(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024031329
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】射出成型用ペレット製造方法
(51)【国際特許分類】
B27N 3/04 20060101AFI20240229BHJP
B29B 7/10 20060101ALI20240229BHJP
B29B 9/12 20060101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
B27N3/04 Z
B29B7/10
B29B9/12
B27N3/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022134821
(22)【出願日】2022-08-26
(71)【出願人】
【識別番号】000229069
【氏名又は名称】株式会社セキソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000213
【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 僚一
(72)【発明者】
【氏名】近藤 耀司
【テーマコード（参考）】
2B260
4F201
【Ｆターム（参考）】
2B260AA12
2B260AA20
2B260BA04
2B260BA07
4F201AA01
4F201BA02
4F201BC01
4F201BC02
4F201BK01
4F201BK15
4F201BL01
4F201BL43
(57)【要約】
【課題】 形状が画一化されたペレットを比較的簡単に得ることができる射出成型用ペレット製造方法を提供する。
【解決手段】 射出成型用ペレット製造方法は、セルロース繊維材及び澱粉系結合材の混合材に所定量の水を加え加熱しながら混錬することによりペースト状の材料を製造する準備工程と、表面に複数の凹部が設けられたプレートの前記表面に前記材料を載置し、ヘラを前記プレートの表面に沿って走査して、前記材料を前記複数の凹部に充填する成形工程と、前記複数の凹部に充填されて成形されたペレットを前記凹部から取り出す取り出し工程と、を含む。
【選択図】 図１
【解決手段】 射出成型用ペレット製造方法は、セルロース繊維材及び澱粉系結合材の混合材に所定量の水を加え加熱しながら混錬することによりペースト状の材料を製造する準備工程と、表面に複数の凹部が設けられたプレートの前記表面に前記材料を載置し、ヘラを前記プレートの表面に沿って走査して、前記材料を前記複数の凹部に充填する成形工程と、前記複数の凹部に充填されて成形されたペレットを前記凹部から取り出す取り出し工程と、を含む。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルロース繊維材及び澱粉系結合材の混合材に所定量の水を加え加熱しながら混錬することによりペースト状の材料を製造する準備工程と、
表面に複数の凹部が設けられたプレートの前記表面に前記材料を載置し、ヘラを前記プレートの表面に沿って走査して、前記材料を前記複数の凹部に充填する成形工程と、
前記複数の凹部に充填されて成形されたペレットを前記凹部から取り出す取り出し工程と、
を含む、射出成型用ペレット製造方法。
表面に複数の凹部が設けられたプレートの前記表面に前記材料を載置し、ヘラを前記プレートの表面に沿って走査して、前記材料を前記複数の凹部に充填する成形工程と、
前記複数の凹部に充填されて成形されたペレットを前記凹部から取り出す取り出し工程と、
を含む、射出成型用ペレット製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載の射出成型用終ペレット製造方法において、
前記取り出し工程は、前記複数の凹部から取り出した材料を乾燥させる乾燥工程を含む、射出成型用ペレット製造方法。
前記取り出し工程は、前記複数の凹部から取り出した材料を乾燥させる乾燥工程を含む、射出成型用ペレット製造方法。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の射出成型用ペレット製造方法において、
