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技術 穀物種子由来の接着剤およびブリケット

出願人 株式会社伊藤園
発明者 上保貴則佐藤崇紀
出願日 2019年3月20日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-052621
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-152814
状態 未査定
技術分野 多糖類及びその誘導体 接着剤、接着方法
主要キーワード 各粉砕物 燃料粉末 改良種 引張り強度試験 スポンジ化 送風冷却 歴青炭 加圧速度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月24日)のものです。
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図面 (4)

課題

生産効率が良好な穀物種子由来接着剤および穀物種子由来の接着剤で燃料粉末を固めてなるブリケットを提供すること。

解決手段

焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕物を含む接着剤であって、水分を60〜90質量%含む穀物種子由来の接着剤であり、上記焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕物は、湿潤状態でJIS Z8841−1993に準じた圧壊強度試験によって測定された圧壊強度が1.35〜4.00Nである外皮付き穀物種子を粉砕して形成される。

概要

背景

上記技術分野において、特許文献1には、トウモロコシ粉砕して水を加えたものを原料とする糊化デンプンを含む接着剤に関する技術が開示されている。

概要

生産効率が良好な穀物種子由来の接着剤および穀物種子由来の接着剤で燃料粉末を固めてなるブリケットを提供すること。 焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕物を含む接着剤であって、水分を60〜90質量%含む穀物種子由来の接着剤であり、上記焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕物は、湿潤状態でJIS Z8841−1993に準じた圧壊強度試験によって測定された圧壊強度が1.35〜4.00Nである外皮付き穀物種子を粉砕して形成される。なし

目的

なお、ブリケットには、石炭木炭等の燃料粉末を固化して燃料化する目的、金属粉末を固化して自身に含まれる炭素分が還元剤化する目的以外にも、粉状だと難しいリサイクル運搬などを目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

焙煎処理された外皮付き穀物種子粉砕物を含む接着剤であって、水分を60〜90質量%含む穀物種子由来の接着剤。

請求項2

前記粉砕物は、湿潤状態でJISZ8841−1993に準じた圧壊強度試験によって測定された圧壊強度が1.35〜4.00Nである前記外皮付き穀物種子を粉砕して形成される請求項1に記載の接着剤。

請求項3

前記粉砕物は、JISZ8801−1:2006に規定する目開き850μmのいを通過する粒径を有する請求項1または2に記載の接着剤。

請求項4

前記穀物種子は、大麦の種子を50質量%以上含む請求項1乃至3のいずれか1項に記載の接着剤。

請求項5

前記粉砕物は、前記大麦の種子を粉砕L*値20〜60で焙煎した後、粉砕したものである請求項4に記載の接着剤。

請求項6

前記粉砕物は、前記大麦の種子を焙煎して麦茶を抽出した後の残滓を粉砕したものである請求項4または5に記載の接着剤。

請求項7

前記粉砕物は、前記大麦の種子を焙煎して熱水処理をすることにより麦茶を抽出した後の残滓を粉砕したものである請求項6に記載の接着剤。

請求項8

請求項1乃至7のいずれか1項に記載の接着剤で燃料粉末を固めてなるブリケット

技術分野

0001

本発明は、穀物種子由来接着剤およびブリケットに関する。

背景技術

0002

上記技術分野において、特許文献1には、トウモロコシ粉砕して水を加えたものを原料とする糊化デンプンを含む接着剤に関する技術が開示されている。

先行技術

0003

特表2010−514910号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記文献に記載の技術では、デンプンを得るために、トウモロコシに含まれる殻、繊維の分離を行なっており、さらにトウモロコシを粉砕した後に熱を加える等、生産工程が複雑で生産効率が良くなかった。本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するため、本発明に係る接着剤は、焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕物を含む接着剤であって、水分を60〜90質量%有する。

発明の効果

0006

本発明によれば、生産効率が良好な穀物種子由来の接着剤およびブリケットを提供できる。

図面の簡単な説明

0007

大麦の種子由来の接着剤を用いて、紙(被接着体)を接着する前の状態を示した写真である。
大麦の種子由来の接着剤を用いて、紙(被接着体)を接着した後の状態を示した写真である。
大麦の種子由来の接着剤を用いて、木材(被接着体)を接着する前の状態を示した写真である。
大麦の種子由来の接着剤を用いて、木材(被接着体)を接着した後の状態を示した写真である。

実施例

0008

以下に、本発明の例示的な実施形態について、以下に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、工程、処理の流れ等はあくまで一例であり、本発明の技術範囲をそれらの記載のみに限定する趣旨のものではない。

