JP2843827B2 - セルロースアセテートを基材とした結合材料および強化用天然セルロース繊維を含む成形体、その製造方法、およびその使用方法 - Google Patents
セルロースアセテートを基材とした結合材料および強化用天然セルロース繊維を含む成形体、その製造方法、およびその使用方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は結合手段としてのセルロースアセテートを基
材とした結合材料と強化用天然セルロースまたは天然セ
ルロースを含む繊維とを含む成形体、その成形体の製造
方法、および特定の技術分野におけるその使用方法に関
する。
材とした結合材料と強化用天然セルロースまたは天然セ
ルロースを含む繊維とを含む成形体、その成形体の製造
方法、および特定の技術分野におけるその使用方法に関
する。
多くの分野、例えば自動車、パッケージング、家具、
電気および電子業界のみならず建設および同様の分野で
は、熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性ポリマーから
得る合成材料の他に、熱可塑性プラスチックもしくは繊
維構造体を含むポリマーから得られるデュロプラスチッ
ク（duroplastic）ポリマーまたは繊維を含むポリマー
もしくは繊維強化ポリマーからの合成材料を使用するこ
とがある。かかる材料は半完成品として、例えばウェブ
状の材料、マット、ボード等の形態で製造されることが
多い。これら材料は更に処理されたり、または精製およ
び例えば成形、被覆等により仕上げられた直後またはそ
の後に限り使用される。繊維材料に加えて、または繊維
材料の代わりにこれらポリマー材料は材料に特定の性質
を与えるために適当な充填剤を含むことができる。多種
類のポリマー、繊維および充填剤を含むこれら結合材料
（bond materials）の種類およびその使用の選択の数は
ほとんど無限である。
電気および電子業界のみならず建設および同様の分野で
は、熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性ポリマーから
得る合成材料の他に、熱可塑性プラスチックもしくは繊
維構造体を含むポリマーから得られるデュロプラスチッ
ク（duroplastic）ポリマーまたは繊維を含むポリマー
もしくは繊維強化ポリマーからの合成材料を使用するこ
とがある。かかる材料は半完成品として、例えばウェブ
状の材料、マット、ボード等の形態で製造されることが
多い。これら材料は更に処理されたり、または精製およ
び例えば成形、被覆等により仕上げられた直後またはそ
の後に限り使用される。繊維材料に加えて、または繊維
材料の代わりにこれらポリマー材料は材料に特定の性質
を与えるために適当な充填剤を含むことができる。多種
類のポリマー、繊維および充填剤を含むこれら結合材料
（bond materials）の種類およびその使用の選択の数は
ほとんど無限である。
環境問題に対する意識の増大および規制法の範囲内
で、材料をリサイクルできるようにすることまたは環境
上無害の廃棄を行うことは、次第により重要な役割とな
っている。特に、エコロジカルに両立できる廃棄物の廃
棄は、次第に重要な意義を有するようになっている。そ
の理由は、リサイクルの可能性は増加する汚損および材
料の性質劣化により限定されており、この場合、排出は
避けられないこととなる。このような廃棄は焼却または
廃棄物の形成により実行し得る。このような廃棄物の無
制限の形成は公共的な場所で行われる。時間的に無制限
の永久的な廃棄物の廃棄は、スペース上の理由から可能
ではない。特に簡単でかつ有利な形態で排出を行う方法
として、例えばコンポスト化により行い得るような生物
を利用した分解がある。以下、本発明で使用する「生物
により分解可能」なる表現を使用する場合、対応する物
質が、生物（生物／微生物）および／または自然環境の
要因、例えばバクテリア、菌類、特にかびおよびイース
ト菌による分解を受け得ることを意味するものである。
一般にパッケージング材料に使用される合成材料、特に
ポリスチレンは生物により分解可能ではない。炭水化物
の場合、例えば主に嫌気性バクテリアによる分解の形態
の生物による分解により、無害な低級脂肪酸、アルコー
ルおよび二酸化炭素に分解される。このような現象は腐
敗と称される。腐敗プロセスの中間生成物は、結合して
無害な新しいポリマー生成物を形成することがあり、こ
のような有利な腐植化はコンポスト化の際に使用され
る。このようなプロセスは特に生物による分解または有
機物質、特に有機廃棄物、木、葉および他の植物材料、
紙および汚泥の変化が関係しており、このような変化は
熱の発生（自発的な加熱）を伴って進行し、栄養素の塩
（リン酸塩、窒素、カリウム化合物）を有するコンポス
トすなわち黒色のボロボロした物質が形成されることと
なる（ロップ化学大辞典、第９版、第３巻。1990年第23
12〜2313ページを参照のこと）。
で、材料をリサイクルできるようにすることまたは環境
上無害の廃棄を行うことは、次第により重要な役割とな
っている。特に、エコロジカルに両立できる廃棄物の廃
棄は、次第に重要な意義を有するようになっている。そ
の理由は、リサイクルの可能性は増加する汚損および材
料の性質劣化により限定されており、この場合、排出は
避けられないこととなる。このような廃棄は焼却または
廃棄物の形成により実行し得る。このような廃棄物の無
制限の形成は公共的な場所で行われる。時間的に無制限
の永久的な廃棄物の廃棄は、スペース上の理由から可能
ではない。特に簡単でかつ有利な形態で排出を行う方法
として、例えばコンポスト化により行い得るような生物
を利用した分解がある。以下、本発明で使用する「生物
により分解可能」なる表現を使用する場合、対応する物
質が、生物（生物／微生物）および／または自然環境の
要因、例えばバクテリア、菌類、特にかびおよびイース
ト菌による分解を受け得ることを意味するものである。
一般にパッケージング材料に使用される合成材料、特に
ポリスチレンは生物により分解可能ではない。炭水化物
の場合、例えば主に嫌気性バクテリアによる分解の形態
の生物による分解により、無害な低級脂肪酸、アルコー
ルおよび二酸化炭素に分解される。このような現象は腐
敗と称される。腐敗プロセスの中間生成物は、結合して
無害な新しいポリマー生成物を形成することがあり、こ
のような有利な腐植化はコンポスト化の際に使用され
る。このようなプロセスは特に生物による分解または有
機物質、特に有機廃棄物、木、葉および他の植物材料、
紙および汚泥の変化が関係しており、このような変化は
熱の発生（自発的な加熱）を伴って進行し、栄養素の塩
（リン酸塩、窒素、カリウム化合物）を有するコンポス
トすなわち黒色のボロボロした物質が形成されることと
なる（ロップ化学大辞典、第９版、第３巻。1990年第23
12〜2313ページを参照のこと）。
よって上記特定の廃棄物は生物による分解を受けると
の上記の可能性の観点から、材料開発においては天然材
料に対する関心が高まっている。これら天然材料は多く
の利点を有している。再生された原材料は資源の保護に
寄与し得る。これら再生された原材料は更に無害であ
り、残留物を残すことなく焼却可能である。これら分解
した製品は環境保護と両立し得る。
の上記の可能性の観点から、材料開発においては天然材
料に対する関心が高まっている。これら天然材料は多く
の利点を有している。再生された原材料は資源の保護に
寄与し得る。これら再生された原材料は更に無害であ
り、残留物を残すことなく焼却可能である。これら分解
した製品は環境保護と両立し得る。
木片または天然繊維、セルロース、綿、バラスト繊維
の材料は、公知の製品、例えば紙、段ボール、フェル
ト、繊維ボードおよびパーチクルボードとなるようにこ
れまで長い間処理されてきた。これら木片または天然繊
維は異なるプロセスによりプレフォーム（予備成形体）
を製造するのにも使用できる。機械的性質が合成の高性
能繊維にある程度匹敵し得る高強度の天然繊維、例えば