前記プレートは、複数の貫通孔を有する第１プレートと、平板状の第２プレートとを含み、
前記成形工程は、前記前記第２プレートの上面に前記第１プレートを重ね合わせることにより、前記貫通孔の下端を塞いだ状態で前記材料を前記貫通孔の上端から充填する工程を含み、
前記取り出し工程は、前記第２プレートを取り除き、前記第１プレートの貫通孔から前記ペレットを落下させる工程を含む、射出成型用ペレット製造方法。
前記プレートは、複数の貫通孔を有する第１プレートと、平板状の第２プレートとを含み、
前記成形工程は、前記前記第２プレートの上面に前記第１プレートを重ね合わせることにより、前記貫通孔の下端を塞いだ状態で前記材料を前記貫通孔の上端から充填する工程を含み、
前記取り出し工程は、前記第２プレートを取り除き、前記第１プレートの貫通孔から前記ペレットを落下させる工程を含む、射出成型用ペレット製造方法。
【請求項4】
請求項３に記載の射出成型用ペレット製造方法において、
前記ペースト状材料は、水を７５重量％乃至８５重量％含む、射出成型用ペレット製造方法。
前記ペースト状材料は、水を７５重量％乃至８５重量％含む、射出成型用ペレット製造方法。
【請求項5】
請求項４に記載の射出成型用ペレット製造方法において、
前記混合材は、前記セルロース繊維材を１重量％乃至６０重量％含む、射出成型用ペレット製造方法。
前記混合材は、前記セルロース繊維材を１重量％乃至６０重量％含む、射出成型用ペレット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成型用ペレットの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成型用ペレットの製造方法（以下、「従来方法」と称呼する。）が提案されている（例えば、下記特許文献１を参照）。従来方法は、攪拌工程、押出工程及び裁断工程を含む。混錬工程は、セルロース繊維材料と澱粉系結合剤との混合物に水を加えて攪拌して粒状材を製造する工程である。押出工程は、前記粒状材をダイスから押し出す工程である。裁断工程は、ダイスから押し出された材料（ストランド）の長さが所定長に達するごとに、その末端部（ダイス側の端部）を、カッター（ペレタイザー）を用いて切断する工程である。上記の工程を経て製造されたペレットは、ホッパーに投入され、当該ホッパーから射出成型機へ投入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７―２６８７５０号公報
【発明の概要】
【0004】
（発明が解決しようとする課題）
従来方法の押出工程において、材料をダイスから押し出しているが、澱粉系結合剤を含む材料は比較的粘着性が高く、このような材料をダイスから押し出し難い。また、従来方法の裁断工程において材料の末端部（ダイス側の端部）を、カッター（薄い金属板など）を用いて切断している。そのため、当該切断部（つまり、ペレットの端部）の断面が他の部分に比べて歪んでいて、各ペレットの形状差（ばらつき）が大きい。そのため、ホッパーから射出成型機へのペレットの投入に支障をきたす虞がある。
従来方法の押出工程において、材料をダイスから押し出しているが、澱粉系結合剤を含む材料は比較的粘着性が高く、このような材料をダイスから押し出し難い。また、従来方法の裁断工程において材料の末端部（ダイス側の端部）を、カッター（薄い金属板など）を用いて切断している。そのため、当該切断部（つまり、ペレットの端部）の断面が他の部分に比べて歪んでいて、各ペレットの形状差（ばらつき）が大きい。そのため、ホッパーから射出成型機へのペレットの投入に支障をきたす虞がある。
【0005】
本発明は上記課題に対処するためになされたもので、形状が画一化されたペレットを比較的簡単に得ることができる射出成型用ペレット製造方法を提供することにある。
【0006】
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明に係る射出成型用ペレット製造方法は、セルロース繊維材及び澱粉系結合材の混合材に所定量の水を加え加熱しながら混錬することによりペースト状の材料を製造する準備工程と、表面に複数の凹部が設けられたプレートの前記表面に前記材料を載置し、ヘラを前記プレートの表面に沿って走査して、前記材料を前記複数の凹部に充填する成形工程と、前記複数の凹部に充填されて成形されたペレットを前記凹部から取り出す取り出し工程と、を含む。
