JPH05292932A - 熱可塑性混合物から成形品を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 澱粉質成分を持つ植物性の原材料を含む混合
物から成形品を製造する場合、高い信頼性で常に再生可
能な結果を生ずるような熱可塑性で加工できる混合物か
ら成形品を製造する方法を提供する。 【構成】 成形品を製造する前にまず成分（Ｋ1 〜Ｋ2
）を第１の工程（２０）で混合し、配合（２１）し、
混合（２２）し、その際に加熱（２３）および水分添加
（２４）を行い、そしてペレット成形（２５）する。ペ
レットは空気（２７）で冷却（２６）し、細分化（２
８）し、その後、任意の貯蔵（２９）後において成形品
に加工（３０）する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、澱粉質成分を持つ植物
性の原材料を含み、押出し成形・射出成形機における熱
可塑性あるいは熱硬化性変形によって最終形状にされる
ような混合物から成形品を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９５０年の始めから既に、食用物質か
ら成形品の形に加工させられる熱可塑性で加工できる混
合物を作る初めての実験が知られている。例えば米国特
許第２６４５５８７号明細書に記載されている。ここで
は特にリグノセルロース材料例えばくるみの殻、わら、
もみがら、とうもろこしの穂軸などから出発している。
しかし、この実験はすべて実験段階から出ていない。ド
イツ特許第Ａ２５５２１２６号公報は、成形品を製造す
るためにも適用される熱可塑性で加工できる水溶性の成
形材料を沢山開示している。ここに記載されている混合
物は主に、澱粉質、カゼインナトリウムおよびグリセリ
ンの成分とゼラチンおよびレシチンの成分から成ってい
る。これらすべての混合物はそれぞれ混合機、二重ロー
ル装置あるいは練り機において細粒質材料に加工され、
この細粒質材料は押出し機のホッパに入れられ、熱可塑
性射出成形過程で所望の成形品の形に加工される。これ
は射出成形後における中間貯蔵を排除していた。

【０００３】他の方式がＷＯ第９０／０５１６１号ＰＣ
Ｔ国際公報に示されている。熱可塑性で加工できる澱粉
質を製造するために、ここでは天然あるいは自然の澱粉
質に添加物が混合され、その混合物が熱および機械的エ
ネルギの導入によって溶解物にされる。その添加物とし
ては、澱粉質の溶解温度を低下する物質が対象となり、
従って澱粉質の溶解温度はこの添加物と一緒に澱粉質の
分解温度以下である。上述の混合物の場合、異質の混合
物から出発し、この異質性が維持されるが、それぞれの
発明に基いて自然の澱粉質は添加物および熱の導入によ
って溶解物の形に加工され、この溶解物は続いて粒子、
ピル、タブレットあるいは粉末の形に再加工される。こ
れはエネルギを要する工程を伴い、この工程において生
物学的に分解できるがその天然の形態が失われた最終製
品が得られる。

【０００４】ドイツ特許第Ａ４０２７７８６号公報に、
有用物、消費物および包装物を製造するための種々の熱
可塑性で加工できる混合物が記載されている。ここに記
載されたすべての混合物は主に、澱粉成分、グリセリン
および防腐剤を含むできるだけ天然のままの植物成分か
ら成り、充填材料を添加して、結合剤として植物性の蛋
白質を含み、場合によっては表面のつや出し剤として糊
精を含んでいる。これらの成分は混合され、続いて熱硬
化性あるいは熱可塑性成形機で直接加工される。その際
に生ずる結果は非常に異なっている。混合物が同じ組成
である場合、再生可能な結果は決して得られない。押出
しスクリューにおける混合物の大きな圧縮および加熱
が、手に負えないほど複雑な組織変化を生じてしまうこ
とが予測される。

【０００５】例えばフランス特許第Ａ２３４９２８６号
公報、米国特許第４９２９１６３号明細書、ヨーロッパ
特許第Ａ００４０４０６号公報および米国特許第３５７
４６３２号明細書のような多くの文献から、ペレット成
形機で小粒状の飼料を製造することが知られている。そ
の場合、加工される材料は熱可塑性あるいは熱硬化性成
形品を製造するためにある類似点を有しているが、この
加工は最終的な成形上の変化を生ずる。後続の加工は無
菌性あるいは貯蔵性を向上するための処置だけしか含ん
でいない。

