JP7271359B2 - mold equipment - Google Patents
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Description
本発明は、金型装置に関する。 The present invention relates to a mold apparatus.
プラスチック等の熱可塑性樹脂を射出成形する樹脂成形金型として、コールドランナー式金型装置およびホットランナー式金型装置が知られている。 2. Description of the Related Art A cold runner type mold device and a hot runner type mold device are known as resin molding dies for injection molding thermoplastic resins such as plastics.
コールドランナー式金型装置は、成形品が成形されるキャビティに対し溶融樹脂を供給するランナー部分を固化する構成となっている。コールドランナー式金型装置では、金型から成形品およびランナー部分を取り出すことになる。このようなコールドランナー式金型装置は、例えばカトラリーといった物品の多数個取り出し(ファミリーモールド)成形に使用される。コールドランナー式金型装置は、例えば特許文献1に開示されている。
A cold runner type mold apparatus is configured to solidify a runner portion that supplies molten resin to a cavity in which a molded product is molded. In the cold runner type mold apparatus, the molded product and the runner part are removed from the mold. Such a cold runner type mold apparatus is used for multiple take-out (family mold) molding of articles such as cutlery. A cold runner type mold apparatus is disclosed in
ホットランナー式金型装置は、ランナー部分を加熱し、当該ランナー部分を流れる樹脂を常に溶融状態に保つ構成となっている。ホットランナー式金型装置では、ランナー部分が加熱されているので、金型から成形品だけを取り出すことになる。このようなホットランナー式金型装置は、自動車の構成部材といった比較的大きな成形品の成形に使用される。ホットランナー式金型装置は、例えば特許文献2に開示されている。
The hot runner type mold apparatus has a configuration in which the runner portion is heated to always keep the resin flowing through the runner portion in a molten state. In the hot runner type mold apparatus, only the molded product is taken out from the mold because the runner portion is heated. Such a hot runner type mold apparatus is used for molding relatively large molded articles such as automotive components. A hot runner type mold apparatus is disclosed in
また、近年、プラスチック廃棄物の地球環境への負荷の観点から、生分解性樹脂の開発が進んでいる。一般的に生分解性プラスチックは、1)ポリヒドロキシアルカノエート等の微生物生産系脂肪族ポリエステル、2)ポリ乳酸やポリカプロラクトン等の化学合成系脂肪族ポリエステル、3)澱粉または酢酸セルロース等の天然高分子といった、3種類に大別される。 Moreover, in recent years, from the viewpoint of the burden of plastic waste on the global environment, the development of biodegradable resins is progressing. In general, biodegradable plastics are composed of 1) microbially produced aliphatic polyesters such as polyhydroxyalkanoates, 2) chemically synthesized aliphatic polyesters such as polylactic acid and polycaprolactone, and 3) natural high molecular weight polyesters such as starch and cellulose acetate. Molecules are roughly classified into three types.
ポリヒドロキシアルカノエートのなかでも、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(以下P3HAと略すことがある)は、a)好気性、嫌気性何れの環境下での分解性にも優れ、燃焼時には有毒ガスを発生しない、b)植物原料を使用して微生物により生産され得るプラスチックで高分子量化が可能であり、地球上の二酸化炭素を増大させずカーボンニュートラルである、といった優れた特徴を有している。P3HAを含む生分解性樹脂は、例えば特許文献3に開示されている。 Among polyhydroxyalkanoates, poly(3-hydroxyalkanoate) (hereinafter sometimes abbreviated as P3HA) is a) excellent in decomposability in both aerobic and anaerobic environments, and emits toxic gas when burned; b) It is a plastic that can be produced by microorganisms using plant raw materials, can be made into high molecular weight plastics, and is carbon neutral without increasing carbon dioxide on the earth. . A biodegradable resin containing P3HA is disclosed, for example, in US Pat.
しかしながら、コールドランナー式のファミリーモールド金型装置を用いてP3HAを含む生分解性樹脂を射出成形すると、成形品にバリが発生するという問題が生じることが新たに判明した。 However, it has been newly found that when a biodegradable resin containing P3HA is injection molded using a cold runner type family mold apparatus, there is a problem that burrs are generated in the molded product.
本発明の一態様は、成形品にバリを発生させることなく、P3HAを含む生分解性樹脂を射出成形できるファミリーモールド金型装置を実現することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to realize a family mold apparatus capable of injection-molding a biodegradable resin containing P3HA without generating burrs on a molded product.
