JP2004050482A - Manufacturing method of molded article made of material originating from plant and molded article - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a molded article made of a material originating from a plant, which article can be manufactured at a further reduced manufacturing cost thanks to high productivity and has an enhanced strength and is excellently environment-friendly, and the molded article. <P>SOLUTION: In the manufacturing method for manufacturing the molded article by injection-molding a mixture comprising finely divided material originating from a plant and a binder for bonding the finely divided material, the molded article is obtained by granulating the mixture into a pellet form before injection-molding the same. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は植物由来材料製成形品の製造方法とその成形品に関し、詳しくは草、木、竹、野菜など植物に由来する廃材などを用いる植物由来材料製成形品の製造方法とその方法により製造された成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、木材加工工場から大量に発生するおが屑やかんな屑、植木剪定により発生する刈り取り材、ゴルフ場などから発生する刈り取り芝、建築廃材、廃紙など、植物由来の廃材の大部分は、その処理を埋め立てや焼却に依存しており、有効に活用されている量は少ないのが現状である。
【０００３】
これら植物由来の廃材を有効に利用する方法として、例えば、廃材を細かく粉砕し、洗浄、乾燥した後、適当なバインダーを用いて粉砕片をバインダーを用いて結合し、プレスして成形する方法が知られている。この場合のバインダーとしては、でんぷん、高分子材料を用いるのが一般的であり、このようなバインダーで固めて板状などにしてから、プレス機により所定形状にプレス成形するようにしていた。
【０００４】
この従来方法では、バインダーとして比較的高価な高分子材料を用いていることに加えて、プレス機を用いたプレス成形法を採用していることから、成形に時間がかかり、生産性を高めることには限界があった。このように生産性が低いため、製造コストを低くすることができず、その結果、ほとんど利用されることがない。そして、せっかく植物由来の材料を用いた生分解可能という環境適正の良好な利点を活用できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明者は特定のバインダーを使用することにより、射出成形した生産コストの低い植物由来材料製成形品とその製造方法を開発した（特願２００１−２０２９５７号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、成形品の形状によっては、より強度の高いものが要求され、しかも製造コストを一層低減する要請も強いものがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解消し、従来技術に比べて生産性が高いため製造コストを一層低くでき、かつ成形品の強度を高めることが可能で、それでいて環境適正の良好な植物由来材料製成形品の製造方法とその成形品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る植物由来材料製成形品の製造方法の特徴構成は、微細化した植物由来材料と、これらを結合させるバインダーとの混合物を射出成形して成形品を製造する方法であって、前記混合物をペレット状に造粒してから射出成形することにある。
【０００９】
この構成によれば、成形品が射出成形されて製品化されるので、従来のプレス成形法などで製造される成形品に比べて短時間に多量の成形品を生産できるのみならず、ペレット状に造粒してから射出成形するので、微細化したままの混合物を射出成形する場合に比べて金型への流動性、充填性に優れるため、格段に生産性を高くすることができ、製造コストを大幅に低減できる。しかも、生産された成形品の強度が高く、高品質な成形品を提供できる。その結果、製造コストが低く、高品質でかつ生分解可能という環境適正の良好な利点を利用できる植物由来材料製成形品を提供することができた。
【００１０】
前記バインダーが、乳酸系生分解性高分子、オレフィン系生分解性高分子から選ばれた１種又は２種以上を有することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、成形品を生分解性に一層優れた構成にできるので、環境適正の一層良好な成形品を提供することができる。
【００１２】
前記植物由来材料に対して、前記乳酸系生分解性樹脂を４０〜６０重量％又は前記オレフィン系生分解性樹脂を１０〜３０重量％配合することが好ましい。
【００１３】
乳酸系生分解性高分子は、４０重量％未満ではバインダーとしての効果が乏しく、６０重量％を越えて配合してもコストの割りに効果の向上を期待できないので、好ましくない。４３〜４８重量％配合されることが、より好ましい。オレフィン系生分解性樹脂は、１０重量％未満ではバインダーとしての効果が乏しく、３０重量％を越えて配合してもコストの割りに効果の向上を期待できないので好ましくない。１５〜２３重量％配合されることが、より好ましい。
【００１４】
前記オレフィン系生分解性樹脂に加えてポリプロピレン又はポリエチレンを加えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、成形後の成形品の強度が一層高くなり都合がよい。ポリプロピレンは原料コストが低く、製品コストを引くでき、ポリエチレンはポリプロピレンに比べて弾性に優れる利点を有する。この場合、オレフィン系生分解性樹脂は酸化分解剤として機能するので、オレフィン系生分解性樹脂の存在故に成形品の使用が終了し廃棄されると、ポリプロピレンは土中微生物により容易に分解される。
【００１６】
又、本発明に係る植物由来材料製成形品の特徴構成は、請求項１〜４のいずれか１の植物由来材料製成形品の製造方法により製造されたことにある。
【００１７】
この構成によれば、従来技術に比べて生産性が高いため、製造コストを一層低くでき、それでいて環境適正の良好な植物由来材料製成形品を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る植物由来材料製成形品の製造方法を示す。図１では、刈り取られた草木類を植物由来材料として用いて成形品を製造する方法を例に挙げて説明する。