亜麻、大麻、ラミーおよび同等品を結合または複合材料
中の強化繊維として使用するような多数の新開発もなさ
れている。これらの従来の材料および新しい材料は、い
ずれも強度、剛性、良好な成形性または耐久性を得るた
めの結合剤として合成ポリマーを含まなければならない
という特徴を有する。しかしながら、生物による分解性
が必要な場合、天然の結合剤、例えばスターチ、ゴム等
しか考慮できない。しかしながらこれらは水溶性である
という欠点がある。
の材料は、公知の製品、例えば紙、段ボール、フェル
ト、繊維ボードおよびパーチクルボードとなるようにこ
れまで長い間処理されてきた。これら木片または天然繊
維は異なるプロセスによりプレフォーム（予備成形体）
を製造するのにも使用できる。機械的性質が合成の高性
能繊維にある程度匹敵し得る高強度の天然繊維、例えば
亜麻、大麻、ラミーおよび同等品を結合または複合材料
中の強化繊維として使用するような多数の新開発もなさ
れている。これらの従来の材料および新しい材料は、い
ずれも強度、剛性、良好な成形性または耐久性を得るた
めの結合剤として合成ポリマーを含まなければならない
という特徴を有する。しかしながら、生物による分解性
が必要な場合、天然の結合剤、例えばスターチ、ゴム等
しか考慮できない。しかしながらこれらは水溶性である
という欠点がある。
結合材料中の、生物により分解できない合成ポリマー
を生物により分解可能なポリマーに代替するという開発
努力はまだ完了していない。直接成形可能な物質として
天然製品、例えばセルロース、スターチ等は、ほとんど
の目的に対して適当でなく、性質が変化するというこ
と、および処理の点で合成ポリマーよりも劣っている。
を生物により分解可能なポリマーに代替するという開発
努力はまだ完了していない。直接成形可能な物質として
天然製品、例えばセルロース、スターチ等は、ほとんど
の目的に対して適当でなく、性質が変化するというこ
と、および処理の点で合成ポリマーよりも劣っている。
複合材料に適した生物により分解可能な新規なポリマ
ーとして、例えばポリヒドロキシブチレートがあるが、
これらは極めて高価である。
ーとして、例えばポリヒドロキシブチレートがあるが、
これらは極めて高価である。
結合されかつ複合されてなる材料では結合手段の成分
と強化または充填成分との混合比は広い限度内で変動し
得る。ポリマー結合手段の比率は特定の用途に必要な性
質のみに応じて決まる。絶縁材料または特定のパッケー
ジング材料には、例えば比較的ソフトなウェブ材料また
は特定のパッケージング材料、例えば少量のポリマー結
合手段を有するソフトなウェブ材料が適当である。他
方、熱成形に適した粘塑性および耐水性材料には多量の
ポリマーが必要である。最終分析において、材料の性質
を大部分ポリマーによって決定すべきである場合、改質
のみの目的で充填剤または強化材料を潜在的に少量添加
する必要がある。
と強化または充填成分との混合比は広い限度内で変動し
得る。ポリマー結合手段の比率は特定の用途に必要な性
質のみに応じて決まる。絶縁材料または特定のパッケー
ジング材料には、例えば比較的ソフトなウェブ材料また
は特定のパッケージング材料、例えば少量のポリマー結
合手段を有するソフトなウェブ材料が適当である。他
方、熱成形に適した粘塑性および耐水性材料には多量の
ポリマーが必要である。最終分析において、材料の性質
を大部分ポリマーによって決定すべきである場合、改質
のみの目的で充填剤または強化材料を潜在的に少量添加
する必要がある。
例えば自動車用部品、例えばパネル、すなわちドアパ
ネル、ルーフおよび同等品のための成形可能な半完成品
は、現在グラスファイバー、ウッド繊維、再処理された
綿または靭皮繊維を含む、樹脂で結合された繊維製のマ
ットにより大量に製造されている。ポリマーとしては圧
倒的にフェノール系樹脂が使用されているが、これには
毒性およびエコロジーの観点からは議論の余地がある。
従って、次第に他の熱硬化性材料、例えばエポキシ樹脂
または不飽和ポリエステルが使用されてきている。熱硬
化性結合剤は車内における高温（ある程度かなりの温度
となり得る）時に変形しないという利点がある。しかし
ながら、熱硬化性結合剤を使用する際は処理法が複雑で
あり価格が高くなるという欠点がある。特に、例えばエ
ポキシ時は比較的高価である。更に別の欠点として、硬
化した熱硬化性材料はリサイクルが困難であるというこ
とが挙げられる。これら理由から、他の繊維で強化され
た熱可塑性ポリマー、多くはポリプロピレンが現在のと
ころかなりの程度使用されている。しかしながらこれら
ポリマーは熱に対する寸法の安定性が低い。グラフファ
イバーの代替物として天然繊維、例えばセルロースやジ
ュートだけでなく木屑も使用される。これまで知られて
いる成形体の材料は、一般に少なくとも20重量％のポリ
マーを含む。このような比較的多い量のポリマーにより
生物による分解が不能となるように繊維が包まれ、結合
される。
ネル、ルーフおよび同等品のための成形可能な半完成品
は、現在グラスファイバー、ウッド繊維、再処理された
綿または靭皮繊維を含む、樹脂で結合された繊維製のマ
ットにより大量に製造されている。ポリマーとしては圧
倒的にフェノール系樹脂が使用されているが、これには
毒性およびエコロジーの観点からは議論の余地がある。
従って、次第に他の熱硬化性材料、例えばエポキシ樹脂
または不飽和ポリエステルが使用されてきている。熱硬
化性結合剤は車内における高温（ある程度かなりの温度
となり得る）時に変形しないという利点がある。しかし
ながら、熱硬化性結合剤を使用する際は処理法が複雑で
あり価格が高くなるという欠点がある。特に、例えばエ
ポキシ時は比較的高価である。更に別の欠点として、硬
化した熱硬化性材料はリサイクルが困難であるというこ
とが挙げられる。これら理由から、他の繊維で強化され
た熱可塑性ポリマー、多くはポリプロピレンが現在のと
ころかなりの程度使用されている。しかしながらこれら
ポリマーは熱に対する寸法の安定性が低い。グラフファ
イバーの代替物として天然繊維、例えばセルロースやジ
ュートだけでなく木屑も使用される。これまで知られて
いる成形体の材料は、一般に少なくとも20重量％のポリ
マーを含む。このような比較的多い量のポリマーにより
生物による分解が不能となるように繊維が包まれ、結合
される。
ビルの熱絶縁のための絶縁材料として少量の熱硬化性
材料、例えばフェノール系樹脂または尿素系樹脂により
結合された大量のグラスファイバーまたは鉱物繊維、マ
ットが使用されている。鉱物繊維を使用すること、およ
びそれらの不明瞭な廃棄に対しその毒性を配慮して、天
然繊維マットが次第に開発され、販売されるようになっ
てきた。これら繊維も製造プロセスによっては適当なポ
リマーの結合剤で強化しなければならない。例えば、熱
に対して強化するには容易に溶融する合成結合繊維が使
用されている。しかしながらこれら繊維は生物による分
解性に対する要求と矛盾している。
材料、例えばフェノール系樹脂または尿素系樹脂により
結合された大量のグラスファイバーまたは鉱物繊維、マ
ットが使用されている。鉱物繊維を使用すること、およ
びそれらの不明瞭な廃棄に対しその毒性を配慮して、天
然繊維マットが次第に開発され、販売されるようになっ
てきた。これら繊維も製造プロセスによっては適当なポ
リマーの結合剤で強化しなければならない。例えば、熱
に対して強化するには容易に溶融する合成結合繊維が使
用されている。しかしながらこれら繊維は生物による分
解性に対する要求と矛盾している。
種々の刊行物、例えば「再生された原材料のパッケー
ジング」ボーゲル出版社、ブルツブルク、第１版、1994
年、146〜148ページおよび374〜380ページ、「パッケー
ジング分野における再生され、生物により分解可能な材
料」ローマンコバール出版社、ミュンヘン、第１版、19
93年120〜126ページおよび463ページ、並びにドイツ公
開公報3914022A1号は、コンポスト化により容易に生物
により分解可能であり、セルロースアセテートおよびク
エン酸エステルを基材とした原材料、およびその製品の
