(57)【要約】【課題】植物原料プラスチックによって複雑な形状の成形物を得ることができ、かつ、その製造コストを抑制することができる植物原料プラスチック成形物の製造方法を提供する。【解決手段】溶融された植物原料プラスチックを、正面パネルを成形するための金型内に充填し急冷することで植物原料プラスチックの結晶化が進む前に金型による型成形品の成形を終了させる。成形工程の終了後、金型から離型された正面パネルの型成形品を結晶化用治具に載置し、塗装を行なう塗装工程を行なう。塗装工程の終了後、塗装がなされた正面パネルの型成形品を塗装乾燥用の乾燥炉に入れて温風乾燥させることにより、正面パネルの型成形品を加熱しこの状態を所定時間保持する。これにより、型成形品の塗装を乾燥させる乾燥工程と型成形品を構成する植物原料プラスチックを結晶化する結晶化工程を同時に行なう。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物原料プラスチックを金型に充填して型成形品を成形する成形工程と、
前記植物原料プラスチックを結晶化する結晶化工程とを備え、
前記成形工程において、前記金型内で前記植物原料プラスチックを急冷することで前記植物原料プラスチックの結晶化が進む前に前記金型による型成形品の成形を終了させ、
前記成形工程の後に、前記金型から前記型成形品を取出し、該型成形品を加熱することにより前記結晶化工程を行なうようにした、
ことを特徴とする植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項２】
植物原料プラスチックを金型に充填して型成形品を成形する成形工程と、
前記植物原料プラスチックを結晶化する結晶化工程と、
前記型成形品に塗装を行なう塗装工程と、
前記型成形品の塗装を乾燥させる乾燥工程とを備え、
前記成形工程において、前記金型内で前記植物原料プラスチックを急冷することで前記植物原料プラスチックの結晶化が進む前に前記金型による型成形品の成形を終了させ、
前記成形工程の後に、前記金型から前記型成形品を取出し、前記塗装工程を行ない、
前記塗装工程の後に、前記型成形品を加熱することにより前記結晶化工程と乾燥工程を同時に行なうようにした、
ことを特徴とする植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項３】
前記成形工程における急冷は、金型の温度を２０℃以上６０℃以下の温度にして行なうことを特徴とする請求項１または２記載の植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項４】
前記結晶化工程における加熱は、７０℃以上１２０℃以下の温度で行なうことを特徴とする請求項１または２記載の植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項５】
前記型成形品は、正面壁部と、この正面壁部の外縁から起立する側面壁部とを有していることを特徴とする請求項１または２記載の植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項６】
前記型成形品は、幅とこの幅よりも大きい寸法の長さとを有して細長形状に形成され、前記型成形品は長さ方向に分割された複数の分割体で構成され、前記隣り合う分割体の相互は、これら相互の分割体が前記長さ方向に移動できるように湾曲する帯状部材で連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項７】
前記型成形品は、幅とこの幅よりも大きい寸法の長さとを有して細長形状に形成され、前記型成形品は長さ方向に分割された複数の分割体で構成され、前記隣り合う分割体の相互は、これら相互の分割体が前記長さ方向に移動できるように湾曲する帯状部材で連結され、前記各分割体は、正面壁部と、この正面壁部の外縁から起立する側面壁部とを有していることを特徴とする請求項１または２記載の植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【請求項８】
前記型成形品は、幅とこの幅よりも大きい寸法の長さとを有して細長形状に形成され、前記型成形品は長さ方向に分割された複数の分割体で構成され、前記隣り合う分割体の相互は、これら相互の分割体が前記長さ方向に移動できるように湾曲する帯状部材で連結され、前記長さ方向の両端にそれぞれ位置する２つの分割体は、正面壁部と、この正面壁部の外縁から起立し前記長さ方向において対向する側面壁部とを有していることを特徴とする請求項１または２記載の植物原料プラスチック成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物原料プラスチック成形物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石油や鉱物を原料とするプラスチックが種々の製品を製造するために使用されているが、近年、環境保護の観点から主に植物を原料とする植物原料プラスチックが注目されている。
