JP2023056635A - 結合材および成形体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】乾式法による白色度の高い成形体の製造に好適に適用することができる結合材を提供すること、また、乾式法により白色度の高い成形体を好適に製造することができる成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の結合材は、繊維同士を結合することで成形体を得るために用いるもので、前記結合材は、熱可塑性樹脂と、蛍光増白剤と、を含み、前記蛍光増白剤の融点は、前記熱可塑性樹脂の溶融点よりも高い。前記蛍光増白剤の融点は２００℃以上であることが好ましい。前記結合材中における前記蛍光増白剤の含有量は１．０質量％以下であることが好ましい。前記結合材は、白色顔料をさらに含むことが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、結合材および成形体の製造方法に関するものである。
堆積させた繊維の相互間に結合力を働かせてシート状の成形体を得ることは古くから行われている。その典型例として、水を用いた抄造による紙の製造が挙げられる。抄造に用いる装置は、水、電力、排水設備等の大型のユーティリティーが必要となることが多く、小型化することは難しい。このようなことから、抄造法に代わるシートの製造方法として、乾式法と称する、水を全く用いないかまたはほとんど用いない方法が期待されている。
特許文献１には、乾式法でシートを形成する際に、シートの構成成分である繊維を結着するための樹脂と着色材とを含む複合体を用いることについての開示がある。
特開２０１５－０９２０３２号公報
しかしながら、乾式法を用いてシートを製造する場合、樹脂を溶融させるために、高温での加熱を行う必要があるが、その加熱により意図した色のシートが得られない場合があった。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することができる。
本発明の適用例に係る結合材は、繊維同士を結合することで成形体を得るために用いる結合材で、
前記結合材は、熱可塑性樹脂と、蛍光増白剤と、を含み、
前記蛍光増白剤の融点は、前記熱可塑性樹脂の溶融点よりも高い。
また、本発明の適用例に係る成形体の製造方法は、本発明の適用例に係る結合材と、繊維と、を気相中で混合し混合物を得る混合工程と、
前記混合物を加圧および加熱して成形体を得る成形工程と、を含む。
図１は、シート状の成形体を製造することができる製造装置の一例を模式的に示す図である。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
［１］結合材
まず、本発明の結合材について説明する。
本発明の結合材は、繊維同士を結合することで成形体を得るために用いるものである。
そして、本発明の結合材は、熱可塑性樹脂と、蛍光増白剤と、を含み、前記蛍光増白剤の融点は、前記熱可塑性樹脂の溶融点よりも高い。
このような構成により、乾式法による白色度の高い成形体の製造に好適に適用することができる結合材を提供することができる。また、成形体の成形時における加熱温度が比較的高い場合であっても、得られる成形体の白色度が低下することを効果的に防止することができるため、樹脂を十分に溶融、軟化させることができ、得られる成形体の強度を十分に優れたものとすることができるとともに、成形体の形状や表面状態等を好適に制御することができる。
なお、本発明において、溶融点とは、フローテスターにより測定されるＴ１／２温度のことを指す。溶融点は、例えば、荷重：２０ｋｇ／ｃｍ２、昇温速度：５．０℃／ｍｉｎ、ダイ口径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍという条件での測定により求めることができる。また、溶融点の測定には、高架式フローテスターを用いることができる。高架式フローテスターとしては、例えば、島津製作所社製のＣＦＴ５００型等が挙げられる。
また、本発明において、「乾式法」とは、水を全く用いないかまたはほとんど用いない方法のことを言い、より具体的には、結合材と繊維の混合を、水中ではなく気相中で行う方法のことを言う。
［１－１］熱可塑性樹脂
本発明の結合材は、熱可塑性樹脂を含んでいる。熱可塑性樹脂は、主に、本発明の結合材を用いて製造される成形体において、繊維同士の結合力を高める機能を有している。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンや、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシブタン酸等の生分解性樹脂、これらの共重合体、変性体等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、ポリエステル樹脂が好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の強度をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材が、熱可塑性樹脂として複数種の成分を含むものである場合、熱可塑性樹脂全体に占めるポリエステル樹脂の割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましく、９０質量％以上であるのがさらに好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
熱可塑性樹脂の溶融点は、７０℃以上１５０℃以下であるのが好ましく、８０℃以上１４０℃以下であるのがより好ましく、８５℃以上１３０℃以下であるのがさらに好ましい。
これにより、成形体の製造時に、高融点蛍光増白剤の溶融等を防止しつつ、本発明の結合材をより好適に溶融、軟化させることができ、成形体の成形性、生産性、強度等をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材中における熱可塑性樹脂の含有量は、７５．０質量％以上９８．０質量％以下であるのが好ましく、８０．０質量％以上９５．０質量％以下であるのがより好ましく、８５．０質量％以上９２．０質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度を十分に優れたものとしつつ、成形体の強度をより優れたものとすることができる。
［１－２］高融点蛍光増白剤
本発明の結合材は、熱可塑性樹脂の溶融点よりも高い融点を有する蛍光増白剤を含んでいる。以下の説明では、このような蛍光増白剤を「高融点蛍光増白剤」とも言う。
高融点蛍光増白剤は、主に、本発明の結合材を用いて製造される成形体において、白色度を高める機能を有している。特に、蛍光増白剤として、熱可塑性樹脂の溶融点よりも高い融点を有する高融点蛍光増白剤を用いることにより、成形体の製造時の加熱により、蛍光増白剤の溶融等をより好適に防止することができる。その結果、成形体中においても蛍光増白剤が良好な分散状態を維持することができ、成形体の白色度を優れたものとすることができる。
高融点蛍光増白剤の融点は、熱可塑性樹脂の溶融点よりも高いものであればよいが、２００℃以上であるのが好ましく、２５０℃以上４５０℃以下であるのがより好ましく、２８０℃以上４００℃以下であるのがさらに好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体中における蛍光増白剤の分散状態をより良好なものとすることができ、前述したような本発明による効果がより顕著に発揮される。
