CN100354099C - 制造生物降解性成形物的方法及塑模 - Google Patents
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Abstract
使用由凸模片(21a)和凹模片(22a)构成的模具(20a),在凸模片(21a)和凹模片(22a)之间配置夹持在一对被覆膜(12)之间的成形用原料(14),闭模之后,通过加热成形用原料和被覆膜(12),使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形,同时,将被覆膜(12)软化,并压接在生物降解性发泡成形物表面上。由此,可提供能够简便并且以良好的精度制造即使在具有复杂形状的情况下也具有足够的强度,并且,具有良好的耐水性、良好的生物降解性和优良的表面平滑性的生物降解性成形物的制造方法和成形模。
Description
技术领域
本发明涉及以淀粉为主要原料并具有生物降解性的发泡成形物(生物降解性成形物)的制造方法,特别涉及适用于食品用容器和成形缓冲材料、壳体、包装用托盘等使用后可废弃的一次性的各种发泡成形物的生物降解性成形物的制造方法,以及所使用的成形模。而且,本发明特别涉及适合使用大致平面状的本发明制造大碗型和杯形等深冲形状的生物降解性成形物的制造方法。
背景技术
作为成形物的处理方法,开发了通过利用微生物生物降解的成形物处理技术,并已经展露头脚。特别是,从实用性方面考虑,注意到了利用淀粉和蛋白质等天然高分子的技术。这是因为,上述各种生物降解性塑料虽然具有与目前各种塑料(非分解性或者难分解性)基本相同的优质品质性能,但是实际上存在生物降解速度慢的问题。
例如,如果增大采用生物降解性塑料成形的成形物的厚度(壁厚),直至完全分解就需要非常长的时间,因此,在实用的范围内不能增大成形物的体积。而且,在将上述生物降解性塑料构成的成形物作为特别是一次性饭盒等使用时,与食品残渣一起废弃(コンポスト)成为对环境最没有负荷的处理方法。但是,由于上述生物降解性塑料的分解速度比食品残渣慢得多,废弃处理困难。而且,通常,成形物具有厚度和强度时,难以粉碎处理,用于提高生物降解性塑料的分解速度的粉碎也变得困难,所以,废弃处理生物降解性塑料制成的成形物事实上是不可能的。
与此不同,淀粉和蛋白质等具有良好的生物降解性,可以利用即使增大体积也非常容易分解的、通过农业等能够大量生产的植物淀粉等,因此,资源的保证并不困难,基本上可以作为发泡成形体利用,因此,具有能够获得兼有适当厚度和绝热性的成形物的优点,特别受关注。
作为上述通过使用淀粉和蛋白质等进行的生物降解的处理技术,可以举出例如:专利文献(1)日本公开专利公报“特开平5-320401号公报”(公开日:平成5年12月3日)、专利文献(2)日本公开专利公报“特开平7-224173号公报”(公开日:平成7年8月22日),专利文献(3)日本公开专利公报“特开平7-10148号公报”(公开日:平成7年1月13日),专利文献(4)日本公开专利公报“特开2000-142783公报”(公开日:平成12年5月23日),专利文献(5)日本公开专利公报“特开平7-97545号公报”(公开日:平成7年4月11日)等各种技术。
首先,在专利文献(1)和专利文献(2)的技术中,由于主要原料使用淀粉的天然物质,与生物降解性塑料相比,具有能够发挥良好的分解性的优点,同时,与纸浆相比,具有成形形状多样性的优点,但是,缺乏耐水性和耐湿性,用途受到限制,导致必须保证防湿保管等问题。
在专利文献(3)和专利文献(4)的技术中,以淀粉或者与其类似的各种多糖类为主要原料成形为成形物,同时为了提高耐水性,在成形物的表面涂覆天然树脂(达玛树脂和虫胶树脂等),形成耐水覆膜。
但是,在以淀粉为主要原料成形得到的成形物(还包括发泡成形物)中,表面不形成完全的平滑状态,而是产生细微的凹凸,因此,采用单纯的涂覆方法,在与耐水覆膜中的凹凸部分对应的位置容易产生细微的针孔。因此,即使可能期望一定程度的防水效果,也难以赋予完全的耐水性。特别是在要求耐湿性的情况下,从上述耐水覆膜的针孔容易吸收潮气,导致成形物容易变形等问题。
而且,上述达玛树脂和虫胶树脂等,为了涂覆例如必须溶解在醇类等有机溶剂中。因此,在涂覆处理之后除去有机溶剂时,存在这些有机溶剂在空气中扩散,需要不对大气造成环境污染所用的大规模的装置等制造设备上的问题。
在上述专利文献(5)的技术中,与上述专利文献(3)和专利文献(4)的技术同样,对由淀粉等构成的缺乏耐水性的生物降解性材料的表面涂覆将聚酯溶解在卤化烃中形成的生物降解性涂覆剂。在该技术中,作为具体的涂覆方法使用浸涂法(浸渍涂覆法),因此,即使对复杂形状的成形物,也可以形成适度的耐水覆膜。
但是,在该技术中,必须除去用于涂覆剂溶解的卤化烃,与上述专利文献(3)和专利文献(4)的技术同样,存在需要用于防止卤化烃扩散的装置等问题。而且,卤化烃对人体和环境不利的方面多,特别是在专利文献(5)的技术中具体举出的卤化烃是氟系的,因此,在大气中必须尽可能地限制挥发。结果,作为上述装置,存在需要大型的气密室和回收装置的问题。
除了上述各种技术之外,还有以蜡和疏水性蛋白质制成涂覆液之后涂覆在成形物表面上的方法,但是,通常,在成形物的整个表面上十分均匀并且完全地涂覆耐水覆膜很困难。如果是平板那样的平的成形物,涂敷比较容易,但是,在上述以淀粉为主要原料的成形物中,其表面容易产生凹凸,妨碍形成均匀的膜,另外,如果是杯状或者瓶状等其截面大致呈圆形的成形物,需要旋转成形物和涂敷装置,涂敷的难度进一步增大。
进而,例如,即使采用浸涂法等能够将涂敷液足够均匀地涂敷,涂敷后的涂敷液直至发生固化形成覆膜之前都会流下来,存在在覆膜上容易产生不均的问题。
而且,上述蜡的熔点较低,因此,存在耐热性差的问题。上述疏水性蛋白质虽然耐热性比较良好并且不必使用有机溶剂,但是,多数情况下使用水系溶剂,因此,存在在涂敷过程中成形物吸收水分发生软化变形的问题。
此外,目前还有人提出不对上述成形物表面涂敷耐水覆膜而是层压耐水覆膜的技术。具体地说,例如专利文献(6)日本公开专利公报“特开平11-171238号公报”(公开日:平成11年6月29日),专利文献(7)日本公开专利公报“特开平5-278738号公报”(公开日:平成5年10月26日),专利文献(8)日本公开专利公报“特开平5-294332号公报”(公开日:平成5年11月9日)等技术。
在上述专利文献6的技术中,不是将淀粉成形,而是用非透水性或者非吸收性保护层被覆通过浆模压法制备的容器。该技术具有可以基本上直接使用目前实施的对纸容器被覆塑料的技术的优点,但是,浆模的主体是纤维,因此,存在生物降解速度缓慢,无法与食品残渣等一起废弃,对容器也难以增加厚度,并且还无法进行深冲成型,无法制成多种多样的成形物等问题。
另一方面,在上述专利文献7和专利文献8的技术中,在由天然多糖类和蛋白质或者将它们在可生物降解的范围内进行化学修饰的产物制成的生物降解性容器的表面被覆生物降解性塑料薄膜,制造生物降解性容器。
在该技术中,使用生物降解性塑料作为薄的耐水覆膜,另一方面,容器本体是用天然多糖类和蛋白质等成形为具有足够厚度的容器,因此,能够发挥足够的耐水性和足够的生物降解性。因此,作为通过使用淀粉和蛋白质等的生物降解进行的处理技术,是特别需要的技术。
但是,在上述专利文献7的技术中,其仅具有对生物降解性容器本体被覆生物降解性塑料薄膜的构成,对生物降解性容器的具体构成几乎没有提及。
例如,生物降解性容器本体以多糖类或者蛋白质为主要成分时,其存在强度的问题,但是专利文献7的技术中,对于强度没有任何说明。而且,对于怎样具体被覆生物降解性塑料薄膜,例如是通过涂敷法形成,还是预先形成被覆膜再粘贴等,没有任何记载。
在上述专利文献7的技术中,对于对生物降解性容器本体的生物降解性塑料薄膜的被覆状态完全没有规定。上述生物降解性塑料薄膜是为了提高以多糖类或者蛋白质为主要成分的生物降解性容器本体的耐水性而被覆的,但是,在上述专利文献7的技术中,仅描述了被覆,对被覆状态是什么样的没有任何记载。
不管怎样将生物降解性容器用在一次性使用的用途中,作为一次性容器的稳定性和耐久性都是必须的,生物降解性塑料薄膜容易从生物降解性容器本体上剥离这种情况当然不能说具有耐久性。所以,对容器本体的被覆状态变成了重要的条件,但是,在上述专利文献7的技术中,对这方面没有任何考虑。
而且,由于上述生物降解性塑料的生物降解速度迟缓,难以作为厚壁的成形物使用,但是,生物降解速度不仅与成形物的壁厚有关,还与成形物中所含的总量也有很大关系。因此,在上述专利文献7的技术中,只记载了将生物降解性容器本体发泡和提高生物降解性,对发泡的程度和生物降解性的关系,以及生物降解性塑料和生物降解性容器本体的生物降解的平衡没有作任何说明,因此,无法使一个容器本体的生物降解良好地进行。
另一方面,上述专利文献8的技术可推测为对应于上述专利文献7公开的生物降解性容器的一个制造方法,但是,在该技术中,将热塑性塑料溶解在溶剂中,涂敷在生物降解性容器本体的表面,将其干燥,挥发溶剂后,层压由热塑性塑料构成的其它涂敷薄膜并进行热压。也就是说,为了稳定并粘贴涂敷薄膜(相当于生物降解性塑料薄膜),公开了将热塑性塑料用作粘结剂。
在本发明中,正如针对上述专利文献(3)到专利文献(5)的技术所描述的,如果将热塑性塑料溶解在溶剂中加以利用,会导致需要用于防止溶剂扩散的装置等问题。而且,在专利文献8的技术中的具体实施例中,溶剂使用氯仿,其在大气中无法尽可能地发散,因此,与5的技术相同,上述装置还存在需要大规模的气密室和回收装置的问题。
在上述8的制造方法中,在预先由多糖类和蛋白质预先形成密封条之后,通过用模具压制成形该密封条,可以得到生物降解性容器本体。因此,存在无法成形例如杯状的深冲形状的容器和带间壁食品托盘、包装托盘那样的成形物厚度均匀的成形物,进而无法成形包装用缓冲材料这样的形状复杂的成形物的问题。
而且,其他生物降解性容器或者生物降解性成形物也是已知的(参见专利文献1 0(日本公表专利公报“特表平11-512467号”、国际公开号:WO97/10293,国际公开日:平成9年(1997)3月20日)、专利文献11(日本公表专利公报“特表平8-500547号”、国际公开号:WO94/05492,国际公开日:平成6年(1994)3月17日)、和专利文献12(日本公开专利公报“特开平6-125718号”、公开日:平成6年5月10日))。
而且,使用袋体的聚氨酯发泡的填充方法也是已知的(参见专利文献13(日本公开专利公报“特开昭63-54217号”、公开日:昭和63年3月8日))。
通常在发泡树脂真空成形时进行压出的方法是已知的(参见专利文献14(日本公开专利公报“特开昭52-134670号”、公开日:昭和52年11月11日)、专利文献15(日本公开专利公报“特开昭54-127476号”、公开日:昭和54年10月3日)、专利文献16(日本公开专利公报“特开昭55-73535号”、公开日:昭和55年6月3日)、和专利文献17(日本公开专利公报“特开昭57-1712号”、公开日:昭和57年1月6日))。
但是,本发明者已经提出了下述发明,即包括以淀粉或者其衍生物为主要成分,以在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用至少具有疏水性的本发明,在成形模中加入上述成形用原料和本发明,将给定形状的生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形,同时,加热并软化被覆膜进行压制,由此,将最终的被覆膜粘贴在上述生物降解性发泡成形物表面的成形同时粘贴工序的生物降解性成形物的制造方法(参考在以本申请的优先权基础的申请的申请日时未公开并在之后公开的专利文献9(WO 02/22353A1,国际公开日:2002年3月21日,国际申请号:PCT/JP01/07903、国际申请日:2001年9月12日))。
上述在先发明是在制造生物降解性和耐水性优良的生物降解性成形物的同时可减少制造工序塑料并缩短制造时间的优秀的发明。
在专利文献9的方法中,进行了夹持在被覆膜的成形用原料通过在成形模内进行水蒸气发泡膨胀,将被覆膜挤压到成形模中的操作。而且,从成形用原料产生的水蒸气从被覆膜和被覆膜之间通入到成形模中的模片和膜片的粘结部分或者配合部分上形成的槽状的排气部分,排出到成形模之外。但是,这时,如果在被覆膜和成形模之间形成密闭空间,在该密闭空间存流空气不能溢出。因此,在成形模中挤压被覆膜在由成形用原料的膨胀产生的压力和在密闭空间留存的空气的压力构成平衡时停止。因此,被覆膜不能扩展到成形模的各个角落,在该密闭空间存留的空气只有一部分从成形模的表面浮出。因此,只能将生物降解性成形物按照成形模的模穴形状成形到在密闭空间留存的空气的部分。特别是,在成形模中,凹形的部分和光滑面(平面或者曲面)是一定面积以上连续的部分时,这种倾向会明显表现出来。结果,在成形的生物降解性成形物中,在成形模的凹形部分无法得到所需的壁厚,并且,在光滑面一定以上连续的部分在表面产生微细的凹凸。因此,生物降解性成形物的强度不足,无法得到具有良好外观和印刷适应性的生物降解性成形物。
而且,在上述引用文献9的发明中,在作为生物降解性成形物制造大碗型容器和杯型容器等这样的深冲形状的生物降解性成形物时,预先将被覆膜成形为与生物降解性成形物的外形大致一致的形状,或者,将被覆膜按照展开图样分割成作为整体与生物降解性成形物的外形大致相同的多个膜片。因此,为了由被覆膜制造深冲形状的生物降解性成形物,至少需要两个工序。
发明公开
本发明鉴于上述问题,其目的在于提供能够简便并且以尺寸良好的精度制造即使在具有复杂形状的情况下,也具有足够的耐水性、非常良好的生物降解性和优良的表面光滑性的生物降解性成形物的生物降解性成形物的制造方法,以及所使用的成形模。
为了达到上述目的,本发明的生物降解性成形物的制造方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分,以在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,在具有给定形状的模穴的成形模中加热成形成形用原料和被覆膜,由此,在将成形用原料进行水蒸气发泡成形的同时,在通过水蒸气发泡成形得到的生物降解性发泡成形物的表面上软化挤压被覆膜的生物降解性成形物的制造方法,其特征在于在上述成形模中设置排气孔,在加热成形时,将在被覆膜和成形模表面之间存在的气体通过上述排气孔排出到模穴之外。
根据上述方法,通过以淀粉为主要成分制备浆状或者糊状的成形用原料,采用该成形用原料进行水蒸气发泡成形,可以成形成非常复杂的形状,同时得到的生物降解性发泡成形物保持一定程度的含水率,与现有的淀粉成形物相比,能够发挥优良的强度。
而且,根据上述方法,上述被覆膜通常以具有与塑料近似的形状的生物分解性塑料为主要成分,至少具有疏水性,因此,能够制造具有耐水性的生物降解性成形物。而且,根据上述方法,通过在成形模中加热成形,将被覆膜加压在生物降解性发泡成形物的表面,因此,能够获得被覆膜大致紧贴在生物降解性发泡成形物的表面的状态下的生物降解性成形物,被覆膜不易从生物降解性发泡成形物的表面上剥离。因此,能够进一步确保生物降解性成形物的耐水性。
根据上述方法,生物降解性发泡成形物由于是发泡体,因此表面积大,生物降解反应容易进行,因此,生物降解性非常良好。
根据上述方法,成形用原料的水蒸气发泡成形和被覆膜的压制同时进行,因此,能够以更少的工序制造生物降解性成形物,能够以更简便的方法制造生物降解性成形物。
根据上述方法,在上述成形模上设置排气孔,通过在加热成形时使在被覆膜和成形模表面之间存在的气体通过上述排气孔排出到模穴之外,提高被覆膜和成形模表面的粘着性。因此,能够获得具有优良的表面光滑性的生物降解性成形物。而且,能够获得表面的光泽良好的美丽的生物降解性成形物。而且,由于获得了光滑的表面,在对生物降解性成形物表面进行印刷时,可以获得没有色差和印刷不均的漂亮的印刷。进而,通过提高被覆膜和成形模表面的粘着性,可以获得具有大致按照设计尺寸(基本与成形模的模穴尺寸相同)的生物降解性成形物,并实现良好的尺寸精度。
在上述方法中,在上述成形模的内部,形成通过上述排气孔通入到模穴的空间,在加热成形时,可以使上述空间相对于成形模的外部形成封闭空间。这样,即使在进行快速成形的情况下和被覆膜的强度低的情况下,也能够很容易地避免由模穴内压急剧上升造成的被覆膜变形和破坏。
在上述方法中,加热成形时,可以使存在于被覆膜和成形模表面之间的气体通过上述排气孔排出到成形模的外部。这样,即使在模穴内压比较低的情况下,也可以使存在于被覆膜和成形模表面之间的气体充分排出到模穴之外,结果,能够实现良好的尺寸精度。
在上述方法中,将成形用原料提供到成形模中的方法可以是(1)在成形模中与被覆膜同时配置成形用原料的方法、(2)在成形模中配置被覆膜之后,在加热成形之前将成形用原料投入到被覆膜中的方法、(3)在成形模中开始加热成形被覆膜之后,在被覆膜上投入成形用原料的方法中的任意一种方法。其中,(1)的方法由于可以一次将原料供应,作为简便。
为了达到上述目的,本发明的成形模是用于通过以淀粉或者其衍生物为主要成分,将在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料在内部加热进行水蒸气发泡成形的成形模,其特征在于,由彼此配合并在内部形状给定形状的模穴的多个模片构成,上述各模片上贯通着用于将模穴内的气体排出到模穴之外的排气孔。
根据上述构成,由于在各模片上设计了排气孔,那么如果通过在内部加热上述成形用原料,使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形,那么在成形时,就能够使模穴内的气体通过上述排气孔排出到模穴之外。这样,提高了成形物和成形模表面的粘着性。因此,能够获得具有优良的表面平滑性的生物降解性成形物。而且,能够获得表面光泽良好的漂亮的生物降解性成形物。而且,由于获得了光滑的表面,因此,即使在对生物降解性成形物表面施以印刷时,也能够获得没有色差和印刷不均的美丽的印刷。进而,通过提高成形物与成形模表面的粘着性,可以获得具有与设计尺寸大致相同尺寸(与成形模的模穴大致相同尺寸)的生物降解性成形物,实现良好的尺寸精度。
根据上述构成,由于在上述各模片上贯通了排气孔,因此,与只在模片和模片的接合部分形成排气孔的情况相比,提高了生物降解性成形物中的平面部分的表面光滑性和尺寸精度。
在形成模片的模穴的面上设置排气槽(沟状排气部分)时,在生物降解性成形物的表面上排气槽形成压纹,在上述构成中由于使用了贯通各模片的排气孔,因此,排气孔对生物降解性成形物的表面形状没有影响,即使有也不存在实用上的问题。
本发明的成形模中,上述各模片由金属构成,优选在上述模片之间设置用于将模片彼此绝缘的绝缘体。
根据上述构成,可以采用各模片作为电极,通过高频介质加热和通电加热等方法,加热上述成形用原料。因此,可以将成形用原料在短时间内均匀加热,在短时间内获得良好的成形物。而且,根据上述构成,在采用上述制造方法制造生物降解性成形物时,由于不在成形模中直接加热本发明,因此,能够采用熔点比较低的被覆膜。
