特許 7571448 射出成形用材料の製造方法及び射出成形用材料

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】射出成形用材料の製造方法及び射出成形用材料

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/20 20060101AFI20241016BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

C08J3/20 B CEP

C08J3/20 CFD

B29C45/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020168312

(22)【出願日】2020-10-05

(65)【公開番号】P2022060697

(43)【公開日】2022-04-15

【審査請求日】2023-08-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(74)【代理人】

【識別番号】100148323

【弁理士】

【氏名又は名称】川▲崎▼ 通

(74)【代理人】

【識別番号】100168860

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 充史

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 佐登美

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彰雄

【審査官】加賀 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０８９５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２０５８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／００６５３３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｊ ３／２０

Ｂ２９Ｃ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維化されたセルロースと、
疎水性生分解性材料と、
澱粉と、
を気流中で相互に拡散させて混合する混合工程を含む、射出成形用材料の製造方法。

【請求項2】

請求項１において、
前記疎水性生分解性材料は、ＰＬＡ、ＰＨＢ、ＰＣＬ、ＰＢＳ、ＰＨＢＨ、ＰＢＡＣ、ＰＢＡＴ、植物由来ＰＢＳ、酢酸セルロース、シェラック、ロジン、カルナウバロウ、サトウキビワックス、及び、こんにゃく粉から選択される、射出成形用材料の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２において、
前記疎水性生分解性材料は、繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有する、射出成形用材料の製造方法。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記疎水性生分解性材料は、繊維径が０．１μｍ以上５００．０μｍ以下の繊維状の粒子形状を有する、射出成形用材料の製造方法。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記疎水性生分解性材料は、体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下の粉体状の粒子形状を有する、射出成形用材料の製造方法。

【請求項6】

繊維化されたセルロースと、
繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有する疎水性生分解性材料と、
粉体状の粒子形状を有する澱粉と、
を含み、
前記繊維化されたセルロースの集合体中で、前記疎水性生分解性材料と、前記澱粉と、が均一に分布している、射出成形用材料。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形用材料の製造方法及び射出成形用材料に関する。

【背景技術】

【0002】

紙、紙皿、紙質のボード等のセルロース繊維を含む成形物の製造方法として、乾式法と称する水を全く又はほとんど用いない方法が期待されている。一般に紙製品を成形する際には、大量の水を用いるため、使用する水を削減する等の観点で、開発がおこなわれている。

【0003】

例えば、特許文献１には、植物性繊維、バインダー（澱粉など）、水、及び金属石鹸を含み、更に材料に含まれる水分の量を少なくするため、水に代わって材料に流動性を与える流動性付与材（グリセリンなど）を含む成形材料が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－３０９０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された成形材料は、これを用いて成形した成形物の耐水性が不足することがあった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る射出成形用材料の製造方法の一態様は、
繊維化されたセルロースと、
疎水性生分解性材料と、
澱粉と、
を気中で混合する混合工程を含む。

【0007】

本発明に係る射出成形用材料の一態様は、
繊維化されたセルロースと、
繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有する疎水性生分解性材料と、
粉体状の粒子形状を有する澱粉と、
を含み、
前記繊維化されたセルロースの集合体中で、前記疎水性生分解性材料と、前記澱粉と、が均一に分布している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る製造装置を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。

【0010】

１．射出成形用材料の製造方法
本実施形態に係る射出成形用材料の製造方法は、繊維化されたセルロースと、疎水性生分解性材料と、澱粉と、を気中で混合する混合工程を含む。以下、原料及び工程の順に説明する。

【0011】

１．１．繊維化されたセルロース
本実施形態の射出成形用材料は、繊維化されたセルロースを含む。繊維化されたセルロースは、射出成形用材料を用いて製造される成形物の一成分であり、成形物の形状の保持に寄与するとともに、成形物の強度等の特性を維持・向上させる成分である。

【0012】

本明細書において「繊維化されたセルロース」とは、パルプ、紙等のセルロースを含むセルロース原料を解繊することなどにより、繊維状となったセルロースを指す。繊維化されたセルロースは、繊維状のセルロース１本のことを指す場合と、複数の繊維状のセルロースの集合体（例えば綿のような状態）のことを指す場合とがある。

【0013】

セルロース原料の繊維化は、機械的処理、化学的処理、離解処理、それらの組み合わせ等により行うことができるが、例えば、乾式でセルロース原料を解繊することにより行うことがより好ましい。繊維化により、セルロース原料中のセルロースが繊維状に解きほぐされる。

【0014】

セルロース原料としては、例えば、パルプ（広葉樹、針葉樹、ケナフ、バガス、カポックなどのシート及びベール）、紙（コピー紙、印刷用紙、厚紙、再生紙など）、古紙類、ティッシュペーパー、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マット、段ボールなどを用いることができる。セルロース原料中のセルロースは、絡み合い又は結着されていてもよい。また、セルロース原料には、本実施形態の射出成形用材料により製造した成形物を用いてもよい。さらに、セルロース原料は、天然由来、バイオマス由来であることがより好ましい。また、セルロースは、漂白等の処理が施されたものを用いてもよい。

【0015】

セルロースは、植物由来で豊富な天然素材であり、環境問題や埋蔵資源の節約等にさらに好適に対応することができるとともに、射出成形用材料やそれを用いて製造される成形物の安定供給、コスト低減等の観点からも好ましい。また、セルロースは、各種繊維の中でも、理論上の強度が特に高いものであり、成形物の強度のさらなる向上の観点からも有利である。さらにセルロースは、良好な生分解性を有する。

【0016】

繊維化されたセルロースの平均長さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上５０．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。繊維化されたセルロースの長さは、ばらつき（分布）を有してもよい。

【0017】

これにより、射出成形用材料を用いて製造される成形物の形状の安定性、強度等をより優れたものとすることができる。

【0018】

繊維化されたセルロースの平均太さは、特に限定されないが、０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１０ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることがより好ましい。繊維化されたセルロースの太さは、ばらつき（分布）を有してもよい。

【0019】

これにより、射出成形用材料を用いて製造される成形物の形状の安定性、強度等をより優れたものとすることができる。また、射出成形用材料を用いて製造される成形物の表面に凹凸が生じることをさらに抑制することができる。

【0020】

繊維化されたセルロースの平均アスペクト比、すなわち、平均太さに対する平均長さは、特に限定されないが、１０以上１０００以下であることが好ましく、１５以上５００以下であることがより好ましい。

【0021】

これにより、射出成形用材料を用いて製造される成形物の形状の安定性、強度等をより優れたものとすることができる。また、射出成形用材料を用いて製造される成形物の表面に凹凸が生じることをさらに抑制できる。