0009

[第1実施形態]
本実施形態の穀物種子由来の接着剤は、焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕物を含み、60〜90質量%の水分を有する。焙煎処理された外皮付き穀物種子は、粉砕前の湿潤状態で1.35〜4.00Nの圧壊強度を有する。以下、詳細に説明する。

0010

(外皮付き穀物種子)
外皮付き穀物種子は、デンプン質を多く含む穀物の種子であり、外皮と、外皮によって覆われた胚乳胚芽等の要素を含む。原料となる穀物種子が外皮を含むことにより、穀物種子が吸収する水分の量を調整することができる。また、穀物種子が外皮を含むことにより、湿潤状態において、一定の圧壊強度を実現することができる。

0011

穀物種子は、イネ科作物の種子である禾穀類であってもよいし、マメ科作物の種子である菽穀類であってもよい。また、穀物種子としては、禾穀類の種子と性質が似ており、穀物として利用される双子葉植物の種子である擬禾穀類であってもよい。禾穀類としては、大麦、玄米小麦ライ麦エンバク、はと麦、はだか麦、からす麦、トウモロコシ、キビアワヒエ等を例示することができる。

0012

菽穀類としては、エンドウ豆ダイズアズキ等を例示することができる。擬禾穀類としては、ソバダッタンソバタデ科)、アマランサスヒユ科)、キヌア(キノアアカザ科)等を例示することができる。本実施形態においては、1種類の穀物種子を用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。

0013

(焙煎処理)
本実施形態では、粉砕前に外皮付き穀物種子を焙煎処理することによって、穀物種子の細胞組織凝集させてスポンジ状にする。細胞内組織がスポンジ状となっている外皮付き穀物種子は、多くの水分を吸収し、圧縮した際に容易に変形する。

0014

焙煎処理は、例えば、媒体焙煎、熱風焙煎、砂炒焙煎、遠赤外線焙煎、開放焙煎、回転ドラム式焙煎等により行うことができる。これらの焙煎処理の中でも、高温短時間の焙煎が可能で、外皮付き穀物種子が有する成分を効率よく抽出することができるという観点から、媒体焙煎による焙煎処理が好ましい。

0015

さらに、外皮付き穀物種子を焙煎処理する前に、水、または水蒸気と接触させて、焙煎処理前の外皮付き穀物種子に水分を含有させてもよい。このような、外皮付き穀物種子を焙煎処理する前の処理を「前処理」という。前処理を行って、水分を含有した外皮付き穀物種子を高温で焙煎すると、穀物種子は膨化して割れるため穀物種子内部まで加熱でき、内部の胚乳、胚芽等の細胞内組織を効率的にスポンジ化することができる。

0016

焙煎処理された外皮付き穀物種子の粉砕L*値(明度)は、20〜60であることが好ましく、30〜50であることがより好ましい。粉砕前の圧壊強度を一定値以下にするため焙煎された外皮付き穀物種子の粉砕L*値が20以上であることが好ましい。粉砕L*値が20以上であると、外皮付き穀物種子が焦げることを回避することができるため好ましい。また、焙煎された外皮付き穀物種子の粉砕L*値が60以下であると、外皮付き穀物種子に含まれるデンプン量を増加させることができるため好ましい。

0017

なお、焙煎された外皮付き穀物種子の粉砕L*値は公知の手法を用いて測定することができ、例えば色差計(日本電色SE−2000、日本電色工業社製)を用いて測定することができる。

0018

焙煎された外皮付き穀物種子の粉砕L*値を調整するには、焙煎処理における焙煎条件を調整すればよい。例えば、焙煎された外皮付き穀物種子の粉砕L*値を下げるためには、焙煎方法を適宜選択した上で、焙煎温度を高く設定し、焙煎時間を長く設定すればよい。また、焙煎された外皮付き穀物種子の粉砕L*値を上げるためには、焙煎方法を適宜選択した上で、焙煎温度を低く設定し、焙煎時間を短く設定すればよい。

0019

また、外皮付き穀物種子の焙煎処理を繰り返し行なってもよい。焙煎処理された外皮付き穀物を再度焙煎することによって、当該穀物種子の粉砕L*値を微調整することができる。

0020

外皮付き穀物種子を、焙煎処理が完了した後に冷却してもよい。冷却方法としては、例えば、放置冷却送風冷却水冷却などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。