本发明的其他目的是提供以更少的工序能够制造大碗型容器或杯形容器等这样的深冲形状的生物降解性成形物的制造方法。
本发明的生物降解性成形物的制造方法具备“以淀粉或者其衍生物为主要成分,以在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料”和生物降解性塑料为主要充分,使用具有疏水性的被覆膜,在成形模中将上述成形用原料和被覆膜加热成形,由此使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形,同时,将被覆膜软化并压制在生物降解性发泡成形物表面上”这一基本构成要素,同时为了达到上述目的,还具备“在深冲形状的成形模中与成形用原料同时配置大致平面状的被覆膜,进行上述加热成形,由此,制造深冲形状的生物降解性成形物”这一特征。
上述方法由于具备上述基本构成要点,因此,与采用设置上述排气孔的成形模的方法具有相同的优点。
即,首先,根据上述方法,通过以淀粉为主要成分,在其中混合水,制备浆状或者糊状的成形用原料,用该成形用原料进行水蒸气发泡成形,即使是非常复杂的形状也能够很容易地成形,同时,得到的发泡成形物保持一定程度的含水率,与现有的淀粉成形物相比,能够发挥优良的强度。
而且,根据上述方法,上述被覆膜以具有接近通常塑料的性质的生物降解性塑料为主要成分,并至少具有疏水性,因此,能够制造具有耐水性的生物降解性成形物。
根据上述方法,由于同时进行成形用原料的水蒸气发泡成形和被覆膜的压制,因此,可以以更少的工序制造生物降解性成形物,并以更简单的方法制造生物降解性成形物。
根据上述方法,由于通过在成形模中的加热成形将被覆膜压接在生物降解性发泡成形物的表面上,因此,能够获得被覆膜基本上紧贴在生物降解性成形物表面状态的生物降解性成形物,并且,被覆膜不易从生物降解性发泡成形物的表面上剥离下来。因此,能够确实确保生物降解性成形物的耐水性。
因此,根据上述基本构成要素,即使在具有复杂形状的情况下,也能够简便地制造具有足够强度并且具有足够耐水性和非常良好的生物降解性的生物降解性成形物。
根据上述方法,在压接被覆膜时,由于以基本上平面状配置被覆膜,作为被覆膜,可以直接使用市售的大致平面状或者辊状的膜。因此,能够节省预成形被覆膜的工序,大幅度简化制造工序。
根据上述方法,由于以大致平面状配置被覆膜,因此,能够很容易地提供被覆膜,并能够用辊或者夹子等运送以连续提供。而且,能够连续生产深冲形状的生物降解性成形物。
在本发明说明书中,所谓“深冲形状的成形物”是指具有30mm以上深度的凹形,并且,满足(1)相对于中心线(连接底面中心和开口中心的直线)的侧面的倾斜角度在至少1点为30°以下,和(2)长宽比(长尺寸/宽尺寸)为0.3以上得到至少一个条件的容器。而且,所谓长尺寸是指高度方向(中心线方向)的最大外形尺寸,宽尺寸是指与高度方向正交方向(间距方向)的最大外形尺寸。
深冲形状在食品容器的情况下相当于通常被称为“杯”、“杯”、“瓶”、“大碗”等的形状。另一方面,没有深冲形状的凹形(下面成为浅冲形状)在食品容器的情况下相当于被称为“托盘”、“平盘”、“圆盘”、“方盘”等的形状。
在上述制造方法中,没有预先成形大致平面状的被覆膜,通过在成形模中加热压接大致平面状的被覆膜,直接成形为深冲形状的被覆膜。因此,与在不预先成形而将大致平面状的被覆膜成形为盘型等浅冲形状的情况和预先成形被覆膜之后成形为深冲形状的情况相比,压接时,必须大大延伸被覆膜。但是,在根据生物降解性塑料的种类,作为被覆膜使用耐热性和阻气性优良的二轴拉伸膜的情况下,具有成形时不会大幅度拉伸的倾向。因此,如果没有将成形模中的加热条件最佳化以使被覆膜充分拉伸,在拉伸被覆膜时,被覆膜上有可能产生断裂或龟裂、针孔等缺陷。
本发明的其他目的是提供在采用大致平面状的被覆膜制造特别是深冲形状的生物降解性成形物的情况下,能够更确实避免被覆膜产生缺陷并且更确实确保生物降解性成形物的耐水性的生物降解性成形物的制造方法。
本发明的生物降解性成形物的制造方法在具备上述基本构成要点的同时,为了达到上述目的,具有“采用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配置成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,将凸模和凹模的至少一方在它们配合的方向上移动,由此使被覆膜的中央部分变形,在至少被覆膜发生变形其间,结合被覆膜外周没有发生变形的表面,从而使凸模相对于形成的平面的相对移动速度保存在8mm/s~12mm/s的范围内”这一特征。
根据上述方法,根据凸模,被覆膜延伸的速度大致一定,并且保存在最佳的速度,因此,在采用特别是大致平面状的被覆膜制造深冲形状的生物降解性成形物时,能够避免被覆膜发生断裂、龟裂和针孔。因此,由于能够确实地用被覆膜覆部分生物降解性发泡成形物,因此,能够更加确实地确保生物降解性成形物的耐水性。
在上述方法中,至少被覆膜发生变形其间,优选直线接近凸模和凹模。
根据上述方法,例如,与用铰链连接凸模的一个边和凹模的一个变转动凸模的情况相比,由凸模对被覆膜施加的压力更加均匀。因此,特别是,在制造深冲非常深的生物降解性成形物的情况和制造形状更为复杂的生物降解性成形物的情况相比,能够均匀地拉伸被覆膜,被覆膜的壁厚均匀。因此,进一步提高由被覆膜产生的效果,即,提高生物降解性成形物的耐水性等。
在上述方法中,优选在双方彼此靠近的方向上移动凸模和凹模直至至少被覆膜开始发生变形为止。
根据上述方法,由于在双方彼此靠近的方向上移动凸模和凹模直至至少被覆膜开始变形为止,因此,能够缩短直至将凹模与凸模配合所需要的时间(配合时间),结果,能够缩短制造时间。
本发明的其他生物降解性成形物的制造方法在具备上述基本构成的要点的同时,为了达到本发明的其他目的,具备“加热以使成形模的温度在被覆膜的软化点以上并且比被覆膜的熔点低10℃以上”这一特征。
根据上述方法,通过使成形模的温度低至比被覆膜的熔点低10℃以上,被覆膜可以不熔融而变软,并成形为与成形模对应的形状。中央,在采用特别是大致平面状的被覆膜制造深冲形状的生物降解性成形物的情况下,能够避免在被覆膜上产生针孔。因此,由于能够更加确实地用被覆膜被覆生物降解性发泡成形物,因此,就能够更加确实地确保生物降解性成形时的耐水性。
在上述方法中,优选进行加热使成形模的温度在130℃以上。
根据上述方法,由于能够充分加热成形用原料进行水蒸气发泡成形,因此,在能够缩短水蒸气发泡成形的成形时间的同时,水蒸气发泡的条件也变得良好,能够获得具有均匀并且致密结构的生物降解性发泡成形物。而且,在达到缩短制造时间的目的的同时,还能够提高得到的生物降解性成形物的强度等特性。
在上述方法中,优选进一步加热,使成形模的温度为150℃以上。
根据上述方法,由于能够进一步充分加热成形用原料进行水蒸气发泡成形,因此,在能够进一步缩短水蒸气发泡成形的成形时间的同时,水蒸气发泡的条件变得良好,能够获得具有更加均匀并且致密结构的生物降解性发泡成形物。而且,在达到进一步缩短制造时间目的的同时,能够提高得到的生物降解性成形物的强度等特性。
而且,在上述各方法中,在上述加热成形之前,优选在与被覆膜接触的成形模表面上设置滑动剂(润滑剂)。
根据上述方法,由于能够降低被覆膜表面和成形模表面之间的接触摩擦,因此,在用成形模拉伸被覆膜时,能够避免由于与成形模的摩擦在被覆膜上产生断裂和龟裂等这样的破损。
在本发明说明书中,所谓“润滑剂”是指由于得到的生物降解性成形物容易从成形模出来,因此为了减小成形后的被覆膜表面与成形模表面之间的接触摩擦并防止在成形模上粘着被覆膜而使用的物质,并不限于所说的“滑剂”。
上述滑动剂优选在成形模表面上形成的氟树脂层。
上述方法与在与被覆膜接触的成形模表面上涂覆液体状的滑动剂(滑剂和油脂等)的情况和在与被覆膜接触的成形模表面上附着微粒状的滑动剂(无机微粒等)的情况相比,具有以下的优点。
即,在涂覆液体状的滑动剂和附着微粒状的滑动剂的情况下,成形时滑动剂会从成形模表面剥离,因此,为了成形需要涂覆滑动剂。与此不同,在上述方法中,由于在成形模表面上形成氟树脂层作为滑动剂,因此,成形时滑动剂不会从成形模表面剥离,可长时间使用。因此,能够减少在成形模表面上设置滑动剂的手续。
而且,在涂覆液体状的滑动剂和附着微粒状的滑动剂的情况下,由于成形时滑动剂附着在生物降解性成形物表面上,因此,需要在成形之后从生物降解性成形物表面上除去滑动剂。与此不同,在上述方法中,成形时滑动剂附着在生物降解性成形物表面上,不会污染生物降解性成形物的表面,能够省去在成形之后从生物降解性成形物表面去除滑动剂的手续。
本发明的其它目的、特征和优点通过如下所示的记载能够充分理解。而且,被覆膜的优点在下面参照附图的说明中也变得清楚。
附图的简单说明
图1是说明本发明一个实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图2是表示作为由本发明的制造方法制造的生物降解性成形物的其他例子的大碗型形状的截面简图。
图3是表示作为由本发明的制造方法制造的生物降解性成形物的其他例子的圆盘型形状的截面简图。
图4是表示作为由本发明的制造方法制造的生物降解性成形物的另一个例子的杯型形状的截面简图和平面简图。
图5(a)和图5(b)是表示成形图2所示的大碗型容器的成形模的一例构成的截面简图。
图6(a)和图6(b)是表示成形图3所示的圆盘型容器的成形模的一例构成的截面简图。
图7是说明为了制造图3所示的圆盘型容器的本发明的其他实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图8是表示图5(a)和图5(b)表示的成形模中具备内部加热用电极的一例构成的说明简图。
图9(a)和图9(b)是表示用于成形图4所示的杯型容器的成形模的一例构成的截面简图。
图10(a)和图10(b)是表示用于成形图4所示的杯型容器的成形模的其他构成的截面简图。
图11是说明为了制造图2所示的大碗型容器的本发明的其他实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图12是说明为了制造图3所示的圆盘型容器的本发明的其他实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图13是说明为了制造图2所示的大碗型容器的本发明的其他实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图14(a)和图14(b)中的图14(a)是表示采用图15中说明的制造方法制造图4中表示的生物降解性成形物时将被覆膜以膜片形式切取状态的两部分的一个例子的平面简图;图14(b)是将被覆膜以膜片形式切取状态的三部分的一个例子的平面简图。
图15是说明为了制造图4所示的杯型容器的本发明其他实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图16是说明为了制造图4所示的杯型容器的本发明另一实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图17是说明为了制造图4所示的杯型容器的本发明另一实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图18是表示用于成形图2所示的大碗型容器的成形模的其他构成例的截面简图。
图19是表示成形中模穴内压的时间变化的图。
图20是说明本发明一个实施方案的生物降解性成形物的制造方法的说明图。
图21是表示作为由本发明的制造方法制造的生物降解性成形物的一个例子的大碗型容器的形状的截面简图。
图22(a)和图22(b)是表示用于成形图21表示的大碗型容器的成形模的构成的截面简图。
图23(a)和图23(b)是表示用图22(a)和图22(b)表示的成形模使本发明变形的情况的说明简图,图23(a)表示被覆膜开始变形的时间,图23(b)表示被覆膜变形过程中的时间。
图24是表示在图22(a)和图22(b)所示的成形模中,具备内部加热用电极的构成的一个例子的说明简图。
实施发明的最佳技术方案
[实施方案1]
基于附图1到附图18对本发明的一个实施方案进行如下说明。但是,本发明并不限于此。
首先,对通过本发明制造方法制造的生物降解性成形物进行说明。
通过本发明的制造方法制造的生物降解性成形物是包括通过后述的成形用原料的水蒸气发泡成形得到的给定形状的生物降解性发泡成形物和在其表面上粘贴的被覆膜,该被覆膜以生物降解性塑料为主要成分并至少具有疏水性的生物降解性成形物。
在上述生物降解性成形物中,生物降解性发泡成形物中所含的空气相的体积比例优选相当于生物降解性成形物的整体体积大于30体积%。这样,生物降解性发泡成形物的表面积增大,生物降解性发泡成形物的微生物容易进入。因此,生物降解性发泡成形物容易进行生物降解,结果,能够进一步提高生物降解性成形物的生物降解性。
在以下的说明中,将上述生物降解性发泡成形物简单地记为“发泡成形物”。而且,上述浆状是指至少在淀粉中加入水的状态下具有足够流动性的状态。所以,淀粉不需要溶解在水中,可以形成接近悬浮液的状态。另一方面,上述糊状是指,流动性比上述浆状低的状态,即接近半固形的状态。
作为生物降解性成形物的一个例子,具体的可举出深冲形状的生物降解性成形物即大碗形状的容器(下面称为大碗型容器)。如图2示,大碗型容器10a具有上述生物降解性发泡成形物即容器本体11a和直接大致紧贴以覆盖其表面的被覆膜12。
大碗型容器10a具备向上方扩展的圆锥台状的侧壁10aa、在侧壁10aa下端形成的底部10ab和在侧壁10aa的上端向外侧延伸设置的圆环状的凸缘部分10ac。在底部10ab上形成圆环状的凸部即糸底部(高台部)10ad,所以,底部10ab中的糸底部10aa的内层和外侧上分别形成凹部10ae和凹部10af。
作为生物降解性成形物的其他例子,可举出圆盘型容器(下面称为圆盘型容器)。如图3所示,该圆盘型容器10b也由容器本体11b和被覆膜12构成。
圆盘型容器10b具备平板状的底部10ba和从底部10ba开始延伸向上方光滑地弯曲的曲面部10bb、在曲面部10bb的上端向外部延伸设置的圆环状的凸缘部分10bc。
作为生物降解性成形物的其他例子,可举出深冲形状的生物降解性成形物即杯型容器(杯型容器)。如图4所示,该杯型容器10c也由上述生物降解性发泡成形物即容器本体11c和被覆膜12构成。在图4中,上图是杯型容器10c的纵向截面图,下图是对应于上图的平面图(从上方俯瞰杯型容器10c的图)。
如后所述,容器本体11a的表面不必弯曲被被覆膜12覆盖,可以是部分覆盖的状态。
本发明的生物降解性成形物的制造方法是以以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者或者的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,采用具有疏水性的被覆膜12,在成形模加热成形成形用原料和被覆膜12,由此在使成形用原料进行水蒸气发泡成形的同时,在通过水蒸气发泡成形得到的发泡成形物的表面加被覆膜12并进行压接的方法。
被覆膜的生物降解性成形物的制造方法是在成形用原料水蒸气发泡成形的同时在发泡成形物上直接粘贴被覆膜12的方法,因此,与预先由成形用原料水蒸气发泡成形给定形状的发泡成形物之后,使用粘结剂粘贴被覆膜的方法(下面称为后粘贴法)相比,具有如下的优点。
首先,可举出的第一个优点是能够减少工序数量。也就是说,该方法实际上能够在一个工序中粘贴被覆膜12,因此,与至少需要两个工序的上述后粘贴法相比可以减少工序数量。而且,由于能够在一个工序粘贴,因此,能够缩短制造所需要的时间。而且,可以提高被覆膜的生物降解性成形物的生产效率。
可举出的第二个优点是不需要使用粘贴模。也就是说,由于在用成形模(模具20a等)成形发泡成形物(容器本体11a等)的同时还粘贴被覆膜12,因此,不需要如后粘贴法所述的用于粘贴被覆膜12的粘贴模。因此,能够降低制造设备的成本,并且不需要包括上述粘贴模的粘贴用设备,因此,能够达到节省制造设备的空间的目的。
可举出的第三个优点是不需要使用粘结剂。所以,能够抑制粘结剂部分的原材料费用,并且由于不使用粘结剂,因此提高了得到的生物降解性成形物中的的淀粉含有比例,可进一步提高生物降解性。
可举出的第四个优点是采用这种方法在发泡成形物(容器本体11a、11b)上直接形成被覆膜12,因此,被覆膜12的粘贴状态是稳定的状态。
在本发明的制造方法中,在至少构成被覆膜12的主要成分的生物降解性塑料的软化点(开始软化温度)以上熔点以下的温度,在成形用原料水蒸气发泡成形的同时粘贴被覆膜12。因此,被覆膜12以加热加压的状态面对处于发泡成形过程中的发泡成形物,在软化状态下接受从外部由成形模产生的压力,并接受由内部处于发泡成形过程中的发泡成形物的压力,形成与该发泡成形物紧贴的状态。结果,被覆膜12以在发泡成形物的表面上熔融的形式被粘贴。
由此,在得到的生物降解性成形物的截面上,被覆膜12的层和发泡成形物11的表面的界面不形成简单粘贴方法(后粘贴法)时那样的平滑面,例如形成具有凹凸的不规则面,形成被覆膜12对发泡成形物11充分粘着的状态。结果,被覆膜12的粘贴状态非常牢固,粘贴状态的稳定性也与具备粘结剂层的情况处于同一水平。因此,能够进一步提高得到的生物降解性容器本体容器本体的耐水性和阻气性。
被覆膜12的层和发泡成形物11的表面的截面是根据被覆膜12的成分和发泡成形物11中所含的成分和制造条件等可以得到各种形状的界面。
综合上述四个优点,通过本发明的制造方法,与后粘贴法相比,可以更有效并且低成本制造生物降解性成形物,因此,能够以更低的价格提供该生物降解性成形物。而且,根据一次性用途可以方便地使用本发明生物降解性成形物。
下面对本发明所使用的成形用原料进行说明。本发明所使用的成形用原料是以淀粉或者其衍生物为主要成分并在其中混合水制成的。
作为上述成形用原料的主原料使用的淀粉,没有特别的限定。例如,可以使用由马铃薯、玉米(corn)、木薯、米、小麦、甘薯等作为主要谷物的世界上生产的农产品容易得到的淀粉。上述淀粉可以由特定的农产品制造,也可以混合由多种农产品制造的产物。
上述淀粉的衍生物是指在不影响生物降解性的范围内对淀粉进行修饰的,具体的可举出例如α化淀粉、交联淀粉、改性淀粉等。也可以使用上述未修饰的淀粉和上述淀粉的衍生物混合的混合物。因此,广义上说,本发明的淀粉包括未作任何修饰的淀粉(狭义的淀粉)和上述淀粉的衍生物和它们的混合物。在以下的说明中如果没有特别的限定写为“淀粉”,就是指广义的淀粉。
作为上述成形用原料中所含的淀粉的含量,在以该成形用原料的主要固形部分的总量为100重量%时,优选在50重量%以上100重量%以下的范围内。而在以加水的成形用原料全部为100重量%时,优选在20重量%以上70重量%以下的范围内。在该范围内,本发明的生物降解性成形物可以看成其主要成分为淀粉,能够发挥良好的生物降解性。在本发明的说明书中,将主要原料淀粉和添加剂中的增量性添加剂增量剂和起来称为“主要固形部分”。