【0022】

繊維化されたセルロースは、水酸基を有しており、繊維化されたセルロースと、後述する澱粉との間で、水素結合を形成しやすく、繊維化されたセルロースと澱粉との接合強度、射出成形用材料を用いて製造される成形物全体としての強度、例えば、シート状の成形物の比引張強度等をより優れたものとすることができる。

【0023】

射出成形用材料中における繊維化されたセルロースの含有率は、特に限定されないが、２０．０質量％以上９９．０質量％以下であることが好ましく、２５．０質量％以上９８．０質量％以下であることがより好ましく、２８．０質量％以上９７．０質量％以下であることがさらに好ましい。射出成形用材料中における繊維化されたセルロースの含有率は、後述する混合工程での混合量により調節できる。

【0024】

これにより、射出成形用材料を用いて製造される成形物の形状の安定性や強度等の特性をより優れたものとすることができる。また、成形物の製造時の成形性をより優れたものとすることができ、成形物の生産性を向上させる上でも有利である。

【0025】

１．２．疎水性生分解性材料
本実施形態の射出成形用材料は、疎水性生分解性材料を含む。疎水性生分解性材料は、射出成形用材料を用いて製造される成形物において、繊維化されたセルロース同士を結合する結合材としての機能を有する。また、疎水性生分解性材料は、射出成形用材料によって成形された成形物に、耐水性を付与する機能を有する。

【0026】

疎水性生分解性材料としては、疎水性及び生分解性を有する物質であればよい。疎水性生分解性材料の例としては、ＰＬＡ、ＰＨＢ、ＰＣＬ、ＰＢＳ、ＰＨＢＨ、ＰＢＡＣ、ＰＢＡＴ、植物由来ＰＢＳ、酢酸セルロース、ロジン、ダンマル、マスチック、コーパル、琥珀、シェラック、麒麟血、サンダラック、コロホニウム、カルナウバロウ、サトウキビワックス、及び、こんにゃく粉などが挙げられ、これらを単独又は適宜混合したものが挙げられ、また、これらは適宜変性されていてもよい。なお、本明細書では、酢酸セルロースは、上述の繊維化されたセルロースではないものとする。

【0027】

疎水性生分解性材料のより好適な例としては、ＰＬＡ、ＰＨＢ、ＰＣＬ、ＰＢＳ、ＰＨＢＨ、ＰＢＡＣ、ＰＢＡＴ、植物由来ＰＢＳ、酢酸セルロース、シェラック、ロジン、カルナウバロウ、サトウキビワックス、及び、こんにゃく粉を挙げることができる。また、これらのうち、ＰＬＡ、ＰＨＢ、ＰＣＬ、ＰＢＳ、ＰＨＢＨ、ＰＢＡＣ、ＰＢＡＴ及び植物由来ＰＢＳは、エステル構造を有しており、共重合体となっていてもよいしエステル交換した構造のものであってもよい。以下に略称の意味を記載する。

【0028】

・ＰＬＡ：ポリ乳酸（例えば、Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ Ｉｎｇｅｌｈｅｉｍ社、Ｅｃｈｏｃｈｅｍ社、株式会社島津製作所、Ｃａｒｇｉｌｌ社当から入手可能。）
・ＰＨＢ：ポリヒドロキシ酪酸（Ｐ３ＨＢ：ポリ－３－ヒドロキシブチレート）
・ＰＣＬ：ポリカプロラクトン（ポリ－ε－カプロラクトン）（例えば、ダイセル化学社、ＳＯＬＶＡＹ社当から入手可能。）
・ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート
・ＰＨＢＨ：ヒドロキシ酪酸－ヒドロキシヘキサン酸共重合体（ポリ（３ＨＢ－ｃｏ－３ＨＨｘ）
・ＰＢＡＣ：ポリブチレンアジペートカプロラクタム（例えば、Ｂａｙｅｒ社から入手可能。）
・ＰＢＡＴ：ポリブチレンアジペートテレフタレート（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能。）

【0029】

疎水性生分解性材料は、繊維化されたセルロースの集合体中で均一に分布できる範囲で任意の性状とすることができる。疎水性生分解性材料の性状としては、例えば、粒子の外形形状が、球状、円盤状、繊維状、不定形等の形状とすることができる。また、セルロースの集合体中で均一な分布を形成しやすい点で、疎水性生分解性材料は、繊維又は粉体の性状であることが好ましい。また、疎水性生分解性材料は、繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有してもよい。

【0030】

疎水性生分解性材料が繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有すると、疎水性生分解性材料がセルロースに対してさらに均一に分布させることができるので、成形物の耐水性をさらに高めることができる。またこれにより射出成形により好適な射出成型用材料とすることができる。

【0031】

疎水性生分解性材料が繊維状の粒子形状を有する場合、その繊維径は０．１μｍ以上５００．０μｍ以下であることが好ましく、１．０μｍ以上３００．０μｍ以下であることがより好ましく、５．０μｍ以上１００．０μｍ以下であることがさらに好ましい。繊維径がこのような範囲であると、セルロースに対してさらに均一に分布させることができる。

【0032】

また、疎水性生分解性材料が粉体状の粒子形状を有する場合には、その粉体としての体積平均粒子径は、０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上８００．０μｍ以下がより好ましく、５．０μｍ以上５００．０μｍ以下がより好ましい。体積平均粒子径がこのような範囲であると、セルロースに対してさらに均一に分布させることができる。

【0033】

なお粒子の体積平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、「マイクロトラックＵＰＡ」日機装株式会社製）が挙げられる。

【0034】

疎水性生分解性材料は、例えば、ニーダー、バンバリーミキサー、単軸押出機、多軸押出機、二本ロール、三本ロール、連続式ニーダー、連続式二本ロールなどを用いて混練した後、適宜の方法でペレタイズし、粉砕することにより製造してもよい。疎水性生分解性材料には様々な大きさの粒子、繊維が含まれている場合もあり、公知の分級装置を用いて分級してもよい。

【0035】

射出成形用材料の総量にする疎水性生分解性材料の含有率は、２．０質量％以上６０．０質量％以下であることが好ましく、３．０質量％以上４０．０質量％以下であることがより好ましく、４．０質量％以上１５．０質量％以下であることがさらに好ましい。射出成形用材料中における疎水性生分解性材料の含有率は、後述する混合工程での混合量により調節できる。また、射出成形用材料における疎水性生分解性材料の含有率は、熱重量分析等の分析により測定することができ、必要に応じて適宜の前処理手法を用いて測定できる。

