复合体、成形体及成形体的制造方法

文档序号:63274 发布日期:2021-10-01 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 复合体、成形体及成形体的制造方法 (Composite body, molded body, and method for producing molded body ) 是由 横川忍 田中英树 中井葉子 樋口尚孝 关俊一 于 2021-03-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种复合体、成形体以及成形体的制造方法,该复合体抑制源自石油的材料的使用并且即使几乎不给予水分也能够适当地使用于具有所期望的形状的成形体的制造中,该成形体抑制源自石油的材料的使用并且具有所期望的形状,该成形体的制造方法能够适当地应用于上述成形体的制造中。本发明的复合体包含纤维和淀粉,所述淀粉中的至少一部分与所述纤维融合,所述淀粉的重均分子量为4万以上且40万以下。此外,本发明的成形体的制造方法具有:成形用原料准备工序,准备包含纤维、及重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的成形用原料;加湿工序,对所述成形用原料进行加湿;成形工序,对所述成形用原料进行加热加压,以使之成形为预定的形状。(The present invention provides a composite body which suppresses the use of a petroleum-derived material and can be suitably used for producing a molded body having a desired shape even with little water, a molded body which suppresses the use of a petroleum-derived material and has a desired shape, and a method for producing a molded body which can be suitably applied to the production of the molded body. The composite of the present invention comprises fibers and starch, at least a part of the starch being fused to the fibers, the starch having a weight average molecular weight of 4 to 40 ten thousand. The method for producing a molded article of the present invention comprises: a molding material preparation step of preparing a molding material containing fibers and starch having a weight average molecular weight of 4 to 40 ten thousand; a humidifying step of humidifying the molding material; and a molding step of heating and pressing the molding material to mold the molding material into a predetermined shape.)

复合体、成形体及成形体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种复合体、成形体及成形体的制造方法。

背景技术

作为使用纤维状的物质而成的薄片状或者薄膜状的成形体的制造方法,而具有使用了水的抄制法。

在这样的抄制法中,通过在纤维间使像氢键那样的键合力作用来使纤维彼此缠绕,从而发挥键合力,由此在成形体中获得足够的强度。

然而,在这样的抄制法中需要使用大量的水,此外,在其制造过程中需要进行脱水和干燥等,从而为此花费的能量和时间非常多。并且,使用后的水需要作为排水而适当地进行处理。此外,用于抄制法的装置大多需要水、电力、排水设备等大型的公用设施和基础设施,从而使得小型化较为困难。

因此,作为像现有的抄制法那样不使用大量的水的方法,提出了一种在使干燥了的纤维与树脂的混合物堆积之后,通过进行加压加热来对薄片进行制造的方法(例如,参照专利文献1)。

在专利文献1所记载的方法中,通过将聚酯树脂等树脂用于纤维彼此的粘结中,从而确保作为成形体的薄片的强度。

另外,近年来,为了应对环境问题以及储藏资源的节约,从而寻求对源自石油的材料的使用进行抑制。

针对于此,在专利文献1所记载的发明中,将合成树脂用于纤维的粘结中。

虽然为了应对上述那样的要求而优选为使用像源自植物的天然材料,但在专利文献1所记载的发明中,如果仅使用天然材料来代替合成树脂,则无法获得足够的粘结力,从而难以使薄片的强度足够优异。此外,在使用天然材料来代替合成树脂的情况下,通常存在加工性下降、且需要进一步提高加热温度等问题,因此在成形体的循环利用方面也变得困难。

专利文献1:国际公开第2018/43034号

发明内容

本发明是为了解决上述的课题而完成的发明,且能够作为以下的应用例而实现。

本发明的应用例所涉及的复合体包含纤维和淀粉,所述淀粉中的至少一部分与所述纤维融合,所述淀粉的重均分子量为4万以上且40万以下。

此外,本发明的应用例所涉及的成形体包含本发明所涉及的复合体。

此外,本发明的应用例所涉及的成形体的制造方法具有:成形用原料准备工序,准备包含纤维、及重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的成形用原料;加湿工序,对所述成形用原料进行加湿;成形工序,对所述成形用原料进行加热加压,以使该成形用原料成形为预定的形状。

