(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ及び澱粉を主成分とし水分を含む材料をキャビ型とコア型とで構成される射出成形金型に充填し、加熱して前記材料を成形するパルプ射出成形品の成形方法であって、前記射出成形金型には前記材料を該射出成形金型の前記キャビ型及び前記コア型のパーティング面同士を密着させて形成されるキャビティ内に導入するゲートが設けられ、更に、この射出成形金型にはセンサ部が前記キャビティ内において露出しているセンサ体が設けられ、前記材料を前記ゲートから前記キャビティ内に導入し該キャビティ内で該材料が加熱されることで生じる水蒸気を、前記パーティング面同士間に断続的に形成される間隙から放出して前記材料を乾燥固化させパルプ射出成形品を成形する射出成形装置を用い、前記材料を前記射出成形金型に該射出成形金型の加熱温度より低い温度で前記ゲートから前記キャビティ内に導入し、前記センサ部位置における前記材料の温度が前記射出成形金型の加熱温度より低い温度であるか否かを確知するか、または前記センサ部位置における前記材料の温度変化を確知することを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記センサ体のセンサ部は少なくとも前記ゲートから前記材料が最も遅く到達する位置に設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記センサ体は複数設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記センサ体は前記キャビ型に設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法。
【請求項５】
請求項１〜３いずれか１項に記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記射出成形金型は、固定型と可動型とで構成され、前記センサ体は前記固定型に設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプ射出成形品の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油高によるプラスチック材料の度重なるコスト上昇及び環境負荷低減対応への関心の高まりから、生分解性を有するパルプ射出成形品（パルプと澱粉を主成分とした材料を射出成形して得られた紙質の３次元立体構造物）の生産性向上が急務となってきている。
【０００３】
これまでの技術開発により、任意のパルプ射出成形品を成形することは可能になったものの、高品質のパルプ射出成形品を得るという点においては、これまでの技術は不十分である。
【０００４】
即ち、射出成形金型内を目視できないため、材料の流動挙動を把握できず、現状では試験的な成形を繰り返して成形後の状態を確認し、適切と考えられる条件を見い出しているが、未だ改善の余地が残されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑み成されたもので、極めて高品質のパルプ射出成形品を得ることができる実用性秀れたパルプ射出成形品の成形方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００７】
パルプ及び澱粉を主成分とし水分を含む材料をキャビ型５とコア型６とで構成される射出成形金型１に充填し、加熱して前記材料を成形するパルプ射出成形品の成形方法であって、前記射出成形金型１には前記材料を該射出成形金型１の前記キャビ型５及び前記コア型６のパーティング面７，８同士を密着させて形成されるキャビティ２内に導入するゲート３が設けられ、更に、この射出成形金型１にはセンサ部が前記キャビティ２内において露出しているセンサ体４が設けられ、前記材料を前記ゲート３から前記キャビティ２内に導入し該キャビティ２内で該材料が加熱されることで生じる水蒸気を、前記パーティング面７，８同士間に断続的に形成される間隙から放出して前記材料を乾燥固化させパルプ射出成形品を成形する射出成形装置を用い、前記材料を前記射出成形金型１に該射出成形金型１の加熱温度より低い温度で前記ゲート３から前記キャビティ２内に導入し、前記センサ部位置における前記材料の温度が前記射出成形金型１の加熱温度より低い温度であるか否かを確知するか、または前記センサ部位置における前記材料の温度変化を確知することを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法に係るものである。
【０００８】
また、請求項１記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記センサ体４のセンサ部は少なくとも前記ゲート３から前記材料が最も遅く到達する位置に設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法に係るものである。
【０００９】
また、請求項１，２いずれか１項に記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記センサ体４は複数設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法に係るものである。