在上述成形用原料中,除了上述淀粉之外,还可以含有各种添加剂。作为这些添加剂,具体地说,可举出增量剂、强度调整剂、可塑剂、乳化剂、稳定剂、均质性调整剂、保湿剂、手感调整剂、导电率调整剂、介电损失调整剂、膨化剂、着色剂等。
这些添加剂可以举出具有提高生物降解性成形物的制造效率和避免制造过程中的问题的制造过程上的优点,以及提高得到的生物降解性成形物的品味和降低生物降解性成形物的成本的作为成品的生物降解性成形物的优点。这些添加剂只要不会大幅度降低发泡成形物和生物降解性成形物的质量,就没有特别的限定。
上述增量剂是目的在于通过加入到成形用原料中增加该成形用原料重量并尽可能地减小主要原料即淀粉的使用量降低成本的添加剂。因此,只要是比淀粉更便宜的,就没有特别的限定,优选可以使用兼顾废物处理的伴随食品等的加工制造的副产物。
具体地说,可以举出例如(1)以芹、胡萝卜、土豆、柑桔类(桔子、柠檬、葡萄柚等)、苹果、葡萄、浆果类、凤梨、甘蔗、甜菜等蔬菜和水果为原料的食品(饮料)的制造加工时等产出的榨汁渣和压榨渣或者它们的混合物;(2)以豆腐渣等豆腐等的豆腐渣为原料的加工食品制造时产生的副产物;(3)日本酒、烧酒、啤酒、红酒等酒类制造时产生的酒糟、烧酒糟、啤酒酵母渣、红酒酵母渣或者它们的化合物;(4)咖啡、红茶、麦茶、绿茶、乌龙茶等茶类等嗜好物类的残渣、茶渣或者它们的混合物;(5)大豆、玉米、菜籽、蓖麻等榨油后的榨油渣或者它们的混合物;(6)麸子、米糠、稻壳等渣类精制时生产的副产物或者它们的混合物;(7)麸质粗粉等淀粉生产时产生的副产物;(8)玉米蛋筒、饼干、薄脆、华夫饼干等糕点和面包制造产品制造时产生的烘烤屑或者它们的混合物;(9)对上述各副产物等干燥处理和或粉碎处理的产物等等。它们可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述强度调整剂是调整发泡成形物和生物降解性成形物的强度(特别是提高强度)的添加剂,没有特别的限制,具体地说,例如,作为上述增量剂举出的(1)~(9)各种副产物;(10)葡萄糖(葡萄糖)、糊精或者异构化糖等糖类或者它们的混合物;(11)山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇等糖醇或者它们的混合物;(12)植物性油脂、动物性油脂、它们的加工油脂等油脂或者它们的混合物;(13)巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、石蜡、微晶蜡等蜡类或者它们的混合物;(14)黄元胶、虫胶、愈疮胶、刺槐豆胶、果胶、阿拉伯树胶、梧桐胶、楤木胶、カラギ一ナン、フア一セルラン、寒天、藻酸及其盐等、微生物产生的多糖类或者由植物产生的多糖类等增粘多糖类或者它们的混合物;(15)钙、钠、钾、铝、镁、铁等金属的氯化物、硫酸盐、有机酸盐、碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐等金属盐类或者它们的混合物;(16)石英粉、硅藻土、滑石、二氧化硅等不溶性矿物类或者它们的混合物;(17)纤维素、微晶纤维素、纸、纸浆(也指废纸浆、原浆)、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙酰纤维素等植物性纤维及其衍生物或者它们的混合物;(18)玻璃、金属、碳、陶瓷等无机物或者由它们构成的纤维等的各种构造物;(19)贝壳、骨粉、蛋壳、叶子、木粉等天然原料或者它们的混合物;(20)碳酸钙、碳、滑石、二氧化钛、硅胶、氧化铝、非纤维填料或者它们的混合物;(21)硬脂酸、乳酸、月桂酸等脂肪酸或者它们的金属盐等盐类,或者酸酰胺、酯等脂肪酸衍生物或者它们的混合物;(22)甘油、聚甘油、丙二醇、乙二醇甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、糖酯、卵磷脂、山梨聚糖脂肪酸酯、聚山梨醇酯等其它食品添加剂或者它们的混合物;(23)虫胶、松香、白松树脂、古塔波胶、达玛树脂等天然树脂或者它们的混合物;(24)聚乙烯醇、聚乳酸等生物降解性水准或者它们的混合物;(25)乙酰基三丁基サイトレ一ト、锆盐溶液、碱式铵锆碳酸盐溶液或者它们的混合物等。这些强度调整剂可以只使用一种,也可以两种以上混合使用。
上述可塑剂是指改善成形用原料的流动特性并赋予得到的发泡成形物和生物降解性成形物柔软性的添加剂,没有特别的限定,但是,具体的说例如上述增量剂中举出的(1)~(9)各种副产物;作为强度调整剂举出的(10)~(21)和(23)、(24)的各种化合物;(26)乙酰基聚丁基サイトレ一ト、或者甘油、聚甘油、丙二醇、乙二醇等糖醇类或者它们的混合物等。这些可塑剂可以只使用一种,也可以两种以上混合使用。
上述乳化剂是在往成形用原料中加入油性添加剂时,将该油性添加剂充分混合制成水中油滴型的乳液状的添加剂,对此没有特别的限定,具体可举出(27)甘油酸酯、聚甘油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、糖酯、山梨糖醇酯、卵磷脂、聚山梨糖醇等表面活性剂或者它们的混合物。
上述稳定剂是能够使调制的成形用原料的状态稳定化的添加剂,没有特别的限定,具体的可举出作为上述主原料的淀粉(狭义的、没有修饰的)或者其衍生物;上述强度调整剂中举出的(10)糖类;(11)糖醇;(14)增粘多糖类;(17)植物性纤维及其衍生物(但是除纸之外);(21)脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸衍生物等。这些稳定剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述均质性调整剂是用于使浆状或者糊状的成形用原料中的均质性,即尽可能的细化成形用原料的“纹理”(这时,形成处于浆状或者糊状状态的固形部分的粒子等)、并形成均一并且光滑的状态的添加剂,没有特别的限定,具体的例如可举出作为上述主原料的淀粉(狭义的、未修饰的)或者其衍生物;在增量剂中举出的(1)~(9)的各种副产物;强度调整剂中举出的(10)~(25)的各种化合物等。这些调整剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述保湿剂是使发泡成形物中含有一定水分的物质,具有与上述可塑剂同样的功能。也就是说,如果能使以淀粉为主要成分的发泡成形物处于含有一定程度水分的状态(保湿状态),能够获得α化的淀粉的脆度(脆性)降低,其强度和柔软性提高的效果。因此,保湿剂还具有作为可塑剂和强度调整剂的功能。
作为上述保湿剂也没有特别的限定,具体的可举出例如上述主要原料的淀粉(狭义的、未修饰的)或者其衍生物;作为增量剂举出的(1)~(9)的各种副产物;强度调整剂中举出的(10)糖类;(11)糖醇;(12)油脂;(13)蜡;(14)增粘多糖类;(15)金属盐类;(17)植物性纤维及其衍生物;(19)贝壳、骨粉、蛋壳、叶子、木粉等天然材料类;(22)食品添加剂类等。这些保湿剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述手感调整剂是具有作为浆料调整剂的功能的并且能够提高浆状或者或者的程序员预料的手感的添加剂,没有特别的限定,可举出上述作为可塑剂、乳化剂、稳定剂举出的所有材料和化合物等。这些调整剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述导电率调整剂是在成形发泡成形物时,在如后所述使内部发热时,特别是通过通电加热使内部发热进行加热成形时,用于控制发热状态的一个因素,即调整成形用原料的导电率的添加剂,没有特别的限定,具体的可举出例如上述强度调整剂中举出的(12)油脂;(13)蜡;(14)增粘多糖类;(15)金属盐类;(28)盐类、酸、碱、醇等的各种水溶性电介质等。这些调整剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述介电损失调整剂是在成形发泡成形物时,特别是在通过高频介质加热使内部发热进行加热成形时,用于控制发热状态的一个因素,即用于调整成形用原料的介电损失的添加剂,没有特别的限定,具体的可举出例如(12)油脂;(13)蜡;(15)金属盐类;(16)不溶性矿物类;(17)植物性纤维及其衍生物;上述介电率调整剂中举出的(28)各种水溶性电介质;(29)锆盐、铵锆碳酸盐水溶液等含锆盐的化合物或者它们的混合物等。这些介电损失调整剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述膨化剂是用于调整成形用原料的发泡程度并通过膨化进行促进制成与形状和用途相应的发泡成形物,对此没有特别的限定,具体的可举出例如(30)苯磺酰肼化合物、偶氮腈化合物、亚硝基化合物、二偶氮乙酰胺化合物、偶氮缩算化合物等有机类膨化剂及其含有它们的各种制剂;(31)イスパタ等铵类膨胀剂以及含有它们的各种制剂;(32)碳酸氢钠、硫酸铝钾酒石酸氢铵、碳酸镁等无机类膨化剂以及含有它们的各种制剂等。这些膨化剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
上述着色剂是基于对发泡成形物整体进行着色的目的而添加的添加剂,没有特别的限定,具体的例如(33)二氧化钛和碳黑等无机类颜料;(34)例如颜料索引中规定的各种被称为着色剂的天然或者合成的有机类染料;(35)焦糖、可可粉等天然原料的着色剂等。这些着色剂可以只使用一种也可以两种以上混合使用。
在本发明中,在上述成形用原料中所含的添加剂中,增量剂(有时也作为增量性添加剂)的含量优选为该成形用原料的主要固形成分总量中所含的淀粉的含量以下。
在本发明所使用的成形用原料中,与主要成分淀粉或者其衍生物混合的水可以是工业上使用的水,没有特别的限定。
上述成形用原料中所含的水的添加量,在以该成形用原料为100重量%时,在20重量%以上70重量%以下的范围内,优选在25重量%以上55重量%以下的范围内。而且,成形用原料中水的添加剂在已除了上述主要固形部分(作为主要原料的淀粉+增量剂)和上述增量剂(增量性添加剂)还加上各种添加剂(功能性添加剂)作为原料成分,以成形用原料中的原料成分的总量为100总量%时,在25重量%以上230重量%以下的范围内,优选在33重量%以上120重量%以下的范围内。
成形用原料中水的添加量如果在上述范围内,成形用原料形成浆状或者糊状。如果成形用原料中的水的添加剂不足20重量%,成形用原料中所含的水分过少,几乎没有流动性,成形上是不利的。另一方面,如果超过70重量%,成形用原料中所含的水的含量过多,固形部分的含量降低的过多,无法充分成形,因此是不利的。
由于上述成形用原料变成了浆状或者糊状,因此,成形模的模穴内可能容易填充成形用原料,成形加工性提高。而且,在成形后的发泡成形物中可能残留一定程度的水分,如后所述,可以提高发泡成形物的柔软性。
下面对本发明使用的被覆膜12进行说明。
被覆膜12以生物降解性塑料为主要成分,并且,只要是具有疏水性的,即至少能够对发泡成形物赋予耐水性并且通过加热可以软化和熔融的就可以。而且,更优选该对被覆膜12赋予阻气性、绝热性、耐磨耗性、提高强度和柔软性等。特别是,在将本发明的生物降解性成形物用在密封性高的保存容器等中时,必须避免内部容纳的内容物的氧化和吸湿,因此,被覆膜12优选能够赋予生物降解性成形物阻气性的,即具有阻气性是非常优选的。
作为上述被覆膜12的原料,只要是能够发挥生物降解性并且至少在粘贴在上述发泡成形物的表面上之后能够发挥耐水性,优选能够发挥阻气性等的材料,就没有特别的限定。
具体地可举出例如:3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚物、聚-对-羟基苯醛(PHB)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)、醋酸纤维素类(PH)聚合物、聚丁二酸乙二醇酯(PESU)、聚酯酰胺、改性聚酯、聚乳酸(PLA)、マタ-ビ-(注册商标,イタリア·ノバモント公司;以淀粉为主要成分,以具有生物降解性的聚乙烯醇类树脂和脂肪族聚酯类树脂等为次要成分)、纤维素脱乙酰壳多糖复合物等所谓作为“生物降解塑料”公知的各种材料。这些原料可以只使用一种,也可以以两种以上的复合物的形式使用。而且,在这些生物降解性塑料中,可以加入生物降解性的可塑剂和填料等副原料。
作为上述被覆膜12的原料,从具有良好的阻气性和耐透湿性、耐热性方面考虑,优选改性聚酯(对聚酯的主链插入容易被聚酯本身生物降解的结构单元),特别是对芳香族饱和聚酯的主链插入磺酸金属盐的。而且,作为上述被覆膜12,从强度、耐热性、阻气性优良的方面考虑,优选可二轴拉伸的生物降解性膜。所以,作为上述被覆膜12,最优选可二轴拉伸的改性聚酯。
可以对上述各原料(生物降解性塑料)混合淀粉,制作被覆膜12。这时,上述生物降解性塑料对淀粉的混合比只要不降低被覆膜12的疏水性等各种功能,就没有特别的限定,例如,优选使用重量比为1∶1左右的混合比。
另外,在上述被覆膜12中可以加入各种添加剂。作为具体的添加剂,例如,可举出着色剂和能够提高耐水性、阻气性等添加剂、能够提高粘贴时软化的各种特性的添加剂等,没有特别的限定。
上述被覆膜12的厚度(膜厚)没有特别的限定,如果是在粘贴到发泡成形物上之前,0.01mm以上数mm以下的范围内的膜或者片就可以。
如后所述,上述被覆膜12加热软化并粘贴在发泡成形物的表面上,因此,粘贴后的厚度比上述范围薄。该粘贴后的被覆膜12的厚度根据作为原料的生物降解性塑料的种类,可适当设定到能够发挥耐水性和阻气性等程度的厚度,没有特别的限定,优选其上限为80微米以下,更优选为50微米以下。对于下限,如上所述,只要是能够发挥耐水性和阻气性等的程度的厚度就可以,通常优选使用5微米以上的。
而且,被覆膜12的重量优选在生物降解性成形物的总重量的40重量%以下。而且,被覆膜12的厚度应该设定的使其满足该重量比。如果这样,通过控制生物降解速度比较慢的生物降解性塑料的量,能够发挥作为生物降解性成形物整体的非常良好的生物降解性。
本发明的生物降解性成形物的制造方法是通过在成形模内加入成形用原料和被覆膜12进行加热加压成形生物降解性发泡成形物和被覆膜12的方法,该方法在具有给定形状(与生物降解性成形物形状大致相同)的模穴的成形模上设置排气孔,在成形模中配置被覆膜12之后,在加热成形时,通过上述排气孔将被覆膜12和成形模表面之间存在的气体排出到模穴之外。
作为上述成形模,优选构成为可以在内部形成与相互配合的所需成形物形状一致的模穴,并且,由能够在成形后取出发泡成形物的方式分开的两个以上的膜片构成,在各膜片上贯通可将模穴内的气体排出到模穴之外的排气孔。那么,在制造作为生物降解性发泡成形物的生物降解性容器时,适合使用能相互配合的凸模片和凹模片构成的成形模。
作为这种凸模片和凹模片构成的成形模的例子,可举出图5(a)表示的一对金属制的凸模片21a和金属制的凹模片22a构成的大碗型容器成形用的模具20a。
模具20a是组合凸模片21a和凹模片22a的状态,如图5(b)所示,在内部形成与所需发泡成形物(参见图2)的形状一致的模穴25a。通过使用模具20a,在两块被覆膜12之间夹持模穴25a内的成形用原料进行加热和加压,可获得图2表示的大碗型容器10a。
在凸模片21a和凹模片22a上分别贯通用于将模穴25a内的气体排出到外部的排气孔31a和32a。排气孔31a和排气孔32a如图5(a)和图5(b)所示,分别设置在侧壁10aa的上端、侧壁10aa的下端、凹部10af、糸底部10ad的外端、糸底部10ad的内部、凹部10ae的外端和凹部10ae的中心的分别对应的位置。排气孔31a和排气孔32a通过设置在凸模片21a和凹模片22a的表面上的模穴形成部(包围模穴25a的面)以外的场所上设置的出口34a与模具20a外部连通。
而且,在模具20a中的凸模片21a和凹模片22a的配合部(接触部分b)上,设置用于绝缘凸模片21a和凹模片22a的绝缘体27。这样,将凸模片21a和凹模片22a作为电极使用,在模具20a内形成电场,可以进行由通电引起的内部加热和由介质引起的内部加热(例如高频介质加热)。而且,例如,通过对后述的凸模片21a和凹模片22a连接高频电源,可以进行高频介质加热。
作为凸模片和凹模片构成的成形模的其他例子,可举出如图6(a)表示的一对金属制的凸模片21b和金属制的凹模片22b构成的圆盘型容器成形用的模具20b。
模具20b处于凸模片21b和凹模片22b相互配合(组合的)状态,如图6(b)所示,内部形成与所需的发泡成形物(参照图3)的形状一致的模穴25b。通过使用模具20b,在两块被覆膜12之间夹持模穴25b内的成形用原料进行加热和加压,可获得图3表示的圆盘型容器10b。
在凸模片21b和凹模片22b上分别贯通用于将模穴25b内的气体排出到外部的排气孔31b和32b。排气孔31b和排气孔32b如图6(a)和图6(b)所示,分别设置在凸缘部10bc的外端、凸缘部10bc的内端(曲面部10ba的上端)、底部10ba的外端和底部10ba的中心的分别对应的位置。排气孔31b和排气孔32b通过设置在凸模片21b和凹模片22b表面上的模穴形成部(包围模穴25b的面)以外的场所上设置的出口34b与模具20b外部连通。
而且,在模具20b中的凸模片21b和凹模片22b的配合部(接触部分)上,设置用于绝缘凸模片21b和凹模片22b的绝缘体27。这样,通过将凸模片21b和凹模片22b作为电极使用,在模具20a内形成电场,可以进行由通电引起的内部加热和由介质引起的内部加热(例如高频介质加热)。
排气孔31a、32a和排气孔31b、32b的直径对被覆膜12的表面形状没有影响,只要小到对使用没有问题的程度就可以,排气孔(31a、32a或者31b、32b)的形状是圆形时,在0.4mm以上1.2mm以下是合适的。而且,排气孔(31a、32a或者31b、32b)的截面积与排气孔(31a、32a或者31b、32b)的形状无关,优选为0.12mm2以上1.13mm2以下。
对于排气孔31a、32a和排气孔31b、32b与出口34a、34b连通部分33a、33b的直径没有特别的限定,为了顺利排气,如图5(a)、图6(a)和图6(b)所示,优选具有大于排气孔31a、32a和排气孔31b、32b的直径。也就是说,如图5(a)、图5(b)、图6(a)和图6(b)所示,排气孔31a、32a和排气孔31b、32b与出口34a、34b优选被具有大于排气孔31a、32a和排气孔31b、32b的直径的排气管33a、33b连通。
未图示,在上述模具20a、20b中可以具备用于取出发泡成形物的顶出杆和可动地连接上述凸模片21a、21b和凹模片22a、22b的铰链和滑轨或者棒等。而且,模具20a、20b中的排气管33a、33b和出口34a、34b的构成(位置等)没有特别的限定,例如图5(a)和图5(b)所示的模具20a,可以变更图18所示的模具20a。