用途、例えばラッピングまたはオイルライト、持続型オ
イルキャンドル、組成オイルライト、墓用のその他ライ
ト装置用の容器およびフォイルを記載している。このよ
うな合成材料は特定材料の他にポリエステル、および必
要な場合にはその他の有機酸および／または酸エステル
を含む。クエン酸エステルは軟化剤として働き、セルロ
ースアセテートを熱可塑的に処理できる能力を与えるの
で、セルロースアセテートを成形体に形成できる。
ジング」ボーゲル出版社、ブルツブルク、第１版、1994
年、146〜148ページおよび374〜380ページ、「パッケー
ジング分野における再生され、生物により分解可能な材
料」ローマンコバール出版社、ミュンヘン、第１版、19
93年120〜126ページおよび463ページ、並びにドイツ公
開公報3914022A1号は、コンポスト化により容易に生物
により分解可能であり、セルロースアセテートおよびク
エン酸エステルを基材とした原材料、およびその製品の
用途、例えばラッピングまたはオイルライト、持続型オ
イルキャンドル、組成オイルライト、墓用のその他ライ
ト装置用の容器およびフォイルを記載している。このよ
うな合成材料は特定材料の他にポリエステル、および必
要な場合にはその他の有機酸および／または酸エステル
を含む。クエン酸エステルは軟化剤として働き、セルロ
ースアセテートを熱可塑的に処理できる能力を与えるの
で、セルロースアセテートを成形体に形成できる。
雑誌「化学的評論」第39号、1994年９月30日、第３ペ
ージのヴォルフガング・アッシュ氏による論文「AVK会
議 繊維強化合成材料−その自然へ戻す路」は、上記合
成材料を使用することを述べている。この合成材料は特
に引用した刊行物「再生された原材料のパッケージン
グ」に特に記載されてものであり、複合材料を製造する
ために天然繊維、例えばラミー、亜麻、サイザル麻また
は大麻と共にセルロースジアセテートおよびクエン酸エ
ステルを主に使用している。ここに記載のセルロースジ
アセテート、クエン酸エステルおよびポリエステル並び
に必要な場合にはその他の有機酸および／または酸エス
テルのみならず、天然繊維、例えばラミー、亜麻、サイ
ザル麻または大麻を基材とした上記成形可能な材料を容
易に生物により分解可能な成形体に処理できる。合成材
料の価格が高いことによりこれら材料は比較的高価であ
る。特に欠点は軟化剤としてのクエン酸エステルの部分
にある。これら材料を処理する際に軟化剤は高温で遊離
することがあり、これにより好ましくない蒸気または煙
が生じ得る。この軟化剤は常温でも材料の表面に移動
し、蒸発し、環境を損なうことがある。低分子量の軟化
剤を配合しているので、完成した製品での強度が失われ
ることもある。更に、この製品は軟化剤により軟化点が
かなり低くなる。
ージのヴォルフガング・アッシュ氏による論文「AVK会
議 繊維強化合成材料−その自然へ戻す路」は、上記合
成材料を使用することを述べている。この合成材料は特
に引用した刊行物「再生された原材料のパッケージン
グ」に特に記載されてものであり、複合材料を製造する
ために天然繊維、例えばラミー、亜麻、サイザル麻また
は大麻と共にセルロースジアセテートおよびクエン酸エ
ステルを主に使用している。ここに記載のセルロースジ
アセテート、クエン酸エステルおよびポリエステル並び
に必要な場合にはその他の有機酸および／または酸エス
テルのみならず、天然繊維、例えばラミー、亜麻、サイ
ザル麻または大麻を基材とした上記成形可能な材料を容
易に生物により分解可能な成形体に処理できる。合成材
料の価格が高いことによりこれら材料は比較的高価であ
る。特に欠点は軟化剤としてのクエン酸エステルの部分
にある。これら材料を処理する際に軟化剤は高温で遊離
することがあり、これにより好ましくない蒸気または煙
が生じ得る。この軟化剤は常温でも材料の表面に移動
し、蒸発し、環境を損なうことがある。低分子量の軟化
剤を配合しているので、完成した製品での強度が失われ
ることもある。更に、この製品は軟化剤により軟化点が
かなり低くなる。
米国特許第3,271,231号は、セルロースアセテート繊
維およびセルロース繊維を含む支持体のない可撓性の繊
維ウェブに関するものである。これを製造する際に、必
要により軟化剤を２〜８重量％の量だけ使用している。
この特許は、セルロースアセテートは完全には塑性化さ
れず、単に軟化されるだけで、その接触点においてセル
ロース繊維を結合することを示している。この方法にお
いては、開かれた構造を備える可撓性の成形シート体が
得られる。
維およびセルロース繊維を含む支持体のない可撓性の繊
維ウェブに関するものである。これを製造する際に、必
要により軟化剤を２〜８重量％の量だけ使用している。
この特許は、セルロースアセテートは完全には塑性化さ
れず、単に軟化されるだけで、その接触点においてセル
ロース繊維を結合することを示している。この方法にお
いては、開かれた構造を備える可撓性の成形シート体が
得られる。
セルロースアセテートおよび強化用天然セルロース繊
維に基づいて成形体を製造するための公知の方法および
これによって製造された成形体は、必ず軟化剤が存在し
ていることを必要とする。しかしながら、このような軟
化剤の存在は多くの理由から欠点となっている。軟化剤
は、例えば負荷時の熱安定性を低くさせる。この安定性
の尺度には、例えばビカー温度が用いられうる。公知の
材料の処理時の熱安定性は、例えば著しく高ビカー温度
が望まれる自動車業界で使用するには不十分である。他
方、セルロースアセテートの熱成形で軟化剤を使用する
ことは専門家の間では絶対に必要であると考えられてき
た。純粋なセルロースアセテートは軟化に常に熱分解が
伴うので、分解を生じることなく溶融することはほとん
どできない。例えばエミール・オットー、Ｈ・Ｍ・スプ
ルリンによるモノグラム「セルロースおよびセルロース
誘導体」第５巻第３部の1364ページには、「2.5セルロ
ースアセテートの軟化および分解は235℃〜270℃の範囲
内で生じる」と説明されている。従って、当業者であれ
ばセルロースアセテートの熱成形時には常に軟化剤が必
要であると考えなければならない。
維に基づいて成形体を製造するための公知の方法および
これによって製造された成形体は、必ず軟化剤が存在し
ていることを必要とする。しかしながら、このような軟
化剤の存在は多くの理由から欠点となっている。軟化剤
は、例えば負荷時の熱安定性を低くさせる。この安定性
の尺度には、例えばビカー温度が用いられうる。公知の
材料の処理時の熱安定性は、例えば著しく高ビカー温度
が望まれる自動車業界で使用するには不十分である。他
方、セルロースアセテートの熱成形で軟化剤を使用する
ことは専門家の間では絶対に必要であると考えられてき
た。純粋なセルロースアセテートは軟化に常に熱分解が
伴うので、分解を生じることなく溶融することはほとん
どできない。例えばエミール・オットー、Ｈ・Ｍ・スプ
ルリンによるモノグラム「セルロースおよびセルロース
誘導体」第５巻第３部の1364ページには、「2.5セルロ
ースアセテートの軟化および分解は235℃〜270℃の範囲
内で生じる」と説明されている。従って、当業者であれ
ばセルロースアセテートの熱成形時には常に軟化剤が必
要であると考えなければならない。
本発明は、上記成形体が公知の成形体の物理的欠点を
有せず、問題を生じることなく生物により分解でき、所
望の機械的性質、例えば、特に強度および熱安定性を有
し、厳格な作動条件も満たすことができるように、上記
成形体を更に開発する上での問題を解決するものであ
る。特に、比較的高温において成形体は蒸気や煙となっ
てはならず、軟化剤を含む必要性を不要としなければな
らない。
有せず、問題を生じることなく生物により分解でき、所
望の機械的性質、例えば、特に強度および熱安定性を有
し、厳格な作動条件も満たすことができるように、上記
成形体を更に開発する上での問題を解決するものであ
る。特に、比較的高温において成形体は蒸気や煙となっ
てはならず、軟化剤を含む必要性を不要としなければな
らない。
本発明によれば、この問題点は、セルロースアセテー
