JP2008110956A - Method for producing molded article containing medicinal component, medicinal component-containing molded article, molded article, method for producing thermoplastic resin and the thermoplastic resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薬剤成分含有成型物の製造方法、薬剤成分含有成型物および成型物に関する。 The present invention relates to a method for producing a drug component-containing molded product, a drug component-containing molded product, and a molded product.
従来、特許文献１記載の浸透農薬スパイクが知られている。当該浸透農薬スパイクは、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコールを結合材として浸透農薬と混合してドライ混合物を製造し、当該ドライ混合物を高温高圧により溶融成形して生成物を形成し、当該生成物の表面に生分解性コーティングを施したものである。なお、当該特許文献１記載の浸透農薬スパイクは、合成樹脂と農薬のみによって形成されたものであり、廃材として処分される木材などを原料としたものではない。
また、特許文献２記載の生分解性射出成型物が知られている。当該生分解性射出成型物組成物は、生分解性の射出成型可能な成型物であるが、廃材として処分される木材などを原料としたものではない。
また、特許文献３記載のケナフ繊維強化組成物が知られている。当該組成物は、ケナフの繊維が１００μｍ〜２０ｍｍの長さを残存させることで組成物の強度を高めたものであるが、繊維がそのまま残っているので射出成形には不向きである。
また、特許文献４記載の木質合成樹脂組成物が知られている。当該組成物は、熱可塑性樹脂と植物性セルロースとを単に混練し、一部または全部を溶融せしめたものであり、成型方法として押し出し成形が用いられるものである。
また、特許文献５記載の生分解性繊維質成形体が知られている。当該生分解性繊維質成形体は射出成形に用いることができるものであるが、射出成型時の流動性を持たせるために水を混合し、脱型後に乾燥させるものである。
Further, a biodegradable injection-molded product described in Patent Document 2 is known. The biodegradable injection-molded composition is a biodegradable injection-moldable molded article, but is not made from wood or the like that is disposed of as a waste material.
Moreover, the kenaf fiber reinforced composition of patent document 3 is known. Although the said composition raises the intensity | strength of a composition by leaving the length of 100 micrometers-20 mm of a kenaf fiber, since the fiber remains as it is, it is unsuitable for injection molding.
Further, a woody synthetic resin composition described in Patent Document 4 is known. The composition is obtained by simply kneading a thermoplastic resin and vegetable cellulose and melting part or all of them, and extrusion molding is used as a molding method.
Further, a biodegradable fibrous molded article described in Patent Document 5 is known. The biodegradable fibrous molded body can be used for injection molding, but is mixed with water to give fluidity during injection molding, and is dried after demolding.
また、高分子の多糖体であるセルロースが高圧熱水（亜臨界水）によって低分子化されることが知られており、高圧熱水（亜臨界水）によって、木材からリグニンを抽出して樹脂化する技術が研究されている。亜臨界水とは、臨界点（２２ＭＰａ、３７４℃（図５参照））に至る直前の状態の水をいう。臨界点付近では、圧力操作のみで液体（密度が高い）若しくは気体（密度が低い）の状態に変化する性質がある。 Cellulose, which is a high-molecular polysaccharide, is known to be reduced in molecular weight by high-pressure hot water (subcritical water), and lignin is extracted from wood by using high-pressure hot water (subcritical water). The technology to make it is researched. Subcritical water means water in a state immediately before reaching a critical point (22 MPa, 374 ° C. (see FIG. 5)). In the vicinity of the critical point, there is a property of changing to a liquid (high density) or gas (low density) state only by pressure operation.
石油系の樹脂は、押し出し成形の他、射出成形による成形も容易である。しかし、当該石油系の樹脂によって形成された物品は、使用後の大半が投棄され環境破壊を招くものとなっている。また、廃材となった建築用木材、製材時に生じる廃材、間伐材、都市部の街路樹から生じる落ち葉等の処分方法についても未だ確立したものがない。
当該観点から、微生物によって分解可能なように木材等を混入した樹脂等についての研究が行われている。しかし、これは単に樹脂をバインダーとして木質片を混練したものに過ぎず、比較的開口の大きい押し出し用の金型による押し出し成形は可能であるものの、ノズル口の面積が小さい射出成形には不向きである。これは、樹脂自体に肉眼で見分けることができる程度の繊維がそのまま混在しているのでノズルが詰まりやすく、木質に含ま
れている酢酸成分によって高温下でノズルを腐食させる場合等があるからである。
Petroleum-based resins can be easily molded by injection molding as well as extrusion molding. However, most of the articles made of the petroleum-based resin are discarded after use and cause environmental destruction. In addition, there has not yet been established a disposal method for waste wood for construction, waste wood generated during sawing, thinned wood, and fallen leaves resulting from urban roadside trees.
From this point of view, research has been conducted on resins mixed with wood so that they can be decomposed by microorganisms. However, this is merely a kneaded piece of wood using a resin as a binder, and although extrusion molding with an extrusion mold having a relatively large opening is possible, it is not suitable for injection molding with a small nozzle opening area. is there. This is because the resin itself contains fibers that can be recognized by the naked eye, so the nozzle is likely to be clogged, and the acetic acid component contained in the wood may corrode the nozzle at high temperatures. .
また、現在清涼飲料水として、緑茶、紅茶、ウーロン茶等のお茶飲料が多く製造されている。当該お茶飲料には、その原料として茶の木の葉が用いられている。当該茶の木の葉は、成分抽出後には他に用途が無く廃棄されることになる。しかし、大量に廃棄される茶の木の葉の処分方法については確立した技術が存在していなかった。また、家庭やオフィス等からは、コピーや印刷等で使用した紙が大量に廃棄されており、多くは紙ゴミとして焼却されている。 Currently, many tea drinks such as green tea, black tea, and oolong tea are produced as soft drinks. The tea beverage uses tea leaves as its raw material. The leaves of the tea tree have no other use and are discarded after the components are extracted. However, there has been no established technique for disposing of tea leaves that are discarded in large quantities. In addition, a large amount of paper used for copying and printing is discarded from homes and offices, and many of them are incinerated as paper waste.
上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
粉砕して微細化した植物片および／または植物片に含まれる微細化したセルロース繊維と熱可塑性を有する樹脂とを混成した混成樹脂によって射出成形された成型物を、
成形直後の乾燥状態を維持したまま、除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を有する薬液中に浸すことで、成型物に薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物の製造方法。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application has the following configuration. That is,
A molded product that is injection-molded by a hybrid resin obtained by mixing a pulverized and refined plant piece and / or a refined cellulose fiber contained in the plant piece and a resin having thermoplasticity,
A method for producing a molded product containing a drug component, wherein the drug component is infiltrated into a molded product by dipping in a chemical solution having a pharmaceutical component such as a herbicidal component or an insecticidal component while maintaining a dry state immediately after molding. .
また、本願請求項２記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
高分子の多糖体として存在する天然のセルロースを低分子化し、前記天然のセルロースに含まれていたリグニンおよび／または他の熱可塑性樹脂を比重１．１以上の密度となるように結合させた混成樹脂によって射出成形された成型物を、
成形直後の乾燥状態を維持したまま除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を含む薬液に浸して薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物の製造方法。
The invention according to claim 2 of the present application has the following configuration. That is,
A hybrid in which natural cellulose existing as a high molecular weight polysaccharide is reduced in molecular weight, and lignin and / or other thermoplastic resins contained in the natural cellulose are combined so as to have a density of 1.1 or more. Molded products that have been injection molded with resin
A method for producing a molded product containing a drug component, wherein the drug component is infiltrated by being immersed in a chemical solution containing a drug component such as a herbicidal component or an insecticidal component while maintaining a dry state immediately after molding.
また、本願請求項３記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
粉砕した植物片および／または低分子化したセルロース成分と熱可塑性樹脂との混成樹脂によって成形された成型物であって、
当該成型物に除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物。
The invention according to claim 3 has the following configuration. That is,
A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
A molded product containing a pharmaceutical component, wherein the molded product is impregnated with a pharmaceutical component such as a herbicidal component or an insecticidal component.
また、本願請求項４記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
粉砕した植物片および／または低分子化したセルロース成分と熱可塑性の樹脂との混成樹脂によって成形された成型物であって、
当該成型物は、全長が１〜５ｃｍ程度の小石状の粒状物として形成され、さらに除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物。
The invention according to claim 4 has the following configuration. That is,
A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
The molded article is formed as a pebble-like granule having a total length of about 1 to 5 cm, and is further impregnated with a pharmaceutical component such as a herbicidal component or an insecticidal component.
また、本願請求項５記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
粉砕した植物片および／または低分子化したセルロース成分と熱可塑性の樹脂との混成樹脂によって成形された成型物であって、
略中央で着脱可能に２分割された半体を接合することにより中空の容器体となるように構成されており、
前記半体の一方または双方には、開口部を上に向けて安定して載置可能となるように外殻表面に平坦部が設けられ、当該平坦部に水の挿通を可能とする孔が設けられていることを特徴とする成型物。
The invention according to claim 5 has the following configuration. That is,
A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
It is configured to be a hollow container body by joining two halves that are detachable at the approximate center,
One or both of the half bodies is provided with a flat portion on the outer shell surface so that the opening can be stably placed with the opening facing upward, and a hole that allows water to pass through the flat portion. A molded product characterized by being provided.
また、本願請求項６記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
粉砕した植物片および／または低分子化したセルロース成分と熱可塑性の樹脂との混成樹脂によって成形された成型物であって、
射出成型時に混成樹脂の流路となっていたランナーと、当該ランナーに接続された昆虫
またはその他の形状を象った造形物を有したことを特徴とする成型物
The invention according to claim 6 has the following configuration. That is,
A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
A molded article characterized by having a runner that was a flow path of the hybrid resin at the time of injection molding, and a modeled object that is an insect or other shape connected to the runner
また、本願請求項７記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
粉砕した植物片および／または低分子化したセルロース成分と熱可塑性の樹脂との混成樹脂によって成形された成型物であって、
立方体または直方体状に形成された中実の本体部と、当該本体部表面に設けられた嵌合用凸部および当該嵌合用凸部と嵌合可能な形状の嵌合用凹部を設けた連結ブロック玩具として形成したことを特徴とする成型物。
The invention according to claim 7 has the following configuration. That is,
A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
As a connecting block toy provided with a solid main body portion formed in a cube or a rectangular parallelepiped shape, a fitting convex portion provided on the surface of the main body portion, and a fitting concave portion that can be fitted to the fitting convex portion. A molded product characterized by formation.
また、本願請求項８記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
飲料としての成分を抽出した後の茶の木の葉と熱可塑性の樹脂との混合物を高速で互いに衝突させることにより発熱を行わせ、
前記発熱によって生じる高圧熱水によって、前記茶の木の葉に含まれているセルロースを低分子化するとともに前記熱可塑性の樹脂と混合したことを特徴とする熱可塑性樹脂の製造方法。
The invention according to claim 8 has the following configuration. That is,
Heat is generated by colliding each other with a mixture of the leaves of the tea tree and the thermoplastic resin after extracting the ingredients as a beverage,
A method for producing a thermoplastic resin, wherein the cellulose contained in the leaves of the tea tree is reduced in molecular weight by high-pressure hot water generated by the heat generation and mixed with the thermoplastic resin.
また、本願請求項９記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
茶の木の葉から生成された低分子化したセルロース成分と熱可塑性の樹脂成分により形成された射出成形用の熱可塑性樹脂。
The invention according to claim 9 has the following configuration. That is,
A thermoplastic resin for injection molding formed from a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin component produced from tea tree leaves.