0021

(湿潤状態の外皮付き穀物種子)
外皮付き穀物種子は、湿潤状態で粉砕することが好ましい。本実施形態において、外皮付き穀物種子は、飲料成分を抽出するための原料であることが好ましい。この外皮付き穀物種子から、例えば水、熱水等を用いて飲料成分が抽出される。飲料成分が抽出された後に残滓として残っている焙煎された外皮付き穀物種子は、湿潤状態であるため、そのまま、粉砕工程に移すことができる。

0022

外皮付き穀物種子の抽出手法としては、例えば、カラム式抽出、バッチ式抽出、浸漬抽出、ドリップ抽出シャワーリングによる抽出等公知の方法を採用すればよいが、これに限定されない。

0023

湿潤状態となった外皮付き穀物種子の圧壊強度は、粉砕前において、1.35〜4.00Nであることが好ましく、さらに好ましくは、1.90〜3.00Nである。外皮付き穀物種子の圧壊強度が粉砕前において、湿潤状態で1.35N以上であると、接着剤の塗布性が向上するため好ましい。外皮付き穀物種子の圧壊強度が湿潤状態において4.00N以下であると、外皮付き穀物種子の粉砕物を含む接着剤が十分な接着力を有するため好ましい。

0024

本実施形態の接着剤は、外皮付き穀物種子を原料としているので、湿潤状態でもその圧壊強度を上記1.35〜4.00Nの範囲にすることができる。

0025

このように、本実施形態の接着剤は、原料となる外皮付き穀物種子の圧壊強度を、粉砕前に、湿潤状態で一定の範囲に設定しているので、粉砕し易いものとなり、生産効率が良好となる。

0026

湿潤状態にある外皮付き穀物種子の圧壊強度は、JIS Z8841−1993に準じた圧壊強度試験にて測定される値である。外皮付き穀物種子の圧壊強度は、外皮付き穀物種子の圧縮による破壊に対する抵抗を表わす強度である。湿潤状態にある外皮付き穀物種子が完全に破壊されるまでの荷重最大値(単位:N)を圧壊強度とする。

0027

焙煎された外皮付き穀物種子に含まれる水分は、湿潤状態において、50〜99質量%であることが好ましく、さらに65〜80質量%であることが好ましい。外皮付き穀物種子に含まれる水分が50質量%以上であれば、外皮付き穀物種子を容易に粉砕することができるため好ましい。外皮付き穀物種子に含まれる水分が99質量%以下であれば、外皮付き穀物種子の含有量を確保することができるため好ましい。

0028

(外皮付き穀物種子の粉砕物)
湿潤状態である外皮付き穀物種子は、粉砕されて粉砕物となる。外皮付き穀物種子を粉砕するための手法は、例えば、ピンミルコロイドミル摩砕機リファイナーミキサー等の攪拌粉砕機を用いて行なう方法を挙げることができるがこれに限定されない。

0029

外皮付き穀物種子の粉砕は、攪拌粉砕機が備えている容器内に充填された湿潤状態の外皮付き穀物種子に適量の水を新たに加えて行なうことが好ましい。湿潤状態である外皮付き穀物種子に適量の水が新たに加えられることによって、湿潤状態である外皮付き穀物種子の流動性が向上する。このため、外皮付き穀物種子は、攪拌粉砕機の容器中で十分に攪拌され、粉砕され易くなる。

0030

外皮付き穀物種子の粉砕物は、JIS Z8801−1:2006に規定する目開き850μmのを通過する粒径を有する。外皮付き穀物種子の粉砕物が上記目開き850μmの篩を通貨する粒径を有する場合には、接着剤が塗布性に優れるため好ましい。

0031

また、外皮付き穀物種子の粉砕物は、JIS Z8801−1:2006に規定する目開き250μmの篩を通過しない粒径を有することが好ましい。この場合、所定の粒径を有する外皮付き穀物種子の粉砕物は、接着時に加えられる力によって、潰れて変形し、被接着物表面の微細凹凸部に食い込む。その結果、外皮付き穀物種子の粉砕物を含む接着剤が適度な接着強度を有することとなり好ましい。

0032

(接着剤に含まれる水分)
本実施形態の接着剤は、水分を60〜90質量%含んでいる。穀物種子由来の接着剤に含まれる水分は、粉砕前の湿潤状態の外皮付き穀物種子が含有している水分と外皮付き穀物種子の粉砕物を製造する工程において新たに加えられた水との合計である。

