(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能になっている２つの型部分を含み、且つ、製品が成形される表面を規定している、型キャビティを型に設けるステップと、
カゼイン、澱粉、植物質、粉砕された生皮、コラーゲン、及びこれらの混合物から成るグループから選択され、且つ、１重量％〜４０重量％の範囲の湿分を有している、天然樹脂を準備するステップと、
前記天然樹脂を加熱された射出成形機に導入し、前記天然樹脂を加熱し、前記天然樹脂を前記型キャビティ内に注入し、且つ、前記天然樹脂を冷却することによって、前記型が開いた場合に前記型の表面の一部分との接触を維持する表面積を含んでいる成形製品を形成するステップと、
接触面を有している持ち上げバーに縦方向部材を通じて結合されている突き出しプレートであって、前記型キャビティに連通している前記突き出しプレートを準備するステップであって、前記接触面が、前記型キャビティの表面の一部分を形成し、前記接触面の面積が、前記型が開いた場合に前記型の表面との接触を維持する前記成形製品の表面積の５．０％〜５０．０％であるステップと、
前記成形製品に前記持上げバーで突出し力を加えることを含んでいる、前記成形製品を前記型キャビティから突き出すステップと、
を含んでいることを特徴とする、天然樹脂を成形するための方法。
【請求項２】
突出し後の前記樹脂の湿分が、５重量％〜２０重量％の範囲内である請求項１記載の動物用噛み物を成形する方法。
【請求項３】
１．０重量％〜４０重量％の範囲内の湿分を有している前記天然樹脂を準備するステップが、水分が前記天然樹脂の水分に関して１．０重量％〜４０重量％の範囲内である混合物を形成するために、前記天然樹脂と水との混合を含んでいる請求項１記載の動物用噛み物を成形する方法。
【請求項４】
前記天然樹脂を準備するステップが、さらに、押し出されたビードを形成するために、前記混合物を押出し機内に導入しかつ加熱することを含んでおり、前記押出し機からの放出部における前記ビードの水分が、前記押出し機へ導入された前記混合物の水分よりも少ない請求項３記載の動物用噛み物を成形する方法。
【請求項５】
前記射出成形機が、ホッパ供給区分とバレルと出口ノズルとを有しており、前記ホッパ区分から前記ノズルまで延在しているバレルに複数の加熱区域が設けられており、これらの加熱区域が、
区域１＝７０°Ｆ（約２１．１°Ｃ）又はこれを下回る温度；
区域２＝１５０°Ｆ（約６５．６°Ｃ）又はこれを下回る温度：
区域３＝３００°Ｆ（約１４８．９°Ｃ）又はこれを下回る温度；
区域４＝３７５°Ｆ（約１９０．６°Ｃ）又はこれを下回る温度である請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物用噛み物（an animal chew）を成形するためのシステムに関し、より詳しくは、このような成形製品を成形機から取り出すための改良された装置及び方法を提供する、天然樹脂から製造された動物用噛み物を成形するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大抵の犬は、好きな物体の硬さに関しては好みが分かれるとはいえ、物を噛むことを楽しむものである。牛骨、木材、ナイロンのような極めて硬質の材料を噛むことが好きな犬もいれば、ポリウレタン又はゴムのような、より軟質の噛み物を好む犬もおり、その一方で、さらに、凍結乾燥スナックを好む犬もいるかもしれない。中には、その年齢のせいで、極めて硬質の物体を噛むことのできない犬もいる。幼犬は歯が十分に発達しておらず、その一方で、老犬は歯肉炎等の疾患にかかってしまうことがあるか又はその歯の幾つかが抜けてしまうことがある。
【０００３】
動物用噛み物の分野において強まっている傾向は、完全に消化可能な食用噛み物の分野に向かっている。このような食用又は可消化の（すなわち消化可能な）多くの噛み物が開発されている。これらの噛み物は、一般的に、「天然樹脂」から形成されている。動物用噛み物のために使用されてよい天然樹脂の実例は、主成分としてカゼイン、ジャガイモ澱粉、植物性澱粉、植物質、又は粉砕された生皮を有していてよい。このような主成分は、典型的には、前記噛み物をより好まれるものにするために様々な誘因物質及び／又は調味料と組み合わされている。
【０００４】
食用／可消化の動物用噛み物は、天然のベース成分、例えばカゼイン、ジャガイモ澱粉、植物性澱粉、植物質、又は粉砕された生皮と所望の誘因物質及び／又は調味料とをまず最初に組み合わせることによって製造されている。次いで、組み合わされた成分は、ドッグボーン等のような所望の形状に射出成形されてよい。しかしながら、このような樹脂の成形動作は、問題を孕んでいることが判っている。