熱可塑性樹脂の溶融点をＴ１［℃］、高融点蛍光増白剤の融点をＴ２［℃］としたとき、７０≦Ｔ２－Ｔ１≦３５０の条件を満たすのが好ましく、１１０≦Ｔ２－Ｔ１≦３３０の条件を満たすのがより好ましく、１５０≦Ｔ２－Ｔ１≦３００の条件を満たすのがさらに好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。また、成形体の製造時における温度管理等が容易となる。
高融点蛍光増白剤としては、例えば、１，４－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）ナフタレン（融点：２１２℃）、４，４’－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）スチルベン（融点：３５５℃）、２，５－ビス（５－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾオキサゾリル）チオフェン（融点：２０１℃）、４－（２－ベンゾオキサゾリル）－４’－（５－メチル－２－ベンゾオキサゾリル）スチルベン（融点：２９２℃）、７－（２Ｈ－ナフタレン［１，２－Ｄ］トリアゾール－２－イル）－３－フェニル－２Ｈ－１－ベンゾピラン－２－オン（融点：２５０℃）、１，１’－ビフェニル－４，４’－ビス－ベンゾオキサゾール（融点：２２０℃）等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、４，４’－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）スチルベンが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
本発明の結合材が、高融点蛍光増白剤として複数種の成分を含むものである場合、高融点蛍光増白剤全体に占める４，４’－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）スチルベンの割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましく、９０質量％以上であるのがさらに好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
本発明の結合材中における高融点蛍光増白剤の含有量は、１．０質量％以下であるのが好ましく、０．０１質量％以上０．８質量％以下であるのがより好ましく、０．０３質量％以上０．５質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、濃度消光や高融点蛍光増白剤自体の色味が成形体の白色度に悪影響を与えることをより効果的に防止し、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材中における、熱可塑性樹脂の含有量をＸ１［質量％］、本発明の結合材中における高融点蛍光増白剤の含有量をＸ２［質量％］としたとき、０．０００１０≦Ｘ２／Ｘ１≦０．０１３の関係を満たすのが好ましく、０．０００１１≦Ｘ２／Ｘ１≦０．０１０の関係を満たすのがより好ましく、０．０００３０≦Ｘ２／Ｘ１≦０．００６０の関係を満たすのがさらに好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度、強度をより高いレベルで両立することができる。
本発明の結合材中において、高融点蛍光増白剤は、熱可塑性樹脂と分離した形態で含まれていてもよいが、熱可塑性樹脂を含む粒子中に分散した状態で含まれているのが好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
［１－３］白色顔料
本発明の結合材は、上述した熱可塑性樹脂および高融点蛍光増白剤に加えて、さらに白色顔料を含んでいてもよい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
この中でも、白色顔料として炭酸カルシウムを含有するのが好ましい。これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。また、例えば、結合材の製造時における熱可塑性樹脂との混練性をより優れたものとすることができ、熱可塑性樹脂中に白色顔料がより好適に分散した結合材を得ることができる。また、結合材の比重を比較的小さいものとすることができるため、後述するような製造装置において、結合材をより好適に供給することができる。また、炭酸カルシウムは、高温での加熱により分解し、二酸化炭素を放出するため、成形体の難燃性を向上させる上でも好ましい。また、成形体の比重が必要以上に大きくなることをより効果的に防止することができる。また、炭酸カルシウムは、各種白色顔料の中でも安価で安定的に入手が可能であるため、結合材や成形体の生産コストの低減、結合材や成形体の安定供給の観点等からも好ましい。
白色顔料の平均粒径は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、０．０２μｍ以上１μｍ以下であるのがより好ましく、０．０３μｍ以上０．５μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材が、白色顔料として複数種の成分を含むものである場合、白色顔料全体に占める炭酸カルシウムの割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましく、９０質量％以上であるのがさらに好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
本発明の結合材中における白色顔料の含有量は、２０．０質量％未満であるのが好ましく、３．０質量％以上１８．０質量％以下であるのがより好ましく、５．０質量％以上１５．０質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとしつつ、成形体の強度をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材中における、高融点蛍光増白剤の含有量Ｘ２［質量％］、白色顔料の含有量をＸ３［質量％］としたとき、０．０００５０≦Ｘ２／Ｘ３≦１．０の関係を満たすのが好ましく、０．０００６０≦Ｘ２／Ｘ３≦０．０２６の関係を満たすのがより好ましく、０．００２０≦Ｘ２／Ｘ３≦０．１０の関係を満たすのがさらに好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材中において、白色顔料は、熱可塑性樹脂と分離した形態で含まれていてもよいが、熱可塑性樹脂を含む粒子中に分散した状態で含まれているのが好ましい。
これにより、本発明の結合材を用いて製造される成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
［１－４］凝集抑制剤
本発明の結合材は、上記以外の成分として、例えば、凝集抑制剤を含んでいてもよい。
これにより、例えば、本発明の結合材中において、熱可塑性樹脂を含む粒子が凝集することを効果的に防止することができ、本発明の結合材を用いて製造される成形体中における熱可塑性樹脂の不本意な偏在を好適に防止することができる。その結果、成形体の強度等をより優れたものとすることができる。また、本発明の結合材を用いて製造される成形体において、高融点蛍光増白剤や白色顔料等が不本意に凝集することを防止することもできる。その結果、成形体における不本意な色むらの発生をより好適に防止することができる。