附图说明

图1为表示本发明的复合体的优选的实施方式的示意性的放大图。

图2为表示成形体制造装置的优选的实施方式的概要侧视图。

具体实施方式

以下,对本发明的优选的实施方式进行详细说明。

[1]复合体

首先,对本发明的复合体进行说明。

图1为表示本发明的复合体的优选的实施方式的示意性的放大图。

本发明的复合体C100包含纤维C1和淀粉C2,且淀粉C2中的至少一部分与纤维C1融合。而且,淀粉C2的重均分子量为4万以上且40万以下。

通过使用这样的复合体C100,从而能够抑制源自石油的材料的使用,并且只需使用少量的水就能够适当地制造出具有所期望的形状的成形体。即,能够优选地应用于干式的成形方法中。因此,从成形体的生产率以及生产成本、节能、成形体的制造设备的小型化等观点出发也较为有利。此外,通过使用上述这种预定的分子量的淀粉,从而提高了提高吸水性,并且即使在给予了少量的水的情况下,也会使由加热实现的α化适当地进行。其结果为,能够使利用了复合体C100的成形体的生产率优异。此外,上述这种预定的分子量的淀粉C2在能够与少量的水通过加热而适当地进行α化的同时,还由于在所述淀粉C2与纤维C1之间由氢键那样的非共价键来发挥键合力以使与纤维C1之间的键合力优异,从而相对于纤维C1而表现出优异的被覆性,因此能够使利用复合体C100而被制造出的成形体的强度等较为优异。此外,上述这种预定的分子量的淀粉C2不易发生因给予水分而引发的非本意的改性,从而使得利用复合体C100所制造出的成形体在循环利用性方面也较为优异。此外,能够更有效地防止利用了复合体C100的成形体的制造时的纤维C1的飞散等。此外,这样的复合体C100以及利用复合体C100所制造出的成形体在生物分解性方面也较为优异。并且,由于能够以少量的水分来显现淀粉的粘结力,因此在利用所制造的成形体而再次对成形体进行干式制造时的循环利用性方面也较为优异。另外,这里所说的循环利用性是指,由对包含纤维和淀粉的成形体进行解纤所获得的原料而再次对干式成形体进行了制造的情况下的、被制造出的成形体的性能的劣化程度。即,设为如果被再次制造出的成形体的拉伸强度等较为优异,则循环利用性就较为优异,而如果拉伸强度等较为逊色,则循环利用性就较为逊色。

相对于此,在不满足上述的条件的情况下,无法获得满意的结果。

例如,即使为包含纤维和与该纤维融合的淀粉的复合体,但如果淀粉的重均分子量小于所述下限值,则也无法使利用复合体所制造出的成形体的强度足够优异。

此外,即使为包含纤维和与该纤维融合的淀粉的复合体,但如果淀粉的重均分子量超出所述上限值,则由于淀粉的吸水性下降而需要在加热前预先由大量的水来进行处理,从而导致利用了复合体的成形体的生产率、生产成本发生显著恶化,并且使得成形体的制造设备也大型化,由此从节能的观点出发也并不优选。此外,会使得利用复合体所制造出的成形体的循环利用性也显著下降。

另外,淀粉C2的重均分子量能够根据基于凝胶渗透色谱法的测量来求取。在下文叙述的实施例中所示的重均分子量也为,根据基于凝胶渗透色谱法的测量而求取出的值。此外,在本发明中,干式的成形方法是指,在制造成形体的过程中不将成形用原料浸渍于含有水的液体中的方法,而使用少量的水的方法、例如向成形用原料等以雾状的形式喷射含有水的液体的方法等也被包括在干式的成形方法中。

[1-1]纤维

复合体C100包括纤维C1。

纤维C1通常是利用复合体C100所制造出的成形体的主要成分,且为极其有助于成形体的形状的保持、并且给成形体的强度等特性带来较大影响的成分。

优选为,纤维C1由包括羟基、羰基、氨基中的至少一种化学结构的物质而构成。

由此,使得在纤维C1与在之后详细叙述的淀粉C2之间易于形成氢键,从而能够使纤维C1与淀粉C2的接合强度、利用复合体C100所制造出的成形体整体上的强度、例如薄片状的成形体的拉伸强度等更加优异。

虽然纤维C1为由聚丙烯、聚酯、聚氨酯等的合成树脂所构成的合成纤维,但优选为源自天然的纤维、即源自生物质的纤维,更加优选为纤维素纤维。

由此,能够更适当地应对环境问题以及储藏资源的节约等。

特别是在纤维C1为纤维素纤维的情况下,还可以获得以下那样的效果。

即,纤维素为源自植物且较为丰富的天然素材,并且通过使用纤维素来作为构成复合体C100的纤维,从而能够更适当地应对环境问题以及储藏资源的节约等,并且从复合体C100以及使用其所制造出的成形体的稳定供给、降低成本等观点出发也较为优选。此外,在各种纤维之中,纤维素纤维是理论上的强度特别高的物质,从而从成形体的强度的进一步提高的观点出发也较为有利。