0033

穀物種子由来の接着剤に含まれる水分が60質量%以上であれば、接着剤が適度な粘性を有し、接着剤の接着力が向上するため好ましい。この場合、接着剤に含まれる外皮付き穀物種子の粉砕物が十分に膨潤するため、接着時に加えられる力によって、当該粉砕物が被接着物表面の微細な凹凸部に効果的に食い込み、被接着物が強固に接着する。一方、穀物種子由来の接着剤に含まれる水分が90質量%以下であれば、接着剤が適度な接着強度を有するため好ましい。この場合、穀物種子由来の接着剤には、外皮付き穀物種子の粉砕物が相当数含まれ、接着強度を高めることができる。

0034

また、本実施形態の接着剤には、本実施形態による効果を損なわない範囲で他の添加剤を配合することができる。他の添加剤としては、例えば、結合剤強度増強剤サイズ剤歩留向上剤濾水剤、撥水剤漂白剤染料顔料凝集剤、粘剤、フィラー、嵩高剤、消泡剤柔軟剤デポジットコントロール剤スライムコントロール剤ピッチコントロール剤凝結剤などが挙げられるがこれに限定されない。例えば、本実施形態の接着剤に漂白剤、染料、顔料を配合した場合には、接着剤の色を変えることができる。また、本実施形態の接着剤に消泡剤、結合剤を配合した場合には、接着剤に機能を付加することができる。

0035

本実施形態の接着剤は、紙、木材、布、天然繊維等の材料の接着に用いることができる。これらの材料の接着は、同一種類の材料間の接着であってもよいし、異なる種類の材料間の接着であってもよい。特に、上記実施形態の接着剤は、段ボール(紙)の芯材を接着する際にも好適に用いられる。上記実施形態の接着剤は、茶褐色等の色彩を有していることが多いため、上記実施形態の接着剤が被接着体が段ボール(紙)に使用された場合であっても、接着剤自体が目立つことがない。

0036

さらに、本実施形態の接着剤は、天然素材炭化された天然素材、または、金属を接着することができる。天然素材としては、例えば、おがくず、木材(おがくずを含む)、ヤシ殻リグニンセルロース石炭歴青炭褐炭亜炭)、石油ピッチ鉱石金属酸化物やそれらを加工したもの等が挙げられるがこれに限定されない。天然素材の形態は、板状であっても、粉末であってもよい。本実施形態の接着剤を用いて、鉱物の粉末を固めてブリケットとしてもよいし、鉱物に蒸し焼きなどの加工を施したコークスを固めてブリケットとしてもよい。

0037

また、接着対象となる金属としては、酸化亜鉛(ZnO)、酸化鉛(PbO、PbO2)酸化チタン(TiO2)、酸化鉄(Fe2O3、Fe3O4)など挙げられるがこれに限定されない。接着対象となる材料の形態は、板状であっても、粉末であってもよい。また、本実施形態の接着剤を用いて、粉末に含まれる粒子同士を接着してペレットとすることもできる。

0038

[第2実施形態]
本実施形態に係る穀物種子由来の接着剤は、上記第1実施形態と比べると、外皮付き穀物種子として大麦の種子を採択した点で異なる。その他の構成および工程は、第1実施形態と同様であるためその詳しい説明を省略する。

0039

(焙煎された大麦)
本実施形態は、大麦の種子由来の接着剤である。焙煎穀物飲料である麦茶は、大麦の種子を原料とする止性飲料の代表例である。焙煎穀物飲料である麦茶は、夏場を中心に、止渇を目的に飲用されている。

0040

近年、麦茶の健康性が受け入れられ、麦茶は、冬場でも加温されて飲用されるようになってきている。そこで、本実施形態では、大麦に着目するとともに、穀物種子系の製造残滓として排出される大麦の残滓の有効利用について検討した。

0041

大麦としては、例えば、二条大麦、四条大麦、六条大麦、裸大麦を挙げることができるがこれに限定されない。これらの大麦の中でも、六条大麦、二条大麦が好ましい。六条大麦としては、レガシー、シュンライファイバースノウ、カシマムギ等の品種を挙げることができる。二条大麦としては、ハインドマーシュ、メトカルフ、スコープコマンダー、ほうしゅん、ミカモゴールデンニシノホシ等の品種を挙げることができる。さらに、大麦は、水を浸漬させた加工麦酵素加工による加工麦、βグルカン高含有麦、アミロースフリー麦、低ポリフェノール麦などの改良種大麦であってもよい。