すなわち、本発明の一態様に係る金型装置は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)を含む生分解性樹脂の成形に使用され、成形品を成形するキャビティを複数有する金型本体と、前記生分解性樹脂を加熱するホットランナーと、前記ホットランナーと前記金型本体とを連通するゲートとを備え、前記ゲートの位置を基点として、前記キャビティにおける最終充填位置までの生分解性樹脂の流動長が、前記複数のキャビティにおいて同じ長さである構成である。 That is, a mold apparatus according to one aspect of the present invention is used for molding a biodegradable resin containing poly(3-hydroxyalkanoate), and has a mold body having a plurality of cavities for molding a molded product; A flow length of the biodegradable resin from the position of the gate to the final filling position in the cavity, provided with a hot runner that heats the degradable resin and a gate that communicates the hot runner with the mold body. are the same length in the plurality of cavities.
本発明の一態様によれば、成形品にバリを発生させることなく、ファミリーモールド金型を用いて、P3HAを含む生分解性樹脂を成形することができる。 According to one aspect of the present invention, a biodegradable resin containing P3HA can be molded using a family mold without generating burrs on the molded product.
〔本発明の一実施形態の概要〕
本願発明者が検討したところ、P3HAを含む生分解性樹脂を、コールドランナー式のファミリーモールド金型装置を用いて成形する場合、多数個取り出しするための複数の成形品が成形されるキャビティに、P3HAを含む生分解性樹脂が同時に充填されないことがわかった。このため、先にP3HAを含む生分解性樹脂が充填されたキャビティの内圧が上昇しバリが発生するという課題が生じることが判明した。
[Outline of one embodiment of the present invention]
As a result of investigation by the inventor of the present application, when molding a biodegradable resin containing P3HA using a cold runner type family mold device, the cavity in which a plurality of molded products for taking out a large number of products is molded, It was found that the biodegradable resin containing P3HA was not loaded at the same time. For this reason, it was found that the internal pressure of the cavity previously filled with the biodegradable resin containing P3HA rises and burrs occur.
ここで、ファミリーモールド金型装置にP3HAを含む生分解性樹脂を射出成形する際に発生する前記課題は、P3HAを含む生分解性樹脂の特性(溶融粘度、固化速度等)が、通常ファミリーモールド金型に使用される樹脂と大きく異なることに起因すると本願発明者は考えた。本課題は、本願発明が属する技術分野においてこれまで全く認識されてこなかった課題であり、新規な課題といえる。 Here, the above-mentioned problem that occurs when a biodegradable resin containing P3HA is injection-molded in a family mold mold apparatus is that the properties (melt viscosity, solidification speed, etc.) of the biodegradable resin containing P3HA are different from those of the normal family mold. The inventor of the present application thought that this was due to the fact that the resin used in the mold was significantly different. This problem has not been recognized at all in the technical field to which the present invention belongs, and can be said to be a new problem.
そこで、本願発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意検討した。その結果、本願発明者は、金型装置として、従来、ほとんどファミリーモールドに使用されなかったホットランナー式金型装置を用いて、バリが発生しにくい射出成型技術を完成させた。より具体的には、(i)ホットランナー式金型装置を使用すること、(ii)P3HAを含む生分解性樹脂の供給口であるゲートを基点として、複数の各キャビティまでの流動長を同じにすることにより、前記生分解性樹脂が複数のキャビティに同時に充填されることで、キャビティの内圧の上昇を抑制でき、バリの発生を防止できることを見出し、本願発明に至った。 Therefore, the inventors of the present application have made intensive studies to solve the above problems. As a result, the inventor of the present application has perfected an injection molding technique that hardly generates burrs by using a hot runner type mold apparatus, which has not been used in conventional family molds, as a mold apparatus. More specifically, (i) using a hot runner type mold device, (ii) starting from the gate, which is the supply port for the biodegradable resin containing P3HA, and setting the same flow length to each of the plurality of cavities. By doing so, the biodegradable resin can be simultaneously filled into a plurality of cavities, thereby suppressing an increase in the internal pressure of the cavities and preventing the occurrence of burrs, leading to the present invention.
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described in detail below.