下面对成形时的加热手法进行说明。
作为上述成形时的加热手法,可以使用例如直火和远红外线、电热器、IH加热装置等、采用直接加热成形模的直接加热手段的外部加热,和通电加热、高频介质加热、微波加热等加热内部成形用原料本身的通过内部加热手段的内部加热,也可以二者并用。
作为上述内部加热,最优选高频介质加热。如果使用高频介质加热,在发泡成形时的初期,成形用原料在短时间内发热,整体上一次膨胀,这样,将被覆膜挤压在成形模上的压力强大并且均匀地产生。结果,能够得到生物降解性发泡成形物和被覆膜的粘着性高的生物降解性成形物。
内部加热的情况是加热成形用原料本身。而且,被覆膜12会被发泡成形过程中的高温成形用原料加热并紧贴在发泡成形物的表面上。因此,如果使用内部加热,由于不在模具中直接加热被覆膜12,因此,可以使用由主要成分为熔点为150℃以下的熔点比较低的生物降解性塑料的被覆膜12,被覆膜12的选择自由度高。
另一方面,在外部加热中,在通过成形模直接加热被覆膜12之后,加热处于内部的成形用原料,因此,为了对成形用原料进行充分的发泡成形,对被覆膜12施加相当的高温。因此,作为被覆膜12,优选使用熔点更高的,而且,成形模的加热温度必须考虑被覆膜12的熔点和软化点来详细设定。
因此,如果从粘贴的容易程度和被覆膜12的选择的广泛程度等考虑,作为加热手段,内部加热更具有实用性。
但是,采用外部加热,由成形模直接加热被覆膜12,因此,具有被覆膜12的软化和与发泡成形物表面的粘贴容易控制的优点。而且,在软化点温度高的被覆膜12的情况下,如果使用内部加热,将成形用原料加热到将被覆膜12充分软化的程度,根据成形用原料的种类,会过渡发泡成形,并且发泡成形物的品质有可能降低,因此,外部加热有时更为优选。
这样,加热手段外部加热和内部加热各有各的优点。因此,可以根据要制造的什么样的生物降解性成形物,选择外部加热和内部加热的任意一种或者二者,最优选并用外部加热和内部加热以获得双方的优点。
外部加热时,可通过上述直接加热手段直接加热成形模(模具20a等)。由此,从成形模对模穴(模穴25a等)内的成形用原料进行外部加热,该成形用原料通过水蒸气发泡,发泡成形物成形。只采用外部加热时,可以省略模具20a和模具20b中设置的绝缘体27。
另一方面,内部加热时,例如,在介质加热或者通电加热时,通过使用凸模片21a和凹模片22a作为电极在模具20a内形成电场进行加热。例如图8中示意性所表示的,使用凸模片21a和凹模片22a构成的模具20a,对凸模片21a和凹模片22a分别连接电极26和电极26,进一步在电极26、26上连接电源28形成的加热装置。这样,可以内部加热模穴25a内填充的成形用原料。在进行高频介质加热时,作为电源28使用高频电源,在模穴25a内产生高频波,由该高频波加热模穴25a内填充的成形用原料。电极26除了上述电源28之外连接在其他未图示的开关和控制电路等。
而且,将上述电极26配置在凸模片21a或者凹模片22a上的构成也可以适用于上述外部加热的情况。即,即使在外部加热的情况下,为了直接加热成形模,可以采用配制直接加热手段和电极26的构成。而且,配制上述电极26的图8所示的构成可以并用外部和内部加热。
作为上述内部加热,特别优选介质加热。如果使用介质加热,在发泡成形时的初期,成形用原料在短时间内发热,整体上一起膨胀。这样,将被覆膜12挤压在模具中的压力强并且均一地产生。而且,通过控制成形模的温度和成形用原料的发热,可将被覆膜中的成形模接触面(与成形模接触的面)的温度控制在熔点以下,同时,将发泡成形物中的粘着面(与被覆膜粘结的面)的温度提高到熔点附近。结果,可以得到发泡成形物和被覆膜12的粘着度高的生物降解性成形物。
上述介质加热是指通过被加热物质的介质损失加热被加热物的方法,有对被加热物(介电体)作用高频(HF;3~30MHz)进行介质加热的高频介质加热和对被加热物(介电体)作用微波(MW;1~100GHz)进行介质加热的微波加热等。其中,高频介质加热从由于可以控制采用金属制的“模具”作为电极进行介质加热的输出设备(高频波产生装置)的精密输出从而容易控制成形用原料的发热等方面考虑更为优选。
下面,基于图1详细地说明被覆膜的生物降解性成形物的制造方法的一个实施方案。在此举例详细说明使用图5(a)和图5(b)表示的大碗型容器成形用模具20a制造大碗型容器10a的情况。在图1中,为了简化附图,只表示模具20a中的排气孔31a、32a中的一部分,省略其他排气孔31a、32a的图示。
在本实施方案的生物降解性成形物的制造方法中,如图1所示,以淀粉或者其衍生物为主要成分,以在其中混合水得到的浆状或者或者的成形用原料14和生物降解性塑料为主要充分,使用具有疏水性的两块被覆膜12,在被覆膜12之间夹持成形用原料14用模具20a加压,制造大碗型容器10a(参照图2)。
首先,如图1所示,配置两部分的模具20a的凸模片21a和凹模片22a,以使凸模片21a的中心和凹模片22a的中心在垂直线上对齐,并且凸模片21a为上,凹模片22a为下。而且,使凸模片21a的凸面(下面)和凹模片22a的凹模(上面)相对以使沿着垂直线上的距离在任何位置都大致相等。
接着,在凸模片21a和凹模片22a之间,与成形用原料14一起以大致平面状配置两块未进行预成形的被覆膜12。这时,两块被覆膜12相互之间空出间隔,并且相互平行配置,在两块被覆膜12之间提供浆状或者糊状的成形用原料14。而且,被覆膜12相对于连接凸模片21a的中心和凹模片22a的中心的之间垂直配置,这时,呈水平配置。
作为将被覆膜12以大致平面状配置的方法可以是仅将大致平面状的被覆膜12加入到模具20a内的方法,用模具20a的两侧固定被覆膜12的方法等,但是,如果使用配置在模具20a的两侧的多个辊将被覆膜12通过凸模片21a和凹模片22a之间,可以连续提供被覆膜12。
接着,通过采用上述外部加热和或内部加热在模具20a中加热(、加压)成形成形用原料14和被覆膜12,使成形用原料14水蒸气发泡成形,制成容器本体11a,同时,将被覆膜12软化,压接(粘贴)在容器本体11a的表面上。
在该加热成形时,通过在加热成形用原料14和被覆膜12的同时,移动凸模片21a和凹模片22a的至少一方,将凸模片21a配合在凹模片22a中。这样,被覆膜12变形称为与凸模21a表面形状接近的形状。
另一方面,这时,成形用原料14直至凸模片21a与凹模片22a配合都直接暴露于外界。因此,成形用原料14的温度保存在比较低的温度,不达到引起水蒸气发泡的最低温度(即100℃),或者即使达到水蒸气发泡的温度也是比较低的温度。而且,直至凸模片21a与凹模片22a配合,成形用原料14的水蒸气发泡都不发生,即使发生也只进行一点。
然后,将凸模片21a与凹模片22a配合,完成模具20a的闭模,成形用原料14基本上被外界气氛包围并被充分加热。因此,成形用原料14中所含的水分造成的发泡(水蒸气发泡)充分进行,成形用原料14在被覆膜12之间膨胀。结果,成形用原料14成形为容器本体11a,并且,被覆膜12被成形用原料14挤压在模具20a上,形成与模具20a的表面大致同样形状。这样,就能够将作为本发明的生物降解性成形为的大碗型容器10a成形为与模穴25a对应的形状。
这时,在成形开始之后,在被覆膜12和模具20a表面之间存在空气,由于在本实施方案的模具20a中设置对凸模片21a和凹模片22a压出用的排气孔31a和排气孔32a,因此,在被覆膜12和模具20a表面之间存在的空气被受到成形用原料14的膨胀压的被覆膜12通过排气孔31a和排气孔32a挤压到模具20a的外部。
结果,模具20a内的空气大致完全排出到模穴25a之外,能够使大碗型容器10a成形为与模穴25a大致相同的形状。
在图5(a)和图5(b)或者图18表示的模具20中,为了将模穴25a内的气体排出到模具20a的外部,排气孔31a、32a通到模具20a的外部,排气孔31a、32a也可以通到模具20a内部的封闭空间。也就是说,在模具20a内部,通过排气孔31a、32a通入模穴25a,并且,形成对模具20a外部封闭的封闭空间。具体地说,例如,在图5(a)和图5(b)或者图18表示的模具20中,加热成形时,关闭出口34a,成形排气孔33a(通过排气孔31a、32a通入到模穴25a的模具20a内部的空间)相对于模具20a外部封闭的封闭空间。这时,被覆膜12和模具20a表面之间存在的空气通过排气孔31a和排气孔32a被受到成形用原料14的膨胀压的被覆膜12挤出到封闭空间。
结果,与排气孔31a、32a通到模具20a外部的情况同样,模具20a内的空间基本上歪曲排出到模穴25a之外,能够使大碗型容器10a成形为与模穴25a大致相同的形状。
在采用形成上述封闭空间的模具20a的方法中,在进行快速成形和被覆膜12的强度低时,都具有能够很容易地避免由模穴内压的骤增引起的被覆膜12的变形和破裂的优点。
在采用形成上述封闭空间的模具20a的方法中,优选将上述封闭空间的体积相对于加热成形之前模穴25a内的空隙体积(从模穴25a的体积减去成形用原料14的体积的体积)设定在1/3倍以上2倍以下。通过使上述封闭空间的体积为加热成形前模穴25a内空隙体积的1/3倍以上,能够避免由空气排出不足引起的壁厚不均。而且,通过使上述封闭空间的体积为加热成形前模穴25a内空隙体积的2倍以下,能够避免由空气的过度排出引起的被覆膜12的变形的破裂。为了满足上述体积比,调整模具20a的封闭空间的尺寸的方法从保存发泡倍率等一定同时能够进行调整方面考虑是简便的,也可以调整成形用原料14的量的形状。
如上所述,在上述方法中,对凸模片21a和凹模片22a设置压出用排气孔31a和排气孔32a,在加热成形时,存在于被覆膜12和凸模片21a和凹模片22a表面之间的空气通过排气孔31a和排气孔32a排出到模穴25a。这样,提高了被覆膜12与凸模片21a和凹模片22a表面的粘着性。
因此,在上述方法中,能够避免在被覆膜12表面上产生气泡,并能够获得具有优良的表面平滑性的大碗型容器10a。特别是,由于侧壁10aa和凸缘部10a这样的平面部分的表面是平滑的,因此,能够获得光泽良好并且漂亮的大碗型容器10a。
而且,在上述方法中,能够使大碗型容器10a成形为与模穴25a形状大致一致的形状,能够实现良好的尺寸精度。特别是,在模具20a的表面的凹部,例如大碗型容器10a的角(糸底部10ad和凸缘部10ac的角等)、大碗型容器10a的内底面凸部(凹部10af的里面等)对应的凸模片21a的凹部,大碗型容器10a的外面的凸部(糸底部10ad等)对应的凹模片22a的凹部等,都不易粘着被覆膜12。而且,在上述方法中,通过将存在于被覆膜12和模具20a表面之间的空气排出大批模穴25a之外,即使在该模具20a表面的凹部也能够粘着被覆膜12。结果,例如,糸底部10ad和凸缘部10ac的角形成不带园的正确反映模穴25a形状的尖的形状。而且,大碗型容器10a的糸底部10ad和凹部10af等的壁厚可以形成与模穴25a的厚度大致相同的厚度。
在上述方法中,由于利用由成形用原料14的膨胀产生的模具20a的内压进行模具20a内的排气,因此,不进行真空吸引等就能够进行充分的排气。在此,如上所述,由于排气孔31a和排气孔32a的直径小至对被覆膜12的表面不产生影响的程度,因此,在被覆膜12的表面上不形成与排气孔31a和排气孔32a对应的凸部,即使形成也是不存在实用上的问题的程度。
在本实施方案的制造方法中,至少在被覆膜12发生变形期间,优选直线接近凸模片21a和凹模片22。即,凸模片21a相对于凹模片22的相对移动优选是直线运动。这样,例如,凸模片21a的一边和凹模片22的一边用铰链连接,与转动凸模片21a的情况相比,由凸模片21a对被覆膜12施加的压力更加均匀。因此,能够均匀伸展被覆膜12,被覆膜12的壁厚也变得均匀。因此,由被覆膜12产生的效果即生物降解性成形物的耐水性进一步得到提高。
而且,在本实施方案的制造方法中,优选至少直至被覆膜开始变形,将凸模片21a和凹模片22a二者向相互接近的方向移动。
根据上述方法,由于至少直至被覆膜12开始变形,凸模片21a和凹模片22a二者在相互接近的方向移动,因此,能够缩短直至凸模片21a与凹模片22a配合需要的时间(配合时间),结果,能够达到缩短制造时间的目的。
在将凸模片21a和凹模片22a二者在相互接近的方向上移动时,可以将凸模片21a和凹模片22a二者在相互接近的方向上移动直至凸模片21a与凹模片22a配合,另一方面,将凸模片21a和凹模片22a二者在相互接近的方向上移动直至被覆膜12开始变形,被覆膜12开始变形之后,优选只移动凸模片21a。这样,正如连续运送被覆膜12的情况等那样,在将被覆膜12保存大致平面状时被覆膜12不需要移动,操作变得简单。
加热成形时模具20a的加热温度可以为被覆膜12不熔融发生软化能够压接在发泡成形物表面的温度范围,即,被覆膜12的软化点以上被覆膜12的熔点以下的温度,可根据所实用的被覆膜12的热特性设定。因此,加热成形时的加热,模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上,并且比被覆膜12的熔点低10℃以上进行为优选。
这样,被覆膜12不发生熔融发生软化,成形为与模具20a对应的形状,能够避免被覆膜12上产生真空。因此,能够更加确保容器本体11a被被覆膜12覆盖,因此,能够更加确实地确保大碗型容器10a的耐水性。
加热成形时的加热更优选满足“模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上并且比被覆膜12的熔点低10℃以上,并且在130℃以上”的温度条件(下面称为温度条件A)。这样,由于能够充分加热模穴(模穴25a等)内的浆状或者糊状的成形用原料14并进行水蒸气发泡成形,因此,能够缩短水蒸气发泡成形的成形时间,同时,水蒸气发泡的条件变得良好,能够获得具有均匀致密结构的容器本体11a。而且,在缩短制造时间的同时,能够提高大碗型容器10a的强度等特性。
加热成形时的加热更优选满足“模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上并且比被覆膜12的熔点低10℃以上,并且在150℃以上”的温度条件(下面称为温度条件B)。这样,由于能够充分加热模穴(模穴25a等)内的浆状或者糊状的成形用原料1 4并进行水蒸气发泡成形,因此,能够缩短水蒸气发泡成形的成形时间,同时,水蒸气发泡的条件变得良好,能够获得具有均匀致密结构的容器本体11a。而且,在进一步缩短制造时间的同时,能够提高大碗型容器10a的强度等特性。
为了满足上述温度条件A,必须使用软化点在130℃以上并且熔点在140℃以上的被覆膜12,为了满足上述温度条件B,必须使用被覆膜12的软化点在150℃以上并且熔点在160℃以上的被覆膜12。
如果使用具有上述软化点和熔点的被覆膜12,不仅能够满足上述温度条件,还能够获得不易发生软化和熔融的耐热性高的大碗型容器10a。特别是,在使用大碗型容器10a作为碗面容器等时,能够避免由大碗型容器10a内部注入的开水等的热量造成的大碗型容器10a的变形和熔融。
而且,被覆膜12的热特性优选能够将加热成形时的加热温度设定为更高的温度,并且,能够提高大碗型容器10a的耐热性。具体地说,被覆膜12的软化点优选120℃以上,较优选130℃以上,更优选在150℃以上;被覆膜12的熔点优选150℃以上,较优选在170℃以上,更优选在200℃以上。被覆膜12的软化点优选120℃以上,熔点优选150℃以上;较优选软化点在130℃以上,熔点在170℃以上;最优选软化点在150℃以上,并且熔点在200℃以上。
模具20a的加热温度的上限只要在被覆膜12的熔点以下就没有特别的限制,为了避免大碗型容器10a的热变化,优选在240℃以下。
水蒸气发泡成形是通过蒸发成形用原料14中所含的水分并产生水蒸气来产生气泡的成形方法。因此,在本发明的制造方法中,为了使成形用原料14进行水蒸气发泡成形,必须将成形用原料14加热到水的沸点100℃以上。
因此,作为加热手法只使用外部加热时,模具20a的加热温度必须在水的沸点100℃以上,更优选水的沸点100℃以上的更高的温度,具体的为140℃以上。这样,成形用原料14中所含的水质必定蒸发形成水蒸气产生气泡。因此,得到的成形为必定进行水蒸气发泡,能够很容易地获得上述发泡成形物。
而且,作为加热手法使用外部加热时,作为被覆膜12必须选择以熔点在100℃以上的生物降解性塑料为主要成分的被覆膜。被覆膜12只要以熔点不到100℃的生物降解性塑料为主要成分,在用于使成形用原料14充分进行水蒸气发泡成形的温度下,被覆膜12完全熔融,被覆膜12难以维持膜的形状。
另一方面,作为加热手法在只采用内部加热时,或者并用外部加热和内部加热时,通过对上述电极26施加低频交流电压和高频电场,能够将模穴(模穴25a等)内的成形用原料14直接进行内部加热,因此,加热温度也与内部加热相关的各种条件有关,没有特别的限定,成形用原料14可以为水蒸气发泡的温度以上。而且,使用内部加热时,与外部加热相比,可以使用熔点比较低的被覆膜12。
作为与内部加热相关的各种条件,具体地说,与电极26的特性和上述低频交流电压和高频电场的大小有关,另外,如上所述,也与成形用原料14的导电率和介电损失有很大关系。这是因为,在通过通电加热进行加热成形时,其发热状态受到成形用原料14的电导率的控制,在采用高频介质加热进行加热成形时,其发热状态受到成形用原料14的介电损失的控制。对于上述各种条件的具体设定范围,实用上,模穴内的温度可以设定为与微波加热同样的温度范围,没有特别的限定。
作为上述加热时间,可根据加热温度和容器本体11a的形状和厚度等适当设定,但是,优选至少成形后的容器本体11a的含水率达到规定的范围内的时间。换言之,优选使成形用原料14中的水分基本上没有完全蒸发的时间。
上述加热时间如果达到了直至容器本体11a的水分小于上述给定范围的长时间,该容器本体11a形成过剩发泡的状态,并且不具有给定的含水率,因此,变硬和变脆,并且降低了容器本体11a的品质,因此是不利的。
作为具体的加热时间没有特别的限定。例如,在进行高频介质加热时,与一般的外部加热相比,在非常短的时间内就可以成形,而且,在容器本体11a壁厚时,加热时间有变长的倾向。因此,加热时间基本上根据加热手法和容器本体11a的形状等适当设定,通常,优选在10秒以上5分钟以内的范围内。
对于加热成形时的成形加压也没有特别的限定,通常例如优选5kg/cm2以上50kg/cm2以下的范围。当然,对于该成形压力,可根据各种条件改变。
在本实施方案的制造方法中,优选在加热成形之前,在与被覆膜12接触的模具20a的表面上设置滑动剂。这样,能够降低被覆膜12和模具20a表面之间的接触摩擦,因此,在用模具20a拉伸被覆膜12时,能够避免由与模具20a的摩擦引起的在被覆膜12上产生断裂和龟裂等破裂。