トが約1.2〜2.7の置換度（DS）を有し、成形体が最低で
も約160℃のビカー温度を有し、天然セルロース繊維ま
たは天然セルロースを含む繊維に対するセルロースアセ
テートの重量比が約10:90〜90:10とすることにより解決
される。
トが約1.2〜2.7の置換度（DS）を有し、成形体が最低で
も約160℃のビカー温度を有し、天然セルロース繊維ま
たは天然セルロースを含む繊維に対するセルロースアセ
テートの重量比が約10:90〜90:10とすることにより解決
される。
本発明の範囲内において「成形体」なる用語は、特に
剛性を有する成形体、好ましくは平滑な表面を有する成
形体と理解すべきである。結合剤として使用されるセル
ロースアセテートは、好ましくは、可視表面およびカッ
トエッジを除いて、強化用繊維が実質的に完全に包埋さ
れる母相（matrix）を形成する。
剛性を有する成形体、好ましくは平滑な表面を有する成
形体と理解すべきである。結合剤として使用されるセル
ロースアセテートは、好ましくは、可視表面およびカッ
トエッジを除いて、強化用繊維が実質的に完全に包埋さ
れる母相（matrix）を形成する。
本発明はセルロースアセテートの置換度、水分量、温
度および圧力に関して特定のプロセス条件を維持した
時、セルロースアセテートと天然セルロース繊維、また
は天然セルロースを含む繊維との混合物を外部軟化剤を
添加することなく成形体のなるように処理できるという
見解に基づくものである。この条件については、本発明
にかかわる方法と関連させて、以下、より詳細に説明す
る。
度および圧力に関して特定のプロセス条件を維持した
時、セルロースアセテートと天然セルロース繊維、また
は天然セルロースを含む繊維との混合物を外部軟化剤を
添加することなく成形体のなるように処理できるという
見解に基づくものである。この条件については、本発明
にかかわる方法と関連させて、以下、より詳細に説明す
る。
最小水分量に起因して開始材料内に存在する水分は、
「一時的な軟化剤」として働くと考えれらる。製造方法
中に、この水分はかなりの程度分離されるので、その後
の軟化作用は相殺される。特に本発明により外部軟化剤
を完全に、またはかなりの程度省略すると、これまで得
られなかったビカー温度の高い成形体が得られる。更
に、引っ張り弾性率、曲げ強度および曲げ弾性率も好ま
しい影響を受ける。製造される成形体が最低でも160℃
のビカー温度を有する限り、本発明の範囲内で従来の少
量の軟化剤を添加することを基本的には排除するもので
はない。
「一時的な軟化剤」として働くと考えれらる。製造方法
中に、この水分はかなりの程度分離されるので、その後
の軟化作用は相殺される。特に本発明により外部軟化剤
を完全に、またはかなりの程度省略すると、これまで得
られなかったビカー温度の高い成形体が得られる。更
に、引っ張り弾性率、曲げ強度および曲げ弾性率も好ま
しい影響を受ける。製造される成形体が最低でも160℃
のビカー温度を有する限り、本発明の範囲内で従来の少
量の軟化剤を添加することを基本的には排除するもので
はない。
本発明に係わる成形体は結合剤（bonding agent）と
してセルロースアセテートを含む。セルロースアセテー
トはこれまで長く知られていたものであり、フィラメン
トおよび紡糸可能な繊維である繊維状の材料の製造のみ
ならずフォイル／フィルムの製造に工業的な規模で大量
に使用されている。繊維状のセルロースアセテートは紙
巻きタバコ用フィルタの製造に大量に使用されており、
織物に少量使用されている。更にこれまで示したよう
に、セルロースアセテートは生物により分解可能であ
り、そのアセチル価を減少させれば、その生物による分
解性を加速できることも判っている。純粋なセルロース
アセテートはこれまで複合材料を製造する材料としては
使用されたことはなかった。その理由は、セルロースア
セテートは熱可塑的に処理できず、更に処理すると好ま
しくない性質を備えた製品が生じるという深刻な欠点を
有すると考えられてきたからである。従って、本発明の
範囲内で結果として欠点を生じさせるような軟化剤を更
に含むことなく、純粋なセルロースアセテートを熱可塑
的に処理できるということは極めて驚くべきことである
と考えなければならない。置換度（DS）に関しては、特
定の条件が考慮されなればならない。置換度は３より小
さい値、すなわち約1.2〜2.7の範囲内にしなければなら
ないことが判明している。この置換度（DS）は約1.8〜
2.6の間、特に約2.1〜2.5の間にあることが好ましい。
置換度（DS）が2.7よりも大きくなると熱可塑処理性が
全体に損なわれる。置換度（DS）は1.2よりも低いこと
は、成形体が水分をかなりの程度吸収することがあり、
この場合、成形体は寸法的に安定とならない。
してセルロースアセテートを含む。セルロースアセテー
トはこれまで長く知られていたものであり、フィラメン
トおよび紡糸可能な繊維である繊維状の材料の製造のみ
ならずフォイル／フィルムの製造に工業的な規模で大量
に使用されている。繊維状のセルロースアセテートは紙
巻きタバコ用フィルタの製造に大量に使用されており、
織物に少量使用されている。更にこれまで示したよう
に、セルロースアセテートは生物により分解可能であ
り、そのアセチル価を減少させれば、その生物による分
解性を加速できることも判っている。純粋なセルロース
アセテートはこれまで複合材料を製造する材料としては
使用されたことはなかった。その理由は、セルロースア
セテートは熱可塑的に処理できず、更に処理すると好ま
しくない性質を備えた製品が生じるという深刻な欠点を
有すると考えられてきたからである。従って、本発明の
範囲内で結果として欠点を生じさせるような軟化剤を更
に含むことなく、純粋なセルロースアセテートを熱可塑
的に処理できるということは極めて驚くべきことである
と考えなければならない。置換度（DS）に関しては、特
定の条件が考慮されなればならない。置換度は３より小
さい値、すなわち約1.2〜2.7の範囲内にしなければなら
ないことが判明している。この置換度（DS）は約1.8〜
2.6の間、特に約2.1〜2.5の間にあることが好ましい。
置換度（DS）が2.7よりも大きくなると熱可塑処理性が
全体に損なわれる。置換度（DS）は1.2よりも低いこと
は、成形体が水分をかなりの程度吸収することがあり、
この場合、成形体は寸法的に安定とならない。
セルロースアセテートの重合度（DP）は、約140〜270
の間、特に約170〜250の間にあることが好ましい。重合
度（DS）が約140〜270の間にある場合、特に有利な性
質、例えば成形中の良好な処理性を有しつつ大きな機械
的な強度が得られる。
の間、特に約170〜250の間にあることが好ましい。重合
度（DS）が約140〜270の間にある場合、特に有利な性
質、例えば成形中の良好な処理性を有しつつ大きな機械
的な強度が得られる。
本発明に係わる成形体の別の重要な成分は、強化用天
然セルロース繊維又は天然セルロースを含む繊維であ
り、これら繊維は上記定義の条件で生物により分解自在
なものと理解すべきである。個々のケースでは、環境を
破壊しないものと考えることができるかかる分解生成物
をできるだけ多く生じさせるはずの広範な生物による分
解を言うことができる。本発明によれば、天然セルロー
ス繊維または天然セルロースを含む繊維はカポック、サ
イザル麻、ジュート、亜麻、ココナッツ、ガンボージ、
マニラ麻、桑の靭皮繊維、大麻、ラミー、および／また
は綿繊維の形態で特に有利に存在する。天然セルロース
繊維または天然セルロースを含む繊維は、約0.2mm〜100
mmの、特に約3mm〜30mmの平均繊維長さ、および約８μ
ｍ〜100μｍ、特に約10μｍ〜30μｍの平均横断径を有
する。
然セルロース繊維又は天然セルロースを含む繊維であ
り、これら繊維は上記定義の条件で生物により分解自在
なものと理解すべきである。個々のケースでは、環境を
破壊しないものと考えることができるかかる分解生成物
をできるだけ多く生じさせるはずの広範な生物による分
解を言うことができる。本発明によれば、天然セルロー
