(57)【要約】【課題】本発明は、農産廃棄物を有効利用し、機能性を有する農産廃棄物を複合化した、消臭・抗菌・吸湿機能等の機能性および生分解性を持つ環境配慮型の植物繊維を主体とする機能性繊維構造体を提供することを目的とする。【解決手段】植物繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維および機能性を有する農産廃棄物とを乾式積繊法にて混合・熱処理を施すことにより繊維同士を融着させてシート状となし、熱プレス加工により該シートを成形してなる機能性を有する農産廃棄物を複合化したことを特徴とする繊維構造体である。【選択図】図１
2004137631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維および機能性を有する農産廃棄物とを乾式積繊法にて混合・熱処理を施すことにより繊維同士を融着させてシート状となし、熱プレス加工により該シートを成形してなる機能性を有する農産廃棄物を複合化したことを特徴とする繊維構造体。
【請求項２】
植物繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維とを乾式積繊法にて混合・熱処理を施すことにより繊維同士を融着させてシート状となし、熱プレス加工により該シートを成形してなる繊維構造体の表面に機能性を有する農産廃棄物からなる塗工液を散布もしくは塗布して、機能性を有する農産廃棄物を複合化したことを特徴とする繊維構造体。
【請求項３】
前記機能性を有する農産廃棄物が、コーヒー豆の搾りかす、発酵茶・半発酵茶・非発酵茶の茶がら等の抽出残渣物を乾燥させた乾燥粉であることを特徴とする請求項１または２記載の繊維構造体。
【請求項４】
前記機能性を有する農産廃棄物の乾燥粉のサイズが５０〜８００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維構造体が、シート状、トレー形状、パウチ状、カップ状、どんぶり形状から選ばれるいずれかの形状を有する繊維構造体であることを特徴とする繊維構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維構造体が、生分解性を有すること特徴とする繊維構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能性を有する農産廃棄物を複合化した植物繊維を主体とする機能性繊維構造体に関するものである。この繊維構造体は、全体が生分解性を有し、廃棄後、土中やコンポスト中で容易に分解する環境配慮型の構造体である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、食品の廃棄物の処理、特に食品の製造工程において排出される生ゴミの処理は工場の大きな課題のひとつとなっている。例えばある缶コーヒー工場における缶コーヒーの製造過程で発生するコーヒー抽出残渣物は年間数千トンに及ぶ。このような問題の解決策として、廃棄物を熱源として用いるサーマルリサイクルが挙げられるが、工場および自治体のゴミ焼却施設は既に限界に達している。そのため原料として再利用するマテリアルリサイクル技術の開発に期待が寄せられており、農産廃棄物を包装材料等に有効利用する試みがさかんになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の技術的背景を考慮してなされたものであって、農産廃棄物を有効利用できる、機能性を有する農産廃棄物を複合化した、機能性かつ生分解性を有する植物繊維を主体とする繊維構造体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、植物繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維および機能性を有する農産廃棄物とを乾式積繊法にて混合・熱処理を施すことにより繊維同士を融着させてシート状となし、熱プレス加工により該シートを成形してなる機能性を有する農産廃棄物を複合化したことを特徴とする繊維構造体である。
【０００５】
請求項２に係る発明は、植物繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維とを乾式積繊法にて混合・熱処理を施すことにより繊維同士を融着させてシート状となし、熱プレス加工により該シートを成形してなる繊維構造体の表面に機能性を有する農産廃棄物からなる塗工液を散布もしくは塗布して、機能性を有する農産廃棄物複合化したことを特徴とする繊維構造体である。
【０００６】
請求項３に係る発明は、前記機能性を有する農産廃棄物が、コーヒー豆の搾りかす、発酵茶・半発酵茶・非発酵茶の茶がら等の抽出残渣物を乾燥させた乾燥粉であることを特徴とする請求項１または２記載の繊維構造体である。
【０００７】