作为上述滑动剂,只要能降低模具20a表面与被覆膜12表面的摩擦就可以,除了高级脂肪族类醇、脂肪酸酰胺类、硬脂酸酶等金属皂类、脂肪酸酯类和它们的复合剂等种类通常被称为“滑剂”的滑动剂之外,还可以使用植物性油脂等油脂、无机微粒、氟树脂等。而且,作为在模具20a表面设置滑动剂的方案,可举出在模具20a表面上涂敷滑剂和油脂等液体的方法、在模具20a表面上附着无机微粒等微粒的方法、在模具20a表面上形成氟树脂被覆膜等固体层的方法等,优选在模具20a表面上形成固体层的方法。作为在模具20a表面上形成的固体层,优选氟树脂层。而且,滑动剂最优选是在模具20a表面上形成的氟树脂层(氟树脂覆膜、即所谓氟树脂涂敷层)。
其原因是,在模具20a表面上涂敷液体状的滑动剂时和在模具20a表面上附着微粒状的滑动剂时,在成形时,滑动剂从模具20a的表面上剥离,因此,需要成形时涂敷滑动剂。与此不同,如果作为滑动剂在模具20a表面上形成氟树脂层,在成形时滑动剂不从模具20a表面上剥离,可以长时间使用。因此,能够减少在模具20a表面上设置滑动剂的手续。
而且,在涂敷液体状的滑动剂的情况和附着微粒状的滑动剂的情况下,由于在成形时滑动剂附着在大碗型容器10a表面,因此,必须在成形后从大碗型容器10a表面上除去滑动剂。与此不同,在上述方法中,在成形时滑动剂附着在大碗型容器10a的表面上不污染大碗型容器10a表面,能够省去在成形之后从大碗型容器10a表面除去滑动剂的手续。
作为上述氟树脂,可举出四氟乙烯树脂(所谓“特富隆”(注册商标))、四氟乙烯-六氟丙稀共聚树脂、四氟乙烯一パ一フロロ烷基乙烯基酯共聚树脂、四氟乙烯-乙烯共聚树脂。三氟氯化乙烯树脂。氟乙烯叉树脂等等,从耐热性优良和廉价方面考虑,特别优选四氟乙烯。
下面基于图7对作为本发明其它实施方案的圆盘型容器10b的制造方法进行说明。在图7中,为了简化附图,表示模具20b中排气孔31b、32b中的一部分,省略其它排气孔31b、32b的图示。
本实施方案的圆盘型容器10b的制造方法,除了代替图5(a)和图5(b)表示的大碗型容器成形用模具20a,使用图6(a)和图6(b)表示的凸模片21b和凹模片22b构成的圆盘型容器成形用模具20b之外,与上述大碗型容器10a的制造方法相同。
即,使用由凸模片21b和凹模片22b构成的模具20b,使用模具20b,首先如图7所示,以上下分开的状态配制凸模片21b和凹模片22b,在凸模片21b和凹模片22b之间,以在一对被覆膜12之间夹持的状态配制成形用原料14。接着,使凸模片21b和凹模片22b接近,配合凸模片21b和凹模片22b并闭合模具。接着,通过加热成形成形用原料14和被覆膜12,使成形用原料14进行水蒸气发泡成形,并得到容器本体10b,同时,将被覆膜12软化,压接在容器本体10b表面上。这样,在该加热成形时,将存在于被覆膜12和模具20b表面之间的其它通过设置在凸模片21b和凹模片22b上的排气孔31b和排气孔32b排出到模具20b的外部。这样,就制成圆盘型容器10b。
在上述方法中,对凸模片21b和凹模片22b设计压出用的排气孔31b和排气孔32b,在加热成形时,在被覆膜12和凸模片21b、凹模片22b表面之间存在的空气通过排气孔31b和排气孔32b排出到模具20b的外部。这样,就提高了被覆膜12和凸模片21b、凹模片22b表面的粘着性。
因此,在上述方法中,能够避免在被覆膜12表面上产生气泡,能够获得具有优良表面平滑性的圆盘型容器10b。特别是,由于底部10ba和凸缘部10bc这样的平面部分的表面变得平滑,因此能够获得光泽良好并且漂亮的圆盘型容器10b。
在上述方法中,能够将圆盘型容器10b成形为与模穴25b大致相同的形成,并能够实现良好的尺寸精度。特别是在模具20b的表面的凹部,例如圆盘型容器10b的角(凸缘部10bc的角等)等上,难以粘着被覆膜12。但是,在上述方法中,由于向外部排出了存在于被覆膜12和模具20b表面之间的空气,在该模具20b表面的凹部也能够粘结被覆膜12。结果,例如,凸缘部10bc的角形成不带圆边的正确反应模穴25b形状的尖的形状。而且还能够使圆盘型容器10b的壁厚与模穴25b的厚度大致一致。
在圆盘型容器10b的制造方法中,与大碗型容器10a的制造方法相同,在模具20b的内部,通过排气孔31/32b便于模穴25b连通,并且,形成对于模具20b外部封闭的封闭空间。具体地说,在例如图6(a)和图6(b)表示的模具20b中,在加热成形时,封闭出口34b,形成排气孔33b对模具20b外部封闭的封闭空间。因此,在使圆盘型容器10b成形为与模穴25b大致相同形状的同时,还获得了与使用形成封闭空间的模具20a的方法相同的优点。而且,对于上述封闭空间的统计,由于与大碗型容器10a的制造方法同样的理由,有限调整到相对于加热成形浅的模穴25b内的空隙的体积的1/3倍以上2倍以下。
在上述说明中,作为被覆膜的成形模,对大碗型容器成形用模具20a和圆盘型容器成形用的模具20b进行了说明。而且,在上述说明中,作为本发明的制造方法,对使用模具20a和使用大碗型容器10a的制造方法以及使用模具20b制造圆盘型容器10b的情况进行了说明。而且本发明的成形模的形状可以具有其它形状,本发明的制造方法也可以使制造具有其它形状的生物降解性成形物的方法。
作为本发明的具有其它形状的成形模,可举出例如图9(a)和图9(b)表示的杯型容器成形用的模具20c。
在图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)和图9(a)、图9(b)中,作为可分开的成形模举出了上下两部分的成形模,可分开的成形模的分开的方法(即模片的个数)并不限于上下两部分。例如,代替图9(a)和图9(b)中表示的两部分的模具20b,还可以使用如图10(a)表示的、由具有与凸模片21c同样形状的凸模片21d和具有凸模片22c可分成两部分的形状的两个凹模片23d、24d构成的三部分的杯型容器成形用模具20d。
上述模具20c和模具20d分别以组合凸模片21c和凹模片22c、凸模片21d和凹模片23d、24d的状态,图9(b)和图10(b)所示,形成内部与所需的发泡成形物(参见图3)的形状一致的模穴25a和25b。使用上述模具20c和20d,与使用模具20a、20b的情况相同,通过在两块被覆膜12之间夹持模穴25c或者25d内的成形用原料进行加热加压,可得到图4表示的杯型的容器本体10b。虽然未图示,但是,在模具20c、20d上也可以与模具20a、20b同样,设置排气孔。
在本实施方案中,作为本发明的一例成形模,虽然举出了上述模具20a、20b等模具,但是并不限于此,可以使用用现有公知的材料形成的成形模。如后所述,本发明使用的成形模为了进行水蒸气发泡成形要求耐热性,同时,还要求强度、耐磨耗性等。在使用微波进行内部加热时,必须具有微波透过性。而且,在使用微波的内部加热时,作为上述成形模,优选使用具备微波透过性、耐热性、强度、耐磨耗性的树脂和陶瓷等构成的成形模,但是,除此之外,特别是后述的采用通电、高频介电的内部加热时,由于模本身作为电极的一部分发生作用,因此,更优选金属制的成形模即“金属模”。
在本实施方案中,作为本发明的成形模的使用例,说明用在通过在成形模中加热成形成形用原料和被覆膜12,在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时,将被覆膜软化,压接在生物降解性发泡成形物的表面的生物降解性成形物的制造方法中的例子。但是,被覆膜的成形模只要使以淀粉或者其衍生物为主要成分,通过在内部加热在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料,使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的方法,没有特别的限定地使用。而且,被覆膜的成形模还可以用在不试验被覆膜仅用成形用原料成形的方法中。
在上述各制造方法中,在用成形模进行水蒸气发泡成形时,在两块被覆膜1 2之间夹持成形用原料,用被覆膜12覆盖发泡成形物的整个表面。但是,上述被覆膜12不必粘贴在整个发泡成形物上,只粘贴在要保护发泡成形物的部分就可以了。例如,在其表面只放置食品的用途,具体地为在食用烤章鱼和烤荞麦、铁板烧、热狗、炸熟条等所谓轻食品时放一会之后,如果吃完就扔掉这样的一次性的盘子,和,包装蛋糕等时作为底座使用的盘子等,只要保护其表面(盘子的上面)就可以。而且,在制造用于这些用途的生物降解性成形物时,可以用被覆膜12只覆盖发泡成形物的上面。
在本发明的生物降解性成形物作为用于电器产品等的包装的缓冲材料时,可以在只与电器产品直接接触的部分粘贴被覆膜。特别是,电器产品尺寸大时,缓冲材料也大,因此,用于粘贴被覆膜的粘贴模也大型化,因此,在生物降解性成形物大型化时,可以在必要的最小限度的部分粘贴被覆膜。
另一方面,例如,正如碗面的容器(图2所示的大碗型容器10a等)那样,不仅在内部加入沸水,而且还要求容器整体具有气阻性以便内部的干燥面不氧化不吸湿的情况下,优选在整个容器上粘贴被覆膜12。
在上述各实施方案的制造方法中,可以使用保持大致平面状的被覆膜12进行加热成形,也可以使用弯曲呈圆弧状等形状的状态的被覆膜12进行加热成形。
在上述各实施方案的制造方法中,使用成形为平面状的被覆膜12进行加热成形,如图以下的制法1~6那样,可以使用预先成形为与生物降解性成形物的外形大致一致的形状的被覆膜进行加热成形。
<制法1>
制法1是在基于图1说明的制法中将所使用的被覆膜预先成形为与生物降解性成形物的外形大致压制的形状的方法。
在上述被覆膜12中,包括根据作为主要成分的生物降解性塑料的种类在成形时不能大幅度拉伸的那些。在本制法中,通过准备预先将被覆膜12成形为与成形后的外形接近的形状的成形膜,在使用成形时不能大幅度拉伸的被覆膜12,也能够确实并且有效地对更加复杂和深冲形状的发泡成形物覆盖被覆膜12。而且,这种制法如图2所示的大碗型容器10a等所示,可以优选用于成形一定程度深冲形状即高度方向的尺寸大的形状的生物降解性成形物的用途。
对于上述被覆膜12的成形方法,可以使用片膜的常规成形方法,没有特别的限定,例如,优选使用例如真空成形、射出成形、吹制成形等各种成形方法。而且,对于成形形状,只要与成形后的生物降解性成形物的形状大致一致就可以,不需要进行直至细部都一致的成形。被覆膜12具有一定程度的柔软性,因此,只要其大致的形状与成形后生物降解性成形物的形状即成形模的形状一致就可以。
如果具体说明本制法1,如图11所不,在图5(a)、图5(b)所不的模具20a中,在上下模片21a、22a之间配制两块预先成形为与大碗型容器10a的外形大致一致的形状的成形模12a,再在这些被覆膜12a、12a之间提供浆状或者糊状的成形用原料14。在这种状态下,将模具20a加热到被覆膜12a(被覆膜12)的主要成分即生物降解性塑料的熔点以下的温度。之后,闭合上下模片21a、22a,采用上述外部加热和或内部加热进行加热和加压成形。在这一个工序中,可以得到作为生物降解性容器本体的大碗型容器10a(参见图2)。
<制法2>
制法2是在基于图7说明的制法中,将使用的被覆膜12加工成袋状,再在该袋状的被覆膜12中放置成形用原料的方法。该制法特别适合用于成形为如图2(a)表示的圆盘型容器10b所示的、与片状被覆膜12一致、在平面上扩展的方向上尺寸大的形状的生物降解性成形物的用途。
在该制法中,将被覆膜12加工成袋状以能够在内部容纳成形用原料,制成包袋膜。如果在该包袋膜的内部放入成形用原料,用包袋膜将成形用原料大致包装,因此,除了能大量准备预先在包袋膜中分注成形用原料的包装物之外,还能够保存一定的时间。进而,在制造生物降解性成形物时,只将该原料包装物一小包放入成形模中就能完成成形的准备。而且,具有能够进一步简化制造工序的优点。
作为将上述被覆膜12加工成袋状包袋膜的方法没有特别的限定,适合使用用于将片状或者膜状的塑料加工成袋状的现有公知的方法。具体地可举出高温包装等。而且,对于在包装膜内分注成形用原料的原料包装物的保存方法,没有特别的限定,只要是不使淀粉腐烂的现有的保存方法就可以。
在本发明中,在上述包装膜12b中容纳成形用原料的是“发泡成形用组合物”。这种发泡成形用组合物(下面简称为成形用组合物)如上所述能够预先大量准备并保存一段时间,同时,只要一小包加入成形模中进行成形,就很容易地制造粘贴了被覆膜的生物降解性成形物。因此,适合作为以容易并且简单的工序制造生物降解性成形物的组合物。
如果具体说明制法2,如图12所示,将被覆膜12预先加工成袋状制成包装膜12b,在该包装膜12b中分注给定量的成形用原料14,制备成形用组合物40b。该成形用组合物40b可保存在给定的储料器等中。然后,在图6(a)、图6(b)所示的模具20b中,在下模片22b上装载从储料器出来的上述成形用组合物40b。仅此就可完成成形准备。
在该状态下,将上述模具20b加热到被覆膜12(包装膜12b)的主要成分即生物降解性塑料的熔点以下的温度。之后,闭合上下模片21b、22b,采用上述外部加热或者内部加热进行加热和加压成形。在这一个工序中,可以得到作为本发明生物降解性成形物的圆盘型容器10b(参见图3)。
<制法3>
制法3是将使用的被覆膜12预先成形为袋状并且与生物降解性成形物的外形大致一致的形状。即制法2中的袋状膜12d进一步形成与生物降解性成形物的外形基本一致的形状的成形包袋膜。该制法也特别适合用于成形为如图2表示的大碗型容器10a等所示的、一定深度的深冲形状即高度方向的尺寸大的形状的生物降解性成形物的用途。
上述成形包装膜可以预先将被覆膜12预先加工成袋状包装膜之后成形为与生物降解性成形物的外形大致一致的形状,也可以在成形为与上述外形大致一致的形状之后加工层包袋膜。成形方法和加工成包袋膜的方法都没有特别的限定,如上所述,适合使用现有公知的方法。
如果具体说明制法3,如图13所示,将被覆膜12成形为成形包袋膜12c,在该成形包装膜12c中分注给定量的成形用原料14,制备成形用组合物40c。该成形用组合物40c可保存在给定的储料器等中。然后,在图5(a)、图5(b)所示的模具20a中,在下模片22a上装载从储料器出来的上述成形用组合物40c。仅此就可完成成形准备。
在该状态下,将上述模具20a加热到被覆膜12(包装膜12c)的主要成分即生物降解性塑料的熔点以下的温度。之后,闭合上下模片21a、22a,采用上述外部加热或者内部加热进行加热和加压成形。在这一个工序中,可以得到作为本发明生物降解性成形物的大碗型容器10a(参见图2)。
<制法4>
制法4是在上述制法1中将被覆膜12预先切成与生物降解性成形物的外形大致一致的形状的膜片来使用的方法。该制法适合用于成形为如图4表示的杯型容器10c等所示的、深冲程度深的形状和更复杂形状的生物降解性成形物的用途。
上述模片的具体形状没有特别的限定,通常优选使用如图14(a)、图14(b)所示,按照成形后的生物降解性成形物(例如杯型容器10c)的展开简图,制成切下了各面的多个膜片12d的方法。
上述膜片12d如图14(a)、14(b)所示,还具有与粘贴处相当的重叠部分12e。该重叠部分12e设置在将构成底面的膜片12d的周围和构成侧面的膜片12d卷成圆筒状时粘结的端部等上。
这些重叠部分12e在成形时,在将膜片12d设置在成形模的模穴内时,各膜片12d彼此给定的部位相互重叠。这样,成形时,该重叠部分12e和与其重叠的膜片12d的一部分相互软化并粘结(熔敷)。结果,形成多个膜片12d叠成一个的大致杯形的被覆膜12,该被覆膜12再粘贴在发泡成形物的表面上,制成本发明的杯型容器10c。
对于作为展开简图的膜片12d的形状没有特别的限定,以与杯型容器10c一致的情况为例,可以是如图14(a)所示的将侧面和底面分别作为一个膜片12d、将展开图分成侧面和底面两部分的形状,也可以是如图14(b)所示分成一个底面两个侧面三部分的膜片12d、将展开图分成三部分的形状。这种膜片12d可以在全部加起来重叠成重叠部分12e的状态下形成与杯型等生物降解性成形物相应的形状。
在该制法中,使粘贴前的被覆膜12成形为与通过上述制法1和制法3进一步成形之后的形状一致的形状。因此,这种制法可以有效地用在使用以拉伸性差的生物降解性塑料为主要成分的被覆膜12时,特别是,用在用拉伸性差的被覆膜12成形上述杯型容器10c这样的深冲形状的生物降解性成形物时,进而用在想任意调整粘贴后的被覆膜12的厚度时等。
如果具体说明该制法4,如图15所示,在图10(a)、图10(b)所示的模具20d中,按照下模片23d、24d的模穴的形状,配制与杯型容器10c的底部对应的膜片12d和与侧面对应的膜片12d。这时,要充分确保使上述重叠部分12e重叠。
然后,对形成为大致杯型的膜片12d进一步提供成形用原料14。另一方面,与上模片21d的形状一致,配制与杯型容器10c的底部对应的膜片12d和与侧面对应的膜片21d,与该膜片12d一起将上模片21d与下模片23d、24d合在一起。当然,这些模片21d、23d、24d都被加热到被覆膜12的主要成分即生物降解性塑料的熔点以下的温度。
然后,采用上述外部加热或者内部加热进行加热和加压成形。该加热加压成形时,通过如上所述熔融膜片12d中的重叠部分12e,相对于发泡成形物(容器本体11c)的表面形成没有间隙的被覆膜12的层。结果,通过上述一个工序,可以制成本发明的生物降解性成形物的杯型容器10c(参见图4)。
<制法5>
制法5是在制法4中,在重叠部分12e粘贴膜片12c,在成形之前的时候完全与生物降解性成形物的外形基本一致。该制法也与制法4同样,适合用于如图4表示的杯型容器10c等那样成形为深冲程度深的形状和形状更复杂的生物降解性容器本体的用途。
这种制法与制法4基本上同样,但是,预先将重叠部分12d、12d融着等,然后确实地粘贴,形成外形型膜。因此,在分批成形时,是对在上述制法4中使用重叠部分12d、12d熔融困难的被覆膜12的情况有效的方法。
如果具体说明本制法5,如图16所示,在图10(a)、图10(b)表示的模具20d,在上下模片21d、23d、24d之间重叠配置两块预先以大致杯形粘贴的外形型膜12f,再向这些外形型膜12f、12f之间提供成形用原料。在这种状态下,模具20b被加热至外形型膜12f(被覆膜12)的主要成分即生物降解性塑料的熔点以下的温度。然后,将上下模片21c、23d、24d合在一起,采用上述外部加热或者内部加热进行加热和加压成形。通过这一个工序,能够制造作为本发明的生物降解性成形物的杯型容器10c(参见图4)。
<制法6>
在制法6中,是在制法5中进一步组合制法2的方法。即,在重叠部分12d粘贴膜片12c,使得在成形之前的时候完全与生物降解性容器本体的外形基本一致,将它们重叠,加工成大致袋状的形状,向内部分注成形用原料。这种制法与制法4和制法5同样,优选用于如图4表示的杯型容器10c等所示的成形为深冲程度深的形状和更为复杂形状的生物降解性成形物的用途。
这种制法与制法2和制法3也同样,在将被覆膜12制成包袋膜之后,准备在内部放置成形用原料的成形用组合物,因此,能够将该成形用组合物保存一定时间,同时,只通过将该成形用组合物一小份加入到成形模中,就可完成成形的准备。而且,能够进一步简化制造工序。