また、本願請求項１０記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
天然の植物成分で作られた紙と熱可塑性の樹脂との混合物を高速で互いに衝突させることにより発熱を行わせ、
前記発熱によって生じる高圧熱水によって、前記紙に含まれているセルロースを低分子化するとともに前記熱可塑性の樹脂と混合したことを特徴とする熱可塑性樹脂の製造方法。
The invention according to claim 10 has the following configuration. That is,
Heat is generated by colliding each other with a mixture of paper made of natural plant ingredients and thermoplastic resin at high speed,
A method for producing a thermoplastic resin, wherein the cellulose contained in the paper is reduced in molecular weight by high-pressure hot water generated by the heat generation and mixed with the thermoplastic resin.
また、本願請求項１１記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
前記紙が、家庭やオフィス等でゴミとして排出された不要紙であることを特徴とする請求項１０記載の熱可塑性樹脂の製造方法。
The invention according to claim 11 has the following configuration. That is,
The method for producing a thermoplastic resin according to claim 10, wherein the paper is unnecessary paper discharged as garbage in a home or office.
また、本願請求項１２記載の発明は下記の構成を有する。すなわち、
天然の植物成分で作られた紙から生成された低分子化したセルロース成分と熱可塑性の樹脂成分により形成された射出成形用の熱可塑性樹脂。
The invention according to claim 12 has the following configuration. That is,
A thermoplastic resin for injection molding formed of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin component produced from paper made from natural plant components.
本願発明に係る薬剤成分含浸成型物は、セルロース等の天然由来の成分を多く含むものであり、微生物や風化によって分解可能な樹脂に除草剤等の薬剤を含浸させたものである。したがって、微生物等による分解とともに少しずつ薬剤を放出させることができ、長期間に亘り除草効果等を持続させることができるという効果を有している。
また、小石状に成形されているので、庭や駐車場など不定形な場所に敷き詰めることが可能である。玄関までのアプローチや、家屋の周辺に敷き詰めると除草効果とともに踏みつけ時に発生する音により防犯効果もある。
The drug component-impregnated molded product according to the present invention contains a lot of naturally derived components such as cellulose, and is obtained by impregnating a resin such as a herbicide with a resin that can be decomposed by microorganisms or weathering. Therefore, the drug can be released little by little along with the decomposition by microorganisms and the like, and the herbicidal effect and the like can be maintained over a long period of time.
In addition, since it is shaped like a pebble, it can be laid in an irregular place such as a garden or a parking lot. There is also a crime prevention effect due to the approach to the entrance and the sound generated when trampling along with the weeding effect when spread around the house.
また、本願発明に係る成型物の一例としてカプセルを形成することが出来る。従来の植物片を混練しただけの樹脂では、射出成形により肉厚の薄いカプセル状の容器を形成することはできない。これに対して本願発明に係る射出成形用樹脂により形成した成型物は、従来の石油由来の樹脂製品と同程度の肉厚で、例えば小玩具販売用のカプセルを形成することが出来る。
また、本願発明に係るカプセル形状の成型物は、椀状の２分割体よりなり、それぞれ開
口を上に向けて、平坦面上に安定して載置することができるようになっている。また、各２分割体の各頂部には水抜きに使用できる孔が設けられているので、小型の植木鉢として利用することが出来る。また、使用後は土中に埋めておくことで、微生物等により分解可能である。
Moreover, a capsule can be formed as an example of the molded product according to the present invention. A conventional resin simply kneaded with plant pieces cannot form a thin capsule-like container by injection molding. On the other hand, the molded product formed of the resin for injection molding according to the present invention can be formed into a capsule for selling small toys, for example, with a wall thickness comparable to that of a conventional petroleum-derived resin product.
In addition, the capsule-shaped molded product according to the present invention is formed of a bowl-shaped two-piece body, and can be stably placed on a flat surface with the opening facing upward. Moreover, since the hole which can be used for draining is provided in each top part of each 2 division body, it can utilize as a small flower pot. In addition, it can be decomposed by microorganisms by being buried in the soil after use.
また、本願発明に係る成型物の一例として、小部品を接着等して組み立てる組立模型を形成することが出来る。従来の植物片を混練しただけの樹脂では、射出成形により細い流路通過させるような組立模型を形成することはできない。これに対して本願発明に係る射出成形用樹脂では、ランナーを有するような細い通路に溶融樹脂を流す組立模型のような射出成形が可能である。また、特に着色をしなければ、本願発明に係る射出成形用樹脂は黒若しくは茶色であり、カブトムシ、クワガタといった甲虫類を形成する際に、改めて着色しなくても昆虫らしい雰囲気を出すことが出来るという効果がある。 Further, as an example of a molded product according to the present invention, an assembly model can be formed in which small parts are bonded and assembled. A resin simply kneaded with a conventional plant piece cannot form an assembly model that allows a narrow channel to pass through injection molding. On the other hand, the injection molding resin according to the present invention can be injection-molded like an assembly model in which a molten resin flows through a narrow passage having a runner. Further, unless particularly colored, the injection molding resin according to the present invention is black or brown, and when forming beetles such as beetles and stag beetles, an insect-like atmosphere can be produced without re-coloring. There is an effect.
また、本願発明に係る成型物の一例として、連結ブロック玩具を形成することが出来る。従来一般の、石油系の樹脂は、成形型に対する収縮率が比較的大きく、連結ブロックのような立方体状の形状を作る場合には収縮による変形防止を目的として内部を空洞化させる等の工夫が必要であった。
これに対して本願発明に係る射出成形用樹脂は、成形型に対する収縮率が極めて低いために成形後の引けをほとんど考慮する必要がない。したがって、立方体若しくは直方体状の本体部を、肉抜きをしない中実体として形成することができる。
また、本願発明に係る射出成形用樹脂は、嵌め合いの精度をほぼ設計通りに再現することができるというすぐれた効果を有しているので、微妙な摩擦力で着脱自在に嵌合できる嵌合手段として、円柱と円形穴を用いることができるという効果を有している。
Moreover, a connection block toy can be formed as an example of the molded product according to the present invention. Conventionally, the petroleum-based resin has a relatively large shrinkage rate with respect to the mold, and when making a cubic shape like a connecting block, there is a contrivance such as hollowing out the inside for the purpose of preventing deformation due to shrinkage. It was necessary.
On the other hand, the resin for injection molding according to the present invention has an extremely low shrinkage rate with respect to the mold, so that there is almost no need to consider shrinkage after molding. Therefore, the cubic or rectangular parallelepiped main body can be formed as a solid body that is not thinned.
In addition, the resin for injection molding according to the present invention has an excellent effect that the accuracy of fitting can be reproduced almost as designed, so that it can be detachably fitted with a delicate friction force. As a means, a cylinder and a circular hole can be used.
また、本願発明に係る熱可塑性樹脂および当該樹脂の製造方法は、現在多く製造販売されているお茶飲料の製造過程で排出される茶の木の葉を原料として使用することができる。したがって、廃棄されたものを再利用できるとともに、熱可塑性樹脂製造の原料として安定的に供給を受けることができるという効果を有している。 In addition, the thermoplastic resin and the method for producing the resin according to the present invention can use tea tree leaves discharged as a raw material in the production process of tea beverages currently produced and sold as raw materials. Therefore, the discarded material can be reused and can be stably supplied as a raw material for producing the thermoplastic resin.
また、本願発明に係る熱可塑性樹脂は、家庭やオフィス等でゴミとして排出された不要紙を原料として使用することができる。したがって、廃棄されたものを再利用できるとともに、熱可塑性樹脂製造の原料として安定的に供給を受けることができるという効果を有している。 In addition, the thermoplastic resin according to the present invention can use unnecessary paper discharged as garbage at home or office as a raw material. Therefore, the discarded material can be reused and can be stably supplied as a raw material for producing the thermoplastic resin.
以下、本願発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本願発明に係る薬剤成分含有成型物、薬剤成分含有成型物、その他成型物を生成する熱可塑性樹脂の製造にに使用する装置の一例である処理装置１を構造を簡略化して示したものである。
当該処理装置１は、主な構成として略円筒状の強固な金属壁によって囲まれた空間９を有するチャンバー２と、当該チャンバー２内で回転する羽根３（３ａ、３ｂ）、４（４ａ、４ｂ），５，６と当該各羽根の回転軸となる軸７と、当該軸７を回転させるためのモータ８を有している。軸７とモータ８の駆動軸は、プーリーを用いたベルトで駆動力が伝達されるようになっており、軸７に急激な負荷がかかった場合にベルトを滑らせ急激な負荷がモータ８に及ばないようになっている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 shows a simplified structure of a processing apparatus 1 which is an example of an apparatus used for manufacturing a pharmaceutical component-containing molded article, a pharmaceutical ingredient-containing molded article, and other thermoplastic resins for producing a molded article according to the present invention. It is a thing.
The processing apparatus 1 includes a chamber 2 having a space 9 surrounded by a substantially cylindrical solid metal wall as a main configuration, and blades 3 (3a, 3b), 4 (4a, 4b) rotating in the chamber 2. ), 5 and 6, a shaft 7 serving as a rotation axis of each blade, and a motor 8 for rotating the shaft 7. The shaft 7 and the drive shaft of the motor 8 are configured such that a driving force is transmitted by a belt using a pulley. When a sudden load is applied to the shaft 7, the belt is slid to cause a sudden load to the motor 8. It has become impossible to reach.
チャンバー２が有する空間９は前述の通り強固な金属壁によって覆われており、後に述べる樹脂合成時の衝撃、内圧、発熱に耐えることができるようになっている。また、当該金属壁は冷却水によって冷却されるようになっており（図示せず）、樹脂合成時に発生する発熱によって金属壁が損傷するのを防いでいる。なお、過度の冷却はチャンバー２内で
生じる反応を阻害することになるので、チャンバー２の破壊および内容物の炭化を防止し、かつ空間９内を樹脂の合成に適した温度に保つように温度管理が行われている。
また、当該処理装置１には射出成形樹脂の材料となる木片やポリプロピレン（以下「ＰＰ」）等の樹脂片を計量し搬送する自動搬送装置が接続されているが、図１および以下の説明では説明を省略する。
The space 9 included in the chamber 2 is covered with a strong metal wall as described above, and can withstand the impact, internal pressure, and heat generated during resin synthesis described later. Further, the metal wall is cooled by cooling water (not shown), and the metal wall is prevented from being damaged by heat generated during resin synthesis. In addition, since excessive cooling will inhibit the reaction that occurs in the chamber 2, the temperature of the chamber 2 is prevented from being destroyed and the contents are carbonized, and the space 9 is maintained at a temperature suitable for resin synthesis. Management is done.
Further, the processing apparatus 1 is connected to an automatic conveying apparatus that measures and conveys a piece of wood such as a piece of wood or polypropylene (hereinafter referred to as “PP”) that is a material of the injection molding resin, but in FIG. 1 and the following description, Description is omitted.
また、空間９内には、軸７の外周に取り付けられ軸７の回転に伴って回転する羽根３（３ａ、３ｂ）、４（４ａ、４ｂ），５，６が設けられている。本実施の形態における前記各羽根は、先端が空間９の内周壁に沿って円弧状に形成された細長の板状体として形成されており、各羽根の先端と空間９の内周壁との隙間はごく僅かとなるようになっている。 In the space 9, blades 3 (3 a, 3 b), 4 (4 a, 4 b), 5, 6 that are attached to the outer periphery of the shaft 7 and rotate with the rotation of the shaft 7 are provided. Each blade in the present embodiment is formed as an elongated plate-like body whose tip is formed in an arc shape along the inner peripheral wall of the space 9, and a gap between the tip of each blade and the inner peripheral wall of the space 9. There is very little.