虽然纤维素纤维通常主要由纤维素构成,但也可以包含除纤维素以外的成分。作为这样的成分,例如可以列举出半纤维素、木质素等。

此外,作为纤维素纤维,也可以使用被实施了漂白等处理的纤维素纤维。

此外,纤维C1也可以被实施紫外线照射处理、臭氧处理、等离子体处理等处理。由此,能够提高纤维C1的亲水性,从而能够提高其与淀粉C2的亲和性。更具体而言,通过这些处理,从而能够向纤维C1的表面导入羟基等官能团,由此能够在与淀粉C2之间更高效地形成氢键。

虽然复合体C100在包含纤维C1的同时还包含淀粉C2,且淀粉C2中的至少一部分与纤维C1融合,但复合体C100也可以在包含淀粉C2会融合的纤维C1的同时,还包含淀粉C2不会融合的纤维C1。

纤维C1的平均长度并未被特别限定,但优选为0.1mm以上且50mm以下,更加优选为0.2mm以上且5.0mm以下,进一步优选为0.3mm以上且3.0mm以下。

由此,能够使利用复合体C100所制造出的成形体的形状的稳定性、强度等更加优异。

纤维C1的平均粗细度并未被特别限定,但优选为0.005mm以上且0.5mm以下,更加优选为0.010mm以上且0.05mm以下。

由此,能够使利用复合体C100所制造出的成形体的形状的稳定性、强度等更加优异。此外,能够更有效地防止在利用复合体C100所制造出的成形体的表面上产生非本意的凹凸的情况。

纤维C1的平均长径比、即相对于平均粗细度的平均长度并未被特别限定,但优选为10以上且1000以下,更加优选为15以上且500以下。

由此,能够使利用复合体C100所制造出的成形体的形状的稳定性、强度等更加优异。此外,能够更有效地防止在利用复合体C100所制造出的成形体的表面上产生非本意的凹凸的情况。

复合体C100中的纤维C1的含有率并未被特别限定,但优选为60.0质量%以上且99.0质量%以下,更加优选为85.0质量%以上且98.0质量%以下,进一步优选为88.0质量%以上且97.0质量%以下。

由此,能够使利用复合体C100所制造出的成形体的形状的稳定性以及强度等特性更加优异。此外,能够使成形体的制造时的成形性更加优异,从而在提高成形体的生产率方面也较为有利。

[1-2]淀粉

复合体C100包含前文所述的那样的预定的重均分子量的淀粉C2。

淀粉C2为,在利用复合体C100所制造出的成形体中作为对纤维C1彼此进行结合的结合材料而发挥功能的成分。特别是,由于淀粉C2为源自生物质的原料,因此通过使用淀粉C2能够适当地应对环境问题以及储藏资源的节约等。此外,通过使淀粉C2具有前文所述的那样的预定的重均分子量,从而提高了吸水性,并且能够在给予了水分的情况下迅速地对该水分进行吸收。此外,相对于淀粉量而通过较少量的水分并以较低的温度来适当地使之α化,从而发挥优异的结合性。

淀粉C2为多个α-葡萄糖分子通过糖苷键而聚合而成的高分子材料。

淀粉C2包含直链淀粉、支链淀粉中的至少一方。

虽然如前文所述,淀粉C2的重均分子量为4万以上且40万以下,但优选为6万以上且35万以下,更加优选为8万以上且30万以下。

由此,更显著地发挥了前文所述的效果。

上述这种淀粉C2与通常的淀粉相比而分子量较小。

以此方式而被控制为使重均分子量成为预定范围的值的淀粉C2例如能够通过实施如下的处理而适当地获得,即:在将天然的淀粉悬浮在水中之后,使硫酸、盐酸或者次氯酸钠在淀粉不会糊化的条件下发挥作用、或者将天然的淀粉直接或加入极少量的盐酸等挥发酸且用水来进行稀释,并在良好地进行混合、成熟、低温的干燥之后加热至120~180℃、或者利用酸或酶来对天然的淀粉与水一同加热而成的糊液进行加水分解的处理。

作为成为淀粉C2的原料的天然的淀粉例如能够使用源自各种植物的材料,更加具体而言,例如能够使用玉米、小麦、大米等谷类、蚕豆、绿豆、小豆等豆类、马铃薯、红薯、木薯等薯类、猪牙花、蕨菜、葛等野草类、椰子树等棕榈类的材料。

虽然如上文所述,复合体C100在包含纤维C1的同时还包含淀粉C2,且淀粉C2中的至少一部分与纤维C1融合,但复合体C100也可以在包含与纤维C1融合的淀粉C2的同时,还包含不与纤维C1融合的淀粉C2。