上記目的を達成するために、本発明に係る射出成型用ペレット製造方法は、セルロース繊維材及び澱粉系結合材の混合材に所定量の水を加え加熱しながら混錬することによりペースト状の材料を製造する準備工程と、表面に複数の凹部が設けられたプレートの前記表面に前記材料を載置し、ヘラを前記プレートの表面に沿って走査して、前記材料を前記複数の凹部に充填する成形工程と、前記複数の凹部に充填されて成形されたペレットを前記凹部から取り出す取り出し工程と、を含む。
【0007】
本発明の一態様に係る射出成型用終ペレット製造方法において、前記取り出し工程は、前記複数の凹部から取り出した材料を乾燥させる乾燥工程を含む。
【0008】
また、本発明の他の態様に係る射出成型用ペレット製造方法において、前記プレートは、複数の貫通孔を有する第１プレートと、平板状の第２プレートとを含み、前記成形工程は、前記前記第２プレートの上面に前記第１プレートを重ね合わせることにより、前記貫通孔の下端を塞いだ状態で前記材料を前記貫通孔の上端から充填する工程を含み、前記取り出し工程は、前記第２プレートを取り除き、前記第１プレートの貫通孔から前記ペレットを落下させる工程を含む。
【0009】
また、本発明の他の態様に係る射出成型用ペレット製造方法において、前記ペースト状材料は、水を７５重量％乃至８５重量％含む。
【0010】
また、本発明の他の態様に係る射出成型用ペレット製造方法において、前記混合材は、前記セルロース繊維材を１重量％乃至６０重量％含む。
【0011】
上記のように、本発明に係る射出成型用ペレット製造方法は、ペースト状材料を製造する工程と、プレートの凹部にペースト状材料を充填して成形する工程と、その成形物を凹部から取り出す工程を含み、従来方法のような、押出工程及び裁断工程を含まない。そのため、従来方法に比べて、ペレットを比較的簡単に製造でき、そのペレットの形状のばらつきが少ない。すなわち、本発明によれば、形状が画一化されたペレットを比較的簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、射出成型用ペレットを製造するための装置（ペレット製造装置１）について説明する。図１に示したように、ペレット製造装置１は、攪拌装置１０、成形装置２０及び取り出し装置３０を備える。
【0014】
攪拌装置１０は、材料を収容する容器１１、材料を攪拌するプロペラ１２、プロペラ１２を回転させる電動モータ１３、容器１１内の材料を加熱する電気ヒーター１４を備える。電動モータ１３の回転速度（又はトルク）が、図示しない制御装置によって制御される。電気ヒーター１４は、容器１１内の材料を直接的に加熱するように構成されてもよいし、容器１１を加熱することにより材料を間接的に加熱するように構成されてもよい。
【0015】
成形装置２０は、金型２１及び充填装置２２を備える。
【0016】
金型２１は、第１プレート２１１及び第２プレート２１２を備える。第１プレート２１１は、長方形の平板である。図１及び図２に示したように、第１プレート２１１は、その表面から裏面へ貫通する複数の円形の貫通孔ＴＨを有する。第１プレート２１１の板厚は、例えば、５ｍｍであり、貫通孔ＴＨの内径は、例えば、４．５ｍｍである。
【0017】
第２プレート２１２は、長方形の平板である。第２プレート２１２の外形は、第１プレート２１１の外形と略同一である。第２プレート２１２は、第１プレート２１１とは異なり、貫通孔を有していない。
【0018】
第１プレート２１１は、第２プレート２１２の表面（上面）に重ねられる。つまり、第１プレート２１１と第２プレート２１２とが重ねられた状態では、各貫通孔ＴＨの一方の端面（つまり、第１プレート２１１の表面側）は開放されているが、貫通孔ＴＨの他方の端面（つまり、第１プレート２１１の裏面側）は第２プレート２１２によって塞がれている。言い換えれば、金型２１の表面側（上面側）に、複数の凹部Ｒが形成されている。
【0019】