凝集抑制剤としては、例えば、フュームドシリカの他、前述した白色顔料として用いられる材料のうち、平均粒径が白色顔料として用いられるものよりも小さく、平均粒径が０．００１μｍ以上０．５μｍ以下、好ましくは０．００５μｍ以上０．０５μｍ以下である、いわゆるナノパーティクル等があげられる。このように、白色顔料より平均粒径の小さい凝集抑制剤を用いることにより、熱可塑性樹脂を含む粒子の凝集を効果的に防止することができる。
本発明の結合材中における凝集抑制剤の含有量は、０．１０質量％以上３．０質量％以下であるのが好ましく、０．２０質量％以上２．０質量％以下であるのがより好ましく、０．３０質量％以上１．５質量％以下であるのがさらに好ましい。
［１－５］その他の成分
本発明の結合材は、上記以外の成分をさらに含んでいてもよい。以下、この項目内において、このような成分のことを「その他の成分」とも言う。
その他の成分としては、例えば、難燃剤、着色剤、界面活性剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、前記熱可塑性樹脂以外の樹脂、高融点蛍光増白剤以外の蛍光増白剤、繊維、離型剤、樹脂改質剤、顔料分散剤等が挙げられる。
ただし、本発明の結合材中におけるその他の成分の含有量は、７．０質量％以下であるのが好ましく、５．０質量％以下であるのがより好ましく、３．０質量％以下であるのがさらに好ましい。
特に、本発明の結合材が高融点蛍光増白剤以外の蛍光増白剤を含む場合、本発明の結合材中における高融点蛍光増白剤以外の蛍光増白剤の含有量は、０．２質量％以下であるのが好ましく、０．１質量％以下であるのがより好ましく、０．０１質量％以下であるのがさらに好ましい。
［１－６］その他の条件
本発明の結合材の形状は、特に限定されないが、粉末状であるのが好ましい。
これにより、結合材の取り扱いが容易になるとともに、成形体の製造時に、結合材と繊維とをより均一に混合することができ、製造される成形体の信頼性等をより優れたものとすることができる。
本発明の結合材は、粉末状をなすものである場合、本発明の結合材を構成する粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１００．０μｍ以下であるのが好ましく、１．０μｍ以上５０．０μｍ以下であるのがより好ましく、２．０μｍ以上３０．０μｍ以下であるのがさらに好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
なお、本明細書において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径のことを指す。平均粒径は、例えば、堀場製作所社製、ＬＡ９１０等、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、すなわち、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いた測定により求めることができる。
［２］結合材の製造方法
本発明の結合材は、例えば、熱可塑性樹脂と高融点蛍光増白剤とを含む材料を混錬して混練物を得る混練工程と、前記混練物を粉砕する粉砕工程とを有する方法により好適に製造することができる。
混練工程に供する材料には、例えば、熱可塑性樹脂、高融点蛍光増白剤に加えて、例えば、白色顔料を含んでいてもよい。
混練工程での加熱温度は、高融点蛍光増白剤の融点未満の温度であるのが好ましく、特に、熱可塑性樹脂の溶融点をＴ１［℃］、高融点蛍光増白剤の融点をＴ２［℃］としたとき、（Ｔ１＋１０）℃以上（Ｔ２－１０）℃以下であるのが好ましく、（Ｔ１＋２０）℃以上（Ｔ２－２０）℃以下であるのがより好ましく、（Ｔ１＋３０）℃以上（Ｔ２－３０）℃以下であるのがさらに好ましい。
混練工程で得られた混錬物は、ペレタイズして所定範囲の大きさのペレットとして得てもよい。
粉砕工程は、例えば、ハンマーミル、ジェットミル等を用いて行うことができる。粉砕工程は、２段階以上に分けて行ってもよい。
粉砕工程で得られた粉砕物に対しては、例えば、分級処理を施してもよい。すなわち、粉砕工程の後に、分級工程を行ってもよい。
また、本発明の結合材が、凝集抑制剤を含むものである場合、粉砕工程を経て得られた粉砕物と、凝集抑制剤とを混合する凝集抑制剤混合工程を行うことにより、粉砕物を構成する粒子の表面に、凝集抑制剤を好適に付着させることができる。
［３］成形体の製造方法
次に、本発明の成形体の製造方法について説明する。
本発明の成形体の製造方法は、前述した本発明の結合材と、繊維と、を気相中で混合し混合物を得る混合工程と、前記混合物を加圧および加熱して成形体を得る成形工程と、を含む。
これにより、乾式法により白色度の高い成形体を好適に製造することができる成形体の製造方法を提供することができる。また、成形体の成形時における加熱温度が比較的高い場合であっても、得られる成形体の白色度が低下することを効果的に防止することができるため、樹脂を十分に溶融、軟化させることができ、得られる成形体の強度を十分に優れたものとすることができるとともに、成形体の形状や表面状態等を好適に制御することができる。
［３－１］混合工程
混合工程では、前述した本発明の結合材と、繊維と、を気相中で混合し混合物を得る。
［３－１－１］繊維
繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の合成樹脂繊維、セルロース繊維、ケラチン繊維、フィブロイン繊維等の天然樹脂繊維等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、セルロース繊維であるのが好ましい。
セルロース繊維は、再生可能な天然素材で、各種繊維の中でも、安価で入手が容易であるため、成形体の生産コストの低減、安定的な生産、環境負荷の低減等の観点から有利である。また、セルロース繊維は、各種繊維の中でも、理論上の強度が特に高いものであり、成形体の強度の向上の観点からも有利である。
なお、本明細書において、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロースを主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロースの他に、例えば、ヘミセルロース、リグニンを含むものであってもよい。
ただし、セルロース繊維中におけるリグニンの含有量は、５．０質量％以下であるのが好ましく、３．０質量％以下であるのがより好ましく、１．０質量％以下であるのがさらに好ましい。
また、セルロース繊維中におけるセルロースの含有量は、５０．０質量％以上であるのが好ましく、６０．０質量％以上であるのがより好ましく、８０．０質量％以上であるのがさらに好ましい。
また、セルロース繊維としては、例えば、漂白等の処理が施されたものを用いてもよい。また、セルロース繊維は、例えば、紫外線照射処理、オゾン処理、プラズマ処理等の処理が施されたものであってもよい。
セルロース繊維としては、例えば、針葉樹および／または広葉樹木材より調製される化学パルプや機械パルプ等の製紙用木材パルプ、古紙パルプ、リンター、その他、麻、綿、ケナフ等より調製される非木材植物繊維を用いることができる。
繊維の平均長さは、特に限定されないが、長さ－長さ加重平均繊維長として、１０μｍ以上５０ｍｍ以下であるのが好ましく、２０μｍ以上５．０ｍｍ以下であるのがより好ましく、３０μｍ以上３．０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
これにより、製造される成形体の強度等をより優れたものとすることができる。
各繊維の平均太さは、１．０μｍ以上１０００μｍ以下であるのが好ましく、２．０μｍ以上１００．０μｍ以下であるのがより好ましい。