如果具体说明该制法6,如图17所示,在将被覆膜12按照杯型容器10c的外形制成膜片之后,将其粘贴制成外形型膜,再将其两片粘贴,预先加工成袋状的外形包袋膜12g。然后,在该外形包袋膜12g中分注给定量的成形用原料14,准备成形用组合物40g。该成形用组合物40g可以保存在给定的储料器等中。然后,在图8(a)、图8(b)表示的模具20d中,在下模片23d、24d上装载从储料器出来的大致杯形的成形用组合物40g。仅此,就可完成准备。
在这种状态下,上述模具20d被加热到被覆膜12(外形包袋膜12g)的主要成分即生物降解性塑料的熔点以下的温度。然后,闭合上下膜片21d、23d、24d,采用上述外部加热或者内部加热进行加热和加压成形。通过这一个工序,就能够获得作为本发明的生物降解性容器本体的杯型容器10c(参见图4)。
[实施方案2]
下面基于图20到图24说明本发明的一个实施方案。本发明并不限于此。为了便于说明,对于具有与上述实施方案1所表示的各部件相同功能的部件,用相同的符号标记,并省略说明。
首先,本实施方案的制造方法中制造的生物降解性成形物与实施方案1的制造方法制造的生物降解性成形物相同,具有在发泡成形物的表面上直接形成被覆膜的构成。
本实施方案的制造方法是制造深冲形状的生物降解性成形物的方法,或者适合制造深冲形状的生物降解性成形物的方法。
作为深冲形状的生物降解性成形物,具体的可举出例如实施方案1中说明的图2表示的大碗型容器10a和与其基本相同的图21表示的大碗型容器10a等大碗型容器、实施方案1中说明的图4表示的杯型容器10c等杯型容器等。
本实施方案的生物降解性成形物的制造方法是以以淀粉或者其衍生物为主要成分,在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,在深冲形状的成形模中与成形用原料一起以大致平面状配制被覆膜,在深冲形状的成形模中加热上述成形用原料和被覆膜,由此在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时将被覆膜软化并压接在生物降解性发泡成形物表面上的深冲形状生物降解性成形物的制造方法。
本实施方案的生物降解性成形物的制造方法是在成形用原料的水蒸气发泡成形的同时在发泡成形物上直接粘贴被覆膜的方法,因此,与实施方案1同样,与后粘贴法相比,具有上述第1~第4的优点。因此,能够有效并以低成本制造生物降解性成形物,并能够根据一次性用途制造容易使用的生物降解性成形物。
本实施方案所使用的成形用原料和被覆膜与实施方案1中所使用的成形用原料和被覆膜相同。
作为本实施方案的合适的成形方法,可举出使用具有与所需的成形物形状一致的模穴并至少由两个以上部分构成的深冲形状的成形模,通过在上述成形模的模穴内加入上述成形用原料和被覆膜进行加热和加压,成形上述发泡成形物和被覆膜。
因此,作为上述深冲形状的成形模,可举出具有与所需成形物形状一致的模穴并具有两个以上的、用于在成形后取出发泡成形物的金属制模片的构成。因此,在作为生物降解性发泡成形物制造生物降解性容器时,适合使用由相互配合的金属制的凸模片(凸模)和金属制的凹模片(凹模)构成的成形模。
作为由凸模片和凹模片构成的深冲形状的成形模,具体的,可举出由图22(a)表示的金属制的凸模片(凸模)21a和金属制的凹模片(凹模)22a构成的模具20a、除了没有设置图9(a)没有表示的排气孔之外与图9(a)表示的模具20c相同的模具、除了没有设置图10(a)没有表示的排气孔之外与图10(a)表示的模具20c相同的模具等。
图22(a)表示的模具20a在凸模21a和凹模片22a组合的状态下,如图22(b)所示,形成内部与所需的发泡成形物(参见图21)的形状一致的模穴25a。
图22(a)表示的模具20a除了没有设置排气孔31a、32a、排气管33a、出口34a、绝缘体27和模穴25a的形状稍有不同之外,具备与图5(a)表示的模具20a相同的构成。
而且,对于本实施方案中成形时的加热手段,与实施方案1同样。作为对模穴25a内填充的成形用原料进行内部加热的手段可以使用,例如,图24的示意性表示的,使用有凸模片21a和凹模片22a构成的模具20a,对凸模片21a和凹模片22a分别连接电极26和电极26,同时在凸模片21a和凹模片22a的接触部分配制绝缘体27,进而在电极26、26上连接电源28的加热装置。
下面基于图20说明被覆膜的深冲形状的生物降解性成形物的制造方法的一个实施方案。在此,以使用图22(a)表示的由凸模片21a和凹模片22a构成的大碗型模具20a制造大碗型容器10a的情况作为例子举出进行详细说明。
首先,如图20所示,设置两部分的模具20a的凸模片21a和凹模片22a,以使与实施方案1同样,凸模片21a的中心与凹模片22a的中心在垂直线上对齐,并且,凸模片21a在上,凹模片22a在下。
接着,在凸模片21a和凹模片22a之间与成形用原料14一起,与实施方案1同样以大致平面状配制没有预先成形的两块被覆膜12。
接着,与实施方案1同样,通过在模具20a中使用上述外部加热和或内部加热加热(加压)成形成形用原料14和被覆膜12,使容器本体11a进行水蒸气发泡成形,同时,软化被覆膜并压接(粘贴)在容器本体11a表面上。通过这一个工序,就能够成形作为被覆膜的生物降解性成形物的大碗型容器10a。
在成形用原料14和被覆膜12加热成形时,将凸模片21a和凹模片22a的至少一方在凸模片21a与凹模片22a配合的方向上移动。由此,首先,如图23(a)所示,凸模片21a接触上侧的被覆膜12的中央部分,上侧的被覆膜12的中央部分受到凸模的挤压开始变形。这样,被覆膜12的中央部分如图23(b)所示变形以与凸模片21a的表面形状接近,最终在凸模21a与凹模片22a配合时,成形为与凸模片21a表面大致相同的形状。在图23(a)和图23(b)为了简化附图,只表示被覆膜12。
这样,被覆膜12的中央部分由于凸模片21a产生的挤压而变形并成形。这时,由于凸模片21a时深冲形状的,被覆膜12被大幅度拉伸。因此,使被覆膜12被拉伸的速度最佳化是重要的。
被覆膜12被拉伸的速度取决于被覆膜12变形期间的凸模片21a相对于被覆膜固定平面a(参见图23(b))的相对移动速度。在此,被覆膜固定平面a是通过连接被覆膜12外周未变形的部分(这时,固定在凹模片22a上端部分)的表面形成的平面。
因此,在本实施方案的制造方法中,至少在被覆膜12变形期间,凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的相对移动速度优选保持在8mm/s~12mm/s的范围内。
这样,被覆膜12被凸模片21a拉伸的速度基本一定,并且保持在最佳的速度,因此,能够避免被覆膜12发生断裂、龟裂和针孔。凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的相对移动速度如果快于12mm/s,由于被覆膜12被快速拉伸,容易产生断裂和龟裂。反正,如果凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的移动速度比8mm/s慢,虽然原因不明,但是被覆膜12上也容易产生针孔。
特别是,在本实施方案的制造方法中,由于使用大致平面状的被覆膜12制造深冲形状的成形物(大碗型容器10a),因此被覆膜12被大幅度拉伸。因此,特别是在使用耐热性和阻气性优良的二轴拉伸膜作为被覆膜12时,拉伸被覆膜12以在其上不产生断裂。龟裂、针孔的方式拉伸比较困难。但是,通过将移动速度设定在上述数值范围内,即使在这种情况下,也能够避免在被覆膜12上产生断裂、龟裂和针孔。结果,由于能够更确实地用被覆膜12覆盖容器本体11a,因此,能够更加确保大碗型容器10a的耐水性。
在本实施方案的方法中,由于被覆膜12的外周部被固定在凹模片22a的上端,因此,本发明固定平面a距凹模片22a上端面给定的距离。而且,凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的相对移动速度等于凸模片21a和凹模片21a的相对接近速度。另一方面,可以不象本实施方案那样将被覆膜12的外周部分固定在凹模片22a的上端,而采用任何其它固定手段固定被覆膜12的外周部分。这时,凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的相对移动速度不是凸模片21a和凹模片21a的相对接近速度,而是等于凸模片21a和固定手段的相对于移动速度。
而且,在本实施方案的方法中,被覆膜12变形期间是指从被覆膜12受到凸模片21a挤压开始变形时(图23(a)表示的凸模片21a最初接触上侧的被覆膜12的时间)到被覆膜12成形为与凸模21a表面大致相同形状的时间(图23(b)表示的凸模片21a与凹模片22a配合的时间)。
上述相对移动速度的树脂范围基于使用厚度20~80微米的被覆膜12的试验。但是,在使用其它厚度的被覆膜12时,通过将凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的相对移动速度设定在上述数值范围内,可预测能够获得与使用厚度20~80微米的被覆膜12的情况基本相同的效果。
在本实施方案的制造方法中,在至少被覆膜12变形期间,优选凸模片21a和凹模片22直线接近。即,凸模片21a相对于凹模片22的相对移动优选时直线运动。
根据上述方法,例如,与凸模片21a的一边和凹模片22的一边用铰链连接并转动凸模片21a的情况相比,由凸模片21a对被覆膜12施加的压力更加均匀。因此,能够均匀地拉伸被覆膜12,并且被覆膜12的壁厚变得均匀。因此,由被覆膜12产生的效果,即生物降解性成形物的耐水性的提高等进一步提高。
在本实施方案的制造方法中,在被覆膜12变形期间,凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的移动速度保持在8mm/s~12mm/s的范围内,从被覆膜12的变形开始到凸模片21a与凹模片22a配合为止的时间被控制在取决于模具20a的形状的范围内。另一方面,直至被覆膜12开始变形的凸模片21a相对于被覆膜固定平面a的相对移动速度可任意设定。
因此,在本实施方案的方法中,至少直至被覆膜12开始变形位置,优选凸模片21a和凹模片22a二者在相互接近的方向上移动。
根据上述方法,由于至少直至被覆膜12开始变形位置,凸模片21a和凹模22a二者在相互接近的方向上移动,因此,能够缩短直至凸模片21a与凹模片22a配合所需要的时间(配合时间),结果,能够达到缩短制造时间的目的。
在相互接近的方法上移动凸模片21a和凹模片22a二者时,直至凸模片21a与凹模片22a配合,可以在相互接近的方向上移动凸模片21a和凹模片22a,但是,优选直至被覆膜12开始变形位置,在相互接近的方向上移动凸模21a和凹模片22a,另一方面,在被覆膜12开始变形之后,只移动凸模片21a。这样,在象连续运送被覆膜12的情况等那样,将被覆膜12保持大致平面状时,不需要移动被覆膜12,操作变得简便。
加热成形时的模具20a的加热温度、与内部加热有关的各种条件、加热时间、成形压力等与实施方案1相同。
即,加热成形时的模具20a的加热优选在模具20a的温度在被覆膜1 2的软化点以上并且低于被覆膜12的熔点10℃以上进行。
这样,被覆膜12不是熔融而是软化,成形为与模具20a对应的形状,能够避免在被覆膜12上产生针孔。因此,能够确实地用被覆膜12覆盖容器本体11a,因此,能够进一步确保大碗型容器10a的耐水性。
而且,在达到缩短制造时间的目的的同时,为了提高大碗型容器10a的强度等特性,优选满足“模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上,低于被覆膜12的熔点10℃以上,并且在130℃以上”这一温度条件A,更优选满足“模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上,低于被覆膜12的熔点10℃以上,并且在150℃以上”这一温度条件(下面称为温度条件B)。
为了满足上述温度条件A和B,对于被覆膜12必须的热特性,与实施方案1同样。即,为了满足上述温度条件A,必须使用软化点在130℃以上,并且熔点在140℃以上的被覆膜12,为了满足温度条件B,被覆膜12的软化点必须在150℃以上,并且必须使用熔点在160℃以上的被覆膜12。
对于被覆膜12的优选热特性,与实施方案1相同,可以将加热成形时的加热稳定设定在高温,并且,优选能够提高大碗型容器10a的耐热性的特性。具体地说,被覆膜12的软化点优选在120℃以上,更优选在130℃以上,进一步优选在150℃以上。被覆膜12的熔点优选为150℃,优选为170℃以上,更优选200℃以上。被覆膜12优选软化点在120℃以上,熔点在150℃以上,进一步优选软化点在130℃以上,熔点在170℃以上,最优选软化点在150℃以上,熔点在200℃以上。
在本实施方案的制造方法中,在加热成形之前,优选在与被覆膜12接触的模具20a的表面上设置滑动剂。这样,由于降低了被覆膜12表面和模具20a表面之间的接触摩擦,因此,在被覆膜12受到模具20a拉伸时,能够避免因与模具20a摩擦在被覆膜12上产生断裂和规定等破损。
上述滑动剂的种类、在模具20a表面上设置滑动剂的方案,能够使用实施方案1中举出的,但是,由于上述理由,优选在模具20a的表面上形成固体层。作为在模具20a表面上形成的固体层,优选氟树脂。而且,滑动剂最优选在模具20a表面上形成的氟树脂层(氟树脂覆膜,即氟树脂涂层)。作为上述氟树脂,可以使用实施方案1中列举的,但是由于上述理由,特别优选四氟乙烯树脂。
如上所述,本实施方案的制造方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分,以在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料14和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜12,在深冲形状的成形模20a中与成形用原料14一起以大致平面状配制被覆膜12,在深冲形状的成形模20a中加热上述成形用原料14和被覆膜12,由此在使容器本体11a进行水蒸气发泡成形的同时将被覆膜12软化并压接在容器本体11a表面上的大碗型容器10a的制造方法。
本实施方案的制造方法使用一对凸模片21a和凹模片22a构成的模具20a,在加热成形之前,在凸模片21a和凹模片22a之间设置成形用原料14和被覆膜12,加热成形时,通过将凸模片21a和凹模片22a的至少一方在它们配合的方向上移动,使被覆膜12的中央部分变形,至少在被覆膜12变形期间,使凸模片21a相对于通过连接被覆膜12外周未变形的部分的表面形成的被覆膜固定平面a的相对移动速度保持在8mm/s~12mm/s的范围内。
而且,本实施方案的制造方法是进行加热以使在加热成形时模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上、低于被覆膜12的熔点10℃以上的方法。
在上述制造方法中,对使用模具20a制造大碗型容器10a的情况进行了说明,使用模具20b和模具20c等这样具有其他形状的模具,同样也可以制造杯型容器10b等这样具有其他形状的生物降解性成形物。
上述制造方法是特别适合制造深冲形状的生物降解性成形物的制造方法,在上述加热条件下进行加热的方法对盘型10b这样在平面扩展方向上尺寸大的形状的生物降解性成形物的制造上是有效的。
在上述制造方法中,以凸模片21b为上,凹模片22b为下配置,也可以以凹模片22b为上,凸模片21b为下配置。而且,在此,将凸模片21b和凹模片22b在上下方向上配置,在垂直方向上移动凸模片21b和凹模片22b,凸模片21b和凹模片22b的配置方向和移动方向没有特别的限定,例如也可以是水平方向的。
在上述制造方法中,在成形模中进行水蒸气发泡成形时,在两块被覆膜12之间夹持成形用原料,用被覆膜覆盖发泡成形物的整个表面。但是,在被覆膜中,只用被覆膜12覆盖发泡成形物的上面就可以。
另一方面,例如,象碗面的容器(图21表示的大碗型容器10a等)那样,不仅在内部加入沸水,而且,还要使内部的干燥面不被氧化或吸湿,对整个容器要求阻气性的情况下,优选在整个容器上粘贴被覆膜12。
下面,基于实施例和比较例对本发明进行详细上面,本发明并不限于此。
[成形用原料]
首先,在混合器中均匀混合作为主要原料的各种淀粉(也包括衍生物)、各种添加剂和水,以形成表1表示的组成,准备浆状的成形用原料(1)~(3)和(7)、糊状的成形用原料(4)~(6)、(8)。
表1
成形用原料(重量%) | |||||||||
浆状 | 糊状 | ||||||||
(1) | (2) | (3) | (7) | (4) | (5) | (6) | (8) | ||
淀粉 | 马铃薯淀粉 | 50 | 25 | 40 | 50 | 0 | 25 | 25 | 65 |
衍生物 | 磷酸交联淀粉 | 0 | 20 | 0 | 0 | 60 | 25 | 0 | 0 |
淀粉合计 | 50 | 45 | 40 | 50 | 60 | 50 | 25 | 65 | |
增量剂 | 豆腐渣 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 |
啤酒酵母渣 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | |
增量剂(增量性添加剂)合计 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 25 | 0 | |
主要固形部分总量 | 50 | 45 | 40 | 50 | 50 | 50 | 50 | 65 | |
强度调整剂 | 原浆 | 0 | 0 | 5 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 |
废纸浆 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 0 | |
碳酸钙 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 5 | 0 | 0 | |
可塑剂 | 山梨糖醇 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 | 0 | 2 | 2 |
乳化剂 | 甘油脂肪酸酯 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
稳定剂 | 瓜尔胶 | 0 | 2 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
离模剂 | 硬脂酸镁 | 0 | 0.5 | 0.5 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
