特許 6372993 食品用段ボール箱の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6372993

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】食品用段ボール箱の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D21H 19/10 20060101AFI20180806BHJP

   D21H 27/40 20060101ALI20180806BHJP

   B32B 3/28 20060101ALI20180806BHJP

   B65D 5/56 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   D21H19/10 Z

   D21H27/40

   B32B3/28 B

   B65D5/56 D

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-228842(P2013-228842)

(22)【出願日】2013年11月1日

(65)【公開番号】特開2014-169520(P2014-169520A)

(43)【公開日】2014年9月18日

【審査請求日】2016年10月31日

(31)【優先権主張番号】特願2013-37877(P2013-37877)

(32)【優先日】2013年2月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】515262498

【氏名又は名称】株式会社 竹宝

(74)【代理人】

【識別番号】100098545

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100106611

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 幸史

(74)【代理人】

【識別番号】100189717

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 貴章

(72)【発明者】

【氏名】長崎 信行

(72)【発明者】

【氏名】中野 篤

【審査官】 長谷川 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２６４９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６９５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０００３１１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−１３６６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０６０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０７２９９９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ１／００−４３／００

Ｂ６５Ｄ５／００−５／７６

Ｄ２１Ｂ１／００−１／３８

Ｄ２１Ｃ１／００−１１／１４

Ｄ２１Ｄ１／００−９９／００

Ｄ２１Ｆ１／００−１３／１２

Ｄ２１Ｇ１／００−９／００

Ｄ２１Ｈ１１／００−２７／４２

Ｄ２１Ｊ１／００−７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

孟宗竹、和竹、笹竹を２０乃至５０ｃｍの竹チップに破砕する粉砕工程と、
前記粉砕工程で粉砕した前記竹チップを、植繊機を用いて加圧しつつ破砕および混錬して繊維化する混練解体工程と、
前記混練解体工程で解体された竹繊維を、１５ｋｇ／ｃｍ²以上の内部圧力の下で所要の長さの範囲にカットして吐出するとともに大気圧まで急激に減圧されることで膨潤拡散する膨潤拡散工程と、
前記膨潤拡散工程で得られた前記竹繊維を粉末形成機によりさらに細かく粉砕する微粉末化工程と、
前記微粉末化工程で粉砕した前記竹繊維を段ボール板の表面に塗布する竹繊維付着工程と、
前記竹繊維付着工程の後に、前記竹繊維を塗布した前記段ボール板の前記表面が、段ボール箱の内側となるように段ボールを作成する段ボール作成工程と
を有し、
前記混練解体工程では、前記内部圧力を１５ｋｇ／ｃｍ²以上とすることで、硬組織や軟組織で構成される前記竹チップが混練されて前記硬組織と前記軟組織の解体がなされ、
前記膨潤拡散工程では、５ｍｍ以下の長さが９０％である竹繊維チョップドストランドが形成され、
前記微粉末化工程では、前記竹繊維チョップドストランドを２００〜３００μｍの長さとすることで、乳酸菌が存在する多孔構造を維持する
ことを特徴とする食品用段ボール箱の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品用段ボール箱の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

段ボール箱等の包装用紙材は、食品の保管・運送などにも使用され、野菜や果物などの生鮮食料、あるいは、加工食品などに対しても盛んに使用されている。これらの食品の鮮度を維持するために、化学薬品や合成薬品を使用したものが提案されている。

【0003】

また、特許文献１には、高温処理した竹の幹の繊維、すなわち、皮を剥いだ竹の幹を高温処理してから破砕したもの、又は、皮を剥いだ竹の幹を破砕してから高温処理したもの１０〜４０重量％とパルプ６０〜９０重量％とからなる厚紙を使用した鮮度保持性ダンボール箱が記載されている。さらに、このダンボール箱の内壁紙の表面に天然の抗菌剤を塗布することも提案されており、竹類の抽出物にも抗菌作用があると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２６４９８２号公開特許公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、竹を使用した鮮度保持性ダンボール箱が記載されている。しかし、皮を剥いで竹の幹を高温処理してから破砕したり、皮を剥いだ竹の幹を破砕するのは手間のかかる煩雑な作業である。したがって、製造コストは大きくならざるを得ない。特許文献１には、竹の抽出物を抗菌剤として塗布することも記載されているが、このような抽出液を得るにはコストがかかる。しかも、原材料の竹のうち、抽出液以外の大部分は廃棄物となってしまう。さらに、後述の通り、竹の抽出物では、十分な鮮度保持効果を長期間維持できない。