各々２枚で一対となる羽根３ａ、３ｂおよび羽根４ａ、ｂは、軸７を中心として１８０度位相が異なる位置に設けられている。羽根３ａと羽根３ｂは、回転に伴って次第に対向する間隔が狭くなるような取り付け角で軸７に固定されている。同様に、羽根４ａと羽根４ｂも回転に伴って次第に対向する間隔が狭くなるような取り付け角で軸７に固定されている。すなわち、羽根３ａおよび羽根３ｂと羽根４ａおよび羽根４ｂは、共に羽根の先端側から軸７方向を見ると「ハ」の文字を成すように取り付けられている。本実施の形態では、各羽根の取り付け角度は回転方向に対して約１５度に設定されている。
前記各羽根は、回転に伴ってチャンバ内に投入された混合物を羽根３ａおよび羽根３ｂの間隔の広い側で受け入れて羽根３ａおよび羽根３ｂの間隔の狭い部分から放出し、さらに羽根４ａおよび羽根４ｂの間隔の広い側で受け入れて、間隔の狭い部分から放出するようになっている。そして、当該羽根の作用によって混合物の圧縮、衝突を高速で繰り返しつつ、チャンバ内壁に沿って混合物を旋回させている。
具体的には、羽根３ａに接触した混合物は羽根３ｂ側に向かって付勢され、羽根３ｂに接触した混合物は羽根３ａ側に向かって付勢される。そして、互いに対向するように付勢された混合物は外周方向へ付勢されつつ羽根の中間付近で衝突する。同様に、羽根４ａに接触した混合物は羽根４ｂ側に向かって付勢され、羽根４ｂに接触した混合物は羽根４ａ側に向かって付勢される。そして、互いに対向するように付勢された混合物は外周方向へ付勢されつつ羽根の中間付近で衝突することになる。
The two blades 3a, 3b and the blades 4a, b, which are a pair of two each, are provided at positions that are 180 degrees out of phase about the shaft 7. The blade 3a and the blade 3b are fixed to the shaft 7 at such an attachment angle that the distance between the blade 3a and the blade 3b gradually decreases with rotation. Similarly, the blades 4a and 4b are also fixed to the shaft 7 at an attachment angle such that the interval between the blades 4a and 4b gradually decreases with rotation. That is, the blade 3a and the blade 3b, and the blade 4a and the blade 4b are all attached so as to form the letter “c” when viewed in the direction of the axis 7 from the tip side of the blade. In the present embodiment, the attachment angle of each blade is set to about 15 degrees with respect to the rotation direction.
Each of the blades receives the mixture introduced into the chamber with rotation on the wide side of the blade 3a and the blade 3b and discharges it from the narrow portion of the blade 3a and the blade 3b, and further, the blade 4a and the blade 4b. It accepts on the wide side of the gap and discharges from the narrow part. The mixture is swirled along the inner wall of the chamber while the compression and collision of the mixture are repeated at a high speed by the action of the blades.
Specifically, the mixture in contact with the blade 3a is biased toward the blade 3b, and the mixture in contact with the blade 3b is biased toward the blade 3a. The mixture urged so as to face each other collides in the vicinity of the middle of the blade while being urged in the outer circumferential direction. Similarly, the mixture in contact with the blade 4a is biased toward the blade 4b, and the mixture in contact with the blade 4b is biased toward the blade 4a. The mixture urged so as to face each other collides in the vicinity of the middle of the blade while being urged in the outer circumferential direction.
羽根３ａおよび羽根３ｂと羽根４ａおよび羽根４ｂは、前述した通り軸７を中心として１８０度位相が異なる配置で設けられており、さらに、軸７の長手方向に対する取り付け位置もやや異なっている。
前記各羽根３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂは、軸７の回転に伴って羽根３ａと羽根３ｂ間の狭い部分を通過した混合物を、次の羽根４ａと羽根４ｂの一方を中心に接触させて羽根４ａと羽根４ｂの間に導いた後に狭い部分から放出し、再び羽根３ａと羽根３ｂの一方を中心に接触させて羽根３ａと羽根３ｂの間に導いた後に狭い部分から放出するという作用を連続的に繰り返す配置となっている。
図１に示した例で説明すると、羽根３ｂの狭側端部と羽根４ｂの広側端部の回転時の軌跡が概ね一致し、羽根４ａの狭側端部と羽根３ａの広側端部の回転時の軌跡が概ね一致するような配置となっている。そして、軸７の略中間部分に位置する羽根３ａの狭側端部と羽根４ｂの狭側端部の間には回転時に羽根が通過しない領域が形成されている。
The blade 3a and the blade 3b and the blade 4a and the blade 4b are provided in an arrangement having a phase difference of 180 degrees around the shaft 7 as described above, and the mounting position of the shaft 7 in the longitudinal direction is slightly different.
Each of the blades 3a, 3b, 4a, and 4b is brought into contact with a mixture that has passed through a narrow portion between the blade 3a and the blade 3b as the shaft 7 rotates, with the one of the next blade 4a and the blade 4b in contact with each other. After being guided between 4a and 4b, it is discharged from a narrow part, and once again it is brought into contact with one of the blades 3a and 3b and guided between the blades 3a and 3b and then released from a narrow part. Repeatedly arranged.
Referring to the example shown in FIG. 1, the rotation trajectories of the narrow side end of the blade 3b and the wide side end of the blade 4b substantially coincide with each other, and the narrow side end of the blade 4a and the wide side end of the blade 3a. The arrangement is such that the trajectories at the time of rotation substantially coincide. And the area | region which a blade | wing does not pass at the time of rotation is formed between the narrow side edge part of the blade | wing 3a located in the substantially intermediate part of the axis | shaft 7, and the narrow side edge part of the blade | wing 4b.
また、羽根３ａの外側には、当該羽根３ａと同一角度で取り付けられた羽根５が設けられており、羽根３ａ、３ｂに導かれなかった混合物を羽根４ａの広側端部に導くようになっている。また、羽根４ｂの外側には、当該羽根４ｂと同一角度で取り付けられた羽根６が設けられており、羽根４ａ、４ｂに導かれなかった混合物を羽根３ｂの広側端部に導くようになっている。このようにして、チャンバ内に投入された混合物は、ほぼ羽根３ａおよび羽根３ｂと羽根４ａおよび羽根４ｂに挟まれた中央部付近において、圧縮、衝突、旋回等が繰り返し行われるようになっている。 In addition, a blade 5 attached at the same angle as the blade 3a is provided outside the blade 3a, and the mixture that has not been guided to the blades 3a and 3b is guided to the wide side end of the blade 4a. ing. A blade 6 attached at the same angle as the blade 4b is provided outside the blade 4b, and the mixture that has not been guided to the blades 4a and 4b is guided to the wide side end of the blade 3b. ing. In this way, the mixture charged into the chamber is repeatedly compressed, collided, swirled, and the like substantially in the vicinity of the center between the blades 3a and 3b and the blades 4a and 4b. .
前記チャンバ２内で回転可能に設けられた軸７の内部には冷却水を通過させる通路（図示せず）が設けられており、発熱した羽根を当該軸７を介して冷却するようになっている。また、軸７の端部はチャンバ２の外側まで延びており、当該チャンバ２の外側部分においてＶ型プーリーが取り付けられ、Ｖベルトを介してモータ８によって回転駆動されるようになっている。
当該モータ８は、制御装置１０に接続されており、モータ８に作用する負荷および各種センサが検出した情報に基づいて回転の開始、停止、回転速度の調整等が行われるようになっている。
処理装置１には、図１に示したものの他、チャンバー２の内部に合成すべき素材（混合物）を自動軽量、自動供給する供給装置、生成された樹脂を自動的に排出、搬送する装置、当該樹脂をペレットとして小片化する粒状化装置が設けられているが、本願明細書においてはそれらの装置の説明は省略する。
A passage (not shown) that allows cooling water to pass therethrough is provided inside the shaft 7 that is rotatably provided in the chamber 2, and the generated blades are cooled via the shaft 7. Yes. Further, the end portion of the shaft 7 extends to the outside of the chamber 2, and a V-type pulley is attached to the outside portion of the chamber 2 and is rotationally driven by a motor 8 via a V-belt.
The motor 8 is connected to the control device 10 and is configured to start and stop rotation, adjust the rotation speed, and the like based on the load acting on the motor 8 and information detected by various sensors.
In addition to what is shown in FIG. 1, the processing apparatus 1 is an automatic light weight and automatic supply device for the material (mixture) to be synthesized inside the chamber 2, an apparatus for automatically discharging and conveying the generated resin, Although a granulating device is provided for fragmenting the resin as pellets, description of these devices is omitted in this specification.
前記各種センサとしては、チャンバ２内の圧力を監視する圧力センサ１４、チャンバ２内の温度を検知する温度センサ１５、軸７の回転数を検知する回転計１７等が設けられており、計測された情報は制御装置１０にフィードバックされ、チャンバ２内部の状態を反応に適した状態に維持する制御が行われている。また、チャンバ２内の圧力を調節する調圧弁１６が設けられている。
制御装置１０には、混合物の内部で水の亜臨界状態を発生させ、所定時間維持させる制御が必要となる。反応が進みすぎると混入物を炭化させてしまったり、機器を破損させるおそれがあるし、反応が不十分であれば混入した物質の十分な反応が進まず、意図した樹脂が生成されないことになる。
As the various sensors, there are provided a pressure sensor 14 for monitoring the pressure in the chamber 2, a temperature sensor 15 for detecting the temperature in the chamber 2, a tachometer 17 for detecting the rotational speed of the shaft 7, and the like. The information is fed back to the control device 10 to perform control to maintain the state inside the chamber 2 in a state suitable for reaction. Further, a pressure regulating valve 16 for adjusting the pressure in the chamber 2 is provided.
The control device 10 needs to be controlled so that a subcritical state of water is generated inside the mixture and maintained for a predetermined time. If the reaction progresses too much, the contaminants may be carbonized or the equipment may be damaged. If the reaction is insufficient, the contaminated substance will not react sufficiently and the intended resin will not be produced. .
反応に適した最適な条件は、チャンバ２内に混入する素材や素材の割合、量、含水率、装置１固有の特性、チャンバ２内の温度および圧力と、軸７による羽根の回転速度（周速）によって異なる。特に、羽根の回転速度、角度および間隔の変化が、混成時の発熱量や混合物に付加される圧力に大きく影響する。羽根の角度および間隔が一定の場合、回転速度による影響が大きく作用する。混合物に作用するエネルギーは、混合物に付勢される速度の２乗に比例すると考えられるので、回転速度の変化が温度と圧力の変化に著しく影響し、含まれている水分の亜臨界水への遷移および亜臨界水になっている水の状態が変化するからであると考えられる。亜臨界の状態は、僅かな圧力の変化によって液体から気体、気体から液体へと状態が変化するといわれている。したがって、回転速度に影響される亜臨界水の状態がセルロースの分解・再合成に大きく関係しているものと考えられる。 Optimum conditions suitable for the reaction include the material mixed in the chamber 2, the ratio, amount, moisture content, characteristics unique to the apparatus 1, the temperature and pressure in the chamber 2, and the rotation speed of the blade (circumference). Speed). In particular, changes in blade rotation speed, angle, and spacing greatly affect the amount of heat generated during mixing and the pressure applied to the mixture. When the angle and interval of the blades are constant, the influence of the rotation speed is significant. Since the energy acting on the mixture is thought to be proportional to the square of the speed energized by the mixture, changes in the rotational speed significantly affect changes in temperature and pressure, and the contained moisture into the subcritical water This is thought to be because the state of water that is transitional and subcritical water changes. The subcritical state is said to change from a liquid to a gas and from a gas to a liquid by a slight change in pressure. Therefore, it is considered that the state of subcritical water affected by the rotation speed is greatly related to the decomposition and resynthesis of cellulose.