ス繊維または天然セルロースを含む繊維はカポック、サ
イザル麻、ジュート、亜麻、ココナッツ、ガンボージ、
マニラ麻、桑の靭皮繊維、大麻、ラミー、および／また
は綿繊維の形態で特に有利に存在する。天然セルロース
繊維または天然セルロースを含む繊維は、約0.2mm〜100
mmの、特に約3mm〜30mmの平均繊維長さ、および約８μ
ｍ〜100μｍ、特に約10μｍ〜30μｍの平均横断径を有
する。
強化用天然セルロース繊維または天然セルロースを含
む繊維に対するセルロースアセテートの重量比は重要で
はなく、約10:90〜90:10、特に約15:85〜85:15、特に好
ましくは約25:75〜60:40の間にある。
む繊維に対するセルロースアセテートの重量比は重要で
はなく、約10:90〜90:10、特に約15:85〜85:15、特に好
ましくは約25:75〜60:40の間にある。
以下、より詳細に説明する本発明に係わる成形体の製
造方法により、これら成形体は必要な熱安定性を達成で
き、この熱安定性に対してはいわゆるビカー温度が適当
な判断方法となる。このビカー（Vicat）温度はDIN5346
0（1976年12月）により測定される。この方法によれ
ば、その温度は1mm平方の円形横断面を有し、少なくと
も3mmの長さを有する鉄鋼ピンを50Nの力でサンプル体内
に垂直に1mmの深さに突き刺すことにより測定される。
加熱が120K/分の加熱速度で行われる。ほとんどのポリ
マーのビカー温度はポリマーが完全に液相に変わる温度
よりも著しく低い。本発明の範囲内では、この温度は最
低でも約160℃、好ましくは最低でも約170℃、特に約18
0〜200℃である。
造方法により、これら成形体は必要な熱安定性を達成で
き、この熱安定性に対してはいわゆるビカー温度が適当
な判断方法となる。このビカー（Vicat）温度はDIN5346
0（1976年12月）により測定される。この方法によれ
ば、その温度は1mm平方の円形横断面を有し、少なくと
も3mmの長さを有する鉄鋼ピンを50Nの力でサンプル体内
に垂直に1mmの深さに突き刺すことにより測定される。
加熱が120K/分の加熱速度で行われる。ほとんどのポリ
マーのビカー温度はポリマーが完全に液相に変わる温度
よりも著しく低い。本発明の範囲内では、この温度は最
低でも約160℃、好ましくは最低でも約170℃、特に約18
0〜200℃である。
機械的性質を改善するため、本発明に係わる成形体内
に鉱物材料をさらに配合すると有利となり得る。これら
材料は生物により分解しないが、少なくとも不活性であ
り、エコロジー的に有害なものではない。これら鉱物材
料の好ましい例としては炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、二酸化シリコンおよびアルミノシリケート、例えば
カオリンがある。この鉱物材料は約５〜50重量％、特に
約10〜20重量％の量で成形体内に有利に存在する。本発
明に係わる成形体はこれら鉱物材料の外に染料および／
または特に着色顔料の状態の着色剤を含むことができ
る。本発明に係わる成形体を白色に染める場合には、二
酸化チタンの形態をした白色顔料が望ましい。更に考え
つくことのできる着色顔料としては、例えば酸化鉄があ
る。所望の着色を行うには本発明に係わる成形体内に0.
2〜１重量％の着色剤で十分である。
に鉱物材料をさらに配合すると有利となり得る。これら
材料は生物により分解しないが、少なくとも不活性であ
り、エコロジー的に有害なものではない。これら鉱物材
料の好ましい例としては炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、二酸化シリコンおよびアルミノシリケート、例えば
カオリンがある。この鉱物材料は約５〜50重量％、特に
約10〜20重量％の量で成形体内に有利に存在する。本発
明に係わる成形体はこれら鉱物材料の外に染料および／
または特に着色顔料の状態の着色剤を含むことができ
る。本発明に係わる成形体を白色に染める場合には、二
酸化チタンの形態をした白色顔料が望ましい。更に考え
つくことのできる着色顔料としては、例えば酸化鉄があ
る。所望の着色を行うには本発明に係わる成形体内に0.
2〜１重量％の着色剤で十分である。
生物による分解性およびエコロジー上の安全性がかな
り制限されない場合、特定の材料の性質を得るために本
発明に係わる成形体に改質用、処理性改善用の付加物質
を配合してもよい。代表的な使用可能な補助剤および添
加剤としては、潤滑剤、接着剤、疎水性剤または親水性
剤、防炎剤、殺生剤、殺鼠剤、芳香剤および同等物質が
ある。更に天然繊維の織物カッティング、再処理された
ウールおよび再処理された綿のみならず、古紙のスクラ
ップ等の処理時または再処理時に堆積するような天然の
生物により分解可能な充填剤を含むことも可能である。
り制限されない場合、特定の材料の性質を得るために本
発明に係わる成形体に改質用、処理性改善用の付加物質
を配合してもよい。代表的な使用可能な補助剤および添
加剤としては、潤滑剤、接着剤、疎水性剤または親水性
剤、防炎剤、殺生剤、殺鼠剤、芳香剤および同等物質が
ある。更に天然繊維の織物カッティング、再処理された
ウールおよび再処理された綿のみならず、古紙のスクラ
ップ等の処理時または再処理時に堆積するような天然の
生物により分解可能な充填剤を含むことも可能である。
本発明に係わる成形体は次記の本発明に係わる方法に
より製造される。すなわち、結合材料のセルロースアセ
テート部分が結合剤の機能を果たし、かつ結合材料の大
部分が溶融された層を形成するように開始材料が処理さ
れる。
より製造される。すなわち、結合材料のセルロースアセ
テート部分が結合剤の機能を果たし、かつ結合材料の大
部分が溶融された層を形成するように開始材料が処理さ
れる。
本発明に係わる成形体を製造するための方法は、セル
ロースアセテートを天然セルロース繊維または天然セル
ロースを含む繊維と約10:90〜90:10の重量比で混合し、
全水分量を混合物中のセルロースアセテートの総量の対
して最低でも約３重量％に調節し、約220〜280℃の温度
および約30〜150バールの圧力で、この混合物を成形す
るようになっている。上記天然セルロース繊維または天
然セルロースを含む繊維に対するセルロースアセテート
の重量比は約15:85〜85:15、特に25:75〜60:40である。
この比が10:90の下限値より低くなるとセルロースアセ
テートの量は複合体中にセルロース繊維を十分密にする
には十分でなくなる。約90:10の上限値を越えるとセル
ロース繊維の所望の強化機能がかなりの程度失われる。
ロースアセテートを天然セルロース繊維または天然セル
ロースを含む繊維と約10:90〜90:10の重量比で混合し、
全水分量を混合物中のセルロースアセテートの総量の対
して最低でも約３重量％に調節し、約220〜280℃の温度
および約30〜150バールの圧力で、この混合物を成形す
るようになっている。上記天然セルロース繊維または天
然セルロースを含む繊維に対するセルロースアセテート
の重量比は約15:85〜85:15、特に25:75〜60:40である。
この比が10:90の下限値より低くなるとセルロースアセ
テートの量は複合体中にセルロース繊維を十分密にする
には十分でなくなる。約90:10の上限値を越えるとセル
ロース繊維の所望の強化機能がかなりの程度失われる。
開始材料は好ましくは周囲温度で混合し、その後、上
記プロセス条件を受けることが好ましい。成形は約240
〜270℃および約50〜130バールの圧力で生じることが好
ましい。本発明では約30〜150バールの圧力範囲内にあ
ることが不可欠であり、次のように説明することができ
る。すなわち約30バールよりも低い圧力となるとセルロ
ースアセテートは十分に流れることができなくなるの
で、成形体内に均一に存在しなくなるが、一方、約140
バールの圧力を越えると極めて多大な技術的な努力が必
要となるので、欠点となる。セルロースアセテートを十
分に溶融するためには、圧力下で成形する間、約220℃