【０００６】これに対して、熱可塑性あるいは熱硬化性
で加工できるバイオ材料から成形品を製造する際、合成
樹脂射出成形機で成形する前に押出しプレスにおける場
合と異なった粒子製造方式が利用されることは知られて
いない。この加工方式は、その際に利用される非常に異
質の混合物が不均一の物理学的特性を有する中間生成物
を生じ、最終的な熱可塑性あるいは熱硬化性加工で成形
品に加工する際に連続して再生できない結果を生じてし
まうので、不適当であることがわかっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
信頼性で常に再生可能な結果を生ずるような熱可塑性で
加工できる成分混合物から成形品を製造する方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、冒頭に述べた形式の方法において、予め混合され
た混合物が最終的な造形に先立って供給装置および混合
装置を介して水分を添加し熱を供給しながらペレット成
形プレスに導かれ、その場合、ただ澱粉質の部分的な粘
着が生じ、その後でペレットが冷却され、任意の長さで
中間貯蔵されることによって達成される。

【０００９】なお水分の添加および熱の導入は蒸気によ
って行うことができる。これは次のような多くの利点を
有する。即ち、澱粉質の部分的な粘着（糊塗）を増大
し、エネルギ消費を低減し、添加物を溶解した形で添加
することができる。

【００１０】液体の形で水分の添加を行う場合、これは
非常に低い温度でも行え、これによって特に植物性脂肪
が大事にされる。液体の形での水分の添加と共に熱も導
入しようとするとき、熱の導入は混合装置の加熱で行
う。これによって温度は成分混合物の搬送方向において
混合装置内でゆっくりと増加させられる。

【００１１】ペレットができるだけ長い時間にわたる貯
蔵性を有することが望まれるので、ペレットの十分な脱
水、即ちペレットの乾燥を行うことが切望される。従っ
て、ペレット成形機において混合物から水分を少なくと
も一部を除去することを提案する。これは、例えば、非
常に乾燥した熱風をペレット成形機のプレスドラムを通
して吹きつけることによって行われる。

【００１２】ペレットの品質は主にその大きさにも左右
される。従って、ペレット成形機のプレスドラムにある
孔が、ペレットが最大で８ｍｍ、好しくは２〜３ｍｍの
大きさとなるように選択されていると良い。ペレットの
大きさは熱可塑性あるいは熱硬化性成形機における支障
のない再加工に対する尺度ではない。従って、ペレット
を再加工の前に破砕機によって細分化することも有利で
ある。

【００１３】

【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１４】図１には本発明に基づく方法にとって重要
なペレット成形プレスが示されている。これは架台１の
上に置かれ、上側に供給装置２を有している。予め混合
された混合物が入口ホッパ（図示せず）を介して供給装
置２に導入される。この供給装置２は混合物を後続の混
合装置３に配合して供給するために使用する。これは供
給装置２内に配置された搬送スクリューによって行われ
る。既に予め混合されている混合物は混合装置３の中で
もう一度よく混ぜ合わされ、水分供給口１０を介して湿
化される。これは例えば蒸気で行われる。この場合、純
粋な水蒸気が対象とされるが、溶解し得るある成分が添
加されている水蒸気も対象にできる。一般に混合物に関
して５％以下の水分含有率で作業する。同様に、この範
囲で行われる熱の供給は水蒸気によって直接行えるが、
これと別個に混合装置３自体を加熱することもできる。
この場合、混合装置３は全長にわたって種々の加熱領域
に仕切られる。混合装置３から搬出される混合物は入口
４を介してプレス部分５に到達する。このプレス部分５
は図２に詳細に示されている。プレスドラム１１はモー
タによってＶベルト伝動装置６を介して動かされる。モ
ータ７は可変伝動装置８を介して混合装置３並びに供給
装置２も駆動する。

【００１５】プレス部分５は図２に拡大して示されてい
る。図２中において１１はプレスドラムである。混合物
は混合装置３からこのプレスドラム１１に到達する。回
転プレスドラム１１の中に保持棒１４上において２つの
圧縮ロール１２が配置されている。圧縮ロール１２は回
転プレスドラム１１と同じ方向に回転し、分配装置１３
はその回転方向において圧縮ロール１２の前の範囲で混
合物を一様に分配する。混合物は回転プレスドラム１１
と連動圧縮ロール１２との間で押しつぶされ、加圧下に
おいて孔１７を通して押し出される。これによって混合
物が塊の形に固められる。その場合、粘着（糊塗）性の
澱粉質および他の物質が結合剤として作用する。回転プ
レスドラム１１から流出する小さなソーセージ状の塊が
擦り取りブレード１５によってプレスドラム外側壁から
削り取られる。これによって所望のペレットが形成され
る。これらのペレットは機械から下に落下し、続いて貯
蔵する前に冷却される。その冷却はピット形冷却器にお
いて行われる。このピット形冷却器には所望の冷却出力
および滞在時間に応じて任意の数の冷却要素が重なり合
って配置されている。これらの冷却要素はカスケードあ
るいは屋根が組み込まれている板金ハウジングから成っ
ている。これらのピット要素の横に冷却器の全高さに空
気吸込みピットが配置されている。フラッパ弁が空気流
を調整する。しかし、冷却は同様に公知のベルト形冷却
器でも行える。しかもこの冷却器は非常に場所を節約で
きる。