次に、前記処理装置１による樹脂の生成（製造）プロセスについて説明する。以下に説明する反応、若しくは反応を行わせる条件、手順等が本願発明に係る射出成形用樹脂の製造方法に関する説明となる。
重量割合で９５〜８５パーセントの小片化した植物片と、重量割合で５〜１５パーセントの熱可塑性樹脂をチャンバ内に投入する。当該植物片と熱可塑性樹脂の混合物（以下単に「混合物」という）の総量は、チャンバ２の処理能力によって変動する。
投入される植物片には、間伐材、製材所等で排出される木片、建材、廃棄処分となったパチンコ台、家具等に使用されている木質系の廃材（木、合板等）、綿（コットン）製の衣類、布団等、主としてセルロースを含むものが含まれる。前記植物片の重量割合は、一般的な生活環境において湿度５０〜７０パーセント程度、気温１０度〜３５度程度で水没することなく放置された状態での重量割合である。
なお、予め原料から水分を除去する必要はなく、後述するように水分は必要な要素である。木材等は通常の生活環境であれば一定の含水量を有しているので、水を含浸させる或いは乾燥させる等の前処理をする必要はなくそのまま使用することができる。もし、塗装された合板等、何らかの事情で水分の含有量が少ない素材を用いる場合には、混合物とと
もにチャンバー内に水を追加投入する。
Next, a resin production (manufacturing) process by the processing apparatus 1 will be described. The reaction described below, or the conditions and procedures for causing the reaction, are explanations relating to the method for producing an injection molding resin according to the present invention.
95 to 85 percent by weight of the fragmented plant pieces and 5 to 15 percent by weight of the thermoplastic resin are charged into the chamber. The total amount of the mixture of the plant pieces and the thermoplastic resin (hereinafter simply referred to as “mixture”) varies depending on the processing capacity of the chamber 2.
The plant pieces to be introduced include thinned wood, wood pieces discharged at sawmills, building materials, wood-based waste materials (wood, plywood, etc.) used in discarded pachinko machines, furniture, etc., cotton ( Cotton) clothes, futons and the like mainly containing cellulose. The weight ratio of the plant piece is a weight ratio in a state where the plant piece is left without being submerged at a humidity of about 50 to 70 percent and an air temperature of about 10 to 35 degrees in a general living environment.
It is not necessary to remove moisture from the raw material in advance, and moisture is a necessary element as will be described later. Since wood and the like have a certain water content in a normal living environment, they can be used as they are without pretreatment such as impregnation with water or drying. If a material with a low water content is used for some reason, such as a painted plywood, water is added to the chamber together with the mixture.
前記熱可塑性樹脂には、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＡＢＳ樹脂、ゴム、および本願発明に係る射出成型用樹脂自体、別工程で生成され樹脂化されたリグニン等が含まれる。なお、実験例では、アルミニウムが混合されたプラスチックゴミを用いた場合であっても、本願発明に係る射出成型用樹脂と同様の熱可塑性樹脂が生成されることが確認されている。
なお、本願発明は、できるだけＰＰ等の石油由来の樹脂の使用量を低減し、天然由来の成分を多く使用することを発明の目的としてＰＰ等の重量割合を５〜１５パーセントとして説明をしているが、むろん、石油由来の樹脂の重量割合を１５パーセント以上としても熱可塑性の射出成型用樹脂を生成することができる。石油由来の樹脂の重量割合が増加すると、物性が石油由来の樹脂本来の性質に近くなるが、このような性質を利用して用途に応じて混合量を可変することも可能である。
Examples of the thermoplastic resin include PS (polystyrene), PE (polyethylene), ABS resin, rubber, and the injection molding resin itself according to the present invention, and lignin produced and resinized in a separate process. In the experimental example, it has been confirmed that a thermoplastic resin similar to the injection molding resin according to the present invention is generated even when plastic waste mixed with aluminum is used.
In the present invention, the weight ratio of PP or the like is described as 5 to 15% for the purpose of the invention to reduce the amount of petroleum-derived resin such as PP used as much as possible and to use many naturally derived components. Of course, even if the weight ratio of the resin derived from petroleum is 15% or more, a thermoplastic injection molding resin can be produced. When the weight ratio of the petroleum-derived resin increases, the physical properties become close to the original properties of the petroleum-derived resin, but it is possible to vary the mixing amount according to the application by using such properties.
前記割合の混合物をチャンバー２内に投入した後、モータ８を回転させ、プーリーとＶベルトを介して軸７を回転させる。モータ８の回転は制御装置１０によって制御されており、当該制御装置１０によってモータ８の回転軸に作用するトルク等の検知を行いつつ回転数を上昇させるようになっている。チャンバ２内では、軸７の回転とともに羽根３、４，５，６が回転し、投入された混合物の微細化を進行させる。 After the mixture of the above ratio is put into the chamber 2, the motor 8 is rotated, and the shaft 7 is rotated through the pulley and the V belt. The rotation of the motor 8 is controlled by the control device 10, and the number of rotations is increased while the control device 10 detects torque and the like acting on the rotation shaft of the motor 8. In the chamber 2, the blades 3, 4, 5, and 6 rotate along with the rotation of the shaft 7 to advance the refinement of the charged mixture.
混合物と羽根との衝突および羽根によって付勢された混合物同士の衝突による衝撃等によって混合物が微細化されると、チャンバ内における混合物の流動性が良くなる。そして、羽根３ａと３ｂ間の通過、羽根４ａと４ｂ間の通過を交互に繰り返しつつさらに微細化が進行して微細レベルでの混合物同士の衝突頻度が増加する。また、当該衝突頻度が上昇しつつ、羽根３ａと３ｂ間および羽根４ａと４ｂ間の通過の際に受ける周方向への付勢によて混合物自体もチャンバ内壁に沿って回転する。
混合物は、前記チャンバ内での回転によって生じる遠心力で内壁に押し付けられつつ、次第に狭路となるように配置された羽根３ａと３ｂ間の通過および羽根４ａと４ｂ間の通過の際に圧力を受ける。混合物は、この周方向（内壁に対して直角方向に働く遠心力）と軸７の長手方向の４方向から、羽根の回転周期に応じて繰り返し圧力を受ける。そして、当該圧力下で衝突によるエネルギーによって混合物内に含まれる種々の物質を発熱させ、内部に含まれる物質の物性に応じて溶融化等の状態変化が起る。
When the mixture is refined by the collision between the mixture and the blade and the impact of the mixture urged by the blade, the fluidity of the mixture in the chamber is improved. Further, while the passage between the blades 3a and 3b and the passage between the blades 4a and 4b are alternately repeated, further miniaturization proceeds and the collision frequency between the mixtures at a fine level increases. Moreover, the mixture itself rotates along the inner wall of the chamber by the urging in the circumferential direction received during the passage between the blades 3a and 3b and between the blades 4a and 4b while the collision frequency increases.
The mixture is pressed against the inner wall by the centrifugal force generated by the rotation in the chamber, and pressure is applied during the passage between the blades 3a and 3b and the passage between the blades 4a and 4b which are arranged so as to be narrow. receive. The mixture is repeatedly subjected to pressure from this circumferential direction (centrifugal force acting in a direction perpendicular to the inner wall) and the four directions in the longitudinal direction of the shaft 7 in accordance with the rotation period of the blades. Then, various substances contained in the mixture are heated by the energy generated by the collision under the pressure, and a state change such as melting occurs depending on the physical properties of the substances contained in the mixture.
混合物に作用する軸７方向の圧力は、羽根３ａと３ｂの狭路部分および羽根４ａと４ｂの狭路部分の通過によって瞬間的にピークに達する。そして、この圧力の高くなる部位は羽根３ａと３ｂのほぼ中間位置、羽根４ａと４ｂのほぼ中間位置に分布し、当該圧力の分布に応じて温度の上昇率が高くなるものと考えられる。
図４は、混合物が溶融した状態での羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）の狭路部分での温度分布の想定図である。実際には測定することができないものであるが、概ね図示した状態になるものと推測される。図示した領域Ｔ１は、羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）の中央付近であって、チャンバ内壁１１から若干離れた部位である。当該領域Ｔ１は、圧縮による発熱とチャンバ内壁１１および羽根３ａと３ｂを介した放熱とのバランスによって温度が高く、かつ周囲の溶融物によって放熱量よりも蓄熱される熱量が上回る状態（瞬間的に断熱に近い状態）となり熱量が蓄積される領域である。当該領域Ｔ１を中心として、チャンバ内壁１１および羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）に近づくにしたがって（Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）温度が低くなっていると推測される。
The pressure in the direction of the axis 7 acting on the mixture instantaneously reaches a peak by passing through the narrow passage portions of the blades 3a and 3b and the narrow passage portions of the blades 4a and 4b. And the part where this pressure becomes high is distributed almost at the middle position between the blades 3a and 3b and at the almost middle position between the blades 4a and 4b, and it is considered that the rate of temperature rise increases according to the distribution of the pressure.
FIG. 4 is an assumption diagram of the temperature distribution in the narrow path portion of the blades 3a and 3b (the blades 4a and 4b) in a state where the mixture is melted. Although it cannot actually be measured, it is presumed that the state shown in FIG. The illustrated region T1 is a portion in the vicinity of the center of the blades 3a and 3b (blades 4a and 4b) and slightly separated from the chamber inner wall 11. The region T1 is in a state where the temperature is high due to the balance between the heat generated by the compression and the heat radiation through the chamber inner wall 11 and the blades 3a and 3b, and the amount of heat stored by the surrounding melt exceeds the amount of heat released (instantaneously). It is a region close to heat insulation) and is an area where heat is accumulated. It is estimated that (T2, T3, T4, T5) the temperature decreases as the chamber inner wall 11 and the blades 3a and 3b (blades 4a and 4b) are approached with the region T1 as the center.
混合物１３は、当初は固体状の粒状物であるが、羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）の作用によって衝突を繰り返しつつ発熱し、当該発熱によって熱可塑性樹脂の溶融および木材等に含まれている水分の加熱分離に伴い、固形物を溶融物が包み込んで全体がゲル化す
る。
図３は、チャンバ２内における前記ゲル化した状態の混合物１３の速度分布を表したものであり、羽根の中央領域での速度分布の想定したものである。混合物１３は、チャンバ２の内周壁に沿って輪状に分布する。羽根の速度は内周壁に近いところで最速となるが、混合物１３は粘性を有しているので周壁に接した部分は速度が低く、そして軸７の中心にやや近づいた位置で速度が最速となり、回転半径の縮小に伴って再び速度が低下するという速度分布を有していると推測される。
前記速度分布を伴う混合物１３の回転は、Ｆ＝（質量）×（速度）2／（半径）で表さ
れる遠心力を生じさせる。すなわち、混合物には、接線方向の速度の２乗に比例し回転中心からの距離に反比例した遠心力が作用し、当該遠心力が後に混合物から生じた液状成分を粘度、比重の違いによって混合物１３の溶融固形成分から分離する作用を有する。
The mixture 13 is initially a solid granular material, but generates heat while repeatedly colliding with the action of the blades 3a and 3b (the blades 4a and 4b). As the water content is heated and separated, the melt wraps the solid and the whole gels.