これにより、製造される成形体の強度等をより優れたものとすることができる。また、製造される成形体の表面に不本意な凹凸が生じることをより効果的に防止することができる。
なお、繊維の断面が円でない場合には、断面の面積と等しい面積を有する円を仮定したときの当該円の直径を当該繊維の太さとして取り扱うものとする。
繊維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以下であるのが好ましく、１５以上５００以下であるのがより好ましい。
これにより、製造される成形体の強度等をより優れたものとすることができる。また、製造される成形体の表面に不本意な凹凸が生じることをより効果的に防止することができる。
本明細書では、繊維というときには、繊維１本のことを指す場合と、複数の繊維の集合体のことを指す場合とがある。また、繊維は、被解繊物を解繊処理することにより繊維状に解きほぐされた繊維、すなわち、解繊物であってもよい。ここで被解繊物としては、例えば、パルプシート、紙、古紙、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、段ボール等の、繊維が絡み合いまたは結着されたもの等が挙げられる。
また、本工程では、複数種の繊維を用いてもよい。例えば、製造する成形体の各部位に応じて、異なる条件の繊維を用いてもよい。
［３－１－２］結合材
本工程では、前述した本発明の結合材を、繊維と混合する。
本工程で、繊維と混合する本発明の結合材は、前述した条件を満たすものであるのが好ましい。
本工程では、複数種の本発明の結合材を用いてもよい。例えば、製造する成形体の各部位に応じて、異なる条件の本発明の結合材を用いてもよい。
本工程で使用する本発明の結合材は、繊維：１００質量部に対して、０．１質量部以上４０．０質量部以下であるのが好ましく、１．０質量部以上３５．０質量部以下であるのがより好ましく、２．０質量部以上３０．０質量部以下であるのがさらに好ましい。
これにより、製造される成形体の白色度および強度をより高いレベルで両立することができる。
［３－１－３］その他の組成物
本工程では、前述した本発明の結合材と、繊維とを混合するが、これらに加えて、さらに他の組成物を混合してもよい。以下、この項目内において、このような成分のことを「その他の組成物」とも言う。
ただし、その他の組成物の使用量は、繊維：１００質量部に対して、１０．０質量部以下であるのが好ましく、３．０質量部以下であるのがより好ましく、１．０質量部以下であるのがさらに好ましい。
［３－１－４］混合条件
本工程では、少なくとも、本発明の結合材と、繊維とを、気相中で混合し混合物を得ればよいが、以下の条件を満たすように行うのが好ましい。
すなわち、本発明の結合材と、解繊された状態の繊維とを混合するのが好ましい。
これにより、結合材と繊維とをより均一に混合することができ、製造される成形体中における不本意な組成のばらつき等をより効果的に抑制することができる。その結果、成形体の強度、信頼性等をより優れたものとすることができる。
また、本工程における本発明の結合材と繊維との混合は、気相中で行えばよいが、空気中で行うのが好ましい。
なお、本工程は、減圧雰囲気下で行うものであってよいし、空気の少なくとも一部を窒素等のガスで置換した雰囲気中で行ってもよい。
また、本工程は、ブロワー等によって生じた気流中で、本発明の結合材と繊維との混合を行うのが好ましい。
これにより、結合材と繊維とをより均一に混合することができ、製造される成形体中における不本意な組成のばらつき等をより効果的に抑制することができる。その結果、成形体の強度、信頼性等をより優れたものとすることができる。
また、本工程では、所定量の本発明の結合材と所定量の繊維とを供給した後にこれらを混合してもよいが、これらのうちの少なくとも一方を複数のタイミングで供給してもよい。
また、本工程でその他の組成物を用いる場合、所定量の本発明の結合材および所定量の繊維とともに所定量のその他の組成物を供給した後にこれらを混合してもよいが、その他の組成物は、複数のタイミングで供給してもよい。
本工程は、比較的低い温度で行うのが好ましい。
より具体的には、本工程での気相の最高温度は、８０℃以下であるのが好ましく、７０℃以下であるのがより好ましく、５０℃以下であるのがさらに好ましい。
これにより、例えば、得られる混合物中において、結合材を構成する熱可塑性樹脂が不本意に偏在すること等をより効果的に防止することができ、製造される成形体の強度、信頼性等をより優れたものとすることができる。
また、熱可塑性樹脂の溶融点をＴ１［℃］としたとき、本工程での気相の最高温度は、（Ｔ１－２０）℃以下であるのが好ましく、（Ｔ１－３０）℃以下であるのがより好ましく、（Ｔ１－５０）℃以下であるのがさらに好ましい。
これにより、例えば、得られる混合物中において、結合材を構成する熱可塑性樹脂が不本意に偏在すること等をより効果的に防止することができ、製造される成形体の強度、信頼性等をより優れたものとすることができる。
［３－２］成形工程
成形工程では、混合工程で得られた混合物を加圧および加熱して成形体を得る。
本工程は、例えば、熱プレス、ヒートローラー、立体成形加工機等により行うことができる。
本工程における加熱温度は、熱可塑性樹脂の溶融点以上の温度であり、かつ、高融点蛍光増白剤の融点以下の温度であるのが好ましい。
これにより、製造される成形体の白色度、強度、信頼性等をより優れたものとすることができる。また、成形工程に要する時間をより短くすることができ、成形体の生産性をより優れたものとすることができる。
特に、熱可塑性樹脂の溶融点をＴ１［℃］、高融点蛍光増白剤の融点をＴ２［℃］としたとき、本工程での加熱温度は、（Ｔ１＋１０）℃以上（Ｔ２－１０）℃以下の条件を満たすのが好ましく、（Ｔ１＋２０）℃以上（Ｔ２－２０）℃以下の条件を満たすのがより好ましく、（Ｔ１＋３０）℃以上（Ｔ２－３０）℃以下の条件を満たすのがさらに好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。また、成形工程での処理時間を比較的短くした場合であっても、得られる成形体の強度、信頼性等を十分に優れたものとすることができ、成形体の生産性をより優れたものとすることができる。
本工程での具体的な加熱温度は、１７０℃以上であるのが好ましく、１７５℃以上２２０℃以下であるのがより好ましく、１８０℃以上２００℃以下であるのがさらに好ましい。
これにより、製造される成形体の白色度、強度、信頼性等をより優れたものとすることができる。また、成形工程に要する時間をより短くすることができ、成形体の生産性をより優れたものとすることができる。
本工程で混合物を成形する際の圧力は、特に限定されないが、０．５ＭＰａ以上８．０ＭＰａ以下であるのが好ましく、０．８ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下であるのがより好ましく、１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下であるのがさらに好ましい。
これにより、得られる成形体の強度、信頼性等を十分に優れたものとしつつ、成形体の生産性をより優れたものとすることができる。
また、本工程での加熱加圧時間は、０．５秒間以上３００．０秒間以下であるのが好ましく、１．０秒間以上６０．０秒間以下であるのがより好ましく、１．５秒間以上４５．０秒間以下であるのがさらに好ましい。
これにより、得られる成形体の強度、信頼性等を十分に優れたものとしつつ、成形体の生産性をより優れたものとすることができる。また、省エネルギーの観点からも好ましい。
［３－３］その他の工程
