JP7543675B2 - 成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
これに対し、特許文献1に記載の発明では、繊維の結着に合成樹脂を用いている。
前記澱粉の少なくとも一部が前記繊維に融着しており、
前記澱粉の重量平均分子量が4万以上40万以下である。
また、本発明の適用例に係る成形体は、本発明に係る複合体を含む。
前記成形用原料を加湿する加湿工程と、
前記成形用原料を加熱加圧して、所定の形状に成形する成形工程とを有する。
[1]複合体
図1は、本発明の複合体の好適な実施形態を示す模式的な拡大図である。
例えば、繊維と、当該繊維に融着している澱粉とを含む複合体であっても、澱粉の重量平均分子量が前記下限値未満であると、複合体を用いて製造さ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ない。
複合体C100は、繊維C1を含んでいる。
繊維C1は、通常、複合体C100を用いて製造される成形体の主成分であり、成形体の形状の保持に大きく寄与するとともに、成形体の強度等の特性に大きな影響を与える成分である。
特に、繊維C1がセルロース繊維である場合には、以下のような効果も得られる。
また、セルロース繊維としては、漂白等の処理が施されたものを用いてもよい。
複合体C100は、前述したような所定の重量平均分子量の澱粉C2を含んでいる。
澱粉C2は、複合体C100を用いて製造される成形体において、繊維C1同士を結合する結合材として機能する成分である。特に、澱粉C2は、バイオマス由来の原料であるため、澱粉C2を用いることにより、環境問題や埋蔵資源の節約等に好適に対応することができる。また、澱粉C2が前述したような所定の重量平均分子量を有するものであることにより、吸水性が向上し、水分を付与した場合に当該水分を速やかに吸収することができる。また、澱粉量に対して少量の水分により比較的低温で好適にα化し、優れた結合性を発揮することができる。
澱粉C2は、アミロース、アミロペクチンの少なくとも一方を含む。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
このように重量平均分子量が所定範囲の値となるように制御された澱粉C2は、例えば、天然の澱粉に対して、水に懸濁したのち硫酸、塩酸、あるいは次亜塩素酸ナトリウムを澱粉が糊化しない条件下で作用させる、または、天然の澱粉を直接、あるいはごく少量の塩酸などの揮発酸を水で希釈し加えて、よく混和、熟成、低温の乾燥した後120~180℃に加熱する、または、天然の澱粉を水とともに加熱した糊液を酸または酵素で加水分解するという処理を施すことにより、好適に得ることができる。
複合体C100は、前述した繊維C1および澱粉C2以外の成分を含んでいてもよい。
次に、本発明の成形体について説明する。
これにより、石油由来の材料の使用を抑制しつつ、所望の形状を有する成形体を提供することができる。また、このような成形体は、生分解性にも優れている。また、このような成形体は、リサイクル性や強度等も優れている。
これにより、成形体を記録媒体としてより好適に用いることができる。
これにより、成形体を液体吸収体としてより好適に用いることができる。
次に、本発明の成形体の製造方法について説明する。
成形用原料用意工程では、繊維、および、重量平均分子量が4万以上40万以下である澱粉を含む成形用原料を用意する。
これにより、前述した効果が得られる。
これにより、前述した効果が得られる。
これにより、前述した効果が得られる。
加湿工程では、成形用原料を加湿する。
これにより、後述する成形工程で、繊維と澱粉との接合強度、および、澱粉を介した繊維同士の接合強度を優れたものとすることができ、最終的に得られる成形体の強度等を十分に優れたものとすることができる。また、成形工程での成形を比較的穏やかな条件で好適に行うことができる。
成形工程では、加湿された成形用原料を加熱および加圧して所定の形状に成形する。これにより、融着した澱粉により繊維同士が結合した本発明の成形体が得られる。なお、加湿工程と成形工程とは、同時進行的に行ってもよい。
本工程は、例えば、熱プレス、熱ローラー等を用いて行うことができる。
次に、本発明の成形体の製造方法に好適に適用することができる成形体製造装置について説明する。
図2は、成形体製造装置の好適な実施形態を示す概略側面図である。
シート供給装置11は、粗砕部12に繊維原料M1を供給する原料供給工程を行う部分である。前述したように、繊維原料M1としては、繊維と、当該繊維に融着している重量平均分子量が4万以上40万以下の澱粉とを含む複合体を好適に用いることができる。特に、繊維原料M1としては、繊維としてセルロース繊維を含むものを好適に用いることができる。