FIG. 3 shows the velocity distribution of the gelled mixture 13 in the chamber 2 and assumes the velocity distribution in the central region of the blade. The mixture 13 is distributed in a ring shape along the inner peripheral wall of the chamber 2. The speed of the blades is the fastest near the inner peripheral wall, but the mixture 13 has viscosity, so the part in contact with the peripheral wall has a low speed, and the speed is the fastest at a position slightly closer to the center of the shaft 7, It is presumed that it has a velocity distribution in which the velocity decreases again as the turning radius decreases.
The rotation of the mixture 13 with the velocity distribution generates a centrifugal force represented by F = (mass) × (velocity) 2 / (radius). That is, a centrifugal force that is proportional to the square of the tangential speed and inversely proportional to the distance from the center of rotation acts on the mixture, and the centrifugal force later causes a liquid component generated from the mixture to be mixed into the mixture 13 due to a difference in viscosity and specific gravity. It has the effect | action which isolate | separates from the molten solid component.
混合物１３のゲル化への移行は、モータの駆動軸に作用する負荷（トルク）をモニターすることで判断することができる。モータに作用するトルクは、混合物１３の微細化に伴って緩やかに上昇し、ピークを迎えた後下降する。当該トルクの下降時期が混合物１３のゲル化が進行する時期であり、当該時期が最も混合物１３内での反応が促進される時期である。
全体がゲル化すると、固体状の粒子であった場合と比較して、羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）の回転によって圧縮される混合物の密度が高くなり、羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）の間で局部的に急激な温度上昇を伴う発熱を生じるようになる。
そして、チャンバ２内の混合物を取り囲む環境（温度と圧力）が一定の条件下の場合、前記ゲル化した混合物が羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）によって圧縮される際のエネルギーによって内部に含まれる水分が瞬間的に亜臨界水に変化する。
前述した通り、亜臨界水とは、臨界点（温度３７４℃・圧力２２ＭＰａ）を超える少し前の状態の水であり、セルロース（多糖類の高分子）を低分子に分解する性質を有し、セルロースとともに植物中に含まれているリグニンをセルロースから分離する作用を有することが知られている。
The transition of the mixture 13 to gelation can be determined by monitoring the load (torque) acting on the drive shaft of the motor. The torque acting on the motor rises gently with the miniaturization of the mixture 13, and falls after reaching a peak. The lowering time of the torque is the time when the gelation of the mixture 13 proceeds, and the time is the time when the reaction in the mixture 13 is most promoted.
When the whole is gelled, the density of the mixture compressed by the rotation of the blades 3a and 3b (blades 4a and 4b) is increased compared to the case where the particles are solid particles, and the blades 3a and 3b (blade 4a and During 4b), heat is generated with a sudden local temperature rise.
When the environment (temperature and pressure) surrounding the mixture in the chamber 2 is constant, the gelled mixture is contained inside by the energy when compressed by the blades 3a and 3b (the blades 4a and 4b). Moisture is instantaneously changed to subcritical water.
As described above, subcritical water is water in a state just before the critical point (temperature 374 ° C., pressure 22 MPa), and has the property of decomposing cellulose (polysaccharide polymer) into low molecules, It is known to have an action of separating lignin contained in plants together with cellulose from cellulose.
前記ゲル化した初期の混合物は、物理的な粉砕によって単に微細な固形物が混ざり合っている状態であり、セルロースの組成自体に変化はない。しかし、亜臨界水と接する状況では、大きな塊となっている高分子状態のセルロースは、分子間の結合が分断されて低分子化する。そして、主として細胞の結合成分として含まれているリグニンをセルロースから分離する。この亜臨界水によるセルロースの分解は、当初羽根３ａと３ｂ（羽根４ａと４ｂ）の中間位置で始まり、それが繰り返されることで熱が蓄積されつつ、亜臨界水によるセルロースの分解が周囲の混合物にも急激に広がる。 The gelled initial mixture is a state in which fine solids are simply mixed by physical pulverization, and the cellulose composition itself does not change. However, in the situation where it is in contact with subcritical water, the cellulose in a polymer state that is a large lump is reduced in molecular weight by breaking bonds between molecules. And lignin mainly contained as a cell binding component is separated from cellulose. The decomposition of cellulose by subcritical water initially starts at an intermediate position between blades 3a and 3b (blades 4a and 4b), and is repeated so that heat is accumulated and the decomposition of cellulose by subcritical water is the surrounding mixture. It spreads rapidly.
前記亜臨界水による反応が連続的に始まると、チャンバ内の温度が数秒間で６０℃程度から２００℃程度まで急激に上昇する。なお、温度上昇率の一番高い部分では、当該２００℃を超え、温度３７４℃・圧力２２ＭＰａ以下の亜臨界状態になっている。亜臨界に達した後、セルロースの分解や冷却等でエネルギーを放出した水は、水蒸気化してチャンバ外に放出されることになる。
セルロースの分解や他の成分の分離および水の消費が進行すると、ゲル状態の混合物の粘度が急上昇する。そして、当該粘度の上昇に伴って羽根の回転に対する負荷が増加する。
すなわち、セルロースの分解、再合成、成分（気体、液体、固体）の分離の終了時期を、モータに作用する負荷（トルク）の変化で判断することができる。制御装置１０は、当該トルクの上昇開始からチャンバ内での反応の終了時期を判断し、所定時間の経過後にモータの回転速度を次第に低下させる。当該モータの回転数の緩和にしたがって、羽根と遠心力の作用でチャンバ中央付近に保持されていた液状成分がチャンバ内の底部分に移動するので、これを再びゲル状物と交わらないように取出し、羽根の回転を停止した後に内部
に残った固形物をチャンバ内から取り出す。最終的に当該チャンバ内から取り出した固形物が、熱可塑性の性質を有する本願発明に係る射出成形用の樹脂素材となる。
When the reaction with the subcritical water starts continuously, the temperature in the chamber rapidly rises from about 60 ° C. to about 200 ° C. in a few seconds. In addition, in the part with the highest rate of temperature rise, it is in the subcritical state where the temperature exceeds 200 ° C., the temperature is 374 ° C., and the pressure is 22 MPa or less. After reaching the subcriticality, the water that has released energy by decomposition or cooling of cellulose is vaporized and released outside the chamber.
As the decomposition of cellulose, the separation of other components and the consumption of water proceed, the viscosity of the gel mixture rapidly increases. And the load with respect to rotation of a blade | wing increases with the said raise of the said viscosity.
That is, it is possible to determine the end timing of cellulose decomposition, resynthesis, and separation of components (gas, liquid, solid) from changes in load (torque) acting on the motor. The control device 10 determines the end timing of the reaction in the chamber from the start of the torque increase, and gradually decreases the rotation speed of the motor after a predetermined time has elapsed. As the rotational speed of the motor is reduced, the liquid component held near the center of the chamber is moved to the bottom of the chamber by the action of the blades and centrifugal force, so that it is removed so that it does not cross the gel again. The solid matter remaining inside after stopping the rotation of the blade is taken out from the chamber. The solid matter finally taken out from the chamber becomes the resin material for injection molding according to the present invention having thermoplastic properties.
特に、木を主体とした原料を処理した場合、前記セルロースの分解課程において、内部に含まれている酢酸成分が液状化した状態で分離する。この分離プロセスが物理的なものであるか、亜臨界水による科学的な反応によるものであるのかは、まだ出願人は解明していない。しかし、分離された液体を分析すると、現在一般的に木酢と称して販売されている酢酸を含有した液体と同様の成分を有していることが解っている。また、当該酢酸を含む液体は、水の含有率の少ない極めて濃度の濃いものとなっている。
前記亜臨界水が発生している状態のチャンバ内では、主としてゲル状化した成分（溶融した固体成分）と、液状化（ゾル化）した成分と、水蒸気が混在しながら回転による遠心力によって内壁に押し付けられている。当該遠心力は、ゲル（固体）Ｓ、液体Ｌ、気体Ｇを比重の違いで分離する作用を有しており（図２参照）、セルロースを分解するとともに、セルロース、ニグニン、追加混入した熱可塑性樹脂を主成分とするゲル状体（固体成分）から液状成分と気体成分を排除し密度を高める作用を有している。また、当該チャンバ内に最終的に残った固形物は、水分が排除され極めて含水率の低い状態となっている。
In particular, when a raw material mainly composed of wood is treated, in the cellulose decomposition process, the acetic acid component contained therein is separated in a liquefied state. The applicant has not yet clarified whether this separation process is a physical process or a scientific reaction with subcritical water. However, when the separated liquid is analyzed, it is found that it has the same components as the liquid containing acetic acid that is generally sold as wood vinegar. In addition, the liquid containing acetic acid has a very high concentration with low water content.
In the chamber in which the subcritical water is generated, the inner wall is mainly formed by the centrifugal force caused by rotation while mixing the gelled component (molten solid component), the liquefied component (sol), and water vapor. It is pressed against. The centrifugal force has an action of separating the gel (solid) S, liquid L, and gas G by the difference in specific gravity (see FIG. 2), decomposes cellulose, and thermoplastics additionally mixed with cellulose, ignin, and the like. It has the effect of eliminating the liquid component and the gas component from the gel-like body (solid component) containing the resin as a main component and increasing the density. In addition, the solid matter finally left in the chamber is in a state of extremely low moisture content because moisture is excluded.
前述の装置およびプロセスで生成された樹脂素材は、現在ごく一般的に使用されているＰＰ、ＰＳといった石油由来の樹脂と同様に熱可塑性を有し、成形型内に高圧で注入して製品を得る射出成形の素材として使用可能な性質を有している。
そして、当該生成物は、単に射出成形が可能であるというだけではなく、混合物の成分によっては成形型に対する収縮率が２／１０００程度と極めて低いことが解っている。これは、寸法精度が要求される精密成型に適しているということである。また、前述したように酸である酢酸成分を排除しているので、射出成型器のノズルを腐食させることがないという性質を有している。
また、電磁波の吸収特性があることが解っている。したがって、電磁波ノイズを出す製品のカバーとして利用したり、電子機器のカバーに利用して電磁波ノイズの進入を防止する用途として使用することができる。
さらに、当該生成物は、ＰＰ等の石油由来の樹脂に換えて、本願発明に係る射出成型用の樹脂を使用することができる。すなわち、本願発明に係る射出成型用の樹脂を添加用の熱可塑性樹脂として繰り返し使用すると、成分が１００パーセント植物由来の天然素材に近い、射出成型用の樹脂を生成することができる。
また、混成用の熱可塑性樹脂として、生分解性の樹脂を使用することができる。したがって、使用後に廃棄した場合であっても、添加した熱可塑性樹脂自体も微生物によって分解が可能であるから、環境破壊を伴う可能性が極めて低いものとなっている。
The resin material produced by the above-mentioned apparatus and process has thermoplasticity similar to petroleum-derived resins such as PP and PS that are very commonly used at present, and the product is injected into the mold at high pressure. It has properties that can be used as a material for injection molding.
The product is not only capable of being injection-molded, but depending on the components of the mixture, it has been found that the shrinkage ratio to the mold is as low as about 2/1000. This means that it is suitable for precision molding requiring dimensional accuracy. Moreover, since the acetic acid component which is an acid is excluded as mentioned above, it has the property that the nozzle of an injection molding machine is not corroded.
It is also known that there is an electromagnetic wave absorption characteristic. Therefore, it can be used as a cover for a product that generates electromagnetic noise, or can be used as a cover for an electronic device to prevent electromagnetic noise from entering.
Furthermore, the product can use the resin for injection molding according to the present invention in place of a petroleum-derived resin such as PP. That is, when the resin for injection molding according to the present invention is repeatedly used as the thermoplastic resin for addition, a resin for injection molding whose components are close to 100% plant-derived natural materials can be produced.