成形体の製造方法は、上述した工程に加えて、さらに他の工程を有していてもよい。このような工程としては、例えば、製造された成形体を、適切な大きさ、形状となるように切断する切断工程等が挙げられる。
［４］成形体
次に、本発明に係る成形体について説明する。
本発明に係る成形体は、前述した本発明の結合材を用いて製造されたものである。
本発明に係る成形体は、少なくとも、繊維と、熱可塑性樹脂と、高融点蛍光増白剤とを含んでいる。
成形体中における繊維の含有量は、７０．０質量％以上９９．９質量％以下であるのが好ましく、７４．０質量％以上９９．０質量％以下であるのがより好ましく、７６．０質量％以上９８．０質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、成形体の白色度および強度をより高いレベルで両立することができる。
成形体中における熱可塑性樹脂の含有量は、０．０８質量％以上２９．４質量％以下であるのが好ましく、０．８質量％以上２４．５質量％以下であるのがより好ましく、１．７質量％以上２２．０質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、成形体の白色度を十分に優れたものとしつつ、成形体の強度をより優れたものとすることができる。
成形体中における高融点蛍光増白剤の含有量は、０．００００１質量％以上０．３質量％以下であるのが好ましく、０．０００１質量％以上０．２質量％以下であるのがより好ましく、０．００６質量％以上０．１２質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、濃度消光や高融点蛍光増白剤自体の色味が成形体の白色度に悪影響を与えることをより効果的に防止し、成形体の白色度をより優れたものとすることができる。
また、成形体が白色顔料を含むものである場合、成形体中における白色顔料の含有量は、０．００１質量％以上６．０質量％以下であるのが好ましく、０．０３質量％以上４．５質量％以下であるのがより好ましく、０．１質量％以上３．５質量％以下であるのがさらに好ましい。
これにより、成形体の白色度をより優れたものとしつつ、成形体の強度をより優れたものとすることができる。
本発明に係る成形体の形状、大きさは、特に限定されないが、成形体がシート状をなすものである場合、その厚さは、０．０１ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。
［５］成形体の製造装置
次に、本発明の成形体の製造に用いることができる製造装置について説明する。
図１は、シート状の成形体を製造することができる製造装置の一例を模式的に示す図である。
図１に示すように、製造装置１００は、供給部１０と、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、成形体形成部８０と、切断部９０と、加湿部７８とを有している。
供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。粗砕部１２に供給される原料は、繊維を含むものであればよいが、古紙のように、セルロース繊維を含むものが好適に用いられる。以下、粗砕部１２に供給される原料がセルロース繊維を含むものである場合について、中心的に説明する。
粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、空気中等の気中で裁断して細片にする。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４によって、投入された原料を裁断することができる。粗砕部１２としては、例えば、シュレッダーを用いる。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けられ、その後管２を介して、解繊部２０に搬送される。
解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料、すなわち、被解繊物を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部２０は、原料に付着した樹脂粒やインク、トナー、填料、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能をも有する。
解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた繊維の他に、繊維を解きほぐす際に繊維から分離した樹脂粒や、インク、トナー、填料等の色剤や、にじみ防止材、紙力増強剤等の添加剤を含んでいる場合もある。繊維から分離した樹脂粒としては、例えば、複数の繊維同士を結着させるための樹脂を含む粒子が挙げられる。
解繊部２０は、乾式で解繊を行う。水等の液体中でスラリー状に溶解させる湿式ではなく、大気等の気中において解繊等の処理を行うことを乾式と称する。解繊部２０として、本実施形態ではインペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。これにより、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２２から原料を気流とともに吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口２４へと搬送することができる。解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、選別部４０に移送される。なお、解繊部２０から選別部４０に解繊物を搬送させるための気流は、解繊部２０が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアー等の気流発生装置を設け、その気流を利用してもよい。
選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物を導入口４２から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部４０は、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３とを有している。ドラム部４１としては、例えば、篩を用いる。ドラム部４１は、網を有し、網の目開きの大きさより小さく網を通過する繊維または粒子である第１選別物と、網の目開きの大きさより大きく網を通過しない繊維や未解繊片やダマである第２選別物とを分けることができる。例えば、第１選別物は、管７を介して、混合部５０に移送される。第２選別物は、排出口４４から管８を介して、解繊部２０に戻される。具体的には、ドラム部４１は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部４１の網としては、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いる。
第１ウェブ形成部４５は、選別部４０を通過した第１選別物を、混合部５０に搬送する。第１ウェブ形成部４５は、メッシュベルト４６と、張架ローラー４７と、吸引部４８とを含む。
吸引部４８は、選別部４０の開口、すなわち、網の開口を通過して空気中に分散された第１選別物をメッシュベルト４６上に吸引することができる。第１選別物は、移動するメッシュベルト４６上に堆積し、ウェブＶを形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７および吸引部４８の基本的な構成は、後述する第２ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２、張架ローラー７４およびサクション機構７６と同様である。