本実施形態に係る金型装置は、P3HAを含む生分解性樹脂(以下、単に生分解性樹脂Cと記すこともある)の成形に使用される金型装置である。本実施形態に係る金型装置は、ホットランナー式であれば、従来公知の金型装置を採用することができる。例えば、図1および図2に示された金型装置10が挙げられる。
The mold apparatus according to this embodiment is a mold apparatus used for molding a biodegradable resin containing P3HA (hereinafter sometimes simply referred to as biodegradable resin C). As the mold apparatus according to the present embodiment, a conventionally known mold apparatus can be adopted as long as it is of a hot runner type. For example, the
図1は、本実施形態に係る金型装置10の概略構成を模式的に示す平面図である。図2は、本実施形態に係る金型装置10の概略構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing the schematic configuration of a
図1および図2に示されるように、金型装置10は、金型本体1と、ホットランナー3と、ゲート4と、を備えている。金型本体1は、成形品を成形するキャビティ2が8つ有する。これらのキャビティ2は同じ形状となっている。また、ホットランナー3には、生分解性樹脂Cが充填される。ホットランナー3は、図示しない加熱ヒーターを備えており、当該加熱ヒーターにより生分解性樹脂Cを加熱する構成となっている。これにより、ホットランナー3を流れる生分解性樹脂Cは、常に溶融状態に保たれる。ホットランナー3は、生分解性樹脂Cを加熱した状態で金型本体1に供給するものと換言できる。ゲート4は、ホットランナー3と金型本体1とを連通する開口である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
金型装置10では、ホットランナー3に充填された生分解性樹脂Cは、ゲート4を通過して金型本体1のキャビティ2へ流れる。金型装置10では、ホットランナー3が加熱されているので、金型本体1から成形品だけが取り出される。
In the
金型装置10は、8つのゲート4を有している。そして、これらのゲート4は、8つのキャビティ2それぞれに対応して配置されている。キャビティ2に対するゲート4の位置は、8つのキャビティ2間で同じである。ゲート4側から見た平面視において、ゲート4は、キャビティ2の一方の端部X側に位置している。さらに、平面視において、キャビティ2が線対称の形状である場合、ゲート4の中心は、キャビティ2の対称軸Y上に配置されている。ゲート4の内径は、原理上、キャビティ2におけるゲート4との連通部分の寸法よりも小さく設計される。例えば、図1および図2に示されるように、スプーンを成形する金型装置10の場合、ゲート4の径は、1mm~5mmである。
The
また、図1に示されるように、4つのキャビティ2は、対称軸Yの方向において、端部Xが同一の位置に配置されるように、対称軸Yに対して垂直な方向(以下、並列方向と称することもある)に並んでいる。金型本体1では、このように並んだ4つのキャビティ2のグループが2つ形成されており、これら2つのグループは、端部Xが互いに反対方向を向くように、対向して配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, the four
従来技術のように、複数のキャビティを有するコールドランナー式のファミリーモールド金型装置を用いて、生分解性樹脂Cを射出成形したとき、生分解性樹脂Cは、複数のキャビティに同時に充填されない。このため、先に生分解性樹脂Cの充填が完了したキャビティの内圧が高くなる。このため、全てのキャビティにて生分解性樹脂Cの充填が完了し、キャビティから成形品を取り出したとき、先に生分解性樹脂Cの充填が完了したキャビティから取り出した成形品は、バリが発生する。 When the biodegradable resin C is injection molded using a cold runner type family mold device having a plurality of cavities as in the prior art, the biodegradable resin C is not filled into the plurality of cavities at the same time. For this reason, the internal pressure of the cavity in which the filling of the biodegradable resin C is completed first becomes high. Therefore, when the filling of biodegradable resin C is completed in all the cavities and the molded product is taken out from the cavities, the molded product taken out from the cavity in which the filling of biodegradable resin C is completed first has no burrs. Occur.
ここで、金型装置10は、ゲート4の位置を基点として、キャビティ2におけるゲート4と反対側の他方の端部B(最終充填位置)までの生分解性樹脂Cの流動長が8つのキャビティ2の間で同じである。図1に示す2つのキャビティ2aおよび2bを例にして、射出成形時の生分解性樹脂Cの行程および流動長について、説明する。キャビティ2におけるゲート4と反対側、すなわち端部Xと反対側の他方の端部を端部Bとする。端部Bは、ゲート4から最も遠い遠位端であり、キャビティ2における生分解性樹脂Cの最終充填位置である。キャビティ2aにおける生分解性樹脂Cの行程Paは、ゲート4の位置Aと端部Bとの間での生分解性樹脂Cの移動軌跡と規定することができる。同様に、キャビティ2bにおける生分解性樹脂Cの行程Pbは、ゲート4の位置Aと端部Bとの間での生分解性樹脂Cの移動軌跡と規定することができる。金型装置10では、キャビティ2aおよび2b間で、ゲート4の位置Aと端部Bとの間での生分解性樹脂Cの行程の長さ、すなわち流動長が同じになっている。すなわち、行程Paの長さは、行程Pbの長さと同じになっている。ここでいう「同じ」とは、行程の長さの測定限界内で同じを意味する。
Here, the