【００１０】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記センサ体４は前記キャビ型５に設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法に係るものである。
【００１１】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載のパルプ射出成形品の成形方法において、前記射出成形金型１は、固定型５と可動型６とで構成され、前記センサ体４は前記固定型５に設けられていることを特徴とするパルプ射出成形品の成形方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上述のようにするから、極めて高品質のパルプ射出成形品を得ることができる実用性秀れたパルプ射出成形品の成形方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００１４】
本発明者等は、射出成形金型１に導入される材料が該射出成形金型１の温度より低いことに着目し、射出成形金型１に温度センサ４を予め設けておき、該温度センサ４上を材料が通過すれば、該温度センサ４は低温を確知するから、仮に、材料が温度センサ４上を通過しない場合には、温度センサ４は低温を確知しないことになり、よって、温度センサ４の確知温度の低下により材料が射出成形金型１の所定の箇所に充填されたか否かを判断できると想定した。
【００１５】
そこで、本発明者等は、バーフロー形状の材料流路を形成し、この流路に所定の間隔をおいて温度センサ４を設けた装置により実験したところ、上記想定通りの結果が得られ、本発明を完成した。
【００１６】
尚、材料が加熱される際に生じる水蒸気のガス圧力を測定したり、材料から受ける圧力を測定することによっても、同様な判断ができることを確認している。
【００１７】
以上から、本発明によれば、温度センサ４により温度の低下が生じたら、材料が適正に当該部位を通過しており、また、温度の低下が生じなければ、材料が当該部位を通過していないということが判断でき、従って、上記の通り材料の充填が不十分な製品や、所謂「鬆」（材料が加熱された際に生じた蒸気により形成された空隙）のできた製品等の不良品を直ちに確認でき、よって、高品質の成形品を得られることになる。
【００１８】
更に、本発明によれば、上記の通り材料が適正円滑に流動しているか否かも確知できることになるから、この温度センサ４により得られたデータをフィードバックさせ、射出成形金型の設計にも利用することが可能となる。
【００１９】
本発明の材料は、パルプ及び澱粉を主成分としている。この材料は、ミキサーなどにより物理的に混練したものである。よって、化学生成した樹脂材料とは異なり、材料組成はやや不均一であることは是とせざるを得ず、この不均一な組成は、流動の不安定さをもたらすことになる。この点、本発明は、温度センサ４により流動の挙動を監視し得ることになるから、流動の不安定さを直ちに確知でき、よって、不良低減や生産性向上を達成できると言える。
【００２０】
また、このパルプ及び澱粉を主成分とする材料は、水蒸気を多量に発する。従って、水蒸気の抜け不良に起因する未充填が生じ、また、射出成形金型の温度を保持するヒータが１つでも切れると、やはりそこでも未充填が生じる。従って、このパルプ及び澱粉を主成分とする材料は未充填が生じ易く、よって、本発明は、この意味でパルプ及び澱粉を主成分とする材料の場合に特に有用性を発揮すると言える。
【実施例】
【００２１】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２２】
本実施例は、パルプ及び澱粉を主成分とした材料を射出成形金型１において成形する射出成形装置であって、前記射出成形金型１には前記材料を該射出成形金型１のキャビティ２内に導入するゲート３が設けられ、更に、この射出成形金型１にはセンサ部が該射出成形金型１のキャビティ２内に露出する状態で温度センサ４が設けられているものである。
【００２３】
各部を具体的に説明する。
【００２４】
材料としては、パルプ繊維：６０ｗｔ％，澱粉（水溶性結合剤）：３０ｗｔ％，ＰＶＡ：１０ｗｔ％に水分を加えて４０ｗｔ％の水分率となるように調合したものが採用されている。尚、澱粉ではなく糊化澱粉を採用しても良く、この場合には、例えばパルプ繊維：６０ｗｔ％，糊化澱粉：３０ｗｔ％，ＰＶＡ：１０ｗｔ％に水分を加えて４０ｗｔ％の水分率となるように調合する。
【００２５】
この材料は、９０℃程度の温度に加熱され、約１５０℃に保持される射出成形金型１のキャビティ２内に充填される。
【００２６】
図１に図示したように、射出成形金型１は、キャビ型５とコア型６とで構成されている。尚、本実施例においては、キャビ型５が固定型５に、コア型６がキャビ型５に対して接離動する可動型６に設定されている。可動型６にはピストン機構等の適宜な駆動機構（図示省略）が設けられ、固定型５に対して接離動する。
【００２７】
図中、符号12はキャビ型５が固定されるキャビ型固定部、13はコア型６が固定されるコア型固定部である（このコア型固定部に前記駆動機構が設けられる。）。
【００２８】
キャビ型５には、該キャビ型５及びコア型６のパーティング面７，８同士を密着させることで形成されるキャビティ２内に材料を導入するゲート３が設けられ、このゲート３は、ノズル９と連設されている。このノズル９は、上述のように調合された材料が貯められる材料供給部10と連設されており、該材料供給部10に貯められた材料はスクリューにより攪拌され、ピストン機構等によりノズル９から押し出される。