膨化剂 | 碳酸钠 | 0 | 0 | 0.5 | 4 | 2 | 2 | 0 | 0 |
着色剂 | 胭脂红色素 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
功能性添加剂合计 | 0 | 4 | 7 | 4 | 7 | 18 | 8 | 2 |
水 | 50 | 51 | 53 | 46 | 25 | 32 | 42 | 33 |
[被覆膜]
作为本发明,准备表2表示的五种被覆膜F1、F2、F3、F4、F5。
表2
No. | 种类 | 膜厚(微米) | 软化点(℃) | 熔点(℃) |
F1 | 聚乳酸① | 25 | 70 | 130 |
F2 | 聚乳酸② | 50 | 90 | 140 |
F3 | 改性聚酯① | 35 | 110 | 150 |
F4 | 改性聚酯② | 50 | 130 | 170 |
F5 | 改性聚酯③ | 50 | 150 | 200 |
表2表示的改性聚酯构成的被覆膜F3~F5具备对苯二甲酸、磺酸金属盐(5-磺基间苯二酸的钠盐等)、脂肪族二羧酸(戊二酸等)、乙二醇、和二甘醇构成的重复单元,在酸成分中,对苯二甲酸约为50摩尔%~90摩尔%、磺酸金属盐约为0.2摩尔%~6摩尔%、脂肪族二元酸约为4摩尔%~49.8摩尔%、二醇成分中,乙二醇约为50摩尔%~99.9摩尔%、二甘醇约为0.1摩尔%~50摩尔%的芳香族聚酯共聚物的膜进行二轴拉伸的芳香族聚酯拉伸膜。
[实施例1]
对于作为成形用原料14的表1表示的8种成形用原料(1)~(8)和作为被覆膜12的表2表示的两种被覆膜F3、F5的所有组合(共计16种),使用图6(a)和图6(b)说明的实施方案1的制造方法,制造圆盘型容器10b。
即,使用具有图6(a)和图6(b)表示的排气孔31b和排气孔32b的模具20b,并且,模穴25b的厚度(圆盘型容器10b的壁厚)为2.5mm的均匀的模具,在一对被覆膜12之间夹持成形用原料14并配置在模具20b内。然后,通过配合凸模片21b和凹模片22b进行闭模,通过在模具20b中对成形用原料14和被覆膜12进行加热成形,使成形用原料14进行水蒸气发泡成形,得到容器本体11a,同时,将被覆膜12软化,压接在容器本体11b的表面。然后,在加热成形过程中,用模具20b的内压将存在于被覆膜14和模具20b表面之间的空气通过排气孔31b和排气孔32b排出到模具20b的外部。
作为加热方法,可以并用使用电热器加热模具20b的外部加热和使用高频介质加热的内部加热。而且,在使用被覆膜F3时,将加热成形时的模具20b的温度设定在130℃,在使用被覆膜F5时,将加热成形时的模具20b的温度设定在160℃。
[比较例1]
除了用模具20b代替没有模具20b中的排气孔31b和排气孔32b的模具即加热成形时内部处于密闭状态的模具之外,与实施例1同样,制造比较用的圆盘型容器。
对于使用具有排气孔31b、32b的模具20a的实施例1和使用没有排气孔31b、32b的模具的比较例1,比较圆盘型容器的成形性。具体地说,对于实施例1中制备的圆盘型容器10b和比较例1得到的比较用的圆盘型容器,对(1)平面部分(底部10ba和凸缘部10bc)中有无凹凸,(2)凸缘角部(凸缘部10bc和曲面部10ba的边界的角部分)的边缘的锐度。(3)底部10ba的中心的壁厚a、凸缘部10bc的壁厚b和凸缘角部的壁厚c(截面厚度)的测定值的各项目进行检查。
结果,与成形用原料14和被覆膜12的种类没有关系,可以获得以下结果:
首先,对于项目(1),在比较例1的圆盘型容器中,可以在平面部分(底部和凸缘部)的表面上看见小的凹部。与此不同,在实施例1的圆盘型容器10b中,在平面部分(底部10ba和凸缘部10bc)的表面完全看不到凹部。
对于项目(2),在比较例1的圆盘型容器中,凸缘角部与模穴的形状不同,边缘不尖锐。与此不同,在实施例1的圆盘型容器10b中,凸缘角部成形为与模穴25b的形状一致的形状,边缘尖锐。
而且,对于项目(3)的壁厚测定,在比较例1的圆盘型容器中,各部分的壁厚在1mm~2.5mm的范围不均匀,特别是,凸缘角部的壁厚c薄。与此不同,在实施例1的圆盘型容器10b中,各部分的壁厚都在2.3mm~2.5mm的范围内,以高精度成形的。
由以上结果可见,在圆盘型容器10b的制造方法中,通过使用设置有排气孔31b、32b的模具20b进行成形,能够提高圆盘型容器10b的平面部分和凸缘角部的表面成形性。
[实施例2]
对于作为成形用原料14的表1表示的八种成形用原料(1)~(8)和作为被覆膜12的表2表示的两种被覆膜F3、F5的所有组合(共计16种),使用图1说明的实施方案1的制造方法,制造深冲形状的大碗型容器10a。
即使用图5(a)和图5(b)表示的具有排气孔31a和排气孔32a的模具20a并且模穴25a的厚度(与大碗型容器10a的壁厚对应)为2.5mm并且均匀的模具20a,在一对被覆膜12之间夹持成形用原料14并放置在模具20a。然后,通过配合凸模片21a和凹模片22a进行闭模,通过在模具20a中加热成形成形用原料14和被覆膜12,使成形用原料14进行水蒸气发泡成形,压接在容器本体11a的表面上。这样,在加热成形中,存在于被覆膜14和模具20a表面之间的空气被模具20 a的内压通过排气孔31a和排气孔32a排出到模具20a的外部。
作为加热手法,并用使用电热炉加热模具20a的外部加热和使用高频介质加热的内部加热。而且,在使用被覆膜F3时,将加热成形时的模具20a的温度设定在130℃,在使用被覆膜F5时,将加热成形时的模具20a的温度设定在160℃。
[比较例2]
除了用模具20a代替没有模具20a中的排气孔31a和排气孔32a的模具即加热成形时内部处于密闭状态的模具之外,与实施例2同样,制造比较用的大碗型容器。
对于使用具有排气孔31a、32a的模具20a的实施例2和使用没有排气孔31a、32a的模具的比较例2,比较大碗型容器的成形性。具体地说,对于实施例2中制备的大碗型容器10a和比较例2得到的比较用的大碗型容器,对(1)平面部分(底部10aa和凸缘部10ac、底部10ab中央部分(凹部)10ae)中有无凹凸,(2)凸缘角部(凸缘部10ac和曲面部10aa的边界的角部分)和糸底部10ad的形状,和(3)底部10ab的中心的壁厚(凹部10ae的壁厚)a、糸底部10ad的壁厚b、糸底部10ad的外周(凹部10af)的壁厚c、侧壁10aa的壁厚d和凸缘角部的壁厚e(截面厚度)的测定值的各项目进行检查。
结果,与成形用原料14和被覆膜12的种类没有关系,可以获得以下结果。
首先,对于项目(1),在比较例2的大碗型容器中,可以在平面部分(底部和凸缘部)的表面上看见小的凹部。与此不同,在实施例2的大碗型容器10a中,在平面部分(侧壁10aa和凸缘部10ac、底部10ab的中央部(凹部)10ae)的表面上完全看不到凹部。
对于项目(2),在比较例2的大碗型容器中,看到糸底部和凸缘角部在边缘(角)的形状和壁厚方面与模穴的形状不同。与此不同,在实施例2的大碗型容器10a中,糸底部10ad和凸缘角部(凸缘部10ac的角部分)正确成形为与模穴25b相同的形状,并且边缘尖锐。
而且,对于项目(3)的壁厚测定,在比较例2的大碗型容器中,各部分的壁厚在0.5mm~2.5mm的范围不均匀,特别是,糸底部10ad的壁厚B、糸底部10ad的外周壁厚c和凸缘角部的壁厚e薄。与此不同,在实施例2的大碗型容器10a中,各部分的壁厚都在2.3mm~2.5mm的范围内,以高精度成形的。
由以上结果可见,在深冲形状的容器即大碗型容器10a的制造方法中,通过使用设置有排气孔31b、32b的模具20b进行成形,能够获得比圆盘型容器10b的情况下更为显著的成形性提高效果。
[实施例3]
在本实施方案中,如图18所示,使用与图5(a)和图5(b)表示的模具20a大致相同构造的模具20a。
图18所示的模具20a与排气孔31a、32a的位置、模穴的形状、大小等与图5(a)和图5(b)表示的模具20a相同,但是,在凸模片21a(上模)和凹模片22a(下模)的内部形成的、通过排气孔31a、32a与模穴连通的空间(排气管33a)和排气开口部34与图5(a)和图5(b)表示的模具20a不同。
即,在凸模片21a(上模)和上部侧面(比模穴上端更上的侧面)设置排气开口部分34a,从排气开口部分34a朝向凸模片21a的重心轴(垂直方向的中心轴)直至接近重心轴的位置(后述的排气管33a-6的位置)设置一根圆筒形的排气管33a(排气管33a-1)。与排气管33a-1连接设置超下的5根垂直的圆筒形排气管33a(从外侧开始为排气管33a-2、33a-3、33a-4、33a-5、33a-6),这些排气管33a-2~33a-6的顶端距成形表面(形成模穴的表面)约5mm。这样,在排气管33a-2~33a-6的顶端排气孔31a贯通至成形表面。在水平方向每90度设置四组,以使这种构造(排气开口部分34a、排气管33a-1~33a-6和排气孔31a)相对于凸模片21a的重心轴呈轴对称。
在凹模片22a(下模)的下端部分侧面设置排气开口部分34a,从排气开口部分34a在水平方向朝向凹模片22a的重心轴并直至接近重心轴的位置(后述的排气管33a-6的位置)设置一根圆筒形的排气管33a(排气管33a-1)。连接排气管33a-1超上设置三根垂直的圆筒形的排气管33a(从外侧开始为排气管33a-2、33a-3、33a-4),这些排气管33a-2~33a-4的顶端距成形表面(形成模穴的表面)约5mm。这样,在排气管33a-2~33a-4的顶端排气孔32a贯通至成形表面。在水平方向每90度设置四组,以使这种构造(排气开口部分34a、排气管33a-1~33a-4和排气孔31a)相对于凸模片22a的重心轴呈线对称。
而且,代替图5(a)和图5(b)表示的模具20a使用图18表示的模具20a,使所有排气管33a的直径为10mm或者15mm,使排气孔31a、32a的截面形状为圆形,将排气孔31a、32a的直径变为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.7mm之外,与实施例2相同,制造大碗型容器。并且对得到的大碗型容器评价壁厚是否形成给定的壁厚,并且表面状态是否良好。
结果,排气管33a的直径不论是为10mm还是15mm,都得到如下的结果。即,排气孔31a、32a的直径为0.3mm(排气孔31a、32a的界面积为0.07069mm2)时,没有充分排出模穴内的成形表面和被覆膜12直接封闭的空气,只能部分地获得给定的壁厚。另一方面,在排气孔31a、32a的直径为1.5mm(排气孔31a、32a的界面积为1.767mm2)时,在与得到的大碗型容器中排气孔31a、32a对应的部分,被覆膜12的突出明显,无法得到表面光滑的大碗型容器。进而,排气孔31a、32a的直径为1.7mm(排气孔31a、32a的截面积为2.270mm2)时,在与得到的大碗型容器中排气孔31a、32a对应的部分中,一部分被覆膜破裂。
与此不同,排气孔31a、32a的直径为0.4~1.2mm(排气孔31a、32a的截面积为0.1257~1.131mm2)时,被覆膜12不突出和破裂,并且,能够获得具有给定壁厚的大碗型容器,其结果在表3表示。
表3
排气孔径 | 0.3mm | 0.4~1.2mm | 1.5mm | 1.7mm |
排气孔截面积 | 0.07069mm2 | 0.1257~1.131mm2 | 1.767mm2 | 2.270mm2 |
评价 | 排出不足 | 良好 | 膜的突出明显 | 一部分膜破裂 |
由表3的结果可见,排气孔31a、32a的截面为圆形时,排气孔31a、32a的直径优选为0.4mm以上、1.2mm以下。但是,这时排气孔31a、32a的截面为圆形的情况,在排气孔31a、32a的截面为其它形状时,根据其形状,可以设计为形成等同的压力损失。具体地说,由于压力损失与排气孔31a、32a的截面积大致呈反比,因此,不管排气孔31a、32a的截面形状,可以将排气孔31a、32a的截面与直径0.4~12mm的圆形排气孔31a、32a等同,即为0.12~1.13mm2。
[实施例4]
除了将排气孔(圆形截面)31a、32a的直径固定在0.7mm,将所有排气管(圆筒形)33a的直径变为3mm、5mm、10mm、15mm、20mm之外,与实施例3同样,制造大碗型容器。
采用高频波介质加热进行的内部加热是通过对凸模片21a和凹模片22a连接高频电源(最大输出为3KW),并将高频电压的阳极电流值设定为0.3A来进行的。而且,成形时间(加热时间)为110秒。
然后对得到的大碗型容器评价壁厚是否为给定的壁厚,表面状态是否良好。
结果,在排气管33a的直径为3mm时,在模穴内的成形表面和被覆膜12之间封入的空气没有充分排出,只在部分获得给定的壁厚。
与此不同,在排气管33a的直径为5~20mm时,被覆膜12不发生突出和破裂,并且,能够获得具有给定壁厚的大碗型容器。其结果在表4表示。
表4
排气管直径 | 3mm | 5~20mm |
评价(0.3A) | 排出不足 | 良好 |
而且,在凹模片22a(下模)的成形表面的侧面部分设置压力传感器40,将压力传感器40与压力计连接,测定成形过程中模穴内压的时间变化。通过与压力传感器40连接的压力计测定的。成形时模穴内压的变化在图19的图中表示。
[实施例5]
除了将内部加热用所连接的高频电源(最大输出为3KW)的阳极电流值从03A变化至1.0A0,成形时间(加热时间)从110秒缩短至60秒之外,与实施例4同样,制造大碗型容器。
然后对得到的大碗型容器评价壁厚是否为给定的壁厚,表面状态是否良好。
结果,在使阳极电流值为1.0A,成形时间缩短到60秒的本实施例中,得到了阳极电流值低至0.3A,成形时间长至110秒的实施例4不同的结果。即,在排气管33a的直径为10~20mm时,模穴内压一下消除,造成膨胀的成形物使被覆膜12突出并进入排气孔31a、32a内的结果,反之,排气管33a的直径为3mm或者5mm时,不发生被覆膜12的破裂等,模穴的内压充分消除,获得良好的结果。其结果在表5表示。
表5
排气管直径 | 3mm | 5 | 10~20mm |
评价(1.0A) | 排出不足 | 良好 | 破裂(成形物贯通膜突出来) |
与实施例4同样,采用与压力传感器40连接的压力计测定成形时模穴的内压(下面适当地简单称为“内压”)的变化。测定结果在图19的图中表示。在图19中,作为参考,同时表示不进行使用高频的内部加热只进行外部加热的情况的数据。
实施例4和实施例5获得不同结果的理由可以认为如下。
即,参见图19,在被覆膜的水蒸气发泡成形中,伴随着成形用原料中的水分的气化和膨化,先是内压骤然上升,发泡阶段结束转移到干燥阶段,随着水分进一步蒸发,内压缓慢降低。这时,如果内部加热使用比较大的能量,初期的内压上升速度增大,最大内压也上升(这种现像是本发明的水蒸气发泡成形的特有的,与通常的真空成形和加压成形时模穴内压为一定的情况大大不同。)。
这可以认为是在对成形用压力只赋予由0.3A阳极电流产生的比较低的高频能量(在使用同一高频发送器(高频电源)的情况下,由高频波发送器产生的高频能量与高频发送器内的真空管阳极电流值的比例),在3mm的细排气管直径时,其中产生的压力损失比较大,因此,与压力损失相比内压不足,模穴内的剩余空气没有被充分排出。
但是,如果将阳极电流值提高到1.0A,如图19所示,由于内压的急剧上升和最大内压值的上升,内压超出了3mm直径的排气管33a中比较大的压力损失,空气被排出。反之,在排气管33a的直径大(10mm以上)时,在内压急剧上升时,空气一下子排出时,夹持被覆膜12的外侧(排气孔31a、32a侧)和内层(发泡成形物侧)的压力差一下子增大,超过了被覆膜12的强度,发泡成形物使排气孔31a、32a部分的被覆膜12突出。
[实施例6]
如实施例5中所说明的,在模穴内压急剧上升时,排气孔31a、32a的直径小的一方能够获得良好的结果,因此,应形成使排气管33a内为封闭空间,由于模穴内压上升从模穴内排出的空气提高排气管33a的压力的构造。
具体地说,封闭排气开口部分34a,使排气管33a内相对于模具20a外部形成封闭空间,使该封闭空间的体积相对于加热成形之前的模穴内的空隙的体积V如图表6所示那样变化,除此之外,与实施例5同样,制造大碗型容器。V可用下式计算。
V=(模穴总体积)-(成形用压力的体积)
对于得到的大碗型容器,评价壁厚是否为给定的壁厚,表面状态是否良好时,产生与排气管33a的直径没有关系其结果,在表6表示。
表6
封闭空间的体积 | (1/5)V | (1/3)V | (1/2)V | V | 2V | 4V |
评价 | 排出不足 | 基本良好 | 良好 | 破裂 |
结果,与排气管33a的直径没有关系,通过调整排气管33a内的封闭空间的体积,可以适当排出空气。即,如果形成相对于成形前模穴内空隙体积V的1/3倍到2倍的排气管33a内封闭空间的体积,可以获得不产生由空气的排出不足造成的容器的壁厚不均和由空气的过度排出造成的被覆膜12的破裂的良好结果。这可以认为是排气管33a内的封闭空间存在的空气起到了缓和由发泡成形物对被覆膜12施加的压力的缓冲材料(气垫)的作用,并且避免了由空气过度排出造成的被覆膜12发生破裂的情况。
而且,也被称为设置象上述那样的封闭空间的气垫的方式的方法在进行本实施例这样的快速成形的情况和被覆膜12的强度弱的情况下是特别有效的。
[实施例7]
对于表1表示的八种成形用压力(1)~(8)和表2表示的五种被覆膜F1~F5的所有组合(共计40种),采用用图20说明的实施方案1的制造方法来制造大碗型容器10a。
这时,作为加热手法,并用采用电热器加热模具20a的外部加热和采用高频介质加热的内部加热。
在本实施例中,对上述40种原料的所有组合,在将模具20a的温度分别设定为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃的12种加热条件下制造。
对于得到的480种大碗型容器10a(样品)评价发泡成形性、成形后的被覆膜状态和耐水性。对于发泡成形性,研究容器本体11a具有的发泡结构的纹理细度和均匀性。而且,对于成形后的被覆膜的状态,用目测检查是否由裂开或者熔融的异常后,将没有异常的样品浸渍在含有表面活性剂的带颜色的水中,检查被覆膜有无针孔。
结果,可获得与成形用原料和被覆膜的种类无关的以下结果。即,模具20a的温度在被覆膜的软化点以下时,被覆膜断裂。模具20a的温度为大致等于被覆膜熔点的温度时,被覆膜频繁产生针孔。模具20a的温度为超过被覆膜熔点的温度时,被覆膜熔融。另一方面,在其他情况下,被覆膜不熔融,并且处于没有断裂、龟裂、针孔等异常的良好的状态。
由以上结果可见,与成形用原料和被覆膜的种类没有关系,模具20a的温度优选在被覆膜的软化点以上,并且比被覆膜的熔点低10℃以上。
另一方面,对于容器本体11a具有的发泡组织的纹理的细度和均匀性,模具20a的温度在130℃以上时是良好的,模具20a的温度为150℃以上时是更为良好的。
