JP3168290B2 - 澱粉ペレットの製造方法および澱粉成形体の製造方法 - Google Patents
澱粉ペレットの製造方法および澱粉成形体の製造方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、澱粉を主成分と
し、残りが水、造核剤等からなる組成物をスクリュ式押
出機に供給して、混練し、次いで押し出して澱粉ペレッ
トを得る、特に射出成形材料に適した澱粉ペレットの製
造方法、およびこの製造方法により得られる澱粉ペレッ
トから射出成形機により澱粉の成形体を得る澱粉成形体
の製造方法に関するものである。
し、残りが水、造核剤等からなる組成物をスクリュ式押
出機に供給して、混練し、次いで押し出して澱粉ペレッ
トを得る、特に射出成形材料に適した澱粉ペレットの製
造方法、およびこの製造方法により得られる澱粉ペレッ
トから射出成形機により澱粉の成形体を得る澱粉成形体
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種物品の包装緩衝材料として発泡スチ
ロール樹脂が使用されているが、廃棄物処理の問題から
分解性に優れ、且つ比較的安価に入手できる澱粉を主成
分とする発泡材あるいは発泡用組成物が、例えば特開平
7ー118437号、特開平7ー314480号、特開
平8ー151468号等により提案されている。すなわ
ち、特開平7ー118437号には、熱可塑性樹脂の粉
末と澱粉とからなる中間体と、この中間体を金型内で加
熱して発泡させて得られる発泡形成体とが示されてい
る。また、特開平7ー314480号には、タピオカ澱
粉と水との混合物を押出機で押し出し、そして乾燥して
ペレットを得る方法と、この方法で得られるペレットを
加熱されている雌金型へ投入し、そして上方から雄金型
で密封状態で加圧した後に雄金型を開いて発泡板材を得
る製造方法が示されている。さらには、特開平8ー15
1468号には、澱粉、ビニルアルコール系樹脂、核
剤、多価アルコール、水等からなる発泡用樹脂組成物が
示され、またこの発泡用樹脂組成物を多孔質金型へ射出
して発泡成形体を得る製造方法も示されている。
ロール樹脂が使用されているが、廃棄物処理の問題から
分解性に優れ、且つ比較的安価に入手できる澱粉を主成
分とする発泡材あるいは発泡用組成物が、例えば特開平
7ー118437号、特開平7ー314480号、特開
平8ー151468号等により提案されている。すなわ
ち、特開平7ー118437号には、熱可塑性樹脂の粉
末と澱粉とからなる中間体と、この中間体を金型内で加
熱して発泡させて得られる発泡形成体とが示されてい
る。また、特開平7ー314480号には、タピオカ澱
粉と水との混合物を押出機で押し出し、そして乾燥して
ペレットを得る方法と、この方法で得られるペレットを
加熱されている雌金型へ投入し、そして上方から雄金型
で密封状態で加圧した後に雄金型を開いて発泡板材を得
る製造方法が示されている。さらには、特開平8ー15
1468号には、澱粉、ビニルアルコール系樹脂、核
剤、多価アルコール、水等からなる発泡用樹脂組成物が
示され、またこの発泡用樹脂組成物を多孔質金型へ射出
して発泡成形体を得る製造方法も示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】提案されている上記の
ような発泡用樹脂組成物は、少ない量ではあるが澱粉を
主成分としているので、この発泡用樹脂組成物から得ら
れる発泡成形体も分解性は認められ、一応所期の目的は
達成されている。しかしながら、生物分解成分すなわち
澱粉の含有率が小さく、また効率的に複雑な形状の成形
品を得ることのできる射出成形には必ずしも適していな
い。さらに説明すると、特開平7ー118437号に示
されている中間体は、熱可塑性樹脂の粉末を含んでいる
ので、成形された成形体の耐水性の点では問題がないに
しても、中間体の組成に問題があり、成形時の流動性が
悪いことが予想される。したがって、射出成形はでき
ず、中間体を金型へ投入し、そして加熱・加圧して、澱
粉をα化し、続いて金型を開放して発泡させている。こ
