WO1998024609A1 - Procede de fabrication d'un article moule biologiquement decomposable constitue d'amidon - Google Patents

Procede de fabrication d'un article moule biologiquement decomposable constitue d'amidon Download PDF

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WO1998024609A1
WO1998024609A1 PCT/JP1997/004376 JP9704376W WO9824609A1 WO 1998024609 A1 WO1998024609 A1 WO 1998024609A1 JP 9704376 W JP9704376 W JP 9704376W WO 9824609 A1 WO9824609 A1 WO 9824609A1
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heating
molded product
starch
raw material
mold
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PCT/JP1997/004376
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Sadamasa Ando
Taizo Karasawa
Toshitaka Haruta
Akio Ozasa
Takayuki Kurisaka
Tsutomu Oowada
Shinji Tanaka
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Nissei Kabushiki Kaisha
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    • B29K2995/006Bio-degradable, e.g. bioabsorbable, bioresorbable or bioerodible

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a starch biodegradable molded product comprising a biodegradable raw material having starch.
  • Starch biodegradable molded articles made from starch-containing raw materials include tray cups, corner pads, and the like.
  • As a method of producing these biodegradable molded products made of starch there is an external heating method in which the above-mentioned raw materials are put into a mold previously heated to a predetermined temperature and molded using heat conduction.
  • an alternating current is applied to the mold to generate internal heat of the raw material by electromagnetic wave heating such as electric heating or dielectric heating, and the raw material is heated by the heat to form the raw material.
  • the mold is divided into two mold pieces, and the mold pieces are insulated by an insulator sandwiched between them, and an AC electrode is attached to each mold piece. Then, an alternating current is applied to the mold through the electrodes, and the material in the mold is heated and formed by electric heating or dielectric heating.
  • An object of the present invention is to provide a starch-based biodegradable molded product that can prevent dielectric breakdown due to the generation of a large amount of steam from the raw material during the hot molding of the biodegradable molded product of the starch by electric heating or dielectric heating.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a degradable molded product.
  • a first method for producing a starch biodegradable molded product according to the present invention comprises the steps of: converting a starch-containing biodegradable raw material into a conductive biodegradable raw material;
  • the second method for producing a starch biodegradable molded product comprises the steps of: converting a raw material containing starch and having biodegradability into conductive first and second mold pieces; Production of starch biodegradable molded products that are covered with a mold having an insulating part between them and are heated and expanded by energizing heating and / or dielectric heating by applying alternating current between the two mold pieces from an AC power supply.
  • the above-mentioned mold when the above-mentioned mold is provided with the above-mentioned insulating portion provided with a vapor vent portion, and when heating the above-mentioned raw material, the above-mentioned vapor vent portion is heated, and it is generated by heating the above-mentioned raw material.
  • This is a method of heating the raw material while removing steam from the steam removing section.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing one configuration example of a heating device for a method for producing a starch biodegradable molded product according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing another configuration example of a heating device for a method for producing a starch biodegradable molded product according to the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing still another configuration example of the heating device for the method for producing a starch biodegradable molded product according to the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing still another configuration example of the heating device for the method for producing a starch biodegradable molded product according to the present invention.
  • Figure 5 is a graph showing the transition of the anode current of the oscillator during heating.o
  • FIGS. 6 (a) to 6 (c) show examples of the structure of the insulator.
  • FIG. 6 (a) is a horizontal sectional view
  • FIG. 6 (b) is a side view
  • FIG. ) Is a sectional view taken along the line FF of FIG. 6 (a).
  • FIG. 7 (a) to 7 (c) show other examples of the configuration of the insulator.
  • FIG. 7 (a) is a horizontal sectional view
  • FIG. 7 (b) is a side view
  • FIG. ) Is the figure
  • FIG. 7 (a) is a sectional view taken along the line GG.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration example of a mold.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing another configuration example of the mold.
  • FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating an example of a method of incorporating an insulator.
  • FIGS. 11 (a) and 11 (b) are cross-sectional views showing an example of a method of providing an insulating portion by a space without incorporating an insulator.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing still another configuration example of the mold.
  • FIG. 13 (a) and Fig. 13 (b) show examples of the configuration of a biodegradable molded product made of starch.
  • Fig. 13 (a) is a plan view
  • Fig. 13 (b) is Fig. 1.
  • FIG. 3 (a) is a sectional view taken along the line J-J.
  • FIGS. 14 (a) and 14 (b) show other examples of the configuration of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 14 (a) is a plan view and FIG. 14 (b). Is a sectional view taken along the line KK of FIG. 14 (a).
  • FIGS. 15 (a) and 15 (b) show still another configuration example of a biodegradable molded product made of starch.
  • FIG. 15 (a) is a plan view and
  • FIG. 15 (b) Is a cross-sectional view taken along line LL of FIG. 15 (a).
  • FIGS. 16 (a) and 16 (b) show still another configuration example of a biodegradable molded product made of starch, where FIG. 16 (a) is a plan view and FIG. 16 (b) Is a sectional view taken along the line M--M in FIG. 16 (a).
  • Fig. 17 (a) and Fig. 1 (b) show still another configuration example of a biodegradable molded product made of starch.
  • Fig. 17 (a) is a plan view and Fig. 17 (b) Is a cross-sectional view taken along the line NN of FIG. 17 (a).
  • FIG. 18 is a plan view showing still another configuration example of a starch biodegradable molded product. is there.
  • FIGS. 19 (a) and 19 (b) show still another example of a biodegradable molded product made of starch
  • FIG. 19 (a) is a plan view
  • FIG. b) is a cross-sectional view as viewed from the arrow in FIG. 19 (a).
  • FIGS. 20 (a) and 20 (b) are explanatory diagrams showing an example of a method for measuring the strength of a starch biodegradable molded product.
  • FIGS. 21 (a) and 21 (b) show an example of the structure of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 21 (a) is a cross-sectional view
  • FIG. 21 (b) is a plan view. It is a figure.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing a cross section of a starch biodegradable molded product due to internal heat generation.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing a state of a cross section of a starch biodegradable molded product by external heating.
  • FIG. 24 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 25 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 26 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 27 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 28 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • Figure 29 shows the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product. It is a graph.
  • FIG. 30 is a graph showing a relationship between a heating time and a current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 31 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 32 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of the starch biodegradable molded product.
  • FIG. 33 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • FIG. 34 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of the starch biodegradable molded product.
  • FIG. 35 is a graph showing the relationship between the heating time and the current value of a starch biodegradable molded product.
  • Tables 1 to 6 list the raw materials used in the present invention.
  • Soybean oil 2 0 0 0 0 0 0 0 0 Lecithin 0.2 0 0 0 0 0 0 0 Fatty acid ester 0 0.1 0.2 0.5 1 0 0 Total solids 126.2 125.1 126.2 129.5 135.0 126.0 126.0 Water 130 130 130 130 140 130 130 Solids (%) 49.26 49.04 49.26 49.90 49.09 49.22 49.22 Viscosity (CP) 2500 2500 2300 3000 2000 2200 2500
  • the conductivity of the raw material changes, which affects the internal heat generation.
  • the conductivity can be controlled by changing the amount and type of salt. Conductivity control is always necessary during low-frequency heating.
  • the raw materials listed here have various water contents as shown in Table 2 above.
  • Any mold used in the present invention can be molded. In the case of mold molding, the internal pressure will not rise unless there is a certain amount of water.
  • the main raw material is starch, and the moldability is determined by the type and blending ratio. It is necessary to change the ratio of starch depending on the shape of the molded product.
  • Starch is
  • the strength and flexibility imparting agent imparts strength and flexibility performance and controls the stable elongation of the raw material. By adding this, the bubbles are made finer and more effective at the time of surface water resistance treatment.
  • the device used in the present invention will be described. Note that the same agitation and the like are used as in the prior art, and a description thereof will be omitted.
  • the raw material for molding is placed in a mold as described below, and is heated and expanded by a heating device to produce a molded product.
  • a heating device As such heating devices, three types of electromagnetic wave heating devices (HB, HC, HD) and external heating devices for comparison (HA) are used. .
  • HB, HC, HD three types of electromagnetic wave heating devices
  • HA external heating devices for comparison
  • the configuration of each of the above devices is as shown in Table 7 below.
  • Fig. 1 to Fig. 4 show the schematic configuration of the electromagnetic wave heating device. The frequencies used are not limited to those shown in Table 7, and any frequency of 50 MHz to 100 MHz can be used.
  • Heating device Primary power supply Frequency converter Output regulator Electrode insulation Temperature control
  • HA External heating 60 Hz, 200 V None None None None 150 to 230 HB: 50 Hz to 1 MHz 60 Hz, 200 V Within 50 Hz to 10 kHz A1 Mold Basically 50 to 230 V part
  • Departure HC 1 ⁇ ⁇ 100 ⁇ 60Hz, 200V 1MHz ⁇ ; 3 types in LOCIMHz Yes in oscillator range A1 mold basically yes 50 — 230 ° C ⁇
  • HD HB and HC within the oscillator range at 60Hz, 200V 50Hz ⁇ 10kHz
  • the power supplies of the above devices HA, HB, HC, and HD are industrial power supplies having a voltage of 200 V and a frequency of 60 Hz.
  • the output adjusters of the above devices HB, HC and HD are devices for adjusting the output to an arbitrary constant output.
  • the frequency converters of the above devices HB, HC, and HD are devices that convert and output an arbitrary frequency within a range.
  • the oscillators of the above devices HC and HD are devices that oscillate only a specific frequency. However, in the case of device HB, there are unnecessary frequency bands. That is, the device HB1 uses a frequency of 60 Hz, the device HB2 uses a frequency of 200 kHz, and the device HB3 uses a frequency of 10.0 kHz. In this case, no oscillator is required. In the device H C1, an oscillator is used, and a frequency of 5.0 MHz, in HC 2 13.56 MHz, and in HC 3 40.68 MHz. Device HD uses a combination of the above oscillators.
  • the electrodes of the above devices HB, HC, and HD are devices that supply a high-frequency or low-frequency current to a raw material for molding via a mold.
  • Equipment HA, HB, HC, and HD temperature control means that an electric heater is built into the mold, a gas burner is blown directly from the outside, or the mold is heated by IH (induction heating) before molding. Adjusting the temperature of the mold. If such temperature control is not performed, the mold temperature will be within 100 ° C or lower.
  • the electromagnetic wave heating device 1 has a power supply unit 2 and a heating unit (electrode unit). ) 3.
  • the heating unit 3 has a vacuum pump (not shown), an opening for fixing the upper and lower molds, and an external heating unit.
  • the power supply unit 2 uses a vacuum tube type oscillator 4 as a power supply when the frequency is 5, 13.56, or 40.6 MHz.
  • the output of the oscillator 4 determines the energy efficiency.
  • the mold pieces 8a and 8b described below must not be in direct contact with each other.
  • an insulating section is provided between the mold pieces 8a and 8b.
  • the insulator 8c is used as this insulating part. Note that the insulating portion prevents contact between the mold pieces 8a and 8b, and may be configured as a space.
  • a ground and a cover to prevent electromagnetic wave leakage are required for each required device.
  • a variable capacitor 1 (referred to as a C component) 5 and a variable coil (referred to as an L component) 6 are provided.
  • C component a manual condenser C 1 (referred to as C 1 component) is provided.
  • the side of the mold piece 8a (upper side in the figure), which has many sharp parts such as the corner of the vertex 8a], is the ground side.
  • the mold piece 8a is used as the power supply side
  • the other mold piece 8b is used as the ground side.
  • the concentration of energy from the power supply to that portion can be prevented.
  • Local heating prevention is weaker than the device shown in (1).
  • an automatic capacitor C2 (referred to as C2 component) as a variable capacitor for automatic tuning
  • the anode current of the oscillator vacuum tube is kept constant.
  • This anode current is controlled by an automatic tracking circuit.
  • the automatic tracking circuit is capable of automatically changing the distance between the plates of the air capacitor every morning and then keeping the anode current value constant according to the change in the dielectric constant between the electrodes of the heating unit 3. It is to keep.
  • the frequencies are 60 Hz, 200 Hz, and 10 kHz.
  • an output regulator 22 is connected to a power supply 21 of 200 V, and a predetermined frequency is supplied to the heating unit 3 by a frequency converter 23.
  • a transformer can be used as the output regulator 22.
  • the heating unit 3 includes two upper and lower electrodes 7a to 7b.
  • the upper mold piece 8a ⁇ the lower mold piece 8b is in contact with each of the electrodes 7a and 7b.
  • the mold pieces 8a and 8b are put together via an insulator 8c and are not in contact with each other.
  • the mold 8 is composed of the two mold pieces 8a ⁇ 8b and the insulator 8c.
  • the mold 8 and the forming raw material 9 are collectively referred to as a heating object. Power is supplied by sandwiching the object to be heated between the electrodes 7a and 7b.
  • Fig. 6 (a) to Fig. 6 (c) show an example of the method for removing steam.
  • the insulator 8 c is provided with a steam vent 8 c] ⁇ 8 c, and a steam vent 8 c 2 ⁇ 8 c 2 for removing steam generated during heating.
  • a plurality of circumferential steam vents 8c A configuration in which eight steam vents 8 c 2 ... Are provided is also possible.
  • the number of vapor release section 8 c 2 is usually to balance Keru set 2 or more.
  • the size, shape, number, etc. of the steam vents 8 c, 8 c 2 are adjusted to suit the molded product. This needs to be changed as appropriate in response to changes in the blending of raw materials and the physical properties of molded products.
  • the steam can escape from the molding ffl raw material 9 to the outside of the mold 8 in a well-balanced manner.
  • the shape, size and number of the steam vents are not limited.
  • Figs. 6 (a) to 6 (c) and Figs. 7 (a) to 7 (c) show the structure of the steam vent provided in the insulating part. If necessary, a steam vent may be provided in a portion other than the insulating portion so that the molding can be performed.
  • one of the two electrodes 7a and 7b is a power supply electrode, and the other is a ground electrode.
  • the electrode 7a is a supply electrode
  • the electrode 7b is a ground electrode.
  • the poles can be connected in reverse.
  • the heating unit 3 incorporates an electric heating unit (not shown) and a temperature controller (temperature controller), so that the mold 8 can be heated to a predetermined temperature. In the case of only external heating, the power is not supplied from the power supply unit 2 and the heat molding is performed only one time.
  • the whole of the heating section 3 is connected to the chamber, and the inside of the heating section can be depressurized by the vacuum pump.
  • the mold 8 is fixed between the electrodes 7a and 7b by using a vertical press method as shown in FIG.
  • a hinge 25 may be provided at one end, and the other side may be hooked (fixed).
  • a mold 8 as a mold for containing a raw material for molding
  • the mold 8 is basically divided into two blocks as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b).
  • three dies are used, such as using a split mold or providing a knockout pin.
  • a mold may be formed from the above parts, but even in such a case, it is roughly divided into two groups: the power supply electrode side and the ground electrode side.
  • Parts in the same group have parts that adhere to each other when the mold is fixed and the molding process is performed. Between one block (the mold piece 8a side) and the other block (the mold piece 8b side), there is a space for molding the molded product and a clear part (here, insulation). Body 8c).
  • the insulator 8c may be attached to either of the blocks, or both, as shown in FIGS. (A) and (b).
  • the insulating portion can be formed by a gap 8d between the mold pieces 8a and 8b without using the insulator 8c.
  • the interval range of the air gap 8d is 0.3 mm or more, and the thickness of the molded product is 1 to 2 or less. If it is less than 0.3 mm, dielectric breakdown is likely to occur and sparking occurs, making molding impossible. If the thickness is 1 Z2 or more, the mold inner pressure becomes too low and molding cannot be performed.
  • a steam vent is provided to allow a large amount of steam generated during molding to escape to the outside of the mold, and such a steam vent is used in the case shown in Figs. 10 (a) and 10 (b).
  • the gap 8d of the insulating portion also serves as the steam vent.
  • the shapes of the molded products (1) and (4) are as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b).
  • the width is 170 mm
  • the length is 14.5 mm
  • the height is 17.5 mm
  • the thickness is 3.5 mm and 1.5 mm, respectively.
  • the molded product (2) has a shape as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b).
  • the width is 17 O mm.
  • the length is 144 mm.
  • the height is 35 mm.
  • the thickness is 3.5 mm.
  • the molded product shape (3) has a shape as shown in FIG. 15 (a) and FIG. I5 (b).
  • the width is 22 O mm.
  • the length is 220 mm, the height is 21.5 mm, and the thickness is 3.5 mm.
  • the molded product (5) has a shape having partitions as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). For example, the width is 22 O mm, the length is 220 mm, the height is 21.5 mm, and the thickness is 3.5 mm.
  • the molded product (6) has a shape as shown in FIGS. 1A (a) and 17 (b). For example, the diameter is 74 mm, the height is 100 mm, and the thickness is 2.5 mm.
  • the molded product (7) has a shape as shown in Fig. I8. For example, the width is 100 mm, the height is 100 mm, the height is 100 mm, and the thickness is 50 mm.