0042

本実施形態において、外皮付き穀物種子は、大麦の種子以外に他の穀物種子等を含んでいてもよい。外皮付き穀物種子が大麦の種子と他の外皮付き穀物種子との混合物である場合には、大麦の種子の量は、50質量%以上であることが好ましい。大麦の種子の量を50質量%以上とすることにより、大量に排出する大麦の残滓の有効利用を図ることができるため好ましい。他の穀物種子等としては、例えば、玄米、ハト麦とうもろこし、アマランサス、キヌア、ナンバンキビ、大豆ゴマ籾殻等を挙げることができるが、これに限定されない。

0043

大麦の好ましい一例としては、外皮付き穀物種子として六条大麦を用い、熱風焙煎または媒体焙煎をして得られた粉砕L*値20〜60である焙煎大麦を使用するのがよい。なお、焙煎された大麦の形態は、ホール(丸粒)、挽き割、粉砕等の中から適宜採択することができる。

0044

(湿潤状態の焙煎された大麦)
焙煎された大麦の種子は、飲料成分が抽出される過程で、湿潤状態となる。焙煎された大麦の種子の飲料成分を抽出する手法としては、例えば、浸漬抽出、ドリップ抽出、シャワーリング等による手法を挙げることができるが、これに限定されない。抽出する温度は、例えば、60〜100℃であるが、飲料成分を抽出することができる温度であれば、特に限定されない。

0045

大麦の種子を焙煎した後、熱水処理をすることにより飲料成分を抽出した後の残滓を粉砕して本実施形態の接着剤の材料としてもよい。焙煎された大麦の種子を熱水処理することによって、大麦の種子に含まれる可溶性固形分溶出し、大麦の種子が柔らかくなる。このため、大麦の種子の粉砕が容易になる。

0046

麦茶の抽出溶媒としては、例えば、純水、水道水蒸留水脱塩水アルカリイオン水海洋深層水イオン交換水脱酸素水天然水水素水あるいは水溶性有機化合物(例えば、アルコール類)や無機塩類を含む水などを用いることができるがこれに限定されない。

0047

本実施形態の接着剤は、麦茶の製造工程において廃棄物として大量に発生する「大麦の残滓」を何ら処理することなく、そのままの状態で接着剤の原料として用いているため、生産効率がきわめて良好となる。大麦の種子から飲料成分が抽出された後に排出される大麦の種子の残滓は、本来処分が義務付けられている産業廃棄物である。また、大麦の種子の残滓を処分するためには、大型の設備が必要であり、そのコストも膨大である。このような観点から、本実施形態の接着剤は、麦茶の製造工程において副産物として、大量に排出される産業廃棄物を再び資源として有効活用できるものであり、リサイクル環境保全、およびコスト面の観点からきわめて重要な技術的意義を有する。

0048

[第3実施形態]
第1又は第2の実施形態の接着剤を用いて、粉末を固めてなるブリケットも本発明に含まれる。粉末は、石炭や木炭等の粉末や金属粉末などを含む。第1又は第2実施形態の接着剤は、穀物種子由来であり、適度な接着力を有するので、石炭や木炭等の燃料粉末固化するための結着剤として最適である。なお、ブリケットには、石炭や木炭等の燃料粉末を固化して燃料化する目的、金属粉末を固化して自身に含まれる炭素分が還元剤化する目的以外にも、粉状だと難しいリサイクル・運搬などを目的としたものもある。残滓等の廃棄物を接着剤に活用する場合は、純度や取扱いの基準が緩やかな燃料として用いるブリケットが適しているが、これに限定されない。

0049

本実施形態において、第1又は第2実施形態の接着剤は、石炭、木炭や金属等の粉末や金属粉末などに含まれる粒子を適度に接着することにより、ブリケット自体の強度を向上させる。本実施形態のブリケットは、石炭や木炭や金属等の粉末と上記実施形態の接着剤とを一定の割合で混合して、タブレット型等の型に流し込んだ後に、圧力等をかけることにより製造される。

0050

第1又は第2実施形態の接着剤は、適度な流動性を有しており、適度な接着力を有している。このため、石炭や木炭や金属等の粉末に含まれる粒子間に形成された空隙に上記接着剤が流れ込むと、粉末の粒子間に形成された空隙を接着剤の固形分により埋め尽くした状態でブリケットが製造される。また、膨潤した外皮付き穀物種子の粉砕物が存在することで、接着効果を高めつつ、空隙を効果的に埋めることができる。

0051

[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせた組成物も、本発明の範疇に含まれる。

0052

<実施例>
以下、本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は、この実施例に限定されるものではない。以下の実施例1〜10および比較例1〜3の穀物種子由来の接着剤を製造し、引張り強度試験を行った。