第1選別物M4-1は、ドラム部141から落下する。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
[4]澱粉の調製
重量平均分子量が130万の澱粉(日澱科学株式会社製、G-800)を用意し、この澱粉を水に懸濁したのち、硫酸を澱粉が糊化しない条件下で作用させて、よく混和させて、12時間撹拌した後、50℃で24時間乾燥させ、含水率を10質量%以下となるまで乾燥させた後、120~180℃に加熱することにより、重量平均分子量が40万の澱粉を得た。
重量平均分子量が130万の澱粉(日澱科学株式会社製、G-800)に対する処理条件(硫酸の濃度、撹拌時間)を変更することにより、最終的に得られる澱粉の重量平均分子量が表1に示す値となるように調整した以外は、前記調製例1と同様にして、重量平均分子量が調整された澱粉を得た。
各調製例で得られた重量平均分子量が調整された澱粉の条件を表1にまとめて示す。
(実施例A1)
図2に示すような成形体製造装置100を用いて、以下のようにして、成形体としてのシートSを製造した。
その後、前述したように、成形体製造装置100の運転を行った。
添加剤供給部171から供給する澱粉の種類、混合部での澱粉とセルロース繊維との配合比、加熱および加圧条件、加湿工程終了時における成形用原料である第2ウェブの含水率を表2に示すようにした以外は、前記実施例A1と同様にして、複合体、成形体の製造を行った。
添加剤供給部171から澱粉を供給しなかった以外は、前記実施例A1と同様にして成形体の製造を行った。このようにして得られた本比較例の成形体は、セルロース繊維のみで構成されたものであり、澱粉を含んでいなかった。
添加剤供給部171から供給する澱粉の種類を前記調製例1で調製したものから、それぞれ、前記調製例5で調製したもの、前記調製例6で調製したものに変更した以外は、前記実施例A1と同様にして、複合体、成形体の製造を行った。
前記各実施例および各比較例の成形体について、以下の評価を行った。
前記各実施例および各比較例の成形体を、互いに重なり合わないように、27℃/98%RHの恒温槽に入れ、2時間放置し、その時点での成形体中の含水率を求め、以下の基準に従い評価した。含水率が高いほど、吸水特性に優れているといえる。
B:含水率が20質量%以上25質量%未満である。
C:含水率が15質量%以上20質量%未満である。
D:含水率が15質量%未満である。
前記各実施例および各比較例の成形体について、AUTOGRAP AGC-X 500N(島津製作所製)を用いて、JIS P8113に準じた測定を行い、比引張強さを求め、以下の基準に従い評価した。
B:比引張強さが20N・m/g以上25N・m/g未満である。
C:比引張強さが15N・m/g以上20N・m/g未満である。
D:比引張強さが15N・m/g未満である。
これらの結果を表3にまとめて示す。
(実施例B1)
前記実施例A1で製造したシートSを繊維原料M1として用い、添加剤供給部171から澱粉を供給しなかった以外は、前記実施例A1と同様にして成形体としてのシートSの製造を行った。
繊維原料M1として前記実施例A1で製造したシートSの代わりに、それぞれ、前記実施例A2~A9で製造したものを用いた以外は、前記実施例B1と同様にして成形体としてのシートSの製造を行った。
繊維原料M1として前記実施例A1で製造したシートSの代わりに、それぞれ、前記比較例A1~A3で製造したものを用いた以外は、前記実施例B1と同様にして成形体としてのシートSの製造を行った。
前記実施例B1~B9、比較例B1~B3について、以下の評価を行った。
前記実施例B1~B9、比較例B1~B3の成形体について、AUTOGRAP AGC-X 500N(島津製作所社製)を用いて、JIS P8113に準じた測定を行い、比引張強さを求め、以下の基準に従い評価した。
B:比引張強さが15N・m/g以上20N・m/g未満である。
C:比引張強さが10N・m/g以上15N・m/g未満である。
D:比引張強さが10N・m/g未満である。
これらの結果を表4にまとめて示す。
Claims (2)
- 繊維、および、重量平均分子量が4万以上40万以下である澱粉を含むシート状の複合
体を乾式で解繊して、解繊物を得る工程と、
重量平均分子量が4万以上40万以下の澱粉を、添加物として前記解繊物に混合して混
合物を得る工程と、
前記混合物を堆積させてウェブを得る工程と、
前記ウェブを加湿する加湿工程と、
前記ウェブを加熱加圧して、シート状に成形する成形工程と、を有し、
前記加湿工程において加湿されたウェブが含む水分の質量の割合は20質量%以上40
質量%以下であることを特徴とする成形体の製造方法。 - 前記複合体の総量に対して、前記複合体に含まれる前記澱粉の含有率が2.0質量%以
上15.0質量%以下である請求項1に成形体の製造方法。
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