  • the molded product (8) has a difference in wall thickness as shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b). For example, suppose that the width is 100 mm, the length is 100 mm, the height is 100 mm, and there is a portion having a thickness of 20 mm and a portion having a thickness of 1 O mm.
  • the molding method Since the method of elongating the raw material differs depending on the shape of the molded product, it is necessary to appropriately change the steam release part and the raw material mixing part of the mold, but the molding method is basically the same.
  • the strength of the molded product was measured and evaluated by the methods shown in Table 9 and FIGS. 20 (a) and 20 (b). That is, as shown in Fig. 20 (a) and Fig. 20 (b), the tray-shaped molded product 40 was placed on the hollow table 41, and the plunger 42 was dropped from above and measured. .
  • the moisture content of the molded product was measured and evaluated according to the method shown in Table 10.
  • the viscosity of the raw material for molding was measured by the method shown in Table I2.
  • Tables 18 and 20 are continuations of Tables 1 and 19, respectively.
  • the dough tends to stretch quickly and become weaker in physical properties. In that case, it is necessary to adjust the mixture so that it is difficult to stretch and the surface does not have keloids. .
  • the thickness of the part that does not generate heat is designed to be thinner than the thickness of the other parts, so that the degree of heating is more uniform than that of the internal heating part. It is necessary to adjust so that Another effective measure is to devise the arrangement of the conductor and the insulation around the partition in the raw material for molding so that voltage is easily applied to the partition.
  • Heating method Formulation Nos. 1, 3 and 6 were extracted from Tables 21 to 23.
  • L, C1, C2 stop means the L component and C1 component, respectively, set to adjust the output when heating with internal heat at a predetermined frequency.
  • C is the value of the two components.
  • C2 stop means that the automatic capacitor C2 originally has the function of an automatic capacitor, but here the automatic function is stopped and the value is set manually. Represents.
  • raw material formulation No. 6 the output had to be reduced considerably due to the difficulty in controlling the spark, and the molding time was prolonged.
  • raw material formulation No. 7 it was confirmed that the control was smoother and the control range was increased by changing the type of electrolyte, and that a better molded product could be obtained.
  • Table 25 is a continuation of Table 24.
  • the mold temperature is 140 ° C to 150 ° C or higher.
  • whether or not molding is good depends almost entirely on the mold temperature, regardless of the reduced pressure.
  • FIG. 21 (a) and FIG. 21 (b) show the appearance of the raw material 9 for molding.
  • the molding raw material 9 expands by foaming around a depot 9 a where the raw material is added by a depot (injection).
  • the deposit 9a is dirty.
  • the deposit 9a has a very beautiful appearance.
  • the deposited portion 9a tends to be a nonuniform molded product having a large uneven surface and a rough internal structure.
  • Figure 23 shows the internal structure of the molded product produced using external heating. With external heating, only the surface has a fine particle size and the inside is rough.
  • Fig. 22 shows the internal structure of a molded product produced using internal heat generation. Due to internal heat generation, the particle size is sufficiently small both on the surface and inside.
  • heating was performed with a heating device H C 2 and a mold temperature of 170 ° C.
  • the results are shown in Table 26 below.
  • the physical properties of the molded product became harder as the original moisture content was reduced, resulting in a strong molded product.
  • the physical properties of the finished product can be adjusted.
  • the viscosity of the raw material after mixing is dough-like or slurry-like, and the viscosity differs greatly. Therefore, it is necessary to provide a method for supplying the raw material to the mold according to each method.
  • the water content of the raw material was changed in various ways, it was sufficient to provide a deposit (injection) mechanism according to the physical properties of the raw material, and there was no problem with the moldability or physical properties after molding. However, there was a tendency that harder molded products were formed as the amount of solid content increased as the water content decreased. From this, it became clear that the moisture content should be set according to the desired shape-application.
  • the effect of the release agent was investigated.
  • the specifications are as follows.
  • heating was performed with a heating device HC2 and a mold temperature of 170.
  • the results are as shown in Table 27 below.
  • a molded article could be produced even if the amount and type of the release agent were changed. If the amount is too large, the raw material is difficult to elongate and tends to suppress internal heat generation. Therefore, the minimum amount should be added in consideration of the releasability of the molded product.
  • fatty acid salts can be used instead of vegetable oils and fatty acids.
  • Molded product shape (1), (6), (7)
  • the molded product shapes (1) to (5) are long in the horizontal direction, and the extension in this direction, that is, emphasis on the lateral extension.
  • the shape of the molded product (6) is a shape that is long in the vertical direction. It is desirable to use starch having excellent swelling for the molded product (7).
  • Example 7 The reusability of the moldings was investigated.
  • the specifications are as follows.
  • Raw material mix No. 15 to No. 21, No. 2 5.
  • No. 32 to No. 38 Shape of molded product: (1)
  • the heating was performed with a heating device H C 2 and a mold temperature of 170.
  • the results are as shown in Table 30 below. Excerpts are shown for raw material formulation Nos. 25 and 32.
  • the molded product and the burrs protruding from the mold were collected, crushed after removing impurities, and then put into a mixer at the same time as the starch and the like, followed by stirring and mixing. Both moldability and physical properties of molded products are good, and burrs and defective moldings can be reused as raw materials, reducing losses.
  • burrs formed during molding in this example and defective moldings can be reused by refining and pulverizing them and then mixing them with the original raw materials.
  • Example 8 The effect of strength and softener was investigated.
  • the specifications are as follows. Experiment No.: No. 8 — 1 to 8 — 1 4
  • Molded product shape (1), (3)
  • heating was performed with a heating device H C 2 and a mold temperature of 170 ° C.
  • the results are shown in Table 31 below.
  • heating was performed with a heating device H C 2 and a mold temperature of 170 ° C.
  • the results are as shown in Table 32 below.
  • measures such as lowering the output as shown by a curve A shown in FIG. 25 and making the slope at the time of current rise gentler as shown by a curve B are taken.
  • a treatment for stabilizing the dough in the early stage of heating is performed by adding a dough stabilizing step C at the beginning of heating. Such measures control the excessive rise in anode current.
  • the current may remain unnecessarily high during the latter half of the heating, and the current value during the drying may be too high, sometimes causing sparking or burning. This can be caused by
  • the output can be changed by changing the L component and the C component.
  • Curve a shows the case where the L component is short and the C component is narrow.
  • Curve c shows the case where the L component is long and the C component is wide.
  • the curve b shows the case where the L component and the C component are intermediate between the values of the curves a and c, respectively.
  • the heating conditions can be changed by changing the shape of the curve, and the anode current value can be controlled as described above.
  • the molded article becomes soft, has a uniform and dense structure, and has a good appearance. Therefore, it is important to find a reasonably good setting for the mold structure and composition 'internal heat generation conditions.
  • Heating device H C 2 Current value Molding time (seconds) Spark Molded material properties Remarks Output conversion (A) type External Internal heating External H C 2 First half Second half Strength Appearance assembly 3 ⁇ 4 Evaluation Heating L C 1 C 2 Heating price
  • the molding time greatly changes by changing the L and C components. If the conditions are too harsh, sparks will occur, causing the molded product to burn out but not dry.
  • the The anode current value is kept constant by automatically controlling the capacitor C2. As a result, the molding time could be further reduced.
  • scorching and sparking tend to occur later in the drying process when the L component is lengthened, and tend to occur at the moment of starting heating when the L component is shortened.
  • the current value is IA.
  • sparks are likely to occur because the control range of the L and C components is narrow and the constant current value is high.
  • the current value is 0 • 6 A.
  • the control range of the L component and the C component is wider than in Table 35, and it is less likely to burn or spark.
  • Heating device HC 2 Current value Mold temperature Moisture molding time (seconds) Formation Remarks Output conversion (A) (.C) Content type External internal heat generation (%) External HBHC 2 Physical heating LC 1 C 2 Setting 1 Setting 2 Heating 2 things
  • Heating device HC 2 Current value Mold temperature Moisture molding time (seconds) Formation Remarks Output conversion (A) (.C) Content type External internal heat generation (%) External HBHC 2 Physical heating LC 1 C 2 Setting 1 Setting 2 Heating 2 things
  • the heating method is as shown in Table 40.
  • the oscillator output was controlled by adjusting the L and C components. Drying was completed when the anode current value became constant.
  • Tables 40 and 41 without Figure 31 and in Figure 33.
  • “ ⁇ ” in the “Heating device” column indicates use, and “x” indicates nonuse.
  • Table 41 shows the anode current value (A) at 13.56 MHz (experimental No. 12—4 to No. 12—15).
  • Molded shape (1) to (7)
  • the heating was performed under the following conditions using a heating device SH C 2.
  • the results are shown in Table 4 2 ⁇ Table 43 and Figures 34 and 35.
  • Fig. 34 is a rough sketch of this situation.
  • Figure 35 shows the situation in a rough sketch.
  • the molded product shapes (3) and (5) have a larger surface area than the molded product shape (1), so that the anode current value does not increase easily with the same output.
  • the molding time is long.
  • the current value pattern of the molded product shape (1) in the graph of Fig. 34 is similar to the current value pattern of the molded product shape (3) shown in Table 43 and Fig. 35. I have. From this fact, in the case of the molded product shape (3), if the output is increased by shortening the L component, a good molded product can be obtained with the same molding time as that of the molded product shape (1). It turns out that it is obtained.
  • the shape of the molded product (7) is strong, and the peak value of the anode current is almost the same as that of the molded product (1). ), The anode current value rises slowly because the wall thickness is much thicker. The molding time is longer than that of the molded product (1). However, a good molded product having a thickness and cushioning property suitable for use as a cushioning material such as a corner pad, which is completely different from the molded product shape (1), can be obtained.
  • the water resistance imparted by the laminate was investigated.
  • a sheet film is compression molded on a sheet-like molding raw material using a natural resin, wax, or the like as a main raw material, and the sheet film compression molded product of the protein is molded together with the molded product.
  • a natural resin, wax, or the like as a main raw material
  • Waterproofing agents Nos. 1 to 9 consisting of the respective raw materials shown in Table 45 were applied to the molded article (1). That is, natural resin was dissolved in various solvents as the main raw material, and was prepared to 50 to 1 OOO cp (Centipoise). Two flat pattern guns for painting were used to simultaneously apply to both sides of the molded product. The application amount is 2.0 g ⁇ 0.2 g.
  • various coating methods such as gun coating, roll coating, D-PP (NG (immersion)), powder melting coating, and the like, and all of these coating methods can be used in the present invention.
  • a gun coating in which the application amount is particularly easy to control is used. After application, perform conditioning such as leveling, and dry with a flute for 10 minutes. A molded article with added water resistance was obtained. The water resistance of this molded product was confirmed. The results are shown in Table 45.
  • Example 15 The provision of water resistance by another water-resistant agent was examined in the same manner as in Example 15.
  • a water-resistant agent having a high melting point No. 10 to 18 consisting of each raw material shown in Table 46 was applied to the molded product of the molded product shape (1).
  • the application amount is 3.0 g ⁇ 0.3 g.
  • the product was conditioned and dried to obtain a molded product with added water resistance. The water resistance of this molded product was confirmed. The results are shown in Table 46.
  • the molded product utilizing internal heat generation is very good. It is also significant from the standpoint of adhesion of water-resistant film.
  • the internal heat is more effective in adding the function as a container to be used for food etc. because the inner heat generation is in a lying state with a small amount of application and the water resistance is further improved. It turned out that it was.
  • Heating device HC 2 Current value Moisture Molding time (seconds) Spark-Molded material properties Remarks Output conversion (A) Content type External internal heat generation (%) External HBHC 2 First half Second half Strength Appearance Tissue characterization Heating LC 1 C 2 Heating Bivalent
  • Heating device HC 2 Current ⁇ Moisture Molding time (seconds) Spark Molded material properties Remarks Output conversion (A) Content type External internal heating (%) External HBHC 2 First half Second half Strength Appearance Tissue characterization Heating C 1 C 2 Heating 2 Value
  • Table 5 Heating device HC2 Current value Mold temperature Moisture Molding time (sec) Formation Remarks Output conversion (A) (in) Content type External internal heat generation (%) External HBHC 2 Physical heating C1 1 C2 Setting 1 Setting 2 Heating 2 items
  • both the moldability and the physical properties of the molded product are good, and a stable molded product can be obtained in a shorter time than the thick-walled product. And it is possible.
  • the thickness of the thin molded product varies depending on the output (1) condition setting, but here a molded product of 1.5 mm is possible. This makes it easier for them to fit each other when they are stacked, improving stackability, and has the effect of facilitating mass storage and mass transportation.
  • the stackability refers to the overall bulkiness when a plurality of objects are stacked, and the lower the bulk, the better the stickiness.
  • the molding time can be further reduced.
  • the molding time was reduced to 1/3 to 1/2 (when the thickness was 1.5 mm) as compared with the thick-walled product (thickness 3.5 mm) of Example 2. As a result, production efficiency can be improved.
  • Heating device HC2 Current value Moisture Molding time (seconds) Molded material properties Remarks Output conversion (A) Content type External internal ripening (%) External HB2HC2 strength Appearance Texture evaluation Heating C1C2 ripening value
  • the first method for producing a starch biodegradable molded product according to the present invention comprises the steps of: using a starch-containing and biodegradable raw material; A biodegradable molded product made of starch that is covered with a mold having an insulating part between the mold pieces, and is heated and expanded by energizing heating and Z or dielectric heating by applying AC between the mold pieces from an AC power supply.
  • the above-mentioned mold is used in which a vapor vent is provided in the insulating section, the outside of the mold is depressurized, and the heating is carried out while removing the vapor generated by the heating from the vapor vent. It is characterized by performing.
  • the second method for producing a starch biodegradable molded product comprises a starch containing biodegradable Is covered with a mold having conductive first and second mold pieces and an insulating portion between the mold pieces, and an alternating current is applied between the mold pieces from an AC power supply to thereby heat the material.
  • a method for producing a biodegradable molded product made of starch which is expanded by heating with Z or dielectric heating, wherein the above-mentioned mold is provided with a steam vent in the insulating part, and the raw material is heated.
  • the method is characterized in that the raw material is heated while the vapor release part is heated and the vapor generated by heating the raw material is released from the vapor release part.
  • the third method for producing a starch biodegradable molded product is characterized in that the raw material is heated in combination with external heating in the first or second method for producing a starch biodegradable molded product.
  • the combined use can further reduce the molding time.
  • the structure of the external heating device is simplified as compared with the case where the external heating is performed by heating alone.
  • the temperature control conditions for external heating may be milder than when heat molding is performed by external heating alone.For example, a desired final molded product can be obtained in a wide temperature range such as 100 to 230 ° C. Can be obtained. For this reason, the external heating device can be further simplified as compared with the case where the external molding is performed by heating alone. I can do it.
  • a fourth method for producing a starch biodegradable molded article is the method for producing a starch biodegradable molded article according to any one of the first to third methods, wherein the composition of the raw material is starch 100 to 2 It has a weight ratio of 0 to 70 to 240, and water is 30 to 70% by weight based on the total amount.
  • the water content is preferably 40 to 60% by weight.
  • the above raw materials may be appropriately selected from other raw materials such as a strength softening agent, a coloring agent, a release agent, a swelling agent, a salt, a water resistance imparting agent, and the like. Part may be added.
  • a fifth method for producing a starch biodegradable molded article is the method for producing a starch biodegradable molded article according to any one of the first to fourth methods, wherein a water-resistant additive is applied to the molded article. It is characterized by.
  • the water-resistant film is further strengthened and the water resistance is improved.
  • the sixth method for producing a starch biodegradable molded product is the method for producing a starch biodegradable molded product according to any one of the first to fifth methods, wherein the molded product has a thickness of 1 to 50 mm. It is characterized by having.
  • the above-mentioned molded product can correspond to various shapes, and it is possible to produce a molded product having excellent moldability and physical properties of a molded product, not only a thin molded product but also a thick molded product.
  • the method of manufacturing a biodegradable molded product made of starch is to prevent dielectric breakdown due to the generation of a large amount of steam from the raw material during the hot molding of the biodegradable molded product made of starch by electric heating or dielectric heating. Can be.