【0036】

１．３．澱粉
本実施形態の射出成形用材料は、澱粉を含む。澱粉は、射出成形用材料を用いて製造される成形物の一成分であり、成形物の形状の保持に寄与するとともに、成形物の強度等の特性を維持・向上させる成分である。澱粉は、射出成形用材料を用いて製造される成形物において、繊維化されたセルロース同士を結合する結合材として機能する成分である。

【0037】

澱粉は、複数のα－グルコース分子がグリコシド結合によって重合した高分子材料である。澱粉は、直鎖状であってもよいし、分岐を含んでもよい。

【0038】

澱粉は、各種植物由来のものを用いることができる。澱粉の原料としては、トウモロコシ、小麦、米等の穀類、ソラマメ、緑豆、小豆等の豆類、ジャガイモ、サツマイモ、タピオカ等のイモ類、カタクリ、ワラビ、葛等の野草類、サゴヤシ等のヤシ類が挙げられる。

【0039】

また、澱粉として加工澱粉、変性澱粉を用いてもよい。加工澱粉としては、アセチル化アジピン酸架橋澱粉、アセチル化澱粉、アセチル化澱粉、酸化澱粉、オクテニルコハク酸澱粉ナトリウム、ヒドロキシプロピル澱粉、ヒドロキシプロピル化リン酸架橋澱粉、リン酸化澱粉、リン酸物エステル化リン酸架橋澱粉、尿素リン酸化エステル化澱粉、澱粉グリコール酸ナトリウム、高アミロースコーンスターチ等が挙げられる。また、変性澱粉としては、α化澱粉、デキストリン、ラウリルポリグルコース、カチオン化澱粉、熱可塑性澱粉、カルバミン酸澱粉等が挙げられる。

【0040】

射出成形用材料の総量にする澱粉の含有率は、２．０質量％以上７０．０質量％以下であることが好ましく、３．０質量％以上６５．０質量％以下であることがより好ましく、１０．０質量％以上３０．０質量％以下であることがさらに好ましい。なお、澱粉の含有率は、ＮＭＲ法等の成分分析により測定することができ、必要に応じて酵素分解等の前処理手法を用いて測定できる。射出成形用材料中における澱粉の含有率は、後述する混合工程での混合量により調節できる。

【0041】

１．４．混合工程
本実施形態の射出成形用材料の製造方法は、上述の繊維化されたセルロースと、上述の疎水性生分解性材料と、上述の澱粉と、を気中で混合する混合工程を含む。

【0042】

本明細書において「気中で混合する」とは、気流の作用により混ぜ合わせることを指す。混合工程における混ぜ合わせ処理は、気流中にセルロース、疎水性生分解性材料、及び澱粉を導入して気流中で相互に拡散させる方法（乾式）であり、流体力学的な混合処理となっている。混合工程は、セルロース、疎水性生分解性材料、及び澱粉を同時に混合してもよいし、逐次的に混合してもよい。混合工程を各材料に関して逐次的に行う場合には、その順序も特に限定されない。また逐次的に行う場合には、セルロースに対して疎水性生分解性材料や澱粉を混合するようにすると、セルロースの集合体中により均一に疎水性生分解性材料や澱粉を配置しやすいので好ましい。

【0043】

混合工程では、大量の液体の水を媒体として混合するのではなく、空気や窒素等の気体中で混合する。すなわち、混合工程は、水のない完全な乾燥状態で混合してもよいし、液体の水が少量存在する又は水蒸気が存在する状態で混合してもよい。

【0044】

混合工程において水又は水蒸気を意図的に添加してもよいが、その場合には、後の工程において、かかる水を加熱等により除去するためのエネルギーや時間が大きくなりすぎない程度に添加することが好ましい。

【0045】

混合工程は、例えば、ＦＭミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなど公知
の装置を用いて行うことができる。また装置としては、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、Ｖ型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよい。さらにバッチ式の装置であっても連続式の装置であってもよい。連続式の装置の例としては、後述する製造装置の混合部を挙げることができ好ましい。

【0046】

１．５．その他の工程
射出成形用材料の製造方法は、混合工程の他に準備工程、加工工程等を有してもよい。

【0047】

１．５．１．準備工程
準備工程は、混合工程の前に、混合する物質を準備する工程である。準備工程としては、繊維化されたセルロースを準備するための繊維化工程、粉体状の疎水性生分解性材料や粉体状の澱粉を得るための粉砕工程、繊維状の疎水性生分解性材料を得るための紡糸工程等が挙げられる。

【0048】

（繊維化工程）
繊維化工程は、例えば、セルロース原料を乾式で解繊すること、セルロース原料を水中で離解することにより行うことができる。繊維化工程は、混合工程を乾式で行う点で、乾式で解繊して行うことがより好ましい。解繊は、例えば、後述の製造装置の解繊部により行うことができる。

【0049】

（粉砕工程）
粉砕工程は、公知の手法で行うことができ、例えば、ジェットミル、ハンマーミル、ナノジェットマイザーなど公知の装置を用いて行うことができる。さらにバッチ式の装置であっても連続式の装置であってもよい。

【0050】

（紡糸工程）
紡糸工程は、公知の手法で行うことができ、例えば、溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡糸等を例示できる。また、疎水性生分解性材料の糸を入手し、これを粉砕、切断して、繊維状の疎水性生分解性材料としてもよい。

【0051】

１．５．２．加工工程
加工工程は、混合工程の後に、例えば射出成形用材料の取り扱いを容易にするために行ってもよい。混合工程を経ることにより射出成形用材料が得られるが、さらに加工工程により成形してシート状、粗砕片状、ペレット状としてもよい。すなわち、加工工程を行うことによりシート状、粗片状、ペレット状の射出成形用材料が得られる。

【0052】

（成形工程）
成形工程は、例えば、後述する製造装置の成形部により行うことができ、この場合にはシート状の射出成形用材料を得ることができる。さらに必要に応じてシート状の射出成形用材料をシュレッダー等により裁断してもよく、この場合には粗片状の射出成形用材料を得ることができる。また、公知のペレタイザーを用いて加工工程を行ってもよく、この場合にはペレット状の射出成形用材料を得ることができる。

【0053】

１．６．射出成形用材料
上述のように、本実施形態に係る射出成形用材料は、繊維化されたセルロースと、繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有する疎水性生分解性材料と、粉体状の粒子形状を有する澱粉と、を含み、前記繊維化されたセルロースの集合体中で、前記疎水性生分解性材料と、前記澱粉と、が均一に分布している。

【0054】

本明細書において、「均一」との文言は、均一な分散や混合という場合には、２種以上
又は２相以上の成分を定義できる物体において、１つの成分の他の成分に対する相対的な存在位置が、系全体において一様、又は系の各部分において互いに同一若しくは実質的に等しいことを指す。また、一様とは、全ての成分の離間距離が同じでない場合も含む。