金型装置10によれば、上述のように、ゲート4の位置とキャビティ2におけるゲート4と反対側の他方の端部Bとの間の生分解性樹脂Cの行程の長さが8つのキャビティ2の間で同じである。このため、8つのキャビティ2で、略同時に生分解性樹脂Cの充填が完了する。それゆえ、従来技術と比較して、成形品のバリが発生しにくくなる。その結果、金型装置10によれば、成形品にバリを発生させることなく、P3HAを含む生分解性樹脂Cを射出成形できる。
According to the
また、金型装置10は、ホットランナー式の装置であり、ランナーレスである。それゆえ、コールドランナー式の金型装置と比較して、ランナー部分での圧力損失がなくなり、低圧の射出成形が可能となる。つまり、全てのキャビティ内にバランス良く樹脂を充填させることができるので、バリが発生させることなく成形品を取得することができる。さらには、生分解性樹脂Cの廃材をほとんど発生させることなく樹脂成形品を得ることができる。
Moreover, the
本実施形態に係る金型装置10においては、ホットランナー3内にゲート4を開閉する構造を備えていてもよい。当該構造は、油圧、空圧、樹脂圧の何れかによりゲート4を開閉する構成であることが好ましい。
The
図3は、ゲート4を開閉する構造を有するホットランナー3の構成例を示す断面図である。図3に示されるように、ホットランナー3は、バルブピン5を備えた構成であってもよい。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration example of the
バルブピン5は、ホットランナー3における生分解性樹脂Cの流路に設けられている。また、バルブピン5における金型本体1側の先端部の外径は、ゲート4の内径とほぼ同一、または、それより僅かに小さく形成されている。
A
バルブピン5の前記先端部がゲート4を閉止すると、生分解性樹脂Cがゲート4から排出されなくなる。また、金型装置10には、バルブピン5を往復運動する機構(不図示)が備えられている。そして、バルブピン5は、当該機構により、ホットランナー3における生分解性樹脂Cの流路内を上下に往復運動するように構成されている。バルブピン5の上下の往復運動により、ホットランナー3のゲート4は開閉する。このように、バルブピン5によりゲート4の開閉が切り替えられるので、ゲート4からの生分解性樹脂Cの排出を停止したとき、生分解性樹脂Cのゲート4からの切れが良好である。このため、ホットランナー3からの生分解性樹脂Cの排出量をより厳密に制御することができる。
When the tip portion of the
(キャビティ2について)
キャビティ2にて成形される成形品は、特に限定されないが、ファミリーモールドに適した成形品であることが好ましい。キャビティ2にて成形される成形品としては、使用後に廃棄される成形品であり、例えば、スプーン、フォーク、ナイフ、マドラー、コーヒーカプセル、トレー、コップ、ジャー、結束バンド、ボトル用キャップ、ペン用キャップ、ペン、農業用クリップ、団扇の骨組み部分、等が挙げられる。これらの中でも、前記成形品は、食品用で使い捨てとされる成形品であることが好ましく、例えば、スプーン、フォーク、ナイフ、マドラー、コーヒーカプセル、トレー、コップが挙げられる。さらに、前記成形品は、カトラリーであることがより好ましい。当該カトラリーとして、スプーン(例えば図1および図2に示すキャビティ2にて成形されるスプーン)、フォーク、ナイフ、マドラー、等が挙げられる。なお、フォークのような先端部が複数に枝分かれする形状の場合、上述したゲートから最も距離の遠い端部は、複数個存在することになる。このようなフォーク形状の場合は、複数のキャビティにおいて、それぞれ対応する先端部までの距離が同じになるように調整すればよい。
(About cavity 2)
The molded product molded in the
さらに、図1に示される構成では、キャビティ2は、8つ設けられていた。しかし、キャビティ2の数は、特に限定されず、金型装置10の寸法等の成形品の生産設計に応じて、適宜設定可能である。また、キャビティ2の容積は、ファミリーモールドに適した容積であればよく、好ましくは、20cc/sec未満、より好ましくは10cc/sec未満、特に好ましくは5cc/sec未満である。
Furthermore, eight
(生分解性樹脂Cについて)
金型装置10に使用される生分解性樹脂Cは、P3HAを含む。本明細書において、「P3HA」とは、生分解性を有する脂肪族ポリエステル(好ましくは、芳香環を含まないポリエステル)を意味する。P3HAは、一般式:〔-CHR-CH2-CO-O-〕で示される3-ヒドロキシアルカン酸繰り返し単位(式中、Rは、CnH2n+1で表されるアルキル基で、nは、1以上15以下の整数である。)を必須の繰り返し単位として含む、ポリヒドロキシアルカノエートである。中でも、当該繰り返し単位を、全モノマー繰り返し単位(100モル%)に対して50モル%以上含むものが好ましく、より好ましくは70モル%以上含む。
(About biodegradable resin C)
The biodegradable resin C used in the
より詳しくは、P3HAとしては、例えば、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)(P3HB)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)(P3HB3HV)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)(P3HB3HH)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)(P3HB3HV3HH)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)(P3HB4HB)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシデカノエート)等が挙げられる。 More specifically, P3HA includes, for example, poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (P3HB3HV), poly(3-hydroxybutyrate- co-3-hydroxyhexanoate) (P3HB3HH), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-co-3-hydroxyhexanoate) (P3HB3HV3HH), poly(3-hydroxybutyrate- co-4-hydroxybutyrate) (P3HB4HB), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxydecanoate), etc. be done.
