WO2003074242A1 - Procede de production d'objets moules en fibres biodegradables - Google Patents

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WO2003074242A1
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Kiyokazu Tanaka
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Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a biodegradable fibrous molded article, and particularly to mixing a vegetable fibrous powder and a vegetable binder powder, adding water thereto, and then molding. And a method for producing a biodegradable fibrous formed article.
  • plastics made from chemically synthesized products can be molded freely, are strong, can be mass-produced, and have many advantages.However, when they are discarded, they cannot be biodegraded in the soil or burned This causes social problems such as the generation of harmful substances such as dioxin.
  • biodegradable plastics produced using hydrocolloids such as polysaccharides as the main raw materials include, for example, those using starch and synthetic plastics as the main raw materials (Chemistry and Biology V o 1.33, No 3, 159-166, 199 5) (Bioscience and Industri-Vo 1.52, No. 10; 975-800, pp. 199-4) ), And those using cellulose and chitosan as main raw materials (Chemical and Industrial Sciences, Vol. 1.43, No. 11, pages 85-87, 1990).
  • Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 11-501490 discloses an industrial product having a fiber matrix reinforced and a starch-bound cell matrix, wherein the cell matrix is a starch-based binder. And comprising fibers substantially uniformly dispersed within the starch-bound cell matrix, wherein the fibers have an average aspect ratio of about 25: 1 or greater and the concentration of inorganic aggregate filler is It is about 20% by weight or more based on the starch-bound cell matrix, and the thickness of the starch-bound cell matrix is about 1 cm or less.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-314424 discloses that at least konya powder, vegetable fiber powder and water are mixed and kneaded, and the mixture is poured into a desired mold. Later, there is described a method for producing a molded product, which is characterized by performing pressure and heat molding.
  • Biodegradable plastics produced using hydrocolloids such as polysaccharides as main raw materials have a problem that the production cost is significantly higher than plastics made from chemically synthesized products.
  • the industrial product disclosed in Japanese Patent Publication No. 11-15050950 is suitable for mass production by injection molding because the fibrous material, which is a raw material, has large dimensions and a large amount of water is mixed with the raw material. There is no problem.
  • the method for producing a biodegradable fibrous molded article disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-33442 354 has a problem that it is not suitable for mass production because it is pressurized and heated.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a method for producing a biodegradable fibrous molded article capable of inexpensively mass-producing a biodegradable fibrous molded article. .
  • a vegetable fiber powder is mixed with a vegetable binder powder, which is a mixture of a starch powder and a gum powder, and the mixture is mixed with water to form a vegetable fiber material.
  • a method for producing a biodegradable fibrous molded article which comprises forming a material and molding the vegetable fibrous molding material.
  • a mixture of starch powder and gum powder is used as the vegetable binder powder, it can be used at the time of injection in the injection molding method or in the injection press molding method having the same injection step as the injection molding method.
  • a molding material that can be suitably fluidized at the time of injection and can be filled into the mold without gaps can be obtained while suppressing the amount of mixed water as compared with a case where only starch powder is used as the vegetable binder powder. . Since the biodegradable fibrous molded article obtained by molding the molding material has a low water content, the drying time after demolding is short. Therefore, according to the method of the present invention, a biodegradable fibrous molded article can be mass-produced at low cost.
  • the vegetable fibrous formed article produced by the method according to the present invention does not contain any synthetic resin, is biodegraded in a natural environment and is integrated with soil to become a soil component. It can also be treated as general waste under the container recycling method.
  • the mixing ratio of the gum substance is 15% or less based on the total weight of the vegetable binder powder. If the mixing ratio of gum exceeds 15% by weight, the releasability at the time of demolding is reduced.
  • 2 to 17 parts by weight of vegetable fiber powder and 1 part by weight of vegetable binder powder are mixed, and 3 to 9 parts by weight of the mixture and 1 part by weight of water are mixed.
  • a method for producing a biodegradable fibrous molded article comprising forming a vegetable fibrous molding material and molding the vegetable fibrous molding material.
  • the injection molding method is performed.
  • a molding material that can be suitably fluidized and can be filled into a mold without gaps can be obtained at the time of injection in an injection or injection in an injection press molding method having an injection step similar to the injection molding method. Since the molding material has a low moisture content, the biodegradable fibrous molded article obtained by molding the molding material also has a low moisture content and a short drying time after demolding. Therefore, according to the method of the present invention, a biodegradable fibrous molded article can be mass-produced at low cost.
  • a biodegradable fibrous molded article By molding the molding material, a biodegradable fibrous molded article can be mass-produced at low cost.
  • the vegetable fibrous formed article produced by the method according to the present invention does not contain any synthetic resin, is biodegraded in a natural environment and is integrated with soil to become a soil component. It can also be treated as general waste under the container recycling method.
  • the weight of the vegetable fibrous powder mixed with 1 part by weight of the vegetable binder powder is less than 2, the molded article will strongly adhere to the mold, making it difficult to remove the mold. If the weight part of the vegetable fiber powder mixed with 1 part by weight of the vegetable binder powder exceeds 7, the strength of the molded body is reduced. If the weight part of the mixture of the vegetable fibrous powder and the vegetable binder powder mixed with 1 part by weight of water is less than 3, the strength of the molded body is reduced, and there is a problem at the time of demolding. Possible If the weight part of the mixture of the vegetable fibrous powder and the vegetable binder powder mixed with 1 part by weight of ice exceeds 9, the fluidity of the molding material decreases and the It becomes difficult to fill without gaps.
  • any non-toxic plant fiber material powder such as wood, grass, leaves, rice husk, rice bran, fruit peel, coffee bean extract residue, or a mixture thereof can be used. it can.
  • non-toxic starch powder As the vegetable binder powder, non-toxic starch powder, gum powder, or a mixed powder thereof can be used.
  • a coloring material or a fat-soluble component derived from a natural product may be added to a molding material obtained by mixing vegetable fiber powder, vegetable binder powder, and water.
  • biodegradable fibrous molded article obtained by the method according to the present invention examples include packaging trays, tableware such as chopsticks and bowls, food material containers, lighting fixtures, decorations, rugs, toys, furniture furniture, footwear. , Ashtrays, flowerpots, stationery, sports equipment, automotive interior goods, building materials, etc.
  • the plant binder powder is a starch powder. Since starch powder is available inexpensively and in large quantities, it is suitable for inexpensively mass-producing plant fiber molded products.
  • starch powder any non-toxic starch powder such as wheat starch, potato starch, corn starch, hydroxy corn starch, high amylose starch, sago starch, tapio power starch or a mixture thereof can be used.
  • the plant binder powder is a mixture of a starch powder and a gummy powder.
  • the mixture can be used at the time of injection in an injection molding method or in an injection press molding method having an injection step similar to the injection molding method.
  • a molding material that can be suitably fluidized and can be filled into a mold without gaps can be obtained while suppressing the amount of mixed water as compared with a case where only starch powder is used as the vegetable binder powder.
  • Biodegradable fiber formed from the molding material Since the fiber compact has a low water content, the drying time after demolding is short. Therefore, according to the method of the present invention, a biodegradable fibrous molded article can be mass-produced at low cost.
  • the mixing ratio of the gum substance is 15% or less based on the total weight of the vegetable binder powder. If the mixing ratio of gum exceeds 15% by weight, the releasability at the time of demolding is reduced.
  • the gum is a water-soluble polysaccharide.
  • Gum especially water-soluble gum, which is a water-soluble polysaccharide, promotes starch gelatinization, promotes fluidization of biodegradable fibrous molding materials, improves processability, and produces vegetable fiber powder. Strengthens the main structure of the molded article formed by
  • the water-soluble polysaccharide is one or more selected from xanthan gum, tamarind gum, dielan gum, power ragginan, pullulan, guar gum, locustin gum, tara gum, pectin, alginic acid and agar. It is.
  • Water-soluble polysaccharides such as xanthan gum, tamarind gum, dielan gum, power ragginan, pullulan, guar gum, locust bean gum, tara gum, pectin, alginic acid, and agar can be used. These may be used alone or in combination of one or more.
  • the water-soluble polysaccharide is one or two selected from xanthan gum and tamarind gum.
  • xanthan gum or tamarind gum or a mixture thereof as the water-soluble polysaccharide, it is possible to obtain a molding material having particularly excellent flowability at the time of injection and favorable release property at the time of demolding.
  • the mixing ratio of tamarind gum be 70% or less based on the total weight of the water-soluble polysaccharide.
  • the particle size of the vegetable fibrous powder is 60 to 200 mesh.
  • the particle size of the vegetable fiber powder By setting the particle size of the vegetable fiber powder to 60 mesh or less, the explosion and explosion of the vegetable fiber at the time of opening the mold in the molding step can be prevented.
  • vegetable fiber In order to grind to a particle size of less than 200 mesh, a large amount of equipment and labor are required, which hinders mass production of molded articles.
  • the water content of the vegetable fiber powder is 4 to 20% by weight.
  • the vegetable fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh can be efficiently classified from the vegetable fiber powder using the rising air flow and the cycle dust collector.
  • Vegetable fibrous powders having a water content of 20% by weight or less are suitable for classification using an ascending air flow and a cycle dust collector.
  • a large amount of equipment and labor are required, which hinders the mass production of compacts.
  • a vegetable fibrous material having a water content of 40 to 50% by weight is washed and sterilized with steam at 150 to 180 ° C, dehydrated under pressure, dried by heating, An impulse load is applied to pulverize to form a vegetable fiber powder having a moisture content of 4 to 10% by weight. Then, the mixture is classified by mixing into a cyclone dust collector, and classified to obtain a vegetable fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 4 to 10% by weight.
  • the vegetable fiber material is sterilized and the action of enzymes in the vegetable fiber material is stopped. Color is maintained. As a result, it is possible to manufacture a molded article that is hygienic and retains the natural color of the vegetable fibrous material.
  • the moisture content of the naturally dried vegetable fiber material is 40 to 50% by weight. From the viewpoint of shortening the drying time and saving energy, it is desirable to heat and dry the vegetable fibrous material having a water content of 40 to 50% by weight after dehydrating under pressure. Direct pressurization and dehydration of a vegetable fibrous material with a water content of 40 to 50% by weight requires a great deal of energy and time, but it is washed and sterilized with steam to reduce the water content to 60 to 75.
  • c moisture content is dried by heating 4 0 wt% or more of plant fibrous materials which can be dehydrated in a short time with less energy up to about 35 wt% moisture content
  • Vegetable fibrous powder having a moisture content of 4 to 10% by weight obtained by pulverization is mixed in an ascending air stream and classified, and then guided to a cyclone dust collector for classification, and classified into two stages.
  • a cyclone dust collector for classification, and classified into two stages.
  • a vegetable fibrous material having a water content of 4 ° to 50% by weight is washed and sterilized with steam at 150 to 180 ° C, dehydrated under pressure, and subjected to impact load. Pulverized to form a vegetable fibrous powder having a water content of 10 to 20% by weight, and the vegetable fibrous powder is mixed with an ascending air stream and classified in an environment shielded from outside air. Then, the mixture is guided to a cycle dust collector and classified to obtain a vegetable fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 10 to 20% by weight.
  • Vegetable fibrous powder having a water content of 10 to 20% by weight obtained by pulverization is mixed with an ascending air stream and classified, and then guided to a cyclone dust collector to be classified to perform two-stage classification.
  • a cyclone dust collector to be classified to perform two-stage classification.
  • Shields vegetable fiber powder with water content of 10 to 20% by weight from outside air By classifying in a disconnected environment, humidification of the plant fiber powder in the classification process can be prevented.
  • a vegetable fibrous material having a water content of 40 to 50% by weight is subjected to an impulse load and pulverized to obtain a plant fiber material having a water content of 10 to 20% by weight.