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Description

明細書 澱粉製生分解性成形物の製造方法 技術分野
本発明は、 澱粉を有する生分解性の原料からなる澱粉製生分解性成形 物の製造方法に関するものである。 背景技術
澱粉を有する原料からなる澱粉製生分解性成形物として、 ト レィゃコ ップ、 コーナーパッ ド等のようなものがある。 これらの澱粉製生分解性 成形物の製造方法としては、 所定の温度まで予め加熱した成形型に上記 の原料を入れ、 熱伝導を利用して成形する外部加熱方法がある。
しかしながら、 これらの方法は、 成形時間が遅く生産効率が悪いほか 、 金型の温度不均一による焼きムラが生じたり して均一な組織が得られ ない等の問題がある。
そのため、 別の方法として、 交流を金型に印加して通電加熱や誘電加 熱のような電磁波加熱によって原料の内部発熱を起こし、 その熱によつ て原料を加熱して成形する方法がある。 この場合、 金型を 2つの金型片 に分割し、 金型片同士は、 両者間に挟んだ絶縁体によって絶縁状態と し 、 各金型片に交流の電極を接鐃する。 そしてその電極を介して金型に交 流を印加し、 金型内の原料を通電加熱や誘電加熱によって加熱、 成形し ている。
しかしながら、 上記の通電加熱や誘電加熱による製造方法では、 成形 中に、 原料中に含まれる水分が蒸発して多量の蒸気が発生し、 この蒸気 が凝縮して結露するため、 絶縁破壊が起こり、 通電加熱や誘電加熱がう ま く行われなく なるという問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 通電加熱や誘電加熱による澱粉製生分解性成形物の 加熱成形中に、 原料から多量の蒸気が発生して結露するこ とによる絶縁 破壊を防止することができる澱粉製生分解性成形物の製造方法を提供す る こ とにある。
上記の目的を達成するため、 本発明に係る第 1 の澱粉製生分解性成形 物の製造方法は、 澱粉を含有し、 生分解性を有する原料を、 導電性の第
1 および第 2型片と上記両型片間の絶縁部とを有する型で覆い、 交流電 源から上記両型片間に交流を印加することにより、 通電加熱および/"ま たは誘電加熱にて加熱して膨化させる澱粉製生分解性成形物の製造方法 において、 上記型として、 上記絶縁部に蒸気抜き部を設けたものを用い 、 上記型の外部を減圧し、 上記加熱によって生じる蒸気を上記蒸気抜き 部から抜きながら上記加熱を行う方法である。
また、 本発明に係る第 2の澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 澱粉 を含有し、 生分解性を有する原料を、 導電性の第 1 および第 2型片と上 記両型片間の絶縁部とを有する型で覆い、 交流電源から上記両型片間に 交流を印加することにより、 通電加熱および/または誘電加熱にて加熱 して膨化させる澱粉製生分解性成形物の製造方法において、 上記型とし て、 上記絶縁部に蒸気抜き部を設けたものを用い、 上記原料への加熱を 行う際に、 上記蒸気抜き部を加熱し、 上記原料への加熱によって生じる 蒸気を上記蒸気抜き部から抜きながら、 上記原料への加熱を行う方法で ある。
それゆえ、 蒸気の結露を防止し、 絶縁破壊を防ぐこ とができるという 効果を奏する。
本発明のさらに他の目的、 特徴、 および優れた点は、 以下に示す記載 によって十分わかるであろう。 また、 本発明の利益は、 添付図面を参照 した次の説明で明白になるであろう。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明に係る澱粉製生分解性成形物の製造方法のための加熱 装置の一構成例を示す説明図である。
図 2は、 本発明に係る澱粉製生分解性成形物の製造方法のための加熱 装置の他の構成例を示す説明図である。
図 3は、 本発明に係る澱粉製生分解性成形物の製造方法のための加熱 装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
図 4は、 本発明に係る澱粉製生分解性成形物の製造方法のための加熱 装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
図 5は、 加熱時における発振器の陽極電流の推移を示すグラフである o
図 6 ( a ) ないし図 6 ( c ) は、 '絶縁体の構成の一例を示すものであ り、 図 6 ( a ) は水平断面図、 図 6 ( b ) は側面図、 図 6 ( c ) は図 6 ( a ) の F— F矢視断面図である。
図 7 ( a ) ないし図 7 ( c ) は、 絶縁体の構成の他の例を示すもので あり、 図 7 ( a ) は水平断面図、 図 7 ( b ) は側面図、 図 7 ( c ) は図 7 ( a ) の G— G矢視断面図である。
図 8は、 金型の構成例を示す説明図である。
図 9は、 金型の他の構成例を示す説明図である。
図 1 0 ( a ) および図 1 0 (b ) は、 絶縁体の組み込み方法の一例を 示す断面図である。
図 1 1 ( a ) および図 1 1 (b ) は、 絶縁体を組み込まずに空間によ つて絶縁部を設ける方法の一例を示す断面図である。
図 1 2は、 金型のさらに他の構成例を示す説明図である。
図 1 3 ( a ) および図 1 3 ( b ) は、 澱粉製生分解性成形物の構成例 を示すものであり、 図 1 3 ( a ) は平面図、 図 1 3 ( b ) は図 1 3 ( a ) の J— J矢視断面図である。
図 1 4 ( a ) および図 1 4 ( b ) は、 澱粉製生分解性成形物の他の構 成例を示すものであり、 図 1 4 ( a ) は平面図、 図 1 4 ( b ) は図 1 4 ( a ) の K— K矢視断面図である。
図 1 5 ( a ) および図 1 5 ( b ) は、 澱粉製生分解性成形物のさらに 他の構成例を示すものであり、 図 1 5 ( a ) は平面図、 図 1 5 ( b ) は 図 1 5 ( a ) の L— L矢視断面図である。
図 1 6 ( a ) および図 1 6 (b ) は、 澱粉製生分解性成形物のさらに 他の構成例を示すものであり、 図 1 6 ( a ) は平面図、 図 1 6 (b ) は 図 1 6 ( a ) の M— M矢視断面図である。
図 1 7 ( a ) および図 1 Ί ( b ) は、 澱粉製生分解性成形物のさらに 他の構成例を示すものであり、 図 1 7 ( a ) は平面図、 図 1 7 ( b ) は 図 1 7 ( a ) の N— N矢視断面図である。
図 1 8は、 澱粉製生分解性成形物のさらに他の構成例を示す平面図で ある。
図 1 9 ( a ) および図 1 9 ( b ) は、 澱粉製生分解性成形物のさ らに 他の構成例を示すものであり、 図 1 9 ( a ) は平面図、 図 1 9 ( b ) は 図 1 9 ( a ) の〇一〇矢視断面図である。
図 2 0 ( a ) および図 2 0 ( b ) は、 澱粉製生分解性成形物の強度測 定方法の一例を示す説明図である。
図 2 1 ( a ) および図 2 1 ( b) は、 澱粉製生分解性成形物の組織の 一例を示すものであり、 図 2 1 ( a ) は断面図、 図 2 1 ( b ) は平面図 である。
図 2 2は、 内部発熱による澱粉製生分解性成形物の断面の様子を示す 説明図である。
図 2 3は、 外部加熱による澱粉製生分解性成形物の断面の様子を示す 説明図である。
図 2 4は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 2 5 は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 2 6 は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 2 7は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 2 8は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 2 9は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 3 0は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 3 1 は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 3 2は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 3 3は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 3 4 は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。
図 3 5 は、 澱粉製生分解性成形物の加熱時間と電流値との関係を示す グラフである。 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施例について図 1 ないし図 3 5に基づいて説明すれば、 以 下の通りである。 まず、 各実施例に共通する構成について述べる。 〔原料〕
本発明に用いられる原料を表 1 〜表 6に挙げる。
表 1 t
Figure imgf000009_0001
表 2
原料配合 NO 8 9 1 0 1 1 1 2 馬鈴薯澱粉 100 100 100 100 100 10 馬鈴薯架橋澱粉 50 50 50 50 50 5 炭酸水素ナトリウム 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0. 微結晶セルロース 3 3 3 3 3 キサンタ ンガム 2 2 2 2 2 2 ステア リ ン酸 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1. t 大豆油 1 1 1 1 1
レシチン 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0. 固形 計 156.1 156.1 156.1 156.1 156.1 156 水 60 90 120 150 180 21 固形分 ) 72.24 63.43 56.54 51.00 46.44 42. 粘度(CP) ドウ状 ドウ状 8500 4000 1500 9
表 3
原料配合 No 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 馬鈴薯澱粉 100 100 100 100 100 100 100 コーンスターチ 20 20 20 20 20 20 20 成形粉砕物 3 3 3 3 3 3 3 ステアリン 酸カルシウム 0 0 0 0 0 0 2 ステ了リン 酸マグネシゥ A 0 0 0 0 0 2 0 ローカストビーンガ i 1 1 1 1 1 1 1 パルミ チン酸 0 1 2 5 1 0 0 0 t
ON
大豆油 2 0 0 0 0 0 0 レシチン 0.2 0 0 0 0 0 0 脂肪酸エステル 0 0.1 0.2 0.5 1 0 0 固形 計 126.2 125.1 126.2 129.5 135.0 126.0 126.0 水 130 130 130 130 140 130 130 固形分(%) 49.26 49.04 49.26 49.90 49.09 49.22 49.22 粘度(CP) 2500 2500 2300 3000 2000 2200 2500
表 4
原料配合 No 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 馬鈴薯澱粉 100 100 100 100 0 0 0 0 0 0 タピオ力澱粉 0 0 0 0 100 100 100 100 100 0 コ ー ンスタ ーチ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 α化馬鈴薯澱粉 3 3 3 0 0 0 0 0 0 0 α化タピオ力澱粉 0 0 0 0 2 5 5 5 1 0 0
O
a化コーンスタ-チ 0 n i 0 0 0 0 0 0 0 0 5 馬鈴薯架橋澱粉 2 0 5 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
n i
o
架橋コ-ンスタ-チ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0
ON 成形粉砕物 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0
n i
o
ステ了リン 酸カルシウム 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 o
ソ ル ビ ト ール 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
n i
o
キサ ンタ ンガム 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0 0.4 0 0 0.8
00
固形 計 130.8 160.8 210.8 110.8 109.8 109.0 112.4 112.0 117.0 132.8 水 130 160 210 110 110 110 110 110 110 130 固形分(¾) 49.95 50.45
粘度 (CP) 4200 4500 5200 5000 4200 2800 5500 3200 5200 5000 j - o
n i
n i o 表 5 t
Figure imgf000013_0001
表 6 t
Figure imgf000014_0001
上記の表 1 に示すように塩の添加量を変えるこ とにより、 原料の導電 率が変化し、 内部発熱成形に影響を与える。 塩の量や種類を変えるこ と により、 導電率を制御できる。 導電率の制御は、 低周波加熱時には必ず 必要である。
ここに挙げた原料は上記表 2のように種々の水分含量を持っているが
、 原料のデポジッ ト (注入) 機構を工夫すれば、 これらの原料はすべて
、 本発明で使用されるいずれの金型でも成形可能である。 金型成形の場 合、 ある程度の水がないと内圧が上がりにく レ、。
表 3において、 内部発熱成形時、 凹凸を綺麗に出すためには、 離型剤 は少々多めに必要である。 離型剤の添加により、 内層がより密になり、 耐水表面処理時により良い結果となる。
表 4において、 主原料が澱粉であり、 この種類や配合割合で成形性が 決まる。 成形物の形状により、 澱粉の割合を変える必要がある。 澱粉は
、 強度や柔軟性の点においても重要な役割を占める。
内部発熱成形の場合は、 外部加熱に比べて初期膨化が早く大き く なる 傾向がある。 このため、 安定な伸びが成形用原料に要求される。
表 5において、 強度 · 柔軟性付与剤は、 強度や柔軟性の性能を付与す るとともに、 原料の安定な伸びを制御する。 これの添加により、 気泡を より細かく し、 表面耐水処理時により効果的である。
表 6 において、 内部発熱成形は、 外部加熱に比べ、 艷やかな色が出や すい。
以上述べたような、 表 1 〜表 6 に記載の N o . 1 〜N o . 4 5の各配合を 、 原料として用いる。
〔成形用原料の調製法〕 原料の調製から成形に至るまでの流れは以下の通りである。
①原料計量
②ミキサ一にて下記③④以外の原料と水とを攪拌
③澱粉投入 · 攪拌
④離型剤投入 · 攪拌
⑤エージング (冷却 2層タンクを使用する)
⑥デポジッ ト (注入)
⑦型に入れて成形
このようにして成形物を作製する。
〔装置〕
本発明に用いられる装置について説明する。 なお、 攪拌等は従来同様 のものが用いられるため、 説明は省略する。 上記成形用原料を後述する ような型に入れ、 加熱装置にて加熱 · 膨化するこ とによって成形物を作 製する。 このような加熱装置と して、 電磁波加熱装置 (H B、 H C、 H Dとする) 3種と比較対照用の外部加熱装置 (H Aとする) の大き く分 けて計 4種類の装置が用いられる。 上記各装置の構成内容は以下の表 7 に示す通りである。 また、 図 1 〜図 4 に電磁波加熱用装置の概略の構成 を示す。 なお、 用いる周波数は表 7に記すものに限られず、 5 0 H z〜 1 0 0 M H zの任意の周波数を用いることができる。
加熱装置 一次電源 周波数変換器 出力調整器 電極 絶縁 温度調節
HA: 外部加熱 60Hz,200V 無し 無し 無し 無し 150 ~230 て 内 HB: 50Hz~ 1MHz 60Hz,200V 50Hz~10kHz 内で 有り A1製金型 基本的に有り 50 〜230 V 部
発 HC: 1ΜΗζ~100ΜΗζ 60Hz,200V 1MHz〜; LOCIMHz内で 3種類 発振器領域内で有り A1製金型 基本的に有り 50 — 230 °C 埶
HD: HBと HCとを 60Hz,200V 50Hz~ 10kHz 内で 発振器領域内で有り
併用 Μ製金型 基本的に有り 50 〜230 "C lMHz〜10CIMHz内で 3種類 発振器領域内で有り
