JP7193856B2

JP7193856B2 - 成形材料及び成形品

Info

Publication number: JP7193856B2
Application number: JP2019128137A
Authority: JP
Inventors: 洋将北井
Original assignee: Daiho Industrial Co Ltd
Current assignee: Daiho Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2022-12-21
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: JP2021014018A

Description

本発明は、成形材料及び成形品に関するものである。

本出願人は、例えば特開平１１－２２６９２０号に開示されるような成形材料（以下、従来例）を提案している。

この従来例は、紙繊維と澱粉と水とを配合して混練したものであり、従来例を射出成形若しくは圧縮成形して製造される成形品は、生分解性を有し自然に優しく、よって、プラスチック製品に変わるものとして期待されている。

特開平１１－２２６９２０号公報

ところで、この従来例は、澱粉と紙繊維との割合が、澱粉：紙繊維＝１０～５０質量％：９０～５０質量％に設定されたものであるが、実際、製品としてある程度良質な成形品が得られているものの、より一層の表面平滑性及び寸法安定性が求められている。

本出願人は、前述した紙繊維と澱粉と水とを配合して混練した成形材料について、更なる研究・開発を進めた結果、極めて商品価値の高い成形材料及び成形品を開発した。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

澱粉と紙繊維と水とを配合して成る射出成形若しくは圧縮成形に用いる成形材料であって、前記澱粉と前記紙繊維との割合が、澱粉：紙繊維＝７５～９０質量％：２５～１０質量％に設定され、前記澱粉として前記紙繊維の幅及び長さより粒子径の小さい微細な粒子の澱粉が採用されていることを特徴とする成形材料に係るものである。

また、請求項１記載の成形材料であって、前記紙繊維は幅が５０μｍ、長さが５ｍｍであり、前記澱粉は粒子径が５μｍであることを特徴とする成形材料に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の成形材料を射出成形若しくは圧縮成形して設けられたことを特徴とする成形品に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、成形品の表面平滑性が向上して美観が良く、しかも、成形後の変形が少ないなど寸法安定性が向上した成形品が得られるなど、極めて商品価値の高い実用的な成形材料及び成形品となる。

表面平滑性を測定する試験結果の表である。寸法安定性を測定する試験結果である。別構成例に係る寸法安定性を測定する試験結果である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明は、澱粉と紙繊維と水とを配合して成る射出成形若しくは圧縮成形に用いる成形材料であって、澱粉と紙繊維との割合が、澱粉：紙繊維＝５１～９９質量％：４９～１質量％に設定されている。

この成形材料により成形した製品は、成形品の表面平滑性が向上して美観が良く、しかも、成形後の変形が少ないなど寸法安定性が良い。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、澱粉と紙繊維と水とを配合して成る射出成形若しくは圧縮成形に用いる成形材料である。尚、成形品の強度向上を目的としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を配合しても良い。

澱粉としては工業用の加工澱粉が使用され、紙繊維としては製紙用パルプ、溶解パルプ、マーセル化パルプ、フラッフパルプなどの木材パルプが使用される。

また、澱粉として紙繊維より微細な粒子の澱粉が採用される。具体的には、澱粉の粒子径は５μｍであり、紙繊維の幅は５０μｍ、長さは５ｍｍである。

以下、本実施例の構成例１及び構成例２について説明する。

＜構成例１＞
構成例１は、澱粉と紙繊維との割合が、澱粉：紙繊維＝５１～９９質量％：４９～１質量％である配合物を設けている。尚、必要に応じてこの配合物１００部に、ポリビニルアルコール０～２部が配合される。

この澱粉の割合を多くした成形材料（澱粉高密度材料）を用いて成形した成形品は、従来に比し、表面平滑性が向上して美観が良く、しかも、成形後の変形が少ないなど寸法安定性が向上し、そして更に、成形品内における紙繊維の偏りを低減して紙繊維が均一に散在した成形品が得られる。