  • the plant fibrous powder is mixed in an ascending air stream and classified in an environment ⁇ , which is shielded from the outside air, and then classified by introducing it to a cyclone dust collector to obtain a water content of 10 to 20.
  • a vegetable fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh by weight% is obtained.
  • the naturally dried vegetable fiber material having a water content of 40 to 50% by weight is pulverized by applying an impact load to make the vegetable fiber material fine and heat is generated by the powder due to the impact load. It is possible to dehydrate to a water content of 10 to 20% by weight in a short time.
  • Vegetable fibrous powder having a water content of 10 to 20% by weight obtained by pulverization is mixed with an ascending air stream and classified, and then guided to a cyclone dust collector to be classified to perform two-stage classification.
  • a cyclone dust collector to be classified to perform two-stage classification.
  • By classifying the plant fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight in an environment shielded from the outside air, humidification of the plant fiber powder in the classification step can be prevented.
  • the water content is between 40 and 50% by weight.
  • / 0 vegetable fiber material is ground to obtain a vegetable fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 4 to 20% by weight.
  • a vegetable fibrous material having a water content of 40 to 50% by weight is guided to a minute gap between the blade and the mesh in an air stream, and the mesh and the blade are relatively moved in parallel.
  • the physical fibrous material is sheared and pressed into the small hole of the mesh to grind and shear at the edge of the mesh.
  • the vegetable fibrous material is atomized in the air stream and generates heat and dries.
  • the particle size is between 60 and 200 mesh
  • a plant fiber powder having a ratio of 4 to 20% by weight is obtained.
  • the vegetable fibrous molding material is molded at a temperature of 60 to 130 ° C.
  • the starch will not be gelatinized and the fluidity of the vegetable fibrous molding material will decrease, causing insufficient filling.
  • the plant fiber molding material may not be injected from the molding machine nozzle. If the temperature of the vegetable fibrous molding material exceeds 130 ° C, the amount of steam jetted from the molding machine nozzle will increase, and gas will accumulate at the end of the cavity, causing insufficient filling.
  • the molding temperature is as low as 60 to 130 ° C, there is an advantage that the processing energy is small.
  • the vegetable fibrous molding material is finally formed without preforming.
  • the vegetable fibrous molding material according to the present invention has an appropriate viscosity and an appropriate fluidity, and is surely transported by the screw of the injection molding machine, so that the transportability by the screw is improved. There is no need for preforming such as granulation to enhance. Therefore, the vegetable fibrous molding material according to the present invention can be finally molded by an injection molding machine as powder.
  • the biodegradable fiber according to the present invention is a mixture of vegetable fiber powder, vegetable binder powder which is a mixture of starch powder and gum powder, and water. A molding material is provided.
  • a mixture of vegetable fiber powder, vegetable binder powder and water wherein the weight of the vegetable binder powder is 1/7 to 1 times the weight of the vegetable fiber powder. / 2, wherein the mixing amount of water is from 10 to 25% of the total weight of the mixture.
  • the biodegradable fibrous molding material having the above composition has a low moisture content
  • the biodegradable fibrous molded article formed from the molding material also has a low moisture content and a short drying time after demolding. Therefore, by using the molding material having the above composition, a biodegradable fibrous molded article can be mass-produced at low cost.
  • Molding materials of the above composition can be used for injection molding or injection molding. It is suitable for injection press molding and the like having an injection step similar to the shape. It is also possible to use the biodegradable fibrous molding material having the above composition for extrusion molding, transfer molding, and heat and pressure molding.
  • FIG. 1 is a process chart of a method for producing a biodegradable fibrous formed article according to an example of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a hopper used in the method for producing a biodegradable fibrous formed body according to the example of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a steam washer used in the method for producing a biodegradable fibrous formed article according to the embodiment of the present invention.
  • (A) is a side sectional view
  • (b) is a transverse sectional view.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a drawing machine used in the method for producing a biodegradable fibrous formed body according to the example of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a dryer used in the method for producing a biodegradable fibrous molded article according to the example of the present invention.
  • (A) is a side sectional view, and (b) is a transverse sectional view.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a pulverizer used in the method for producing a biodegradable fibrous formed body according to the example of the present invention.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a classifier used in the method for producing a biodegradable fibrous formed body according to the example of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a modified example of the pulverizer used in the method for producing a biodegradable fibrous component according to the embodiment of the present invention.
  • the hopper 1 includes a main body 11 and a shaft member 12 extending horizontally in the main body 11.
  • a number of stirring arms 13 are attached to the shaft member 12.
  • the member 12 is driven to rotate by a motor 14.
  • the vegetable fibrous material loosened by the stirring arm 13 rotating with the rotation of the shaft member 12 falls from the hopper 1 and is conveyed to the steam washer 2 by a belt conveyor (not shown).
  • the steam washer 2 has a cylindrical outer shell 21 extending horizontally.
  • the cylindrical outer shell 21 has a lower portion 21a made of mesh. Opening doors 22 a and 22 b are provided at both ends of the cylindrical outer shell 21.
  • a cylindrical inner shell 23 made of mesh is disposed inside the cylindrical outer shell 21.
  • a spiral projection 23 a is attached to the inner surface of the cylindrical inner shell 23.
  • a plurality of inner shell support rollers 124 are disposed between the cylindrical outer shell 21 and the cylindrical inner shell 23.
  • a specific one of the plurality of shell supporting rollers 124 is a driving roller that is rotationally driven by a motor (not shown), and the other is a driven roller.
  • the opening / closing door 22 a of the steam cleaning machine 2 opens, and the vegetable fiber material transported by the belt conveyor (not shown) is transported into the cylindrical inner shell 23.
  • the opening / closing door 22 a closes, a specific drive port in the plurality of inner shell support rollers 24 rotates, and the cylindrical inner shell 23 rotates.
  • the helical projections 23 rotate, and the vegetable fibrous material is conveyed toward the door 22b.
  • Steam at 150 to 180 ° C is supplied to the cylindrical shell 21 through an opening formed in the vicinity of the opening / closing door 22 a of the cylindrical shell 21, and the cylindrical shell 2 It is discharged from the cylindrical outer shell 21 through an opening formed in the vicinity of the opening / closing door 2 2b of 1.
  • the steam flows into the mesh inner cylindrical shell 23 to wash and sterilize the vegetable fiber material being transported, and to increase the water content of the vegetable fiber material to 60 to 75% by weight. Let it.
  • the high temperature heating by the steam stops the action of the enzymes in the vegetable fiber material and maintains the natural color of the vegetable fiber material.
  • the stones, sand, debris, and water dropped from the vegetable fiber material removed from the vegetable fiber material are mixed with the mesh of the cylindrical inner shell 23 and the mesh of the lower part 21 a of the cylindrical outer shell. It is discharged from the steam washer 2 through the.
  • the door 2 2 b opens. At this time, the plant fibrous material washed and sterilized and humidified is discharged from the steam cleaning machine 2.
  • the vegetable fiber material discharged from the steam washing machine 2 is conveyed to the drawing machine 3 by a belt conveyor (not shown).
  • the squeezing machine 3 includes a hopper 31, an elbow 32 connected to a lower end of the hopper 31, and an upper roller 33 a arranged in contact with a discharge port of the elbow 32.
  • Lower rollers 1 3 b are provided.
  • the lower roller 33b is a driving roller that is driven to rotate by a motor (not shown), and the upper roller 33a is a driven roller.
  • the upper roller 33a is driven up and down by a driving device (not shown).
  • the vegetable fibrous material conveyed by a belt conveyor (not shown) is fed into the hopper 31 of the drawing machine 3.
  • the vegetable fibrous material is drawn through the ERPO 32 between the high-speed rotating upper roller 33a and the lower roller 33b, and is dehydrated under pressure.
  • the vegetable fiber material whose moisture content has been increased to 60 to 75% by weight is passed through a pair of rollers and dehydrated under pressure, so that the vegetable fiber material instantaneously has a moisture content of about 35% by weight. Dehydrated until.
  • the dehydrated vegetable fiber material is discharged from the drawing machine 3.
  • the plate-like vegetable fibrous material discharged from the drawing machine 3 is conveyed to the dryer 4 by a belt conveyor (not shown).
  • the dryer 4 includes a cylindrical outer shell 41 extending horizontally. At both ends of the cylindrical outer shell 41, an inlet 41a and an outlet 41b are formed.
  • a cylindrical mesh shell 42 made of mesh is arranged in a cylindrical outer shell 41. At both ends of the cylindrical inner shell 42, an inlet 42a and an outlet 42b are formed to face the inlet 41a and the outlet 41b of the cylindrical outer shell 41.
  • a spiral projection 42c is attached to the inner surface of the cylindrical inner shell 42.
  • a shaft member 43 to which a plurality of stirring arms are attached is provided in the cylindrical inner shell 42 so as to face the inlet 42 a. The shaft member 43 extends coaxially with the cylindrical inner shell 42.
  • the shaft member 43 is fixed to the cylindrical inner shell 42 via a support member (not shown).
  • a plurality of inner shell support rollers 44 are arranged between the cylindrical outer shell 41 and the cylindrical inner shell 42.
  • a specific one of the plurality of shell support rollers 4 4 is a drive port driven by a motor (not shown). It is a driven roller.
  • a plate-like vegetable fibrous material conveyed by a belt conveyor passes through the cylindrical outer shell inlet 41 a and the cylindrical inner shell inlet 42 a, and enters the cylindrical inner shell 42. It is carried in.
  • a specific drive roller among the plurality of inner shell support rollers 44 rotates, and the cylindrical inner shell 42 rotates.
  • the stirring arm attached to the shaft member 4 3 rotates, and the plate-like vegetable fibrous material is carried into the cylindrical inner shell 4 2. Is disentangled.
  • the loosened vegetable fibrous material is conveyed toward the outlet 42b by the rotating spiral projection 42c.
  • Air heated to 250 ° C is supplied to the cylindrical shell 41 through an opening formed in the vicinity of the inlet 41 a of the cylindrical shell 41, and is supplied to the cylindrical shell 41.
  • the gas is exhausted at 150 ° C. through the opening formed in the vicinity of the outlet 41 b and discharged from the cylindrical outer shell 41.
  • High-temperature air flows into the mesh inner shell 42, and the vegetable fiber material with a water content of about 35% by weight is dried by hot air in a short time to a water content of about 10% by weight. Is done.
  • the vegetable fibrous material dried to a water content of about 10% by weight is discharged from the dryer 4 through an outlet 42b of the cylindrical inner shell and an outlet 41b of the cylindrical outer shell 41. You.
  • the vegetable fibrous material discharged from the dryer 4 is transported to the crusher 6 by a transport pipe 5 disposed opposite the outlet 41 b of the cylindrical outer shell 41.
  • the transfer pipe 5 includes a pipe main body 51, a spiral projection 52 formed on the inner surface of the pipe main body 51, and a driving device (not shown) that rotationally drives the pipe main body 51. It has.
  • the pipe body 51 rotates and the spiral projection 52 rotates together with the pipe body 51, the vegetable fibrous material in the pipe body 51 is conveyed while being shielded from the outside air.
  • the vegetable fiber material By shielding the vegetable fiber material from the outside air, it is possible to prevent a situation in which the vegetable fiber material dried to a water content of about 10% by weight is humidified during transportation.
  • the powder frame machine 6 includes a case 61 having a hopper 61a, a crushing chamber 61b, and a powder discharge chamber 61c.
  • Rotating plate 62 is accommodated in grinding chamber 61b Have been.
  • a plurality of impact pins 63 are circumferentially attached to the outer edges of both surfaces of the rotating plate 62.
  • the plurality of impact pins 64 are attached to the surrounding wall of the crushing chamber 61b so as to mesh with the plurality of impact pins 63.