0053

<実施例1〜5>
(大麦の残滓の製造)
焙煎処理した六条大麦(品種:レガシー)の飲料成分を90℃の熱水を用いて抽出した。焙煎処理した六条大麦と熱水の割合は、焙煎処理した六条大麦15gに対して90℃の熱水1000mlとした。焙煎処理した六条大麦を90℃の温水に30分間浸漬し、六条大麦の飲料成分を抽出した。飲料成分が抽出された後の六条大麦を湿潤状態の六条大麦(麦残滓)とした。

0054

六条大麦の焙煎処理条件は、粉砕L*値が20〜60となるように設定した。かかる六条大麦の焙煎処理条件を焙煎1とした。焙煎条件1は、具体的に以下の通りである。

0055

焙煎条件1:コーヒーロースター(東京産機社製)を用いて、大麦を焙煎し、品温227.7℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*値は、35.1であった。

0056

焙煎条件1によって得られた焙煎処理した六条大麦を抽出して得られた湿潤状態の六条大麦の圧壊強度は、測定の結果、1.95Nであった。湿潤状態の六条大麦の圧壊強度は、JIS Z8841−1993に準じて測定した。具体的には、デジタルフォースゲージDPX−100TR、株式会社イマダ製)を用いて各サンプルを加圧速度0.2mm/sで圧縮し、サンプルが破壊された時点で圧縮を停止して、破壊までの荷重の最大値(単位:N)を測定した。なお、サンプルを5mm角立方体切り出し、デジタルフォースゲージの円板アタッチメントが、サンプルの5mm四方の上面に全面で接するようにして圧壊強度を測定した。各サンプルについて独立した測定を5回行い、平均値を求めた。

0057

大麦種子由来の接着剤の製造)
湿潤状態の六条大麦の種子(麦残滓)に20gの水147gを加えて、麦残滓と加えられた水の合計の質量に対する水分量が88質量%となるように調製し、大麦の種子由来の接着剤の原料とした。接着剤の原料をジューサーミキサー(National製、MJ−W90)に投入して3分間湿式粉砕した。

0058

得られた粉砕物を、JIS Z8801−1:2006に規定する目開き2mm、1mm、750μm、500μmおよび250μmの篩を用いて水を流しながら篩分けした。篩分けされた各粉砕物を以下のように実施例1〜5の大麦の種子由来の接着剤とした。粒径1mm〜750μmの大麦の種子由来の接着剤(実施例1)、粒径750μm〜500μmの大麦の種子由来の接着剤(実施例2)、粒径500μm〜250μmの大麦の種子由来の接着剤(実施例3)、粒径2〜1mmの大麦の種子由来の接着剤(実施例4)、粒径250μm以下の大麦の種子由来の接着剤(実施例5)を得た。

0059

(接着強度の評価1:「紙」の場合)
図1Aは、大麦の種子由来の接着剤を用いて、被接着体を接着する前の状態を示した写真である。図1Aに示されるように、被接着体として紙(パルプ)を採択し、実施例1〜5で製造された大麦の種子由来の接着剤を一定量塗布した。

0060

図1Bは、大麦の種子由来の接着剤を用いて、紙(被接着体)を接着した後の状態を示した写真である。図1Bに示されるように、大麦の種子由来の接着剤が塗布された部分に別の被接着体を重ねた後、圧力をかけて静置して2枚の紙を接着した。2枚の紙が接着したことを確認した後、一昼夜室温で放置して接着剤を乾燥させ、その後2枚の紙を引張ることにより引張り強度を測定した。引張り強度の測定は、引張り強度測定機(デジタルフォースゲージ(DPX−100TR、株式会社イマダ製)により行なった。なお、大麦の種子由来の接着剤の引張り強度は、以下の式によって算出される。

0061

接着剤の引張り強度(kg/g)=測定値(kg)/接着剤の塗布量(g)
実施例1〜5において、製造された大麦の種子由来の接着剤の引張り強度(紙の場合)を測定した結果を表1に示す。なお、表1には、参考例として市販の不易(とうもろこし)の引張り強度も示した。

0062

0063

(接着強度の評価2:「木材」の場合)
図2Aは、大麦の種子由来の接着剤を用いて、被接着体を接着する前の状態を示した写真である。図2Aに示されるように、被接着体として木材を採択し、実施例1〜5で製造された大麦の種子由来の接着剤を一定量塗布した。図2Bは、大麦の種子由来の接着剤を用いて、木材を接着した後の状態を示した写真である。図2Bに示されるように、大麦の種子由来の接着剤が塗布された部分に別の木材を重ねた後、圧力をかけて静置して2本の木材を接着した。2本の木材が接着したことを確認した後、2本の木材を引張ることにより引張り強度を測定した。製造された大麦の種子由来の接着剤の引張り強度(木材の場合)を測定結果した結果を表1に示す。なお、表1には、参考例として市販の不易糊(とうもろこし)の引張り強度も示した。