装置 H Bは、 H B 1 、 H B 2、 H B 3の 3種類がある。 また、 装置 H 。は、 H C 1 、 H C 2、 H C 3の 3種類がある。
こ こで、 上記装置 H A、 H B、 H C、 HDの電源とは、 電圧 2 0 0 V 、 周波数 6 0 H zの工業用電源である。
上記装置 H B、 H C、 HDの出力調整器とは、 出力を任意の一定出力 に調整する装置である。
上記装置 H B、 H C、 HDの周波数変換器とは、 範囲内で任意の周波 数に変換して出力する装置である。
上記装置 H Cおよび HDの発振器とは、 特定の周波数のみを発振する 装置である。 ただし、 装置 H Bの場合、 不要の周波数帯がある。 すなわ ち、 装置 H B 1 では 6 0 H z、 H B 2では 2 0 0 H z、 H B 3では 1 0 . 0 k H zの周波数を使用するが、 この場合いずれも発振器は不要であ る。 装置 H C 1 では、 発振器を用いて、 5. 0 MH z、 H C 2では 1 3 . 5 6 MH z、 H C 3では 4 0. 6 8 MH zの周波数を使用する。 装置 HDでは、 上記発振器を組み合わせて使用する。
上記装置 H B、 H C、 HDの電極とは、 高周波も しく は低周波の電流 を、 型を介して成形用原料に供給する装置である。
装置 HA、 H B、 H C、 HDの温度調節とは、 金型内に電熱ヒーター を組み込んだり、 外部より直接ガスバーナーであぶったり、 I H (誘導 加熱) により金型を発熱させたり して、 成形以前に金型の温度を調節す ることを指す。 このような温度調節をしない場合には、 金型温度は 1 0 0 °C以下の範囲内となる。
上記電磁波加熱装置の個々の構成について説明する。
図 1 に示すように、 電磁波加熱装置 1 は、 電源部 2 と加熱部 (電極部 ) 3 とを有している。 また、 加熱部 3は、 図示しない真空ポンプ、 上下 の型を固定する口 ッ ク部、 および外部加熱部を有している。
電源部 2は、 周波数が 5、 1 3 . 5 6 、 4 0 . 6 8 M H zの場合は、 真空管式の発振器 4 を電源とする。 発振器 4の出力によって、 エネルギ 一効率が决定する。 後述の金型片 8 a · 8 b間は直接接触してはならず 、 そのために金型片 8 a ■ 8 b間に絶縁部を設ける。 この絶緣部と して 絶縁体 8 cを用いている。 なお、 絶縁部は金型片 8 a - 8 b間の接触を 防止するものであり、 空間で構成してもよい。 また、 必要な各機器につ いて、 アースおよび電磁波漏洩防止カバ一が必要である。
そして、 調整用回路として可変コンデンサ一 ( C成分と称する) 5 と 可変コイル (L成分と称する) 6 とを備えている。 加熱対象物に応じて 、 この C成分 5 と L成分 6 とを変化させるこ とにより、 最適の出力や同 調を得ることができる。 上記 C成分と して、 手動コンデンサー C 1 ( C 1成分と称する) が設けられている。
図 2に示す装置は、 頂点 8 a 】 の角のように鋭利な部分が多いほ うの 金型片 8 aの側 (図中、 上側) を、 アース側にしたものである。 このよ うな鋭利な部分が一方の金型片 8 aに存在する場合、 図 1 に示すように 、 その金型片 8 aのほうを電源側、 他方の金型片 8 bをアース側とする と、 その鋭利な部分に電源からのエネルギーが集中しやすいため、 その 部分の成形用原料 9の鋭角部 9 Cにおいて局部加熱が起こ りやすい。 こ のため、 図 2に示すように、 このような鋭利な部分を有する金型片 8 a のほうをアース側にすると、 電源からその部分へのエネルギーの集中を 防ぐことができるので、 図 1 に示す装置に比べて局部加熱防止がしゃす い。 また、 図 3に示すように、 自動調整 . 同調用の可変コ ンデンサ一と し ての自動コンデンサ一 C 2 ( C 2成分と称する) を設けるこ とによ り、 発振器真空管の陽極電流を一定に制御するこ ともできる。 この陽極電流 は、 自動追尾回路によって制御される。 自動追尾回路とは、 エアーコ ン デンサ一の極板間隔をモー夕一で自動的に変更するこ とができ、 加熱部 3の電極間の誘電率の変化に対応して陽極電流値を一定に保つものであ る。
ここでは、 C成分を構成するコンデンサーの極板間隔を大き く (小さ く) するこ とを、 「 ( 成分を広く (狭く) する」 と称し、 また、 L成分 を構成する抵抗器の回路中で使う実質的な長さを長く (短く) するこ と を、 「: L成分を長く (短く) する」 と称する。 C成分を広くするほど出 力は小さ く なる。 手動コンデンサー C 1 は、 最も狭く したとき C 1 = 1 0 0、 最も広く したとき C 1 = 0である。 自動コンデンサ一 C 2は、 最 も狭く したとき C 2 = l 0、 最も広く したとき C 2 = 0である。 L成分 を長くするほど出力は小さ くなる。 Lは、 最も短く したとき L = 0、 最 も長く したとき L = 1 5である。 以降、 こ こでは、 C成分、 L成分の値 はそれぞれ、 上記各最小値および最大値に対する比例値として示す。 自動コンデンサ一 C 2の動作時には、 発振器の陽極電流値は図 5の曲 線 Aのように推移する。 すなわち、 電流値を定量的に流すこ とができる 。 また、 自動コンデンサ一 C 2は、 その自動機能を停止させて、 手動で 値を設定するこ ともできる。 停止時には、 図 5の曲線 Bのように推移す る。 すなわち、 電流値は成形内容物の通電 ■ 誘電性質によって変化する σ
また、 図 4に示すように、 周波数が 6 0 H z、 2 0 0 H z、 1 0 k H zの場合は、 2 0 0 Vの電源 2 1 に出力調整器 2 2をつなぎ、 周波数変 換器 2 3で所定の周波数にした後に加熱部 3に供給する。 出力調整器 2 2 としては トランスを用いるこ とができる。
図 1 に示すように、 加熱部 3は上下に 2枚の電極 7 a - 7 bを備える 。 電極 7 a · 7 bにはそれぞれ上側の金型片 8 a ■ 下側の金型片 8 bが 接触している。 金型片 8 a · 8 bは絶縁体 8 cを介して合わさつており 、 互いに非接触状態となっている。 上記両金型片 8 a ■ 8 b、 絶縁体 8 c とにより金型 8が構成されている。 また、 金型 8 と成形用原料 9 とを 加熱対象物と総称する。 電極 7 a · 7 bの間にこの加熱対象物を挟んで 給電するようになっている。
図 6 ( a ) ないし図 6 ( c ) に蒸気抜きの方法についてその一例を示 す。 絶縁体 8 cには、 加熱時に発生する蒸気を抜くための蒸気抜き部 8 c 】 · 8 c , 、 蒸気抜き部 8 c 2 ■ 8 c 2 が設けられている。 加熱時に 金型 8内の成形用原料 9 (図示せず) から発生する蒸気が、 この蒸気抜 き部 8 c 2 * 8 c 2 から蒸気抜き部 8 c 】 · 8 c , を通って金型 8の外 部へ放出されるようになっている。 図 6 ( a ) ないし図 6 ( c ) の構成 以外にも、 図 7 ( a ) ないし図 7 ( c ) に示すように、 円周状の蒸気抜 き部 8 c : の中に複数個例えば 8個の蒸気抜き部 8 c 2 …を設けた構成 としてもよい。
蒸気抜き部 8 c 2 の個数は、 バランスを取るために通常は 2個以上設 ける。 また、 蒸気抜き部 8 c , 、 蒸気抜き部 8 c 2 は、 その大きさ、 形 状、 数等を調整し、 成形物に適合するように設ける。 これは、 原料配合 や成形物の物性等の変化に対応し、 適宜変更が必要である。 本発明では 、 蒸気が成形 ffl原料 9から金型 8の外部へバランスよ く抜け出るこ とが できればよく、 蒸気抜き部の形状や大きさ、 数は限定されない。 なお、 図 6 ( a ) ないし図 6 ( c ) 、 図 7 ( a ) ないし図 7 ( c ) には、 絶縁 部に設けた蒸気抜き部の構成を示したが、 全体をより均一に効率よ く成 形できるように、 必要に応じて絶縁部以外の箇所にも蒸気抜き部を設け てもよい。
図 1 および図 2に示すように、 2枚の電極 7 a · 7 bは、 一方が給電 極、 他方が接地極である。 図 1 に示す配置では、 電極 7 aが給電極、 電 極 7 bが接地極である。 また、 図 2に示すように、 極を逆に接続するこ ともできる。
加熱部 3には、 図示しない電熱ヒ一夕一と温調器 (温度調節器) とが 組み込まれており、 金型 8を所定の温度に加熱できるようになつている 。 なお、 外部加熱のみの場合は、 上記電源部 2からの給電は行わずに、 このヒ一夕一のみによつて加熱成形を行う。
また、 この加熱部 3部分全体がチャンバ一になつており、 前記真空ポ ンプによって内部を減圧できるようになつている。
金型 8 は、 図 8 に示すような上下プレス方式を用いて電極 7 a · 7 b 間に固定される。 その他にも、 図 9に示すように、 一端にヒンジ 2 5を 設け、 反対側にて口 ッ ク (固定) する方法も採り うる。
〔型〕
成形用原料を入れるための型としての金型 8の構造について説明する 図 1 0 ( a ) および図 1 0 ( b ) に示すように、 金型 8 は基本的に 2 つのブロッ クに分かれる。 図示されていないが、 成形物形状や取り出し 方法によっては割型を用いたり、 ノ ッ クアウ ト ピンを設けたり して 3つ 以上のパーツから金型が形成されるこ ともあるが、 その場合でも、 給電 極側と接地極側との 2つのブ ッ クに大別してグループ化する。
同じグループのパーツは、 型を固定して成形工程を行う際は、 互いに 密着する部分を持っている。 その一方のブロ ッ ク (金型片 8 a側) と他 方のブロ ッ ク (金型片 8 b側) との間には、 成形物を成形する空間と絶 緣部 (こ こでは絶縁体 8 c ) とを有している。 絶縁体 8 cは、 同図 ( a ) および同図 ( b ) に示すように、 どちらのブロ ッ クに取り付けても良 く、 また両方に取り付けるこ とも可能である。
また、 図 1 1 ( b ) に示すように、 絶縁部は、 絶縁体 8 cを用いずに 金型片 8 a と金型片 8 b との間の空隙 8 dによって形成するこ ともでき る。 この場合、 空隙 8 dの間隔範囲は 0 . 3 m m以上で、 成形物肉厚の 1 ノ 2以下である。 0 . 3 m m以下では絶縁破壊が起きやすく、 スパ— クが生じるため成形できない。 また、 肉厚の 1 Z 2以上にすると型内圧 が低くなりすぎ、 成形ができなくなる。
成形中に発生する多量の蒸気を型外部に逃がすために蒸気抜き部を設 けるが、 このような蒸気抜き部は、 図 1 0 ( a ) および図 1 0 ( b ) に 示した例の場合には、 絶縁体 8 cに設けるか、 あるいは、 金型片 8 a ま たは 8 bの、 絶縁体 8 cに接する面に設ける。 図 1 1 ( a ) および図 1 1 ( b ) に示した例の場合には、 絶縁部の空隙 8 dが蒸気抜き部を兼用 する。
〔成形物〕
上記原料、 型および加熱装置を用いて作製した成形物について説明す 表 8および図 1 3 ( a ) ないし図 1 9 ( b ) に示すようなサンプルを 焼成した。 その際、 その形に合った型を使用した。 なお、 本実施例では 挙げていないが、 板状およびシー ト状緩衝材の場合、 図 〗 2に示すよう な連続口一ラー方式でもよいし、 この方式を用いてシー トを後成形する こ とも可能である。
表 8
成形物 成形物名 ¾¾¾ 投影 平均 成形重量 原料配
7Ϊ ΛΑ LBJ PS 1
(cm2 ) tmm)
( 1 ) S 卜 レイ 2 7 1 247 3.5 14± 1.0 全て
( 2 ) D 卜 レイ 2 9 6 247 3.5 20土 1.5 全て
( 3 ) し 卜 レイ 5 3 2 484 3.5 28土 2,0 No.l 7
( 4 ) S ト レイ薄肉 2 7 1 247 1.5 11土 0.5 全て
( 5 ) L ト レイ仕切り付き 5 8 1 484 3.5 32土 2.0 No.l 7
( 6 ) コップ 2 0 8 43 2.5 10土 0.5 No.23, 24, 3
( 7 ) コーナ—パッ ド 1 8 8 100 50 50± 3.0 No.23, 24, 3
( 8 ) 肉厚差あり 板状物 1 6 0 100 15 30± 3.0 全て
表 8中、 成形物形状 ( 1 ) 、 ( 4 ) は図 1 3 ( a ) および図 1 3 ( b ) に示すような形状である。 例えば、 横 1 7 0 m m、 縦 1 4 5 mm. 高 さ 1 7. 5 mmと し、 また厚みはそれぞれ 3 . 5 mm、 1 . 5 mmとす る。 また、 成形物形状 ( 2 ) は、 図 1 4 ( a ) および図 1 4 ( b ) に示 すような形状である。 例えば、 横 1 7 O mm. 縱 1 4 5 mm. 高さ 3 5 mm. 厚み 3. 5 mmとする。 また、 成形物形状 ( 3 ) は、 図 1 5 ( a ) および図 I 5 ( b ) に示すような形状である。 例えば横 2 2 O mm. 縦 2 2 0 mm、 高さ 2 1 . 5 mm、 厚み 3 . 5 mmとする。 また、 成形 物形状 ( 5 ) は、 図 1 6 ( a ) および図 1 6 ( b ) に示すような仕切を 有する形伏である。 例えば、 横 2 2 O mm、 縦 2 2 0 mm、 高さ 2 1 . 5 mm, 厚み 3 . 5 mmとする。 また、 成形物形状 ( 6 ) は、 図 1 Ί ( a ) および図 1 7 ( b ) に示すような形状である。 例えば、 7 4 m m径 、 高さ 1 0 0 mm、 厚み 2. 5 mmとする。 また、 成形物形状 ( 7 ) は 、 図 I 8 に示すような形状である。 例えば、 横 1 0 0 m m、 縱 1 0 0 m m、 高さ 1 0 0 mm、 厚み 5 0 mmとする。 また、 成形物形状 ( 8 ) は 、 図 1 9 ( a ) および図 1 9 ( b ) に示すような肉厚差のある形状であ る。 例えば、 横 1 0 0 mm、 縦 1 0 0 mm、 高さ 1 0 0 mmであり、 厚 み 2 0 mmの部分と厚み 1 O mmの部分とが存在するとする。
成形物の形状により原料の伸ばし方が違うために、 金型の蒸気抜き部 分および原料配合部分を適宜変更する必要があるが、 成形法は基本的に は同様である。
外部加熱成形では、 成形物形状 ( 7 ) のような形伏を有する肉厚の厚 い成形物は、 表面は乾燥するが、 内面は水分が残りやすく、 強度がなく 、 ひび割れ等が起きて成形が困難である。 一方、 内部発熱成形では、 薄 い成形物はもとより、 成形物形伏 ( 7 ) のような形状を有する厚物につ いても、 組織が均一で、 密な成形物が作製できる。
〔評価〕
成形物の強度を表 9および図 2 0 ( a ) および図 2 0 ( b ) に示す方 法で測定し、 評価した。 すなわち、 図 2 0 ( a ) および図 2 0 ( b ) に 示すように、 ト レィ形状の成形物 4 0を中空台 4 1 の上に置き、 上から プランジャー 4 2を降下させて測定した。
表 9
強度測定
Figure imgf000027_0001
また、 成形物の水分含量を表 1 0に示す方法で測定し、 評価した
表 1 0
水分含量測定
KETT赤外線水分計 FD- 220使用
測定材料 微粉砕物
温度 1 3 5 °C
測定時間 5〜 1 5分 また、 成形物の着色度を表 1 1 に示す方法で测定し、 評価した。
表 1 1
成形物着色測定
Figure imgf000028_0001
また、 成形用原料の粘度は表 I 2に示す方法で測定した
表 1 2
原料粘度測定 東京計器 BM型枯度計使用
ロータ一 No. 4
回転数 3 0回/分
液状、 スラ リ一状以外のとき 未測定
また、 成形物の耐水膜ピンホール評価を表 1 3に示す方法で測定した 表 1 3
耐水膜ピンホール評価
Figure imgf000029_0001
また、 成形物の耐水性の評価を表 1 4に示す方法で測定した
表 1 4
耐水性評価 使用水 20 , 50. 80 °Cの水
測定時間 6 0分
◎ 変化全く無し
評価 〇 ほとんど変化無し
Δ 変形 · 劣化有り
X 水漏れ発生 なお、 成形物の成形性の評価は表 1 5 に示すよう 行つた 表 I 5
成形性評価
Figure imgf000030_0001
また、 成形物の物性の評価は表 1 6 に示すように行った 表 1 6
成形物の物性評価
Figure imgf000030_0002
次に、 各実施例について説明する。
〔実施例 I 〕
仕様は以下の通りである。
実験 No. : No. 1 — 1 〜 1 — 4 2
原料配合 : No. 3
加熱方法 : 表 1 7ないし表 2 0記載
成形物形状 : ( 3 ) 、 ( 5 ) 表 1 7
成形物形状 ( 3 )
条件 fe果
y ι ·4¾ Νπ /X 水分含量 (%) cfr
T\ Is] eft !«π P ff )\i in:
(秒) 物性
υ η J ί¾.
