示
すブロック図

【図２】スターチボールの他の製造工程を示すブロック
図である

【図３】本発明の成型用素材の成型金型の一例を示す概
略図

【符号の説明】１ホッパー２加湿式穀物発爆機３ノズル４カッター５スターチボール６雄型７雌型８送入管９排気管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】精製された澱粉の微粉を結粒処理して澱粉
粒とし、この澱粉粒を加熱、加圧して急速減圧すること
により、体積膨張させて得た多数のスターチボールから
なる成型用素材。
【請求項２】精製された澱粉の微粉がキャッサバ・コー
ン・小麦・ポテト・アロールートもしくはサゴ等の内の
１種またはそれ以上から選ばれた請求項１記載の成型用
素材。
【請求項３】精製された澱粉の微粉中にアミロースを３
０重量％以上含有した請求項１又は２記載の成型用素
材。
【請求項４】請求項１〜３の内のいづれか１項記載の成
型用素材の個々又は複数個の表面をツェインでコーティ
ングした成型用素材。
【請求項５】請求項１〜３の内のいづれか１項記載の成
型用素材の表面を湿潤、糊化させて加圧し、互いに接着
して平板その他任意の形状に賦型してなる成型体。
【請求項６】請求項４記載の成型用素材の多数を適宜な
成形金型内において加熱・加圧して互いに接着し、平板
その他任意の形状に賦型してなる成型体。
【請求項７】請求項１〜３の内のいづれか１項記載の成
型用素材の一定量を、雄型６が後退した状態の金型の内
に供給する充填工程と、各成型用素材の表面を適度に湿
潤させる素材の糊化工程と、次いで雄型６を所定量作動
させて成型用素材を加圧し、該素材を金型の内形に倣っ
て塑入・接着する成型工程と、金型内の成型体を乾燥す
る乾燥工程とからなる成型体の製造方法。
【請求項８】各成型用素材の表面の糊化工程が、常温も
しくは低温加湿器で得られた水蒸気で行う請求項７記載
の成型体の製造方法。
【請求項９】各成型用素材の表面の糊化工程が、予め冷
却した一定量のスターチボールを多湿空気に接触させ
て、その表面に結露を生じさせるようにした請求項７記
載の成型体の製造方法。
【請求項１０】各成型用素材の表面の糊化工程が、金型
内に充填されたスターチボールに純度８０〜９０％のア
ルコールを注入し、雄型を作動させて加圧・成型した
後、温風乃至は熱風を圧入して上記アルコール分を揮発
するようにした請求項７記載の成型体の製造方法。
【請求項１１】成型体の乾燥工程が、金型内に乾燥した
温風乃至は熱風を送入して行う請求項７〜１０の内のい
づれか１項記載の成型体の製造方法。
【請求項１２】成型体の乾燥工程が、金型内の湿った空
気を吸引して真空に近い状態で行う請求項７〜１０の内
のいづれか１項記載の成型体の製造方法。
【請求項１３】成型体の乾燥工程がマイクロ・ウェーブ
の加熱により、水分を蒸発させて行う請求項７〜１０の
内いづれか１項記載の成型体の製造方法