のように、中間体を金型へ直接投入する方法では、複雑
な形状の発泡成形体は得難い。また、金型内で澱粉がα
化されているので、α化のために成形時間が長くなり、
生産性が落ちることも予想される。特開平7ー3144
80号の混合物も、タピオカ澱粉と水とから組成され、
特開平7ー118437号のものと略同様な問題がある
ことが予想される。これに対し、特開平8ー15146
8号の発泡用樹脂組成物は、多価アルコールを含んでい
るので、成形時の流動性、充填性等に優れ、射出成形に
よって成形できることは認められる。しかしながら、組
成に問題があり、澱粉の配合比が極めて低い条件でのみ
射出成形が行われるようになっている。したがって、こ
の発泡用樹脂は、当然ながら分解性に劣ることが予想さ
れる。本発明は、上記したような従来の問題点を改良し
た澱粉ペレットの製造方法および澱粉発泡成形体の製造
方法を提供することを目的とし、具体的には比較的安価
な澱粉の配合比が高く、緩衝性に優れ、しかも射出成形
に適した澱粉ペレットを得るとこができる澱粉ペレット
の製造方法および、この製造方法により得られる澱粉ペ
レットから澱粉の成形体を得る澱粉成形体の製造方法を
提供することを目的とている。
ような発泡用樹脂組成物は、少ない量ではあるが澱粉を
主成分としているので、この発泡用樹脂組成物から得ら
れる発泡成形体も分解性は認められ、一応所期の目的は
達成されている。しかしながら、生物分解成分すなわち
澱粉の含有率が小さく、また効率的に複雑な形状の成形
品を得ることのできる射出成形には必ずしも適していな
い。さらに説明すると、特開平7ー118437号に示
されている中間体は、熱可塑性樹脂の粉末を含んでいる
ので、成形された成形体の耐水性の点では問題がないに
しても、中間体の組成に問題があり、成形時の流動性が
悪いことが予想される。したがって、射出成形はでき
ず、中間体を金型へ投入し、そして加熱・加圧して、澱
粉をα化し、続いて金型を開放して発泡させている。こ
のように、中間体を金型へ直接投入する方法では、複雑
な形状の発泡成形体は得難い。また、金型内で澱粉がα
化されているので、α化のために成形時間が長くなり、
生産性が落ちることも予想される。特開平7ー3144
80号の混合物も、タピオカ澱粉と水とから組成され、
特開平7ー118437号のものと略同様な問題がある
ことが予想される。これに対し、特開平8ー15146
8号の発泡用樹脂組成物は、多価アルコールを含んでい
るので、成形時の流動性、充填性等に優れ、射出成形に
よって成形できることは認められる。しかしながら、組
成に問題があり、澱粉の配合比が極めて低い条件でのみ
射出成形が行われるようになっている。したがって、こ
の発泡用樹脂は、当然ながら分解性に劣ることが予想さ
れる。本発明は、上記したような従来の問題点を改良し
た澱粉ペレットの製造方法および澱粉発泡成形体の製造
方法を提供することを目的とし、具体的には比較的安価
な澱粉の配合比が高く、緩衝性に優れ、しかも射出成形
に適した澱粉ペレットを得るとこができる澱粉ペレット
の製造方法および、この製造方法により得られる澱粉ペ
レットから澱粉の成形体を得る澱粉成形体の製造方法を
提供することを目的とている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、澱粉に加える水の量を色々調湿してテス
トした結果、澱粉量に対して20〜80重量%の水を加
えることにより射出成形時の流動性、金型内への充填
性、および金型からの成形品の離型性等に優れた澱粉ペ
レットが得られることを見いだした。すなわち、流動
性、金型への充填性および離型性に優れた澱粉ペレット
を開発すべく、研究を行った結果、澱粉を主成分とし、
この澱粉量に対して20〜80重量%の水と、0〜3重
量%の造核剤と、0〜15重量%の保湿剤とからなる組
成物を、スクリュ式押出機に供給し、加熱混練してα化
し、そして60〜130°Cの温度範囲で押し出して造
粒し、次いで20〜100°Cの温度範囲で含水率が1
0〜30重量%になるように調湿すると、射出成形に適
した澱粉ペレットが得られることを見いだした。また、