の最低温度には達していることが必要である。280℃の
上限を越えるとセルロースアセテートが熱により破壊さ
れるという結果となる。セルロースアセテートは任意の
形態の特定の強化成分、すなわち他の添加物と混合でき
る。他の分野知られており、テストされた、基本的にす
べての対応する使用形態を使用できる。適当な使用形態
としては、例えば粉末、粉砕されたバルク体すなわち粒
状体、特にセルロースアセテートの異なる長さおよび横
断面の繊維またはフィルムのリボンも挙げられる。フォ
イルまたはフィルムもしくは繊維ウェブのような平らな
構造をした結合剤を使用することも可能である。最後
に、個々のケースでは結合剤を液相、溶液または分散液
から導入すること可能である。
記プロセス条件を受けることが好ましい。成形は約240
〜270℃および約50〜130バールの圧力で生じることが好
ましい。本発明では約30〜150バールの圧力範囲内にあ
ることが不可欠であり、次のように説明することができ
る。すなわち約30バールよりも低い圧力となるとセルロ
ースアセテートは十分に流れることができなくなるの
で、成形体内に均一に存在しなくなるが、一方、約140
バールの圧力を越えると極めて多大な技術的な努力が必
要となるので、欠点となる。セルロースアセテートを十
分に溶融するためには、圧力下で成形する間、約220℃
の最低温度には達していることが必要である。280℃の
上限を越えるとセルロースアセテートが熱により破壊さ
れるという結果となる。セルロースアセテートは任意の
形態の特定の強化成分、すなわち他の添加物と混合でき
る。他の分野知られており、テストされた、基本的にす
べての対応する使用形態を使用できる。適当な使用形態
としては、例えば粉末、粉砕されたバルク体すなわち粒
状体、特にセルロースアセテートの異なる長さおよび横
断面の繊維またはフィルムのリボンも挙げられる。フォ
イルまたはフィルムもしくは繊維ウェブのような平らな
構造をした結合剤を使用することも可能である。最後
に、個々のケースでは結合剤を液相、溶液または分散液
から導入すること可能である。
本発明に係わる成形体の上記開始剤を混合するには、
特に公知のすべての複合剤製造方法が適当である。複合
剤の成分の特殊な性質により、ある種の混合方法は特に
好ましい。従って、例えば押し出し機（extruders）、
ストレーナー（strainers）、混練機（kneaders）また
はロールミル（roll mills）を使用した従来のポリマー
配合方法が可能である。成形前に結合材料の成分の熱負
荷および機械的負荷が既に生じ得るので、結合剤として
働くセルロースアセテートが大きな熱の影響を受けない
混合方法が特に有利である。
特に公知のすべての複合剤製造方法が適当である。複合
剤の成分の特殊な性質により、ある種の混合方法は特に
好ましい。従って、例えば押し出し機（extruders）、
ストレーナー（strainers）、混練機（kneaders）また
はロールミル（roll mills）を使用した従来のポリマー
配合方法が可能である。成形前に結合材料の成分の熱負
荷および機械的負荷が既に生じ得るので、結合剤として
働くセルロースアセテートが大きな熱の影響を受けない
混合方法が特に有利である。
プリフォームの製造または特定の性質を備えた外形の
製造のために、溶液または分散液による含浸、またはラ
ミネート（lamination）方法またはサンドイッチ方法も
しくはフィルム積層（film stacking）方法によりフィ
ルムおよび／または繊維ウェブのようなシート状をした
材料を結合することも特に適す。本発明に係わる可能な
材料の性質に鑑みれば、例えば繊維混合部における混合
方法および分散方法により、または種々のウェブ形成方
法のうちの１つの範囲内で、粉体または繊維状をした特
定の強化材料にセルロースアセテートを添加すること特
に有利である。カーディング（carding）装置またはカ
ーダー（carders）での機械的なウェブ形成、空気力学
的なウェブ形成および水力学的なウェブ形成または製紙
方法が特に適当である。
製造のために、溶液または分散液による含浸、またはラ
ミネート（lamination）方法またはサンドイッチ方法も
しくはフィルム積層（film stacking）方法によりフィ
ルムおよび／または繊維ウェブのようなシート状をした
材料を結合することも特に適す。本発明に係わる可能な
材料の性質に鑑みれば、例えば繊維混合部における混合
方法および分散方法により、または種々のウェブ形成方
法のうちの１つの範囲内で、粉体または繊維状をした特
定の強化材料にセルロースアセテートを添加すること特
に有利である。カーディング（carding）装置またはカ
ーダー（carders）での機械的なウェブ形成、空気力学
的なウェブ形成および水力学的なウェブ形成または製紙
方法が特に適当である。
実行される混合方法に応じ、その混合方法の後で異な
る性質の開始材料を入手できる。例えば押出機で、また
はフィルム積層方法で配合を行うと、硬質の密な製品が
得られる。これら製品はいずれのケースでも、後に処理
できるよう粒状にできるし、また直接にボード、種々の
外形または完成した部品に形成できる。繊維混合方法ま
たはウェブ形成方法により、これら方法に応じて疎らな
または密なマットが得られる。このマットはいずれのケ
ースでも、例えば絶縁用または半完成品として既に利用
できたり、また所望の製品とするように更に処理できる
ようになっている。本発明に係わる成形体のかなり有利
な性質は生物による分解可能性を別にすれば、成形体が
基本的には熱可塑性プラスチックから成り、元の状態に
戻すことができるという利点も有することが挙げられる
が、この熱可塑性は特定の処理条件の下で与えられるに
すぎない。これと逆に、使用中の通常の条件下の製品は
実際には熱可塑性の性質を呈することはなく、よって負
荷時の熱安定性に優れている。
る性質の開始材料を入手できる。例えば押出機で、また
はフィルム積層方法で配合を行うと、硬質の密な製品が
得られる。これら製品はいずれのケースでも、後に処理
できるよう粒状にできるし、また直接にボード、種々の
外形または完成した部品に形成できる。繊維混合方法ま
たはウェブ形成方法により、これら方法に応じて疎らな
または密なマットが得られる。このマットはいずれのケ
ースでも、例えば絶縁用または半完成品として既に利用
できたり、また所望の製品とするように更に処理できる
ようになっている。本発明に係わる成形体のかなり有利
な性質は生物による分解可能性を別にすれば、成形体が
基本的には熱可塑性プラスチックから成り、元の状態に
戻すことができるという利点も有することが挙げられる
が、この熱可塑性は特定の処理条件の下で与えられるに
すぎない。これと逆に、使用中の通常の条件下の製品は
実際には熱可塑性の性質を呈することはなく、よって負
荷時の熱安定性に優れている。
本発明に係わる結合材料は、特定の処理条件下におい
て必要とされる良好な成形特性を有し、特に成形温度お
よび成形圧力は組成についての特定の条件に適合させな
ければならない。当然ながら材料の処理中の水分も適切
なものとされる。例えば開始材料の全水分量を開始材料
で使用されるセルロースアセテートの総量に対し最低で
も約３重量％としなければならない。この量は潜在的に
は約20重量％とすることができ、約３〜５重量％の範囲
内の、特に一定の良好な値が得られる。一般に、天然セ
ルロース繊維または天然セルロースを含む繊維は、混合
中に全水分量の上記条件を満たすよう、常に必要な水分
量を有する。例えばDIN50014による20℃で周囲湿度65％
の正常な環境条件下では、亜麻は８〜１ ０％の水分を含む。
て必要とされる良好な成形特性を有し、特に成形温度お
よび成形圧力は組成についての特定の条件に適合させな
ければならない。当然ながら材料の処理中の水分も適切
なものとされる。例えば開始材料の全水分量を開始材料
で使用されるセルロースアセテートの総量に対し最低で
も約３重量％としなければならない。この量は潜在的に
は約20重量％とすることができ、約３〜５重量％の範囲
