JP2002018929A - 生分解性発泡体製造装置 - Google Patents
生分解性発泡体製造装置Info
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Abstract
る発泡体を工業的又は商業的な生産ペースで製造可能に
する製造装置を開発する。 【解決手段】 デンプンを原料とする生分解性発泡体を
製造する装置で、原料投入口4と発泡体排出口5とを結
ぶシリンダ1内にスクリュー2を内蔵し、このシリンダ
1に水注入部3を設けてなり、スクリュー2はシリンダ
1の水注入部3に対応して水蒸気発生部7、この水蒸気
発生部7上流に原料加熱部8、この水蒸気発生部7下流
に水蒸気拡散部9、発泡体生成部10を順に形成して、原
料加熱部8、水蒸気発生部7、水蒸気拡散部9及び発泡
体生成部10相互を熱的に分画する摺接環6をスクリュー
2に設けた生分解性発泡体製造装置である。
Description
てデンプン)を原料とする生分解性発泡体製造装置に関
する。
に、緩衝材についても生分解性を有する製品が提供され
るようになっている。緩衝材を構成する原料が無害であ
ることも重要であるが、廃棄処分を容易にするため、多
くは生分解性緩衝材として提供されている。従来の生分
解性緩衝材には、水を含有させたデンプンからなる原料
(ペレット)を押出機に入れ、加熱してα化しながら発生
する水蒸気によって発泡させるデンプンの発泡体があ
る。デンプンと水とを均一に混ぜ合わせたペレットを得
るための1次加工が必要で、ペレットを発泡させて緩衝
材にする工程は2次加工となる。
あるが、上述のように1次加工と2次加工との2段階で
製造する従来の生分解性緩衝材は、手間と設備が必要で
ある。また、特にペレットを製造する1次加工において
は、例えばPE(ポリエチレン)製緩衝材の製造に比べて2.
5〜3倍の費用が必要となり、これが原因でデンプンを
原料とする生分解性緩衝材は普及していない。そこで、
デンプンをはじめとする炭水化物を主体とする緩衝材、
すなわち発泡体を工業的又は商業的な生産ペースで製造
可能にする製造装置を開発するため、検討した。
が、デンプンを原料とする生分解性発泡体を製造する装
置であって、原料投入口と発泡体排出口とを結ぶシリン
ダ内にスクリューを内蔵し、このシリンダに水注入部を
設けてなり、スクリューはシリンダの水注入部に対応し
て水蒸気発生部、この水蒸気発生部上流に原料加熱部、
この水蒸気発生部下流に水蒸気拡散部、発泡体生成部を
順に形成して、原料加熱部、水蒸気発生部、水蒸気拡散
部及び発泡体生成部相互を熱的に分画する摺接環をこの
スクリューに設けた生分解性発泡体製造装置である。本
発明が対象とする原料は、広く炭水化物であればなんで
もよいが、代表的にデンプン(米、小麦、ジャガイモや
とうもろこし等のデンプン)を用いる。
製造、すなわち1次加工を要せずに炭水化物からなる生
分解性発泡体を連続的に製造する。炭水化物は、水とは
別に原料投入口から投入し、加熱してα化を図る。ペレ
ットは水を含有するために長期保存は難しいが、本発明
では炭水化物を直接用いるので、こうした原料保管に関
わる問題はない。また、α化した炭水化物に対して水を
注入するため、相対的な温度差から水蒸気も効率よく発
生する。前記水蒸気の発生は、温度上昇を続けようとす
る原料の過度な温度上昇を抑制することにもなり、炭水
化物の熱分解を防ぐ役割を有する。
拌しながら、炭水化物がα化できる程度の低い温度で加
熱する。α化した炭水化物に対しては、摺接環を経た水
蒸気発生部で、シリンダの水注入部から水を注入する。
注入直後の水は逐次水蒸気になるが、炭水化物に対する
混合状態は不均一なので、更に摺接環を経て水蒸気拡散
部へ移送し、炭水化物に対する水蒸気の均一性を図る。
こうして均一に混ざりあった炭水化物と水蒸気とは、摺
接環を経て発泡体生成部へ移り、発泡部位(セル)に水蒸
気を満たした発泡体の状態を保つように圧縮しながら移
送し、製造装置から外部へ押し出されることにより、水
蒸気が蒸散して空気と入れ替わることにより、緩衝材等
の製品となる。
気拡散部及び発泡体生成部相互を熱的に分画する摺接環
は、隣り合う各部の一方に生じた熱的変化が、直接的に
他方に大きな影響を及ぼさないようにする。これによ
り、原料のα化、水蒸気の発生や水蒸気の拡散に必要な
熱的環境をそれぞれ独立して設定でき、効率的な水蒸気
発泡を実現する。摺接環の働きはあくまで熱的変化の遮
断であり、当然原料や水蒸気を次工程へと移送していく
ため、空間的には分画していない。構造的には、摺接環
を除く各部が原料又は発泡体の圧縮が可能な螺旋スクリ
ューで構成しているのに対し、摺接環はシリンダ内径に
極めて近い外径を有する非圧縮のリング状である。
て、図を参照しながら説明する。図1は本発明の生分解
性発泡体製造装置における主要なシリンダ1及びスクリ
ュー2の構造を表した破断斜視図であり、図2は各工程
に対応した温度分布図である。基本的には、本発明の製
造装置は従来多く見られる発泡樹脂の押出成形機同様の
装置であるが、樹脂を用いず炭水化物のみを原料として
水蒸気発泡を実現するため、スクリュー2に特徴があ
り、シリンダ1には水注入部3を設けている点に外観的
相違がある。
投入口4と発泡体排出口5とを結ぶシリンダ1内にスク
リュー2を内蔵した主要部からなり、シリンダ1に水注
入部3を設けている。スクリュー2は、前記水注入部3
に対応して、摺接環6,6に挟まれた円筒からなる非圧
縮の水蒸気発生部7を設けており、この水蒸気発生部7