【０００５】
特に、天然の成分は、成形された時にねばねばした又はべとべとした粘着性の表面を呈する傾向があり、型キャビティへの多量の付着物を示すことが頻繁にあり得る。このことによって、成形された噛み物を、当該噛み物を損傷することなく型から引き抜くことが、極めて困難になる。前記噛み物の食用／可消化の性質は、さらに、有利に使用されてよい利用可能な離型剤が、容認できないレベルで不都合に前記噛み用玩具に吸収されてしまう場合には、このような離型剤を制限することによって引抜きを複雑にしてしまう。
【０００６】
その上、天然樹脂から成形された動物用噛み物は、脱型時には、通常は特性が極めて軟質である。この軟質の特性は前記粘着性の性質と相俟って、さらに、形成プロセスを複雑にしてしまう。特に、比較的に小さい表面積を有している従来式の突出しピン（ejector pin）は、脱型に対する抵抗と相俟って、突出しピンの領域において前記軟質の噛み物に多大な圧力を加える結果を招く。この多大な圧力は、突出しピンが前記成形された噛み物を穿刺するか、又はそれどころか穿孔してしまう結果を頻繁にもたらす。このことは、見た目に係わる欠陥を噛み物に生ぜしめるだけでなく、さらには、噛み物が突出しピンにおいて斜行させられることがあるように、脱型を複雑にしてしまうことがあり得る。少なくとも、突出しピンの高度に局在化された圧力は、結果として、円形の圧痕の形状の、見た目に係わる欠陥を生ぜしめてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の課題は、動物用噛み物のベースを成している天然樹脂の成形に関連する問題に取り組み、これにより、標準的な突出しピン構成に付随する前記問題を伴うことなく、前記噛み物がより効率的に型から離脱させられ得るようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
天然樹脂を成形する方法は、開放及び閉鎖され得るようになっている２つの型部分を有し、成形すべき製品のための表面積を規定し、しかも該表面積が、前記型が開放された状態で当該型に接触した状態に保たれている前記製品の表面積を有している型キャビティを、型に設けるステップを備えて成っている。天然樹脂は、約１〜４０重量％の湿分を有するように準備され、前記樹脂は、カゼイン、澱粉、植物質、粉砕された生皮、コラーゲン、及びこれらの混合物から成っているグループから選択されている。前記湿分を備えたこのような天然樹脂は、次いで、加熱された射出成形機へ導入されかつ加熱され、前記型キャビティ内に注入されかつ冷却され、これにより、成形された天然樹脂を形成する。前記型キャビティと連絡している突出しプレートが準備され、該突出しプレートは、当該突出しプレートに載設された、接触面積を備えた持上げバーを有しており、該持上げバーの接触面積は、前記型が開放されている場合に当該型に接触した状態に保たれている成形製品の表面積の５．０〜５０．０％である。これに続くのが、前記成形製品を前記型キャビティから突き出すステップであり、該ステップは、前記型が開放されている場合に当該型に接触した状態に保たれている前記成形製品の前記表面積に前記持上げバーの前記接触面積を接触させることによって、前記成形製品に前記持上げバーで突出し力を加えること、及び前記成形製品を前記型から突き出すことを含んでいる。
【０００９】
本発明の利点は、以下の例示的な実施形態の説明から明白になるであろう。以下の説明は、添付の図面と共に考慮されるべきものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
有利な実施形態では、食用／可消化の動物用噛み物を成形するシステムが提供されている。該システムによって、減少された欠陥しか生ぜしめられず、増大された生産性が得られる結果となる。本発明と一致して、動物用噛み物は天然樹脂から成形されていてよく、この天然樹脂は、高められた温度の状況下で流れるように調合されていてよく、かつ所望の形状に成形されかつ冷却され得る。本発明と一致する天然樹脂は、カゼイン；澱粉例えばジャガイモ澱粉、植物性澱粉；植物質；粉砕された生皮；及び変性した、部分的に加水分解したコラーゲン及びこれらの混合物を含有していてよい。前記樹脂は、成形後に樹脂に関して１〜４０重量％の水分、より有利には５〜２０重量％の湿分を含有する動物用噛み物を提供するために、水と混合されかつ成形されてよい。前記天然樹脂は、有利には、突出しシステムの一部としての少なくとも１つの持上げバーを有している型内に射出成形されていてよい。前記持上げバーは、単独でか又は突出しピンのような他の取出し機構と共に、成形された天然樹脂を型から取り出すことを容易にする。