1 ― 11 T A 80 40 S -3 "7 2 33.5 v
_J1 /± ί+
1 — 2 H A ff? 140 2? 1 6 150 A άι m
1 ― 3 200 18 2 10.4 1.7 12。 r
1 ― A Η Β 1 有 rJ 80 38.5 35.3 30.0 240 J _1_ y X
1 ― 5 Η Β 1 + H A 無 140 22.0 13.8 6.0 145 Δ Δ 生焼け
1 一 6 H B 1 + H A 無 200 17.8 10.2 1.8 120 〇 ◎
1 ― 7 H B 2 有 80 33.4 28.2 20.2 240 以上 X X 生焼け
1 一 8 H B 2 + H A 無 140 20.2 12.5 4.8 140 Δ Δ
1 一 9 H B 2 + H A 200 16.9 9.8 1.5 120 ◎ ©
1 ― 10 H B 3 有 80 30.2 35.3 13.2 240 以上 X Δ 生焼け
1― 11 H B 3 +- H A 無 140 18.0 10.2 3.0 130 〇 〇
1 一 12 H B 3 +H A 無 200 15.1 8.3 2.0 90 ◎ ®
表 1 8
成形物形状 ( 3 )
条件
実験 No 加熱装置 减圧 金型 水分含量 (%) 成形時間 成形物 成形性 備考
(秒) 物性
(。c ) 10秒後 30秒後 最終
1 一 13 H C 1 有 80 13 .2 8. 2 2.5 120 ◎ 〇
1 ― 14 H C 1 + H A 無 140 10.2 5. 5 3.0 100 ◎ 〇
1 - 15 H C 1 + H A 無 200 8.5 4.1 2.9 70 ◎ ◎
1 - 16 H C 2 有 80 6.7 4.2 2.9 80 ◎ 〇
1 —17 H C 2 + H A 140 5.9 2. 9 40 ◎ ©
1 - 18 H C 2 + H A 無 200 5.1 1.8 35 ◎ ◎
1 一 19 H C 3 有 80 6.5 2.0 2.0 60 ◎ △ スパーク起こりやすい
1 - 20 H C 3 + H A 140 4.8 2.0 30 〇 △ スパーク起こりやすい
1 - 21 H C 3 + H A 無 200 3 .7 2.3 25 〇 Δ スパーク起こりやすい
表 1 9 成形物形状 ( 5 )
Figure imgf000033_0001
表 2 0
成形物形状 ( 5 )
N
Figure imgf000034_0001
結果は以下の通りである。 なお、 表 1 8、 表 2 0 はそれぞれ表 1 Ί、 表 1 9のつづきである。
周波数を高く していくほど成形時間は短くなり、 成形物の物性および 成形性は良く なる傾向にある。 ただし、 周波数を高く しすぎるとスパ一 クを起こ しやすく、 スパーク制御がしにく く なる。
成形時間をより短くする場合、 早く生地が伸びて物性的に弱く なる傾 向になるので、 その場合は、 伸びにく くて表面にケロィ ドの出にく い配 合に調整する必要がある。
外部加熱と内部発熱とを併用すると短時間成形がよ り顕著となる。 表 1 7 ■ 1 8 と表 1 9 ■ 2 0 とを比較すると、 仕切部分には電圧がか かりにく い影響で、 内部発熱が起きにく く生焼けになってしまう こ とか 分かる。 当然ながら、 成形物の物性および成形性は悪く なる。 仕切部分 は片側の金型の内部に収納された形になっているため、 電圧を金型に印 加した場合にこの部分は電圧がかかりにく く、 内部発熱が生じにく レ、。 このように、 形状的に、 内部発熱しない部分が生じる場合は、 基本的に 外部加熱を併用する。 また、 成形用の金型を構成する際も、 その内部発 熱しない部分の肉厚を他の部分の肉厚より薄くするように設計するこ と により、 内部発熱部分と比べて加熱度が均等になるように調整する必要 がある。 また、 仕切部分にも電圧がかかりやすく なるように、 成形用原 料における仕切部分の周辺部の絶緣部と導電体との配置を工夫するこ と も有効な対策の一つである。
〔実施例 2〕
仕様は以下の通りである。
原料配合 : N Q . 1 〜 7 成形物形伏 : ( 1 )
加熱方法 : 表 2 1 ないし表 2 3 に、 配合 No. 1 、 3、 6を抜粋した。
表 2 1
配合 N o . 1
加熱装置 Η C 2 水分 成形時間 (沙〉 スパーク 成形物物性 備考
出力変換 含量 形
内部発熱 ( % ) 外部 H B H 2 後 7
加熱 2 加熱 2 価
H A H β 2 H C 2 停止 H A
χ 一 ― 3以下 150 ' い *曰 (0)
π ― ― 3以下 150 κ' 、 Co) H R ?滞れず ο ― 一 3以下 150 一 κ い t曰 (0) H R 滞れず
D Γ) 一 一 3以下 150 一 f *j *a H R わず
Γ) π 1 1 4 0 9 3以 τ Ϋ Ϊ ί-tj
1 1 6 0 9 3以下
ο 9 4 0 9 ^以下 ς k
9 6 0 9 3以下 £i
χ 7 4 0 9 3以下 4 o h (Q)
7 6 0 9 3以下 k 柯鹿
D ο 5 4 0 9 3以下 oJ
ο 〇 5 6 0 9 3以下 3 5 ソフ 卜 やや綺麗 隹げ小 A
as
〇 〇 〇 1 I 4 0 9 3以下 1 0 5 5 ソフ 卜 綺麗 密 ® o
〇 〇 〇 1 I 6 0 9 3以下 1 0 4 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ® ◎
〇 〇 〇 9 4 0 9 3以下 1 0 4 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ ®
〇 〇 〇 9 6 0 9 3以下 1 0 3 5 ソ フ 卜 綺麗 密
〇 〇 〇 7 4 0 9 3以下 1 0 3 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 〇 〇 7 6 0 9 3以下 1 0 3 0 ソフ ト 綺麗 密 ® (Q)
〇 〇 〇 5 4 0 9 3以下 1 0 2 5 ソ フ 卜 綺齄 密 ©
〇 〇 〇 5 6 0 9 3以下 1 0 3 5 ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 Δ 〇
表 2 2
配合 N o . 3
加熱装置 H C 2 水分 成形時間 (秒) スパーク 成形物物性 成 備考
出力変換 a重 形
外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B H C 2 前半 後半 強度 外観 組織 評 性
加熱 L C 1 C 2 加熱 2 価
H A H B 2 H C 2 停止 H A
〇 X X ― ― 3以下 150 ハ一 ド 汚い 粗 Δ ◎
〇 〇 X 一 3以下 150 ハー ド 汚い 粗
一 △ ◎
o 〇 X 一 一 ― 3以下 ― 130 ハ一 ド やや綺 S 粗 O ◎
〇 〇 X 一 ― 3以下 120 若干ソフ ト やや綺麗 若千密 〇 ◎
〇 X O 1 1 4 0 9 3以下 _ 6 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ 〇
〇 X O 1 1 6 0 9 3以下 ― 5 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ 〇
〇 X 〇 9 4 0 9 3以下 ― 5 5 ソフ ト 綺麗 密 © ◎
〇 X 〇 9 6 0 9 3以下 一 一 4 5 ソフ ト 绮麗 密 ◎ ◎
〇 X 〇 7 4 0 9 ■3以下 一 一 4 5 一 _ ソフ ト 綺麗 密 ◎ ◎
〇 X O 7 6 0 9 3以下 ― ― 4 0 ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 Δ 〇
〇 X O 5 4 0 9 3以下 一 ― 3 5 ソフ 卜 やや綺麗 密 〇 〇
o X O 5 6 0 9 3以下 ― ― ― 有り ― 一 焦げ有り 焦げ大 X X マツチング不安定 o 〇 O 1 i 4 0 9 3以下 1 0 6 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ 〇
o 〇 O I 1 6 0 9 3以下 1 0 5 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ O
o 〇 〇 9 4 0 9 3以下 1 0 5 0 ソ フ ト 綺麗 密 ◎ ◎
o O 〇 9 6 0 9 3以下 1 0 4 0 ソフ ト 綺麗 密 ◎ ◎
〇 O 〇 了 4 0 9 3以下 1 0 4 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
o O O 7 6 0 9 3以下 1 0 3 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ 〇
o 〇 〇 5 4 0 9 3以下 1 0 3 0 ソフ 卜 綺麗 密 @ o
o O o 5 6 0 9 3以下 1 0 4 0 ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 Δ o マツチング不安定
表 2 3
配合 N o . 6
加熱装置 H C 2 水分 成形時間 (秒) スパーク 成形物物性 成 備考
出力変換 含量 形
外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B H C 2 前半 後半 強度 外観 組織 評 性
加熱 L C 1 C 2 加熱 2 価
H A H B 2 H C 2 停止 H A
O X X 3以下 150 - - ― - ド 汚い 粗 Δ ◎
o 〇 X 3以下 ― 145 - - - ド 汚い 粗 Δ ◎
o o X 3以下 ― 125 ― - - 若干ソ フ ト やや綺麗 若干密 〇 ◎
〇 〇 X 3以下 一 115 - - - 若干ソ フ ト やや綺麗 若干密 O ◎
〇 X 〇 1 1 4 0 9 3以下 ― - 7 0 ― - ソ フ ト 綺麗 密 ◎ o
〇 X O \ 1 6 0 9 3以下 - - 6 0 ― ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ ©
〇 X 〇 9 4 0 9 3以下 - - 6 0 - - ソ フ 卜 やや綺麗 密 ◎ ◎
o X O 9 6 0 9 3以下 ― - 5 0 - ― ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 O O
〇 X O 了 4 0 9 3以下 一 - - 有り - - 焦げ有り 焦げ大 X X マツチング不安定 o X 〇 7 6 0 9 3以下 - ― 有り - ― 焦げ有り 焦げ大 X X マツチング不安定
〇 X O 5 4 0 9 3以下 ― - - 有り - - 焦げ有り 焦げ大 X X マツチング不安定
〇 X O 5 6 0 9 3以下 有り 焦げ有り 焦げ大 X X マ ッチング不安定
〇 〇 〇 1 1 4 0 9 3以下 1 0 6 5 ソ フ 卜 綺麗 密 © O
〇 〇 〇 1 1 6 0 9 3以下 1 0 5 5 ソ フ 卜 綺麗 密 © ◎
o O O 9 4 0 9 3以下 1 0 5 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 〇 〇 9 6 0 9 3以下 1 0 4 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 〇 〇 7 4 0 9 3以下 1 0 4 5 ソ フ 卜 やや綺麗 焦げ小 〇 〇
o O 〇 7 6 0 9 3以下 1 0 有り 焦げ有り 焦げ大 X X マッチング不安定
〇 O 〇 5 4 0 9 3以下 1 0 有り 焦げ有り 焦げ大 X X マツチング不安定
〇 O 〇 5 6 0 9 3以下 1 0 有り 焦げ有り 焦げ大 X X マッチング不安定
各表中、 「 L、 C 1 、 C 2停止」 とあるのは、 所定の周波数にて内部 発熱で加熱する際の出力を調整するために設定された、 それぞれ、 L成 分、 C 1成分、 C 2成分の値である。 「 C 2停止」 とは、 自動コ ンデン サ一 C 2は本来自動コンデンサ一としての機能を持つものであるが、 こ こではその自動機能を停止させており、 手動で値を設定したこ とを表す 。 なお、 これらの事項は、 以下の各実施例において共通である。
結果は以下の通りである。
2 0 0 H zでは、 塩すなわち電解質が全く入っていない原料配合 No . 1 では発熱せず、 外部加熱単独との差は全く なかった。
1 3 . 5 6 M H zでは、 すべての塩濃度で加熱可能であつたが、 高濃 度になると導電によるスパークが顕著になり、 原料配合 No . 6ではスパ —クを起こさないように成形を制御するこ とができなかった。 また、 同 一濃度では周波数が高いほどスパークが起きやすかつた。 スパークを抑 制するには、 出力を抑えて電極間の電界強度を下げると良いこ とも分か つた。
原料配合 No . 6では、 スパークの制御が困難なために出力を相当下げ ねばならず、 その分成形時間が長くなつた。 原料配合 No . 7では、 より 制御がしゃすく、 電解質種類を変えるこ とにより制御範囲も増え、 より 良好な成形物が得られることを確認した。
〔実施例 3〕
仕様は以下の通りである。
原料配合 : No . 3
加熱方法 : 表 2 4、 表 2 5に記載
成形物形伏 : ( 1 ) 表 2 4
※ : 測定不可
Figure imgf000041_0001
表 2 5
※:測定不可
Figure imgf000042_0001
Figure imgf000042_0002
結果は以下の通りである。 なお、 表 2 5 は表 2 4 のつづきである。 外部加熱および低い周波数領域での成形の場合には、 金型温度が 1 4 0〜 1 5 0 °C以上なければ成形できない。 また、 成形が良好か否かは、 減圧等にさほど関係なく、 ほとんどすべて、 金型温度に依存する。
低周波領域で成形した場合は、 外部加熱のみの場合に比べて、 内部発 熱による乾燥がやや進行はするが、 大差はない。
高い周波数領域で成形した場合は、 金型温度もしく は蒸気抜き部分の 温度が 1 0 0 °C以下のときは減圧が必ず必要である。 減圧しなければ、 特に蒸気抜き部周辺で水蒸気が結露し、 スパークが発生するため、 成形 不可能となってしまう。 一方、 1 0 0 °C以上であれば、 原料から出る水 蒸気が金型外に出るため、 結露しない。 この状態であれば減圧は必要な く、 良好な成形物が作製できる。
また、 図 2 1 ( a ) および図 2 1 ( b ) に、 成形用原料 9の外観を示 す。 同図 ( a ) および同図 ( b ) に示すように、 成形用原料 9 は、 デポ ジッ ト (注入) により原料が添加される部分であるデポ部 9 a と、 その 周辺の発泡して伸びる伸び部 9 b とが存在する。 外部加熱単独で成形す る場合には、 デポ部 9 aが汚い。 内部発熱で成形した場合はデポ部 9 a は非常に綺麗な外観を有する。
また、 デポ部 9 aは、 外観表面も凹凸が大き く、 内部組織も粗い不均 一な成形物となりやすい。 図 2 3に、 外部加熱を用いて作製した成形物 の内部組織を示す。 外部加熱では、 表面のみが粒径が細かく、 内部は粗 レヽ o
一方、 低周波領域での成形の場合は、 外部加熱のみに比べてやや良好 な物性になつている。 また、 高い周波数領域で成形した場合には、 成形物の物性が非常に良 く なる傾向にある。 デポ部 9 a と伸び部 9 b とでの色差は小さ くなり、 凹凸も少なく、 強度差も少ない、 組織の密で均一な成形物が作製できる 。 図 2 2に、 内部発熱を用いて作製した成形物の内部組織を示す。 内部 発熱では、 表面 ' 内部ともに、 粒径が十分細かく なつている。
〔実施例 4〕
以降の実施例において、 全ての成形物形状について確認を行った。 そ の内容を抜粋する。
本実施例においては、 水分の影響を調べた。 仕様は以下の通りである ( 実験 No. : No. 4 — 1 〜 4 一 7
原料配合 : No. 8〜 1 4
成形物形状 : ( 1 )
加熱方法として、 加熱装置 H C 2、 型温度 1 7 0 °Cで行った。 結果は 以下の表 2 6 に示す通りである。
表 2 6 配合 No 加熱装置 成形物物性 成形性 備考
4 一 1 8 〇 ◎
4 - 2 9 ◎ ◎
4 - 3 10 ◎ ◎
4 - 4 11 H C 2 ◎ ◎
4 ― 5 12 ◎ ◎
4一 6 13 ◎ ◎
4一 7 14 〇 ◎ 成形用原料の水分を変化させることによる成形物の物性への影響はあ るが、 すべてにおいて良好な成形性が得られた。
成形物の物性は、 元の水分が少ないほど硬く なり、 強固な成形物とな つた。 これを応用し、 原料中の水分を変化させるこ とで、 出来上がりの 物性を調整できることか分かる。 ただし、 混合後の原料が ドウ状であつ たり、 スラ リ ー状でも粘度が大き く異なるため、 金型への原料供給方法 はそれぞれに応じた機構にする必要がある。
原料の水分を様々に変化させたが、 原料の物性に応じたデポジッ ト ( 注入) 機構を備えれば良く、 成形性や成形後の物性に問題はなかった。 ただし、 水分が少なく 固形分が多いほど硬い成形物が出来る傾向が見ら れた。 このことより、 目的の形状 - 用途に合わせて水分量を設定すれば よいことが判明した。
〔実施例 5〕
離型剤の影響を調べた。 仕様は以下の通りである。
実験 No . : No . 5 — 1 〜 5 — 7
原料配合 : No . 1 5〜 2 1
成形物形状 : ( 2 )
加熱方法として、 加熱装置 H C 2、 型温度 1 7 0でで行った。 結果は 以下の表 2 7に示す通りである。
表 2 7
Figure imgf000046_0001
離型剤の量や種類を変えても成形物は作製できた。 量が多すぎると、 原料が伸びにく く、 内部発熱を抑制する方向にあるので、 成形物の離型 性を考慮した最小量を添加すべきである。
また、 植物油、 脂肪酸の代わりに、 脂肪酸塩を使用するこ と も可能で ある。
〔実施例 6〕
澱粉の影響を調べた。 仕様は以下の通りである。
実験 No . : No . 6 - 1〜 6 — 3 0
原料配合 : No . 2 2〜 3 1 使用した澱粉は、 馬鈴薯、 トウモロ コ シ 、 夕 ピオ力である。
成形物形状 : ( 1 ) 、 ( 6 ) 、 ( 7 )
加熱方法として、 加熱装置 H C 2、 型温度 1 7 0 °Cで行った。 結果は 以下の表 2 8および表 2 9 に示す通りである。 表 2 8 実験 No 配合 No 形状 加熱装置 成形物物性 成形性 備考
6 - 1 22 ◎ ©
6一 2 23 ◎ ◎
6 一 3 24 ◎ ◎
6一 4 25 ◎ ◎
6 一 5 26 ( 1 ) H C 2 ◎ ◎
6 一 6 27 ◎ ◎
6 一 7 28 ◎ ◎
6一 8 29 ◎ ◎
6 一 9 30 ◎ ◎
6 一 10 31 ◎ ◎
6 - 11 22 ◎ ◎
6 - 12 23 〇 〇
6 一 13 24 ◎ ◎
6 - 14 25 ◎ ◎
6一 15 26 ( 6 ) H C 2 ◎ ◎
6 - 16 27 ◎
6 - 17 28 ◎ ◎
6 一 18 29 ◎
6 ― 19 30 ◎ ◎
6 - 20 31 Δ Δ 表 2 9
Figure imgf000048_0001