  • An annular mesh 65 is disposed radially outward of the rotating plate 62.
  • the rotating plate is driven to rotate via a motor (not shown).
  • the vegetable fibrous material transported by the transport pipe 5 is introduced into the hopper 61a, and is transported to the center of the crushing chamber 61b.
  • the rotating plate 62 rotates, and the vegetable fiber material also receives the frictional force from the rotating plate 62 to rotate.
  • the vegetable fiber material moves radially outward due to the centrifugal force accompanying the rotation.
  • the vegetable fibrous material that has reached the outer edge of the rotating plate 62 receives an impact force from the impact pins 63 and 64 and is powder-framed to be a vegetable fibrous powder.
  • impact force is applied to the vegetable fiber material, heat is generated.
  • Vegetable fibrous powder having a large surface area (volume) is dehydrated in a short time to a moisture content of 4 to 10% by weight due to heat generated by impact.
  • the vegetable fiber powder having a water content of 4 to 10% by weight passes through the annular mesh 65 and flows into the powder discharge chamber 61c.
  • the vegetable fiber powder that has flowed into the powder discharge chamber 6 1 c is transported to the classifier 7 by the transport pipe 5.
  • the classifier 7 includes a hopper 71.
  • the upper end of the upright blower pipe 72 a extends through the inclined bottom wall of the hopper 71 into the hopper 71.
  • a cyclone dust collector 73 is disposed adjacent to the hopper 71.
  • a blower pipe 72 b extending from the top of the hopper 71 is connected tangentially to the upper part of the cycle dust collector 73.
  • a blower pipe 72 c extending from the top of the cyclone dust collector 73 is connected to the filter 74.
  • a blower pipe 72 d extending from the filter 74 is connected to the inlet of the centrifugal blower 75.
  • a blower 72 e extending from the outlet of the centrifugal blower 75 is connected to the lower end of the blower pipe 72 a.
  • a pipe 76a extending from a lower end of the hopper 71 is connected to a lower portion of the blower pipe 72a.
  • a pipe 76b extending from the lower end of the cyclone dust collector 73 is in contact with the lower part of the blower pipe 72a.
  • the air blown out of the centrifugal blower 75 is blown by the blower
  • the air flows into the lower end of the blower pipe 72a through the eve 72e and rises up the blower pipe 72a to flow into the hopper 71.
  • the air that has risen in the hopper 71 ⁇ flows tangentially from the top of the hopper 71 1 into the upper part of the cyclone dust collector 73 through the blowing pipe 72b.
  • the air that has flowed into the cyclone dust collector 73 turns inside the cyclone dust collector 73 and then flows into the filter 74 from the top of the cyclone dust collector 73 through the blowing pipe 72 c.
  • the air flowing into the filter 74 is returned to the centrifugal blower 75 through the blower pipe 72 d.
  • the vegetable fibrous powder conveyed by the conveying pipe 5 is carried into the lower part of the blower pipe 72a, as indicated by a white arrow.
  • the vegetable fiber powder is entrained by the ascending air flow flowing through the blower pipe 72 a and rises in the blower pipe 72 a and flows into the hopper 71.
  • the buoyancy of the vegetable fiber powder received from the air flow decreases.
  • Coarse particles in the vegetable fiber powder fall toward the lower end of the hopper 71, as indicated by the dashed-dotted arrow, and return to the lower part of the blower pipe 72a through the pipe 76a. .
  • the fine particles in the vegetable fiber powder flow from the top of the hopper 71 through the blower pipe 72b into the cycle dust collector 73, as indicated by the white arrow.
  • the fine particles in the vegetable fibrous powder flowing into the cyclone dust collector 73 rotate together with the air flow. Due to the centrifugal force generated by the swirling, medium-sized coarse particles in the vegetable fibrous powder collide with the side wall of the cyclone dust collector 73 and fall along the side wall as indicated by the dashed line arrow. The medium-sized coarse particles return from the lower end of the cyclone dust collector 73 to the lower part of the blower pipe 72a through the pipe 76b. The fine particles in the vegetable fiber powder flow into the filter 74 from the top of the cyclone dust collector 73 through the blower pipe 72 c as shown by the white arrow.
  • the plant fiber powder is captured by the filter 74, and only the air is returned to the centrifugal blower 75 through the blower pipe 72d.
  • the hopper 7 1 and the cyclone dust collector 7 3 classify the air into two stages, and the velocity of the rising air flow in the hopper 71, the rising distance to the top of the hopper 71, By setting the specifications and the like of the cyclone dust collector 73 to appropriate values, only the plant fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh is efficiently captured by the filter 74. By classifying the plant fiber powder having a water content of 4 to 10% by weight in an environment protected from the outside air, humidification of the plant fiber powder in the classification step is prevented.
  • the plant fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 4 to 10% by weight captured by the filter-74 is conveyed to the mixer 8 by the conveying pipe 5.
  • the water content is 4 to 10% by weight.
  • Vegetable fiber powder, mixed powder of starch powder and gum powder, and water or vegetable fiber powder having a water content of 4 to 10% by weight 2 to 17 parts by weight and 1 part by weight of a vegetable binder powder are mixed, and 3 to 9 parts by weight of the mixture and 1 part by weight of water are mixed to obtain a vegetable fibrous molding material suitable for injection molding. Is formed.
  • the above vegetable fibrous molding material has an appropriate viscosity and an appropriate fluidity, and is surely conveyed by the screw of the injection molding machine. Does not require preforming. Therefore, the vegetable fibrous molding material is conveyed by the conveying pipe 5 as it is as a powder, is injected into the injection molding machine 9, and is finally formed into a vegetable fibrous molded article by injection molding.
  • the vegetable fibrous molding material is a wet powder and not a so-called fluid until immediately before being injected from the nozzle of the injection molding machine 9 into the mold. Filled without.
  • the temperature of the vegetable fibrous molding material when it is injected from the nozzle of the injection molding machine 9 is controlled at 60 to 130 ° C, preferably 70 to 110 ° C. If the temperature of the vegetable fibrous molding material is lower than 60 ° C, the starch will not be gelatinized, and the fluidity of the vegetable fibrous molding material will decrease, causing insufficient filling. In the worst case, the fibrous molding material may not be injected from the nozzle of the injection molding machine 9. When the temperature of the vegetable fibrous molding material exceeds 130 ° C., the amount of steam jetted from the nozzle of the injection molding machine 9 increases, and gas accumulates at the end of the cavity, causing insufficient filling.
  • the temperature range of the vegetable fibrous molding material is 70 to 110 ° C, a required amount of the vegetable fibrous molding material is reliably injected from the nozzle of the injection molding machine 9 and the end of the cavity. Gas does not accumulate in the Insufficient filling can be prevented.
  • the processing energy is less than that of general plastic molding at a molding temperature of 200 to 250 ° C.
  • the preforming costs such as the granulation costs required by the conventional plastic molding materials can be reduced. We can save.
  • the vegetable fibrous material dehydrated by the squeezing machine 3 to a water content of about 35% by weight may be directly conveyed to the crusher 6 without passing through the dryer 4 and crushed and dried.
  • a vegetable fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight is obtained.
  • the plant fiber material having a water content of 40 to 50% by weight in the hopper 1 is directly conveyed to the pulverizer 6 without passing through the steam dryer 2, the squeezer 3, and the dryer 4, and is pulverized and dried. You may let it dry. An unsterile vegetable fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight is obtained. When molding a vegetable fibrous formed body that does not require sterilization, an unsterilized vegetable fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight can be used.
  • a particle size of 60 to 200 mesh is obtained from a plant fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight. Can be efficiently classified.
  • the water content of the vegetable fiber powder is 20% by weight.
  • a plurality of crushers 6 ′ having an inlet opening 6 e ′ and an outlet opening 6 f ′ formed in the casing 6 d ′ are connected in series, and the first crusher 6 ′ is connected to the last crusher 6 ′.
  • the size of the small-diameter hole of the mesh forming the cylindrical body 6c 'toward the pulverizer 6' may be sequentially reduced.
  • the radial blade 6b' rotates, and a radially outward airflow is formed in the cylindrical body 6c '.
  • the naturally dried vegetable fiber material having a water content of 40 to 50% by weight is introduced into the first-stage crusher 6 ′ through the inlet opening 6 e ′, it is entrained in the air stream, and the plant is planted.
  • the porous fibrous material moves toward the tip of the radial blade 6, and is sheared by the blade formed at the tip of the radial blade 6 b ′, into the small-diameter hole of the mesh forming the cylindrical body 6 c ′. Pressed in, crushed and sheared.
  • the crushed and sheared vegetable fibrous material is entrained by the airflow, flows out of the first-stage crusher 6 ′ through the outlet opening 6 f ′, and flows into the next-stage crusher 6 ′ .
  • the vegetable fiber with a particle size of 60 to 200 mesh Quality powder can be obtained.
  • the heat generated during grinding and shearing and exposure to the air stream reduces the moisture content of the vegetable fibrous powder to 4-20% by weight.
  • crushers 6, 6 ' crushers having other structures may be used.
  • the vegetable fibrous material dries due to the heat generated during milling.
  • Example 1 Production of spherical molded body
  • a vegetable fibrous powder having a grain size of 60 to 200 mesh and a water content of 8% by weight was prepared from thinned cedar wood.
  • a homogeneous mixed powder of 8 parts by weight of this powder and 17 parts by weight of the plant binder powder was prepared, and uniformly mixed with 25 parts by weight of water, humidified, and molded with a mixer 8.
  • Raw material was obtained. Is a vegetable binding agent powder, corn starch 9 7 wt 0/0, it was used xanthan gum 2% by weight and tamarind gum 1% by weight of the mixture.
  • the raw material of the molding is put into the injection cylinder from the raw material hopper of the injection molding machine, the raw material of the molding is extruded into a mold according to a conventional method to produce a spherical molded body having a diameter of 50 mm and a weight of 72 g. did.
  • the injection pressure at the time of molding was 103 MPa, the mold clamping force of the mold was 170 KN, and the demolding time was 75 seconds.
  • vegetable fiber powder having a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 5% by weight was prepared from bamboo.
  • a uniform mixed powder of 63 parts by weight of this powder and 20 parts by weight of the plant binder powder was prepared, and 17 parts by weight of water was uniformly added thereto, humidified, and formed by a mixer 8.
  • a body material was obtained.
  • the vegetable binder powder was used cornstarch 9 8 weight 0/0 Oyopi mixed compounds of xanthan gum 2 weight 0/0.
  • the raw material for a molded product was put into an injection cylinder from a raw material hopper of an injection molding machine, the raw material for a molded product was extruded into a mold according to a conventional method to obtain a soup bowl weighing 65 g.
  • the injection pressure during molding was 83 MPa, the mold clamp of the mold was 125 KN, and the demolding time was 45 seconds.
  • a vegetable fibrous powder having a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 7% by weight was prepared from grass.
  • a uniform mixed powder of 7 parts by weight of this powder and 14 parts by weight of the plant binder powder was prepared, and 13 parts by weight of water was uniformly added thereto, humidified, and formed by a mixer 8.
  • a body material was obtained.
  • a mixture of potato starch (98% by weight), xanthan gum (1% by weight) and tamarind gum (1% by weight) was used as the vegetable binder powder.
  • the molded material After charging the above molded material from the material hopper of the injection molding machine into the injection cylinder, the molded material is extruded into a 5-piece star mold according to the usual method, and a star pendant weighing 12 g each is used. Got the top.
  • the injection pressure during molding was 83 MPa, the mold was clamped to 950 KN, and the demolding time was 20 seconds.