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかの項
に記載の製造方法により得られる澱粉ペレットを射出成
形機に供給し、110〜180°Cの温度範囲で混練し
てα化し、そして金型へ射出して、澱粉の成形体を得る
ように構成される。
成するために、澱粉に加える水の量を色々調湿してテス
トした結果、澱粉量に対して20〜80重量%の水を加
えることにより射出成形時の流動性、金型内への充填
性、および金型からの成形品の離型性等に優れた澱粉ペ
レットが得られることを見いだした。すなわち、流動
性、金型への充填性および離型性に優れた澱粉ペレット
を開発すべく、研究を行った結果、澱粉を主成分とし、
この澱粉量に対して20〜80重量%の水と、0〜3重
量%の造核剤と、0〜15重量%の保湿剤とからなる組
成物を、スクリュ式押出機に供給し、加熱混練してα化
し、そして60〜130°Cの温度範囲で押し出して造
粒し、次いで20〜100°Cの温度範囲で含水率が1
0〜30重量%になるように調湿すると、射出成形に適
した澱粉ペレットが得られることを見いだした。また、
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかの項
に記載の製造方法により得られる澱粉ペレットを射出成
形機に供給し、110〜180°Cの温度範囲で混練し
てα化し、そして金型へ射出して、澱粉の成形体を得る
ように構成される。
【0005】以下、成分組成および温度を上記のように
限定した理由を説明する。 (a)澱粉は、澱粉ペレットの主成分をなすもので、コ
ーンスターチ、タピオカ澱粉、米澱粉、馬鈴薯澱粉、小
麦粉澱粉、加工澱粉の中から選択される1種あるいは2
種以上から選ばれる。そして、スクリュ式押出機により
混練して押し出される。混練されるときに、α化が起こ
り餅状になる。α化を起こすためには、スクリュ式押出
機のシリンダを外部から加熱する必要があるが、本発明
では水を澱粉量に対して20〜80重量%のように多め
に加える。多めに加えることにより、比較的低温の60
°C程度でα化が起こる。ところで、加熱温度が高い
と、α化しやすいが、発泡、着色、熱劣化等の現象を起
こす。そこで、本発明では押し出すときの材料温度を6
0°〜130°Cとした。
限定した理由を説明する。 (a)澱粉は、澱粉ペレットの主成分をなすもので、コ
ーンスターチ、タピオカ澱粉、米澱粉、馬鈴薯澱粉、小
麦粉澱粉、加工澱粉の中から選択される1種あるいは2
種以上から選ばれる。そして、スクリュ式押出機により
混練して押し出される。混練されるときに、α化が起こ
り餅状になる。α化を起こすためには、スクリュ式押出
機のシリンダを外部から加熱する必要があるが、本発明
では水を澱粉量に対して20〜80重量%のように多め
に加える。多めに加えることにより、比較的低温の60
°C程度でα化が起こる。ところで、加熱温度が高い
と、α化しやすいが、発泡、着色、熱劣化等の現象を起
こす。そこで、本発明では押し出すときの材料温度を6
0°〜130°Cとした。
【0006】(b)造核剤は、射出発泡時の発泡セルの
核となるもので、必ずしも必要ではない。しかしなが
ら、所定量の造核剤を均一に混合しておくと、均一に発
泡し、品質の高い澱粉の発泡成形体を得ることができ
る。これに対し、含有量が多くなると、発泡セルの数が
多くなり、セル間の肉厚が薄くなり過ぎ、所望の強度が
得られなくなる。そこで、本発明では造核剤の量は、0
〜3重量%と定めた。このような造核剤は、卵殻粉末、
炭酸カルシウム、マイカ、タルク、シリカ、酸化マグネ
シュウム、重炭酸ナトリウムの中から少なくとも1種が
選択される。
核となるもので、必ずしも必要ではない。しかしなが
ら、所定量の造核剤を均一に混合しておくと、均一に発
泡し、品質の高い澱粉の発泡成形体を得ることができ
る。これに対し、含有量が多くなると、発泡セルの数が
多くなり、セル間の肉厚が薄くなり過ぎ、所望の強度が
得られなくなる。そこで、本発明では造核剤の量は、0
〜3重量%と定めた。このような造核剤は、卵殻粉末、