ウェブＶは、選別部４０および第１ウェブ形成部４５を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態に形成される。メッシュベルト４６に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、混合部５０へと搬送される。
回転体４９は、ウェブＶが混合部５０に搬送される前に、ウェブＶを切断することができる。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出している突部４９ｂとを有している。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有している。図示の例では、突部４９ｂは４つ設けられ、４つの突部４９ｂが等間隔に設けられている。基部４９ａが方向Ｒに回転することにより、突部４９ｂは、基部４９ａを軸として回転することができる。回転体４９によってウェブＶを切断することにより、例えば、堆積部６０に供給される単位時間当たりの解繊物の量の変動を小さくすることができる。
回転体４９は、第１ウェブ形成部４５の近傍に設けられている。図示の例では、回転体４９は、ウェブＶの経路において下流側に位置する張架ローラー４７ａの近傍、すなわち、張架ローラー４７ａの横に、設けられている。回転体４９は、突部４９ｂがウェブＶと接触可能な位置であって、ウェブＶが堆積されるメッシュベルト４６と接触しない位置に設けられている。突部４９ｂとメッシュベルト４６との間の最短距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物、言い換えると、第１ウェブ形成部４５により搬送された繊維を含む第１選別物と、本発明の結合材とを混合する。混合部５０は、本発明の結合材を供給する結合材供給部５２と、第１選別物と本発明の結合材とを搬送する管５４と、ブロアー５６とを有している。図示の例では、本発明の結合材は、結合材供給部５２からホッパー９を介して管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。
混合部５０では、ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、第１選別物と本発明の結合材とを混合させながら、搬送することができる。なお、第１選別物と本発明の結合材とを混合させる機構は、特に限定されず、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。
結合材供給部５２としては、図１に示すようなスクリューフィーダーや、図示しないディスクフィーダー等を用いる。結合材供給部５２から本発明の結合材が供給された時点では、複数の繊維は結合されていない。本発明の結合材中に含まれる熱可塑性樹脂は、成形体形成部８０を通過する際に一部が溶融して、成形体ＷＳの表面領域の複数の繊維を結合させる。
混合部５０を通過した混合物、すなわち、第１選別物と本発明の結合材との混合物である成形体製造用組成物は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。
堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物を導入口６２から導入し、絡み合った繊維の解繊物をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。
堆積部６０は、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング部６３とを有している。ドラム部６１としては、回転する円筒の篩を用いる。ドラム部６１は、網を有し、混合部５０を通過した混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子を降らせる。ドラム部６１の構成は、例えば、ドラム部４１の構成と同じである。
なお、ドラム部６１の「篩」は、特定の対象物を選別する機能を有していなくてもよい。すなわち、ドラム部６１として用いられる「篩」とは、網を備えたもの、という意味であり、ドラム部６１は、ドラム部６１に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
第２ウェブ形成部７０は、堆積部６０を通過した通過物を堆積して、成形体ＷＳとなる堆積物であるウェブＷを形成する。第２ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２と、張架ローラー７４と、サクション機構７６とを有している。
メッシュベルト７２は、移動しながら、堆積部６０の開口、すなわち、網の開口を通過した通過物を堆積させる。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、通過物を通しにくく空気を通す構成となっている。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。メッシュベルト７２が連続的に移動しながら、堆積部６０を通過した通過物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト７２上にウェブＷが形成される。メッシュベルト７２は、例えば、金属製、樹脂製、布製、不織布等のものである。
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方、すなわち、堆積部６０側とは反対側に設けられている。サクション機構７６は、下方に向く気流、すなわち、堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流を発生させることができる。このサクション機構７６によって、堆積部６０により空気中に分散された混合物をメッシュベルト７２上に吸引することができる。これにより、堆積部６０からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構７６によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や本発明の結合材が絡み合うことを抑制できる。
以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０で行われるウェブ形成工程を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＷが形成される。メッシュベルト７２上に堆積されたウェブＷは、成形体形成部８０へと搬送される。
成形体形成部８０は、メッシュベルト７２上に堆積したウェブＷを加熱して成形体ＷＳを形成する。成形体形成部８０では、第２ウェブ形成部７０において混ぜ合わされた解繊物および本発明の結合材の混合物の堆積物であるウェブＷを加熱することにより、熱可塑性樹脂を軟化・溶融させ、これにより複数の繊維を結合させる。
成形体形成部８０は、ウェブＷを加熱する加熱部８４を備えている。加熱部８４としては、例えば、ヒートプレス、加熱ローラー等が用いられるが、以下は加熱ローラーを用いた例で説明する。加熱部８４における加熱ローラーの数は、特に限定されない。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備えている。加熱部８４を加熱ローラー８６として構成することにより、ウェブＷを連続的に搬送しながら成形体ＷＳを成形することができる。
加熱ローラー８６は、例えば、その回転軸が平行になるように配置される。加熱ローラー８６のローラー半径は、２．０ｃｍ以上５．０ｃｍ以下であるのが好ましく、２．５ｃｍ以上４．０ｃｍ以下であるのがより好ましく、２．５ｃｍ以上３．５ｃｍ以下であるのがさらに好ましい。