なお、微生物により産生されるP3HA(微生物産生P3HA)は、通常、D体(R体)のポリヒドロキシアルカン酸モノマー単位のみから構成されるP3HAである。微生物産生P3HAの中でも、工業的生産が容易である点から、P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB3HV3HH、P3HB4HBが好ましく、P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HBがより好ましい。 P3HA produced by microorganisms (microorganism-produced P3HA) is usually P3HA composed only of D-isomer (R-isomer) polyhydroxyalkanoic acid monomer units. Among the microbial P3HA, P3HB, P3HB3HH, P3HB3HV, P3HB3HV3HH, and P3HB4HB are preferable, and P3HB, P3HB3HH, P3HB3HV, and P3HB4HB are more preferable, because they are easily industrially produced.
本発明の一実施形態において、P3HAは、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタノエート)およびポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシデカノエート)からなる群より選択される少なくとも1種である。 In one embodiment of the invention, P3HA is poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), poly(3- hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-co-3-hydroxyhexanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3 -hydroxyoctanoate) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxydecanoate).
P3HA(特に、微生物産生P3HA)が3-ヒドロキシブタン酸(3HB)繰り返し単位を必須のモノマー単位として含むものである場合、そのモノマー組成比は、柔軟性と強度のバランスの観点から、全繰り返し単位(100モル%)中、3-ヒドロキシブタン酸(3HB)繰り返し単位が80モル%~99モル%であることが好ましく、より好ましくは85モル%~97モル%である。3HB繰り返し単位の組成比が80モル%以上であることにより、P3HAの剛性がより向上し、また、結晶化度が低くなり過ぎず精製が容易となる傾向がある。一方、3HB繰り返し単位の組成比が99モル%以下であることにより、柔軟性がより向上する傾向がある。なお、P3HAのモノマー組成比は、ガスクロマトグラフィー等によって測定することができる(例えば、国際公開第2014/020838号参照)。 When P3HA (especially P3HA produced by microorganisms) contains 3-hydroxybutanoic acid (3HB) repeating units as essential monomer units, the monomer composition ratio is 100 mol %), the 3-hydroxybutanoic acid (3HB) repeating unit is preferably 80 mol % to 99 mol %, more preferably 85 mol % to 97 mol %. When the composition ratio of the 3HB repeating unit is 80 mol % or more, the rigidity of P3HA is further improved, and the degree of crystallinity does not become too low, which tends to facilitate purification. On the other hand, when the composition ratio of 3HB repeating units is 99 mol % or less, flexibility tends to be further improved. The monomer composition ratio of P3HA can be measured by gas chromatography or the like (see, for example, International Publication No. 2014/020838).
微生物産生P3HAを生産する微生物としては、P3HA類の生産能を有する微生物であれば特に限定されない。例えば、P3HB生産菌としては、1925年に発見されたBacillus megateriumが最初で、他にもカプリアビダス・ネケイター(Cupriavidus necator)(旧分類:アルカリゲネス・ユートロファス(Alcaligenes eutrophus、ラルストニア・ユートロフア(Ralstonia eutropha))、アルカリゲネス・ラタス(Alcaligenes latus)等の天然微生物が挙げられる。これらの微生物ではP3HBが菌体内に蓄積されることが知られている。 Microorganisms that produce microbial P3HA are not particularly limited as long as they are capable of producing P3HAs. For example, Bacillus megaterium, which was discovered in 1925, was the first P3HB-producing fungus. Examples include natural microorganisms such as Alcaligenes latus, etc. These microorganisms are known to accumulate P3HB in their cells.
また、ヒドロキシブチレートとその他のヒドロキシアルカノエートとの共重合体の生産菌としては、P3HB3HVおよびP3HB3HH生産菌であるアエロモナス・キヤビエ(Aeromonas caviae)、P3HB4HB生産菌であるアルカリゲネス・ユートロファス(Alcaligenes eutrophus)等が知られている。特に、P3HB3HHに関し、P3HB3HHの生産性を上げるために、P3HA合成酵素群の遺伝子を導入したアルカリゲネス・ユートロファス AC32株(Alcaligenes eutrophus AC32, FERM BP-6038)(T.Fukui,Y.Doi,J.Bateriol.,179,p4821-4830(1997))等がより好ましく、これらの微生物を適切な条件で培養して菌体内にP3HB3HHを蓄積させた微生物菌体が用いられる。また上記以外にも、生産したいP3HAに合わせて、各種P3HA合成関連遺伝子を導入した遺伝子組換え微生物を用いても良いし、基質の種類を含む培養条件の最適化をすればよい。 Examples of hydroxybutyrate and other hydroxyalkanoate-producing bacteria include Aeromonas caviae, which is a P3HB3HV and P3HB3HH-producing bacterium, and Alcaligenes eutrophus, which is a P3HB4HB-producing bacterium. It has been known. In particular, regarding P3HB3HH, in order to increase the productivity of P3HB3HH, Alcaligenes eutrophus AC32 strain (Alcaligenes eutrophus AC32, FERM BP-6038) (T.Fukui, Y.Doi, J.Bateriol) into which the gene of the P3HA synthase group was introduced. ., 179, p4821-4830 (1997)) are more preferred, and microbial cells obtained by culturing these microorganisms under appropriate conditions and accumulating P3HB3HH in the cells are used. In addition to the above, genetically modified microorganisms into which various P3HA synthesis-related genes have been introduced may be used according to the P3HA to be produced, or culture conditions including the type of substrate may be optimized.