成形用原料の澱粉量や澱粉種を変化させるこ とによる成形性への影響 はあるが、 良好な成形性が得られた。 成形物の物性は、 特に澱粉の種類 によって大き く異なり、 成形時の伸びや成形物の強度等に様々な変化を 持たせるこ とができるので、 澱粉の種類 , 量を変えることにより、 必要 な伸び (形状) や強度を出すための調整が可能である。 原料の澱粉含量 を様々に変えたが、 成形性や成形後の物性に問題はなかった。
成形物形状 ( 1 ) 〜 ( 5 ) は水平方向に長い形状であり、 この方向の 伸び、 すなわち横伸び重視である。 成形物形状 ( 6 ) は垂直方向に長い 形状であり、 この方向の伸び、 すなわち縦伸び重視である。 成形物形状 ( 7 ) は膨化の優れた澱粉を使用することが望ましい。
〔実施例 7〕 成形物の再利用性を調べた。 仕様は以下の通りである。
実験 No. : No. 7 — 1 、 2
原料配合 : No. 1 5〜Νο· 2 1 、 No. 2 5. No. 3 2〜No. 3 8 成形物形状 : ( 1 )
加熱方法として、 加熱装置 H C 2、 型温度 1 7 0でで行った。 結果は 以下の表 3 0 に示す通りである。 原料配合 No. 2 5、 3 2の場合を抜粋 して示す。
表 3 0
Figure imgf000049_0001
成形後の製品や、 金型からはみ出たバリ部分を集め、 夾雑物を取り除 いて粉砕し、 澱粉等と同時にミキサーに投入して攪拌 ' 混合した。 成形 性、 成形物の物性ともに良好で、 バリ部分や成形不良品を原料として再 利用でき、 ロスを減らすことができる。
また、 本実施例における成形時に出来たバリ部分や、 成形不良品は、 精製粉砕後、 元の原料に混合することによって再利用可能であることが 判明した。
また、 添加した粉砕物によって原料ミ ッ クスとの枯度が上昇する分、 安定剤を減らす必要があるが、 成形物の物性および成形性はほとんど有 意差がなく、 良好であった。 また原料の滑りが良くなり、 デポジッ トの 改良の一因ともなった。
〔実施例 8 〕 強度 · 柔軟性付与剤の影響を調べた。 仕様は以下の通りである。 実験 No. : No. 8 — 1 〜 8 — 1 4
原料配合 : No. 3 2〜No. 3 8 '
成形物形状 : ( 1 ) 、 ( 3 )
加熱方法として、 加熱装置 H C 2、 型温度 1 7 0 °Cで行った。 結果は 以下の表 3 1 に示す通りである。
表 3 1
Figure imgf000050_0001
強度 ' 柔軟性付与剤を添加することにより、 成形物の強度や柔軟性が 大き く なり、 より良好な成形物が得られた。 特に、 成形形状 ( 3 ) 、 ( 5 ) のような表面積の大きい形状を有する成形物は、 成形物形状 ( 1 ) を有する成形物の場合より も、 単位面積当たりの強度を上げる必要があ り、 この点で有効である。
〔実施例 9〕
着色料の添加について調べた。 仕様は以下の通りである。
実験 No. : No. 9一 1 〜 9一 7
原料配合 : No. 3 9〜No. 4 5
成形物形状 : ( 1 )
加熱方法として、 加熱装置 H C 2、 型温度 1 7 0 °Cで行った。 結果は 以下の表 3 2に示す通りである。
表 3 2
Figure imgf000051_0001
外部加熱単独と比べ、 同種の着色料を添加して内部発熱を行う と、 よ り少量の着色料で同等の色差が得られることが判明した。
〔実施例 1 0〕 O 98/24609
5 0
まず、 図 2 4ないし図 3 0を用いて、 内部発熱成形 (高い周波数領域 ) 時の、 良好な発振器真空管の陽極電流の設定について説明する。 加熱時間を横軸にとり、 金型内を流れる発振器真空管の陽極電流値を 縦軸にとり、 両者の関係をグラフにした場合、 図 2 4に示すように、 加 熱開始時に急激に電流が流れすぎることがあり、 過度な電流 (出力) は スパークや焦げにつながる。 この原因としては、
①最大電流値が高すぎる (出力が大きすぎる)
②金型内成形原料が不安定状態にある
⑧塩含有量が多すぎる
④金型内圧が高すぎる
等が考えられる。
このような場合には、 図 2 5に示す曲線 Aのように出力を下げたり、 曲線 Bのように電流上昇時の傾きを緩やかにしたりする等の処置を行う 。 あるいは、 図 2 6に示すように、 加熱初期に、 生地安定化工程 Cを付 加することにより、 加熱初期の生地を安定な状態にする処置を行う。 こ のような処置によって、 陽極電流の過度の上昇を制御する。
また、 図 2 7に示すように、 加熱後半時にいつまでも必要以上に電流 が高いままになり、 乾燥時の電流値が高すぎ、 ときとしてスパークや焦 げ等が発生することがある。 この原因としては、
①塩含有量が多すぎる
②焦げやすい原料が多く含まれる
③原料不足
等が考えられる。
このような場合には、 図 2 8に示すように、 出力を下げる処置を行う O 98/24609
5 I
。 あるいは、 図 2 9中、 実線で示すように、 電流の最大値が持続する時 間を長くする処置を行う。 このような処置によって加熱後半時の過度な 陽極電流値を制御する。
例えば、 図 3 0に示すように、 L成分や C成分を変化させて出力を変 えることができる。 曲線 aは、 L成分が短く、 C成分が狭い場合である 。 曲線 cは、 L成分が長く、 C成分が広い場合である。 曲線 bは、 L成 分や C成分もそれぞれ曲線 aの値と曲線 cの値との中間の場合である。
L成分や C成分を変更すれば、 ごの曲線の形を変えて加熱条件を変更可 能であり、 上記のような陽極電流値の制御を行うことができる。
このように、 初期導通および後期スパーク、 焦げさえ制御できれば、 成形物はソフ トで、 組織が均一で密な、 外観の綺麗な良好なものとなる 。 したがって、 金型構造 ·配合 ' 内部発熱条件の、 適度に良好な設定を 見つけ出すことがポイン トである。
このような良好な条件を目指し、 以下実験を進めた。
原料配合 : No . 3
成形物形状: ( 1 )
加熱方法および結果を表 3 3ないし表 3 6に示す。
表 3 5 · 表 3 6中、 「 C 2動作 J とは、 自動コ ンデンサ一 C 2を自動 コンデンサ一として機能させることを表し、 「自動」 とは実際に自動コ ンデンサ一として機能させていることを表す。 これらの事項は、 以下の 各実施例において共通である。 :敏¾·
表 3 3
Figure imgf000054_0001
表 3 4
加熱装置 H C 2 水分 成形時間 (秒) スパ一ク 成形物物性 成 備考 出力変換
外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B H C 2 前半 後半 強度 外観 組織 評 性
L C 1 C 2 inn
H A H B 2 H C 2 H A
〇 X 〇 丄 2 . 3 ― ― 8 0 - ソフ 卜 やや綺麗 密 ◎ ©
〇 X o I R fl 2 . 8 ― ― 7 0 - ソフ 卜 やや綺麗 密 ◎ ◎ o X 〇 Q U 2 . 9 一 7 0 ― ソフ 卜 やや綺麗 密 ◎ ©
〇 X o y U 2 . T 一 一 6 0 - ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 X 〇 n U I 2 . 3 - - 6 0 一 - ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎ o X o 1 1 2 . 8 - - 5 0 一 一 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ © o X 〇 5 4 0 7 2 . 9 4 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ©
〇 X o 5 6 0 7 2 . 7 4 5 ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 Δ 〇
〇 O 〇 1 1 4 0 7 2 . 7 5 8 0 ソフ ト やや綺麗 密 o 〇 t o 〇 〇 1 1 6 0 7 2 . 5 5 7 0 ソフ 卜 やや綺麗 密 〇 〇
〇 〇 o 9 4 0 7 2 . 8 5 了 0 ソフ 卜 やや綺麗 密 o ◎
〇 O o 9 6 0 7 2 . 4 5 6 0 フフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 O 〇 7 4 0 7 2 . 8 5 6 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎ o 〇 o 7 6 0 了 2 . 4 5 5 0 フフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 O 〇 5 4 0 7 2 . 7 5 4 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 〇 o 5 6 0 7 2 . 9 5 4 5 ソフ 卜 綺麗 密 © ◎
表 3 5
※ : マツチング不安定
Figure imgf000056_0001
:J26I
表 3 6
※ : マツチング不安定
加熱装置 H C 2 電流値 成形時間 (秒) スパーク 成形物物性 成 備考 出力変換 ( A ) 形 外部 内部発熱 外部 H C 2 前半 後半 強度 外観 組 ¾ 評 性 加熱 L C 1 C 2 加熱 価
H A H B 2 H C 2 動作 H A
〇 〇 1 1 6 0 自動 0 . 6 2 . 3 7 5 ソフ 卜 綺麗 密 〇
O 〇 1 1 8 0 自動 0 . 6 2 . 8 6 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ O
〇 〇 9 6 0 自動 0 . 6 2 . 9 ― 6 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎ o 〇 9 8 0 自動 0 . 6 2 . 7 5 0 ソフ 卜 綺麗 密
― ◎ o o 7 6 0 自動 0 - 6 2 . 3 5 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ©
〇 〇 T 8 0 自動 0 . 6 2 . 8 ― 5 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ Δ ※-
〇 o 5 6 0 自動 0 . 6 2 . 9 有り ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 △
〇 〇 5 8 0 自動 0 . 6 2 . 7 有り 焦げ有り 焦げ大 ·
〇 o 〇 1 1 6 0 自動 0 . 6 2 . 7 5 7 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ 〇
〇 〇 〇 1 1 8 0 自動 0 . 6 2 . 5 5 6 5 ソフ 卜 綺麗 密 © ◎
〇 〇 o 9 6 0 自動 0 . 6 2 . 8 5 6 5 ソフ ト 綺麗 密
卿\。 ◎
〇 〇 〇 9 8 0 自動 0 . 6 2 . 4 5 5 0 ソフ 卜 綺麗 密
〇 〇 〇 了 6 0 自動 0 . 6 2 . 8 5 5 0 ソフ 卜 綺麓 密 ◎ ◎ o O o 7 8 0 自動 0 . 6 2 . 4 5 5 0 ソフ ト 綺麗 密 ◎ 〇
〇 〇 〇 5 6 0 自動 0 . 6 2 . 7 5 有り ソフ 卜 やや綺麗 焦げ小 Δ Δ ■
〇 O 〇 5 8 0 自動 0 . 6 2 . 9 5 有り 焦げ有り 焦げ大 ·
内部発熱では、 生地の膨化および乾燥は早く 、 成形物の物性は外部加 熱での成形に比べて大変良好となる。
2 0 0 H zの場合、 表中に記載はないが、 膨化初期段階での効果が大 で、 出力を大き くするほど成形時間は短く なり成形物の物性も良く なつ ていく。
1 3 . 5 6 M H zの場合、 L、 C成分を変更するこ とにより成形時間 が大き く変わる。 条件を厳しく しすぎるとスパークを起こ し、 成形物の 内部より焦げてしまうが乾燥はできていないという状況になりやすい。
L、 C成分ともに適度となる領域が、 配合や形状によって異なる。 こ のため、 各々の原料配合や形状に応じて、 内部発熱条件を設定する必要 がある。 条件を厳しく していっても、 金型内原料が発熱しにく く ロスが 多い場合もあるので、 条件設定は重要である。 厳しい条件を用いて生地 を早く伸ばしすぎると、 成形物に穴があいたり、 金型内圧が上がりすぎ たり して、 スパークおよび成形不良の要 Hとなる。 このため配合および 金型構造 (蒸気抜き部分) を調整する必要がある。 このような調整によ り、 スパーク制御は可能である。
2 0 0 H zおよび 1 3 . 5 6 M H zを併用した場合に、 初期に低い周 波数領域を用いると、 膨化がより安定し、 焦げあるいはスパークが起こ りにく く なり、 成形物の物性も安定する。 このため、 高い周波数領域の 使用範囲が増す。
表 3 4は、 表 3 3 の条件よりもコ ンデンサーの極板間隔を広く して出 力を制御しているため、 L成分の制御範囲が増え、 より安定した成形物 を得ることができる。
表 3 5および表 3 6では、 コンデンサーの片側すなわち自動コンデン サ一 C 2のほうを自動制御することによつて陽極電流値を一定としてい る。 これにより、 成形時間がより短縮できた。
また、 焦げやスパークは、 L成分を長く した場合には乾燥後期に起こ りやすく、 L成分を短く した場合には加熱開始の瞬間に起こ りやすい。 表 3 5 に示す加熱条件では、 電流値を I Aとしている。 表から分かる ように、 L成分や C成分の制御範囲が狭く、 一定電流値が高いため、 ス パークを発生しやすい。 一方、 表 3 6に示す加熱条件では、 電流値を 0 • 6 Aとしている。 表から分かるように、 表 3 5 に比べて L成分や C成 分の制御範囲が広く、 焦げやスパークが起こ りにく い。
〔実施例 1 1 〕
仕様は以下の通りである。
原料配合 : No. 3
成形物形状 : ( ! )
加熱方法および結果を表 3 7ないし表 3 9に示す。 各表中、 「電流値 設定 1、 設定 2」 とは、 加熱の初期には電流値を設定 1 の通りに設定 し、 加熱の時間経過に伴い、 次に設定 2に切り替えるこ とを表す。
表 3
※ : マツチ ング不安定
加熟装置 H C 2 電流 a 金型温度 水分 成形時間 (秒) 出力変換 ( A ) CC ) 含量
外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B 加熱 L C 1 C 2 設定 1 設定 2 加熱 2
H A H B 2 H C 2 動作 H A 設
O X X ― 一 ― 1 T 0 2 - 8 150 _ ―
〇 〇 X ― ― ― ― 1 7 0 2 . 7 150 _ o 〇 X ― ― ― ― ― 1 7 0 2 . 5 130
〇 〇 X ― ― ― ― ― 1 7 0 2 . 8 120
0 X 〇 1 1 5 0 自動 1 0 . 6 1 7 0 2 . 4
〇 X O 1 1 9 0 自動 1 0 . 6 1 7 0 2 . 4 _
〇 X 〇 9 5 0 自動 1 0 . 6 1 了 0 2 . 9
〇 X 〇 9 9 0 自動 1 0 . 6 1 7 0 2 . 7
〇 X 〇 7 5 0 自動 1 0 . 6 1 7 0 2 . 4 一 o X O 7 9 0 自動 1 0 . 6 1 T 0 2 . 4
〇 X 〇 5 5 0 自動 1 0 . 6 1 7 0 2 . 7
t
〇 X O 5 9 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 9 一 一
〇 〇 〇 1 1 5 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 7 5
〇 O 〇 1 1 9 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 3 5
〇 O o 9 5 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 5 5 o O 〇 9 9 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 9 5
〇 〇 〇 7 5 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 4 5
〇 O 〇 7 9 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 4 5 o 〇 〇 5 5 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 7 5
〇 〇 〇 5 9 0 自動 0 . 6 1 7 0 2 . 9 D
表 3 8
加熱装置 H C 2 電流値 金型温度 水分 成形時間 (秒) 成 成 備考 出力変換 ( A ) (。C ) 含量 形 形 外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B H C 2 物 性 加熱 L C 1 C 2 設定 1 設定 2 加熱 2 物
H A H B 2 H C 2 動作 H A 設定 1 設定 2 性
〇 X 〇 1 1 5 0 S M 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 7 6 0 3 0 ◎ 〇
〇 X 〇 1 1 9 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 4 5 0 2 5
― 一 ◎ ◎
〇 X 〇 9 5 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 5 5 0 2 5
― 一 ◎ ◎
〇 X O 9 9 0 自 fe 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 3 ― 4 0 2 0
― ◎ ◎
〇 X 〇 7 5 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 9 一 ― 4 0 2 0 ◎ ◎
〇 X 〇 7 9 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 5 3 0 2 0 ◎ ◎
〇 X 〇 5 5 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 3 3 0 2 0
― 一 ◎ ◎
〇 X 〇 5 9 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 5 ― 3 0 1 5
― ◎ 〇
〇 〇 〇 1 1 5 0 自動 0 · 7 0 . 4 1 7 0 2 . 5 5 6 0 3 0 ◎ 〇
〇 〇 〇 1 1 9 0 自動 0 - 了 0 . 4 1 7 0 2 . 6 5 5 0 2 5 ◎ ◎
〇 .〇 〇 9 5 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 5 5 5 0 2 5 ◎ ◎