【0055】

上述したように、射出成形用材料は、繊維化されたセルロースとともに、疎水性生分解性材料、澱粉を含むが、疎水性生分解性材料、澱粉は、繊維化されたセルロースを結着していてもよいし、付着しているだけでもよい。

【0056】

また、射出成形用材料は、セルロース、疎水性生分解性材料、澱粉の他に、例えば、エーテル化タマリンドガム、エーテル化ローカストビーンガム、エーテル化グアガム、アカシアアラビヤ系ガム等の天然ガム糊；エーテル化カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の繊維素誘導糊；グリコーゲン、ヒアルロン酸、エーテル化澱粉、エステル化澱粉等の多糖類；アルギン酸ソーダ、寒天等の海藻類；コラーゲン、ゼラチン、加水分解コラーゲン等の動物性蛋白質；サイズ剤；繊維化されたセルロース由来の不純物；澱粉由来の不純物；ヘミセルロース；リグニン；レーヨン、リヨセル、キュプラ、ビニロン、アクリル樹脂、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸及びその塩、ポリアクリルアミド及びポリメタクリルアミド等の合成高分子を含んでもよい。しかし、射出成形用材料やその成形物の環境適合性の点では、これらを含む場合には生分解性を有する物質であることが好ましい。

【0057】

ただし、射出成形用材料中における繊維化されたセルロース、疎水性生分解性材料及び澱粉以外の成分の含有率は、１０質量％以下であることが好ましく、５．０質量％以下であることがより好ましく、２．０質量％以下であることがさらに好ましい。

【0058】

射出成形用材料は、水分を含んでも含まなくてもよい。射出成形用材料を２７℃／９８％ＲＨの環境下に２時間放置した場合の水分率は、例えば、１０質量％以上５５質量％以下である。

【0059】

なお水分率は、例えば、射出成形用材料を０．７ｇ取り分けて、パール金属株式会社製、ラフィネ ステンレス製自動粉ふるいＭを用いて射出成形用材料をクッキングペーパー上に円盤状に篩積層させ、そのクッキングシートごとステンレス製ピシャット網かご（新越ワークス社製）に載せ、恒温槽（エスペック株式会社製、恒温恒湿器プラチナス（登録商標）ＫシリーズＰＬ―３ＫＰＨを用いて、２７℃／９８％ＲＨに環境設定した状態に２時間放置した条件で、加熱乾燥式水分計（Ａ＆Ｂ株式会社製、ＭＸ－５０）を用いること等により測定することができる。

【0060】

１．７．射出成形
本実施形態の射出成形用材料は、射出成形に用いられる。射出成形は、公知の射出成形機により行うことができる。本実施形態の射出成形用材料は、疎水性生分解性材料が溶融することにより射出成形に適した流動性を発現することができる。また射出成形の際に、射出成形用材料に水を添加してもよく、これにより澱粉の軟化や糊化を行ってもよい。これによりセルロースと澱粉との間の水素結合を形成しやすくなる。また、セルロース同士の水素結合も形成しやすくなる。

【0061】

射出成形用材料を用いて射出成形を行う場合に、射出成形用材料に添加される水分量は、水分率として７０質量％程度であり、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。なお、射出成形時の温度は、５０．０℃以上２００．０℃以下が好ましい。

【0062】

１．８．成形物
射出成形用材料を射出成形して得られる成形物は、所定の型により、所定の形状に成形されたものである。これにより、かかる成形物は、耐水性、生分解性に優れている。また、この成形物は、リサイクル性や機械的強度等にも優れている。

【0063】

成形物の形状は、特に限定されず、例えば、シート状、ブロック状、球状、三次元立体形状等、いかなる形状であってもよい。

【0064】

成形物は、その少なくとも一部が前述した射出成形用材料で構成されていればよく、射出成形用材料で構成されていない部位を有するものであってもよい。成形物の用途についても、特に限定されない。

【0065】

２．射出成形用材料の製造装置
次に、射出成形用材料の製造方法に好適に適用することができる製造装置について説明する。図１は、製造装置の好適な例を示す概略側面図である。

【0066】

なお、以下では、図１の上側を「上」又は「上方」、下側を「下」又は「下方」と言うことがある。また、図１は、概略構成図であり、製造装置１００の各部の位置関係は、実際の位置関係とは異なる場合がある。また、各図において、セルロース原料Ｍ１、粗砕片Ｍ２、解繊物Ｍ３、第１選別物Ｍ４－１、第２選別物Ｍ４－２、第１ウェブＭ５、細分体Ｍ６、混合物Ｍ７、第２ウェブＭ８、シートＳが搬送される方向、すなわち、矢印で示す方向を搬送方向とも言う。また、矢印の先端側を搬送方向下流側、矢印の基端側を搬送方向上流側とも言う。

【0067】

図１に示す製造装置１００は、セルロース原料Ｍ１を粗砕、解繊し、添加剤供給部１７１から添加剤として疎水性生分解性材料及び澱粉を供給し、混合部１７により、繊維化されたセルロース、疎水性生分解性材料及び澱粉を気中で混合し、堆積させ、堆積物を成形部２０によって成形することでシート状の成形物を得る装置である。混合部１７を経た時点で射出成形用材料が製造されるが、製造装置１００では、射出成形用材料としてシート状の成形物を形成する。

【0068】

以下の説明では、セルロース原料Ｍ１として、古紙を用い、製造される成形物が、再生紙であるシートＳである場合について中心的に説明する。

【0069】

図１に示す製造装置１００は、シート供給装置１１と、粗砕部１２と、解繊部１３と、選別部１４と、第１ウェブ形成部１５と、細分部１６と、混合部１７と、分散部１８と、第２ウェブ形成部１９と、成形部２０と、切断部２１と、ストック部２２と、回収部２７と、これらの作動を制御する制御部２８と、を備えている。粗砕部１２、解繊部１３、選別部１４、第１ウェブ形成部１５、細分部１６、混合部１７、分散部１８、第２ウェブ形成部１９、成形部２０、切断部２１及びストック部２２の各々が、シートを処理する処理部である。

【0070】

また、シート供給装置１１と、粗砕部１２又は解繊部１３とにより、シート処理装置１０Ａが構成される。また、シート処理装置１０Ａと、第２ウェブ形成部１９とにより、繊維体堆積装置１０Ｂが構成される。