  • Example 4 Production of flower pots A mixture of cedar ogre flour and cypress planer waste with a moisture content of 40 to 50% by weight in the hopper 1 is fed to the crusher 6 without passing through the steam dryer 2, the squeezer 3, and the dryer 4. It was directly conveyed and pulverized and dried to prepare an unsterile vegetable fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight. Using a classifier 7 having a hopper 71, a cyclone dust collector 73 and a filter 74, the vegetable fiber powder has a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 13 weight. % Of vegetable fibrous powder was prepared.
  • a uniform mixed powder of 69 parts by weight of this powder and 11 parts by weight of vegetable binder powder was prepared, and 20 parts by weight of water was uniformly added to the powder to humidify the mixture.
  • the raw material of the molded body is put into the injection cylinder from the raw material hopper of the injection molding machine, the raw material of the molded body is extruded into a mold according to a conventional method, and a flowerpot having a weight of 16 2 g (depth of 144 mm) is formed. , Diameter 127 mm).
  • the injection pressure during molding was 160 MPa, the mold was clamped to 200 KN, and the demolding time was 90 seconds.
  • a mixture of cedar ogre flour and cypress planer waste with a moisture content of 40 to 50% by weight in the hopper 1 is fed to the pulverizer 6 without passing through the steam dryer 2, the squeezer 3, and the dryer 4. It was directly conveyed and pulverized and dried to prepare an unsterilized vegetable fiber powder having a water content of 10 to 20% by weight.
  • a classifier 7 having a hopper 71, a cyclone dust collector 73 and a filter 74, the vegetable fiber powder has a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 13
  • a weight percent of vegetable fibrous powder was prepared.
  • a homogeneous mixed powder of 65 parts by weight of this powder and 12 parts by weight of plant binder powder was prepared, and 23 parts by weight of water was uniformly added thereto, and the mixture was humidified. I got As the plant binder powder, only potato starch powder was used.
  • the water content in the hopper 1 is 40 to 50 weight 0 /.
  • a mixture of cedar oga flour and cypress planer waste is directly conveyed to a crusher 6 without passing through a steam dryer 2, a squeezer 3, and a dryer 4, and crushed and dried. 20 weight. /.
  • Unsterilized vegetable fiber powder was prepared. Using a classifier 7 having a hopper 71, a cyclone dust collector 73, and a filter 74, the vegetable fiber powder has a particle size of 60 to 200 mesh and a water content of 8
  • a weight percent of vegetable fibrous powder was prepared.
  • a uniform mixed powder of 62 parts by weight of this powder and 15 parts by weight of the vegetable binder powder was prepared, and 23 parts by weight of water was uniformly added thereto and humidified. I got The vegetable binder powder, Tapio force starch 9 4 wt 0/0, xanthan gum 2% by weight and tamarins seed gum 4 wt. /. Was used.
  • the method for producing a biodegradable fibrous molded article according to the present invention is suitable for producing a biodegradable fibrous molded article having a short decomposition time in soil, a small burden on the global environment, mass production and a low cost. It is suitable.

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Description

明 細 書
生分解性繊維質成形体の製造方法
〔技術分野〕
本発明は生分解性繊維質成形体の製造方法に関するものであり、 特に、 植物性 繊維質粉体と植物性結合剤粉体とを混合し、 これに水を添加した後、 成形するこ とを特徴とする生分解性繊維質成形体の製造方法に関するものである。
〔背景技術〕
これまでの、化学合成品を原料にしたプラスチックは、成型が自在で、強く、 大量生産が可能で利点も多くあるが、 その廃棄の際、 土壌中で生分解ざれず、 また、燃やした場合にはダイォキシン等の有害物質が発生する等の社会問題を ひきおこしている。 最近では、 産業廃棄物は自然にやさしいもの、 例えば、 廃 棄物が土壌中で細菌などにより 自然分解したり、燃やしてもダイォキシン等の 有害物質が発生しないものが求められている。 そのようなものとして、 生分 解性プラスチックの製造技術が知られている。
多糖類等のハイ ドロコロイ ドを主原料にして製造された生分解性プラスチ ックとして、 例えば, 澱粉と合成プラスチック等とを主原料としたもの (化学 と生物 V o 1 . 3 3 , N o . 3, 1 5 9〜 1 6 6頁, 1 9 9 5年) (バイオサ ィエンスとィンダストリ一V o 1 . 5 2 , N o . 1 0, 7 9 5〜 8 0 0頁, 1 9 9 4年)、セルロースとキトサンとを主原料としたもの(化学と工業 V o 1 . 4 3 , N o . 1 1, 8 5〜8 7頁, 1 9 9 0年) が知られている。
特表平 1 1一 5 0 4 9 5 0号公報には、 繊維強化し、 澱粉結合した細胞マト リ ックスを有する工業製品であって、該細胞マトリックスは澱粉系パインダ一. 無機骨材充填材、およぴ該澱粉結合した細胞マトリックス内で実質的に均一に 分散した繊維を含み、 該繊維の平均ァスぺク ト比は約 2 5 : 1以上で、 無機骨 材充填材の濃度は該澱粉結合した細胞マトリ ックスに対し約 2 0重量%以上 で、且つ該澱粉結合した細胞マトリッタスの厚さは約 1 c m以下であり、 また 該澱粉結合した細胞マトリックスは水に長時間浸けると劣化することを特徴 とする工業製品が記載されている。
特開 2 0 0 1— 3 4 2 3 5 4号公報には、少なく ともこんにやく粉と植物性 繊維の粉体と水とを混合して混練し、 これを所望の型に流しこんだ後に、 加圧 加熱成形することを特徴とする成形品の製造方法が記載されている。
〔発明の開示〕
多糖類等のハイ ドロコロイ ドを主原料にして製造された生分解性プラスチ ックには、化学合成品を原料にしたプラスチックに比べ製造コス トが著しく高 いという問題がある。 特表平 1 1一 5 0 4 9 5 0号公報の工業製品には、 原材 料である繊維質の寸法が大きく、 原材料に混合する水分量が多いので、 射出成 形による大量生産に適さないという問題がある。特開 2 0 0 1— 3 4 2 3 5 4 号公報の生分解性繊維質成形体の製造方法には、加圧加熱成形なので大量生産 に適さないという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、 生分解性繊維質成形体を安 価に大量生産することが可能な生分解性繊維質成形体の製造方法を提供する ことを目的とする。
本発明においては、 植物性繊維質粉体と、 澱粉粉体とガム質粉体の混合物であ る植物性結合剤粉体とを混合し、 当該混合物と水を混合して植物性繊維質成形材 料を形成し、 当該植物性繊維質成形材料を成形することを特徴とする生分解性繊 維質成形体の製造方法を提供する。
植物性結合剤粉体と して、 澱粉粉体とガム質粉体との混合物を使用すると、 射 出成形法 おける射出時に或いは射出成形法と同様の射出工程を有するィンジェ クションプレス成形法等における射出時に、 好適に流動化して型に隙間なく充填 可能な成形材料を、 植物性結合剤粉体として澱粉粉体のみを使用する場合に比べ て、 水の混合量を抑制しつつ得ることができる。 当該成形材料を成形した生分解 性繊維質成形体は、 水分含有量が少ないので脱型後の乾燥時間が短い。 従って、 本発明に係る方法によれば、 生分解性繊維質成形体を安価に大量生産することが できる。 本発明に係る方法で製造された植物性繊維質成形体は、合成樹脂を全く含まず、 自然環境下で生分解されて土壌と一体化して土壌成分となる。 また、 容器リサィ クル法下においても、 一般廃棄物として処理可能である。
ガム質の配合割合は、 植物性結合剤粉体総重量中の 1 5 %以下とするのが望ま しい。 ガム質の配合割合が 1 5重量%を超えると脱型時の離型性が低下する。 本発明においては、植物性繊維質粉体 2〜1 7重量部と植物性結合剤粉体 1重 量部とを混合し、 当該混合物 3〜 9重量部と水 1重量部とを混合して植物性繊維 質成形材料を形成し、 当該植物性繊維質成形材料を成形することを特徴とする生 分解性繊維質成形体の製造方法を提供する。