ここで植物原料プラスチックとは、熱可塑性樹脂であり好ましくは生分解性を有するポリマーであって、ポリ乳酸または乳酸とその他のヒドロキシカルボン酸のコポリマーなどいわゆる乳酸系ポリマーを主成分とし、結晶化促進剤などを適宜加えたものである。
このような植物原料プラスチックは、植物原料（例えば、とうもろこし、さつまいも、ビートなど）からでんぷんあるいは糖分を抽出し、この抽出されたでんぷんあるいは糖分を発酵させて乳酸（もしくはポリ乳酸）を生成し、この乳酸（もしくはポリ乳酸）を化学的に重合することによって得られる。
植物原料プラスチックは、微生物によって分解される生分解性を持たせることが容易であるため、地球環境を保全する上で有利である。
しかしながら、植物原料プラスチックは、従来の石油や鉱物を原料とするプラスチックにはない結晶化工程を必要とし、結晶化が不充分な状態では所望の機械的特性を得ることができず、また、６０℃程度の高温環境下で硬度が低下して変形が生じるなどの不具合を有している。
そこで、従来、このような植物原料プラスチック製品を金型を用いて製造する技術として、例えば特開平８−１９３１６５号公報に開示されているように、溶融した植物原料プラスチックを、８５℃乃至１２５℃に設定された成形機の金型に充填し、金型内で結晶化を進めながら成形し、金型内で型成形と結晶化との双方を完了させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような植物原料プラスチック製品としては、シート状あるいはフィルム状といった偏平形状の製品の実用化に留まっているのが現状である。
これは、互いに直交する２つの面を有するような複雑な形状の製品を成形する場合には、植物原料プラスチックの結晶化の際の収縮量が大きく、金型に成形品が食いついて離型することができないといった不都合が生じるためである。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、植物原料プラスチックによって複雑な形状の成形物を得ることができ、かつ、その製造コストを抑制することができる植物原料プラスチック成形物の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の植物原料プラスチック成形物の製造方法は上記目的を達成するため、植物原料プラスチックを金型に充填して型成形品を成形する成形工程と、前記植物原料プラスチックを結晶化する結晶化工程とを備え、前記成形工程において、前記金型内で前記植物原料プラスチックを急冷することで前記植物原料プラスチックの結晶化が進む前に前記金型による型成形品の成形を終了させ、前記成形工程の後に、前記金型から前記型成形品を取出し、該型成形品を加熱することにより前記結晶化工程を行なうようにしたことを特徴とする。
そのため、本発明によれば、植物原料プラスチックの成形工程と結晶化工程とを切り離して行ない、成形工程では結晶化を行なわず成形のみを行なうようにしたので、複雑な形状の部材を、金型に食いつかせることなく成形することが可能となる。
【０００５】
また、本発明は、植物原料プラスチックを金型に充填して型成形品を成形する成形工程と、前記植物原料プラスチックを結晶化する結晶化工程と、前記型成形品に塗装を行なう塗装工程と、前記型成形品の塗装を乾燥させる乾燥工程とを備え、前記成形工程において、前記金型内で前記植物原料プラスチックを急冷することで前記植物原料プラスチックの結晶化が進む前に前記金型による型成形品の成形を終了させ、前記成形工程の後に、前記金型から前記型成形品を取出し、前記塗装工程を行ない、前記塗装工程の後に、前記型成形品を加熱することにより前記結晶化工程と乾燥工程を同時に行なうようにしたことを特徴とする。
そのため、本発明によれば、植物原料プラスチックの成形工程と結晶化工程とを切り離して行ない、成形工程では結晶化を行なわず成形のみを行なうようにしたので、複雑な形状の部材を、金型に食いつかせることなく成形することが可能となる。また、成形工程の後に塗装工程を行ない、塗装工程の後に、型成形品を加熱することにより結晶化工程と乾燥工程を同時に行なうようにしたので、サイクルタイムを短縮することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による植物原料プラスチックの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２は本発明の製造方法で製造された植物原料プラスチック成形物で構成される部材を備えたＤＶＤプレーヤーの斜視図である。