【００１９】
まず、刈り取られた草木類を集積し（＃１）、粉砕機により所定サイズに破砕して、細片状にする（＃２）。細片状にされた草木類に付着している塵芥などを除去すべく洗浄し（＃３）、洗浄終了後、乾燥機を用いて乾燥する（＃４）。この乾燥は、天日に晒すなど自然乾燥してもよいが、熱風乾燥、凍結乾燥装置などを用いることにより、大量の草木細片を比較的短時間に乾燥するようにしてもよい。草木細片の水分含有量は、成形品の品質を高くするために少ないことが好ましく、少なくとも１５％以下、より好ましくは８％以下とすることである。
【００２０】
次に、乾燥を終了した草木細片と、生分解性樹脂からなるバインダーとを造粒機に定量供給して、径約２〜５ｍｍ程度のペレット状に造粒する（＃５）。ペレットのサイズは、より好ましくは３〜４ｍｍ径である。造粒機は市販のものを使用でき、特別な仕様の装置は不要である。
【００２１】
ペレット状に造粒されたバインダーと草木細片の混合物は、冷却後、加熱された射出成形機に投入されて、所定の型内に射出成形する（＃６）。射出成形された後、型から取り出されて成形品が出来上がる。射出成形機にに投入される原材料がペレット状になっているので、加熱により溶融し易く、流動性に優れるため、射出成形速度が格段に速くなり、高い生産性で射出成形することが可能である。また、射出成形機としては、従来の成形機を使用可能であり、成形品の品質安定を図るために温度制御を行うことができる。
【００２２】
【実施例】
以下に、具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
植物由来材料として刈り取られた草木類約１００ｋｇを用い、これを粉砕機を用いて１メッシュ程度の細片状に粉砕し、十分に水洗浄した後乾燥し、更にシュレッダーを用いて６０メッシュ以下程度に細片化した後、熱風乾燥した。次いで、細片化された草木類５５％と、バインダーとして乳酸系生分解性樹脂（商品名：ラクティー。島津製作所製）４５％とを造粒機に投入して、径約３〜４ｍｍ程度のペレットに造粒し、これを約１７０℃に加熱した射出成形機に投入して所定の型内に射出成形し、有底円筒状食器（外形サイズ約１２０φ×高さ５０×厚み３ｍｍ）を得た。射出成形に要した時間は、約２秒であった。
【００２４】
（実施例２）
実施例１に用いたと同様な草木類４５％と、バインダーとしてポリプロピレンとオレフィン系生分解性樹脂（商品名：デグラ・ノボン。ノボン・ジャパン社製）を４：１の配合として混合機にて予め混合した混合物４５％と、を造粒機に投入し、実施例１と同様なペレットを製造し、これを実施例１と同様にして射出成形して製品を得た。もっとも、射出成形機は約１９０℃に加熱した。射出成形に要した時間は、約２秒であった。
【００２５】
（実施例３）
バインダーとして、ポリプロピレンに代えてポリエチレンを使用した以外は、実施例２と同様にした射出成形品を製造した。この場合、射出成形機は約１７０℃に加熱した。射出成形に要した時間は、約２秒であった。
【００２６】
（比較例１）
バインダーとして、でんぷんを用いた以外は実施例１と同様な原材料を用い、草木類とでんぷんとを混合すると共に、これをペレットに造粒することなくそのまま射出成形した。混合物を投入してから射出成形するまでの所要時間は、約５秒であった。
【００２７】
これら実施例１〜３及び比較例１について、短冊状の試験片を切り出し、引張試験機（試験機名：島津製作所製オートグラフＡＧＳ−１００Ｄ）にて、一定引張速度（５ｍｍ／分）で引張強度を測定した。その結果を表１に示す。尚、試験結果は３点の平均値を採った。又、射出成形して得られた成形物は、いずれも外観上美麗であり、疵、ヒズミなどの欠陥は一切見当たらず、食器として使用可能であった。
【００２８】
【表１】

表１に示すように、実施例はいずれも比較例に比べて格段に高い引張強度を有しており、成形品として耐久性に優れることがわかる。しかも、生産性が高いことから、製造コストを低減することができる。
【００２９】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、植物由来材料として刈り取られた草木類を例に挙げて説明したが、本発明の植物由来材料としては、これに限定されるものではなく、竹、野菜など植物に由来する廃材、紙など既に加工されているもの、土木建築廃材などであってもよく、もとより廃材に限定されるものでもない。この場合、土木建築廃材などの比較的大きな固形物は、一旦チップ状にしてから破砕し、更に粉砕するようにすることが好ましい。
【００３０】
（２）バインダーとしては、上記実施形態に示したものに加えて、でんぷん、更には増粘性物質であるジェランガム、キサンタンガム、ローカストビーンガム、ハイメトキシルペクチン、ローメトキシルペクチン、カラギナン、寒天から選ばれた１種又は２種以上を添加してもよい。
【００３１】
（３）成形用原料として、上記実施形態に示した添加物以外に、他の添加物、例えば、着色剤、抗菌剤、難燃材など用途に応じて、種々の添加物を加えて成形してもよい。
【００３２】
（４）上記実施形態では、成形品として食器の例を挙げて説明したが、本発明の成形品の用途はこれに限定されるものではなく、食品容器トレー等の各種物品収納容器、箱状物、日用雑貨用品、玩具、建築用内外装材などに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る植物由来材料製成形品の製造方法を示すフローチャート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a molded article made of a plant-derived material and the molded article. Related to molded articles.
[0002]
[Prior art]
Until now, most of the plant-derived waste materials such as sawdust and planks generated in large quantities from wood processing plants, cutting materials generated by pruning trees, cutting turf generated from golf courses, construction waste materials, waste paper, etc. At present, treatment depends on landfill and incineration, and the amount used effectively is small at present.
[0003]