炭酸カルシウム、マイカ、タルク、シリカ、酸化マグネ
シュウム、重炭酸ナトリウムの中から少なくとも1種が
選択される。
【0007】上記のように、澱粉を主成分とし、この澱
粉量に対して20〜80重量%の水と、0〜3重量%の
造核剤と、0〜15重量%の保湿剤とからなる組成物
を、スクリュ式押出機に供給し、加熱混練して、そして
60〜130°Cの温度範囲で所定径のダイから押し出
す。そして、所定長さに切断する。次いで調湿機内に切
断物を入れ、20〜100°Cの温度範囲で、そして水
の含有量が10〜30重量%になるように調湿する。こ
れにより、品質的に安定し、そして射出成形に適した澱
粉ペレットになる。
粉量に対して20〜80重量%の水と、0〜3重量%の
造核剤と、0〜15重量%の保湿剤とからなる組成物
を、スクリュ式押出機に供給し、加熱混練して、そして
60〜130°Cの温度範囲で所定径のダイから押し出
す。そして、所定長さに切断する。次いで調湿機内に切
断物を入れ、20〜100°Cの温度範囲で、そして水
の含有量が10〜30重量%になるように調湿する。こ
れにより、品質的に安定し、そして射出成形に適した澱
粉ペレットになる。
【0008】上記のようにして得られる澱粉ペレットを
射出成形機に供給する。そして混練する。このとき、シ
リンダの外周部から内部を加熱し、澱粉をα化する。澱
粉ペレットを得るときは、水の含有量が20〜80重量
%と多いので、澱粉は60〜130°Cのように比較的
低温でα化するが、射出成形時には澱粉ペレットは、水
分量が10〜30重量%になるように調湿されているの
で、この温度よりも高く、110〜180°Cの範囲に
加熱する。これによりα化する時間を短縮することがで
きる。次いで、金型に射出充填して、周知のようにして
澱粉の成形体を得る。
射出成形機に供給する。そして混練する。このとき、シ
リンダの外周部から内部を加熱し、澱粉をα化する。澱
粉ペレットを得るときは、水の含有量が20〜80重量
%と多いので、澱粉は60〜130°Cのように比較的
低温でα化するが、射出成形時には澱粉ペレットは、水
分量が10〜30重量%になるように調湿されているの
で、この温度よりも高く、110〜180°Cの範囲に
加熱する。これによりα化する時間を短縮することがで
きる。次いで、金型に射出充填して、周知のようにして
澱粉の成形体を得る。
【0009】実施例1:押出機に株式会社日本製鋼所製
の2軸押出機(TEX30F、スクリュ外径30mm、
シリンダのL/D=18.5)を使用した。澱粉にコー
ンスターチを、そして造核剤に卵殻粉を使用して、これ
らの混合物である混合粉体を得た。この時の重量配合比
は、100:3であった。この混合粉体を水との比が1
00:50になるようにして、2軸押出機に供給し、シ
リンダ内の混合粉体の温度が100°Cになるように外
部から加熱した。そして、澱粉ペレットを得た。これを
40°C、相対湿度15%の調湿機に入れ24時間調湿
した。調湿後の水分の量は、14.8%であった。
の2軸押出機(TEX30F、スクリュ外径30mm、
シリンダのL/D=18.5)を使用した。澱粉にコー
ンスターチを、そして造核剤に卵殻粉を使用して、これ
らの混合物である混合粉体を得た。この時の重量配合比
は、100:3であった。この混合粉体を水との比が1
00:50になるようにして、2軸押出機に供給し、シ
リンダ内の混合粉体の温度が100°Cになるように外
部から加熱した。そして、澱粉ペレットを得た。これを
40°C、相対湿度15%の調湿機に入れ24時間調湿
した。調湿後の水分の量は、14.8%であった。
【0010】引き続き、上記澱粉ペレットから射出成形
により澱粉の発泡成形体を得た。この射出成形に、株式
会社日本製鋼所製の射出成形機(J150E2−P、型
締力150トン、ノズル径10mm)を使用した。成形
条件は、 射出率 :460cm3/sec、 シリンダ及びノズル温度 :120/140/160/160/160°C、 多孔質の金型容積 :60×60×150mmであった。 得られた澱粉の発泡成形体は、金型への充填性が良く、
離型性も良かった。また、ブロック状発泡ポリスチレン