0064

表1からも明らかなように、実施例1〜5の大麦の種子由来の接着剤は、紙、木材等の天然素材を接着するための適度な接着力を有している。実施例1〜5の大麦の種子由来の接着剤の接着力は、参考例の不易糊の接着力に若干及ばない。しかしながら、実施例1〜5の大麦種子由来の接着剤は、大麦の種子から飲料成分が抽出された後の麦残滓を接着剤の原料としている。麦残滓がそもそも産業廃棄物であることを案すれば、実施例1〜5の大麦の種子由来の接着剤が有する接着力は、技術的に十分であると考えられる。

0065

<実施例6〜10>
実施例6〜10は、六条大麦の焙煎処理条件として、焙煎条件2〜6を採用することにより、粉砕L*値を変化させて、大麦の種子由来の接着剤を製造した。焙煎条件2〜6は、具体的に以下の通りである。

0066

(実施例6)
焙煎条件2:焙煎条件1と同様に大麦を焙煎し、品温160℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*値は、58.6であった。

0067

(実施例7)
焙煎条件3:焙煎条件1と同様に大麦を焙煎し、品温193.6℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*値は、47.3であった。

0068

(実施例8)
焙煎条件4:焙煎条件1と同様に大麦を焙煎し、品温204.8℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*値は、38.7であった。

0069

(実施例9)
焙煎条件5:焙煎条件1と同様に大麦を焙煎し、品温225.2℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*は、36.3であった。

0070

(実施例10)
焙煎条件6:焙煎条件1と同様に大麦を焙煎し、品温234.4℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*は、22.9であった。

0071

実施例6〜10では、上記得られた焙煎されたそれぞれの六条大麦を原料として用いた。大麦の種子由来の粉砕物を含む接着剤の原料をJIS Z8801−1:2006に規定する目開き850μmの篩いを用いて篩分けした以外は、実施例1〜5と同様にして大麦の種子由来の接着剤を製造した。また、実施例1〜5と同様にして、実施例6〜10の大麦の種子由来の接着剤の引張り強度を測定した。評価結果を表1に示す。

0072

<比較例1〜3>
比較例1〜2は、六条大麦の焙煎処理条件として、焙煎条件7〜8を採用することにより、粉砕L*値を変化させて、大麦の種子由来の接着剤を製造した。比較例3は、大麦の種子由来の接着剤から大麦の粒子を全て除去して大麦の種子由来の接着剤を製造した。また、実施例1と同様にして、比較例1〜3の大麦の種子由来の接着剤の引張強度を評価した。評価結果を表1に示す。なお、焙煎条件7〜8は、具体的に以下の通りである。

0073

(比較例1)
焙煎条件7:未焙煎の大麦を用いた。未焙煎の六条大麦の粉砕L*値は、70.6であった。

0074

(比較例2)
焙煎条件8:焙煎条件1と同様に大麦を焙煎し、品温242.7℃で取り出した。得られた六条大麦の粉砕L*値は、17.1であった。

0075

(比較例3)
実施例1で得られた大麦の種子由来の接着剤から大麦の粒子を全て除去したものを比較例2の大麦の種子由来の接着剤とした。

0076

上記得られた焙煎された六条大麦を原料とした大麦の種子由来の接着剤の原料をJIS Z8801−1:2006に規定する目開き850μmの篩いを用いて篩分けをして大麦の種子由来の接着剤を製造した。

0077

実施例1〜10と比較例1〜3との比較からも明らかなように、湿潤状態の六条大麦の圧壊強度を一定の範囲に設定し、接着剤に含まれる水分を制御することによって、生産効率が良好な穀物種子由来の接着剤を提供することができる。

0078

<実施例11>
(ブリケットの結着剤としての利用)
大麦の種子由来の接着剤は、燃料粉末を固めることができるので、ブリケットの結着剤として用いることもできる。ブリケットの結着剤を以下のように製造した。焙煎された大麦の種子に含まれる飲料成分を抽出した後に排出された湿潤状態の焙煎された大麦(含水の麦残滓:水分率70%)を準備した。湿潤状態の焙煎された大麦の種子に、さらに水を加えて、家庭用ミキサーを用いて10分間粉砕してブリケットの結着剤の原料を得た。なお、焙煎された大麦の種子は、実施例9の焙煎条件5で得られた六条大麦(粉砕L*値 36.3)を用いた。

