JPH08183869A - 発泡緩衝体及びその製造方法 - Google Patents

発泡緩衝体及びその製造方法

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JPH08183869A
JPH08183869A JP32861294A JP32861294A JPH08183869A JP H08183869 A JPH08183869 A JP H08183869A JP 32861294 A JP32861294 A JP 32861294A JP 32861294 A JP32861294 A JP 32861294A JP H08183869 A JPH08183869 A JP H08183869A
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JP
Japan
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weight
rice bran
polyvinyl alcohol
molded product
foamed
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Application number
JP32861294A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Noguchi
吉彦 野口
Yoji Motooka
洋司 元岡
Masayuki Yoshie
正之 吉江
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DAIO KAKOSHI KOGYO KK
Original Assignee
DAIO KAKOSHI KOGYO KK
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】米糠の発泡成形物からなり、この発成形物がポ
リビニルアルコールを含有している発泡緩衝体である。
この発泡緩衝体は、1軸または2軸スクリュー式押出成
形機を用い、材料全水分含有量を20重量%以下とし、
温度約120〜200℃で発泡成形させて製造される。 【効果】包装等の緩衝体として好適である。低価格で、
高温高湿下での寸法安定性に優れ、かつ生分解性を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に各種の包装に用い
る発泡緩衝体およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】発泡性合成樹脂容器、包装材および輸送
用緩衝材として、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS
樹脂、ポリウレタン樹脂等の発泡体によって緩衝作用の
あるものが大量に使用されてきた。
【0003】例えば、発泡ポリスチレンでは、発泡剤と
してポリスチレン樹脂を溶かさず、ポリスチレン樹脂の
軟化点か、それ以下の沸点をもつ揮発性液体プロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素、
アルコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類、ハ
ロゲン化炭化水素等を混入させたポリスチレン樹脂を9
0〜110℃の温度で予備発泡させ一次発泡ポリスチレ
ンビーズをつくり、続いて成形型に入れ、蒸気吹き込み
か、100〜130℃の加熱により二次発泡と同時にビ
ーズ相互を熱融着して嵩密度約10〜30Kg/m3の成形
物が作られる。
【0004】しかしながら、以下のような問題点があっ
た。発泡性合成樹脂容器、包装材及び輸送用緩衝材とし
て、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリウレ
タン樹脂等の発泡体によって緩衝作用のあるものが大量
に使用されてきた。これらは使用後廃棄される場合に、
焼却法に於いては、燃焼時に著しい黒煙を排出するこ
と、燃焼熱が10,000キロカロリーに及ぶために焼却炉を
早期に破損させる欠点がある。埋立地に廃棄処分する場
合には、該発泡性合成樹脂容器、包装材は腐敗すること
なくいつまでも原形のまま野ざらしになるため、廃棄物
公害の対象となっている。また、海、河川、湖沼におい
ても、いつまでも原形のまま浮遊ごみとして晒され環境
汚染物として指摘されている。
【0005】このため、天然ポリマーのように土壌や水
中の微生物によって分解、資化され、自然界の物質循環
系に組み込まれ、環境を汚染しない地球環境に優しい包
装材、輸送用緩衝材を供給することが緊急の課題とされ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来の課題を解決することであり、更
に詳しくは植物性澱粉の如き生分解性を有し、且つ食用
穀物そのものでなく、穀物の精製過程で副成する米糠を
使用し、自然環境の中で微生物によって分解され、資化
され得る自然環境に優しい材料から緩衝材を新たに開発
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできる本発明による発泡緩衝体としては、請求項1の
ごとく、米糠の発泡成形物からなり、この発泡成形物が
ポリビニルアルコールを含有していることを特徴として
いる。また、請求項2では、前記発泡成形物が、米糠を
50重量%以上、ポリビニルアルコールを50重量%以
下の割合で含有していることを特徴としている。
【0008】請求項3では、前記発泡成形物が、米糠を
50〜80重量%、ポリビニルアルコールを50〜20
重量%の割合で含有していることを特徴としている。請
求項4では、嵩密度が5〜60Kg/m3、弾性率が少なく
とも20%、圧縮強度が200〜1000g/cm2、耐