【0071】

また、製造装置１００は、加湿部２３１と、加湿部２３２と、加湿部２３３と、加湿部２３４と、加湿部２３５と、加湿部２３６とを備えている。その他、製造装置１００は、ブロアー２６１と、ブロアー２６２と、ブロアー２６３とを備えている。

【0072】

また、加湿部２３１～加湿部２３６及びブロアー２６１～ブロアー２６３は、制御部２８と電気的に接続されており、制御部２８によってその作動が制御される。すなわち、本実施形態では、１つの制御部２８によって製造装置１００の各部の作動が制御される構成である。ただし、これに限定されず、例えば、シート供給装置１１の各部の作動を制御する制御部と、シート供給装置１１以外の部位の作動を制御する制御部と、をそれぞれ有する構成であってもよい。

【0073】

また、製造装置１００では、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、選別工程と、第１ウェブ形成工程と、分断工程と、混合工程と、放出工程と、堆積工程と、シート形成工程と、切断工程とが実行される。このうち混合工程が、射出成形用材料の製造方法における混合工程に相当する。

【0074】

以下、各部の構成について説明する。シート供給装置１１は、粗砕部１２にセルロース原料Ｍ１を供給する原料供給工程を行う部分である。セルロース原料Ｍ１は、セルロースを含むものを用いる。また、セルロース原料Ｍ１として、繊維化されたセルロースと、当該繊維化されたセルロースに付着している疎水性生分解性材料及び澱粉とを含む射出成形用材料の成形物を用いてもよい。

【0075】

粗砕部１２は、シート供給装置１１から供給されたセルロース原料Ｍ１を大気中等の気中で粗砕する粗砕工程を行う部分である。粗砕部１２は、一対の粗砕刃１２１と、シュート１２２とを有している。

【0076】

一対の粗砕刃１２１は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間でセルロース原料Ｍ１を粗砕して、すなわち、裁断して粗砕片Ｍ２にすることができる。粗砕片Ｍ２の形状や大きさは、解繊部１３における解繊処理に適していることが好ましく、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であることが好ましく、１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の小片であることがより好ましい。

【0077】

シュート１２２は、一対の粗砕刃１２１の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート１２２は、粗砕刃１２１によって粗砕されて落下してきた粗砕片Ｍ２を受けることができる。

【0078】

また、シュート１２２の上方には、加湿部２３１が一対の粗砕刃１２１に隣り合って配置されている。加湿部２３１は、シュート１２２内の粗砕片Ｍ２を加湿するものである。この加湿部２３１は、水分を含むフィルターを有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を粗砕片Ｍ２に供給する気化式の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片Ｍ２に供給されることにより、上記説明した加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、粗砕片Ｍ２が静電気によってシュート１２２等に付着するのを抑制することができる。

【0079】

シュート１２２は、管２４１を介して、解繊部１３に接続されている。シュート１２２に集められた粗砕片Ｍ２は、管２４１を通過して、解繊部１３に搬送される。

【0080】

解繊部１３は、粗砕片Ｍ２を気中で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程を行う部分である。この解繊部１３での解繊処理により、粗砕片Ｍ２から解繊物Ｍ３を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維化されたセルロースが結着されてなる粗砕片Ｍ２を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物Ｍ３となる。解繊物Ｍ３の形状は、線状や帯状である。また、解繊物Ｍ３同士は、絡み合って塊状となった状態、すなわち、いわゆる「ダマ」を形成している状態で存在してもよい。

【0081】

解繊部１３は、例えば本実施形態では、高速回転する回転刃と、回転刃の外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部１３に流入してきた粗砕片Ｍ２は、回転刃とライナーとの間に挟まれて解繊される。

【0082】

また、解繊部１３は、回転刃の回転により、粗砕部１２から選別部１４に向かう空気の流れ、すなわち、気流を発生させることができる。これにより、粗砕片Ｍ２を管２４１から解繊部１３に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物Ｍ３を、管２４２を介して選別部１４に送り出すことができる。

【0083】

管２４２の途中には、ブロアー２６１が設置されている。ブロアー２６１は、選別部１４に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、選別部１４への解繊物Ｍ３の送り出しが促進される。

【0084】

選別部１４は、解繊物Ｍ３を、繊維化されたセルロースの長さの大小によって選別する選別工程を行う部分である。選別部１４では、解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４－１と、第１選別物Ｍ４－１よりも大きい第２選別物Ｍ４－２とに選別される。第１選別物Ｍ４－１は、その後のシートＳの製造に適した大きさのものとなっている。その平均長さは、１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。一方、第２選別物Ｍ４－２は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維化されたセルロース同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。

【0085】

選別部１４は、ドラム部１４１と、ドラム部１４１を収納するハウジング部１４２とを有する。

【0086】

ドラム部１４１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部１４１には、解繊物Ｍ３が流入してくる。そして、ドラム部１４１が回転することにより、網の目開きよりも小さい解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４－１として選別され、網の目開き以上の大きさの解繊物Ｍ３は、第２選別物Ｍ４－２として選別される。第１選別物Ｍ４－１は、ドラム部１４１から落下する。

【0087】

一方、第２選別物Ｍ４－２は、ドラム部１４１に接続されている管２４３に送り出される。管２４３は、ドラム部１４１と反対側、すなわち、上流側が管２４１に接続されている。この管２４３を通過した第２選別物Ｍ４－２は、管２４１内で粗砕片Ｍ２と合流して、粗砕片Ｍ２とともに解繊部１３に流入する。これにより、第２選別物Ｍ４－２は、解繊部１３に戻されて、粗砕片Ｍ２とともに解繊処理される。

【0088】

また、ドラム部１４１から落下した第１選別物Ｍ４－１は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部１４１の下方に位置する第１ウェブ形成部１５に向かう。第１ウェブ形成部１５は、第１選別物Ｍ４－１から第１ウェブＭ５を形成する第１ウェブ形成工程を行う部分である。第１ウェブ形成部１５は、メッシュベルト１５１と、３つの張架ローラー１５２と、吸引部１５３とを有している。

【0089】

メッシュベルト１５１は、無端ベルトであり、第１選別物Ｍ４－１が堆積する。このメッシュベルト１５１は、３つの張架ローラー１５２に掛け回されている。そして、張架ローラー１５２の回転駆動により、メッシュベルト１５１上の第１選別物Ｍ４－１は、下流側に搬送される。

【0090】

第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１の目開き以上の大きさとなっている。これにより、第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１の通過が規制され、よって、メ
ッシュベルト１５１上に堆積することができる。また、第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１上に堆積しつつ、メッシュベルト１５１ごと下流側に搬送されるため、層状の第１ウェブＭ５として形成される。