0079

その後、ブリケットの結着剤の原料を目開き850μm以下の篩いにかけて分別した。目開き850μmの篩い上には何も残らず、ブリケットの結着剤の原料が目開き850μmの篩いを通過した。目開き850μmの篩いを通過したブリケットの結着剤の原料をブリケットの結着剤とした。このブリケットの結着剤が有する水分量は83%であった。

0080

ブリケットに含まれる材料の一例として、ヤシ殻炭粒度:目開き250μm以上500μm以下)を準備した。ヤシ殻炭と上記作製したブリケットの結着剤とを練り混ぜ、その5.0gを取り、ブリケット作製用の型に充填した。ブリケット作製用の型に充填されたヤシ殻炭と上記作製したブリケットの結着剤との混練物をブリケット作製用の型の上から圧力をかけてタブレット型に成型した。

0081

その後、成型されたヤシ殻炭と上記作製したブリケットの結着剤との混練物を90℃の熱風乾燥で乾燥させて、タブレット型のブリケットを製造した。表2に製造されたタブレット型のブリケットに含まれる成分を示した。

0082

0083

(ブリケットの評価)
製造されたタブレット型のブリケットの評価を行なった。タブレット型のブリケットの圧壊強度を測定した。圧壊強度は、六条大麦の測定と同様にタブレット型のブリケットの上から荷重を加えて破壊までの荷重の最大値(単位:N)を試験例1〜5として5回測定した。なお、タブレット型のブリケットを10mm角の立方体に切り出し、デジタルフォースゲージのA型アタッチメントをサンプルの上面に押し当てるようにして圧壊強度を測定した。測定結果を表3に示す。

0084

0085

<実施例12〜14>
実施例12〜14では、ブリケットの結着剤に含まれる水分量を変化させた以外は、実施例11と同様にして、接着剤としてのブリケットの結着剤を製造した。ブリケットの結着剤に含まれる水分量は、実施例12(60%)、実施例13(75%)、実施例14(90%)となるように調整した。各実施例で製造されたブリケットの結着剤を用いて、タブレット型のブリケットを製造し、その圧壊強度を各試験例1〜5として5回測定し、試験例1〜5の平均値を算出した。

0086

<比較例4〜5>
比較例4〜5では、ブリケットの結着剤に含まれる水分量を変化させた以外は、実施例11と同様にして、接着剤としてのブリケットの結着剤を製造した。ブリケットの結着剤に含まれる水分量は、比較例4(98%)、比較例5(50%)とした。各比較例で製造されたブリケットの結着剤を用いて、タブレット型のブリケットを製造し、その圧壊強度を各試験例1〜5として5回測定し、試験例1〜5の平均値を算出した。表4に、実施例11〜14、比較例4〜5のタブレット型のブリケットが有する圧壊強度の平均値とブリケットの結着剤に含まれる水分との関係を示した。

0087

0088

実施例11〜14の水分量が60〜90%に調整されたブリケットの結着剤を用いたブリケットは、その圧壊強度が44〜91N程度であり、ブリケットとしての実際の使用に耐え得る十分な製品となっている。一方、比較例4の水分量が98%に調整されたブリケット結着剤を用いて製造されたブリケットの圧壊強度は、僅か5.6N程度であり、ブリケットとしての使用に耐えうる十分な強度を有していない。また、比較例5の水分量が50%に調整されたブリケット結着剤を用いてブリケットの製造を試みたが、ブリケットを形成することが困難であった。比較例5のブリケット結着剤の粘度は、実施例11〜14のブリケット結着剤の粘度よりも高くなっており、ブリケット結着剤とヤシ殻炭とを十分に混練することが困難となる。その結果、ブリケット結着剤がヤシ殻炭全体にまんべんなく行きわたらず、結果的にブリケットの形成ができなかった。

0089

このように、ブリケットの結着剤に含まれる水分量は、ブリケットの結着剤の接着力に大きく影響する。ブリケットの結着剤に含まれる水分量を60〜90%の範囲に設定することにより、適度な接着力を有するブリケットの結着剤を製造できる。すなわち、湿潤状態の穀物種子の圧壊強度を一定の範囲に設定し、穀物種子由来の接着剤に含まれる水分を60〜90%に調整することによって、生産効率に優れており、適度な接着強度を有する穀物種子由来の接着剤を提供することができる。

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