As a method of effectively utilizing these plant-derived waste materials, for example, a method in which the waste materials are finely pulverized, washed, and dried, and then the pulverized pieces are combined with an appropriate binder using a binder, pressed, and molded. Are known. In this case, starch and a polymer material are generally used as the binder, and they are solidified with such a binder into a plate shape and then pressed into a predetermined shape by a press machine.
[0004]
In this conventional method, in addition to using a relatively expensive polymer material as a binder, and adopting a press molding method using a press machine, molding takes time and productivity is increased. Had limitations. Due to such low productivity, the production cost cannot be reduced, and as a result, it is hardly used. In addition, there is a problem that it is not possible to take advantage of a favorable environment-friendly advantage of biodegradability using a plant-derived material.
[0005]
Therefore, the present inventor has developed a molded article made of a plant-derived material having a low production cost and a method for producing the same by using a specific binder (Japanese Patent Application No. 2001-202957).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, depending on the shape of the molded product, a product having higher strength is required, and further, there is a strong demand for further reducing the manufacturing cost.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to further reduce the manufacturing cost because the productivity is higher than that of the prior art, and to increase the strength of the molded product. An object of the present invention is to provide a method for producing a molded article made of a plant-derived material having good suitability and the molded article.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the invention described in each claim. That is, the characteristic configuration of the method for producing a plant-derived material molded article according to the present invention is a method for producing a molded article by injection molding a mixture of a finely divided plant-derived material and a binder that binds them. Injection molding after granulating the mixture into pellets.
[0009]
According to this configuration, since the molded product is injection-molded into a product, not only can a large amount of molded product be produced in a short time than a molded product manufactured by a conventional press molding method or the like, but also a pellet-shaped product can be produced. Injection molding is performed after granulation, so that compared to injection molding of a finely divided mixture, the fluidity and filling of the mold are excellent, so the productivity can be significantly increased, Cost can be significantly reduced. Moreover, the strength of the produced molded product is high, and a high-quality molded product can be provided. As a result, it was possible to provide a molded article made of a plant-derived material, which has a low production cost, high quality, and a biodegradable good environmental advantage.
[0010]
It is preferable that the binder has one or more kinds selected from a lactic acid-based biodegradable polymer and an olefin-based biodegradable polymer.