上流には螺旋スクリューからなる圧縮可能な原料加熱部
8、また水蒸気発生部7下流には水蒸気発生部7同様に
摺接環6,6に挟まれた円筒からなる非圧縮の水蒸気拡
散部9、そして原料加熱部8同様に螺旋スクリューから
なる圧縮可能な発泡体生成部10を順に形成している。各
部は摺接環6により熱的に分画してある(図2参照)。
生分解性発泡体の製造工程を、とうもろこしデンプンを
原料として、図1の装置構成及び図2の温度分布図を参
照しながら説明する。図1及び図2においては、スクリ
ュー2の各部に合わせた工程名を付している。原料は、
図1中右端に図示する原料投入口4から投入し、まず原
料加熱工程においてα化する。前記原料のα化は、シリ
ンダ1側からの加熱によるほか、混練を兼ねた螺旋スク
リューからなる原料加熱部8の圧縮によるもので、原料
のデンプンはα化しながら緩やかに温度上昇していく。
発生工程において、水注入部3から水を注入する。この
水の注入は、温度上昇した原料に対して局部的な温度低
下をもたらすため、水蒸気発生部7を摺接環6,6によ
って熱的に分画しているわけである。この水の注入量
が、本発明の製造装置で作られる発泡体の発泡率を決定
する。この水蒸気発生工程では、注入した水が逐次水蒸
気となっていくが、未だ原料に対して偏っているので、
続く水蒸気拡散工程において加熱による水蒸気の拡散を
図っている。この水の注入は、原料の圧力に対抗するた
め、加圧した水を注入する。この水蒸気の拡散も他工程
と熱的な分画を図るため、水蒸気拡散部9の前後に摺接
環6,6を配している。本例の製造装置では、この水蒸
気拡散工程で一番温度が上昇する。
発泡体生成部10により、原料と水蒸気の混合物、すなわ
ち発泡体を圧縮しながら移送していく。工程的には、発
泡体生成部10が発泡体生成工程に対応するが、この発泡
体生成工程前半は圧縮工程、後半は安定工程に相当す
る。圧縮工程では、拡散した水蒸気を圧力によって押し
とどめ、安定工程で発泡部位(セル)に水蒸気を満たした
発泡体の状態安定を図る。そして、最後に発泡体排出口
5から発泡体を押し出すと、それまで押しとどめられて
いた水蒸気が急激に蒸散し、代わって発泡部位に空気が
入り込むことで、デンプンのみからなる発泡体が完成す
る。発泡体排出口からの排出態様で、前記発泡体は緩衝
材、トレイ、ボトル等の容器やその他の製品となる。
炭水化物を主体とする発泡体の製造を工業的又は商業的
ペースに乗せることができるようになり、本格的な生分
解性緩衝材の普及に貢献できるようになる。ペレットを
製造する従来の製造方法と異なり、発泡率を加減する水
の量を製造途中で変更することも可能なので、より柔軟
で多様性のある発泡体を製造できる。また、こうした柔
軟な製造方法は、デンプンに限らず広く炭水化物に利用
でき、生分解性緩衝材だけでなく、発泡菓子も本発明を
応用して製造できる。このように、本発明は人畜無害な
発泡体を安価かつ容易に製造可能にする製造装置を提供
する効果を発揮する。
なシリンダ及びスクリューの構造を表した破断斜視図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 炭水化物を原料とする生分解性発泡体を
製造する装置であって、原料投入口と発泡体排出口とを
結ぶシリンダ内にスクリューを内蔵し、該シリンダに水
注入部を設けてなり、スクリューはシリンダの水注入部
に対応して水蒸気発生部、該水蒸気発生部上流に原料加
熱部、該水蒸気発生部下流に水蒸気拡散部、発泡体生成
部を順に形成して、原料加熱部、水蒸気発生部、水蒸気
拡散部及び発泡体生成部相互を熱的に分画する摺接環を
該スクリューに設けたことを特徴とする生分解性発泡体
製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000211786A JP2002018929A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 生分解性発泡体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000211786A JP2002018929A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 生分解性発泡体製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002018929A true JP2002018929A (ja) | 2002-01-22 |
Family
ID=18707828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000211786A Pending JP2002018929A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 生分解性発泡体製造装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2002018929A (ja) |
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2000
- 2000-07-12 JP JP2000211786A patent/JP2002018929A/ja active Pending
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