In addition, a biodegradable resin can be used as the hybrid thermoplastic resin. Therefore, even when discarded after use, the added thermoplastic resin itself can be decomposed by microorganisms, and therefore the possibility of environmental destruction is extremely low.
［薬剤成分含有成型物］
前記本願発明に係る射出成形物の用途の一例および当該用途に適した射出成形物等について説明する。
当該用途の一つは、薬剤を含浸させた図６に示す小石状の成型物２０、２１である。当該成型物は、前述の製法によって生成した射出成形用樹脂を、成形型によって小石状の形状に射出成形したものである。大きさは、全長約３ｃｍ（±２ｃｍ）程度である。
当該成型物２０、２１は、水分の排除によって乾燥した状態を維持した生成された直後の射出成形樹脂を使用して小石状に成形し、当該成形直後に薬液中に沈め、薬液成分を含浸させたものである。
当該薬液としては、除草薬を含んだ液を用いることができ、小石状の成型物２０、２１に当該除草薬を含浸させることができる。当該薬液を含浸させた成型物を土壌表面に敷き詰めると、少しづつ分解して除草薬成分等を放出し続け、長期間に亘って雑草が生えるのを防ぐことができる。なお、特定の害虫に作用する殺虫成分を使用してもよい。
さらに、薬液として、草花の肥料成分を含んだ液を用いることができる。当該肥料成分
を含んだ小石状の成型物を花壇やプランター表面に敷き詰めると、含浸させた成分が少しづつ放出され、長期に亘ってって肥料を供給し続けることができるという効果を有している。
なお、前記小石状の成型物は、粉砕して微細化した植物片を熱可塑性の樹脂で溶融接合させた従来方法による植物片混合樹脂によって形成してもよい。リグニンを主成分とする熱可塑性の樹脂を使用すると総天然素材に近い成型物を得ることができる。当該植物片混合樹脂は、流動性が悪く、微細な形状を再現する射出成形には不向きであるが、押し出し成形やプレス式の押圧成形などには使用することができる。したがって、単純な塊や比較的肉厚のある成型物を作る場合には、植物片混合樹脂によって形成してもよい。
[Pharmaceutical component-containing molded product]
An example of the use of the injection-molded product according to the present invention and an injection-molded product suitable for the use will be described.
One of the uses is the pebble-like molded products 20 and 21 shown in FIG. 6 impregnated with a drug. The molding is obtained by injection-molding the injection molding resin produced by the above-described manufacturing method into a pebble-like shape using a molding die. The size is about 3 cm (± 2 cm) in total length.
The moldings 20 and 21 are molded into a pebble shape using an injection molding resin immediately after being produced while maintaining a dry state by eliminating moisture, and submerged in the chemical immediately after the molding to impregnate the chemical component. It is a thing.
As the said chemical | medical solution, the liquid containing a herbicide can be used and the said herbicide can be impregnated into the pebble-shaped moldings 20 and 21. FIG. When the molded product impregnated with the chemical solution is spread on the soil surface, it can be decomposed little by little and release herbicidal components and the like, and weeds can be prevented from growing over a long period of time. Insecticidal components that act on specific pests may be used.
Furthermore, a liquid containing a plant fertilizer component can be used as the chemical liquid. When pebble-shaped moldings containing the fertilizer component are laid on the surface of a flower bed or planter, the impregnated component is released little by little and has the effect of being able to continue supplying fertilizer over a long period of time. Yes.
In addition, you may form the said pebble-shaped molding with the plant piece mixed resin by the conventional method which melt-joined the plant piece pulverized and refine | miniaturized with the thermoplastic resin. When a thermoplastic resin mainly composed of lignin is used, a molded product close to a total natural material can be obtained. The plant piece mixed resin has poor fluidity and is not suitable for injection molding that reproduces a fine shape, but can be used for extrusion molding or press-type pressing. Therefore, when making a simple lump or a relatively thick molded product, it may be formed of a plant piece mixed resin.
次に、前記薬液を含浸させるのに適した射出成形物の製造方法について説明する。本願発明によって生成した射出成型用樹脂は、処理前に存在するセルロースを全て低分子化させると、密度の高い比重１．１以上の射出成形用樹脂を得ることができる。そして、当該射出成形用樹脂によって成形した成型物は、地肌に光沢があり、素材に木材等が使用されているという痕跡を見つけることができない程の仕上がりとなる。
しかし、前記完成度の高い射出成形用樹脂を用いて成形した成型物は、その完成度に比例して成型後に吸収できる含水量が少なくなる。したがって、前記薬液を含浸させることを主な目的とする場合には、木材の繊維が多少残存しており、当該繊維に薬液を含浸させることができる程度の成型物が望ましい。すなわち、当該成型物を作るには、植物に含まれているセルロースを全て分解するのではなく、未分解若しくは分解が不十分なセルロースを残している成型用樹脂を使用することが好ましい。このような制御は、制御装置１０等により行うことが出来る。
Next, the manufacturing method of the injection molded product suitable for impregnating the said chemical | medical solution is demonstrated. The injection molding resin produced according to the present invention can provide a high density injection molding resin having a specific gravity of 1.1 or more by reducing the molecular weight of all the cellulose present before the treatment. And the molded object shape | molded by the said resin for injection molding is glossy in the background, and it is the finish which cannot find the trace that the timber etc. are used for the raw material.
However, a molded product molded using the injection molding resin having a high degree of perfection has a reduced water content that can be absorbed after molding in proportion to the degree of perfection. Therefore, when the main purpose is to impregnate the chemical solution, it is desirable to use a molded product in which some fibers of wood remain and the fiber can be impregnated with the chemical solution. That is, in order to produce the molded product, it is preferable to use a molding resin that leaves undegraded or insufficiently degraded cellulose, rather than decomposing all the cellulose contained in the plant. Such control can be performed by the control device 10 or the like.
前記分解が十分ではないセルロースを残した状態の射出成形用樹脂は、前記制御装置によるモータの制御によって、亜臨界による処理が進行して軸７の回転トルクが最小値になってから後の回転停止までの時間の調節によって行うことができる。最も完成度の高い射出成形用樹脂生成に要する時間を最長として、当該時間より短い時間を設定することで、不十分な反応を行わせ、繊維状のセルロースが目視で確認できる程度残存し、かつ熱可塑性を有する射出整形用素材を生成することができる。
当該反応が不十分な射出成形用樹脂を用いて前記小石状の成型物を成形し、成形直後に当該成型物を薬液に浸すと、残された繊維の隙間に多量の薬液を浸透させることができる。
The resin for injection molding in which the cellulose that is not sufficiently decomposed remains is processed by subcriticality under the control of the motor by the control device, and the rotation after the rotation torque of the shaft 7 reaches the minimum value. This can be done by adjusting the time to stop. The longest time required to produce the most complete resin for injection molding is set as the longest time, by setting a time shorter than the time, an insufficient reaction is performed, and fibrous cellulose remains to the extent that it can be visually confirmed, and An injection molding material having thermoplasticity can be produced.
If the pebble-shaped molded product is molded using an injection molding resin with insufficient reaction, and the molded product is immersed in a chemical solution immediately after molding, a large amount of the chemical solution may penetrate into the remaining fiber gaps. it can.
［カプセル］
図７、図８は、本願発明に係る射出成形用樹脂による成型物の一例を示すものであり、半球状の２分割体（半体）による直径５ｃｍ程度の玩具販売用カプセルを試験的に作成したものである。
図７に示した成形例によるカプセルは、一番左側が樹皮とＰＰを混成物として生成した射出成形用樹脂で射出成形したものである。以下順に、未乾燥の枝、葉とＰＰを混成物としたもの、乾燥させた枝、葉とＰＰを混成物としたもの、右端が葉のみとＰＰを混成物とした射出成形用樹脂で射出成形したものである。図８は、一例として樹皮とＰＰを混成物とによる射出成形用樹脂で射出成形した玩具用カプセルの内部（写真左）を表した写真である。カプセル内部には、幅１ｍｍ程度のリブが設けられているが、当該リブの末端にまで樹脂が行き渡り、細かい部分形状まで金型通りに形成されていることが解る。
[capsule]
FIG. 7 and FIG. 8 show an example of a molded article made of the resin for injection molding according to the present invention, and a toy sales capsule having a diameter of about 5 cm made of a hemispherical two-part body (half body) is experimentally prepared. It is a thing.
In the capsule according to the molding example shown in FIG. 7, the leftmost side is injection-molded with an injection molding resin produced as a composite of bark and PP. In the following order, undried branches, mixed leaves and PP, dried branches, mixed leaves and PP, the right end is injected with injection molding resin consisting only of leaves and PP Molded. FIG. 8 is a photograph showing the inside (left photo) of a toy capsule that is injection-molded with a resin for injection molding using a composite of bark and PP as an example. A rib having a width of about 1 mm is provided inside the capsule, but it can be seen that the resin spreads to the end of the rib, and a fine partial shape is formed according to the mold.
前記図７、図８に示したカプセル５０は、外殻体となる蓋（２分割体）５１、５２の頂部に平坦な凹部５３，５４（平坦部）を形成し、平坦部５３に複数の孔５５を設けている。なお、平坦部５３と平坦部５４の双方に孔を設けても差し支えない。
当該玩具用カプセル５０は、小型の植木鉢としての用途を想定しており、種と土を玩具用カプセル５０内に収容して販売し、玩具用カプセル５０をそのまま植木鉢として利用で
きるようにしたものである。前記孔５５は、植木鉢としての水の排出用に使用される。植木鉢としての使用後は、大きなプランターや花壇に埋めておくことで、微生物により分解させることができるものである。
なお、前記当該容器は、粉砕して微細化した植物片を熱可塑性の樹脂で溶融接合させた従来方法による植物片混合樹脂によって形成してもよい。リグニンを主成分とする熱可塑性の樹脂を使用すると総天然素材に近い成型物を得ることができる。当該植物片混合樹脂は、流動性が悪く、微細な形状を再現する射出成形には不向きであるが、押し出し成形やプレス式の押圧成形などには使用することができる。したがって、前記寸法より大きな比較的肉厚のある成型物を作る場合には、植物片混合樹脂によって形成してもよい。
The capsule 50 shown in FIG. 7 and FIG. 8 is formed with flat concave portions 53 and 54 (flat portions) at the tops of the lids (two-divided bodies) 51 and 52 serving as outer shells. A hole 55 is provided. It should be noted that holes may be provided in both the flat portion 53 and the flat portion 54.
The toy capsule 50 is assumed to be used as a small flower pot, and seeds and soil are stored and sold in the toy capsule 50 so that the toy capsule 50 can be used as a flower pot as it is. is there. The hole 55 is used for discharging water as a flower pot. After use as a flower pot, it can be decomposed by microorganisms by being buried in a large planter or flower bed.
In addition, you may form the said container with the plant piece mixed resin by the conventional method which melt-joined the plant piece pulverized and refined | miniaturized with the thermoplastic resin. When a thermoplastic resin mainly composed of lignin is used, a molded product close to a total natural material can be obtained. The plant piece mixed resin has poor fluidity and is not suitable for injection molding that reproduces a fine shape, but can be used for extrusion molding or press-type pressing. Therefore, when making a molded product having a relatively large thickness larger than the above dimensions, it may be formed of a plant piece mixed resin.