【００１６】図３の流れ線図は本発明に基づく方法を分
かり易く示している。まず種々の成分Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3
，Ｋ4 などが第１の工程２０で予め混合される。工程
２１において混合物の配合が行われ、その後、混合装置
３に送られ、ここで混合２２が行われる。ここで熱の供
給２３および水分の添加２４も調整して行われる。水分
の添加２４を介して同時に溶解し得る成分Ｋn の添加も
行われる。その後プレスドラム１１によってペレット成
形２５が行われ、その後湿気の少ないまだ熱いペレット
が冷却２６される。これは例えば空気の導入２７により
行われる。そして直接貯蔵２９されるか、あるいは場合
によっては前もってペレットの細分化２８が行われる。
ペレットの細分化２８は貯蔵２９後でも行えるが、全く
行わないようにもできる。貯蔵されたペレットはそれか
ら成形品への再加工工程３０に導かれる。これは公知の
あるいは改良形の熱可塑性あるいは熱硬化性の押出し成
形・射出成形機によっても行える。

【００１７】ペレット成形機で製造される粒子から正確
に再生可能な結果を生ずる成形品は、バイオ材料から押
出し成形・射出成形機で直接製造される成形品および押
出し機で製造される粒子から作られる成形品に比べて、
非常に良好で一様な結果を生ずる。

【００１８】成形品に加工できるペレットは高い貯蔵性
能を得るため非常に低い湿度を有している。材料の流動
性がほとんど要求されない用途において、ペレットは直
接成形品に圧縮加工できる。これは、成形品が射出成形
型内において硬化時間を必要とせず、これによって射出
工程の作業時間が短いという利点を有する。

【００１９】他の用途において、押出し成形・射出成形
機の押出しスクリューの範囲で少なくとももっと水分の
添加が行われることが有利である。これは液状あるいは
蒸気状で行われる。同時にこれはグリセリンあるいはコ
ラーゲン並びにその混合物を流動剤または結合溶剤とし
て添加する。

【００２０】ここで利用された用語、成形品および押出
し成形・射出成形機は幅広く意味している。即ち形成品
は角材、管あるいはフィルムのような無端で押し出され
る製品でもよい。押出し成形・射出成形機とは一般に、
ペレットが押出し機を通過しその後で上述の形に形成さ
れる機械を意味している。

【００２１】

【発明の効果】本発明に基づく方法によれば、一様で良
好な結果が得られ、経費的にも非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】公知のペレット成形プレスの概略断面図。

【図２】ペレット成形プレスのプレスドラムの概略断面
図。

【図３】本発明に基づく製造方法の工程の流れ線図。

【符号の説明】

１ 架台 ２ 供給装置 ３ 混合装置 ４ 入口 ５ プレス部分 ６ Ｖベルト伝動装置 ７ モータ ８ 可変伝動装置 １０ 水分接続口 １１ プレスドラム １２ 圧縮ロール

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】澱粉質成分を持つ植物性の原材料を含み、
   押出し成形・射出成形機における熱可塑性あるいは熱硬
   化性変形によって最終形状にされるような混合物から成
   形品を製造する方法において、 予め混合された混合物が最終的な成形に先立って供給装
   置および混合装置を介して水分を添加し熱を供給しなが
   らペレット成形プレスに導かれ、その場合ただ澱粉質の
   部分的な粘着が生じ、その後、ペレットが冷却され、任
   意の長さで中間貯蔵されることを特徴とする熱可塑性混
   合物から成形品を製造する方法。
2. 【請求項２】水分の添加および熱の供給が蒸気によって
   行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】水分の添加が液状で行われることを特徴と
   する請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】熱の供給が混合装置の加熱によって行われ
   ることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】ペレット成形プレスにおいて水分が部分的
   に混合物から除去されることを特徴とする請求項１記載
   の方法。
6. 【請求項６】ペレットがペレット成形プレスのプレスド
   ラムにあり最大内径が８ｍｍ好しくは２〜３ｍｍの大き
   さをしている孔を通して押し出されることを特徴とする
   請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】ペレットが熱可塑性あるいは熱硬化性成形
   機において再加工する前に破砕機によって細分化される
   ことを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】ペレットに成形品の形に再加工する場合に
   押出し成形・射出成形機の押出しスクリューの範囲で少
   なくともさらに水分の添加が行われることを特徴とする
   請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】水分の添加物が少なくとも流動剤または結
   合溶剤を含んでいることを特徴とする請求項８記載の方
   法。
10. 【請求項１０】流動剤または結合溶剤としてグリセリン
    またはコラーゲンが利用されることを特徴とする請求項
    ９記載の方法。