【0091】

また、第１選別物Ｍ４－１には、例えば塵や埃等が混在しているおそれがある。塵や埃は、例えば、粗砕や解繊によって生じることがある。そして、このような塵や埃は、回収部２７に回収されることとなる。

【0092】

吸引部１５３は、メッシュベルト１５１の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト１５１を通過した塵や埃を空気ごと吸引することができる。

【0093】

また、吸引部１５３は、管２４４を介して、回収部２７に接続されている。吸引部１５３で吸引された塵や埃は、回収部２７に回収される。

【0094】

回収部２７には、管２４５がさらに接続されている。また、管２４５の途中には、ブロアー２６２が設置されている。このブロアー２６２の作動により、吸引部１５３で吸引力を生じさせることができる。これにより、メッシュベルト１５１上における第１ウェブＭ５の形成が促進される。この第１ウェブＭ５は、塵や埃等が除去されたものとなる。また、塵や埃は、ブロアー２６２の作動により、管２４４を通過して、回収部２７まで到達する。

【0095】

ハウジング部１４２は、加湿部２３２と接続されている。加湿部２３２は、気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１４２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、上記の加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、第１選別物Ｍ４－１を加湿することができ、よって、第１選別物Ｍ４－１がハウジング部１４２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

【0096】

選別部１４の下流側には、加湿部２３５が配置されている。加湿部２３５は、水を噴霧する超音波式加湿器で構成されている。これにより、第１ウェブＭ５に水分を供給することができ、よって、第１ウェブＭ５の水分量が調整される。この調整により加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、静電力による第１ウェブＭ５のメッシュベルト１５１への吸着を抑制することができる。これにより、第１ウェブＭ５は、メッシュベルト１５１が張架ローラー１５２で折り返される位置で、メッシュベルト１５１から容易に剥離される。

【0097】

加湿部２３５の下流側には、細分部１６が配置されている。細分部１６は、メッシュベルト１５１から剥離した第１ウェブＭ５を分断する分断工程を行う部分である。細分部１６は、回転可能に支持されたプロペラ１６１と、プロペラ１６１を収納するハウジング部１６２とを有している。そして、回転するプロペラ１６１により、第１ウェブＭ５を分断することができる。分断された第１ウェブＭ５は、細分体Ｍ６となる。また、細分体Ｍ６は、ハウジング部１６２内を下降する。

【0098】

ハウジング部１６２は、加湿部２３３と接続されている。加湿部２３３は、気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１６２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、細分体Ｍ６がプロペラ１６１やハウジング部１６２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

【0099】

細分部１６の下流側には、混合部１７が配置されている。混合部１７は、細分体Ｍ６と添加剤とを混合する混合工程を行う部分である。この混合部１７は、添加剤供給部１７１と、管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

【0100】

管１７２は、細分部１６のハウジング部１６２と、分散部１８のハウジング１８２とを接続しており、細分体Ｍ６と添加剤との混合物Ｍ７が通過する流路である。

【0101】

管１７２の途中には、添加剤供給部１７１が接続されている。添加剤供給部１７１は、添加剤が収容されたハウジング部１７０と、ハウジング部１７０内に設けられたスクリューフィーダー１７４とを有している。スクリューフィーダー１７４の回転により、ハウジング部１７０内の添加剤がハウジング部１７０から押し出されて管１７２内に供給される。管１７２内に供給された添加剤は、細分体Ｍ６と混合されて混合物Ｍ７となる。

【0102】

ここで、添加剤供給部１７１から供給される添加剤としては、例えば、繊維同士を結着させる結着剤や、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤、シートＳの紙力を増強するための紙力増強剤、解繊物等が挙げられ、これらのうちの一種又は複数種を組み合わせて用いることができる。以下では、添加剤が疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物Ｐ１である場合について説明する。

【0103】

添加剤供給部１７１から疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物Ｐ１を供給することにより、セルロース原料Ｍ１中における澱粉の含有率が比較的低い場合や、セルロース原料Ｍ１中に含まれていた澱粉のうち比較的多くの割合のものが製造装置１００を用いた処理により除去されてしまう場合であっても、好適な射出成形用材料を得ることができる。すなわち、射出成形用材料中における疎水性生分解性材料及び澱粉の含有率を所定の範囲とすることができる。

【0104】

また疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物Ｐ１は、上記説明した射出成形用材料の構成成分としての疎水性生分解性材料及び澱粉と同様の条件を満足するものであることが好ましい。

【0105】

また、管１７２の途中には、添加剤供給部１７１よりも下流側にブロアー１７３が設置されている。ブロアー１７３が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｍ６と疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物Ｐ１との混合が促進される。また、ブロアー１７３は、分散部１８に向かう気流を発生させることができる。この気流により、管１７２内で、細分体Ｍ６と疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物Ｐ１とを撹拌することができる。混合物Ｍ７中の細分体Ｍ６は、管１７２内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。これにより、混合物Ｍ７は、細分体Ｍ６がほぐされ、かつ、疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物Ｐ１とが均一に分散した状態となる。すなわち、混合部１７を経ることにより、繊維化されたセルロースの集合体中で、疎水性生分解性材料と、澱粉と、が均一に分布している射出成形用材料が生成する。

【0106】

本実施形態では射出成形用材料である混合物Ｍ７をシート状に成形するので、混合物Ｍ７は、さらに分散部１８に搬送される。なお、本実施形態では混合物Ｍ７、第２ウェブＭ８、シートＳは、いずれも射出成形用材料に該当する。

【0107】

なお、ブロアー１７３は、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。また、ブロアー１７３の送風量を調整することにより、ドラム１８１内に送り込む空気の量を調整することができる。

【0108】

なお、図示はしないが、管１７２は、ドラム１８１側の端部が２股に分岐しており、分岐した端部は、ドラム１８１の端面に形成された図示しない導入口にそれぞれ接続されている。

【0109】

図１に示す分散部１８は、混合物Ｍ７における、互いに絡み合った繊維同士をほぐして放出する放出工程を行う部分である。分散部１８は、解繊物である混合物Ｍ７を導入及び放出するドラム１８１と、ドラム１８１を収納するハウジング１８２と、ドラム１８１を回転駆動する駆動源１８３と、を有する。

【0110】

ドラム１８１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。ドラム１８１が回転することにより、混合物Ｍ７のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム１８１を通過することができる。その際、混合物Ｍ７がさらにほぐされて空気とともに放出される。すなわち、ドラム１８１が、繊維を含む材料を放出する放出部として機能する。