吸湿収縮率が70%以上であることを特徴としている。
【0009】請求項5では、天然でんぷんおよび/また
は変性でんぷんと米糠との発泡成形物からなり、前記天
然でんぷんおよび/または変性でんぷんと米糠との混合
物において米糠が50重量%以下の割合で含有されると
共に、前記混合物に対してポリビニルアルコールを50
重量%以下の割合で含有していることを特徴としてい
る。
【0010】請求項6では、嵩密度が5〜50Kg/m3
弾性率が少なくとも50%、圧縮強度が400〜120
0g/cm2、耐吸湿収縮率が90%以上であることを特
徴としている。請求項7では、1軸または2軸スクリュ
ー式押出成形機を用い、材料全水分含有量を20重量%
以下とし、温度約120〜200℃で発泡成形させるこ
とを特徴としている。
【0011】請求項8では、押出成形機を離脱した高温
湿潤膨化状態にある材料に対して、続いて熱成形操作を
加えることを特徴としている。
【0012】
【作用】上記したように本発明は、生分解性を有する米
糠と、米糠の硬さ、脆さ、発泡性を改質するための改質
剤として、親水性ポリビニルアルコールを配合した組成
物からなる発泡緩衝体であり、その製造方法は上記混合
組成物を押出機で熱圧と膨化発泡に必要な水分を与え、
発泡成形することを基本原則としているため、この発泡
成形物は、自然環境中においてほぼ完全に分解され、自
然環境中において微生物により資化されて、地球環境に
優しい低密度、弾性、圧縮強度を有する緩衝材を収得で
きるものである。
【0013】安価にしてかつ資源の有効利用を基調に、
米糠を原料とし、改質粘着剤としてポリビニルアルコー
ルを配合使用し、優れた緩衝性成形物を得るものであ
る。製造方法としても材料米糠と改質剤ポリビニルアル
コールを混合し、押出成形機にかけ発泡成形物が直ちに
得られる簡易な成形方法で、ロープ状、中空マカロニ
状、平板シート状、それ等を任意の長さにカッティング
した成形体が効率よく連続一貫生産することができる。
【0014】本発明において主材として使用する米糠
は、主に中糠を用いる。糠は副成物のため組成成分上緻
密な規格はないが、改質剤、ポリビニルアルコールの配
合により特性上支障なく使用できる利点がある。次の表
1の中糠、白糠どちらも使用できる範疇にある。
【0015】
【表1】
【0016】添加剤として、必要に応じて、または所望
により、虫および鼠忌避性のものを付与できる。また、
燃焼遅延剤として、燐酸ナトリウム、硫酸アンモニウム
等を、酸化防止剤として、クエン酸、アスコルビン酸等
の公知の化合物を添加することができる。
【0017】
【実施例】以下の実施例で得た発泡体の物性評価は、以
下の方法で測定した。嵩密度 材料の嵩密度測定に使用した方法は、微小ガラスビーズ
を使用して、材料の重量を、材料の容量置き換えに要す
るガラスビーズの重量測定により算出した。
【0018】既知容量の容器(250cm3)を用いて該
容器を満たすのに要する微小ガラスビーズ(直径0.2
mm)の重量を測定し、ガラスビーズの密度を算出する。
【0019】
【数1】
【0020】材料は、5cm長の円筒体に切断し、該容器
を満たすのに要する材料の重量を測定する。その場合の
材料の詰め方は、材料と材料、および材料と容器の間に
存在する空間は少なく、材料の変形を起こさないように
する。次に、上記の空間にガラスビーズを入れて空間を
埋め、埋め込みに使用されたガラスビーズの重量(増量
分)を測定する。
【0021】
【数2】
【0022】圧縮強度 島津製作所製オートグラフにかご形治具を装着し、材料
を20mm長の円筒体に切断し、水平圧盤にて50%全面
圧縮(10mm長に)し、20秒放置したときの応力を測
定した。圧縮スピードは,30mm/分、新しい材料で3
回測定し、その平均を圧縮強度の値とした。弾性率 圧縮テスト終了後、1分後の材料の長さを測定した。
【0023】
【数3】
【0024】耐吸湿収縮性 材料を40℃×RH90%環境条件に14日間放置し寸
法変化を測定し、試験前の寸法に対する収縮率%を値と
した。アドバンテック東洋製の恒温恒湿器アテンプター
を使用した。実施例1 米白糠でんぷん(グルコース71.8%、粗蛋白11.
9重量%、粗脂肪2.1重量%、繊維0.4重量%、灰
分1.1重量%、水分12.7重量%、含有品使用)に
対し、ポリビニルアルコールの配合添加量を変え、2軸
噛合せ高剪断スクリュー式押出機(スクリュー径46m
m、ダイ口径2.5mmφ×5穴、加熱3区分バンドヒー
ター、セラミックヒーター付バレル、加熱温度120〜
200℃、スクリュー回転数300r.p.m 、原料供給速
度20〜30Kg/hr、全含有水分量15〜18重量
%)で押出成形し、成形物について表2に示す如く異な
る特性について評価した。ポリビニルアルコール配合比
10重量%では脆く、且つ簡単に崩壊した。ポリビニル
アルコール約20重量%添加時、脆さ、崩壊性なく嵩密
度約14Kg/m3、圧縮強度、弾性率も好ましい成形物が
得られた。
【0025】耐吸湿収縮性能については、ポリビニルア
ルコール約20重量%以上の配合により保持率80%以
上の発泡成形物を得ることができる。
【0026】
【表2】
【0027】実施例2 白糠でんぷんに比べ、脂肪含有量の多い中糠でんぷんは
発泡阻害を起こし、硬く、脆い発泡成形物となりやす
い。これに対して、表3に示すように、中糠でんぷん5
0重量%以上とポリビニルアルコール50重量%以下の
配合組成物、中糠と白糠でんぷん配合組成物50重量%
以上とポリビニルアルコール50重量%以下の配合組成
物により得られる成形物は、独立気泡構造を持ち、嵩密
度約12〜15Kg/m3、弾性率73〜77%、圧縮強度
530〜990gr/cm2、耐吸湿収縮保持率90%以上
を有する発泡成形物を得ることができる。
【0028】押出機条件、操作条件は実施例1の方法を
用いた。
【0029】
【表3】
【0030】使用した中糠の分析組成は、グルコース
分:58.8、タンパク質:14.7、脂肪分:8.