【００１１】
本発明は、さらに特に、食用／可消化である「天然樹脂」から成る動物用噛み物を成形するためのシステムを提供するものである。このような天然樹脂は、さらに、所望の誘因物質及び／又は調味料、着色剤等と組み合わされていてよい。
【００１２】
したがって、本願において例示的な前記天然樹脂は、多くの共通の物理的特性を共有している。本発明の文脈において注目すべきは、成形後の前記樹脂の水分が、典型的には約５〜２０％の範囲内であることである。その上、このような天然樹脂は一般的に型表面への付着を経験する。したがって、本願発明以前には、成形物品の水分に由来する型表面への付着力と軟性とが相俟って、このような天然樹脂の成形が困難になることがあった。
【００１３】
例えば、前述したように、成形された製品を引き抜くために突出しピンが軟性の噛み物を突く場合、当該突出しピンは、頻繁に、少なくとも部分的に噛み物を貫通する。この結果、突出しピンに起因して、噛み物に完全な穿刺部又は深い証拠痕跡が生じてしまうことがあり得る。どちらの事例でも、噛み物は市場売買には不適当なものになってしまうことがあり得る。
【００１４】
本発明と一致して、動物用噛み物を成形する該システムは、天然樹脂及び何らかの所望の付加物を、例えばスクリュ式射出成形装置を使用して可塑化すること（溶融加工運転において使用するために軟化させること）を含む。可塑化された天然樹脂は、次いで、動物用噛み物のための所望の形状を規定する型キャビティ内に注入されてよい。天然樹脂の射出成形は、有利には、射出成形機内において約１５０°Ｆ〜約４００°Ｆ（約６５．５°Ｃ〜２０４．４°Ｃ）の温度で、かつ約１０００ｐｓｉ〜約２５００ｐｓｉ（約６．９０Ｍｐａ〜１７．２Ｍｐａ）の圧力で遂行されてよく、これらの温度及び圧力は、使用される射出成形機、特殊な型、成形される噛み物のサイズ、及び噛み物が成形される特定の材料に依存している。
【００１５】
前記天然樹脂は、脱型システム又は突出しシステムの一部としての、接触表面を備えた持上げバーを有している型内で射出成形されてよく、前記持上げバーによって、成形物品が型から取り外される。持上げバーは縦方向部材を有していてよく、この縦方向部材は、前記キャビティの一部を規定している遠位の接触表面を有している。持上げバーは、成形物品に突出し圧力を加えるために、脱型の方向に移動するように作動させられてよい。持上げバーは、有利には、前記型が開放されている場合に当該型に接触した状態に保たれている成形製品の表面積に関して５．０〜５０．０％の範囲内の接触表面積を有している。
【００１６】
代表例と同じく、前記天然樹脂は澱粉であってよく、この澱粉は、溶融加工技術に適している混合物を形成するためには、水と混合されなければならない。この点において、一般に公知の米国特許第６，１５９，５１６号明細書が注目される。該文献の教示は参照により組み込まれているものとする。前記文献には、澱粉を成形物品に形成するための有利なプロセスが開示されている。開示されたこのプロセスは、溶融加工技術を使用するものであって、澱粉と水との混合を含むものである。この場合、水分は、澱粉の含有量に関して２０〜４０重量％の範囲内である。澱粉と水との混合物は押出し機内に導入されてよく、この押出し機は前記混合物を加熱し、かつ製品を放出する。この製品は、押出し機に流入する混合物の水分よりも少ない水分を有している。次いで、前記製品は、成形物品を形成するために射出成形機内に導入され、射出成形されかつ冷却されてよい。この場合、水分は２０重量％であるか又はこれを下回る。
【００１７】
本発明に従う動物用噛み玩具を製作する、特殊な例示的な１プロセスでは、澱粉と水とがまず混合される。この場合、水分は、澱粉の含有量に関して２０〜４０重量％の範囲内である。この混合物が、排出口の設けられたバレル形押出し機内に導入され、この結果、押し出されたビード（beads）を形成する。このビードは、放出部においては、押出し機に流入する混合物の水分よりも少ない水分を有している。前記押出しプロセスには、成形物品を形成するために、前記押し出されたビードの、型を有している加熱された射出成形機内への導入と、射出成形及び冷却とが続いてよい。好ましい成形物品は、２０重量％であるか又はこれを下回る水分、有利には１〜２０重量％の範囲内の水分、さらに有利には５〜２０重量％の範囲内の水分を有している。
【００１８】