[0011]
According to this configuration, the molded article can be configured to have more excellent biodegradability, so that a molded article with better environmental suitability can be provided.
[0012]
It is preferable that the lactic acid-based biodegradable resin or the olefin-based biodegradable resin is mixed in an amount of 40 to 60% by weight or 10 to 30% by weight based on the plant-derived material.
[0013]
If the lactic acid-based biodegradable polymer is less than 40% by weight, the effect as a binder is poor, and even if it is more than 60% by weight, the effect cannot be expected to be improved for the cost. It is more preferable that the content is 43 to 48% by weight. If the olefin-based biodegradable resin is less than 10% by weight, the effect as a binder is poor, and if it exceeds 30% by weight, the effect cannot be expected to be improved for the cost, which is not preferable. It is more preferable that the content is 15 to 23% by weight.
[0014]
It is preferable to add polypropylene or polyethylene in addition to the olefin-based biodegradable resin.
[0015]
According to this configuration, the strength of the molded article after molding is further increased, which is convenient. Polypropylene has low raw material costs and can reduce product costs, and polyethylene has an advantage of being superior in elasticity to polypropylene. In this case, since the olefin-based biodegradable resin functions as an oxidative decomposer, when the use of the molded article is terminated and discarded due to the presence of the olefin-based biodegradable resin, the polypropylene is easily decomposed by soil microorganisms. .
[0016]
A feature of the plant-derived material molded article according to the present invention is that it is produced by the method for producing a plant-derived material molded article according to any one of claims 1 to 4.
[0017]
According to this configuration, since the productivity is higher than that of the related art, the manufacturing cost can be further reduced, and a molded article made of a plant-derived material having good environmental suitability can be provided.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for producing a molded article made of a plant-derived material according to the present embodiment. FIG. 1 illustrates an example of a method of manufacturing a molded product using cut grasses as plant-derived materials.
[0019]
First, harvested vegetation is accumulated (# 1), crushed to a predetermined size by a crusher, and formed into strips (# 2). Washing is performed to remove dust and the like adhering to the vegetation in the form of strips (# 3), and after completion of the washing, drying is performed using a dryer (# 4). This drying may be performed by natural drying such as exposure to the sun, but a large amount of small plant trees may be dried in a relatively short time by using a hot-air drying, freeze-drying device, or the like. The water content of the plant chips is preferably low in order to improve the quality of the molded product, and is at least 15% or less, more preferably 8% or less.
[0020]
Next, the dried plant fragments and the binder made of the biodegradable resin are quantitatively supplied to a granulator, and granulated into pellets having a diameter of about 2 to 5 mm (# 5). The size of the pellet is more preferably 3 to 4 mm in diameter. A commercially available granulator can be used, and a special specification device is not required.
[0021]
After cooling, the mixture of the pelletized binder and plant chips is put into a heated injection molding machine and injection-molded into a predetermined mold (# 6). After the injection molding, it is removed from the mold and a molded product is completed. Since the raw materials to be injected into the injection molding machine are in the form of pellets, they are easily melted by heating and have excellent fluidity, so the injection molding speed is remarkably high, and injection molding can be performed with high productivity. is there. Further, as the injection molding machine, a conventional molding machine can be used, and temperature control can be performed to stabilize the quality of a molded product.
[0022]
【Example】
Hereinafter, specific examples will be described, but the present invention is not limited thereto.
[0023]
(Example 1)
About 100 kg of vegetation cut off as plant-derived material is crushed into small pieces of about 1 mesh using a crusher, sufficiently washed with water and dried, and further about 60 mesh or less using a shredder. And then dried with hot air. Next, 55% of shredded vegetation and 45% of a lactic acid-based biodegradable resin (trade name: Lacty, manufactured by Shimadzu Corporation) as a binder are charged into a granulator, and a diameter of about 3 to 4 mm is introduced. The pellets are granulated, and the pellets are put into an injection molding machine heated to about 170 ° C. and injection-molded in a predetermined mold to obtain a bottomed cylindrical tableware (outer size: about 120 φ × height 50 × thickness 3 mm). Was. The time required for injection molding was about 2 seconds.
[0024]
(Example 2)
45% of the same vegetation as used in Example 1, polypropylene and an olefin-based biodegradable resin (trade name: Degra Novon, manufactured by Novon Japan Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1 as a binder were previously mixed with a mixer. 45% of the mixed mixture was charged into a granulator, and pellets similar to those in Example 1 were produced. The pellets were injection-molded in the same manner as in Example 1 to obtain a product. However, the injection molding machine was heated to about 190 ° C. The time required for injection molding was about 2 seconds.