【0006】

一方、山林や山野においては、管理や手入れが不足していることにより成長力の旺盛な孟宗竹を始めとして和竹や笹竹などの竹類が急激に繁殖している。地下茎の伸長拡大により他木の栄養分等が奪取され、急速な枝葉の拡大による日照遮断によって植林にも自然林にも樹木の育成阻害が発生している。そのため、繁殖する竹類の無償伐採が全国的に要請されている。

【0007】

この発明は、鮮度保持効果が高く、長時間持続し、しかも竹を素材として活用できる食品用段ボール箱の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を解決するために、この発明の食品用段ボール箱の製造方法は、孟宗竹、和竹、笹竹を２０乃至５０ｃｍの竹チップに破砕する粉砕工程と、前記粉砕工程で粉砕した前記竹チップを、植繊機を用いて加圧しつつ破砕および混錬して繊維化する混練解体工程と、前記混練解体工程で解体された竹繊維を、１５ｋｇ／ｃｍ²以上の内部圧力の下で所要の長さの範囲にカットして吐出するとともに大気圧まで急激に減圧されることで膨潤拡散する膨潤拡散工程と、前記膨潤拡散工程で得られた前記竹繊維を粉末形成機によりさらに細かく粉砕する微粉末化工程と、前記微粉末化工程で粉砕した前記竹繊維を段ボール板の表面に塗布する竹繊維付着工程と、前記竹繊維付着工程の後に、前記竹繊維を塗布した前記段ボール板の前記表面が、段ボール箱の内側となるように段ボールを作成する段ボール作成工程とを有し、前記混練解体工程では、前記内部圧力を１５ｋｇ／ｃｍ²以上とすることで、硬組織や軟組織で構成される前記竹チップが混練されて前記硬組織と前記軟組織の解体がなされ、前記膨潤拡散工程では、５ｍｍ以下の長さが９０％である竹繊維チョップドストランドが形成され、前記微粉末化工程では、前記竹繊維チョップドストランドを２００〜３００μｍの長さとすることで、５０μｍ程度の大きさで多数の乳酸菌が存在する多孔構造を維持することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

この発明の食品用段ボール箱は、長期間にわたって優れた食品鮮度保持効果を持続することができる。また、この発明の食品鮮度保持用添加材は、食品包装用紙材の表面処理に容易に使用でき、長期間にわたって優れた食品鮮度保持効果を発揮する。森林や山野へ広がる竹を資源として活用するものであり、森林や山野を良好な状態に保全に資する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】植繊機の例を示す断面図である。

【図2】竹繊維の脱臭効果を示すグラフである。

【図3】竹繊維入りダンボール箱の水分保持を示すグラフである。

【図4】竹繊維入りダンボール箱の炭酸ガス濃度調整作用を示すグラフである。

【図5】竹繊維の電子顕微鏡写真である。

【図6】粉末形成機を示す平面図である。

【図7】竹の粉末を付着させたダンボール箱を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

この発明を実施するための形態について説明する。まず、切断された竹繊維の製造方法について説明する。竹としては、たとえば孟宗竹、和竹、笹竹などが使用できる。これらの竹を切り出して使用する。主に茎の部分が使用されるが、枝や葉の部分は取り除いてもよく、また、そのまま一緒に使用してもよい。また、竹は予め乾燥させてもよいが、青竹のまま使用してもよい。繊維化するための装置および方法としては、例えば、特開平１１−２６２７５０号公開特許公報に記載されたものを用いてもよい。

【0012】

切り出された竹をまず破砕する。捻じれ刃付き円盤カッタを３枚取付けたシャフトを２本近接させることにより、捻じれ刃付き円盤カッタが対峙した３つの組合せを形成し、その円盤カッタの組合せの間を竹を通過させることにより竹を破砕する。この破砕を２回繰り返してもよい。こうして、竹は細かなチップにされる。たとえば、２０乃至５０ｃｍ程度に破砕する。

【0013】

ついで、植繊機を用いて竹チップを加圧しつつ破砕および混錬して繊維化する。図１は、植繊機の構造を模式的に示す断面図である。植繊機１は先端にナイフが形成されたスクリュー２を内蔵したシリンダ３を有しており、さらにこのシリンダの前後端部には、カバー４が設けられている。そして、前側のカバーには、繊維化された竹チップが通過するための排出孔が形成されている。シリンダにはチップの導入装置であるホッパー５があり、ここより導入された竹チップはシリンダを通過するときに、加圧しつつ破砕および混錬される。この特にチップ自体の発熱も作用し、竹チップは繊維化される。