植物性繊維質粉体 2〜 1 7重量部と植物性結合剤粉体 1重量部とを混合し、 当 該混合物 3〜 9重量部と水 1重量部とを混合することにより、 射出成形法におけ る射出時に或いは射出成形法と同様の射出工程を有するインジエタションプレス 成形法等における射出時に、 好適に流動化して型に隙間なく充填可能な成形材料 を、 得ることができる。 当該成形材料は水分含有量が少ないので、 当該成形材料 を成形した生分解性繊維質成形体も、 水分含有量が少なく脱型後の乾燥時間が短 い。 従って、 本発明に係る方法によれば、 生分解性繊維質成形体を安価に大量生 産することができる。
当該成形材料を成形することにより、 生分解性繊維質成形体を安価に大量生産 することができる。
本発明に係る方法で製造された植物性繊維質成形体は、合成樹脂を全く含まず、 自然環境下で生分解されて土壌と一体化して土壌成分となる。 また、 容器リサィ クル法下においても、 一般廃棄物として処理可能である。
植物性結合剤粉体 1重量部に混合される植物性繊維質粉体の重量部が 2未満で あると、 成形体が金型に強く付着して脱型が困難になる。 植物性結合剤粉体 1重 量部に混合される植物性繊維質粉体の重量部が 7を超えると、 成形体の強度が低 下する。 水 1重量部に混合される植物性繊維質粉体と植物性結合剤粉体との混合 物の重量部が 3未満であると、 成形体の強度が低下して脱型時に支障を来す可能 性があり、 氷 1重量部に混合される植物性繊維質粉体と植物性結合剤粉体との混 合物の重量部が 9を超えると、 成形材料の流動性が低下して型に隙間無く充填す るのが困難になる。
植物性繊維質粉体として、 木, 草, 葉, 轫殻, 米糠, 果実皮, コーヒー豆抽出 残渣等毒性の無いあらゆる植物性繊維質素材の粉体又はこれらの混合粉体を使用 することができる。
植物性結合剤粉体として、 毒性の無い澱粉粉体、 ガム質粉体、 又はこれらの混 合粉体を使用することができる。
植物性繊維質粉体と植物性結合剤粉体と水とを混合して得られた成形材料に、 天然物由来の着色料や脂溶性成分等を添加しても良い。
本発明に係る方法で得られる生分解性繊維質成形体として、 包装トレー、 箸や 椀等の食器類、 食品原材料容器、 照明器具類、 装飾品類、 敷物類、 玩具類、 家具 調度品類、 履き物、 灰皿、 植木鉢、 文房具類、 運動用具類、 自動車内装品、 建材 等が挙げられる。
本発明の好ましい態様においては、 植物性結合剤粉体は、 澱粉粉体である。 澱粉粉体は安価に且つ大量に入手できるので、 植物性繊維質成形体を安価に大 量生産するのに適している。
澱粉粉体として、 小麦粉澱粉, 馬鈴薯澱粉, コーンスターチ, ヮキシ一コーン スターチ, ハイアミ ロース澱粉, サゴ澱粉, タピオ力澱粉等毒性の無いあらゆる 澱粉の粉体またはこれらの混合粉体を使用することができる。
本発明の好ましい態様においては、 植物性結合剤粉体は、 澱粉粉体とガム質粉 体との混合物である。
植物性結合剤粉体として、 澱粉粉体とガム質粉体の混合物を使用すると、 射出 成形法における射出時に或いは射出成形法と同様の射出工程を有するィンジ ク シヨンプレス成形法等における射出時に、 好適に流動化して型に隙間なく充填可 能な成形材料を、植物性結合剤粉体として澱粉粉体のみを使用する場合に比べて、 水の混合量を抑制しつつ得ることができる。 当該成形材料を成形した生分解性繊 維質成形体は、 水分含有量が少ないので脱型後の乾燥時間が短い。 従って、 本発 明に係る方法によれば、 生分解性繊維質成形体を安価に大量生産することができ る。 ガム質の配合割合は、 植物性結合剤粉体総重量中の 1 5 %以下とするのが望 ましい。 ガム質の配合割合が 1 5重量%を超えると脱型時の離型性が低下する。 本発明の好ましい態様においては、 ガム質は、 水溶性多糖類である。
ガム質、 特に水溶性多糖類である水溶性ガム質は、 澱粉の糊化を促進し生分解 性繊維質成形材料の流動化を促進して加工性を向上させると共に、 植物性繊維質 粉体が形成する成形品の主要構造を強化する。
本発明の好ましい態様においては、 水溶性多糖類は、 キサンタンガム, タマリ ンドガム, ジエランガム, 力ラギーナン, プルラン, グァーガム, ローカス トビ —ンガム, タラガム, ぺクチン, アルギン酸および寒天から選ばれる 1種又は 2 種以上である。
キサンタンガム, タマリンドガム, ジエランガム, 力ラギーナン, プルラン, グァーガム, ローカス トビーンガム, タラガム, ぺクチン, アルギン酸、 寒天等 の水溶性多糖類を使用することができる。 これらは単独で使用しても良く 1種又 は 2種以上を混合して使用しても良い。
本発明の好ましい態様においては、 水溶性多糖類は、 キサンタンガムおよびタ マリンドガムから選ばれる 1種又は 2種である。
水溶性多糖類としてキサンタンガム又はタマリンドガムまたはこれらの混合物 を使用することにより、 射出時の好適な流動性と脱型時の好適な離型性とに特に 優れる成形材料が得られる。 キサンタンガムとタマリンドガムとの混合物を使用 する場合には、 タマリ ンドガムの配合割合を水溶性多糖類総重量中の 7 0 %以下 とするのが好ましい。
本発明の好ましい態様においては、 植物性繊維質粉体の粒度は 6 0〜 2 0 0メ ッシュである。
植物性繊維質粉体の粒度を 6 0メ ッシュ以下とすることにより、 成形工程での 型開き時の植物性繊維の膨張爆発を防止することができる。 他方、 植物性繊維を 2 0 0メッシュ未満の粒度まで粉砕するには、 多大な設備と手間とが必要であり、 成形体の量産を阻害する。
本発明の好ましい態様においては、 植物性繊維質粉体の含水率が 4〜 2 0重 量%である。
上昇空気流とサイク口ン集塵機とを使用して植物性繊維質粉体から粒度が 6 0 ~ 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体を効率良く分級することができる。 含水率 が 2 0重量%以下の植物性繊維質粉体は、 上昇空気流とサイク口ン集塵機とを使 用する分級に適している。植物性繊維質粉体の含水率を 4重量%未満にするには、 多大な設備と手間とが必要であり、 成形体の量産を阻害する。
本発明の好ましい態様においては、 含水率が 4 0〜 5 0重量%の植物性繊維質 素材を 1 5 0〜 1 8 0 °Cのスチームで洗浄殺菌し、 加圧脱水し、 加熱乾燥し、 衝 ' 擊荷重を加え粉砕して、 含水率が 4〜 1 0重量%の植物性繊維質粉体を形成し、 当該植物性繊維質粉体を、 外気から遮断した環境内で、 上昇空気流に混入して分 級し、 次いでサイクロン集塵機に導いて分級して、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュ で含水率が 4〜 1 0重量%の植物性繊維質粉体を得る。
1 5 0〜 1 8 0 °Cのスチームで洗浄殺菌することにより、 植物性繊維質素材が 殺菌されると共に、 植物性繊維質素材内の酵素の作用が停止され、 植物性繊維質 素材の自然色が維持される。 この結果、 衛生的で且つ植物性繊維質素材の自然色 が残存する成形体の製造が可能となる。
自然乾燥させた植物性繊維質素材の含水率は 4 0〜 5 0重量%である。 乾燥時 間の短縮と省エネの観点から含水率 4 0〜 5 0重量%の植物性繊維質素材を加圧 脱水した後に加熱乾燥するのが望ましい。 含水率 4 0〜 5 0重量%の植物性繊維 質素材を直接加圧して脱水するには多大のエネルギーと時間とを要するが、 スチ ームで洗浄殺菌して含水率を 6 0〜 7 5重量%まで増加させた後に加圧すると、 少ないエネルギーで且つ短時間で含水率約 3 5重量%まで脱水することができる c 含水率が 4 0重量%以上の植物性繊維質素材を加熱乾燥するには長時間を要する 力 、 含水率約 3 5重量%まで脱水した植物性繊維質素材は、 加熱乾燥により、 含 水率約 1 0重量%まで短時間で脱水することが可能である。 含水率約 1 0重量% の乾燥した植物性繊維質素材を、 加熱乾燥により更に脱水するには長時間を要す るが、 衝擊荷重を加え粉碎して植物性繊維質素材を微粒子化し且つ粉砕によって 発熱させることにより、 短時間で含水率 4〜 1 0重量%まで脱水することが可能 である。
粉碎して得た含水率が 4 ~ 1 0重量%の植物性繊維質粉体を、 上昇空気流に混 入して分級し、次いでサイク口ン集塵機に導いて分級して、 2段階の分級を行い、 且つ上昇気流の流速、 上昇距離、 サイクロン集塵機の仕様等を適正値に設定する ことにより、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体を効率良く得るこ とができる。 含水率が 4〜 1 0重量%の植物繊維質粉体を、 外気から遮断した環 境内で分級することにより、 分級工程での植物繊維質粉体の加湿を防止すること ができる。
本発明の好ましい態様においては、 含水率が 4◦〜 5 0重量%の植物性繊維質 素材を 1 5 0〜 1 8 0 °Cのスチームで洗浄殺菌し、 加圧脱水し、 衝擊荷重を加え 粉砕して、 含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を形成し、 当該植物性 繊維質粉体を、 外気から遮断した環境内で、 上昇空気流に混入して分級し、 次い でサイク口ン集塵機に導いて分級して、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュで含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を得る。
1 5 0〜 1 8 0 °Cのスチームで洗浄殺菌し、 加圧脱水して得られた含水率約 3 5重量%の植物性繊維質素材を、 衝撃荷重を加え粉碎して植物性繊維質素材を微 粒子化し且つ衝擊荷重による粉砕によって発熱させることにより、 短時間で含水 率 1 0 ~ 2 0重量%まで脱水することが可能である。
粉砕して得た含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を、 上昇空気流に 混入して分級し、 次いでサイクロン集塵機に導いて分級して、 2段階の分級を行 い、 且つ上昇気流の流速、 上昇距離、 サイクロン集塵機の仕様等を適正値に設定 することにより、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体を効率良く得 ることができる。 含水率が 1 0 ~ 2 0重量%の植物性繊維質粉体を、 外気から遮 断した環境内で分級することにより、 分級工程での植物繊維質粉体の加湿を防止 することができる。
本発明の好ましい態様においては、 含水率が 4 0〜 5 0重量%の植物性繊維質 素材を衝搫荷重を加え粉碎して含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を 形成し、 当該植物性繊維質粉体を、 外気から遮断した環境內で、 上昇空気流に混 入して分級し、 次いでサイクロン集塵機に導いて分級して、 含水率が 1 0〜 2 0 重量%で粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体を得る。
自然乾燥させた含水率が 4 0〜 5 0重量%の植物性繊維質素材を、 衝撃荷重を 加え粉砕して植物性繊維質素材を微粒子化し且つ衝撃荷重による粉砗によって発 熱させることにより、 短時間で含水率 1 0〜 2 0重量%まで脱水することが可能 である。
粉砕して得た含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を、 上昇空気流に 混入して分級し、 次いでサイクロン集塵機に導いて分級して、 2段階の分級を行 い、 且つ上昇気流の流速、 上昇距離、 サイクロン集塵機の仕様等を適正値に設定 することにより、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体を効率良く得 ることができる。 含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物繊維質粉体を、 外気から遮断 した環境内で分級することにより、 分級工程での植物繊維質粉体の加湿を防止す ることができる。
本発明の好ましい態様においては、 含水率が 4 0 - 5 0重量。 /0の植物性繊維質 素材を磨り潰して、 粒度が 6 0〜 2 0 0メッシュで含水率が 4〜 2 0重量%の植 物性繊維質粉体を得る。