P3HAの分子量は、目的とする用途で実質的に十分な物性を示すものであればよく、特に限定されない。P3HAの重量平均分子量の範囲は、50万~20万が好ましく、より好ましくは40万~20万、さらに好ましくは30万~20万である。重量平均分子量を20万未満にすると機械的強度の低下が大きくなり好ましくない。 The molecular weight of P3HA is not particularly limited as long as it exhibits substantially sufficient physical properties for the intended use. The weight average molecular weight range of P3HA is preferably 500,000 to 200,000, more preferably 400,000 to 200,000, and still more preferably 300,000 to 200,000. If the weight-average molecular weight is less than 200,000, the mechanical strength is greatly reduced, which is not preferable.
前記重量平均分子量の測定方法は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)(昭和電工社製「Shodex GPC-101」)を用い、カラムにポリスチレンゲル(昭和電工社製「Shodex K-804」)を用い、クロロホルムを移動相とし、ポリスチレン換算した場合の分子量として求めることができる。この際、検量線は重量平均分子量31,400、197,000、668,000、1,920,000のポリスチレンを使用して作成する。当該GPCにおけるカラムとしては、前記分子量を測定するのに適切なカラムを使用すればよい。 The method for measuring the weight average molecular weight is gel permeation chromatography (GPC) (manufactured by Showa Denko KK "Shodex GPC-101"), using polystyrene gel (manufactured by Showa Denko KK "Shodex K-804") as a column, It can be obtained as a molecular weight when converted to polystyrene using chloroform as a mobile phase. At this time, a calibration curve is prepared using polystyrene with weight average molecular weights of 31,400, 197,000, 668,000 and 1,920,000. As the column in the GPC, a column suitable for measuring the molecular weight may be used.
本発明の一実施形態において、P3HAは、一種を単独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。 In one embodiment of the present invention, P3HA can be used singly or in combination of two or more.
本発明の一実施形態に使用されるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)を含む生分解性樹脂は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂以外の他の樹脂が含まれていてもよい。そのような他の樹脂としては、例えば、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル系樹脂や、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンセバテートテレフタレート、ポリブチレンアゼレートテレフタレートなどの脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。他の樹脂としては1種のみが含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。 The biodegradable resin containing poly(3-hydroxyalkanoate) used in one embodiment of the present invention is a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin other than a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin within a range that does not impair the effects of the present embodiment. of resin may be contained. Such other resins include, for example, aliphatic polyester resins such as polybutylene succinate adipate, polybutylene succinate, polycaprolactone, and polylactic acid; Aliphatic-aromatic polyester-based resins such as late terephthalate and the like are included. As the other resin, only one kind may be contained, or two or more kinds may be contained.
前記他の樹脂の含有量は、特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対して、100重量部以下が好ましく、より好ましくは70重量部以下である。さらに好ましくは50重量部以下である。他の樹脂の含有量の下限は特に限定されず、0重量部であってもよい。 The content of the other resin is not particularly limited, but is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 70 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin. More preferably, it is 50 parts by weight or less. The lower limit of the content of the other resin is not particularly limited, and may be 0 parts by weight.
また、本発明のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系熱成形用樹脂シートには、本発明の効果を阻害しない範囲で、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂と共に使用可能な添加剤が含まれていてもよい。そのような添加剤としては、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、シリカなどの無機充填剤、顔料、染料などの着色剤、活性炭、ゼオライト等の臭気吸収剤、バニリン、デキストリン等の香料、可塑剤、酸化防止剤、抗酸化剤、耐候性改良剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、滑剤、離型剤、撥水剤、抗菌剤、摺動性改良剤等が挙げられる。添加剤としては1種のみが含まれていてもよいし。2種以上が含まれていてもよい。これら添加剤の含有量は、その使用目的に応じて当業者が適宜設定可能である。 In addition, the poly(3-hydroxyalkanoate)-based thermoforming resin sheet of the present invention contains an additive that can be used together with the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin within a range that does not impair the effects of the present invention. It may be Examples of such additives include inorganic fillers such as talc, calcium carbonate, mica and silica, colorants such as pigments and dyes, odor absorbers such as activated carbon and zeolite, fragrances such as vanillin and dextrin, plasticizers, oxidation Examples include inhibitors, antioxidants, weather resistance improvers, ultraviolet absorbers, crystal nucleating agents, lubricants, mold release agents, water repellent agents, antibacterial agents, and slidability improvers. Only one kind of additive may be contained. Two or more types may be included. The content of these additives can be appropriately set by those skilled in the art according to the purpose of use.