加熱ローラー８６は、ウェブＷに接触し、ウェブＷを挟んで搬送しつつウェブＷを加熱する。
加熱ローラー８６の回転速度は、例えば、２０ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下であるのが好ましく、３０ｒｐｍ以上３５０ｒｐｍ以下であるのがより好ましく、５０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下であるのがさらに好ましい。
これにより、ウェブＷの表面領域を十分にかつより精度よく加熱することができる。
加熱ローラー８６は、ウェブＷを挟んで搬送し、所定の厚さの成形体ＷＳを形成する。
ここで加熱ローラー８６によってウェブＷに印加される圧力は、０．５ＭＰａ以上８．０ＭＰａ以下であるのが好ましく、０．８ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下であるのがより好ましく、１．０ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下であるのがさらに好ましい。
ウェブＷを加熱する際の加熱ローラー８６の表面温度は、１７０℃以上であるのが好ましく、１７５℃以上２２０℃以下であるのがより好ましく、１８０℃以上２００℃以下であるのがさらに好ましい。
本実施形態の製造装置１００は、必要に応じて、切断部９０を有してもよい。図示の例では、加熱部８４の下流側に切断部９０が設けられている。切断部９０は、成形体形成部８０によって成形された成形体ＷＳを切断する。図示の例では、切断部９０は、成形体ＷＳの搬送方向と交差する方向に成形体ＷＳを切断する第１切断部９２と、搬送方向に平行な方向に成形体ＷＳを切断する第２切断部９４とを有している。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過した成形体ＷＳを切断する。
また、本実施形態の製造装置１００は、加湿部７８を有してもよい。図示の例では、切断部９０の下流側であって排出部９６の上流側に設けられている。加湿部７８は、成形体ＷＳに対して水や水蒸気を付与することができる。加湿部７８の具体的な態様としては、例えば、水または水溶液のミストを吹き付ける態様、水または水溶液をスプレーする態様、水または水溶液をインクジェットヘッドから吐出して付着させる態様等が挙げられる。
製造装置１００が加湿部７８を有することにより、形成される成形体ＷＳに湿り気をもたせることができる。これにより、繊維が湿気を帯びて柔らかくなる。そのため、成形体ＷＳを用いて容器等を立体成形する場合に、シワや破れがさらに生じにくくなる。また、成形体ＷＳに湿り気をもたせることにより、繊維がセルロースである場合に、当該セルロース繊維間の水素結合を形成しやすくなるので、成形体ＷＳの密度が高まり、例えば、強度を向上できる。
図１の例では、加湿部７８は、切断部９０の下流側に設けられているが、加湿部７８は加熱部８４の下流側に設けられれば、上記と同様の効果を得ることができる。すなわち、加湿部７８は、加熱部８４の下流側であって切断部９０の上流側に設けられてもよい。
上記のような製造装置によれば、本発明の成形体の製造方法を好適に実行することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施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、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成また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、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
また、本発明の成形体の製造方法は、上述した装置を用いて実行するものに限定されず、いかなる装置を用いて実行してもよい。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
［６］結合材の製造
以下のようにして、結合材を製造した。
（実施例１）
まず、熱可塑性樹脂としてのポリエステル樹脂（東洋紡社製、バイロン２２０、溶融点：１０１℃）：８９．９質量部と、白色顔料として炭酸カルシウム（白石工業社製、白艶華ＣＣ）：１０．０質量部と、蛍光増白剤としての１，４－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）ナフタレン（東京化成工業製、融点：２１２℃）：０．１質量部とを高速ミキサー（日本コークス社製、ＦＭ型ミキサーＦＭ－１０Ｃ）により処理し、樹脂顔料混合物を得た。なお、熱可塑性樹脂の溶融点であるＴ１／２温度は、高架式フローテスター（島津製作所社製、ＣＦＴ５００型）を用いて、荷重：２０ｋｇ／ｃｍ２、昇温速度：５．０℃／ｍｉｎ、ダイ口径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍという条件での測定により求めた。
この樹脂顔料混合物を二軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ－２６ＳＳ）のホッパーから供給し溶融混練を行いペレタイズして約３ｍｍのペレットを得た。
上記のペレットをハンマーミル（ダルトン社製、ラボミルＬＭ－５）で直径１ｍｍ以下の粒になるまで粉砕し、さらに、粉砕した粒子をジェットミル（日本ニューマチック社製、ＰＪＭ－８０ＳＰ）により粉砕し、最大粒子径が４０μｍ以下の粒子を得た。この粒子を気流分級機（日本ニューマチック社製、ＭＤＳ－３）により分級し、体積平均粒子径が１０．０μｍである着色樹脂粒子の集合体を得た。
上記の着色樹脂粒子：１００．０質量部と、凝集抑制剤としてフュームドシリカ（日本アエロジル社製、ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２）：１．０質量部とを、ブレンダー（Ｗａｒｉｎｇ社製、ワーリングブレンダー７０１２型）に投入し、回転数１５６００ｒｐｍで６０秒間混合を行うことにより、実施例１の結合材を得た。
上記のようにして得られた結合材の一部をガラス容器に取り分け、室温で２４時間放置したところ、着色樹脂粒子が凝集して塊化することは認められず、流動性のある粉粒体の状態を維持していた。このことより、凝集抑制剤が着色樹脂粒子の表面をコーティングし、凝集されない状態が維持されていることを確認した。
（実施例２）
熱可塑性樹脂として、スチレンアクリル系樹脂（藤倉化成社製、ＦＳＲ－０６８（溶融点：１３０℃））を用いた以外は、前記実施例１と同様にして結合材を製造した。
（実施例３）
蛍光増白剤として、４，４’－ビス（２－ベンゾオキサゾリル）スチルベン（東京化成工業社製、融点：３５５℃）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして結合材を製造した。
（実施例４）
白色顔料として酸化チタンを用いた以外は、前記実施例３と同様にして結合材を製造した。
（実施例５）
樹脂顔料混合物を調製する際の熱可塑性樹脂の使用量を８９．０質量部、白色顔料の使用量を１０．０質量部と、蛍光増白剤の使用量を１．０質量部とした以外は、前記実施例３と同様にして結合材を製造した。
（実施例６）
樹脂顔料混合物を調製する際の熱可塑性樹脂の使用量を８８．０質量部、白色顔料の使用量を１０．０質量部と、蛍光増白剤の使用量を２．０質量部とした以外は、前記実施例３と同様にして結合材を製造した。
（実施例７）