に酷似した緩衝性であった。
により澱粉の発泡成形体を得た。この射出成形に、株式
会社日本製鋼所製の射出成形機(J150E2−P、型
締力150トン、ノズル径10mm)を使用した。成形
条件は、 射出率 :460cm3/sec、 シリンダ及びノズル温度 :120/140/160/160/160°C、 多孔質の金型容積 :60×60×150mmであった。 得られた澱粉の発泡成形体は、金型への充填性が良く、
離型性も良かった。また、ブロック状発泡ポリスチレン
に酷似した緩衝性であった。
【0011】実施例2:押出機に株式会社日本製鋼所製
の2軸押出機(TEX30F、スクリュ外径30mm、
L/D=18.5)を使用した。澱粉にはコーンスター
チを、そして保湿剤にグリセリンを使用して、コーンス
ターチとグリセリンと水の重量配合比が、100:1
0:50になるように、2軸押出機に供給し、シリンダ
内の混合粉体の温度が100°Cになるように外部から
加熱した。そして、澱粉ペレットを得た。これを40°
C、相対湿度16%の調湿機に入れ24時間調湿した。
調湿後の水分の量は、15.6%であった。
の2軸押出機(TEX30F、スクリュ外径30mm、
L/D=18.5)を使用した。澱粉にはコーンスター
チを、そして保湿剤にグリセリンを使用して、コーンス
ターチとグリセリンと水の重量配合比が、100:1
0:50になるように、2軸押出機に供給し、シリンダ
内の混合粉体の温度が100°Cになるように外部から
加熱した。そして、澱粉ペレットを得た。これを40°
C、相対湿度16%の調湿機に入れ24時間調湿した。
調湿後の水分の量は、15.6%であった。
【0012】引き続き、上記澱粉ペレットから射出成形
により澱粉の成形体を得た。この射出成形に、株式会社
日本製鋼所製の射出成形機(J1500E2−P、型締
力150トン、ノズル径4mm)を使用した。成形条件
は、 射出率 :350cm3/sec、 シリンダ及びノズル温度 :120/140/160/160/160°C、 金型(トレー) :240×115×20mmであった。 得られた澱粉の成形体は、透明性の高いトレーであっ
た。
により澱粉の成形体を得た。この射出成形に、株式会社
日本製鋼所製の射出成形機(J1500E2−P、型締
力150トン、ノズル径4mm)を使用した。成形条件
は、 射出率 :350cm3/sec、 シリンダ及びノズル温度 :120/140/160/160/160°C、 金型(トレー) :240×115×20mmであった。 得られた澱粉の成形体は、透明性の高いトレーであっ
た。
【0013】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よると、澱粉を主成分とし、この澱粉量に対して20〜
80重量%の多量の水を加えるため、60〜120°の
温度範囲で混練してα化することができ、澱粉の熱劣
化、着色、発泡等を抑えることができる。また、最終的
に得る澱粉の成形体によって、造核剤および保湿剤を添
加すればよく、根本的には100%の澱粉で澱粉ペレッ
トを作ることができる。したがって、本発明によると、
分解性に優れ、しかも射出成形に適した澱粉ペレットを
安価に得ることができるという、本発明特有の効果が得
られる。また、本発明によると、澱粉ペレットは、水分
が10〜30重量%になるように調湿されているが、こ
の水分量は澱粉ペレットが射出成形機のシリンダ内で完
全にα化するのに必要な最低の水分量であり、尚かつ射
出後に金型内での成形性あるいは発泡性に優れた水分量
であり、そのため本澱粉ペレットから得られる成形体
は、ひけ、そり等のない品質の高い成形体となる。さら
には、多孔質金型へ射出して、澱粉の発泡成形体を得る
場合、発泡体への水分の逆戻りがなく、優れた緩衝性の
発泡成形体を得ることができる。
よると、澱粉を主成分とし、この澱粉量に対して20〜
80重量%の多量の水を加えるため、60〜120°の
温度範囲で混練してα化することができ、澱粉の熱劣
化、着色、発泡等を抑えることができる。また、最終的
に得る澱粉の成形体によって、造核剤および保湿剤を添