含水率が 4 0〜 5 0重量%の植物性繊維質素材を、 空気流中で刃とメ ッシュと の間の微少隙間へ導き、 メ ッシュと刃を相対平行移動させ、 前記刃により前記植 物性繊維質素材を剪断すると共にメ ッシュの小径穴に押し込んで磨り潰し且つメ ッシュのエッジで剪断する。 メ ッシュの小径穴サイズを順次減少させつつ前記剪 断と磨り潰しとを繰り返すことにより、 空気流中で植物性繊維質素材が微粒子化 されると共に発熱して乾燥する。 この結果、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュで含水 率が 4〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体が得られる。
本発明の好ましい態様においては、 植物性繊維質成形材料を 6 0〜 1 3 0 °Cの 温度で成形する。
植物性繊維質成形材料の温度が 6 0 °C未満であると、 澱粉が糊化せず、 植物性 繊維質成形材料の流動性が低下して充填不足を引き起こす。 最悪、 成形機ノズル から植物性繊維質成形材料が射出されない場合もある。 植物性繊維質成形材料の 温度が 1 3 0 °Cを超えると、 成形機ノズルからの水蒸気噴出量が増加し、 キヤビ ティーの端部にガスが溜まり充填不足を引き起こす。
成形温度が 6 0〜 1 3 0 °Cの低温なので、 加工エネルギーが少ないという利点 がある。
本発明の好ましい態様においては、 植物性繊維質成形材料を予備成形すること なく、 最終成形する 。
本発明に係る植物性繊維質成形材料は、 適度の粘度と適度の流動性とを備えて おり、 射出成形機のスク リ ューによって確実に搬送されるので、 スク リ ューによ る搬送性を高めるための顆粒化等の予備成形を要さない。 従って、 本発明に係る 植物性繊維質成形材料を粉体のまま射出成形機で最終成形することができる。 本発明においては、 植物性繊維質粉体と、 澱粉粉体とガム質粉体との混合物で ある植物性結合剤粉体と、 水との混合物であることを特徴とする生分解性繊維質 成形材料を提供する。
本発明においては、 植物性繊維質粉体と植物性結合剤粉体と水との混合物であ つて、 植物性結合剤粉体の重量が植物性繊維質粉体の重量の 1 / 7〜 1 / 2であ り、 水の混合量が混合物総重量の 1 0〜 2 5 %であることを特徴とする生分解性 繊維質成形材料を提供する。
上記組成の生分解性繊維質成形材料は水分含有量が少ないので、 当該成形材料 を成形した生分解性繊維質成形体も、 水分含有量が少なく脱型後の乾燥時間が短 い。 従って、 上記組成の成形材料を使用することにより、 生分解性繊維質成形体 を安価に大量生産することができる。 上記組成の成形材料は、 射出成形や射出成 形と同様の射出工程を有するインジヱクションプレス成形等に好適である。 上記 組成の生分解性繊維質成形材料を押出成形やトランスファー成形や加熱加圧成形 に使用することも可能である。
〔図面の簡単な説明〕
図 1は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法の工程図であ る。
図 2は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法で使用される ホッパーの断面図である。
図 3は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法で使用される スチーム洗浄機の断面図である。 (a ) は側断面図であり、 (b ) は横断面図であ る。
図 4は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法で使用される 絞り機の断面図である。
図 5は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法で使用される 乾燥機の断面図である。 ( a ) は側断面図であり、 (b ) は横断面図である。 図 6は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法で使用される 粉砕機の断面図である。
図 7は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法で使用される 分級機の構成図である。
図 8は、 本発明の実施例に係る生分解性繊維質成彤体の製造方法で使用される 粉碎機の変形例の斜視図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
本発明の実施例に係る生分解性繊維質成形体の製造方法を説明する。
図 1に示すように、 自然乾燥により含水率が 4 0〜 5 0重量%に低下した木、 草、 靱殻、 果実皮等毒性の無い植物性繊維質素材をホッパー 1に投入する。 図 2 に示すように、 ホッパー 1は本体 1 1 と、 本体 1 1内で水平に延在する軸部材 1 2とを備えている。 軸部材 1 2には多数の攪拌腕 1 3が取り付けられている。 軸 部材 1 2はモーター 1 4により回転駆動される。 軸部材 1 2の回転に伴って回転 する攪拌腕 1 3によりほぐされた植物性繊維質素材がホッパー 1から落下し、 図 示しないベルトコンベアにより、 スチーム洗浄機 2へ搬送される。
図 3に示すように、 スチーム洗浄機 2は、 水平に延在する円筒状外殻 2 1を備 えている。 円筒状外殻 2 1はメッシュ製の下部 2 1 aを備えている。 円筒状外殻 2 1の両端には、 開閉扉 2 2 a、 2 2 bが配設されている。 円筒状外殻 2 1内に メ ッシュ製の円筒状内殼 2 3が配設されている。 円筒状内殻 2 3の内面には、 螺 旋状突起 2 3 aが取り付けられている。 円筒状外殻 2 1 と円筒状内殼 2 3 との間 に、 複数の内殻支持ローラ一 2 4が配設されている。 複数の內殻支持ローラ一 2 4中の特定のものは図示しないモーターにより回転駆動される駆動ローラーであ り、 他のものは従動ローラーである。
スチーム洗浄機 2の開閉扉 2 2 aが開き、 図示しないベルトコンベアにより搬 送された植物性繊維質素材が、 円筒状内殻 2 3内に搬入される。 開閉扉 2 2 aが 閉じ、 複数の内殻支持ローラー 2 4中の特定の駆動口一ラーが回転して、 円筒状 内殻 2 3が回転する。 螺旋状突起 2 3 aが回転し、 植物性繊維質素材は開閉扉 2 2 bへ向けて搬送される。
1 5 0〜 1 8 0 °Cのスチームが、 円筒状外殻 2 1の開閉扉 2 2 a近傍部に形成 された開口を介して円筒状外殻 2 1に供給され、 円筒状外殻 2 1の開閉扉 2 2 b 近傍部に形成された開口を介して円筒状外殻 2 1から排出される。 スチームはメ ッシュ製の円筒状内殻 2 3内に流入し、 搬送中の植物性繊維質素材を洗浄殺菌す ると共に、 植物性繊維質素材の含水率を 6 0〜 7 5重量%まで増加させる。 スチ ームによって高温加熱されることにより、 植物性繊維質素材中の酵素の働きが停 止し、 植物性繊維質素材の自然色が維持される。
植物性繊維質素材から除去された石、 砂、 ゴミ、 植物性繊維質素材から滴下し た水は、 円筒状内殻 2 3のメ ッシュと、 円筒状外殻の下部 2 1 aのメッシュとを 介してスチーム洗浄機 2から排出される。
植物性繊維質素材が開閉扉 2 2' bの近傍まで搬送されると、 開閉扉 2 2 bが開 き、 洗浄殺菌され加湿された植物性繊維質素材は、 スチーム洗浄機 2から排出さ れる。 スチーム洗浄機 2から排出された植物性繊維質素材は、 図示しないベルト コンベアにより、 絞り機 3へ搬送される。
図 4に示すように、 絞り機 3は、 ホッパー 3 1 と、 ホッパー 3 1の下端に接続 されたエルボ 3 2 と、エルボ 3 2の吐出口に接して配設された上ローラー 3 3 a、 下ローラ一 3 3 b とを備えている。 下ローラー 3 3 bは図示しないモーターによ り回転駆動される駆動ローラーであり、上ローラー 3 3 aは従動ローラーである。 上ローラー 3 3 aは図示しない駆動装置により上下に駆動される。
図示しないベルトコンベアにより搬送された植物性繊維質素材は、 絞り機 3の ホッパー 3 1に投入される。 植物性繊維質素材は、 ェルポ 3 2を通って、 高速回 転する上口一ラー 3 3 a と下ローラー 3 3 b との間に引き込まれ、 加圧脱水され る。 含水率を 6 0〜 7 5重量%まで増加させた植物性繊維質素材を一対のローラ 一に通して加圧脱水することにより、 植物性繊維質素材は瞬時に含水率約 3 5重 量%まで脱水される。脱水された植物性繊維質素材は、絞り機 3から排出される。 絞り機 3から排出された板状の植物性繊維質素材は、 図示しないベルトコンベア により、 乾燥機 4へ搬送される。
図 5に示すように、乾燥機 4は、水平に延在する円筒状外殻 4 1を備えている。 円筒状外殻 4 1の両端には入口 4 1 a と出口 4 1 b とが形成されている。 円筒状 外殻 4 1内にメ ッシュ製の円筒状內殻 4 2が配設されている。 円筒状内殻 4 2の 両端には、 円筒状外殻 4 1の入口 4 1 a と出口 4 1 b とに対峙して、 入口 4 2 a と出口 4 2 b とが形成されている。 円筒状内殻 4 2の内面には、 螺旋状突起 4 2 cが取り付けられている。 円筒状内殻 4 2内に、 入口 4 2 aに対峙して複数の攪 拌腕が取り付けられた軸部材 4 3が配設されている。 軸部材 4 3は円筒状内殻 4 2 と同軸に延在している。. 軸部材 4 3は図示しない支持部材を介して円筒状内殼 4 2に固定されている。 円筒状外殻 4 1 と円筒状内殻 4 2 との間に、 複数の内殻 支持ローラー 4 4が配設されている。 複数の內殻支持ローラー 4 4中の特定のも のは図示しないモーターにより回転駆動される駆動口一ラーであり、 他のものは 従動ローラーである。
図示しないベルトコンベアにより搬送された板状の植物性繊維質素材が、 円筒 状外殻の入口 4 1 a と円筒状内殻の入口 4 2 a とを通って、 円筒状内殻 4 2内に 搬入される。 複数の内殻支持ローラー 4 4中の特定の駆動ローラーが回転して、 円筒状内殻 4 2が回転する。 軸部材 4 3が円筒状内殻 4 2 と共に回転し、 軸部材 4 3に取り付けられた攪拌腕が回転し、 板状の植物性繊維質素材は、 円筒状内殻 4 2に搬入される際にほぐされる。 ほぐされた植物性繊維質素材は、 回転する螺 旋状突起 4 2 cにより、 出口 4 2 bへ向けて搬送される。
2 5 0 °Cに加熱された空気が、 円筒状外殻 4 1の入口 4 1 a近傍部に形成され た開口を介して円筒状外殻 4 1に供給され、 円筒状外殻 4 1の出口 4 1 b近傍部 に形成された開口を介して、 1 5 0 °Cの排気となって円筒状外殻 4 1から排出さ れる。高温の空気がメ ッシュ製の円筒状内殼 4 2内へ流入し、含水率約 3 5重量% の植物性繊維質素材は、 高温空気により短時間で、 含水率約 1 0重量%まで乾燥 される。
含水率約 1 0重量%まで乾燥された植物性繊維質素材は、 円筒状内殻の出口 4 2 b と円筒状外殻 4 1の出口 4 1 b とを通って、 乾燥機 4から排出される。 乾燥 機 4から排出された植物性繊維質素材は、 円筒状外殻 4 1の出口 4 1 bに対峙し て配設された、 搬送パイプ 5により粉砕機 6へ搬送される。
図 5に示すように、 搬送パイプ 5は、 パイプ本体 5 1 と、 パイプ本体 5 1の内 面に形成された螺旋状突起 5 2と、 パイプ本体 5 1を回転駆動する図示しない駆 動装置とを備えている。 パイプ本体 5 1が回転し、 パイプ本体 5 1 と共に螺旋状 突起 5 2が回転することにより、 パイプ本体 5 1内の植物性繊維質素材が外気か ら遮断された状態で搬送される。 植物性繊維質素材が外気から遮断されることに より、 含水率約 1 0重量%まで乾燥された植物性繊維質素材が搬送中に加湿され る事態の発生が防止される。
図 6に示すように、 粉枠機 6は、 ホッパー 6 1 a と粉砕室 6 1 b と粉体吐出室 6 1 c とを有するケース 6 1を備えている。 粉砕室 6 1 b内に回転板 6 2が収容 されている。 複数の衝撃ピン 6 3が、 回転板 6 2の両面外縁部に周列放射状に取 り付けられている。 複数の衝擊ピン 6 4が、 複数の衝擊ピン 6 3に嚙み合うよ う に、 周列放射状に粉砕室 6 1 bの囲壁に取り付けられている。 回転板 6 2の径方 向外方に、 環状メッシュ 6 5が配設されている。 回転板は図示しないモーターを 介して回転駆動される。