［組立模型］
図９は、本願発明に係る射出成形用樹脂（混成樹脂）による成形例を示すものであり、所謂組立模型６０としてランナー６１（射出成型時に溶融した樹脂の通路となる枠状部分）内に、昆虫のカブトムシを象った模型を作るための複数のパーツ６２（造形物）を形成したものである。従来存在した木質素材を混練しただけの成形素材では、図示したような細いランナーを有するような成形物を形成することができなかった。これに対して、本願発明に係る射出成形用樹脂は、ランナーを有する成型物であっても形成することができ、型表面の模様まで詳細に再現できるものとなっている。
[Assembly model]
FIG. 9 shows an example of molding with an injection molding resin (hybrid resin) according to the present invention, and a so-called assembly model 60 in a runner 61 (a frame-shaped portion serving as a resin passage melted during injection molding) A plurality of parts 62 (modeled objects) for forming a model that imitates an insect beetle are formed. A molding material having a thin runner as shown in the figure could not be formed with a molding material simply kneaded with a conventional wood material. On the other hand, the resin for injection molding according to the present invention can be formed even with a molded product having a runner, and can be reproduced in detail up to the pattern on the mold surface.
［連結ブロック玩具］
図１０は、本願発明に係る射出成形用樹脂による成形例を示すものであり、所謂玩具としての連結ブロック７０を形成したものである。図１０（ａ）は連結ブロック７０の上方斜視図、図１０（ｂ）は連結ブロック７０の下方斜視図、図１０（ｃ）は試作した連結ブロック７０を複数個連結させた例を示した写真である。
従来一般の、石油系の樹脂は、成形型に対する収縮率が比較的大きいために、成型後の引けを考慮して、肉厚が厚くならないようにしている。すなわち、肉厚の厚い部分は収縮量も多く凹んだ状態になるため、連結ブロックのような立方体状の形状を作るる場合にはできるだけ内部を空洞化させる等の工夫をしていた。
これに対して本願発明に係る射出成形用樹脂（混成樹脂）は、成形型に対する収縮率が２／１０００程度と極めて低いために、前述したような成形後の引けをほとんど考慮する必要がない。したがって、立方体若しくは直方体状の本体部７１を、肉抜きをしない中実体として形成している。そして、本体の表面には各ブロック同士を適度な結合力で着脱可能とする嵌合用凸部７２と、当該嵌合用凸部と嵌合可能な形状の当該嵌合用凹部７３が設けられている。図示した例では、嵌合用凸部の形状が円柱であり嵌合用凹部の形状は円形孔である。従来の樹脂では、このような円柱と穴の嵌合を成型品によって精度良く行わせるのは熱収縮による寸法変化により極めて困難であった。しかし、本願発明に係る射出成形用樹脂は、嵌め合いの精度をほぼ設計通りに再現することができるというすぐれた効果を有しているので、上記のような形状の連結ブロック玩具の形成が可能となっている。
[Connected block toy]
FIG. 10 shows an example of molding with the resin for injection molding according to the present invention, in which a connection block 70 as a so-called toy is formed. 10A is a top perspective view of the connection block 70, FIG. 10B is a bottom perspective view of the connection block 70, and FIG. 10C is a photograph showing an example in which a plurality of trial connection blocks 70 are connected. It is.
Conventionally, a petroleum-based resin has a relatively large shrinkage ratio with respect to a mold, and therefore, the thickness is not increased in consideration of shrinkage after molding. That is, since the thick part is in a state where the contraction amount is greatly depressed, when making a cubic shape such as a connecting block, the inside is made as hollow as possible.
On the other hand, since the resin for injection molding (hybrid resin) according to the present invention has a very low shrinkage ratio of about 2/1000 with respect to the mold, there is almost no need to consider the shrinkage after molding as described above. Therefore, the cube-shaped or rectangular parallelepiped main body 71 is formed as a solid body that is not hollowed out. Further, on the surface of the main body, there are provided a fitting convex portion 72 that allows the blocks to be attached and detached with an appropriate bonding force, and a fitting concave portion 73 that can be fitted to the fitting convex portion. In the illustrated example, the shape of the fitting convex portion is a cylinder, and the shape of the fitting concave portion is a circular hole. In conventional resins, it has been extremely difficult to accurately fit such a cylinder and a hole with a molded product due to a dimensional change due to heat shrinkage. However, since the resin for injection molding according to the present invention has an excellent effect that the accuracy of fitting can be reproduced almost as designed, it is possible to form a connecting block toy having the above shape. It has become.
［漆塗布製品］
本願発明に係る射出成形用樹脂（混成樹脂）により形成した成型物は、その一つの特徴として、下塗りを必要としないという特徴を有している。従来一般の石油由来の樹脂による成型物は、そのままでは天然の漆が乗らないために、所定の下塗りが必要であった。これに対して本願発明に係る射出成形用樹脂（混成樹脂）により形成した成型物は、下塗りをすることなく天然の漆を塗布できることができる。したがって、従来、木工製品に対して行っていたのと同様の手順により、下塗りをすることなく、本願発明に係る射出成形用樹脂で成形した汁碗等の食器、重箱、家具、その他の工芸品に下塗りを要せず漆を塗布した製品を作ることが出来る。これは、石油由来の樹脂による成型物と比較して、安価に漆塗り製品を提供することができるということである。
[Lacquer coated products]
One of the features of a molded product formed from an injection molding resin (hybrid resin) according to the present invention is that it does not require an undercoat. Conventionally, moldings made of general petroleum-derived resins have to have a predetermined undercoat since natural lacquer does not get on them. On the other hand, the molding formed with the resin for injection molding (hybrid resin) according to the present invention can apply natural lacquer without undercoating. Therefore, tableware such as soup bowls, heavy boxes, furniture, and other crafts molded with the resin for injection molding according to the present invention without undercoating by the same procedure as conventionally performed for woodwork products. It is possible to make products with lacquer applied without requiring undercoating. This means that a lacquered product can be provided at a lower cost than a molded product made of petroleum-derived resin.
［焼き付け塗装製品］
本願発明に係る射出成形用樹脂（混成樹脂）により形成した成型物は、その一つの特徴として、焼き付け塗装ができるという特徴を有している。すなわち、従来一般の石油由来の樹脂による成型物は、熱に弱いものが多いために塗膜を高温付加によって乾燥および付着させる所謂焼き付け塗装を行うことが出来なかった。これに対して本願発明に係る射出成形用樹脂（混成樹脂）を用いて形成した成形物は焼き付け塗装が可能であり、従来塗料の塗布が行えなかった樹脂成形品についても焼き付け塗装が可能となっている。
[Baking paint products]
One of the features of a molded product formed from an injection molding resin (hybrid resin) according to the present invention is that it can be baked. That is, since many conventional moldings made of petroleum-derived resins are vulnerable to heat, it has not been possible to perform so-called baking coating in which a coating film is dried and adhered by high-temperature addition. On the other hand, a molded product formed by using the injection molding resin (hybrid resin) according to the present invention can be baked and can be baked even on a resin molded product to which a conventional paint could not be applied. ing.
［他の実施例］
次に、本願発明に使用する処理装置の他の実施例を説明する。図１１は、他の実施例に係る処理装置１００の構造を簡略化して示したものである。当該処理装置１００の主な構造は前記処理装置１とほぼ同じであり、同一の手段については同一の符号を付しその説明を省略する。
前記処理装置１と異なる点は、羽根３ａ、４ａおよび５を取り付けた回転軸３０が、モータ８にベルトを介して取り付けられた羽根３ｂ、４ｂおよび６を有する回転軸３３に対して、軸方向に移動可能となっている点である。回転軸３０と回転軸３３は、チャンバ２内の略中央部分において分離している。しかし、両回転軸は同期して回転するように中央で噛み合うように構成されている。回転軸３３は、移動せず、常に一定の場所で回転する。
[Other embodiments]
Next, another embodiment of the processing apparatus used in the present invention will be described. FIG. 11 shows a simplified structure of a processing apparatus 100 according to another embodiment. The main structure of the processing apparatus 100 is substantially the same as that of the processing apparatus 1, and the same means are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The difference from the processing apparatus 1 is that the rotating shaft 30 to which the blades 3a, 4a and 5 are attached is in the axial direction with respect to the rotating shaft 33 having the blades 3b, 4b and 6 attached to the motor 8 via a belt. It is possible to move to. The rotating shaft 30 and the rotating shaft 33 are separated at a substantially central portion in the chamber 2. However, both rotating shafts are configured to mesh with each other so as to rotate in synchronization. The rotating shaft 33 does not move and always rotates at a certain place.
回転軸３３は、チャンバ２内の略中央部分以降が小径に形成されており、当該小径部の外周で、筒状に形成されている回転軸３０の内周部を支持するようになっている。回転軸３３の内周部と回転軸３０の外周部の間には空間３１が設けられており、回転軸３０内を通過する冷却水が穴３２を介して空間３１に導かれるようになっている。当該空間３１は、Ｏリング３３によって気密性が保たれており、冷却水が漏れないようになっている。
回転軸３３は、スラストベアリング３５によって一端が支持された圧縮スプリング３４によって、チャンバ２の内側方向に押圧されている。すなわち、回転軸３３に取り付けられている羽根３ａ、４ａおよび５が負荷を受けた場合に、圧縮スプリング３４の弾性に抗して回転軸３３を移動させ、羽根３ａ、４ａおよび５に対する負荷を逃がすようになっている。
なお、回転軸３３の移動は、反応の程度を調節するために手動式としても差し支えない。
The rotation shaft 33 is formed to have a small diameter after the substantially central portion in the chamber 2, and supports the inner peripheral portion of the rotation shaft 30 formed in a cylindrical shape on the outer periphery of the small diameter portion. . A space 31 is provided between the inner peripheral portion of the rotating shaft 33 and the outer peripheral portion of the rotating shaft 30, and cooling water passing through the rotating shaft 30 is guided to the space 31 through the holes 32. Yes. The space 31 is kept airtight by an O-ring 33 so that the cooling water does not leak.
The rotary shaft 33 is pressed inward of the chamber 2 by a compression spring 34 supported at one end by a thrust bearing 35. That is, when the blades 3a, 4a, and 5 attached to the rotary shaft 33 receive a load, the rotary shaft 33 is moved against the elasticity of the compression spring 34, and the load on the blades 3a, 4a, and 5 is released. It is like that.
In addition, the movement of the rotating shaft 33 may be a manual type in order to adjust the degree of reaction.
特に羽根３ａ、４ａに対して負荷がかかる場合とは、チャンバ２内で処理されている混合物１３の粘性が増して同時に羽根３ｂ、４ｂにも負荷がかかる状況である。すなわち、モータ８の回転トルクが増加する射出成形樹脂生成の最終段階で起こる状況である。
前述した処理装置１の場合には、モータ８の回転トルクを検知して、モータ８の回転を制御してモータ８に対する過負荷が生じないようにしていた。また、急激な負荷についてはベルトの滑りによって負荷を逃がしていた。これに対して本実施例の場合には、モータ８の回転トルクが増加しはじめると、羽根３ａ、４ａに対して生じる負荷によって回転軸３３が移動し、羽根３ａ、４ａ（羽根３ｂ、４ｂ）およびモータ８に過負荷がかからないようになっている。
In particular, when the load is applied to the blades 3a and 4a, the viscosity of the mixture 13 being processed in the chamber 2 is increased and the blades 3b and 4b are simultaneously loaded. That is, this is a situation that occurs at the final stage of injection molding resin generation in which the rotational torque of the motor 8 increases.
In the case of the processing apparatus 1 described above, the rotational torque of the motor 8 is detected, and the rotation of the motor 8 is controlled so that the motor 8 is not overloaded. In addition, for a sudden load, the load was released by slipping of the belt. On the other hand, in the case of the present embodiment, when the rotational torque of the motor 8 starts to increase, the rotary shaft 33 moves due to the load generated on the blades 3a, 4a, and the blades 3a, 4a (blades 3b, 4b). And the motor 8 is not overloaded.