ＤＶＤプレーヤー１００は、左右方向の幅と上下方向の高さと前後方向の長さを有する矩形板に形成された筐体１０を備えて構成されている。
前記筐体１０の前部には幅方向に延在する矩形状の開口部が形成され、筐体１０の前部にはこの開口部を覆うように本発明の製造方法に係る植物原料プラスチック成形物で構成された正面パネル１４が組付けられている。
図３に示すように、前記正面パネル１４の前部には、アルミで構成された化粧板１２が重ね合わされた状態で組付けられている。
【０００７】
前記正面パネル１４の幅方向の左寄りで上部寄りの箇所には電源スイッチ１６が配置され、幅方向の右寄りで下部よりの箇所に複数の操作用スイッチ１８がそれぞれ前方に臨むように配置されている。また、正面パネル１４の幅方向の中間で上部寄りの箇所にはディスクトレー２０が前後方向に突出没入するための開口部２２が設けられている。
【０００８】
図４は、正面パネルの構成を示す斜視図である。
前記正面パネル１４は、幅とこの幅よりも大きい寸法の長さとを有して細長形状に形成され、前記植物原料プラスチック成形物は長さ方向に分割された３つの第１、第２、第３分割体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃで構成されている。
前記隣り合う第１、第２、第３分割体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの相互は、これら相互の第１、第２、第３分割体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが前記長さ方向に移動調節できるように湾曲する帯状部材１４Ｄで連結されている。
さらに詳しくは、前記帯状部材１４Ｄは、第１、第２分割体１４Ａ、１４Ｂの互いに隣接する箇所の幅方向の両側に２つ設けられて第１、第２分割体１４Ａ、１４Ｂを連結しており、また、第２、第３分割体１４Ｂ、１４Ｃの互いに隣接する箇所の幅方向の両側に２つ設けられてこれら第２、第３分割体１４Ｂ、１４Ｃを連結している。
【０００９】
また、前記長さ方向の両端にそれぞれ位置する第１、第３分割体１４Ａ、１４Ｃは、正面壁部１４０２と、この正面壁部１４０２の幅方向の両側に位置する２辺から直角に起立する側面壁部１４０４と、前記長さ方向の端部に位置する１辺から直角に起立する側面壁部１４０６とを有し、第１、第３分割体１４Ａ、１４Ｃの側面壁部１４０６は互いに対向している。
また、前記長さ方向の中央に位置する第２分割体１４０４は、正面壁部１４０４Ａと、これら正面壁部１４０４Ａの互いに対向する２辺から直角に起立する側面壁部１４０４を有している。
前記第１分割体１４Ａの正面壁部１４０２には前記電源スイッチ１６が収容される孔部１４０２Ｅが設けられている。
前記第２分割体１４Ｂの正面壁部１４０２には前記ディスクトレー２２が挿通される孔部１４０２Ｆが設けられている。
前記第３分割体１４Ｃの正面壁部１４０２には前記操作スイッチ１８が収容される孔部１４０２Ｇが設けられている。
【００１０】
前記正面パネル１４は、型成形された後、離型され、結晶化用治具に載置されて結晶化される。
図５は前記結晶化用治具３０の構成を示す斜視図、図６は正面パネルが結晶化用治具に載置された状態を図５のＸＸ線で破断した断面図、図７は正面パネルが結晶化用治具に載置された状態を図５のＹＹ線で破断した断面図である。
結晶化用治具３０は、前記正面パネル１４の正面壁部１４０２が載置される上面部３２と、前記上面部３２の幅方向の両側から起立され前記上面部３２に前記正面壁部１４０２が載置された状態で前記側面壁部１４０４の内面に当接する側面部３４と、前記上面部３２の長さ方向の両端に位置し前記側面壁部１４０６の内面に当接する側面部３６とを有して構成されている。
【００１１】
前記上面部３２には、前記上面部３２に載置された各第１、第２、第３分割体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの各正面壁部１４０２に対して、それぞれその裏側から加熱された空気に触れる面積をそれぞれ増やすための切欠３２０２Ａや開口３２０２Ｂ、３２０２Ｃが形成されている。