【0111】

駆動源１８３は、図示はしないが、モーターと、減速機と、ベルトと、を有する。モーターは、モータードライバーを介して制御部２８と電気的に接続されている。また、モーターから出力された回転力は、減速機によって減速される。ベルトは、例えば、無端ベルトで構成されており、減速機の出力軸及びドラムの外周に掛け回されている。これにより、減速機の出力軸の回転力がベルトを介してドラム１８１に伝達される。

【0112】

また、ハウジング１８２は、加湿部２３４と接続されている。加湿部２３４は、気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング１８２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング１８２内を加湿することができ、加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、混合物Ｍ７がハウジング１８２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

【0113】

また、ドラム１８１で放出された混合物Ｍ７は、気中に分散しつつ落下して、ドラム１８１の下方に位置する第２ウェブ形成部１９に向かう。第２ウェブ形成部１９は、混合物Ｍ７を堆積させて堆積物である第２ウェブＭ８を形成する堆積工程を行う部分である。第２ウェブ形成部１９は、メッシュベルト１９１と、張架ローラー１９２と、吸引部１９３とを有している。

【0114】

メッシュベルト１９１は、メッシュ部材であり、図示の構成では、無端ベルトで構成される。また、メッシュベルト１９１には、分散部１８が分散、放出した混合物Ｍ７が堆積する。このメッシュベルト１９１は、４つの張架ローラー１９２に掛け回されている。そして、張架ローラー１９２の回転駆動により、メッシュベルト１９１上の混合物Ｍ７は、下流側に搬送される。

【0115】

なお、図示の構成では、メッシュ部材の一例としてメッシュベルト１９１を用いる構成であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、平板状をなすものであってもよい。

【0116】

また、メッシュベルト１９１上のほとんどの混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１の目開き以上の大きさである。これにより、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１を通過してしまうことが規制され、よって、メッシュベルト１９１上に堆積することができる。また、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１上に堆積しつつ、メッシュベルト１９１ごと下流側に搬送されるため、層状の第２ウェブＭ８として形成される。

【0117】

吸引部１９３は、メッシュベルト１９１の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト１９１上に混合物Ｍ７を吸引することができ、よって、
混合物Ｍ７のメッシュベルト１９１上への堆積が促進される。

【0118】

吸引部１９３には、管２４６が接続されている。また、この管２４６の途中には、ブロアー２６３が設置されている。このブロアー２６３の作動により、吸引部１９３で吸引力を生じさせることができる。

【0119】

分散部１８の下流側には、加湿部２３６が配置されている。加湿部２３６は、加湿部２３５と同様の超音波式加湿器で構成されている。これにより、第２ウェブＭ８に水分を供給することができ、よって、第２ウェブＭ８の水分量が調整される。この調整により、加湿工程を行うことができ、上記のような効果を得ることができる。また、静電力による第２ウェブＭ８のメッシュベルト１９１への吸着を抑制することができる。これにより、第２ウェブＭ８は、メッシュベルト１９１が張架ローラー１９２で折り返される位置で、メッシュベルト１９１から容易に剥離される。

【0120】

なお、加湿部２３１～加湿部２３６までに加えられる合計水分量は、特に限定されないが、加湿工程終了時における混合物の水分率、すなわち、加湿部２３６で加湿された状態の第２ウェブＭ８の質量に対する、当該第２ウェブＭ８が含む水分の質量の割合は、１５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１８質量％以上４５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがさらに好ましい。また、射出成形用材料としての第２ウェブＭ８やシートＳを射出成形に適する性状となるように、加湿部２３４及び加湿部２３６は必要に応じて稼働する。

【0121】

第２ウェブ形成部１９の下流側には、成形部２０が配置されている。成形部２０は、混合物である第２ウェブＭ８からシートＳを形成するシート形成工程を行う部分である。この成形部２０は、加圧部２０１と、加熱部２０２とを有している。

【0122】

加圧部２０１は、一対のカレンダーローラー２０３を有し、カレンダーローラー２０３の間で第２ウェブＭ８を加熱せずに加圧することができる。これにより、第２ウェブＭ８の密度が高められる。この第２ウェブＭ８は、加熱部２０２に向けて搬送される。なお、一対のカレンダーローラー２０３のうちの一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。

【0123】

加熱部２０２は、一対の加熱ローラー２０４を有し、加熱ローラー２０４の間で第２ウェブＭ８を加熱しつつ、加圧することができる。これにより、シートＳが形成される。そして、このシートＳは、切断部２１に向けて搬送される。なお、一対の加熱ローラー２０４の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。

【0124】

成形部２０の下流側には、切断部２１が配置されている。切断部２１は、シートＳを切断する切断工程を行う部分である。この切断部２１は、第１カッター２１１と、第２カッター２１２とを有する。

【0125】

第１カッター２１１は、シートＳの搬送方向と交差する方向、特に直交する方向にシートＳを切断するものである。

【0126】

第２カッター２１２は、第１カッター２１１の下流側で、シートＳの搬送方向に平行な方向にシートＳを切断するものである。この切断は、シートＳの幅方向の両側端部の不要な部分を除去して、シートＳの幅を整えるものであり、切断除去された部分は、いわゆる「みみ」と呼ばれる。

【0127】

このような第１カッター２１１と第２カッター２１２との切断により、所望の形状、大きさのシートＳが得られる。そして、このシートＳは、さらに下流側に搬送されて、ストック部２２に蓄積される。

【0128】

なお、成形部２０としては、上記のようにシートＳに成形する構成に限定されず、例えば、ブロック状、球状等の成形物に成形する構成であってもよい。また成形部２０は、図示せぬシュレッダーを備えてもよく、シートＳをシュレッダー片状の射出成形用材料としてもよい。

【0129】

このような製造装置１００が備える各部は、制御部２８と電気的に接続されている。そして、これら各部の作動は、制御部２８によって制御される。

【0130】

射出成形用材料の製造に用いる製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

【0131】

また、射出成形用材料の製造方法は、前述した混合工程を有していればよく、製造装置１００を用いる場合に限らず、いかなる装置を用いて行ってもよい。

【0132】

３．実施例及び比較例
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。

【0133】

３．１．評価試料の作成
実施例１～実施例３については、表１に示す配合で、繊維化されたセルロース、澱粉、疎水性生分解性材料を気中で混合して射出成形用材料を作成し、射出成型前に射出成型用材料に対し５０％の水を添加し射出成型に用いた。また、比較例については、表１に示す配合成分を水中で混合した。表１中、気中で混合した実施例には「乾式」、水中で混合した比較例には「湿式」と記載した。なお比較例では、繊維化されたセルロースを５００ｇ、澱粉を２５０ｇ、疎水性生分解性材料を２５０ｇ、及び水を５００ｇ計量しＦＭミキサー（日本コークス社製）で１０分間混合攪拌し射出成形用材料とした。