〇 〇 〇 9 9 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 7 5 4 0 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 7 5 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 4 5 4 0 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 7 9 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 5 5 3 0 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 5 5 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 7 5 3 0 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 5 9 0 自動 0 . 7 0 . 4 1 7 0 2 . 9 5 3 0 1 5 © 〇
表 3 9
加熱装置 H C 2 電流値 金型温度 水分 成形時間 (秒) 成 成 備考 出力変換 ( A ) (。C ) 含量 形 形 外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B H C 2 物 性 加熱 L C 1 C 2 設定 1 設定 2 加熱 2 物
H A H B 2 H C 2 動作 H A 設定 1 設定 2 性
〇 X 〇 1 1 5 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 4 ― ― 3 5 3 0 ◎ ◎
〇 X 〇 1 1 9 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 4 ― ― 2 5 2 5 © ◎
〇 X 〇 9 5 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 9 ― ― 2 5 2 5 ◎ ◎
〇 X 〇 9 9 0 自 fe { 0 . 4 1 7 0 2 . 7 ― ― 2 0 2 0 ◎ ◎
〇 X 〇 7 5 0 自動 1 0 . 4 1 7 0 2 . 4 ― ― 2 0 2 0 ◎ ◎
1
〇 X 〇 7 9 0 自動 0 - 4 1 7 0 2 . 4 一 ― 1 5 2 0 © ◎
〇 X 〇 5 5 0 自動 1 0 . 4 1 7 0 2 . 7 一 ― 1 5 2 0 ◎ ©
〇 X 〇 5 9 0 自動 , 0 . 4 1 7 0 2 . 9 一 一 1 5 1 5 〇 〇
〇 o 〇 1 1 5 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 7 5 3 5 3 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 1 1 9 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 3 5 2 5 2 5 ◎ ◎
〇 . 〇 〇 9 5 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 - 5 5 2 5 2 5 ◎ ◎
〇 〇 〇 9 9 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 9 5 2 0 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 7 5 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 4 5 2 0 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 7 9 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 4 5 1 5 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 5 5 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 . 7 5 1 5 2 0 ◎ ◎
〇 〇 〇 5 9 0 自動 0 . 4 1 7 0 2 - 9 5 1 5 1 5 ◎ ◎
実施例 1 0で分かるように、 常に一定の出力を与えた場合には、 短時 間化を狙えばスパーク等で不安定になり、 安定化させると比較的長時間 化する。 そこで、 本実施例では、 加熱初期の原料中の水分残量が多いと きは高出力で、 水分残量の少ない加熱後期 (乾燥時期) は低出力でと、 成形条件を切り替えた結果、 より効率よく、 良好な物性の成形物が安定 的に作製できた。 すなわち、 前記実施例 1 0の表 3 5および表 3 6 より 本実施例の表 3 7、 表 3 8、 表 3 9のほうカ^ 安定な成形物を効率よ く 作製できた。
表 3 7 より設定 1 、 設定 2 ともに出力を下げた表 3 8では、 成形時間 は長く なるものの、 広い制御範囲を持ち、 かつ良好な成形物が得られた 。 さらに、 表 3 9では表 3 7 より設定 2だけ出力を下げたが、 表 3 8 よ り成形時間は短く、 表 3 7 より広い制御範囲で安定的に成形できた。 こ のように、 初期と後期との出力差を大き く とるこ とにより安定な短時間 成形を可能とするこ とが判明した。
〔実施例 1 2〕
仕様は以下の通りである。
原料配合 : No. 3
成形物形状 : ( 1 )
加熱方法は表 4 0の通りである。 なお、 発振器出力の制御は L成分や C成分を調整することによって行った。 陽極電流値が一定になると乾燥 完了とした。 結果を表 4 0 · 表 4 1 および図 3 1 なし、し図 3 3 に示す。 表 4 0 中、 「加熱装置」 欄の 「〇」 は使用、 「 x」 は非使用を表す。 表 4 1 は、 1 3. 5 6 MH z時 (実験 N o . 1 2 — 4〜N o . 1 2 — 1 5 ) の陽極電流値 (A) である。
_
表 4 0
加熱装置 金型 200Hz H C 2 H C 2条件 成形時間 成 成 個数 出力 (秒) 形 形 外部 内部発熱 (W) 陽極電流 L C 1 C 2 物 性 加熱 出力 (A) 物
H A in ( KW) 性
12-1 o X 1 1 5 0 o ◎
12-2 π X 4 1 5 0 o ◎
12-3 o X X 1 6 1 5 0 o ◎
12-4 o n 1 7 0.6 ± 0.05 9 6 0 9 3 0 ◎ ◎
12-5 n X n 2 7 0.6 ± 0.05 5 6 0 9 3 0 ◎ ◎
12-6 n X o 4 ' 7 0.6 ±0.05 2 6 0 9 3 5 ◎ ◎
12-7 o X 8 了 0.6 ±0.05 2 6 0 9 4 0 ◎ ◎
12-8 o X o 1 6 1 5 0.6 ±0.05 2 6 0 9 5 0 ◎ ◎
12-9 o o o 1 2 0 0 7 0.6 士 0.05 1 1 6 0 9 8 - 2 5 ◎ ◎
12-10 o 〇 〇 2 2 0 0 7 0.6 士 0.05 7 6 0 9 8 - 2 5 ◎ ◎
12-11 〇 〇 〇 4 2 0 0 7 0.6 ± 0.05 3 6 0 9 8 - 3 0 ◎ ◎
12-12 〇 〇 〇 8 2 0 0 1 5 0.6 土 0.05 3 6 0 9 8 - 3 5 ◎ ◎
12-13 〇 〇 〇 1 6 2 0 0 3 0 0.6 土 0.05 3 6 0 9 8 - 4 5 ◎ ◎
12-14 〇 X 〇 1 6 2 0 0 3 0 0.8 土 0.05 3 7 0 9 3 8 ◎ ◎
12-15 〇 X 〇 1 6 2 0 0 3 0 0.9 土 0.05 3 8 0 9 3 2 ◎ ◎
¾ 4 1
t to 成形時間 (秒)
oa
実験 No o 6 1 2 1 8 2 4 3 0 3 6 4 2 4 8 5 4 6 0
12-4 o 0.59 0.49 0.43 0.40 0.39 0.39 0.38 0.38 0.38 0.38
12-5 o 0.58 0.47 0.44 0. 0 0.39 0.39 0.38 0.38 0.37 0.37
12-6 o 0.55 0.58 0.61 0.58 0.57 0.52 0.47 0.45 0.44 0.43
12-7 π 0.51 0, 53 0.56 0.61 0.59 0.54 0 , 8 0 44 0 44 0, 43
π 0.46 0.47 0.52 0.60 0.58 0.53 0.49 0.42 0.39 0.38
12-9 ο 0.60 0.50 0.43 0.39 0.38 0.3Β 0.38 0.38
12-10 0 0.55 0.45 0.43 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38
12-11 0 0.55 0.58 0.48 0.44 0.41 0.40 0.40 0.40
12-12 0 0.51 0.56 0.53 0.45 0.42 0.40 0.39 0.39
0 0.47 0.55 0.50 0.47 0.45 0.43 0.41 0.39
12-14 0 0.74 0.81 0.68 0.51 0.46 0.42 0.42
12-15 0 0.81 0.93 0.75 0.52 0.44 0.43 0.43
金型個数を増やしても、 成形物の物性および成形性は変わりな く非常 に良好であった。 金型個数を増やした場合ほど出力を上げ、 かつ陽極電 流値も多少上げるこ とにより、 成形時間も大差なく成形できた。
なお、 金型個数が増えるほど、 局部加熱の可能性が増すため、 加熱装 置を図 1 のものから図 2のものへと変更すると、 スパークなどの起こ り にく く より安定した成形性が得られる。
〔実施例 1 3〕
仕様は以下の通りである。
原料配合 : No. 3
成形物形状 : ( 1 ) 〜 ( 7 )
加熱方法として、 加熱装 SH C 2を用いて以下の条件で行った。 結果 を表 4 2 ■ 表 4 3および図 3 4および図 3 5 に示す。
表 4 2は、 金型温度を 1 7 0でとし、 C l = 6 0、 C 2 二 9、 L = 9 として、 成形物形状を種々変更して成形したときの陽極電流値 (A) の 推移を示したものである。 図 3 4はその様子をダラフにしたものである 表 4 3 は、 成形物形状 ( 3 ) の場合に、 金型温度を 1 7 0でと し、 C 1 = 6 0、 C 2 = 9 として Lを 9以外にも種々変更して成形したときの 陽極電流値 (A) の推移を示したものである。 図 3 5はその様子をダラ フにしたものである。 表 4 2
Figure imgf000067_0001
表 4 3 陽極電流値 (A )
Figure imgf000068_0001
表 4 2や図 3 4のグラフから分かるように、 成形物形状 ( 3 ) 、 ( 5 ) は、 成形物形状 ( 1 ) に比べ表面積が大きいため、 同じ出力では陽極 電流値が上がりにく く、 成形時間がかかつてしまう。 しかし、 図 3 4の グラフのうちの成形物形状 ( 1 ) の電流値パ夕ー ンと、 表 4 3や図 3 5 に示す、 成形物形状 ( 3 ) の電流値パターンとは類似している。 このこ とから、 成形物形伏 ( 3 ) の場合、 L成分を短くすることにより出力を 上げていく と、 成形物形状 ( 1 ) の場合と同程度の成形時間でかつ良好 な成形物が得られることが分かる。
表 4 2や図 3 4のグラフから分かるように、 成形物形状 ( 7 ) は、 陽 極電流値ピークの値は成形物形状 ( 1 ) とほぼ同様である力く、 成形物形 状 ( 1 ) に比べて肉厚がかなり厚いため、 陽極電流値の立ち上がりが遅 レ、。 この分だけ成形時間が成形物形状 ( 1 ) より も多くかかる。 しかし ながら、 成形物形状 ( 1 ) とは全く異なった、 コーナ一パッ ド等の緩衝 材としての使用に適した肉厚および緩衝性を持つ、 良好な成形物が得ら れる。
〔実施例 1 4〕
ラ ミ ネー トによる耐水性の付与について調べた。
ェクス トル一ダ (押し出し機) にて、 シー ト状の成形用原料を得た。 配合は配合 No . 8、 9である。 この成形用原料に、 耐水性のシ一 卜フィ ル厶をラ ミネ一 ト処理した。 このシー トフ イ ルムは、 表 4 4 に示すよう な蛋白、 天然樹脂、 ワ ッ クス等を主原料としている。 またその膜厚を併 せて示す。 表 4 4 ラ ミ ネー トによる耐水性付与
Figure imgf000070_0001
6 g
上記ラ ミ ネー ト処理後、 1 3 . 5 6 M H z発振器を用いて、 内部発熱 による成形を行う ことによって、 蛋白のシ一 ト フ イ ルムが圧着された成 形物を得た。
同様にして、 シー ト状の成形用原料に、 天然樹脂やワ ッ クス等を主原 料としてシー ト フ イ ルムを圧着成形し、 上記蛋白のシー ト フ ィ ルム圧着 成形物とともに、 成形物の耐水性を調べた。 その結果を表 4 4 に併せて 示す。
表から分かるように、 全ての原料につき、 シー トフ イ ルムの無い成形 物より も耐水性が向上した。 すなわち、 耐水性を有するシー ト フ ィ ルム を、 押し出しで得られたシー ト状の成形用原料と圧着成形するこ とによ つて、 耐水性を有する成形物が得られた。 特に、 ダンマル樹脂を主原料 とするシー トフイ ルムをラ ミ ネ一 ト した成形物の耐水性が良好であつた o
〔実施例 1 5〕
ガン塗装による耐水性の付与について調べた。
表 4 5 に示す各原料からなる耐水剤 (耐水性付与剤) No. 1 〜 9を成 形物形状 ( 1 ) の成形物に塗布した。 すなわち、 天然樹脂を主原料とし て種々の溶剤に溶解させ、 5 0〜 1 O O O c p (センチポワーズ) に調 製した。 塗装用のフラ ッ トパターンガン 2個を用いて、 成形物の両面に 同時に塗布した。 塗布量は 2 . 0 g ± 0 . 2 gである。 なお、 塗布方法 には、 ガン塗装、 ロールコ—夕一、 D【PP【NG (浸漬) 、 粉体溶融塗装等 種々の方法があり、 本発明ではこれら全ての塗布方法が使用可能である 。 本実施例では、 特に塗布量の制御が簡易なガン塗装を用いた。 塗布後 、 レべリ ング等のコンディ ショニングを行い、 1 0分桎度で乾燥させ、 耐水性を付加された成形物を得た。 この成形物の耐水性を確認した。 そ の結果を表 4 5 に併せて示す。
表 4 5
1 9 3 4 リ 7 u Q ダンマル 153脂 π n n u o 11 1 π n 0 n 1 n j
• n ' ソ 0 n 0 c.
C J 0 o n π π u 廿 ン 々 ' ク 0 n u o π n V π η u 0 リ 0 n π 0 c: c:
\J C 0 0 o U □
0 n 0 Q
T!々 ノ —— レ 7 0 fi n
U 0 u U ς J n u J η υ J u アセ ト ン 0 o 5 o 2 0 1 0 2 0 2 0 2 ο 2 0 プロピレングリ コール 5 5 5 5 5 5 5 5 5 耐水膜ピンホール Δ 〇 Δ 〇 〇 @ ◎ ◎ ◎
2 0て耐水性 〇 〇 Δ 〇 〇 © ◎ ◎
5 0 °C耐水性 〇 〇 〇 △ 〇 〇 〇 ◎ ◎
8 0 °C耐水性 〇 Δ 〇 Δ 厶 Δ 〇 〇
表から分かるように、 特に、 耐水剤 No. 7〜 9の場合に、 かなり良好 な耐水膜が形成され、 耐水性が向上した。
〔実施例 1 6〕
他の耐水剤による耐水性の付与について実施例 1 5同様に調べた。 表 4 6に示す各原料からなる、 高融点を有する耐水剤 N o . 1 0〜 1 8 を成形物形状 ( 1 ) の成形物に塗布した。 塗布量は 3 . 0 g ± 0 . 3 g である。 塗布後、 コ ンディ ショニングして乾燥させ、 耐水性を付加され た成形物を得た。 この成形物の耐水性を確認した。 結果を表 4 6に併せ て示す。
表 4 6
N o 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 ダンマル樹脂 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ガムロジン 0 8 0 0 0 0 0 0 0 2 0 米糠ヮ ッ クス 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 カルナゥバヮ ッ クス 0 0 0 8 0 0 0 0 0 0 ノヽ。ラフィ ンワ ッ クス 0 0 0 0 8 0 0 0 2 0 0 マイ クロク リ スタ リ ン 0 0 0 0 0 8 0 0 2 0 0 ワ ッ クス
高融点ヮ ッ クス 0 0 0 0 0 0 8 0 4 0 6 0
E V A 0 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 5 プロ ピレングリ コール 2 0 2 0 0 0 0 0 0 0 5 耐水膜ピンホール 〇 Δ 〇 〇 ◎ ◎ 〇 ◎ ©
2 0で耐水性 ◎ 〇 〇 〇 ◎ ◎ ◎ ◎
5 0て耐水性 ◎ 〇 〇 〇 ◎ © ◎ ◎
8 0 °C耐水性 ◎ 〇 Δ Δ Δ 〇 ◎ 〇 ◎
表から分かるように、 特に、 耐水剤 No. 1 0、 No . 1 4 〜 1 8の場合 に、 かなり良好な耐水膜が形成され、 耐水性が向上した。
この表から明らかなように、 内部発熱による成形物に、 耐水性を有す る原料を塗布コーティ ングすることによって、 耐水性を有する成形物が 得られた。
〔実施例 1 7〕
塗布量および成形物成形方法による耐水性の違いを確認した。 すなわ ち、 前記の耐水剤 No. 9 、 No. 1 8を配合させた場合に良好な耐水性が 得られたため、 成形物の、 成形方法による耐水膜の状態を確認する上で 、 塗布量を適宜調製して実験を行った。 方法および結果を表 4 7および 表 4 8 に示す。
表 4 7
N o. 9塗布
Figure imgf000077_0001
表 4 8
N o. 1 8塗布
Figure imgf000078_0001
表から分かるように、 成形物の表面組織および凹凸の見地から、 内部 発熱を利用した成形物は大変良好である。 また、 耐水膜の接着 ■ 結着性 の見地からも有意である。 外部加熱成形物と内部発熱成形物とでは、 内 部発熱のほうが、 塗布量が少ない伏態で、 より耐水性を向上させており 、 食品等に使用する容器としての機能を付加させるのに有効であること が分かった。
〔実施例 1 8 〕
耐水性を有する原料による耐水性の付与について調べた。
成形用原料配合 No . 1 、 No . 3に、 表 4 9 に示す耐水性を有する原料 を添加した後、 攪拌 ' 混合し、 内部発熱成形を行った。
表 4 9
Figure imgf000079_0001
表から分かるように、 成形用原料中に、 上記の耐水性を有する原料を 98/24609
7 8
添加して成形した場合には、 添加しなかった場合と比べ、 得られた成形 物の耐水性が増加した。
完全な耐水性の成形物は得られなかったが、 成形物の耐水性をより多 く付与するには、 成形前の成形用原料に上記の耐水性を有する原料を添 加したものを成形し、 成形後に、 成形物の表面に耐水膜を施すと、 さら に良好な耐水性の成形物が得られる。 この場合、 双方、 すなわち成形前 に添加する上記の耐水性を有する原料と、 成形後に成形物の表面に施す 耐水膜の原料 (耐水性付与剤) との相溶性が高いほど、 耐水性はより良 好になる。
耐水性を有する原料を成形用原料に添加すると、 添加しない場合に比 ベて若干耐水性が増し、 さらにこの表面に耐水膜を施すと、 全体で耐水 性が強化されるだけでなく、 成形物表面と耐水膜との接着 ·結着性が改 良され、 より強固な耐水膜が形成される。
〔実施例 1 9〕
薄肉形状の成形物の成形性および成形物の物性について調べた。 仕様 は以下の通りである。
原料配合 : No . 2 0
