JPWO2020079902A1 - 加工用粒状物、加工用粒状物を備える複合ユニット、及び加工用粒状物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(第1実施形態)
[押出成形機]
図1は、第1実施形態に係る押出成形機1の概略図である。押出成形機1は、駆動部2、減速部3、筒状部4、少なくとも1つ(ここでは一対)のスクリュー5、貯留部6、ダクト7、押出ダイ8、及びカッター(ペレタイザー)12を備える。
図2は、図1の押出ダイ8の正面図である。図2に示すように、押出ダイ8の押出孔8aは、一例として、最大内径が0.18mm以上4.30mm以下の範囲の値に設定されている。押出孔8aは、開口周縁が非円形に形成されている。押出孔8aの開口周縁は、一例として複数の頂点Pを有し、隣接する頂点P同士が、開口中心に向けて湾曲する曲線分Lによりそれぞれ結ばれてなる多角形状に形成されている。
図4は、第1実施形態に係る複合ユニット10の概略図である。複合ユニット10は、加工用粒状物9と、加工用粒状物9により加工される加工対象物17と、加工用粒状物9と加工対象物17とを収容する柔軟な容器11とを備える。
加工用粒状物9は、ポリ乳酸及びセルロースエステルのうちの少なくともいずれかの他、所定の添加剤を含んでいてもよい。この添加剤としては、例えば可塑剤、熱安定剤、発泡核剤、発泡補助剤等が挙げられる。ここで、ポリ乳酸は熱融解性を有するため、ポリ乳酸を用いる場合には可塑剤は不要である。セルロースエステルは熱融解性がないため、セルロースエステルを用いる場合には可塑剤を用いることが望ましい。
加工用粒状物9の原料は、一例として、アセチル置換度が1.4以上1.8以下のセルロースアセテートと、グリセリンエステル系可塑剤とを配合することにより得られる。この原料の製造方法としては、例えば、セルロースアセテートに可塑剤、特にはグリセリンエステル系可塑剤を直接添加する方法が挙げられる。
図6は、第2実施形態に係る押出ダイ18の正面図である。図6に示すように、押出ダイ18は、押出孔18aの頂点Pの数が6である点を除いて、押出ダイ8と同様の構成を有する。これにより押出孔18aは、略星形の周縁形状を有する。
図8は、第3実施形態に係る押出ダイ28の正面図である。図8に示すように、押出ダイ28は、押出孔28aの頂点Pの数が5である点を除いて、押出ダイ8と同様の構成を有する。これにより押出孔28aは、略星形の周縁形状を有する。
図10は、第4実施形態に係る押出ダイ38の正面図である。図10に示すように、押出ダイ38は、押出孔38aの頂点Pの数が3である点を除いて、押出ダイ8と同様の構成を有する。これにより押出孔38aは、略三角形の周縁形状を有する。
図12は、第5実施形態に係る押出ダイ48の正面図である。図12に示すように、押出ダイ38は、押出孔48aの開口周縁が円形状に形成されている。図13は、第5実施形態に係る加工用粒状物49の斜視図である。
図14は、第6実施形態に係る押出ダイ58の水平断面図である。図14に示すように、押出ダイ58は、水平方向に並設された複数の押出孔58aと、隣接する押出孔58a同士の間を仕切る複数の仕切部材59とを有する。押出孔58aの開口周縁は、例えば、第1〜第5実施形態のいずれかの押出孔の開口周縁と同様の形状を有するが、これに限定されない。この構成によれば、複数のライン状樹脂材料15(ストランド樹脂材料)を一度に得ることができ、加工用粒状物の製造効率を大幅に向上できる。
次に、確認試験について説明するが、本発明は、以下に示す各実施例に限定されるものではない。
[原料の調整]
セルロースエステルとして、アセチル置換度2.45のセルロースアセテート((株)ダイセル製酢酸セルロース、極限粘度:84mPa・s)を用いた。このセルロースアセテートを、粒状のまま、105℃に設定した乾燥機にて1時間乾燥し、その後、デシケータにて室温(25℃)で1時間放冷した。
第1実施形態の押出成形機1(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製「Process11」に押出ダイ8を装着したもの)を用い、第1及び第2ステップを行うことで、辺長の目標値が1.5mm(辺長が1.0mm以上1.7mm以下の範囲の値程度)の六面体の実施例1の加工用粒状物9を得た。この加工用粒状物9の製造に際し、押出成形機1を以下の通りに設定した。
原料の加熱温度:180℃以上220℃以下の範囲の値
スクリュー5の回転速度:90rpm
ライン状樹脂材料15の形成速度:2.5m/min
押出ダイ8の押出孔8aの直線距離D1:1.5mm
押出ダイ8の押出孔8aの直線距離D1:1.0mm
押出ダイ8の押出孔8aの直線距離D1:0.5mm
P 押出孔の周縁の頂点
Q 加工用粒状物の辺
V 仮想線
8,18,28,38,48 押出ダイ
8a,18a,28a,38a,48a 押出孔
9,19,29,39,49 加工用粒状物
9a,19a,29a,39a,49a 加工用粒状物の面
10 複合ユニット
11 容器
15 ライン状樹脂材料
17 加工対象物
Claims (21)
- ポリ乳酸及びセルロースエステルのうちの少なくともいずれかを含み、複数の角を有すると共に、最大粒径が0.18mm以上3.35mm以下の範囲の値に設定されている、加工用粒状物。
- 多角形状の複数の面を有する多面体状に形成されると共に、各々の辺の辺長が、0.18mm以上3.35mm以下の範囲の値に設定されている、請求項1に記載の加工用粒状物。
- 前記複数の面は、平面視において、三角形、四角形、五角形、及び六角形のうちいずれかの形状の面を含む、請求項2に記載の加工用粒状物。
- 円柱体状に形成されると共に、側面視における各々の辺の辺長が、0.18mm以上3.35mm以下の範囲の値に設定されている、請求項1に記載の加工用粒状物。
- 前記辺長が、更に0.18mm以上3.00mm未満の範囲の値に設定されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載の加工用粒状物。
- 一方向から見て、前記一方向に垂直な第1方向に延び且つ前記第1方向に垂直な第2方向に離隔する一対の辺を含む輪郭を有し、