請求項４に係る発明は、前記機能性を有する農産廃棄物の乾燥粉のサイズが５０〜８００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維構造体である。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維構造体が、シート状、トレー形状、パウチ状、カップ状、どんぶり形状から選ばれるいずれかの形状を有する繊維構造体であることを特徴とする繊維構造体である。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維構造体が、生分解性を有すること特徴とする繊維構造体である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施例としての実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の繊維構造体の一例を示す断面図である。図２は、本発明の繊維構造体の他の例を示す断面図である。図３は、本発明の繊維構造体のさらに別の例を示す断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の繊維構造体の一例として、パルプ繊維３と熱融着可能な熱可塑性繊維として吸水性繊維２および機能性を有する農産廃棄物としてコーヒー抽出残渣１からなる圧空成形してなる繊維構造体の外装に真空成形によりポリ乳酸樹脂等の生分解性樹脂からなるプラスチックフィルム４を積層した構成の繊維構造体である。
【００１２】
また、図２に示すように、本発明の繊維構造体の他の例として、パルプ繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維としてポリ乳酸製生分解性芯鞘繊維の混合繊維５および機能性を有する農産廃棄物としてコーヒー抽出残渣１からなる圧空成形してなる繊維構造体の内面に真空成形によりポリ乳酸樹脂等の生分解性樹脂からなるプラスチックフィルム６を積層した構成の繊維構造体である。
【００１３】
また、図３に示すように、本発明の繊維構造体のさらに別な例として、パルプ繊維と熱融着可能な熱可塑性繊維を混合した混合繊維３および機能性を有する農産廃棄物としてコーヒー抽出残渣１と紅茶抽出残渣物７からなる圧空成形してなるマット状繊維構造体である。
【００１４】
本発明は植物繊維を主体とする繊維構造体に農産廃棄物を複合化したことを特徴とするものである。使用する農産廃棄物が工場の製造工程から出る産業廃棄物の場合には、大量の廃棄物を有効利用する技術となり得る。また前述の構造体と食品廃棄物を複合化させることにより、リサイクルに役立つだけでなく、構造体に廃棄物事体が持つ機能を付与することができる。
【００１５】
本発明で用いられる植物繊維としては、特に限定されず、例えば、マニラ麻、サイザル麻、針葉樹クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、リンター、ケナフ、みつまた、楮、雁皮、その他木材パルプなどが挙げられる。
【００１６】
本発明で用いられる熱融着可能な熱可塑性繊維としては、特に限定されず、例えば、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリヒドロキシブチレート／ブァリレート［Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）］、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンサクシネート／アジペート（（ＰＢＳＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、乳酸系共重合ポリエステル（ポリ乳酸／脂肪族ポリエステル）等の熱可塑性を有する生分解性樹脂を溶融紡糸してなる繊維を用いることもできる。その中でも、特に、ポリ乳酸樹脂は、熱融着性に優れているので望ましい。ポリ乳酸樹脂芯鞘繊維が好適に用いられる。
【００１７】
本発明で用いられる農産廃棄物として、コーヒー豆の搾りかすおよび茶がら等の抽出残渣物を乾燥させた物質を選択すれば、廃棄物に含まれる非水溶性成分に由来する機能を構造体に付与できる。コーヒー豆の搾りかすおよび抽出済みの茶がらを乾燥させたものは抗菌・消臭・吸湿効果を有するため、構造体との複合化により機能性構造体を作ることが可能となる。またコーヒー豆、茶には、多くの種類があり、各々成分が異なる。そのため付与したい機能により、抽出残渣物の種類を適宜選択することができる。
【００１８】
また、抽出残渣物自体に独特の色を有するものが多い。そのため抽出残渣物を繊維構造体に添加あるいは表面塗工することにより、分散した残渣物自体で模様が付けられるため、全面印刷の必要がない。
【００１９】
複合化させる農産廃棄物の乾燥物のサイズを５０〜８００μｍとすれば、様々な加工方式に対応できる。数百μｍオーダーのサイズであればセルロース繊維への混合・積繊が容易になる。また数十μｍオーダーのサイズであれば、構造体の表面加工が可能となり、例えば微粉末を混合した薬剤を構造体内面および外面へ塗工することもできる。さらにサイズを選択することで、構造体の着色度合いを制御することも可能となる。
【００２０】
農産廃棄物と構造体を複合化する手段としては、構造体を成形する前に農産廃棄物と繊維を混合するか、あるいは成形後において農産廃棄物を構造体表面へ塗工する方法がある。構造体の成形方法は、材料の積繊、固着、プレス成形という一連の工程を経る。乾式積繊法は以下のように行う。先ず、植物繊維を主原料とし、熱融着可能な熱可塑性繊維を加え、これを乾式リファイナー等の解繊機を用いて乾燥状態で混合解繊し、この混合繊維を空気中に懸濁させた後、サクションボックスを備えたフォーメーションワイヤ上に均一に散布する。引き続き熱処理を施すことにより熱可塑性繊維の融解及び他繊維との融着をはかり、マット状のシートを形成し、さらにこのマット状シートを熱プレス加工することにより成形する。農産廃棄物は上記の原料を混合させる過程で加えるか、または構造体成形後に成形体表面へ農産廃棄物を散布、もしくは農産廃棄物を混合したコーティング液を表面塗工することにより複合化可能である。