搬送パイプ 5により搬送された植物性繊維質素材は、 ホッパー 6 1 aに投入さ れ、 粉砕室 6 1 bの中央部に搬入される。 回転板 6 2が回転し、 回転板 6 2から 摩擦力を受けて植物性繊維質素材も回転する。 回転に伴う遠心力により植物性繊 維質素材は径方向外方へ移動する。 回転板 6 2の外縁部に到達した植物性繊維質 素材は、 衝撃ピン 6 3、 6 4から衝撃力を受けて粉枠され、 植物性繊維質粉体と なる。植物性繊維質素材に衝擊力が加わることにより、熱が発生する。 (表面積ノ 体積) の大きな植物性繊維質粉体は、 衝撃で発生した熱により、 短時間で含水率 4〜 1 0重量%まで脱水される。 含水率 4〜 1 0重量%の植物性繊維質粉体は、 環状メ ッシュ 6 5を通過して粉体吐出室 6 1 cに流入する。 粉体吐出室 6 1 cに 流入した植物性繊維質粉体は、 搬送パイプ 5により、 分級機 7へ搬送される。 図 7に示すように、 分級機 7はホッパー 7 1を備えている。 直立した送風パイ プ 7 2 aの上端部がホッパー 7 1の傾斜した底壁を貫通してホッパー 7 1内まで 延びている。 ホッパー 7 1に隣接してサイクロン集塵機 7 3が配設されている。 ホッパー 7 1の頂部から延びる送風パイプ 7 2 bがサイク口ン集塵機 7 3の上部 に接線状に接続している。 サイクロン集塵機 7 3の頂部から延びる送風パイプ 7 2 cがフィルター 7 4に接続している。 フィルター 7 4から延びる送風パイプ 7 2 dが遠心送風機 7 5の吸入口に接続している。 遠心送風機 7 5の吐出口から延 びる送風^ィプ 7 2 eが送風パイプ 7 2 aの下端に接続している。 ホッパ一 7 1 の下端から延びるパイプ 7 6 aが送風パイプ 7 2 aの下部に接続している。 サイ クロン集塵機 7 3の下端から延びるパイプ 7 6 bが送風パイプ 7 2 aの下部に接 feeしている。
遠心送風機 7 5から吹き出した空気は、 囪 7で実線矢印で示すように、 送風パ イブ 7 2 eを通って送風パイプ 7 2 aの下端に流入し、 送風パイプ 7 2 aを上昇 してホッパー 7 1へ流入する。 ホッパー 7 1內を上昇した空気は、 ホッパー 7 1 の頂部から送風パイプ 7 2 bを通って、 サイクロン集塵機 7 3の上部に接線状に 流入する。 サイクロン集塵機 7 3へ流入した空気は、 サイクロン集塵機 7 3内を 旋回した後、 サイクロン集塵機 7 3の頂部から送風パイプ 7 2 cを通って、 フィ ルター 7 4へ流入する。 フィルター 7 4へ流入した空気は、 送風パイプ 7 2 dを 通って遠心送風機 7 5へ還流する。
搬送パイプ 5により搬送された植物性繊維質粉体は、白抜き矢印で示すように、 送風パイプ 7 2 aの下部に搬入される。 送風パイプ 7 2 aを流れる上昇空気流に 連行されて、 植物性繊維質粉体は送風パイプ 7 2 a内を上昇し、 ホッパー 7 1に 流入する。 ホッパー 7 1内で空気流速が低下することにより、 植物性繊維質粉体 が空気流から受ける浮力が低下する。 植物性繊維質粉体中の粗大粒子が、 一点鎖 線の矢印で示すように、 ホッパー 7 1の下端へ向けて落下し、 パイプ 7 6 aを通 つて送風パイプ 7 2 aの下部に還流する。 植物性繊維質粉体中の微粒子は、 白抜 き矢印で示すように、 ホッパー 7 1の頂部から送風パイプ 7 2 bを通ってサイク 口ン集塵機 7 3に流入する。
サイクロン集塵機 7 3に流入した植物性繊維質粉体中の微粒子は、 空気流と共 に旋回する。 旋回により発生する遠心力により、 植物性繊維質粉体中の中程度の 粗大粒子が、 サイクロン集塵機 7 3の側壁に衝突し、 一点鎖線の矢印で示すよう に、 側壁に沿って落下する。 中程度の粗大粒子は、 サイクロン集塵機 7 3の下端 からパイプ 7 6 bを通って送風パイプ 7 2 aの下部に還流する。 植物性繊維質粉 体中の微粒子は、 白抜き矢印で示すように、 サイクロン集塵機 7 3の頂部から送 風パイプ 7 2 cを通ってフィルター 7 4に流入する。
フィルター 7 4により植物性繊維質粉体が捕獲され、 空気のみが送風パイプ 7 2 dを通って遠心送風機 7 5に還流する。
ホッパー 7 1 とサイクロン集塵機 7 3 とによって、 2段階に亘つて分級され、 且つホッパー 7 1内での上昇空気流の流速、ホッパー 7 1の頂部までの上昇距離、 サイクロン集塵機 7 3の仕様等が適正値に設定されることにより、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体のみが、 効率良くフィルター 7 4に捕獲され る。 含水率が 4〜 1 0重量%の植物繊維質粉体を、 外気から遮断した環境内で分 級することにより、 分級工程での植物繊維質粉体の加湿が防止される。 フィルタ - 7 4に捕獲された粒度が 6 0 ~ 2 0 0メ ッシュで含水率が 4〜 1 0重量%の植 物繊維質粉体は、 搬送パイプ 5により混合機 8へ搬送される。
混合機 8において、 含水率 4〜 1 0重量。 の植物性繊維質粉体と、 澱粉粉体と ガム質粉体との混合粉体と、 水とが混合されて、 或いは、 含水率 4〜 1 0重量% の植物性繊維質粉体 2〜 1 7重量部と植物性結合剤粉体 1重量部とが混合され、 更に、 当該混合物 3〜 9重量部と水 1重量部とが混合されて、 射出成形に好適な 植物性繊維質成形材料が形成される。
上記植物性繊維質成形材料は、 適度の粘度と適度の流動性とを備えており、 射 出成形機のスク リユーによって確実に搬送されるので、 スク リユーによる搬送性 を高めるための顆粒化等の予備成形を要さない。 従って、 前記植物性繊維質成形 材料は粉体のまま搬送パイプ 5により搬送されて射出成形機 9へ投入され、 射出 成形により植物性繊維質成形体に最終成形される。 植物性繊維質成形材料は、 射 出成形機 9のノズルから型へ射出される直前までは、 湿った粉体であり所謂流動 体では無いが、 射出される際に流動化して、 型に隙間無く充填される。
射出成形機 9のノズルから射出される際の植物性繊維質成形材料の温度は、 6 0〜 1 3 0 °C、 好ましくは 7 0〜 1 1 0 °Cに制御される。 植物性繊維質成形材料 の温度が 6 0 °C未満であると、 澱粉が糊化せず、 植物性繊維質成形材料の流動性 が低下して充填不足を引き起こす。 最悪、 射出成形機 9のノズルから植物性繊維 質成形材料が射出されない場合もある。 植物性繊維質成形材料の温度が 1 3 0 °C を超えると、 射出成形機 9のノズルからの水蒸気噴出量が増加し、 キヤビティー の端部にガスが溜まり充填不足を引き起こす。 植物性繊維質成形材料の温度範囲 が 7 0〜 1 1 0 °Cであれば、 必要量の植物性繊維質成形材料が射出成形機 9のノ ズルから確実に射出され、 且つキヤビティーの端部にガスが溜まらないので、 確 実に充填不足を防止できる。
成形温度が 6 0〜 1 3 0 °Cの低温なので、 成形温度が 2 0 0〜 2 5 0 °Cの一般 的なプラスチック成形に比べて加工エネルギーが少ない。
植物性繊維質成形材料を、 顆粒化等の予備成形工程を経ることなく、 射出成形 機 9に直接投入することにより、 従来のプラスチック成形材料では必要であった 顆粒化費用等の予備成形費用を節減できる。
絞り機 3で含水率約 3 5重量%まで脱水した植物性繊維質素材を乾燥機 4を介 することなく粉碎機 6へ直接搬送して、 粉砕乾燥させても良い。 含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体が得られる。
ホッパー 1内の含水率が 4 0 ~ 5 0重量%の植物性繊維質素材を、 スチーム乾 燥機 2、 絞り機 3、 乾燥機 4を介することなく粉碎機 6へ直接搬送して、 粉砕乾 燥させても良い。 含水率が 1 0〜 2 0重量%の未殺菌の植物性繊維質粉体が得ら れる。 殺菌を必要と しない植物性繊維質成形体を成形する際には、 含水率が 1 0 〜 2 0重量%の未殺菌の植物性繊維質粉体を使用することができる。
ホッパー 7 1 とサイクロン集塵機 7 3 とフィルター 7 4 とを有する分級機 7を 用いて、 含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体から粒度が 6 0〜 2 0 0 メ ッシュの植物性繊維質粉体を効率良く分級することができる。 植物性繊維質粉 体の含水率が 2 0重量。 /0を超えると、 粉体粒子重量の增大により、 ホッパー 7 1 とサイクロン集塵機 7 3 とによる 2段階分級の効率が低下し、 植物性繊維質成形 体の量産が阻害される。
図 8に示すように、 モーター 6 a ' と、 先端に刃が形成されると共に基部が周 方向に互いに間隔を隔ててモ一ター 6 a ' の出力軸に固定された複数の径向き刃 6 b ' と、 径向き刃 6 b ' の先端から微少隙間を隔てて配設され径向き刃 6 b ' を取り巻くメ ッシュ製の筒体 6 c ' と、 筒体 6 c ' 収容するケーシング 6 d ' と を有し、 ケーシング 6 d ' に入口開口 6 e ' と出口開口 6 f ' とが形成された粉 碎機 6 ' を直列に複数接続し、 最前段の粉砕機 6 ' から最後段の粉砕機 6 ' へ向 けて筒体 6 c ' を形成するメ ッシュの小径穴寸法を順次減少させても良い。 モーター 6 a ' を始動させると、 径向き刃 6 b ' が回転し、 筒体 6 c ' 内に径 方向外向きの空気流が形成される。 自然乾燥させた含水率が 4 0〜 5 0重量%の 植物性繊維質素材を、入口開口 6 e ' を介して最前段の粉砕機 6 ' へ投入すると、 前記空気流に連行されて、 植物性繊維質素材は径向き刃 6 の先端へ向けて移 動し、 径向き刃 6 b ' の先端に形成された刃で剪断されつつ、 筒体 6 c ' を形成 するメ ッシュの小径穴に押し込まれて磨り潰され且つ剪断される。 磨り潰され且 つ剪断された植物性繊維質素材は、 空気流に連行され、 出口開口 6 f ' を通って 最前段の粉砕機 6 ' から流出し、 次段の粉砕機 6 ' へ流入する。 筒体 6 c ' を形 成するメッシュの小径穴寸法を順次減少させつつ最後段の粉砕機 6 ' まで順次磨 り潰しを繰り返すことにより、 粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュの植物性繊維質粉体 を得ることができる.。 磨り潰され且つ剪断される際の発熱と空気流への暴露とに より植物性繊維質粉体の含水率は 4〜 2 0重量%まで低下する。
粉砕機 6、 6 ' に代えて、 他の構造の粉砕機を使用しても良い。 粉碎に伴う発 熱によつて植物性繊維質素材は乾燥する。
実施例 1: 球状成形体の製造
ホッパー 1から分級機 7までの装置を用いて、杉の間伐材から粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュで、 含水率が 8重量%の植物性繊維質紛体を調製した。 この粉 体 5 8重量部と植物性結合剤粉.体 1 7重量部との均一混合粉末を調製し、これ に水を均一に 2 5重量部加えて加湿して、 混合機 8で成形体原料を得た。 植物 性結合剤粉体と しては、 コーンスターチ 9 7重量0 /0 , キサンタンガム 2重量% およびタマリンドガム 1重量%の混合物を用いた。
上記成形体原料を射出成形機の原料ホッパーから射出シリ ンダー内に投入 した後、 常法に従って金型内に成形体原料を押し出して直径 5 0 m m , 重さ 7 2 gの球状成形体を製造した。成形時射出圧力は 1 0 3 M P a , 金型の型締カ 1 7 0 0 K Nで、 脱型時間 7 5秒にて行った。
この球状成形体を土中に埋めておいたところ、 1 2週間後には崩壊していて 目視では確認できなかった。 実施例 2 :汁椀の製造
ホッパー 1から分級機 7までの装置を用いて、竹から粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュで、 含水率が 5重量%の植物性繊維質紛体を調製した。 この粉体 6 3重 量部と植物性結合剤粉体 2 0重量部との均一混合粉末を調整し、これに水を均 一に 1 7重量部加えて加湿して、 混合機 8で成形体原料を得た。植物性結合剤 粉体としては、コーンスターチ 9 8重量0 /0およぴキサンタンガム 2重量0 /0の混 合物を用いた。