【0134】

【表1】

【0135】

また、表１中、繊維化されたセルロースは、上記実施形態で述べた製造装置の解繊部でパルプシートを解繊して得た。澱粉は、コーンスターチ（三和澱粉社製）を用いた。また、疎水性生分解性材料は、実施例１及び比較例では脱色シェラック（岐阜シェラック社製）の粗粉砕品（ハイスピードミルで粗粉砕後、７０メッシュでふるい処理）を用い、実施例２では脱色シェラック（岐阜シェラック社製）の微粉処理品（ジェットミル処理）を用い、実施例３ではポリ乳酸短繊維（ユニチカ社製）を用いた。

【0136】

３．２．評価方法
３．２．１．成形物の作成
日精樹脂工業社製、小型射出成形機を用いて、各例の射出成形用材料を用いて中空形状のコーン形状の成形物を成形した。成形物の寸法は、底面直径１２ｃｍ、上面直径２ｃｍ、高さ３ｃｍ、厚さ２ｍｍとした。成形温度は、加熱筒７０℃以上～１００℃以下、金型温度１６０℃とした。

【0137】

３．２．２．成形物の均一性の評価
成形物の表面を目視で観察し、径１ｍｍ以上のムラが４個以下の場合を「Ａ」、５個以上９個以下の場合を「Ｂ」、１０個以上の場合を「Ｃ」とし、評価結果を表１に記載した。

【0138】

３．２．３．成形物の耐水性の評価
各例の成形物を、５分間水中に浸漬し、取り出した後、１００ｇの金属製重り（底面積５０ｃｍ^２のステンレス板）を成形物の上面に乗せ、室温で１時間静置した。その後、重りを除去し、成形物の上面の高さを計測した。当初成形物の高さ（３ｃｍ）に対し、荷重負荷後の成形物の高さの変化の割合が、１０％未満の場合を「Ａ」、１０％以上２０％未満の場合を「Ｂ」、２０％以上の場合を「Ｃ」とし、評価結果を表１に記載した。

【0139】

３．３．評価結果
繊維化されたセルロースと、疎水性生分解性材料と、澱粉と、を気中で混合して製造した各実施例の射出成形用材料は、セルロースに対して疎水性生分解性材料及び澱粉が均一に分散した射出成形用材料を得ることができ、これを射出成形して得られる成形物の耐水性が良好であった。

【0140】

これに対して水中で混合して得た比較例の材料は、射出成形して得られる成形物において表面にムラが多かった。これは比較例の材料が水中で混合された結果、疎水性生分解性材料が凝集したことに起因すると考えられる。また耐水性も劣っており、これも疎水性生分解性材料の凝集に起因すると考えられる。

【0141】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【0142】

上述した実施形態及び変形例から以下の内容が導き出される。

【0143】

射出成形用材料の製造方法は、
繊維化されたセルロースと、
疎水性生分解性材料と、
澱粉と、
を気中で混合する混合工程を含む。

【0144】

この製造方法によれば、セルロースに対して疎水性生分解性材料及び澱粉が均一に分散した射出成形用材料を得ることができる。また得られる射出成形用材料は、少量の水を添加することにより、耐水性の良好な成形物を形成することができる。

【0145】

上記製造方法において、
前記疎水性生分解性材料は、ＰＬＡ、ＰＨＢ、ＰＣＬ、ＰＢＳ、ＰＨＢＨ、ＰＢＡＣ、ＰＢＡＴ、植物由来ＰＢＳ、酢酸セルロース、シェラック、ロジン、カルナウバロウ、サトウキビワックス、及び、こんにゃく粉から選択される１種以上を含んでもよい。

【0146】

この製造方法によれば、さらに射出成形用途に適し、より強度の良好な成形物を形成できる射出成形用材料を製造することができる。

【0147】

上記製造方法において、
前記疎水性生分解性材料は、繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有してもよい。

【0148】

この製造方法によれば、疎水性生分解性材料がセルロースに対してさらに均一に分布させることができるので、さらに射出成形に好適な射出成型用材料を製造することができる。

【0149】

上記製造方法において、
前記疎水性生分解性材料は、繊維径が０．１μｍ以上５００．０μｍ以下の繊維状の粒子形状を有してもよい。

【0150】

上記製造方法において、
前記疎水性生分解性材料は、体積平均粒子径が０．１μｍ以上１．０ｍｍ以下の粉体状の粒子形状を有してもよい。

【0151】

射出成形用材料は、
繊維化されたセルロースと、
繊維状及び粉体状の一方又は両方の粒子形状を有する疎水性生分解性材料と、
粉体状の粒子形状を有する澱粉と、
を含み、
前記繊維化されたセルロースの集合体中で、前記疎水性生分解性材料と、前記澱粉と、が均一に分布している。

【0152】

この射出成形用材料によれば、少量の水を添加することにより、耐水性の良好な成形物を形成することができる。

【符号の説明】

【0153】

１００…製造装置、１０Ａ…シート処理装置、１０Ｂ…繊維体堆積装置、１１…シート供給装置、１２…粗砕部、１３…解繊部、１４…選別部、１５…第１ウェブ形成部、１６…細分部、１７…混合部、１８…分散部、１９…第２ウェブ形成部、２０…成形部、２１…切断部、２２…ストック部、２７…回収部、２８…制御部、１２１…粗砕刃、１２２…シュート、１４１…ドラム部、１４２…ハウジング部、１５１…メッシュベルト、１５２…張架ローラー、１５３…吸引部、１６１…プロペラ、１６２…ハウジング部、１７０…ハ
ウジング部、１７１…添加剤供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８１…ドラム、１８２…ハウジング、１８３…駆動源、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２０１…加圧部、２０２…加熱部、２０３…カレンダーローラー、２０４…加熱ローラー、２１１…第１カッター、２１２…第２カッター、２３１…加湿部、２３２…加湿部、２３３…加湿部、２３４…加湿部、２３５…加湿部、２３６…加湿部、２４１…管、２４２…管、２４３…管、２４４…管、２４５…管、２４６…管、２６１…ブロアー、２６２…ブロアー、２６３…ブロアー、２８１…ＣＰＵ、２８２…記憶部、Ｍ１…繊維原料、Ｍ２…粗砕片、Ｍ３…解繊物、Ｍ４－１…第１選別物、Ｍ４－２…第２選別物、Ｍ５…第１ウェブ、Ｍ６…細分体、Ｍ７…混合物、Ｍ８…第２ウェブ、Ｓ…シート、Ｐ１…疎水性生分解性材料及び澱粉の混合物

【図1】