内の、特に一定の良好な値が得られる。一般に、天然セ
ルロース繊維または天然セルロースを含む繊維は、混合
中に全水分量の上記条件を満たすよう、常に必要な水分
量を有する。例えばDIN50014による20℃で周囲湿度65％
の正常な環境条件下では、亜麻は８〜１ ０％の水分を含む。
セルロースアセテートは置換度および特定の環境状態
に応じて特定の平衡水分量も含む。適当な温度および周
囲湿度を有する環境室（climate chamber）において、
例えば繊維ウェブのように好ましくは既に混合された状
態となっている開始材料をコンディショニングすること
により、所望する全水分量を得ることができる。この方
法とは異なり例えば繊維ウェブに水をスプレーすること
により、成形前に繊維ウェブを所望の湿度とすることが
できる。
に応じて特定の平衡水分量も含む。適当な温度および周
囲湿度を有する環境室（climate chamber）において、
例えば繊維ウェブのように好ましくは既に混合された状
態となっている開始材料をコンディショニングすること
により、所望する全水分量を得ることができる。この方
法とは異なり例えば繊維ウェブに水をスプレーすること
により、成形前に繊維ウェブを所望の湿度とすることが
できる。
すぐに明らかとなるように、特殊な熱的および機械的
性質を有する本発明に係わる形成体は種々の用途で有利
に使用できる。このことは特に自動車の分野、例えばサ
イドパネルまたはドアパネルのみならずルーフ天井、パ
ッケージング材料、絶縁材料または家具部品としても使
用できる。本発明に係わる成形体は任意のタイプの半完
成品、例えばウェブ材料、マット、ボード／シートおよ
びフォイル／フィルムとしても重要である。
性質を有する本発明に係わる形成体は種々の用途で有利
に使用できる。このことは特に自動車の分野、例えばサ
イドパネルまたはドアパネルのみならずルーフ天井、パ
ッケージング材料、絶縁材料または家具部品としても使
用できる。本発明に係わる成形体は任意のタイプの半完
成品、例えばウェブ材料、マット、ボード／シートおよ
びフォイル／フィルムとしても重要である。
以下、いくつかの実施例を参照して本発明について説
明し、本発明に不可欠な特徴と関連させて表１〜３を参
照する。
明し、本発明に不可欠な特徴と関連させて表１〜３を参
照する。
実施例１〜10 表１に示されたDS値および表１に記載の繊維量を有す
るセルロースアセテート繊維を使用した。ウエット−ウ
ェブ（wet−web）設備において、10mmのカット長さの亜
麻繊維および5mmのカット長さおよび3dtexのゲージのセ
ルロースアセテート繊維を繊維ウェブとなるように処理
した。置換度（DS）が異なる、すなわちDS2.2（実施例
１〜５）およびDS2.5（実施例６〜10）の２つのタイプ
のセルロースアセテートを使用した。亜麻繊維の量は15
から85重量％まで変えた。これらウェブを油圧プレスで
多層状に成形し、約2.5mmの厚さのボードを形成した。
プレス条件は260℃、１分および120バールであった。こ
れらのウェブは、成形前に、全水分含有量が約４重量％
となるようにコンディショニングした。これらの機械的
性質については表１にリストアップされている。
るセルロースアセテート繊維を使用した。ウエット−ウ
ェブ（wet−web）設備において、10mmのカット長さの亜
麻繊維および5mmのカット長さおよび3dtexのゲージのセ
ルロースアセテート繊維を繊維ウェブとなるように処理
した。置換度（DS）が異なる、すなわちDS2.2（実施例
１〜５）およびDS2.5（実施例６〜10）の２つのタイプ
のセルロースアセテートを使用した。亜麻繊維の量は15
から85重量％まで変えた。これらウェブを油圧プレスで
多層状に成形し、約2.5mmの厚さのボードを形成した。
プレス条件は260℃、１分および120バールであった。こ
れらのウェブは、成形前に、全水分含有量が約４重量％
となるようにコンディショニングした。これらの機械的
性質については表１にリストアップされている。
実施例11〜15 表２に示されたDS値および繊維量を有するセルロース
アセテート繊維を使用した。すべてのプレスされたボー
ドは50重量％の繊維量を有していた。これによって得ら
れた成形体の機械的性質に関しても表２に参照された
い。
アセテート繊維を使用した。すべてのプレスされたボー
ドは50重量％の繊維量を有していた。これによって得ら
れた成形体の機械的性質に関しても表２に参照された
い。
実施例13は実施例８に対応するが、ウエット装置では
ウェブを製造せずに、亜麻およびセルロースアセテート
の繊維長さが50mmの状態でウェブカーディング装置を使
用して製造した。
ウェブを製造せずに、亜麻およびセルロースアセテート
の繊維長さが50mmの状態でウェブカーディング装置を使
用して製造した。
実施例14および15は実施例８に対応し、亜麻の代わり
にジュートおよび紙繊維（CTMP）を用いた。
にジュートおよび紙繊維（CTMP）を用いた。
比較実施例１および２ 材料を比較するため、押し出し成形できるセルロース
アセテートおよび50％亜麻を用い、軟化剤分率の高い状
態で、ウエット−ウェブ装置によって、バイオセタ（Bi
oceta）を有するセルロースアセテートのプレスボード
を製造し、さらに、フィルム積層方法による製品たるポ
リプロピレンにより、亜麻ウェブおよびPPフィルムの数
層を備えたサンドイッチ構造体を成形した。その亜麻分
率は50重量％であった。表２に機械的データが示されて
いる。測定されたビカー温度は負荷時の熱安定性の尺度
である。
アセテートおよび50％亜麻を用い、軟化剤分率の高い状
態で、ウエット−ウェブ装置によって、バイオセタ（Bi
oceta）を有するセルロースアセテートのプレスボード
を製造し、さらに、フィルム積層方法による製品たるポ
リプロピレンにより、亜麻ウェブおよびPPフィルムの数
層を備えたサンドイッチ構造体を成形した。その亜麻分
率は50重量％であった。表２に機械的データが示されて
いる。測定されたビカー温度は負荷時の熱安定性の尺度
である。
実施例16〜18 図３に示されたDS値および繊維量を有するセルロース
アセテート繊維を使用した。実施例16における純粋なセ
ルロースアセテートのプレスボードだけでなく、実施例
17および18による50および75重量％の亜麻を有するプレ
スボードをDIN53933による土壌埋設テストに従い、湿っ
た土壌内に45日29℃で埋設した。表３に機械的性質の変
化のみならず重量の減少量をリストした。亜麻を添加す
ることにより重量の損失が増した。このことは生物によ
る分解が急速に進行することを意味している。
アセテート繊維を使用した。実施例16における純粋なセ
ルロースアセテートのプレスボードだけでなく、実施例
17および18による50および75重量％の亜麻を有するプレ
スボードをDIN53933による土壌埋設テストに従い、湿っ
た土壌内に45日29℃で埋設した。表３に機械的性質の変
化のみならず重量の減少量をリストした。亜麻を添加す
ることにより重量の損失が増した。このことは生物によ
る分解が急速に進行することを意味している。
実施例19 比較例１（CAバイオセタ）、比較例２（ポリプロピレ
ン）および本発明に係わる実施例12の材料に動的かつ機
械的な熱解析を行った。この測定方式では、ストリップ
状のサンプルの一端を強固に固定し、モーターにより移
動自在な他端を1Hzおよび30μｍの振幅で振動させた。
サンプルを曲げるのに必要な力を測定し、tanδとして
出力した。測定中、２℃／分の一定の加熱レートで加熱
した熱チャンバー内にサンプルを配置した。サンプルの
軟化とともにtanδが増加した。図１において、温度に
対するtanδの曲線をプロットした。これらのデータに
基づき、単位を℃とする軟化点を決定し、これを表４に
リストアップした。本発明に係わる材料は176℃の最高
軟化温度を有することが判った。
ン）および本発明に係わる実施例12の材料に動的かつ機
械的な熱解析を行った。この測定方式では、ストリップ
状のサンプルの一端を強固に固定し、モーターにより移