以上説明した、本願発明に係る射出成形樹脂の製造方法、射出成形樹脂、成型物、酢酸成分の抽出方法は、いずれも植物に含まれる高分子状態のセルロースを、圧縮等による自己発熱によって発生した亜臨界水によって低分子状態のセルロースに分解し、植物に含まれているリグニンを含む成分によって再結合することにより熱可塑性の樹脂を生成したこと、および当該熱可塑性の樹脂の特徴を効果的に利用したところに発明の特徴がある。したがって、前述した反応装置１および１００等は、当該亜臨界水によるセルロースの分解と再合成を行わせるための一つの手段に過ぎず、使用する装置は前述した例に限られるも
のではない。
本願発明を使用しているか否かの一つの目安は、別途設けた熱源によって樹脂が溶解するほどの外部加熱を行わずに内部で発熱を行わせているということと、反応の進行に伴って水蒸気の放出が行われることである。発生する水蒸気の一部は、亜臨界水に変化した水が、圧力の低下若しくはエネルギーの放出によって液体に戻るのではなく気体である水蒸気に変化することにより生じる。外部から装置を見ると、急激に水蒸気が発生したように観察される。このような反応装置は、本願発明を実施している蓋然性が極めて高く、これらの特徴が本願発明を実施しているか否かの一つの目安となる。
As described above, the injection molding resin production method, injection molding resin, molded product, and acetic acid component extraction method according to the present invention all generated cellulose in a polymer state by self-heating due to compression or the like. It was decomposed into low molecular weight cellulose by subcritical water and recombined with components containing lignin contained in plants to produce a thermoplastic resin, and the characteristics of the thermoplastic resin were effectively There is a feature of the invention when used. Therefore, the reactors 1 and 100 described above are merely one means for causing the cellulose to be decomposed and re-synthesized by the subcritical water, and the apparatus to be used is not limited to the example described above.
One measure of whether or not the present invention is used is that heat is generated inside without external heating enough to dissolve the resin by a separately provided heat source, and with the progress of the reaction The release of water vapor is performed. A part of the generated water vapor is generated when the water that has been changed to subcritical water does not return to liquid due to a decrease in pressure or release of energy, but instead changes to water vapor that is a gas. When the device is viewed from the outside, it is observed that water vapor is suddenly generated. Such a reactor has an extremely high probability of implementing the present invention, and these characteristics serve as a measure of whether or not the present invention is being implemented.
前述した処理装置１、処理装置１００を使用した射出成形用樹脂の製造方法では、セルロースを持つ植物の一例として、飲料としての成分を抽出した後の茶の木の葉を使用することができる。
現在、清涼飲料水として、緑茶、紅茶、ウーロン茶等の茶の木の葉を原料としたお茶飲料が多く製造されている。茶の木の葉は、成分抽出後には他に用途が無く廃棄されることになる。飲料としての成分が抽出された後の茶の木の葉は、極めて不純物が少ない状体で廃棄される。また、樹脂の生成には、セルロースと水分が有ればよく、飲料に必要な成分を取り除いた茶の木の葉は、セルロース以外の不要成分を取り除いたものであるから樹脂の生成には極めて都合がよい。さらに、飲料メーカーからは、日々大量に茶の木の葉が排出されるので、樹脂の生成の原料として安定した供給源とすることができる。このような理由から上記射出成形用樹脂の原料として、茶の木の葉は最適な原料とすることができる。
In the manufacturing method of the resin for injection molding using the processing apparatus 1 and the processing apparatus 100 described above, the leaf of the tea tree after extracting the component as a beverage can be used as an example of the plant having cellulose.
Currently, many tea drinks made from tea leaves such as green tea, black tea, oolong tea, etc. are produced as soft drinks. The leaves of the tea tree are discarded after the component extraction without any other use. The leaves of the tea tree after the components as beverages are extracted are discarded in the form of extremely few impurities. In addition, for the production of the resin, it is only necessary to have cellulose and moisture, and the tea tree leaf from which the components necessary for the beverage are removed is obtained by removing unnecessary components other than cellulose. Good. Furthermore, since a lot of tea leaves are discharged from a beverage manufacturer every day, a stable supply source can be obtained as a raw material for resin production. For these reasons, tea tree leaves can be the most suitable raw material for the injection molding resin.
また、前述した処理装置１、処理装置１００を使用した射出成形用樹脂の製造方法では、セルロースを含有する原料として、家庭やオフィス等から廃棄されるコピーや印刷等で使用した紙を用いることができる。主に、製紙工場にて製造された漂白された白い上質紙は、もともと木等から取り出したセルロース繊維をシート状に加工したものであるから、セルロース成分の含有率は高い。そして、当該上質紙は、印刷用紙やコピー用紙として、日々家庭やオフィスから大量に排出されている。これらは、通常燃えるゴミとして廃棄されるが、本願発明では当該家庭やオフィスから大量に排出される紙を原料として焼却することなく再利用することが出来る。
特に最近では、廃棄時にシュレッダーによって細かく裁断した状体で廃棄されることが多く、このような裁断紙を利用することで、不純物の混合割合の少ないセルロース原料を得ることができる。
なお、製紙工場において製造された紙の多くは、製造時にリグニンを除去したものが多い。したがって、上記上質紙等を原料とする場合には、不足したリグニンを補うために、混合する合成樹脂や精製されたリグニンを前述した割合よりも多く混合することにより、上質紙を利用した射出成型用の合成樹脂を得ることができる。
Moreover, in the manufacturing method of the resin for injection molding using the processing apparatus 1 and the processing apparatus 100 described above, paper used for copying or printing discarded from a home or office is used as a raw material containing cellulose. it can. Mainly bleached white fine paper produced at a paper mill is a sheet of cellulose fibers originally taken from wood or the like, so the content of the cellulose component is high. The high-quality paper is discharged in large quantities from the home or office every day as printing paper or copy paper. These are usually discarded as burning garbage, but in the present invention, paper discharged in large quantities from the home or office can be reused without being incinerated.
In recent years, in particular, at the time of disposal, the material is often discarded in a state of being finely cut by a shredder. By using such a cut paper, a cellulose raw material with a low mixing ratio of impurities can be obtained.
In addition, many of the papers manufactured in the paper mill have many lignins removed at the time of manufacture. Therefore, when the above-mentioned fine paper is used as a raw material, in order to make up for the lack of lignin, the synthetic resin to be mixed or the purified lignin is mixed in an amount higher than the above-mentioned ratio, thereby injection molding using the fine paper. Can be obtained.
本願発明は、廃材を含めた天然素材を原料とした射出成形樹脂の製造、当該射出成形樹脂の性質を利用した各種成型物の生成および廃棄物処理に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for the production of injection molded resins made from natural materials including waste materials, the production of various molded products using the properties of the injection molded resins, and the disposal of waste.
１ 処理装置
２ チャンバー
３（３ａ、３ｂ）、４（４ａ、４ｂ），５，６ 羽根
７ 軸
８ モータ
９ 空間
１０ 制御装置
１１ チャンバ内壁
１３ 混合物
１４ 圧力センサ
１５ 温度センサ
１６ 調圧弁
１７ 回転計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing apparatus 2 Chamber 3 (3a, 3b), 4 (4a, 4b), 5, 6 Blade | wing 7 Axis 8 Motor 9 Space 10 Control apparatus 11 Chamber inner wall 13 Mixture 14 Pressure sensor 15 Temperature sensor 16 Pressure regulation valve 17 Tachometer
Claims (12)
成形直後の乾燥状態を維持したまま、除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を有する薬液中に浸すことで、成型物に薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物の製造方法。 A molded product that is injection-molded by a hybrid resin obtained by mixing a pulverized and refined plant piece and / or a refined cellulose fiber contained in the plant piece and a resin having thermoplasticity,
A method for producing a molded product containing a drug component, wherein the drug component is infiltrated into a molded product by dipping in a chemical solution having a pharmaceutical component such as a herbicidal component or an insecticidal component while maintaining a dry state immediately after molding. .
成形直後の乾燥状態を維持したまま除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を含む薬液に浸して薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物の製造方法。 A hybrid in which natural cellulose existing as a high molecular weight polysaccharide is reduced in molecular weight, and lignin and / or other thermoplastic resins contained in the natural cellulose are combined so as to have a density of 1.1 or more. Molded products that have been injection molded with resin
A method for producing a molded product containing a drug component, wherein the drug component is infiltrated by being immersed in a chemical solution containing a drug component such as a herbicidal component or an insecticidal component while maintaining a dry state immediately after molding.
当該成型物に除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物。 A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
A molded product containing a pharmaceutical component, wherein the molded product is impregnated with a pharmaceutical component such as a herbicidal component or an insecticidal component.
当該成型物は、全長が１〜５ｃｍ程度の小石状の粒状物として形成され、さらに除草成分または殺虫成分等の薬剤成分を浸透させたことを特徴とする薬剤成分含有成型物。 A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
The molded article is formed as a pebble-like granule having a total length of about 1 to 5 cm, and is further impregnated with a pharmaceutical component such as a herbicidal component or an insecticidal component.
略中央で着脱可能に２分割された半体を接合することにより中空の容器体となるように構成されており、
前記半体の一方または双方には、開口部を上に向けて安定して載置可能となるように外殻表面に平坦部が設けられ、当該平坦部に水の挿通を可能とする孔が設けられていることを特徴とする成型物。 A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
It is configured to be a hollow container body by joining two halves that are detachable at the approximate center,
One or both of the half bodies is provided with a flat portion on the outer shell surface so that the opening can be stably placed with the opening facing upward, and a hole that allows water to pass through the flat portion. A molded product characterized by being provided.
射出成型時に混成樹脂の流路となっていたランナーと、当該ランナーに接続された昆虫またはその他の形状を象った造形物を有したことを特徴とする成型物 A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
A molded article characterized by having a runner that was a flow path of the hybrid resin at the time of injection molding, and a modeled object that is an insect or other shape connected to the runner
立方体または直方体状に形成された中実の本体部と、当該本体部表面に設けられた嵌合用凸部および当該嵌合用凸部と嵌合可能な形状の嵌合用凹部を設けた連結ブロック玩具として形成したことを特徴とする成型物。 A molded product formed of a pulverized plant piece and / or a hybrid resin of a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin,
As a connecting block toy provided with a solid main body portion formed in a cube or a rectangular parallelepiped shape, a fitting convex portion provided on the surface of the main body portion, and a fitting concave portion that can be fitted to the fitting convex portion. A molded product characterized by formation.
前記発熱によって生じる高圧熱水によって、前記茶の木の葉に含まれているセルロースを低分子化するとともに前記熱可塑性の樹脂と混合したことを特徴とする熱可塑性樹脂の製造方法。 Heat is generated by colliding each other with a mixture of the leaves of the tea tree and the thermoplastic resin after extracting the ingredients as a beverage,
A method for producing a thermoplastic resin, wherein the cellulose contained in the leaves of the tea tree is reduced in molecular weight by high-pressure hot water generated by the heat generation and mixed with the thermoplastic resin.
成された射出成形用の熱可塑性樹脂。 A thermoplastic resin for injection molding formed from a low molecular weight cellulose component and a thermoplastic resin component produced from tea tree leaves.
前記発熱によって生じる高圧熱水によって、前記紙に含まれているセルロースを低分子化するとともに前記熱可塑性の樹脂と混合したことを特徴とする熱可塑性樹脂の製造方法。 Heat is generated by colliding each other with a mixture of paper made of natural plant ingredients and thermoplastic resin at high speed,
A method for producing a thermoplastic resin, wherein the cellulose contained in the paper is reduced in molecular weight by high-pressure hot water generated by the heat generation and mixed with the thermoplastic resin.
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