上記成形体原料を射出成形機の原料ホッパーから射出シリンダー内に投入 した後、 常法に従って金型内に成形体原料を押し出して、重さ 6 5 gの汁椀を 得た。 成形時射出圧力は 8 3 M P a, 金型の型締カ 1 2 5 0 K Nで、 脱型時間 4 5秒にて行った。
この汁椀を土中に埋めておいたところ、 3週間後には崩壊していて目視では 確認できなかった。
実施例 3 : ペンダント トップの製造
ホッパー 1から分級機 7までの装置を用いて、草から粒度が 6 0〜 2 0 0メ ッシュで、 含水率が 7重量%の植物性繊維質紛体を調製した。 この粉体 7 3重 量部と植物性結合剤粉体 1 4重量部との均一混合粉末を調整し、これに水を均 一に 1 3重量部加えて加湿して、 混合機 8で成形体原料を得た。植物性結合剤 粉体としては、馬鈴薯澱粉 9 8重量%, キサンタンガム 1重量%およびタマリ ンドガム 1重量%の混合物を用いた。
上記成形体原料を射出成形機の原料ホッパーから射出シリンダー内に投入 した後、 常法に従って 5個取りの星型金型内に成形体原料を押し出して、重さ 各 1 2 gの星型ペンダント トップを得た。成形時射出圧力は 8 3 M P a, 金型 の型締カ 9 5 0 K Nで、 脱型時間 2 0秒にて行った。
このペンダント トップを土中に埋めておいたところ、 2週間後には崩壊してい て目視では確認できなかった。
実施例 4 :植木鉢の製造 ホッパー 1内の含水率が 4 0〜 5 0重量%の杉のォガ粉と檜のプレナ一屑の 混合物を、 スチーム乾燥機 2、 絞り機 3、 乾燥機 4を介することなく粉碎機 6へ 直接搬送して粉砕乾燥させ、 含水率が 1 0〜 2 0重量%の未殺菌の植物性繊維質 粉体を調製した。 ホッパー 7 1とサイクロン集塵機 7 3とフィルター 7 4とを有 する分級機 7.を用いて、 前記植物性繊維質粉体から粒度が 6 0〜 2 0 0メッシ ュで、含水率が 1 3重量%の植物性繊維質紛体を調製した。 この粉体 6 9重量 部と植物性結合剤粉体 1 1重量部との均一混合粉末を調整し、これに水を均一 に 2 0重量部加えて加湿して、混合機 8で成形体原料を得た。植物性結合剤粉 体としては、 小麦粉澱粉 9 1重量0 /0 , キサンタンガム 3重量%およびタマリン ドガム 6重量%の混合物を用いた。
上記成形体原料を射出成形機の原料ホッパーから射出シリンダー内に投入 した後、 常法に従って金型内に成形体原料を押し出して、重さ 1 6 2 gの植木 鉢 (深さ 1 4 3 mm、 直径 1 2 7 mm) を得た。 成形時射出圧力は 1 6 0 M P a, 金型の型締カ 2 0 0 0 K Nで、 脱型時間 9 0秒にて行った。
この植木鉢を土中に埋めておいたところ、 1 0週間後には崩壊していて目視で は確認できなかった。
実施例 5 :植木鉢の製造
ホッパー 1内の含水率が 4 0〜 5 0重量%の杉のォガ粉と檜のプレナ一屑の 混合物を、 スチーム乾燥機 2、 絞り機 3、 乾燥機 4を介することなく粉砕機 6へ 直接搬送して粉砕乾燥させ、 含水率が 1 0〜2 0重量%の未殺菌の植物性繊維質 粉体を調製した。 ホッパー 7 1とサイクロン集塵機 7 3とフィルター 7 4とを有 する分級機 7を用いて、 前記植物性繊維質粉体から粒度が 6 0〜 2 0 0 メ ッシ ュで、含水率が 1 3重量%の植物性繊維質紛体を調製した。 この粉体 6 5重量 部と植物性結合剤粉体 1 2重量部との均一混合粉末を調整し、これに水を均一 に 2 3重量部加えて加湿して、混合機 8で成形体原料を得た。植物性結合剤粉 体としては、 馬鈴薯澱粉粉体だけを用いた。
上記成形体原料を射出成形機の原料ホッパーから射出シリンダ一内に投入 した後、 常法に従って金型内に成形体原料を押し出して、重さ 1 6 8 gの植木 鉢 (深さ 1 4 3 mm、 直径 1 2 7 mm) を得た。 成形時射出圧力は 1 6 O M P a , 金型の型締カ 2 0 0 0 K Nで、 脱型時間 9 0秒にて行った。
この植木鉢を土中に埋めておいたところ、 1 0週間後には崩壊していて目視で は確認できなかった。
実施例 6 : ボードの製造
ホッパー 1内の含水率が 4 0 〜 5 0重量0/。の杉のォガ粉と檜のプレナ一屑の 混合物を、 スチーム乾燥機 2、 絞り機 3、 乾燥機 4を介することなく粉砕機 6 へ 直接搬送して粉砕乾燥させ、 含水率が 1 0 〜 2 0重量。/。の未殺菌の植物性繊維質 粉体を調製した。 ホッパー 7 1とサイクロン集塵機 7 3とフィルター 7 4とを有 する分級機 7を用いて、 前記植物性繊維質粉体から粒度が 6 0 〜. 2 0 0メ ッシ ュで、含水率が 8重量%の植物性繊維質紛体を調製した。 この粉体 6 2重量部 と植物性結合剤粉体 1 5重量部との均一混合粉末を調整し、これに水を均一に 2 3重量部加えて加湿して、混合機 8で成形体原料を得た。植物性結合剤粉体 としては、 タピオ力澱粉 9 4重量0 /0、 キサンタンガム 2重量%およびタマリン ドガム 4重量。/。の混合物を用いた。
上記成形体原料を押し出し成形機の原料ホッパーから加熱シリンダー内に 投入した後、常法に従って加熱シリンダー先端に取り付けたボード成形用金型 から押し出して、 重さが 2 8 0 gのボード (厚さ 8 腿、 幅 6 0 醒、 長さ 5 0 0 mm) を得た。
このボードを土中に埋めておいたところ、 2週間後には崩壊していて目視では 確認できなかった。
〔発明の産業上利用可能性〕
本発明に係る生分解性繊維質成形体の製造方法は、土中での分解時間が短く 地球環境への負担が少ない、且つ大量生産可能で安価な、 生分解性繊維質成形 体の製造に好適である。

Claims

請 求 の 範 囲
( 1 ) 植物性繊維質粉体と、 澱粉粉体とガム質粉体の混合物である植物性結合剤 粉体とを混合し、 当該混合物と水を混合して植物性繊維質成形材料を形成し、 当 該植物性繊維質成形材料を成形することを特徴とする生分解性繊維質成形体の製 造方法。
( 2 )植物性繊維質粉体 2 ~ 1 7重量部と植物性結合剤粉体 1重量部とを混合し、 当該混合物 3〜 9重量部と水 1重量部とを混合して植物性繊維質成形材料を形成 し、 当該植物性繊維質成形材料を成形することを特徴とする生分解性繊維質成形 体の製造方法。
( 3 ) 植物性結合剤粉体が、 澱粉粉体であることを特徴とする請求の範囲第 2項 に記載の生分解性繊維質成形体の製造方法。
( 4 ) 植物性結合剤粉体が、 澱粉粉体とガム質粉体の混合物であることを特徴と する請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の生分解性繊維質成形体の製造方法。
( 5 ) ガム質が、 水溶性多糖類であることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 4項に記載の生分解性繊維質成形体の製造方法。
( 6 ) 水溶性多糖類が、 キサンタンガム, タマリンドガム, ジエランガム, カラ ギーナン, プルラン, グァーガム, ローカス トビーンガム, タラガム, ぺクチン, アルギン酸および寒天から選ばれる 1種又は 2種以上であることを特徴とする請 求の範囲第 5項に記載の生分解性繊維質成形体の製造方法。
( 7 ) 水溶性多糖類が、 キサンタンガムおよびタマリ ンドガムから選ばれる 1種 又は 2種であることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の生分解性繊維質成形 体の製造方法。
( 8 ) 植物性繊維質粉体の粒度が、 6 0〜 2 0 0メ ッシュであることを特徴とす る請求の範囲第 1項乃至第 7項の何れか 1項に記載の生分解性繊維質成形体の製 造方法。
( 9 ) 植物性繊維質粉体の含水率が 4〜 2 0重量%であることを特徴とする請求 の範囲第 8項に記載の生分解性繊維質成形体の製造方法。
(1 0) 含水率が 40 ~ 5 0重量%の植物性繊維質素材を 1 50〜1 8 0°Cのス チームで洗浄殺菌し、 加圧脱水し、 加熱乾燥し、 衝擊荷重を加え粉枠して、 含水 率が 4〜1 0重量%の植物性繊維質粉体を形成し、 当該植物性繊維質粉体を、 外 気から遮断した環境内で、 上昇空気流に混入して分級し、 次いでサイクロン集塵 機に導いて分級して、 粒度が 60~200メ ッシュで含水率が 4〜 1 0重量%の 植物性繊維質粉体を得ることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の生分解性繊 維質成形体の製造方法。
(1 1) 含水率が 40〜 50重量%の植物性繊維質素材を 1 5 0~1 8 0°Cのス チームで洗浄殺菌し、 加圧脱水し、 衝撃荷重を加え粉砕して、 含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を形成し、 当該植物性繊維質粉体を、 外気から遮断 した環境内で、 上昇空気流に混入して分級し、 次いでサイクロン集塵機に導いて 分級して、 粒度が 60〜 200メッシュで含水率が 1 0〜 20重量%の植物性繊 維質粉体を得ることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の生分解性繊維質成形 体の製造方法。
(1 2) 含水率が 40〜50重量%の植物性繊維質素材を衝撃荷重を加え粉砕し て含水率が 1 0〜20重量%の植物性繊維質粉体を形成し、 当該植物性繊維質粉 体を、'外気から遮断した環境内で、 上昇空気流に混入して分級し、 次いでサイク 口ン集塵機に導いて分級して、 粒度が 60〜 200メ ッシュで含水率が 1 0〜 2 0重量%の植物性繊維質粉体を得ることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の 生分解性繊維質成形体の製造方法。
(1 3) 含水率が 40〜 50重量%の植物性繊維質素材を磨り潰して、 粒度が 6 0〜 200メ ッシュで含水率が 4 ~ 20重量%の植物性繊維質粉体を得ることを 特徴とする請求の範囲第 9項に記載の生分解性繊維質成形体の製造方法。
(14) 植物性繊維質成形材料を 60〜 1 30°Cの温度で成形することを特徴と する請求の範囲第 1項至第 1 3項の何れか 1項に記載の生分解性繊維質成形体の 製造方法。
(1 5) 植物性繊維質成形材料を予備成形することなく、 最終成形することを特 徴とする請求の範囲第 1項乃至第 1 4項の何れか 1項に記載の生分解性繊維質成 形体の製造方法。
( 1 6 ) 植物性繊維質粉体と、 澱粉粉体とガム質粉体との混合物である植物性結 合剤粉体と、 水との混合物であることを特徴とする生分解性繊維質成形材料。 ( 1 7) 植物性繊維質粉体と植物性結合剤粉体と水との混合物であって、 植物性 結合剤粉体の重量が植物性繊維質粉体の重量の 1 / 7〜 1 2であり、 水の混合 量が混合物総重量の 1 0〜 2 5 %であることを特徴とする生分解性繊維質成形材 料。
(1 8 ) 植物性結合剤粉体が、 澱粉粉体であることを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の生分解性繊維質成形材料。
( 1 9 ) 植物性結合剤粉体が、 澱粉粉体とガム質粉体の混合物であることを特徴 とする請求の範囲第 1 7項又は第 1 8項に記載の生分解性繊維質成形材料。
(2 0) ガム質が、 水溶性多糖類であることを特徴とする請求の範囲第 1 6項又 は第 1 9項に記載の生分解性繊維質成形材料。
(2 1 ) 水溶性多糖類が、 キサンタンガム, タマリ ン ドガム, ジエランガム, 力 ラギーナン, プルラン, グァーガム, ローカス トビーンガム, タラガム, ぺクチ ン, アルギン酸および寒天から選ばれる 1種又は 2.種以上であることを特徴とす る請求の範囲第 2 0項に記載の生分解性繊維質成形材料。
(2 2) 水溶性多糖類が、 キサンタンガムおよびタマリンドガムから選ばれる 1 種又は 2種であることを特徴とする請求の範囲第 2 0項に記載の生分解性繊維質 成形材料。
(2 3 ) 植物性繊維質粉体の粒度が、 6 0 ~ 2 0 0メ ッシュであることを特徴と する請求の範囲第 1 6項乃至第 2 2項の何れか 1項に記載の生分解性繊維質成形 材料。
( 2 4 ) 植物性繊維質粉体の含水率が 4〜 2 0重量%であることを特徴とする請 求の範囲第 2 3項に記載の生分解性繊維質成形材料。
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