動自在な他端を1Hzおよび30μｍの振幅で振動させた。
サンプルを曲げるのに必要な力を測定し、tanδとして
出力した。測定中、２℃／分の一定の加熱レートで加熱
した熱チャンバー内にサンプルを配置した。サンプルの
軟化とともにtanδが増加した。図１において、温度に
対するtanδの曲線をプロットした。これらのデータに
基づき、単位を℃とする軟化点を決定し、これを表４に
リストアップした。本発明に係わる材料は176℃の最高
軟化温度を有することが判った。
すべての表における略語CAとはセルロースアセテート
を示す。
を示す。
フロントページの続き (72)発明者 ヴェードラー・ミヒャエル ドイツ ロイトリンゲン ディー72760 ヨハネス−アイゼンロール−シュトラ ーセ 170 (72)発明者 トゥーバッハ・マルティン ドイツ ロイトリンゲン ディー72770 ツィーゲルヒュッテシュトラーセ 14 ／１ (56)参考文献 特開 平７−76632（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−207047（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08L 1/00 - 1/32 C08L 97/00 - 97/02 C08K 3/20 C08K 3/26
Claims (17)
- 【請求項１】結合剤としてのセルロースアセテートを基
材とした結合材料と強化用天然セルロース繊維または天
然セルロースを含む繊維成形体であって、 セルロースアセテートが約1.2〜2.7の置換度（DS）を有
し、成形体が最低でも約160℃のビカー温度を有し、天
然セルロース繊維または天然セルロースを含む繊維に対
するセルロースアセテートの重量比が約10:90〜90:10で
あることを特徴とする成形体。 - 【請求項２】セルロースアセテートの置換度（DS）が約
1.8〜2.6の間、特に約2.1〜2.5の間にあることを特徴と
する、請求項１記載の成形体。 - 【請求項３】天然セルロース繊維または天然セルロース
を含む繊維に対するセルロースアセテートの重量比が約
15:85〜85:15、特に約25:75〜60:40であることを特徴と
する、請求項１または２記載の成形体。 - 【請求項４】ビカー温度が最低でも約170℃、特に約180
〜200℃であることを特徴とする、請求項１〜３のうち
いずれか１項に記載の成形体。 - 【請求項５】セルロースアセテートの重合度（DP）が約
140〜270の間、特に約170〜250の間にあることを特徴と
する、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の成形
体。 - 【請求項６】天然セルロース繊維または天然セルロース
を含む繊維が、約0.2mm〜100mmの、特に約3mm〜30mmの
平均繊維長さ、および約８μｍ〜10μｍの、特に約10μ
ｍ〜30μｍの平均横断面径を有することを特徴とする、
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の成形体。 - 【請求項７】天然セルロース繊維または天然セルロース
を含む繊維が、カポック、サイザル麻、ジュート、亜
麻、ココナッツ、ガンボージ、マニラ麻、桑の靭皮繊
維、大麻、ラミー、および／または綿繊維の形態で存在
することを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか１
項に記載の成形体。 - 【請求項８】鉱物材料をさらに含むことを特徴とする、
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の成形体。 - 【請求項９】鉱物材料が炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、二酸化シリコンおよび／またはアルミノシリケート
であることを特徴とする、請求項８記載の成形体。 - 【請求項１０】鉱物材料が約５〜50重量％、特に約10〜
20重量％の量だけ存在することを特徴とする、請求項８
または９記載の成形体。 - 【請求項１１】着色剤を含むことを特徴とする、請求項
１〜10のうちいずれか１項に記載の成形体。 - 【請求項１２】着色剤が顔料、特に白色顔料であること
を特徴とする、請求項11記載の成形体。 - 【請求項１３】着色剤が約0.1〜１重量％の量存在する
ことを特徴とする、請求項11または12記載の成形体。 - 【請求項１４】セルロースアセテートと天然セルロース
繊維または天然セルロースを含む繊維とを約10:90〜90:
10、特に約15:85〜85:15の重量比で混合し、全水分量を
混合物中のセルロースアセテートの総量に対して最低で
も約３重量％に調節し、約220〜280℃の温度および約30
〜150バールの圧力で、この混合物を成形することを特
徴とする、請求項１〜13のうちいずれか１項に記載の成
形体の製造方法。 - 【請求項１５】開始材料を周囲温度で混合することを特
徴とする、請求項14記載の方法。 - 【請求項１６】約240〜270℃および約50〜130バールの
圧力で成形を実行することを特徴とする、請求項14また
は15記載の方法。 - 【請求項１７】自動車用内装部品、特にルーフ天井、サ
イドパネル、パッケージング材料、絶縁材料または家具
部品としての、請求項１〜13のいずれか１項に記載の成
形体の使用方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19517763A DE19517763C2 (de) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | Formkörper aus Verbundmaterial auf der Basis von Celluloseacetat und verstärkenden natürlichen Cellulosefasern und dessen Verwendung |
| DE19517763.0 | 1995-05-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09508669A JPH09508669A (ja) | 1997-09-02 |
| JP2843827B2 true JP2843827B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=7761929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53455396A Expired - Fee Related JP2843827B2 (ja) | 1995-05-15 | 1996-05-14 | セルロースアセテートを基材とした結合材料および強化用天然セルロース繊維を含む成形体、その製造方法、およびその使用方法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5883025A (ja) |
| EP (1) | EP0773972B1 (ja) |
| JP (1) | JP2843827B2 (ja) |
| KR (1) | KR100208201B1 (ja) |
| CN (1) | CN1109711C (ja) |
| AT (1) | ATE198611T1 (ja) |
| AU (1) | AU5764696A (ja) |
| BR (1) | BR9606472A (ja) |
| CA (1) | CA2195023C (ja) |
| DE (2) | DE19517763C2 (ja) |
| ES (1) | ES2155602T3 (ja) |
| RU (1) | RU2123014C1 (ja) |
| UA (1) | UA42016C2 (ja) |
| WO (1) | WO1996036666A1 (ja) |
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