【0014】

さらに詳細に説明すると、一方の側には、適宜の大きさ形状に予め破砕された竹チップを供給するホッパー５が設けられ、このホッパー５が設けられたシリンダ３内には回転可能にスクリュー２が設けられている。このスクリュー２の螺回谷部に沿って、ホッパー５より供給された竹チップは順次前方へ移送される。シリンダー３内壁とスクリュー２の螺回谷部の間の容積は、スクリュー２の先端部に向かって徐々に小さくなるように形成されている。したがって、ホッパー５より供給される竹チップには、移送される間に大きな圧力が付加される。この内部圧力により硬組織や軟組織で構成される竹材が混錬されて硬組織と軟組織の解体がなされる。

【0015】

シリンダ３の内部圧力は竹の種類に応じて調整することが好ましい。たとえば、笹竹の場合は１５ｋｇ／ｃｍ²以上が適しており、孟宗竹においては３０乃至５０ｋｇ／ｃｍ²が好適である。

【0016】

竹材を移送するスクリュー２の先端部分には、竹材に背圧に伴う内部圧力を付加させて良好な混錬を図るためのストレーナー４ａ（カバー）が設けられ、そのストレーナー４ａの前部または後部には竹繊維を所要の長さの範囲にカットするカッターが設けられている。さらにその先には、多数の吐出孔を有するノズルが設けられ、１５ｋｇ／ｃｍ²以上の高い内部圧力の下で所要の長さの範囲にカットされ、且つ、解体された竹繊維は吐出とともに大気圧まで急激に減圧されることで膨潤拡散されて、嵩高柔軟で、摩擦係数の高い竹繊維チョップドストランド（繊維化された竹の破片）が形成される。こうして得られた竹繊維チョップドストランドは、長さ３ｍｍ以下のものが７３％であり、３〜５ｍｍが１７％、５ｍｍを超えるものが１０％であった。すなわち、９０％の竹繊維は５ｍｍ以下の長さである。

【0017】

図２は竹繊維の脱臭効果を示すグラフである。５ｍｍ以下の長さで選別した竹繊維についての例である。縦軸に各臭い成分の濃度、横軸に時間を示す。また、比較として、竹繊維を使用しない例を三角の印で表示している。

【0018】

本発明の竹繊維を使用した場合、全ての臭い成分が短時間で急激に減少している。そして、臭い成分の濃度の低い状態が長期間において維持されている。これにより、本発明の竹繊維は、抗菌・脱臭に効果があり、食品の鮮度保持に適していることが確認される。

【0019】

次に、上述の竹繊維を使用した段ボール箱の例について説明する。５ｍｍ以下の長さで選別した竹繊維を５〜５０重量％の割合でパルプに混入させて原紙を作成し、この原紙で段ボール箱を作る。特に短い粉状の竹繊維を使用する場合は５０重量％程度が望ましく、５ｍｍ以下に選別した竹繊維の場合は２０重量％程度が望ましい。こうして得られた段ボール箱は、強靭で且優れた屈撓性に加えて、寸法安定性を有する。

【0020】

図３は竹繊維入りダンボール箱の水分保持を示すグラフである。竹繊維入りダンボール箱と従来の段ボール箱（一般段ボール）を使用し、所定の時間経過後に収納物の水分量を測定した。試験開始時の水分量を１００％とする。これによると一般段ボールでは水分損失率が６．５％であるのに対し、竹繊維入りダンボール箱では水分損失率がわずかに１．３％ある。本願発明のダンボール箱は、適度な水分の保持を実現している。

【0021】

つぎに、この発明の竹繊維を長さが１０〜３００μｍの粉末で使用する例について説明する。図５は竹繊維の電子顕微鏡写真である。図５より、竹繊維は５０μｍ程度の大きさの孔をハニカム状に有する微細構造を有することがわかる。そして、この孔には多数の乳酸菌が存在し、この乳酸菌が臭い成分や鮮度を低下させる成分を分解することが判明した。したがって、この竹繊維は長期間にわたって、食品の鮮度保持能力を維持する。

【0022】

本例では、この竹繊維の性質を活用し、粉末状態で食品鮮度保持用添加材として使用するものである。竹の粉末の製造方法について説明する。上述の方法で得られた５ｍｍ以下の長さの竹繊維を粉末形成機によりさらに細かく粉砕して、微粉末化する。ここでは、三庄インダストリー株式会社のハンマークラッシャーＮＨ−３４Ｓ（商品名）を使用した。

【0023】

図６は粉末形成機を示す平面図である。粉末形成機は、密封可能な円筒状の容器を有する。図６は上蓋を外した状態であり、容器１１の内部が示されている。粉末形成機１０の容器１１の側壁の内側にはのこぎり状の凹凸が形成されている。粉末形成機１０の内部には回転アーム１２が設けられており、容器の中心にある回転軸を中心に回転する。また、回転アーム１２にはハンマー１３が設けられている。このハンマー１３は内壁の凹凸の山部に近接して回転する。