[0025]
(Example 3)
An injection molded product was produced in the same manner as in Example 2 except that polyethylene was used instead of polypropylene as the binder. In this case, the injection molding machine was heated to about 170 ° C. The time required for injection molding was about 2 seconds.
[0026]
(Comparative Example 1)
The same raw materials as in Example 1 were used as the binder except that starch was used. Plants and starch were mixed, and the mixture was directly injection-molded without pelletizing. The time required from injection of the mixture to injection molding was about 5 seconds.
[0027]
For these Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, strip-shaped test pieces were cut out and pulled at a constant pulling speed (5 mm / min) using a tensile tester (test machine name: Autograph AGS-100D manufactured by Shimadzu Corporation). The strength was measured. Table 1 shows the results. In addition, the test result took the average value of three points. In addition, all of the molded products obtained by injection molding were beautiful in appearance, had no defects such as scratches and dents, and were usable as tableware.
[0028]
[Table 1]

As shown in Table 1, all of the examples have significantly higher tensile strength than the comparative examples, and it can be seen that the molded articles have excellent durability. Moreover, since the productivity is high, the manufacturing cost can be reduced.
[0029]
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, the description has been given by taking as an example the plants and the like that have been cut off as the plant-derived material. Waste materials derived from the materials, paper materials that have already been processed such as paper, civil engineering construction waste materials, and the like may be used, and are not limited to waste materials. In this case, it is preferable that relatively large solid matter such as civil engineering and construction waste material is once formed into chips, crushed, and further crushed.
[0030]
(2) In addition to those shown in the above embodiment, the binder was selected from starch, and further, a thickening substance such as gellan gum, xanthan gum, locust bean gum, high methoxyl pectin, low methoxyl pectin, carrageenan, and agar. One or more kinds may be added.
[0031]
(3) As a forming raw material, in addition to the additives described in the above embodiment, other additives such as a coloring agent, an antibacterial agent, a flame-retardant material and the like, depending on the intended use, may be added and molded. You may.
[0032]
(4) In the above embodiment, the tableware was used as an example of the molded article, but the application of the molded article of the present invention is not limited to this, and various article storage containers such as food container trays, box-shaped articles, etc. It can be widely applied to goods, daily necessities, toys, and interior and exterior materials for construction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a molded article made of a plant-derived material according to an embodiment of the present invention.

Claims (5)

微細化した植物由来材料と、これらを結合させるバインダーとの混合物を射出成形して成形品を製造する植物由来材料製成形品の製造方法であって、前記混合物をペレット状に造粒してから射出成形することを特徴とする植物由来材料製成形品の製造方法。A method for producing a molded article of a plant-derived material, which comprises injection-molding a mixture of a finely-divided plant-derived material and a binder that binds them to produce a molded article, wherein the mixture is granulated into pellets. A method for producing a molded article made of a plant-derived material, comprising injection molding. 前記バインダーとして、乳酸系生分解性樹脂、オレフィン系生分解性樹脂から選ばれた１種又は２種以上を用いる請求項１の植物由来材料製成形品の製造方法。The method for producing a molded article made of a plant-derived material according to claim 1, wherein one or more kinds selected from lactic acid-based biodegradable resins and olefin-based biodegradable resins are used as the binder. 前記植物由来材料に対して、前記乳酸系生分解性樹脂を４０〜６０重量％又は前記オレフィン系生分解性樹脂を１０〜３０重量％配合する請求項２の植物由来材料製成形品の製造方法。The method for producing a molded article made of a plant-derived material according to claim 2, wherein the lactic acid-based biodegradable resin is mixed with the plant-derived material in an amount of 40 to 60% by weight or the olefin-based biodegradable resin in an amount of 10 to 30% by weight. . 前記オレフィン系生分解性樹脂に加えてポリプロピレン又はポリエチレンを加える請求項２又は３の植物由来材料製成形品の製造方法。The method for producing a molded article made of a plant-derived material according to claim 2 or 3, wherein polypropylene or polyethylene is added in addition to the olefin-based biodegradable resin. 請求項１〜４のいずれか１の植物由来材料製成形品の製造方法により製造された植物由来材料製成形品。A plant-derived material molded product produced by the method for producing a plant-derived material molded product according to any one of claims 1 to 4.

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