前記一対の辺の平行度が、0mm以上0.50mm以下の範囲の値に設定されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の加工用粒状物。 - 前記一対の辺は、第1の一対の辺であり、
前記一方向から見て、前記第2方向に延び且つ前記第1方向に離隔する第2の一対の辺を更に含む輪郭を有し、
前記第2の一対の辺の平行度が、0mm以上0.10mm以下の範囲の値に設定されている、請求項6に記載の加工用粒状物。 - 前記一方向に離隔して並ぶ一対の面を有し、
前記一対の面のうち、一方の面に基づく基準平面に対する他方の面の平行度が、0mmより大きく0.20mm以下の範囲の値に設定されている、請求項6又は7に記載の加工用粒状物。 - 前記ポリ乳酸及び前記セルロースエステルのうちの少なくともいずれかを主成分として含み、前記主成分以外の有機成分及び無機成分の含有量が、5重量%未満の範囲の値に設定されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の加工用粒状物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の前記加工用粒状物と、
前記加工用粒状物により加工される加工対象物と、
前記加工用粒状物と前記加工対象物とを収容する柔軟な容器とを備え、
前記容器に外部から外力を加えることで、前記容器内において、前記加工対象物が前記加工用粒状物により加工される、複合ユニット。 - ポリ乳酸及びセルロースエステルのうちの少なくともいずれかを含む溶融材料を、最大内径が0.18mm以上4.30mm以下の範囲の値に設定された開口周縁の押出孔から押し出すことにより、ライン状樹脂材料を押出成形する第1ステップと、
ライン状樹脂材料を前記押出孔からの押出方向に垂直な方向に切断することにより、複数の角を有すると共に、最大粒径が0.18mm以上3.35mm以下の範囲の値に設定された加工用粒状物を得る第2ステップとを有する、加工用粒状物の製造方法。 - 前記第1ステップでは、前記開口周縁が、複数の頂点を有し且つ隣接する前記頂点同士間の直線距離が0.18mm以上4.30mm以下の範囲の値に設定された形状の前記押出孔から溶融材料を押し出すことにより、前記第2ステップにおいて、多角形状の複数の面を有する多面体状に形成されると共に、各々の辺の辺長が、0.18mm以上3.35mm以下の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項11に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第1ステップでは、隣接する前記頂点同士が、開口中心に向けて湾曲する曲線分によりそれぞれ結ばれてなる形状の前記開口周縁の前記押出孔から溶融材料を押し出す、請求項12に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第1ステップでは、前記押出孔の正面視において、前記曲線分と、前記隣接する頂点を通る仮想線との間の前記仮想線に垂直な方向の最大距離が、前記最大内径の0%よりも大きく且つ25%以下の範囲の値に設定された前記開口周縁の前記押出孔から溶融材料を押し出す、請求項13に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第1ステップでは、3以上6以下の範囲の数の前記頂点を有する形状に形成された前記開口周縁の前記押出孔から溶融材料を押し出す、請求項12〜14のいずれか1項に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第1ステップでは、直径が0.18mm以上4.30mm以下の範囲の値に設定された円形状の前記開口周縁の前記押出孔から溶融材料を押し出すことにより、前記第2ステップにおいて、円柱体状に形成されると共に、側面視における各々の辺の辺長が、0.18mm以上3.35mm以下の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項11に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第2ステップでは、前記辺長が、更に0.18mm以上3.00mm未満の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項12及び16のいずれか1項に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第2ステップでは、前記ポリ乳酸及び前記セルロースエステルのうちの少なくともいずれかを主成分として含み、前記主成分以外の有機成分及び無機成分の含有量が、5重量%未満の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項11〜17のいずれか1項に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第2ステップでは、前記開口周縁からの押出方向から見て、前記押出方向に垂直な第1方向に延び且つ前記第1方向に垂直な第2方向に離隔する一対の辺を含む輪郭を有し、前記一対の辺の平行度が、0mm以上0.50mm以下の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項11〜18のいずれか1項に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第2ステップでは、前記一対の辺が第1の一対の辺であり、前記押出方向から見て、前記第2方向に延び且つ前記第1方向に離隔する第2の一対の辺を更に含む輪郭を有し、前記第2の一対の辺の平行度が、0mm以上0.10mm以下の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項19に記載の加工用粒状物の製造方法。
- 前記第2ステップでは、前記一方向に離隔して並ぶ一対の面を有し、前記一対の面のうち、一方の面に基づく基準平面に対する他方の面の平行度が、0mmより大きく0.20mm以下の範囲の値に設定された前記加工用粒状物を得る、請求項19又は20に記載の加工用粒状物の製造方法。
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