充填装置２２は、材料を金型２１の各凹部Ｒへ充填するための装置である。充填装置２２は、第１アクチュエータ２２１、第２アクチュエータ２２２及びヘラ２２３を備える。第１アクチュエータ２２１は、後述する第２アクチュエータ２２２及びヘラ２２３を、金型２１の長辺に対して平行な方向へスライド（往復）させる直動装置である。第２アクチュエータ２２２は、ヘラ２２３を上下方向へスライド（往復）させる直動装置である。第１アクチュエータ２２１及び第２アクチュエータ２２２は、例えば、ボールねじ機構、当該ボールねじ機構を駆動する電動モータ、当該電動モータの回転速度、回転方向などを制御する制御装置を含むとよい。また、これらのアクチュエータとしてエアシリンダ装置を採用してもよい。
【0020】
ヘラ２２３は、図３Ａ（図３Ｂ）に示したように、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂから構成されている。合成樹脂製（又は合成ゴム製）の略長方形の板状部材がＵ字状に折り曲げられる（折り返される）ことにより、第１ヘラ２２３ａが形成される。第１ヘラ２２３ａの折り返し部が下方へ向けられている。第１ヘラ２２３ａの折り返し部の稜線（下端）が金型２１の短辺に対して平行である。第１ヘラ２２３ａの稜線の長さ（第１ヘラ２２３ａの幅）は、金型２１の短辺の長さと略同一である。第２ヘラ２２３ｂは、合成樹脂製（又は合成ゴム製）の略長方形の板状部材である。第２ヘラ２２３ｂの１つの辺が金型２１の短辺に対して平行である。第２ヘラ２２３ｂの幅は、第１ヘラ２２３ａの幅と同一である。第２ヘラ２２３ｂの下辺が、第１ヘラ２２３ａと第２ヘラ２２３ｂとが、金型２１の長辺の延設方向に少し離間している。
【0021】
取り出し装置３０は、複数の突き出し棒３１を備える。各突き出し棒３１は、上下方向に延設されている。これらの突き出し棒３１は、図示しないアクチュエータにより駆動されて、上下方向にスライド可能である。
【0022】
つぎに、ペレット製造装置１を用いて射出成型用ペレットＰを製造する工程（本発明の一実施形態に係る射出成型用ペレット製造方法）を説明する。
【0023】
＜準備工程＞
図１（Ａ）に示したように、雑草、紙片などから抽出したセルロース繊維材及び澱粉系結合剤からなる固形材を攪拌装置１０の容器１１に投入する。さらに、容器１１に水を加える。つぎに、容器１１内の材料の温度が６０℃乃至８０℃になるように電気ヒーター１４を稼働（電力を制御）させつつ、プロペラ１２を所定回転数で回転させて、材料を攪拌・混合して、ペースト状の材料ＰＭを製造する。ここで、固形材のうち、１重量％乃至６０重量％がセルロース繊維材であるとよい。また、材料ＰＭは、水を７５重量％乃至８５重量％含むとよい。なお、ステアリン酸亜鉛を含む離型剤を少量添加するとよい。
図１（Ａ）に示したように、雑草、紙片などから抽出したセルロース繊維材及び澱粉系結合剤からなる固形材を攪拌装置１０の容器１１に投入する。さらに、容器１１に水を加える。つぎに、容器１１内の材料の温度が６０℃乃至８０℃になるように電気ヒーター１４を稼働（電力を制御）させつつ、プロペラ１２を所定回転数で回転させて、材料を攪拌・混合して、ペースト状の材料ＰＭを製造する。ここで、固形材のうち、１重量％乃至６０重量％がセルロース繊維材であるとよい。また、材料ＰＭは、水を７５重量％乃至８５重量％含むとよい。なお、ステアリン酸亜鉛を含む離型剤を少量添加するとよい。
【0024】
＜成型工程＞
図１（Ｂ）に示したように、第２プレート２１２に第１プレート２１１を重ね合わせた状態で材料ＰＭを容器１１から第１プレート２１１の上面（金型２１の上面）に移す。第２アクチュエータ２２２を駆動して、金型２１の上方から、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを降下させ、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂの下端を金型２１の上面に当接させる。その際、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを金型２１の上面に軽く押し付ける。これにより、第２ヘラ２２３ｂは、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、少し湾曲する。また、第１ヘラ２２３ａの下端部も僅かに変形する。つぎに、第１アクチュエータ２２１を駆動して、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを金型２１の上面に沿って往復させ、材料ＰＭを金型２１の上面に塗り広げるようにして、材料ＰＭを各凹部Ｒに充填する。主に、第１ヘラ２２３ａによって、材料ＰＭが各凹部Ｒに押し込まれ、第２ヘラ２２３ｂによって、金型２１の表面に残った材料ＰＭが削ぎ取られる。