【００２９】
コア型６には、材料を成形した後、成形品の裏面を押出してコア型６から該成形品を離形させるための押出ピン11が突没自在に設けられている。尚、図中、符号14は押出ピン11が連結部15を介して連結され、ピストン機構等により上下動する可動体、16，17はコア型６とコア型固定部13との間に前記可動体14の可動スペースを形成するための介在部材である。
【００３０】
また、キャビ型５及びコア型６の壁面には、シボ加工等による粗面化処理が施されており、材料の充填方向に適宜な流動抵抗が生じるように構成されている。従って、キャビティ２に充填される材料は、均一に充填されることになる。
【００３１】
以上から、１５０℃程度に保持されるキャビ型５及びコア型６のパーティング面７，８同士を密着させてキャビティ２に９０℃程度の材料を充填し、材料に含まれる水分を気化させると共に、コア型６を微動せしめて前記パーティング面７，８間に０．０２〜０．５ｍｍ程度の間隙を断続的に形成し、この間隙からキャビティ２内で発生した水蒸気を放出するようにして材料を乾燥，固化させることでパルプを主材料とする成形品を得ることができる。
【００３２】
本実施例においては、より取り付けが容易で可及的に構成を簡略化できるキャビ型５（固定型）に温度センサ４が設けられている。コア型６は上述のようにキャビ型５に対して接離動し、且つ、押出ピン11が設けられることから、温度センサ４の取り付けは厄介となる。
【００３３】
温度センサ４のセンサ部は、前記ゲート３から前記材料が最も遅く到達する位置に設けられている。例えば、図２，３に図示したようにゲート３の反対側（ゲート３から最も離れた位置）の狭隘部21や、また、図４，５に図示したように肉薄部18及びゲート３から最も離れた肉厚部19などに設けられる（肉薄部18は流動抵抗が大きく材料は肉薄部18を回りこむようにして到達し、該肉薄部18には材料が遅く到達する。）。
【００３４】
温度センサ４としては、ワイヤ状で先端に径小なセンサ部（φ１ｍｍ）を有する市販のＮ型熱電対温度センサ４が採用されている。温度センサ４は、この先端のセンサ部のみが露出するようにキャビ型５に穿設された小孔20内に配設される。
【００３５】
また、温度センサ４は、適宜なモニタに接続され、測定温度を逐次モニタリングし得るように構成されている。このモニタは、温度波形において所定の温度変化（温度低下）が認められた場合に自動的に材料の充填完了を報知するように構成しても良い。
【００３６】
従って、上述のようにキャビティ２内に材料を充填する際、この材料が末端まで充填されているか否かや、鬆が生じたか否か、どのような挙動で成形不良に至ったか等、材料の流動挙動を目視する以前に詳細に把握することができることになる。よって、この詳細に得られた材料の流動挙動を元に材料の成形条件等をより適切に設定することができ、極めて高品質なパルプを主材料とする成形品を簡易に得ることが可能となる。
【００３７】
尚、本実施例においては、温度センサ４を採用しているが、他のセンサ、例えばガス圧センサや圧力センサ等を採用した場合も同様である。
【００３８】
また、センサ体４を前記材料が最も遅く到達する位置だけでなく、他の位置に複数設ける構成としても良い。この場合、複数のセンサ体４を用いることで、より詳細にどのような経路で材料が充填されるか等までをも把握したり、射出成形金型１内において所謂「飛び」（材料が任意の部分において水蒸気の圧力により飛ぶ現象）が生じた場合も確知することができ、ウエルドや不均一部分が生じることも直ちに確認することができ、例えば金型設計用の試験装置として用いることも可能となる。
【００３９】
本実施例は上述のように構成したから、キャビティ２の材料が最も遅く到達する部位にセンサ体４のセンサ部を設けておくことで、極めて簡易な構成でコスト安に材料の充填が不十分な製品や、所謂鬆のできた製品等の不良品を直ちに確認でき、よって、高品質の成形品を得られることになる。
【００４０】
更に、本発明によれば、材料が適正円滑に流動しているか否かも確知できることになるから、この温度センサ４により得られたデータをフィードバックさせ、射出成形金型の設計にも利用することが可能となる。
【００４１】
従って、本実施例は、極めて高品質のパルプ射出成形品を得ることができる実用性秀れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施例の要部の概略説明断面図である。
【図２】本実施例の射出成形金型の一例を示す概略説明平断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ指示線断面図である。
【図４】本実施例の射出成形金型の一例を示す概略説明平断面図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ指示線断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  射出成形金型
２  キャビティ
３  ゲート
４  センサ体（温度センサ）
５  キャビ型（固定型）
６  コア型（可動型）
【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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