前記上面部３２の長さ方向の両端に位置する前記側面部３６は、その支持ロッド３６Ａが上面部３２の裏面のブロック３２Ａに挿通され、ロックナット３２Ｂおよびロックボルト３２Ｃにより固定されることで支持されており、ロックナット３２Ｂおよびロックボルト３２Ｃの操作により互いに対向する側面部３６間の寸法が任意の値に設定できるように構成されている。
なお、前記結晶化用治具３０の前記上面部３２の裏面には、上面部３２の長さ方向に間隔をおいて２つの脚部３８が下方に延出して設けられ、前記結晶化用治具３０は、前記脚部３８によって前記上面部３２を上方に向けた状態で支持されている。
【００１２】
次に、上記の結晶化用治具を用いて正面パネルを製造する工程について説明する。
図１は前記正面パネル１４の製造工程を示す工程図である。
まず、成形工程を行なう。
すなわち、植物原料プラスチックを、例えば、１８０℃〜２００℃の範囲で加熱して溶融する。この場合、１８０℃より低温で加熱すると前記植物原料プラスチックの溶融が不充分となり、２００℃より高温で加熱すると前記植物原料プラスチックの組成が分解するおそれがある。
そして、溶融された植物原料プラスチックを、前記正面パネル１４を成形するための金型内に充填し急冷することで前記植物原料プラスチックの結晶化が進む前に前記金型による型成形品の成形を終了させる（ステップＳ１０）。
【００１３】
前記成形工程における急冷は、金型の温度を２０℃以上６０℃以下の温度にして行なわれ、好ましくは４０℃以上５０℃以下の温度にして行なわれる。
詳しくは、５℃〜３０℃の冷却水を金型に循環させて金型を冷却しておき、この状態で前記溶融された植物原料プラスチックを金型に充填し、金型により前記溶融された植物原料プラスチックを急冷する。金型の温度は、前記溶融された植物原料プラスチックが充填されることにより上昇するが、前記冷却水により型面の温度が２０℃以上６０℃以下の温度に保たれ、好ましくは４０℃以上５０℃以下の温度に保たれる。なお、金型の温度を２０℃以下に保つには冷却水による負荷が大きくなり冷却装置のコストが上昇する不具合がある。また、金型の温度を６０℃以下の温度に維持しておかないと、型成形品の硬度が確保しにくく、また、型成形に要する時間が長くなり結晶化を阻止する上で不利となる。このような点から金型の温度を２０℃以上６０℃以下の温度に保つことが好ましく、４０℃以上５０℃以下の温度に保つことがより好ましい。
上記の金型による急冷により３０秒〜１分で成形が完了し、型成形品を金型から取出す。
金型から取出された型成形品は６０℃以下に冷却されており（金型の温度を４０℃以上５０℃以下に保った場合には５０℃以下に冷却されている）、形状が変形しない程度の硬度を有している。
なお、実際には、前記金型に充填された植物原料プラスチックが金型で冷却され成形される際に、結晶化はごく僅かであるが進行している。しかしながら、冷却、成形に要する時間は３０秒〜１分であるため、結晶化はごく僅かで停止し、前記型成形品は結晶化がほとんどなされていない状態となっている。
【００１４】
前記成形工程の終了後、前記金型から取出された正面パネル１４の型成形品を前記結晶化用治具３０に載置する。すなわち、前記結晶化用治具３０の上面部３２に前記型成形品の正面壁部１４０２を載置するとともに、前記結晶化用治具３０の側面部３４に前記型成形品の側面壁部１４０４の内面を当接させ、かつ、前記結晶化用治具３０の側面部３６に前記型成形品の側面壁部１４０６の内面を当接させた状態とする。
このように正面パネル１４の型成形品を前記結晶化用治具３０に載置した状態で、図３に示すように、前記型成形品の側面壁部１４０６の外側面のハッチングで示す箇所、すなわち、前記化粧板１２の背面側に正面パネル１４が重ね合わされた状態で外側に臨む体裁面となる箇所に塗装を行なう塗装工程を行なう（ステップＳ１２）。
【００１５】
前記塗装工程の終了後、結晶化用治具３０に載せたまま正面パネル１４の型成形品を塗装乾燥用の乾燥炉に入れて加熱する。具体的には、正面パネル１４の型成形品に対して７０℃以上１２０℃以下の温風を衝当させつつ、好ましくは、７５℃以上８５℃以下の温風を衝当させつつ例えば２０分〜４０分程度温風乾燥させる。これにより、前記型成形品の塗装を乾燥させる乾燥工程と前記型成形品を構成する植物原料プラスチックを結晶化する結晶化工程とが同時に行なわれる（ステップＳ１４）。
この場合、加熱温度が７０℃よりも低温であると結晶化が不充分となるか、あるいは結晶化に要する時間が長時間となる不都合が生じる。また、加熱温度が１２０℃よりも高温であると結晶化が急激に進行することにより結晶化に伴って生じる収縮にばらつきが生じて寸法精度を正確に得る上で不利となるか、あるいは植物原料プラスチックの組成の分解が生じる不都合が生じる。このような点から結晶化の温度は７０℃以上１２０℃以下が好ましく、７５℃以上８５℃以下が最も好ましい。