成形物形状 : ( 4 )
加熱方法および結果を表 5 0ないし表 5 3に示す。
表 5 0
※ : マツチ ング不安定
加熱装置 H C 2 電流値 水分 成形時間 (秒) スパ- -ク 成形物物性 成 備考 出力変換 ( A ) 含量 形 外部 内部発熱 ( % ) 外部 H B H C 2 前半 後半 強度 外観 組織 評 性 加熱 L C 1 C 2 加熱 2 価
H A H B 2 H C 2 動作 H A
〇 X X _ 2 . 8 9 0 一 ド 汚い 粗 Δ ◎ o 〇 X 一 2 . 7 9 0 ― ― ド 汚い 粗 △ ◎
〇 〇 X 2 . 5 7 0 ド やや綺麗 粗 〇 ◎
〇 o X 2 . 8 5 0 若干ソフ ト やや綺麗 若干密 〇 ◎
〇 X 〇 1 5 7 0 自動 0 . 9 2 . 7 8 1 5 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 X 〇 1 5 9 0 自動 0 . 9 2 . 3 8 1 5 ソ フ 卜 绮麗 密 @ ◎
〇 X O 1 3 7 0 自動 0 . 9 2 . 5 8 1 2 ソフ 卜 密 o 〇 o X 〇 1 3 9 0 自動 0 . 9 2 . 9 8 1 2 ソフ 卜 綺麗 密 o 〇 o
N 〇 X 〇 9 7 0 自動 0 . 9 2 . 4 8 1 0 ソ フ 卜 ケロイ ド 粗 X X 《·
〇 X 〇 9 9 0 自動 0 . 9 2 . 4 8 1 0 ソ フ 卜 ケロイ ド 粗 X X 《·
〇 X 〇 7 7 0 自動 0 . 9 2 . 7 8 1 0 ソフ 卜 ケロイ ド 粗 X X
〇 X 〇 7 9 0 自動 0 . 9 2 . 9 8 1 0 ソ フ 卜 ケロイ ド 粗 X X 《·
表 5 1
※ : マツチ ング不安定
加熱装置 H C 2 電流 ¾ 水分 成形時間 (秒) スパーク 成形物物性 成 備考 出力変換 ( A ) 含量 形 外部 内部 ¾熱 ( % ) 外部 H B H C 2 前半 後半 強度 外観 組織 評 性 加熱 し C 1 C 2 加熱 2 価
H A H B 2 H C 2 動作 H A
o X O 1 5 7 0 自動 0 . 6 2 . 7 8 3 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ © o X O 1 5 9 0 自動 0 . 6 2 . 3 8 3 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ ©
〇 X O 1 3 7 0 自動 0 . 6 2 . 5 8 2 5 ソフ ト mm 密 ◎ ◎
〇 X O 1 3 9 0 自動 0 . 6 2 . 9 8 2 5 ソ フ 卜 綺麗 密 ◎ ◎
〇 X 〇 9 7 0 自動 0 . 6 2 . 4 8 2 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ 〇 o X O 9 9 0 自動 0 . 6 2 . 4 8 2 0 ソフ 卜 密 O o o X 〇 7 7 0 自動 0 . 6 2 . T 8 1 5 ソ フ 卜 ケロイ ド 粗 o 〇 《· o X O 7 9 0 自動 0 . 6 2 . 9 8 1 5 ソフ 卜 ケロイ ド 粗 o 〇 ·
表 5 2 加熱装置 H C 2 電流値 金型温度 水分 成形時間 (秒) 成 成 備考 出力変換 ( A ) (で) 含量 形 形 外部 内部発熱 { % ) 外部 H B H C 2 物 性 加熱 し C 1 1 C 2 設定 1 設定 2 加熱 2 物
H A H B 2 H C 2 動作 H A 設定 1 設定 2 性
〇 X 〇 1 5 7 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 5 3 1 0 1 0 © 〇
〇 X 〇 1 5 1 0 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 6 3 8 8 ◎ ◎
〇 X 〇 1 3 7 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 5 3 8 8 ◎ ©
〇 X 〇 1 3 1 0 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 7 3 7 7 ◎
〇 X 〇 1 1 7 0 自動 0 - 6 1 8 0 2 - 4 3 7 7 © ©
〇 X 〇 1 1 1 0 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 5 3 7 7 ◎ ◎
〇 X 〇 9 7 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 7 3 7 7 〇 〇
〇 X 〇 9 1 0 0 自動 0 . 6 1 8 0 2 . 9 3 7 7 〇 〇
表 5 3
Figure imgf000084_0001
実施例 2の厚肉物 (厚み 3 . 5 m m ) と同様に、 成形性、 成形物の物 性ともに良好であり、 厚肉物と比較して、 より短時間で安定な成形物を 得るこ とが可能である。
薄肉の成形物の肉厚としては、 出力 ■ 条件設定により異なるが、 ここ では 1 . 5 m mの成形物が可能となった。 それにより、 重ねたときに互 いに嵌まり合いやすく なるため、 スタ ッ ク性が良く なり、 大量保管ゃ大 量輸送がしゃすいという効果がある。 こ こで、 スタ ッ ク性とは、 複数個 の対象物を積み上げた際の全体の嵩高さを指し、 嵩が低く なるこ とをス 夕 ッ ク性が良いという。
成形物の薄肉化を図ることによって、 成形時間のさ らなる短縮が可能 となつた。 実施例 2の厚肉物 (厚み 3 . 5 m m ) と比べて 1 ノ 3〜 1 / 2 (肉厚 1 . 5 m mのとき) の成形時間に短縮できた。 それにより、 生 産効率を向上させることができる。
表 5 0からわかるように、 加熱条件として電流値を 0 . 9 Aと した場 合、 L成分や C成分の制御範囲が狭く、 一定電流が高いために、 成形具 合の制御が難しい。 一方、 表 5 1 からわかるように、 電流値を 0 . 6 A と しているものは、 L成分や C成分の制御範囲が広く、 安定的に成形物 が得られる。
薄肉物の成形の際、 常に一定の出力を与えた場合には、 成形物の表面 組織の均一化を図るのは困難である。 そこで、 本実施例では、 表 5 2か らわかるように、 加熱初期には低出力でゆっ く り と生地を伸ばし、 その 後高出力で乾燥させると、 効率よく、 良好な成形物を安定的に成形する こ とができた。 また、 表 5 3からわかるように、 設定 1 · 設定 2 とも出 力を下げたものは、 広い制御範囲を持ち、 かつ良好な成形物が得られた また、 成形物形状 ( 4 ) と同形状で肉厚 1 . O mmの成形物を用いて 同様の実験を行った結果、 制御範囲は狭く なるものの、 良好な成形物を 得ることができた。
〔実施例 2 0〕
厚肉形状の成形物について調べた。 仕様は以下の通りである。
原料配合 : No. 2 2〜 3 1
成形物形状 : ( 8 )
加熱方法および結果を表 5 4 に示す。
表 5 4
加熱装置 H C 2 電流値 水分 成形時間 (秒) 成形物物性 成 備考 出力変換 ( A ) 含量 形 外部 内部発熟 ( % ) 外部 H B 2 H C 2 強度 外観 組織 評 性 加熱 し C 1 C 2 加熟 価
H A H B 2 H C 2 動作 H A
o X X ― - - 3以下 2 4 0 ― 一 ― ― X X 生焼け
〇 o X 3以下 1 8 0 X X 生焼け o 〇 X 3以下 1 6 0 X X 生焼け o 〇 X 3以下 1 4 0 X X 生焼け
〇 X 〇 1 1 6 0 自動 0 . 5 3以下 6 0 ソフ 卜 綺麗 密 ◎ 〇
〇 X O 1 1 8 0 自動 0 . 5 3以下 6 0 ソフ 卜 密 ◎ ◎
〇 X O 9 6 0 自動 0 . 5 3以下 5 5 ソフ 卜 やや綺麗 密 ◎ ◎ o X 〇 9 8 0 自動 0 - 5 3以下 5 5 ソフ 卜 やや綺 S 密 〇 〇
〇 X O 7 6 0 自動 0 . 5 3以下 5 0 ソフ 卜 やや綺麗 やや密 〇 〇
〇 X O 7 8 0 自動 0 . 5 3以下 5 0 ソ フ 卜 やや綺麗 やや密 O 〇 o X 〇 5 6 0 自動 0 . 5 3以下 4 5 フフ 卜 焦げ有り 焦げ小 〇 〇
〇 X 〇 5 8 0 自動 0 . 5 3以下 4 5 ソフ 卜 焦げ有り 焦げ小 〇 〇
外部加熱成形では、 肉厚の厚い成形物は、 一般に表面は乾燥するが、 内面は水分が残りやすく、 強度がなく、 ひび割れ等が起きて、 成形が困 難である。 しかも、 図 1 9に示すように、 大きな肉厚差を持つ成形物で は、 厚みの違いによる加熱ムラが顕著で、 さらに困難となる。
一方、 内部発熱成形では、 厚物についても、 組織が均一で、 密な成形 物が作製でき、 しかも、 図 1 9に示すように、 肉厚が一定ではない大き な肉厚差のある形状についても、 成形が可能である。
その場合、 表 5 4からわかるように、 厚肉物を成形する際には、 比較 的低出力でゆっ く り と加熱することで、 均一な成形物が得られた。 出力 が強すぎると、 肉厚が大きいために加熱ムラを生じ、 焦げを発生する可 能性がある。
以上のように、 本発明に係る第 1 の澱粉製生分解性成形物の製造方法 は、 澱粉を含有し、 生分解性を有する原料を、 導電性の第】 および第 2 型片と上記両型片間の絶縁部とを有する型で覆い、 交流電源から上記両 型片間に交流を印加することにより、 通電加熱および Zまたは誘電加熱 にて加熱して膨化させる澱粉製生分解性成形物の製造方法において、 上 記型として、 上記絶縁部に蒸気抜き部を設けたものを用い、 上記型の外 部を減圧し、 上記加熱によって生じる蒸気を上記蒸気抜き部から抜きな がら上記加熱を行う こ とを特徴としている。
上記成形物の加熱成形中には、 多量の蒸気が発生し、 この蒸気か絶縁 部に設けられた蒸気抜き部で凝縮して結露し、 絶縁破壊が起こる。 しか しながら、 上記の方法では、 減圧により、 蒸気が結露することが防止さ れる。 このため絶縁破壊を防げる。
第 2の澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 澱粉を含有し、 生分解性 を有する原料を、 導電性の第 1 および第 2型片と上記両型片間の絶縁部 とを有する型で覆い、 交流電源から上記両型片間に交流を印加するこ と により、 通電加熱および Zまたは誘電加熱にて加熱して膨化させる澱粉 製生分解性成形物の製造方法において、 上記型として、 上記絶縁部に蒸 気抜き部を設けたものを用い、 上記原料への加熱を行う際に、 上記蒸気 抜き部を加熱し、 上記原料への加熱によつて生じる蒸気を上記蒸気抜き 部から抜きながら、 上記原料への加熱を行う こ とを特徴としている。 上記成形物の加熱成形中には、 多量の蒸気が発生し、 この蒸気が絶縁 部に設けられた蒸気抜き部で凝縮して結露し、 絶縁破壊が起こる。 しか しながら、 上記の方法では、 蒸気抜き部を加熱することにより、 蒸気が 結露するこ とが防止される。 このため絶緣破 ¾を防げる。
第 3の澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 上記第 1 または第 2の澱 粉製生分解性成形物の製造方法において、 外部加熱を併用して原料を加 熱するこ とを特徴としている。
併用により、 さらに成形時間を短縮できる。
上記の方法により、 例えば仕切のような、 複雑な構造であって電極を 対向設置しにく いために電圧を印加できず、 上記他の加熱では加熱しに く い場合でも加熱できる。 この場合、 このような、 上記他の加熱では加 熱しにく いごく一部分だけに対して行えば十分であるため、 外部加熱単 独で加熱成形を行う場合と比べて外部加熱装置の構成を簡略化できる。 また、 外部加熱単独で加熱成形を行う場合と比べて外部加熱の温度制御 条件が緩やかでよく、 例えば 「 1 0 0〜 2 3 0 °C」 のように広い温度範 囲において所望の最終成形物を得ることが可能になる。 このため、 外部 加熱単独で加熱成形を行う場合と比べて外部加熱装置をさ らに簡略化す る こ とができる。
第 4の澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 上記第 1 ないし第 3のい ずれかの澱粉製生分解性成形物の製造方法において、 上記原料の組成が 、 澱粉 1 0 0〜 2 0 0、 水 7 0〜 2 4 0の重量比を持ち、 全量に対して 水が 3 0〜 7 0重量%であることを特徴としている。
なお、 好ま しく は、 水が 4 0〜 6 0重量%である。 また、 上記の原料 に、 その他の原料として例えば強度柔軟性付与剤、 着色料、 離型剤、 膨 化剤、 塩類、 耐水性付与剤等の中から適宜選択して重量比で 0〜 2 2部 添加してもよい。
第 5の澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 上記第 1 ないし第 4のい ずれかの澱粉製生分解性成形物の製造方法において、 成形物に耐水性付 与剤を塗布することを特徴としている。
上記の方法により、 原料の注入跡がなく表面の状態が均一な成形物に 、 耐水性付与剤を塗布することにより、 耐水膜がより強固になり、 耐水 性が向上する。
第 6の澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 上記第 1 ないし第 5のい ずれかの澱粉製生分解性成形物の製造方法において、 上記成形物の厚み が 1 〜 5 0 m mであることを特徴としている。
上記の成形物は、 種々の形状に対応でき、 薄い成形物はもとより厚い 成形物についても、 成形性や成形物の物性の優れた成形物を製造するこ とができる。
尚、 発明の詳細な説明の項においてなした具体的な実施態様、 または 実施例は、 あく までも、 本発明の技術的内容を明らかにするものであつ て、 そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではな く、 本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、 いろいろと 変更して実施することができるものである。 産業上の利用可能性
澱粉製生分解性成形物の製造方法は、 通電加熱や誘電加熱による澱粉 製生分解性成形物の加熱成形中に、 原料から多量の蒸気が発生して結露 することによる絶縁破壊を防止するこ とができる。

Claims

請求の範囲 に 澱粉を含有し、 生分解性を有する原料を、 導電性の第 1 および第 2型片と上記両型片間の絶縁部とを有する型で覆い、
交流電源から上記両型片間に交流を印加するこ とにより、 通電加熱お よび/または誘電加熱にて加熱して膨化させる澱粉製生分解性成形物の 製造方法であって、
上記型として、 上記絶縁部に蒸気抜き部を設けたものを用い、 上記型の外部を減圧し、 上記加熱によって生じる蒸気を上記蒸気抜き 部から抜きながら上記加熱を行うことを特徴とする澱粉製生分解性成形 物の製造方法。
2 . 澱粉を含有し、 生分解性を有する原料を、 導電性の第 1 および第 2型片と上記両型片間の絶縁部とを有する型で覆い、
交流電源から上記両型片間に交流を印加することにより、 通電加熱お よぴ Zまたは誘電加熱にて加熱して膨化させる澱粉製生分解性成形物の 製造方法であって、
上記型として、 上記絶縁部に蒸気抜き部を設けたものを用い、 上記原料への加熱を行う際に、
上記蒸気抜き部を加熱し、 上記原料への加熱によって生じる蒸気を上 記蒸気抜き部から抜きながら、 上記原料への加熱を行う こ とを特徴とす る澱粉製生分解性成形物の製造方法。
3 . 外部加熱を併用して原料を加熱するこ とを特徴とするク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
4 . 上記型として、 上記原料のうちで上記通電加熱おょぴノまたは誘 電加熱によつて内部発熱しない部分に対応する箇所の肉厚か、 内部発熱 する部分に対応する箇所の肉厚より も薄いものを用いて、 上記原料を加 熱するこ とを特徴とするク レーム 3記載の澱粉製生分解性成形物の製造 方法。
5 . 上記交流の電流値を常に一定に保って上記原料を加熱するこ とを 特徴とする ク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法
6 . 加熱後半の、 上記原料中の水分量が少ないときの上記交流の電流 値を、 加熱前半の、 上記原料中の水分量が多いときの上記交流の電流値 より も小さ く して上記原料を加熱するこ とを特徴とするク レーム 1 また は 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
7 . 上記第 1 および第 2型片のうち、 鋭利な部分の多い型片のほうを アース側と して上記原料を加熱するこ とを特徵とするク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の^造方法。
8 . 上記原料の組成が、 澱粉 1 0 0 〜 2 0 0、 水 7 0 〜 2 4 0の重量 比を持ち、 全量に対して水が 3 0 〜 7 0重量%であるこ とを特徴とする ク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
9 . 上記原料の組成が、 全量に対して水が 4 0〜 6 0重量%であるこ とを特徴とするク レーム 8記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 0 . 上記原料の表面に耐水膜を形成した後に上記加熱を行う こ とを特 徴とするク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 1 . ェクス トル一ダにてシー ト状に加工した上記原料に、 上記耐水膜 と して耐水性フイ ルムをラ ミ ネー ト し、 その後上記加熱を行う こ とを特 徵とするク レーム 1 0記戟の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 2 . 成形物に耐水性付与剤を塗布することを特徴とするク レーム 1 ま たは 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 3 . 上記原料中に耐水性物質を添加した後に上記加熱を行うこ とを特 徴とするク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 4 . 成形物の表面に耐水膜を形成することを特徴とするク レーム 1 3 記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 5 . 上記成形物の厚みが 1 〜 5 O m mであるこ とを特徴とするク レー ム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
1 6 . 上記原料の生地がまだ上記加熱により伸びていないときに加える 上記交流の電流値を、 上記原料の生地が上記加熱により伸びた後に加え る上記交流の電流値より も小さ く して、 上記原料を加熱するこ とを特徴 とするク レーム 1 または 2記載の澱粉製生分解性成形物の製造方法。
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