前記射出成形機はホッパ供給区分とバレルと出口ノズルとを有しており、前記ホッパ区分から前記ノズルまで延在しているバレルには、複数の加熱区域が設けられている。該複数の加熱区域は、以下の例示的かつ有利な温度範囲で設定されていてよい。すなわち、区域１＝７０°Ｆ（約２１．１°Ｃ）又はこれを下回る温度；区域２＝１５０°Ｆ（約６５．６°Ｃ）又はこれを下回る温度；区域３＝３００°Ｆ（約１４８．９°Ｃ）又はこれを下回る温度；区域４＝３７５°Ｆ（約１９０．６°Ｃ）又はこれを下回る温度である。指摘しておきたいのは、例示的な前記プロセスに関連して、前記バレル温度分布が、慣習的に、射出成形機のバレルの周囲に配置された冷却コイルの使用によって達成されてよいということである。このようなコイルは、循環水を有している銅製冷却コイルを備えて成っていてよい。
【００１９】
前記澱粉は型内に注入されてよく、この場合、型自体は約３５〜６５°Ｆ（約１．７〜１８．３°Ｃ）に冷却されていてよい。この型は、成形物品の所望の形状を規定するキャビティを有していてよい。前記成形物品が型の外側でその形状を維持する程に十分に冷却された後、当該成形物品は型から突き出されてよい。本発明と一致して、型は持上げバーを有していてよく、この持上げバーは、突出し中に前記成形物品の比較的に広い部分にわたって拡散性の突出し力を提供するように構成されている。
【００２０】
例示的な前記プロセスに関連して、天然樹脂の成形に伴う困難を克服するように構成された例示的な型は、一般的に、図１に示してある。ここでは、本発明と一致する型１０の一部を、平面図で示してある。型１０の図示の部分は、型のＢプレート、すなわち、慣習的に突出しアセンブリを有している型プレートである。型１０は幾つかの型キャビティ１２を有していてよく、この型キャビティ１２は、所望の成形物品に対する相補形状を備えた幾何学的形状部を有している。図示の複数の型キャビティは、一般的に本願説明の目的のために互いに類似しているものと解されたい。この事例では、型キャビティ１２は「ドッグボーン」の形状であるが、本発明は、大抵の、どのような所望の形状も許容し得るものである。加熱された成形材料は、射出成形装置からスプルー（図示せず）を通って、次いで、ランナ１４及びゲート１６を通ってキャビティ１２内に供給されてよい。好ましくは、１つよりも多くのキャビティが、一般的に圧力降下の見地から均衡のとれるような方式で、ランナ１４において分配されていてよい。
【００２１】
各型キャビティ１２は、有利にはキャビティ１２の球根状の部分２０に関連付けられた、従来式の突出しピン１８を有していてよい。該従来式の突出しピン１８に対して付加的に、各キャビティ１２は持上げバー２２を有していてよい。この持上げバー２２は、一般的に、広い表面積の突出し器であり、この突出し器は、従来式の突出しピンよりも小さい局在化した突出し力を提供するようになっている。持上げバー２２は、有利には、キャビティ１２の、持上げバー２２を有している領域において、成形すべき製品に対する接触表面を備えたキャビティ１２の幾何学的形状部に合致するように構成されている。
【００２２】
持上げバー２２は、有利には、前記型が開放されている場合に当該型に接触した状態に保たれている成形製品の表面積の５．０〜５０．０％の範囲内の表面積を備えて存在する。この範囲内の持上げバー２２の表面積は、本発明の成形物品を脱型するための突出し力の、より効率的な分配を準備するものである。特に、前記突出し力はより広い面積にわたって分配されるので、持上げバー２２が成形物品を穿刺するか又は成形物品に深刻な窪みを生ぜしめる可能性が低下させられている。したがって、伝統的な突出しピンの代わりに持上げバーを用いるか又は伝統的な突出しピンと一緒に持上げバーを用いることによって、成形された天然樹脂に対する欠陥の割合が大幅に低下させられており、成形製品を型から取り外すための困難が減少され、かつさらに、離型剤を使用する必要性も低下させられているか、又は所定の状況下では排除されることもあり得る。
【００２３】
図２には、型の分離平面から下方へ型の突出しプレートまで延在している型部分１０の断面図を示してある。キャビティ１２は、一般的に、分離平面２４において二分されていてよく、型のＡ側２６は分離平面２４の上方に配置されており、型のＢ側２８は分離平面２４の下方に配置されている。型のＢ側２８はキャビティプレート、又はＢプレート３０を有していてよく、このＢプレート３０は、キャビティ１２の、型のＢ側２８に配置された部分を有している。図示のように、実際のキャビティはキャビティインサート３２内に包含されていてよい。
【００２４】
したがって、当業者は、前記製品が型のＢ側に残るように構成されていてよく、これにより、当該製品が本発明の突出しシステムの使用によって都合よく突き出されることを、高く評価するであろう。このことは、例えば型キャビティの抜け勾配の調整によって達成され得るので、前記製品は、型の、本発明の突出しシステムを有している部分に、より密接するように保持される。
