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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

耐熱ポリ乳酸射出成形品のハイサイクル成形の開発により 軽量化&早期生分解を実現

株式会社 豊栄工業

プロジェクト名 環境調和加速・植物由来生分解性プラスチック射出成形金型-射出成形システム 応用技術の確立
対象となる川下分野 ヘルスケア、環境、住宅・インフラ、産業機械、その他
川下企業におけるニーズの対応 質量低減(小型化、軽量化など)
環境配慮(不純物の除去や無害化、廃棄物削減、 CO2削減など)
美的価値の追求(デザイン性の向上など)
上記ニーズに対する具体的な数値 耐熱ポリ乳酸射出成形サイクルタイム1/3に短縮。
ポリ乳酸専用超臨界微細発泡射出成形により12%の重量低減。
ポリ乳酸の生分解速度を15~30%短縮可能。
事業実施年度 平成19年度~平成21年度
事業化状況 事業化済み(すでに販売実績あり)
対象としている素材 耐熱ポリ乳酸樹脂(鉱物ナノコンポジットタイプ)
ポリ乳酸樹脂

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
植物由来で生分解性の特徴を有するポリ乳酸樹脂は、環境に優しい素材でありながら、耐熱性が低く、高価であるため、実用的な成形品の開発が進んでいなかった。そこで、鉱物ナノコンポジットによる耐熱性を高めた素材を用い、その射出成形加工で問題となっていた長い成形サイクルタイムの短縮を金型技術の開発により解決し、さらに超臨界微細発泡射出成形技術の導入により軽量化を図り、原材料コストを低減、また、発泡効果により生分解速度を加速する技術開発に取り組み、ポリ乳酸製品の普及を目指す。
研究開発のポイント
鉱物ナノコンポジットポリ乳酸の射出成形加工における結晶化の挙動を赤外線温度センサーを用いて高速かつ正確に把握し、金型内から空気を噴射するタイミングをつかみ、ストリッパープレートの前進によって平易に成形品を離型させる金型構造を試作金型により実現。専用バルブゲート、専用超臨界微細発泡射出成形機の開発、試作金型によるアプリケーション技術の開発を実現した。生分解速度の評価など物性関連の試験評価は国立大学研究部門の支援を受けて実施した。川下企業のアドバイザーより商品開発の着眼点についてタイムリーにアドバイスを受ける機会を設けた。
研究開発の具体的な成果
(1)耐熱ポリ乳酸樹脂の射出成形冷却時間を成形品を変形させないで従来の1/3に短縮した。
(2)専用バルブゲートを開発した。
(3)金型内の樹脂挙動をリアルタイムで計測できるセンシングシステムを開発した。
(4)ポリ乳酸専用CO2超臨界微細発泡射出成形機を開発し、原材料密度を12%低減させた。
(5)生分解速度を15~30%短縮できる基礎データを知見した。

利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
幼児食器分野、情報家電分野、アメニティ分野、玩具、文房具、食品包装分野、農林水産分野

事業化への取り組み

知財・広報活動 特許出願5件、意匠登録出願3件、商標登録出願1件を実施した。特許権は3件登録、意匠権は3件登録、商標権は1件それぞれ登録された。プラスチック成形加工学会、繊維学会、日本合成樹脂技術協会等で学会発表を実施した。日刊工業新聞、日本経済新聞等の新聞記事、雑誌類へ関連記事が掲載された。インターネットホームページ上にサポイン事業採択された旨を開示し、さらに研究成果の一部も開示して広報活動に利用している。
今後の見通し 川下産業からの新規受注開拓、自社商品の開発と営業販売体制の構築を急ぐ。ポリ乳酸樹脂の世界的な生産量の拡大による原材料価格の低下の傾向があり、この波に乗って高付加価値成形品の普及需要に対応したいと考えている。

研究開発の体制

事業管理機関 公益社団法人 中部科学技術センター
法認定事業者 株式会社 豊栄工業
研究実施機関 小松技術士事務所
京都工芸繊維大学
双葉電子工業 株式会社
トレクセル・ジャパン 株式会社
アドバイザー 筑波大学
特許業務法人 創成国際特許事務所

PRコメント

私たちは植物由来・生分解性樹脂であるポリ乳酸の射出成形技術と金型技術に特化した開発を協力企業のネットワークを活用しながら進めてきました。特に耐熱性のポリ乳酸樹脂については、様々な知見を有しています。原材料コストは今後確実に下がっていきますので、これまで材料コストがネックとなって導入がなされなかった分野でも、新製品開発の折には私たちが開発して参りました基盤技術をご活用できる機会が増えてくると考えています。環境関連製品の企画、開発に際しましては是非当社へお声がけをお願いします。

企業情報

社名 株式会社 豊栄工業
(法人番号:3180301024074)
所在地 〒441-1346 愛知県新城市川田字新間平1番地の369
電話番号 0536-22-0696
社員数 51名 (男性  41名、女性  10名)
資本金 1,892万円
業種 金属製品製造業
事業内容 金型設計・製作、精密金属部品加工、板金・プレス加工、 植物由来樹脂製品の企画・製造・販売
保有する生産設備と
スペック
金型工場(工場床面積600㎡)、金型保守・成形工場(工場床面積 160㎡)、成形クリーンルーム工場(工場床面積200㎡、クラス 10万)/ 射出成形機5台(内MuCell○R仕様1台:160t)
生産拠点エリア 国内 所在地:愛知県新城市
海外生産対応 不可
主要な取引先 京セラメディカル 株式会社、新東工業 株式会社、豊田通商 株式会社、日本車輌製造 株式会社、三菱電機 株式会社 他
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
製造部 金型課
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