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
図4は、本実施形態に係る金型装置の概略構成を模式的に示す平面図である。図5は、本実施形態に係る金型装置の概略構成を模式的に示す断面図である。なお、図4および図5では、簡略化のため、キャビティ2、ホットランナー3、およびゲート4の位置関係だけを示している。
FIG. 4 is a plan view schematically showing the schematic configuration of the mold apparatus according to this embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the schematic configuration of the mold apparatus according to this embodiment. 4 and 5 show only the positional relationship of the
実施形態1に係る金型装置10では、ゲート4は、キャビティ2それぞれに対応して配置されていた。しかし、ゲート4とキャビティ2との対応関係は、前記実施形態1の対応関係に限定されない。ゲート4は、偶数個のキャビティ2に対応して配置されていてもよい。
In the
図4および図5に示されるように、本実施形態に係る金型装置は、1つのゲート4が2つのキャビティ2に対応して配置されている(ゲート4とキャビティ2との対応比が1:2)点が実施形態1と異なる。本実施形態に係る金型装置は、ホットランナー3とキャビティ2との間にコールドランナー6aを備えている。コールドランナー6aは、8つのキャビティ2のうち並列方向に隣り合う2つのキャビティ2を接続するように構成されている。コールドランナー6aは、並列方向に伸びる線状の流路であり、ホットランナー3よりも低温の流路である。それゆえ、コールドランナー6aに充填された生分解性樹脂Cは、キャビティ2に充填された生分解性樹脂Cと同様に固化する。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the mold apparatus according to this embodiment, one
本実施形態に係る金型装置では、平面視において、ホットランナー3は、ゲート4がコールドランナー6aの中心に位置するように、設けられている。このため、ゲート4の位置とキャビティ2におけるゲート4と反対側の他方の端部Bとの間の生分解性樹脂Cの行程の長さが8つのキャビティ2の間で同じである。図4に示す2つのキャビティ2aおよび2bを例にして、射出成形時の生分解性樹脂Cの行程について、説明する。キャビティ2におけるゲート4と反対側、すなわち端部Xと反対側の他方の端部を端部Bとする。キャビティ2aにおける生分解性樹脂Cの行程Paは、ゲート4の位置Aからキャビティ2a側のコールドランナー6aを通過しキャビティ2aの端部Bへ向かう生分解性樹脂Cの移動軌跡と規定することができる。同様に、キャビティ2bにおける生分解性樹脂Cの行程Pbは、ゲート4の位置Aとからキャビティ2b側のコールドランナー6aを通過しキャビティ2bの端部Bへ向かう生分解性樹脂Cの移動軌跡と規定することができる。行程Paの長さは、行程Pbの長さと同じになっている。このため、8つのキャビティ2で、略同時に生分解性樹脂Cの充填が完了する。それゆえ、従来技術と比較して、成形品のバリが発生しにくくなる。
In the mold apparatus according to this embodiment, the
(変形例)
本実施形態に係る金型装置の構成において、図4および図5に示す構成の変形例について説明する。図6は、本実施形態に係る金型装置の変形例を模式的に示す平面図である。なお、図6では、簡略化のため、キャビティ2、ホットランナー3、およびゲート4の位置関係だけを示している。
(Modification)
A modified example of the configuration shown in FIGS. 4 and 5 will be described in the configuration of the mold apparatus according to the present embodiment. FIG. 6 is a plan view schematically showing a modification of the mold device according to this embodiment. For simplification, FIG. 6 shows only the positional relationship of the
図6に示されるように、変形例の金型装置は、1つのゲート4が4つのキャビティ2に対応して配置されている(ゲート4とキャビティ2との対応比が1:4)点が図4および図5に示す構成と異なる。変形例の金型装置は、金型本体にコールドランナー6a~6cが設けられている。平面視において、コールドランナー6bは、コールドランナー6aと同様に並列方向に伸びる流路であり、コールドランナー6aよりも外側に配されている。また、平面視において、コールドランナー6cは、並列方向に対して垂直な方向に伸びる流路である。コールドランナー6a~6cは、並列方向に並んだ4つのキャビティ2に対して、トーナメント構造の流路を構成している。すなわち、隣り合う2つのキャビティ2同士を接続した2つのコールドランナー6aが設けられている。そして、この2つのコールドランナー6aに対して1つのコールドランナー6bがコールドランナー6cを介して連結している。このコールドランナー6cは、2つのコールドランナー6aそれぞれの中心からコールドランナー6bに向かって伸びている。コールドランナー6a~6cは、ホットランナー3よりも低温の流路である。それゆえ、コールドランナー6a~6cに充填された生分解性樹脂Cは、キャビティ2に充填された生分解性樹脂Cと同様に固化する。