7、繊維分:2.6、灰分:4.1、水分:11.1重
量%実施例3 表4に示すように、変性コーンスターチ(変性でんぷ
ん)に50重量%以下の米糠でんぷんを配合した組成物
50重量%以上にポリビニルアルコール50重量%以下
を加えた配合組成物から得られた発泡成形物は変性コー
ンスターチ単独組成による成形物の吸湿による収縮欠点
を改善し、低密度の独立気泡性構造を示し、満足な弾性
率、圧縮強度を示した。押出機条件、操作条件は実施例
1と同様の方法を用いた。
【0031】使用した変性コーンスターチは、約70%
アミロース化コーンスターチを7重量%プロピレンオキ
シドを用いて、ヒドロキシプロピル化し、3重量%硫酸
ナトリウムを添加したものである。
【0032】
【表4】
【0033】
【発明の効果】米糠と、親水性樹脂であるポリビニルア
ルコールとの混合組成物、好ましくは米糠を50〜80
重量%、ポリビニルアルコール50〜20重量%の配合
組成物から押出成形により得られた押出成形物は、包装
用、特に保護緩衝材として優れた性質を有する発泡緩衝
体となる。
【0034】本発明による発泡緩衝体は、でんぷん系お
よび/または変性でんぷん系(でんぷん組成90〜10
0%品)の低密度発泡成形品より低価格であり、高温、
高湿度条件下で発泡成形物の収縮は少なく、寸法安定性
に優れている。しかも、地球環境に優しく、低密度、弾
性、圧縮強度を有しているほか、生分解性は天然でんぷ
ん質100%品に比較して、分解速度は遅いが、米糠で
んぷんを少なくとも50重量%以上配合された組成物中
には粗脂肪分が、中糠使用時で少なくとも約4重量%以
上含まれ、白糠と中糠を半々使用時に於いても粗脂肪分
が約2重量%以上含有される成形物は、土壌、水中に於
いて、含有脂肪の分解作用に加え、微生物による分解、
資化が促進され自然界の物質循環系に組み込まれて腐敗
するので原形のまま野ざらしになることはなく、緩衝体
としての使用後における公害性が解消される。
【0035】また、本発明による製造方法によれば、簡
単に各種形態の発泡緩衝体を提供できる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】米糠の発泡成形物からなり、この発泡成形
    物がポリビニルアルコールを含有していることを特徴と
    する発泡緩衝体。
  2. 【請求項2】前記発泡成形物が、米糠を50重量%以
    上、ポリビニルアルコールを50重量%以下の割合で含
    有している請求項1記載の発泡緩衝体。
  3. 【請求項3】前記発泡成形物が、米糠を50〜80重量
    %、ポリビニルアルコールを50〜20重量%の割合で
    含有している請求項2記載の発泡緩衝体。
  4. 【請求項4】嵩密度が5〜60Kg/m3、弾性率が少なく
    とも20%、圧縮強度が200〜1000g/cm2、耐
    吸湿収縮率が70%以上である請求項1記載の発泡緩衝
    体。
  5. 【請求項5】天然でんぷんおよび/または変性でんぷん
    と米糠との発泡成形物からなり、前記天然でんぷんおよ
    び/または変性でんぷんと米糠との混合物において米糠
    が50重量%以下の割合で含有されると共に、前記混合
    物に対してポリビニルアルコールを50重量%以下の割
    合で含有していることを特徴とする発泡緩衝体。
  6. 【請求項6】嵩密度が5〜50Kg/m3、弾性率が少なく
    とも50%、圧縮強度が400〜1200g/cm2、耐
    吸湿収縮率が90%以上である請求項5記載の発泡緩衝
    体。
  7. 【請求項7】1軸または2軸スクリュー式押出成形機を
    用い、材料全水分含有量を20重量%以下とし、温度約
    120〜200℃で発泡成形させることを特徴とする発
    泡緩衝体の製造方法。
  8. 【請求項8】押出成形機を離脱した高温湿潤膨化状態に
    ある材料に対して、続いて熱成形操作を加えることを特
    徴とする請求項4に記載の発泡緩衝体の製造方法。
JP32861294A 1994-12-28 1994-12-28 発泡緩衝体及びその製造方法 Pending JPH08183869A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800005011A1 (it) * 2018-05-02 2019-11-02 Procedimento per l’ottenimento di materiale plastico da farine e prodotti simili
JP2024501912A (ja) * 2020-11-03 2024-01-17 チェン,ガン 低価格の生分解性飲用ストロー

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