図１（Ｂ）に示したように、第２プレート２１２に第１プレート２１１を重ね合わせた状態で材料ＰＭを容器１１から第１プレート２１１の上面（金型２１の上面）に移す。第２アクチュエータ２２２を駆動して、金型２１の上方から、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを降下させ、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂの下端を金型２１の上面に当接させる。その際、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを金型２１の上面に軽く押し付ける。これにより、第２ヘラ２２３ｂは、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、少し湾曲する。また、第１ヘラ２２３ａの下端部も僅かに変形する。つぎに、第１アクチュエータ２２１を駆動して、第１ヘラ２２３ａ及び第２ヘラ２２３ｂを金型２１の上面に沿って往復させ、材料ＰＭを金型２１の上面に塗り広げるようにして、材料ＰＭを各凹部Ｒに充填する。主に、第１ヘラ２２３ａによって、材料ＰＭが各凹部Ｒに押し込まれ、第２ヘラ２２３ｂによって、金型２１の表面に残った材料ＰＭが削ぎ取られる。
【0025】
＜取り出し工程＞
図１（Ｃ）に示したように、金型２１の第２プレート２１２を除去し、第１プレート２１１の上方から、突き出し棒３１を降下させて、材料ＰＭを下方へ押圧して落下させる。そして、上記のようにして取り出した材料ＰＭを乾燥・固化させる。これにより、ペレットＰが完成する。
図１（Ｃ）に示したように、金型２１の第２プレート２１２を除去し、第１プレート２１１の上方から、突き出し棒３１を降下させて、材料ＰＭを下方へ押圧して落下させる。そして、上記のようにして取り出した材料ＰＭを乾燥・固化させる。これにより、ペレットＰが完成する。
【0026】
（効果）
上記のように、本実施形態に係る射出成型用ペレット製造方法は、ペースト状の材料ＰＭを製造する工程と、金型２１の凹部Ｒに材料ＰＭを充填して成形する工程と、当該材料ＰＭを凹部Ｒから取り出した後に乾燥・固化させてペレットＰを製造する工程と、そのペレットＰを凹部Ｒから取り出す工程を含むが、従来方法のような押出工程及び裁断工程を含まない。そのため、従来方法に比べて、ペレットＰを比較的簡単に製造でき、そのペレットＰの形状のばらつきが少ない。すなわち、本実施形態によれば、形状が画一化されたペレットＰを比較的簡単に得ることができる。
上記のように、本実施形態に係る射出成型用ペレット製造方法は、ペースト状の材料ＰＭを製造する工程と、金型２１の凹部Ｒに材料ＰＭを充填して成形する工程と、当該材料ＰＭを凹部Ｒから取り出した後に乾燥・固化させてペレットＰを製造する工程と、そのペレットＰを凹部Ｒから取り出す工程を含むが、従来方法のような押出工程及び裁断工程を含まない。そのため、従来方法に比べて、ペレットＰを比較的簡単に製造でき、そのペレットＰの形状のばらつきが少ない。すなわち、本実施形態によれば、形状が画一化されたペレットＰを比較的簡単に得ることができる。
【0027】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【0028】
上記実施形態では、金型２１は、第１プレート２１１と第２プレート２１２から構成されているが、これに代えて、平板部材の上面を彫り込んで（切削して）、凹部Ｒを形成した金型を採用してもよい。この場合、材料ＰＭを凹部Ｒに充填した後、金型を反転させ、金型２１に振動を加えて、材料ＰＭを金型２１から落下させた後に、当該材料ＰＭを乾燥・固化させてもよい。
【0029】
また、材料ＰＭを凹部Ｒ内にてある程度固化させた後、材料ＰＭを、真空吸着装置を用いて、材料ＰＭを金型２１から取り出してもよい。
【符号の説明】
【0030】
１…ペレット製造装置、１０…攪拌装置、２０…成形装置、３０…取り出し装置
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】