樹脂顔料混合物を調製する際の熱可塑性樹脂の使用量を７９．９質量部、白色顔料の使用量を２０．０質量部と、蛍光増白剤の使用量を０．１質量部とした以外は、前記実施例３と同様にして結合材を製造した。
（実施例８）
樹脂顔料混合物を調製する際の熱可塑性樹脂の使用量を６９．９質量部、白色顔料の使用量を３０．０質量部と、蛍光増白剤の使用量を０．１質量部とした以外は、前記実施例３と同様にして結合材を製造した。
（比較例１）
熱可塑性樹脂と白色顔料と蛍光増白剤との混合物である樹脂顔料混合物を用いる代わりに、熱可塑性樹脂を単独で用いた以外は、前記実施例１と同様にして結合材を製造した。
（比較例２）
熱可塑性樹脂と白色顔料と蛍光増白剤との混合物である樹脂顔料混合物を用いる代わりに、熱可塑性樹脂：９０．０質量部と、白色顔料：１０．０質量部との混合物を用いた以外は、前記実施例１と同様にして結合材を製造した。すなわち、本比較例の結合材は、蛍光増白剤を含まないものである。
（比較例３）
蛍光増白剤として７－ジエチルアミノ－４－メチルクマリン（東京化成工業製、融点：７４℃）を用いた以外は、前記実施例３と同様にして結合材を製造した。
［７］成形体の製造
実施例１の結合材を用いて、以下のようにしてシート状の成形体を製造した。
まず、製造する成形体の繊維源として、市販コピー用紙にインクジェットプリンター（セイコーエプソン社製、ＰＸ－Ｍ７０５０）に印字率１０％でモノクロのパターンを印刷することにより得られた印刷古紙をハイスピードミルで解繊した解繊繊維を用意した。この解繊繊維の平均太さをファイバーテスター（Ｌｏｒｅｎｚｅｎ＆Ｗｅｔｔｒｅ社製、Ｆｉｂｅｒ Ｔｅｓｔｅｒ）を用いた測定により求めたところ、２０．０μｍであった。
この解繊繊維：８０．０質量部と、前記実施例１の結合材：２０．０質量部とを、ブレンダー（Ｗａｒｉｎｇ社製、ワーリングブレンダー７０１２型）に投入し、回転数３１００ｒｐｍで７秒間混合を行い、繊維と結合材との混合物を得た。
得られた混合物を目開き０．６ｍｍの直径２００ｍｍの篩に投入し、直径２５０ｍｍ（板厚１ｍｍ）のフッ素樹脂コートアルミ円板（住友電工ファインポリマー社製、スミフロンコートアルミ）上に、電気篩振とう機（レッチェ社製、ＡＳ－２００）を用いて堆積させた。堆積させた混合物上にさらに同径のフッ素樹脂コートアルミ円板を載せて、プレス機でシートにかかる圧力が１．０ＭＰａになるように加圧した。
加圧した混合物をアルミ板で挟み込んだ状態で加熱プレスにセットして、１８０℃で２．０秒間加熱した。圧解放し室温で放置して常温まで冷却した。アルミ板から混合材をはがしとり、シート状の成形体を得た。シートの厚さは１３０μｍであった。
実施例１の結合材の代わりに、実施例２～８、比較例１～３の結合材を用いた以外は、それぞれ、前記と同様にしてシート状の成形体を製造した。
［８］評価
上記のようにして得られた各実施例および各比較例のシート状の成形体に関して、以下のような評価を行った。
［８－１］白色度
日本電色工業社製のＰＦ７０００を用いて、前記各実施例および各比較例のシート状の成形体のＩＳＯ白色度を測定した。この測定結果に基づき、比較例１の成形体の白色度を１としたときの、各成形体の白色度の相対値を求め、以下の基準に従い評価した。この相対値が大きいほど白色度が高く、好ましい。
Ａ：比較例１の白色度との相対値が１．１０超である。
Ｂ：比較例１の白色度との相対値が１．０５超１．１０以下である。
Ｃ：比較例１の白色度との相対値が１．００超１．０５以下である。
Ｄ：比較例１の白色度との相対値が１．００以下である。
［８－２］引張強さ
前記各実施例および各比較例のシート状の成形体について、ＪＩＳ Ｐ ８１１３に準じて引張試験を行った。より具体的には、各成形体から、それぞれ、全長１８０ｍｍの試験片を切り出した後、引張試験機（島津製作所社製、ＡＧＳ－Ｘ）にセットし、伸長速度２０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を実施した。試験片が破断するまでの最大荷重から、試験片の破断応力を求めて引張強さとした。引張試験はＪＩＳ Ｐ ８１１１に準じ、室温２３℃、湿度５０％の環境下で行った。
この測定結果に基づき、比較例１の成形体の引張強さを１としたときの、各成形体の引張強さの相対値を求め、以下の基準に従い評価した。この相対値が大きいほど引張強さが強く、好ましい。
Ａ：比較例１の引張強さとの相対値が０．９超である。
Ｂ：比較例１の引張強さとの相対値が０．８超０．９以下である。
Ｃ：比較例１の引張強さとの相対値が０．８以下である。
前記各実施例および各比較例の結合材の構成とともに、これらの結果を表１にまとめて示す。
Figure 2023056635000001
表１から明らかなように、本発明では、優れた結果が得られたのに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
また、前記各実施例および各比較例の結合材について、図１に示す製造装置を用いてシート状の成形体を製造し、これらの成形体について、上記と同様の評価を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
１…ホッパー、２，３，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、４０…選別部、４１…ドラム部、４２…導入口、４３…ハウジング部、４４…排出口、４５…第１ウェブ形成部、４６…メッシュベルト、４７，４７ａ…張架ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、４９ａ…基部、４９ｂ…突部、５０…混合部、５２…結合材供給部、５４…管、５６…ブロアー、６０…堆積部、６１…ドラム部、６２…導入口、６３…ハウジング部、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７８…加湿部、８０…成形体形成部、８４…加熱部、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、１００…製造装置、Ｒ…方向、Ｖ…ウェブ、Ｗ…ウェブ、ＷＳ…成形体

Claims (9)

  1. 繊維同士を結合することで成形体を得るために用いる結合材で、
    前記結合材は、熱可塑性樹脂と、蛍光増白剤と、を含み、
    前記蛍光増白剤の融点は、前記熱可塑性樹脂の溶融点よりも高い、結合材。
  2. 前記蛍光増白剤の融点が２００℃以上である、請求項１に記載の結合材。
  3. 前記蛍光増白剤の含有量が１．０質量％以下である、請求項１または２に記載の結合材。
  4. 前記結合材は、白色顔料をさらに含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の結合材。
  5. 前記白色顔料として炭酸カルシウムを含有する、請求項４に記載の結合材。
  6. 前記白色顔料の含有量が２０．０質量％未満である、請求項４または５に記載の結合材。
  7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の結合材と、繊維と、を気相中で混合し混合物を得る混合工程と、
    前記混合物を加圧および加熱して成形体を得る成形工程と、を含む、成形体の製造方法。
  8. 前記成形工程における加熱温度は、前記熱可塑性樹脂の溶融点以上の温度であり、かつ、前記蛍光増白剤の融点以下の温度である、請求項７に記載の成形体の製造方法。
  9. 前記成形工程における加熱温度は、１７０℃以上である、請求項７または８に記載の成形体の製造方法。
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