加すればよく、根本的には100%の澱粉で澱粉ペレッ
トを作ることができる。したがって、本発明によると、
分解性に優れ、しかも射出成形に適した澱粉ペレットを
安価に得ることができるという、本発明特有の効果が得
られる。また、本発明によると、澱粉ペレットは、水分
が10〜30重量%になるように調湿されているが、こ
の水分量は澱粉ペレットが射出成形機のシリンダ内で完
全にα化するのに必要な最低の水分量であり、尚かつ射
出後に金型内での成形性あるいは発泡性に優れた水分量
であり、そのため本澱粉ペレットから得られる成形体
は、ひけ、そり等のない品質の高い成形体となる。さら
には、多孔質金型へ射出して、澱粉の発泡成形体を得る
場合、発泡体への水分の逆戻りがなく、優れた緩衝性の
発泡成形体を得ることができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−151469(JP,A) 特開 平6−335919(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29B 11/02 C08J 9/12
Claims (4)
- 【請求項1】 澱粉を主成分とし、この澱粉量に対して
20〜80重量%の水と、0〜3重量%の造核剤と、0
〜15重量%の保湿剤とからなる組成物を、スクリュ式
押出機に供給し、加熱混練してα化し、そして60〜1
30°Cの温度範囲で押し出して造粒し、次いで20〜
100°Cの温度範囲で含水率が10〜30重量%にな
るように調湿して製品を得ることを特徴とする、澱粉ペ
レットの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の澱粉が、コーンスター
チ、タピオカ澱粉、米澱粉、馬鈴薯澱粉、小麦粉澱粉、
加工澱粉の中から選択される1種あるいは2種以上から
構成されてる、澱粉ペレットの製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の造核剤が、卵殻粉末、
炭酸カルシウム、マイカ、タルク、シリカ、酸化マグネ
シュウム、重炭酸ナトリウムの中から選択される少なく
とも1種から構成されてる、澱粉ペレットの製造方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの項に記載の製
造方法により得られる澱粉ペレットを射出成形機に供給
し、110〜180°Cの温度範囲で混練してα化し、
そして金型へ射出して、澱粉の成形体を得る澱粉成形体
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24174297A JP3168290B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 澱粉ペレットの製造方法および澱粉成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24174297A JP3168290B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 澱粉ペレットの製造方法および澱粉成形体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1160740A JPH1160740A (ja) | 1999-03-05 |
JP3168290B2 true JP3168290B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17078877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24174297A Expired - Fee Related JP3168290B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 澱粉ペレットの製造方法および澱粉成形体の製造方法 |
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