【0024】

容器１１の一部には窓部１４が設けられ、その窓部１４にはメッシュスクリーン１５が着脱可能に設けられる。メッシュスクリーン１５は多数の孔を有する板状の部材であり、孔径の異なる複数のメッシュスクリーンが用意されている。さらに、２枚のメッシュスクリーン１５を重ねて窓部１４に取り付けることができる。孔径の異なるメッシュスクリーン１５の選択およびその組み合わせにより、窓部を通過できる竹粉末の大きさを調整することができる。

【0025】

所望の粉末の大きさに対応したメッシュスクリーン１５を選択して窓部１４に取り付け、所定量の竹繊維を容器に投入する。そして、上蓋を閉じて電源を入れ、回転アーム１２を回転させる。竹繊維はハンマー１３により細かく粉砕されていく。所定の長さ以下に粉砕された竹繊維は、竹繊維としてメッシュスクリーン１５を通り、窓部１４を通って容器１１の外に排出される。

【0026】

こうして得られた竹粉が、本発明の食品鮮度保持用添加材となる。３００μｍ以下の長さにすることにより、水性インクにも良好に拡散する。長さ２００μｍの場合では、水に入れて撹拌すれば簡単に拡散する。化学的に溶解するわけではなく、竹繊維の構造を維持したまま水中で分散しているのであるが、紙材表面への付着作業などにおいては溶けているのと同様に取り扱うことができる。一旦拡散したら、１分間程度はその状態が維持され、完全に竹繊維が沈殿するまでには数分かかる。したがって、軽く撹拌を継続すれば、紙材表面処理材に添加して使用するのに問題はない。

【0027】

ノズルにより吹き付けを行う場合には、なるべく細かくすることが好ましい。１０〜５０μｍにすることが好ましく、特に５０μｍにすることにより竹繊維の孔の構造を保ちながら、ノズルにつまりにくい食品鮮度保持用添加材となる。

【0028】

一方、塗装によって表面処理する場合には、竹粉はより長めにすることができる。特に、２００〜３００μｍにすることにより、竹繊維の多孔構造を良好に維持することができる。この場合、たとえばこの竹の粉末を水性インクの紙材表面処理材に混入し、その中を原紙を通過させることにより、紙材の表面に竹繊維を付着させることができる。

【0029】

次に、竹の粉末よりなる食品鮮度保持用添加材を使用した食品用段ボール箱について説明する。図７は竹の粉末を付着させたダンボール箱を模式的に示す断面図である。このダンボール箱を構成する段ボール板は、第１のクラフトライナー２１と、第２のクラフトライナー２２と、その間に挟まれる中芯２３よりなる両面段ボールである。

【0030】

第１のクラフトライナー２１には竹の粉末を付着させている。吹き付けなどにより付着させる場合などは、一方の面のみであってもよい。竹の粉末を混入させた紙材表面処理材中を通した場合には、竹の粉末は第１のクラフトライナーの両面に付着することになるが、それでもよい。一方、第２のクラフトライナー２２は通常のものと同じであり、竹の粉末を付着させていない。

【0031】

第１のクラフトライナー２１の竹の粉末が付着した面が表になるように、すなわち、中芯２３と接着される側とは反対の面になるようにする。そして、この第１のクラフトライナー２１が箱の内側を向くようにして、段ボール箱を作成する。

【0032】

このようにして、収納された食品に対向する面に集中的に竹の粉末を設けることができる。中芯２３や箱の外側に配置される第２のクラフトライナー２２については、竹の粉末を付着させる処理を省略できるので、コストが低減される。

【0033】

前述の通り、本願の竹繊維は優れた食品鮮度保持機能を有する。この竹繊維を食品に対向する面に集中的に設けることにより、この食品用段ボール箱に入れられた食品は長期間において鮮度を維持することができる。

【0034】

本発明の食品鮮度保持用添加材は竹を素材とする自然物であり、安全性が高い。使用後には焼却処分も可能である。また、この食品用段ボール箱を再生紙として利用する場合にも、付着された竹繊維は悪影響をもたらさない。

【0035】

竹の破片を素材とするので、森林や山野へ広がる竹を資源として活用するものであり、森林や山野を良好な状態に保全に資する。

【符号の説明】

【0036】

１ 植繊機
２ スクリュー
３ シリンダ
４ カバー（ストレーナー）
５ 投入装置（ホッパー）
１０ 粉末形成機
１１ 容器
１２ アーム
１３ ハンマー
１４ 窓部
１５ メッシュスクリーン
２０ 食品用段ボール箱
２１ 第１のクラフトライナー
２２ 第２のクラフトライナー
２３ 中芯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】