なお、植物原料プラスチックを結晶化するために必要な加熱時間は、前記植物原料プラスチックに添加される結晶化促進剤によって調整することができる。
前記乾燥工程および結晶化工程の終了後、前記型成形品は植物原料プラスチック成形物としての正面パネル１４となる。
【００１６】
以上説明したように本実施の形態によれば、植物原料プラスチックの成形工程と結晶化工程とを切り離して行ない、成形工程では結晶化を行なわず成形のみを行なうようにしたので、直交する２面を有する正面パネル１４のような複雑な形状の部材を、金型に食いつかせることなく成形することが可能となる。また、植物原料プラスチックの成形工程と結晶化工程とを切り離して行なうようにしたので、結晶化工程を金型外の所望の箇所で行なえるようになり、本実施の形態のように植物原料プラスチックの形状を確保するための結晶化用治具３０を用いることができ、あるいは、型成形物の形状如何によってはフロアに載置した状態で結晶化させることも可能となり、結晶化工程の自由度を高めることができる。
また、本実施の形態によれば、成形工程の後に塗装工程を行ない、塗装工程の後に、型成形品を加熱することにより結晶化工程と乾燥工程を同時に行なうようにした。
したがって、結晶化工程と乾燥工程を同時に行なうことにより、サイクルタイムを短縮し、製造コストを抑制する上で極めて有利となる。
【００１７】
また、植物原料プラスチックは、乾燥工程と結晶化工程の加熱によって軟化し形状が変形するおそれがあるが、本実施の形態では、前記型成形品の正面壁部１４０２は前記結晶化用治具３０の上面部３２に載置されるため、正面壁部１４０２の変形を防止しつつ結晶化を行なうことができ、また、前記型成形品の側面壁部１４０４の内面が前記結晶化用治具３０の側面部３４に当接されるとともに、前記型成形品の側面壁部１４０６の内面が前記結晶化用治具３０の側面部３６に当接されるため、前記側壁部３４、３６が倒れる方向に変形することを防止しつつ結晶化を行なうことができる。
【００１８】
また、植物原料プラスチックは結晶化によって寸法が収縮するが、本実施の形態では、隣り合う第１、第２、第３分割体１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの相互が帯状部材１４Ｄで連結されているので、結晶化に伴う寸法の収縮に対して帯状部材１４Ｄが変形することで対応でき、正面パネル１４の変形を防止する上で有利となる。
また、正面パネル１４の幅方向両側の側面壁部がそれぞれ治具の側面部に当接し、正面パネルの長さ方向両側の側面壁部がそれぞれ治具の側面部に当接した状態で結晶化が行なわれるので、正面パネルの幅方向両側の側面壁部間の寸法精度および長さ方向両側の側面壁部間の寸法精度を所望の精度に維持でき、化粧パネルおよび筐体への組付けを簡単に行なう上で有利となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の植物原料プラスチック成形物の製造方法によれば、植物原料プラスチックによって複雑な形状の成形物を得ることができ、かつ、その製造コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における正面パネルの製造工程を示す工程図である。
【図２】本発明の実施の形態における植物原料プラスチック成形物で構成される部材を備えたＤＶＤプレーヤーの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における正面パネルを化粧板に取着した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態における正面パネルの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態における正面パネルを結晶化する際に用いる結晶化用治具の構成を示す斜視図である。
【図６】正面パネルが結晶化用治具に載置された状態を図４のＸＸ線で破断した断面図である。
【図７】正面パネルが結晶化用治具に載置された状態を図４のＹＹ線で破断した断面図である。
【符号の説明】
１４……正面パネル、１４Ａ……第１分割体、１４Ｂ……第２分割体、１４Ｃ……第３分割体、１４０２……正面壁部、１４０４、１４０６……側面壁部、３０……結晶化用治具、３２……正面部、３４……側面部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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