而且,总结这些结果,被覆膜和容器本体11a都良好的情况是作为被覆膜是使用被覆膜F2~F5中的任意一个,模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上,比被覆膜12的熔点低10℃以上,并且在130℃以上。
其中,容器本体11a进一步良好的情况是作为被覆膜使用被覆膜F4或者F5,模具20a的温度在被覆膜12的软化点以上,比被覆膜12的熔点低10℃以上,并且为130℃。
而且。对于被覆膜的软化点,在90℃以上的情况下是良好的,在130℃以上的情况下是更加良好的。而且,对于被覆膜的熔点,在140℃以上的情况下是良好的,在170℃以上的情况下是更加良好的。
[实施例8]
对于组合表1表示的八种成形用原料(1)~(8)和表2表示的五种被覆膜F3、F5的所有组合(共计16种),采用用图20说明的实施方案2的制造方法制造大碗型容器10a。
这时,作为加热手法,并用采用电热器加热模具20a的外部加热和采用高频介质加热的内部加热。而且,在使用被覆膜f3时,将加热成形时模具20a的温度设定为130℃,在使用被覆膜F5时,将加热成形时的模具20a的温度设定在160℃。
在相互接近的方向上移动凸模21a和凹模片22a二者时,凸模片21a和凹模片22a直至接触被覆膜(直至被覆膜12开始变形)时在相互接近的方向上移动凸模片21a和凹模片22a,另一方面,之后只移动凸模片21a。这样,对于上述所有16种原料的组合,将只移动凸模片21a时凸模片21a的移动速度以给定的速度变化为5mm/s~20mm/s。
对于得到的文献容器10a(样品),与实施例7完全相同,评价发泡成形性、成形后的被覆膜状态和耐水性。
结果,与成形用原料和被覆膜的种类无关,获得以下结果。即,凸模21a的移动速度为8mm/s~12mm/s范围内时,可以获得被覆膜上没有断裂、龟裂、针孔等异常的非常好的大碗型容器10a。在凸模片21a的移动速度比8mm/s慢时,在被覆膜上容易产生针孔。反之,凸模片21a的移动速度比12mm/s快时,被覆膜上频繁产生破裂(断裂和龟裂)。
[实施例9]
对于组合表1表示的八种成形用原料(1)~(8)和表2表示的五种被覆膜F3、F5的所有组合(共计16种),采用图10(a)和图10(b)表示的模具20d,采用与用图20说明的实施方案2的制造方法相同的制造方法,制造图4表示的杯型型容器10c。
这时,作为加热手法,并用采用电热器加热模具20d的外部加热和采用高频介质加热的内部加热。而且,在使用被覆膜F3时,将加热成形时模具20d的温度设定为130℃,在使用被覆膜F5时,将加热成形时的模具20d的温度设定在160℃。
作为模具20d,准备(1)在与被覆膜接触的表面上涂敷作为滑动剂的植物性油脂的模具20d,(2)在与被覆膜接触的表面上涂敷作为滑动剂的硬脂酸镁的模具20d,(3)在与被覆膜接触的表面上涂敷作为滑动剂的四氟乙烯树脂覆膜的模具20d,(4)在与被覆膜接触的表面上不涂敷滑动剂的模具20d,这四种表面状态不同的模具20c。这样,对于上述16种原料的组合,使用四种模具20d,制造杯型容器10b。
对于得到的文献容器10a(样品),与实施例7完全相同,评价发泡成形性、成形后的被覆膜状态和耐水性。
结果,与成形用原料和被覆膜的种类无关,获得以下结果。
即,与被覆膜接触的表面上没有滑动剂的模具20d的(4)的情况下,杯面上产生裂纹和针孔,特别是,在使用被覆膜F5的情况下,裂纹和针孔明显产生。
与此不同,使用与被覆膜接触的表面上存在滑动剂的模具20d时的(1)~(3)的情况下,在被覆膜上完全没有裂纹和针孔。而且,(1)~(3)的情况下,发泡成形物都良好,滑动剂没有不良影响。被覆膜表面在使用四氟乙烯树脂覆膜的(3)的情况下,滑动剂不附着,最为漂亮。
本发明的生物降解性成形物的制造方法,如下所述,是以淀粉或者其衍生物为主要充分,以在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为只要充分,使用具有疏水性的被覆膜,通过在具有给定形状的模穴的成形模中使成形用原料和被覆膜加热成形,在使成形用原料进行水蒸气发泡成形的同时,在通过水蒸气发泡成形得到的生物降解性发泡成形物的表面上使被覆膜软化并压接的生物降解性成形物的制造方法,是在上述成形模上设置排气孔,在加热成形时,使存在于被覆膜和成形模表面之间的其它通过上述排气孔排出到模穴之外的方法。
根据上述方法,由于得到的生物降解性发泡成形物保持了一定程度的含水率,因此,与现有的淀粉成形物相比,能够发挥优良的强度。而且,根据上述方法,通过在成形模中加热成形具有疏水性的被覆膜,压接在生物降解性发泡成形物的表面,因此,能够获得被覆膜基本上紧贴在生物降解性发泡成形物的表面状态的生物降解性成形物,并制造具有足够耐水性的生物降解性成形物。根据上述方法,生物降解性发泡成形物是发泡体,因此表面积大,因此,生物降解性非常良好。根据上述方法,由于成形用原料和水蒸气发泡成形和被覆膜的压接同时进行,因此能够以较少的工序制造生物降解性成形物。
而且,上述方法具有即使在具有复杂形状的情况下也保持足够的强度,并且能够简便地制造具有非常良好的生物降解性的生物降解性成形物的效果。
根据上述方法,在加热成形时,由于将存在于被覆膜和成形模表面直接的气体通过上述排气孔排出到模穴之外,因此,提高了被覆膜和成形模表面的粘着性。因此,上述方法还具有能够获得具有优良的表面光滑性的生物降解性成形物,并同时能够以良好的尺寸精度成形生物降解性成形物的效果。
本发明的成形模如上所述,是用于以淀粉或者其衍生物为主要成分,通过在内部加热在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料进行水蒸气发泡成形的成形模,其构成为:由相互配合在内部形成给定形状的模穴的多个模片构成,上述各模片中,贯通用于将模穴内的气体排出到模穴之外的排气孔。
根据上述构成,如果通过在内部加热上述成形用原料进行水蒸气发泡成形,在成形时,模穴内的气体通过上述排气孔排出模穴之外。这样,提高了成形物与成形模表面的粘着性。因此,上述构成具有提供能够以良好的尺寸精度成形具有优良的表面光滑性的生物降解性成形物的成形模的效果。
本发明的生物降解性成形物的制造方法,如上所述,是通过在深冲形状的成形模中与成形用原料一起配置大致平面状的被覆膜并进行上述加热成形,制造深冲形状的生物降解性成形物的方法。
根据上述方法,能够制造即使具有复杂的形状也具有能够制造具有足够强度并且具有足够的耐水性和非常良好的生物降解性的生物降解性成形物的效果。进而,根据上述方法,具有能够以更少的工序制造大碗型容器和杯型容器等深冲形状的生物降解性成形物。
本发明的生物降解性成形的制造方法,如上所述,是使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配置成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,将凸模和凹模的至少一方在它们配合的方向上移动,由此,使被覆膜的中央部分变形,在至少被覆膜变形期间,将凸模相对于通过连接被覆膜外周没有变形的部分的表面形成的平面的相对移动速度保持在8mm/s~12mm/s的范围内。
本发明的生物降解性成形的制造方法,如上所述,是上述成形模的温度在上述被覆膜的软化点以上并且低于被覆膜的熔点10℃以上进行上述加热的方法。
根据上述各方法,具有在使用大致平面状的被覆膜制造特别是深冲形状的生物降解性成形物时,更加确实地避免在被覆膜上产生曲线,并更加确实地包装生物降解性成形物的耐水性的效果。
在用于实施发明的最佳方案中进行的具体的实施方案和实施例只是使本发明技术内容更加清楚,并不受其具体例的限定和狭义的解释,在本发明的精神和下面记载的权利要求的范围内,可以由很多变化来实施,即使对不同的实施方案分别公开的技术手段进行适当组合得到的实施方案,也包括在本发明的技术范围内。
工业上的可利用性
本发明中制造的生物降解性成形物例如适合用作包装用缓冲材料、箱子、包装用盘子等包装成形物,碗面、乌东杯面、炒面杯面等方便食品的容器,外卖用的一次性盘和托盘或者汤和果汁等的容器等食品用容器。而且,本发明制造的浅冲形状的生物降解性成形物适合用作箱子。包装用浅盘等包装用成形物、外面用的一次性盘或者浅盘等餐具。
特别是,本发明制造的生物降解性成形物由于具有耐水性,因此适合用作水分多的餐具,同时由于还具有阻气性等,因此,适合用作杯面等可保存一定时间的方便食品的容器。特别是,本发明制造的生物降解性成形物,由于具有耐热水性,因此,适合用作在使用时注入热水的杯面、乌东杯面等方便食品的容器。
如上所述,根据使用本发明的设置了排气孔的成形模,能够以简便并且良好的尺寸精度制造即使在具有复杂形状的情况下也具有足够的强度并且具有足够的耐水性、非常良好的生物降解性和良好的表面光滑性的生物降解性成形物。
如上所述,根据在深冲形状的成形模中与成形用原料一起配制大致平面状的被覆膜进行上述加热成形的方法,具有即使在具有复杂形状的情况下也能够以更少的工序制造具有足够强度和足够耐水性和非常良好的生物降解性的深冲形状的生物降解性成形物。
如上所述,根据本发明的将凸模的相对移动速度保持在给定范围内的方法或者使本发明的成形模的温度满足给定条件的方法,能够简单地制造技术具有复杂形状的情况下也具有足够的强度和足够的耐水性和非常良好的生物分解性并且在被覆膜上没有曲线的生物降解性成形物。
而且,本发明的成形模和制造方法适用于上述各种生物降解性成形物的制造。
Claims (22)
1、一种生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,在具有给定形状的模穴的成形模中加热成形成形用原料和被覆膜,由此在使成形用原料进行水蒸气发泡成形的同时,在通过水蒸气发泡成形得到的生物降解性发泡成形物的表面上将被覆膜软化并压接的生物降解性成形物制造方法,其中,在上述成形模上设置排气孔,在加热成形时,将存在于被覆膜和成形模表面之间的气体通过上述排气孔排出到模穴之外,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配制成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少在被覆膜变形期间,使凸模和凹模直线接近。
2、一种生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,在具有给定形状的模穴的成形模中加热成形成形用原料和被覆膜,由此在使成形用原料进行水蒸气发泡成形的同时,在通过水蒸气发泡成形得到的生物降解性发泡成形物的表面上将被覆膜软化并压接的生物降解性成形物制造方法,其中,在上述成形模上设置排气孔,在加热成形时,将存在于被覆膜和成形模表面之间的气体通过上述排气孔排出到模穴之外,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配置成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动至少二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少直至被覆膜开始变形,将凸模和凹模二者在相互接近的方向上移动。
3、根据权利要求1或2记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,在上述成形模的内部通过上述排气孔形成与模穴连通的空间,在加热成形时,使上述空间形成相对于成形模外部封闭的空间。
4、根据权利要求3记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,设定上述封闭空间的体积相对于加热成形之前模穴内的空隙的体积为1/3倍以上2倍以下。
5、根据权利要求1或2记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,在加热成形时,存在于被覆膜和成形模表面之间的气体通过上述排气孔排出到成形模的外部。
6、根据权利要求1或2记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,上述排气孔的截面积为0.12mm2以上1.13mm2以下。
7、生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,通过在成形模中加热成形上述成形用原料和被覆膜,在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时,将被覆膜软化并压接在生物降解性发泡成形物表面上的生物降解性成形物的制造方法,其中,通过在深冲形状的成形模中与成形用原料一起将被覆膜以大致平面状配置并进行上述加热成形,制造深冲形状的生物降解性成形物,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配制成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少在被覆膜变形期间,使凸模和凹模直线接近。
8、生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,通过在成形模中加热成形上述成形用原料和被覆膜,在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时,将被覆膜软化并压接在生物降解性发泡成形物表面上的生物降解性成形物的制造方法,其中,通过在深冲形状的成形模中与成形用原料一起将被覆膜以大致平面状配置并进行上述加热成形,制造深冲形状的生物降解性成形物,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配置成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动至少二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少直至被覆膜开始变形,将凸模和凹模二者在相互接近的方向上移动。
9、生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,通过在成形模中加热成形上述成形用原料和被覆膜,在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时,将被覆膜软化并压接在生物降解性发泡成形物表面上的生物降解性成形物的制造方法,其中,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配置成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动至少二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少直至被覆膜开始变形期间,使凸模相对于通过连接被覆膜外周没有变形部分的表面形成的平面的相对移动速度保持在8mm/s~12mm/s的范围内。
10、根据权利要求9记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,至少在被覆膜发生变形期间,使凸模和凹模直线接近。
11、根据权利要求9或者10记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,至少直至被覆膜开始变形,使凸模和凹模二者在相互接近的方向上移动。
12、根据权利要求1到11的任意一项记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,进行加热以使上述成形模的温度在上述被覆膜的软化点以上,并且比被覆膜的熔点低10℃以上。
13、生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,通过在成形模中加热成形上述成形用原料和被覆膜,在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时,将被覆膜软化并压接在生物降解性发泡成形物表面上的生物降解性成形物的制造方法,其中,进行加热以使上述成形模的温度在上述被覆膜的软化点以上,并且比被覆膜的熔点低10℃以上,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配制成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少在被覆膜变形期间,使凸模和凹模直线接近。
14、生物降解性成形物的制造方法,该方法是以淀粉或者其衍生物为主要成分、在其中混合水得到的浆状或者糊状的成形用原料和生物降解性塑料为主要成分,使用具有疏水性的被覆膜,通过在成形模中加热成形上述成形用原料和被覆膜,在使生物降解性发泡成形物进行水蒸气发泡成形的同时,将被覆膜软化并压接在生物降解性发泡成形物表面上的生物降解性成形物的制造方法,其中,进行加热以使上述成形模的温度在上述被覆膜的软化点以上,并且比被覆膜的熔点低10℃以上,使用由一对凸模和凹模构成的成形模,在上述加热成形之前,在凸模和凹模之间配置成形用原料和被覆膜,在上述加热成形时,通过在凸模和凹模配合的方向上移动至少二者之一,使被覆膜的中央部分变形,至少直至被覆膜开始变形,将凸模和凹模二者在相互接近的方向上移动。
15、根据权利要求12或、13或14记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,进行上述加热,以使上述成形模的温度在130℃以上。
16、根据权利要求12或、13或14记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,进行上述加热,以使上述成形模的温度在150℃以上。
17、根据权利要求1到16的任意一项记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,在上述加热成形之前,在与被覆膜接触的成形模表面上配置滑动剂。
18、根据权利要求17记载的生物降解性成形物的制造方法,其中上述滑动剂是在成形模表面形成的氟树脂层。
19、根据权利要求1到18的任意一项记载的生物降解性成形物的制造方法,上述被覆膜是以改性聚酯为主要成分的膜。
20、根据权利要求1到19的任意一项记载的生物降解性成形物的制造方法,上述被覆膜是二轴拉伸的膜。
21、根据权利要求1或2记载的生物降解性成形物的制造方法,上述成形模,在内部形成相互配合的给定形状的模穴的多个模片构成,在上述各模片上,贯通着用于将模穴内的气体排出到模穴外的排气孔。
22、、根据权利要求21记载的生物降解性成形物的制造方法,其中,上述各模片由金属构成,在上述模片之间设置用于绝缘模片彼此的绝缘体。
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