具体的には、先ず、表面平滑性が向上する点について確認すべく、澱粉と紙繊維との割合を変えた試験体１～１５を用意し、この試験体１～１５夫々について試験機を用いてその表面粗さを測定した。

上記の測定結果を示す図１の表からも分かる通り、澱粉の割合が５１質量％を越えると、表面の平均粗さが低下し、表面平滑性が向上していることが確認できる。このことは目視や肌触りした感覚においても、明らかに表面に形成される凹凸が微細となり表面平滑性（外観美粧性）が向上していることが確認できる。

これは、原材料の澱粉量を増やすことにより、澱粉と紙繊維との絡みが増え、紙繊維が形成する網目が小さくなり、また、射出成形の脱水時に水と共に排出される填料（フィラー：紙繊維に一般的に添加される無機材料）が少なくなって、紙繊維中に留まる填料が多くなるから、網目からそれだけで填料が充填され、表面平滑性が向上するからである。

しかも、紙繊維が抱える水分を排出させる作用もあり、脱水し易くなり紙繊維内の空隙が減少することも原因であると推測する。

また、寸法安定性が向上する点について確認すべく、澱粉と紙繊維との割合を変えた試験体１６～２１を用意し、この試験体１６～２１について試験機を用いてその反り高さ（成形して得た試験体の反り具合）を測定した。

上記の測定結果を示す図２の表からも分かる通り、澱粉の割合が５０質量％を越えると、反り高さが低下し、寸法安定性が向上していることが確認できる。

これは、原材料内の澱粉量が増えて固形分密度が上がり、紙繊維の圧縮応力が低減されるからであると推測する。

更に、成形品内における紙繊維の偏りの低減については、原材料内の澱粉量が増えて紙繊維の分散性が向上するから、澱粉量が多いほど紙繊維が均一に散在した成形品が得られることになるものと推測する。

＜構成例２＞
構成例２は、澱粉と紙繊維との割合が、澱粉：紙繊維＝７５～９０質量％：２５～１０質量％とした場合であり、前述した効果がより顕著となる。

具体的には、上記試験体１～１５の測定結果を示す図１の表からも分かる通り、澱粉の割合が７５％質量％を越えると、表面の平均粗さが低下し、表面平滑性が向上していることが確認できる。このことは目視や肌触りした感覚においても、明らかに表面に形成される凹凸が微細となり表面平滑性（外観美粧性）が向上していることが確認できる。

また、寸法安定性が向上する点について確認すべく、澱粉と紙繊維との割合を変えた試験体２２～３０を用意し、この各試験体２２～３０について試験機を用いてその反り高さを測定した。

上記の測定結果を示す図３の表からも分かる通り、澱粉の割合が７５質量％を越えると、反り高さが低下し、寸法安定性が向上していることが確認できる。

また、成形品内における紙繊維の偏りの低減については、原材料内の澱粉量が増えて紙繊維の分散性が向上するから、澱粉量が多いほど紙繊維が均一に散在した成形品が得られることになるからであると推測する。

尚、澱粉が９０質量％よりも多くなると成形金型から取り出す際に壊れ易くなる場合や、成形品としての必要な強度が得られない場合があることも確認している。

以上の測定結果から、少なくとも澱粉が７５～９０質量％の範囲であることが望ましいと言える。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

Claims

澱粉と紙繊維と水とを配合して成る射出成形若しくは圧縮成形に用いる成形材料であって、前記澱粉と前記紙繊維との割合が、澱粉：紙繊維＝７５～９０質量％：２５～１０質量％に設定され、前記澱粉として前記紙繊維の幅及び長さより粒子径の小さい微細な粒子の澱粉が採用されていることを特徴とする成形材料。
請求項１記載の成形材料であって、前記紙繊維は幅が５０μｍ、長さが５ｍｍであり、前記澱粉は粒子径が５μｍであることを特徴とする成形材料。
請求項１，２いずれか１項に記載の成形材料を射出成形若しくは圧縮成形して設けられたことを特徴とする成形品。