【００２５】
したがって、型１０の突出しシステムはＢ側２８に配置されており、このＢ側は突出しピン１８を有しており、この突出しピン１８は、キャビティ２の、例示的なドッグボーンキャビティの球根状の部分に関連付けられた部分を規定している。さらに、持上げバー２２が、型のＢ側におけるキャビティ１２の一部を規定している。
【００２６】
突出しピン１８及び持上げバー２２はＢプレート３０を貫通して延在していてよく、突出し器保持プレート３４によって収容されていてよい。この突出し器保持プレート３４はその底部において突出しプレート（図示せず）によって支持されていてよい。図示の突出しピン１８は、突出し器保持プレート３４からキャビティ１２まで延在している従来式の円筒形部材であってよく、増大されたヘッド部分３６によって突出し器保持プレート３４に保持されていてよい。持上げバー２２は、突出し器保持プレート３４からキャビティまで延在している縦方向部材４０を有していてよく、キャビティの一部を規定している接触表面を備えた遠位部材３８で終わっている。縦方向部材４０は、例えばねじ４２によって、突出し器保持プレート３４に連結されていてよく、一般的に前記遠位部材３８の形状に対応している横断面を有している。前記遠位部材３８はキャビティ１２内に受容されているが、このようになっている必要はない。遠位部材３８は、さらに、キャビティ１２の一部を規定している領域が前記縦方向部材４０に隣接する部分よりも大きい横断面を有するように、有利に角度を付けられていてよい。角度の付けられたこの様態によって、遠位部材３８がキャビティ１２内に座着することが可能になっていてよく、これにより、持上げバー２２と型壁３２との間における、注入された材料の浸出量が減少される。持上げバーが既述のように別個の縦方向部材４０及び遠位部材３８を有しているとはいえ、この持上げバーは、択一的に、遠位領域と縦方向領域とを有している単一の部材として形成されていてよい。
【００２７】
使用時には、天然樹脂がランナ１４及びゲート１６を介してキャビティ１２内に注入されてよい。天然樹脂が型キャビティ１２内に注入された後、この樹脂は冷却が可能になってよく、少なくとも部分的に凝固させられてよい。次いで、型が分離平面２４に沿って開放されてよい。図示の例示的な型１０の事例では、成形物品は、優先的には、当該型のＢ側に保持されている。次いで、成形物品は、突出しプレートを当該キャビティ１２に向かって進行させることによって、これにより、さらに、突出しピン１８及び持上げバー２２をキャビティ内に進行させることによって、キャビティから突き出されてよい。型が開放されている場合に当該型のＢ側に接触した状態に保たれている成形製品の表面積に関する持上げバー２２の接触表面の表面積は、直ちに前記成形物品が型から取り外されることを可能にし、その際、持上げバー２２が成形物品を突き抜けることはなく、とりわけ、見た目に係わる欠陥を成形品に生ぜしめることはない。
【００２８】
したがって、図示及び記載の例示的な実施形態は、突出しシステムを有している型であって、前記突出しシステムが当該型のＢ側に関連付けられているようなものを開示するものである。しかしながら、当業者は、当該型が修正しやすく、これにより、当該型の一方又は両方の側に本願に開示されているような突出しシステムを備えてよいことを察知するであろう。特別な利点は、成形物品の幾何学的形状部が型の片側に有利に付着しない場合には、当該型の両側が突出しシステムを備えている構成から得られるであろう。
【００２９】
本発明は射出成形に関して説明したとはいえ、天然樹脂が成形後に軟化しかつ頻繁に型表面に付着する傾向があるという、本発明によって取り組まれた問題は、溶融状態で行われる大抵の成形プロセスに内在する。したがって、幅広い観点では、前記例示的な実施形態が射出成形に関するものであるとはいえ、他のどのような形式の成形プロセスも、例えば、圧縮成形、及び当該分野において利用可能な他の熱可塑性物質加工技術も、視野に入れている。したがって、本発明は、開示された前記例示的な実施形態によって限定されるものと解釈されてはならず、むしろ添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものと解釈されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による例示的な型の一部を示す平面図である。
【図２】本発明による例示的な射出システムを簡単に示す横断面図である。
【図１】
0004593561.tif 000002
【図２】
0004593561.tif 000003