【００２１】
農産廃棄物と複合化させた植物繊維構造体をシート状、トレー形状、パウチ状、カップ状、どんぶり形状に加工することにより、様々な商品の流通、保存、利便性を高めることが可能となる。
【００２２】
コーヒーの抽出残渣物は微生物による発酵促進効果を有する。コーヒー豆の抽出残渣物にはミクロンオーダーサイズの穴が多数あり、その穴径は活性炭よりも大きい。そのため抽出かすには菌が繁殖しやすく、発酵を促進する特徴がある。従って、植物繊維構造体にコーヒー残渣物を添加・塗工すれば、土中・コンポスト中におけるセルロース繊維の分解が促進される。そこで、植物繊維および農産廃棄物の他に複合する材料として、生分解性素材を選択すれば、土中・コンポスト中で容易に分解する環境配慮型の構造体とすることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を示して説明する。
【００２４】
＜実施例１＞
（コーヒー抽出残渣物／吸水繊維／パルプ）を混合・積繊したパルプマットを圧空成形し、さらに成形体の外面にプラスチックフィルムを真空成形して、パルプモールド構造体Ａを作製した。同様にコーヒー抽出残渣物を含まない構造体Ｂも作成した。
構造体ＡおよびＢにラットを入れ、一週間飼育を行った後、構造体から発生する揮発成分を測定した。その結果、コーヒー抽出残渣物を含むＡでは、アンモニア等の塩基性成分がほとんど検出されなかった。Ａに対し、抽出残渣物を含まないＢでは、ラットが排出した糞尿によると思われる塩基性成分が残留していた。これより構造体Ａは塩基性の臭いを選択的に消臭でき、昆虫や小動物の飼育用ケースとして有効であることがわかった。
【００２５】
＜実施例２＞
（コーヒー抽出残渣物／ポリ乳酸製生分解性芯鞘繊維／パルプ）を混合・積繊したパルプマットを圧空成形し、さらに成形体の外面に生分解性であるポリ乳酸のプラスチックフィルムを真空成形して、パルプモールド構造体Ｃを作製した。同様にコーヒー抽出残渣物を含まない構造体Ｄも作成した。
構造体ＣおよびＤに生ゴミを入れ、発生する臭いについて官能試験を行った。その結果、構造体Ｃでは臭いが抑えられたのに対し、構造体Ｄでは臭いを抑制する効果が現れなかった。
また、構造体ＣおよびＤを用いて堆肥中で生分解試験を行った。構造体ＣおよびＤにおいて共に高い生分解度を示したが、Ｃの分解速度はＤよりもわずかに早かった。これはコーヒー抽出残渣物の発酵促進効果によるものと考えられる。これより（コーヒー抽出残渣物／ポリ乳酸製生分解性芯鞘繊維／パルプ）構造体Ｃは、生ゴミ用の臭いの発生を抑制できるコンポスタブルボックスとして利用できることがわかった。
【００２６】
＜実施例３＞
（紅茶抽出残渣物／コーヒー抽出残渣物）のミクスチャーを混合・積繊したパルプマットを圧空成形し、パルプモールド製簡易スリッパＥを作製した。同様に（紅茶抽出残渣物／コーヒー抽出残渣物）のミクスチャーを含まないサンプルＦも作製した。この簡易スリッパＥおよびＦを履いた実験体の足の臭いを官能試験により比較した。抽出かすのミクスチャーを含むＥを履いた実験体の足からは臭いが抑制されたのに対し、ミクスチャーを含まないＦを履いた実験体の足からは悪臭がした。これより抽出残渣物のミクスチャーが消臭効果を発揮したことがわかった。
【００２７】
また、簡易スリッパＥおよびＦ上に水虫の原因である白癬菌を置いて、一週間の培養実験を行った。一週間後、抽出残渣物のミクスチャーを含むＥでは白癬菌が増加していなかったのに対し、抽出残渣物のミクスチャーを含まないＦでは白癬菌が激増していた。この結果より、Ｅでは白癬菌の活動が抑制されたものと考えられ、簡易スリッパＦを履けば足からの悪臭を抑えると共に、水虫の症状改善にも効果があるものと期待できることが分かった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、繊維構造体に機能性を有する農産廃棄物を複合化させたことにより、農産廃棄物の有する機能を繊維構造体に付与することができる。
機能性を有する農産廃棄物として、コーヒー抽出残渣物や茶抽出残渣物を選択することにより、消臭・抗菌・吸湿機能性を持つ繊維構造体が得られる。
また、コーヒーや茶抽出残渣物由来の模様を繊維構造体に施すことが可能となり、美粧性に優れる包装体が得られる。
さらに、繊維構造体の廃棄後、土中等でコーヒーや茶抽出残渣物の発酵により繊維構造体の生分解が促進され、環境配慮型の包装体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維構造体の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の繊維構造体の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の繊維構造体のさらに別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…コーヒー抽出残渣物
２…吸水性繊維
３…パルプ
４、６…生分解性プラスチックフィルム
５…ポリ乳酸製樹脂芯鞘繊維／パルプ混合物
７…紅茶抽出残渣物
【図１】
2004137631.tif 000003
【図２】
2004137631.tif 000004
【図３】
2004137631.tif 000005