As shown in FIG. 6, in the mold apparatus of the modified example, one
図6に示された行程Paおよび行程Pbからわかるように、変形例の金型装置では、ゲート4の位置Aとキャビティ2におけるゲート4と反対側の他方の端部Bとの間の生分解性樹脂Cの行程の長さが8つのキャビティ2の間で同じである。このため、8つのキャビティ2で、略同時に生分解性樹脂Cの充填が完了する。それゆえ、従来技術と比較して、成形品のバリが発生しにくくなる。
As can be seen from the stroke Pa and stroke Pb shown in FIG. The stroke length of the plastic resin C is the same among the eight
本実施形態に係る金型装置は、ホットランナー式とコールドランナー式とを兼用した金型装置であるといえる。このような金型装置であっても、8つのキャビティ2で、略同時に生分解性樹脂Cの充填が完了し、成形品のバリが発生しにくくなる。本実施形態に係る金型装置において、1つのゲート4に対応するキャビティ2の個数が多くなるほど、キャビティ2同士を接続するコールドランナーのトーナメント構造の段数が多くなり、生分解性樹脂Cの廃材が多くなる。射出成形において許容される範囲に生分解性樹脂Cの廃材の量を抑える観点では、ゲート4とキャビティ2との対応比は、1:2または1:4であることが好ましい。
It can be said that the mold apparatus according to this embodiment is a mold apparatus that is used both as a hot runner type and as a cold runner type. Even with such a mold apparatus, filling of the biodegradable resin C is completed in the eight
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る金型装置10は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)を含む生分解性樹脂Cの成形に使用され、前記生分解性樹脂Cを加熱溶融するホットランナー3と、前記ホットランナーにて加熱溶融された溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティ2と、前記ホットランナー3と前記キャビティ2とを連通するゲート4と、を備え、前記ゲート4の位置を基点として、前記キャビティ2における最終充填位置(端部B)での生分解性樹脂Cの流動長が、前記複数のキャビティ2において同じ長さである構成である。
〔summary〕
A
本発明の態様2に係る金型装置10は、態様1において、前記ホットランナー3内に油圧、空圧、樹脂圧の何れかによりゲート4を開閉する構造を備える構成であることが好ましい。
The
本発明の態様3に係る金型装置10は、態様1または2において、前記ゲート4は、前記キャビティ2それぞれに対応して配置されている構成であってもよい。
A
本発明の態様4に係る金型装置10は、態様1または2において、前記ホットランナー3と前記キャビティ2との間にコールドランナー6a~6cを備え、
前記コールドランナー6a~6cは、前記ホットランナー3と少なくとも2つの前記キャビティ2とを接続する構成であってもよい。
The
The
本発明の態様5に係る金型装置10は、態様1~4の何れかにおいて、前記成形品は、カトラリーであることが好ましい。
In the
1 金型本体
2、2a、2b キャビティ
3 ホットランナー
4 ゲート
5 バルブピン
6a、6b、6c コールドランナー
10 金型装置
B 端部(最終充填位置)
Pa、Pb 行程
1
Pa, Pb stroke
Claims (4)
前記生分解性樹脂を加熱溶融するホットランナーと、
前記ホットランナーにて加熱溶融された溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティと、
前記ホットランナーと前記キャビティとを連通するゲートと、を備え、
前記ゲートの位置を基点として、前記キャビティにおける最終充填位置までの生分解性樹脂の流動長が、前記複数のキャビティにおいて同じ長さであり、
前記ホットランナーと前記キャビティとの間にコールドランナーを備え、
前記コールドランナーは、前記ホットランナーと少なくとも2つの前記キャビティとを接続する、金型装置。 Used in injection molding of biodegradable resins containing poly(3-hydroxyalkanoates),
a hot runner that heats and melts the biodegradable resin;
a plurality of cavities filled with molten resin heated and melted by the hot runner;
a gate communicating between the hot runner and the cavity;
The flow length of the biodegradable resin from the position of the gate to the final filling position in the cavity is the same length in the plurality of cavities,
A cold runner is provided between the hot runner and the cavity,
A mold apparatus , wherein the cold runner connects the hot runner and at least two of the cavities .
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