淀粉C2相对于复合体C100的总量的含有率优选为0.5质量%以上且40.0质量%以下,更加优选为2.0质量%以上且15.0质量%以下,进一步优选为3.0质量%以上且10.0质量%以下。

由此,能够使复合体C100的吸水性特别优异,从而能够使利用复合体C100所制造出的成形体的形状的稳定性以及强度等特性更加优异。此外,能够使成形体的制造时的成形性更加优异,从而在提高成形体的生产率方面也较为有利。

复合体C100中的、淀粉C2相对于100质量份纤维C1的含有量优选为0.5质量份以上且66.7质量份以下,更加优选为2.0质量份以上且17.7质量份以下,进一步优选为3.1质量份以上且11.1质量份以下。

由此,能够使利用复合体C100所制造出的成形体的形状的稳定性以及强度等特性更加优异。此外,能够使成形体的制造时的成形性更加优异,从而在提高成形体的生产率方面也较为有利。

[1-3]其他成分

复合体C100也可以包含除前文所述的纤维C1及淀粉C2以外的成分。

作为这样的成分,例如可以列举出醚化罗望子胶、醚化刺槐豆胶、醚化瓜尔胶、阿拉伯树胶等天然胶糊;醚化羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等纤维素感应糊;糖原、透明质酸、醚化淀粉、酯化淀粉等多糖类;海藻酸钠、琼脂等海藻類;胶原蛋白、明胶、水解胶原蛋白等动物性蛋白质;胶粘剂;源自纤维C1的杂质;源自淀粉C2的杂质等。

但是,复合体C100中的除纤维C1及淀粉C2以外的成分的含有率优选为10质量%以下,更加优选为5.0质量%以下,进一步优选为2.0质量%以下。

复合体C100在27℃/98%RH的环境下放置了两小时的情况下的含水率优选为20质量%以上且55质量%以下,更加优选为22质量%以上且50质量%以下,进一步优选为25质量%以上且40质量%以下。

由此,通过对纤维和淀粉进行混合而使含水率提高,从而能够提高复合体的吸水速度、及均匀地向复合体内部供给水。

另外,上述的含水率的测量例如能够通过分离出0.7g的复合体C100,使用珍珠金属有限公司制、Raffine不锈钢自动粉末筛M使复合物呈圆盘状地被筛分层压在烹饪纸上,并将该烹饪薄片分别放在不锈钢筛网篮(信越制作所制)上,在使用恒温槽(爱斯佩克有限公司制、恒温恒湿器Platinums(注册商标)K系列PL―3KPH,而将环境设定为27℃/98%RH的状态下放置了两小时的条件下,使用加热干燥式水分计(A&B株式会社制、MX-50)等来对含水率进行测量。另外,在下文叙述的实施例中所示的27℃/98%RH的环境下放置了两小时的情况下的复合体的含水率也为通过在上述这种条件下的测量而求取出的值。

[2]成形体

接下来,对本发明的成形体进行说明。

本发明的成形体以包含前文所述的本发明的复合体C100的方式而被构成。

由此,能够提供一种抑制源自石油的材料的使用,并且具有所期望的形状的成形体。此外,这样的成形体在生物分解性方面也较为优异。此外,这样的成形体的循环利用性以及强度等也较为优异。

虽然本发明的成形体的形状并未被特别限定,例如也可以为薄片状、块状、球状、三维立体形状等、任意的形状,但本发明的成形体优选为呈薄片状。另外,此处所说的薄片状是指,以厚度为30μm以上且30mm以下、密度为0.05g/cm3以上且1.5g/cm3以下的方式而被成形的成形体。

由此,例如能够适当地使用成形体来作为记录介质等。此外,通过使用下文叙述的制造方法、制造装置,从而能够更高效地进行制造。

在本发明的成形体为薄片状的记录介质的情况下,其厚度优选为30μm以上且3mm以下。

由此,能够更适当地使用成形体来作为记录介质。此外,通过使用下文叙述的制造方法、制造装置,从而能够更高效地进行制造。

在本发明的成形体为液体吸收体的情况下,其厚度优选为0.3mm以上且30mm以下。

由此,能够更适当地使用成形体来作为液体吸收体。此外,通过使用下文叙述的制造方法、制造装置,从而能够更高效地进行制造。

在本发明的成形体为薄片状的记录介质的情况下,其密度优选为0.6g/m3以上且0.9g/m3以下。

由此,能够更适当地使用成形体来作为记录介质。

在本发明的成形体为液体吸收体的情况下,其密度优选为0.05g/m3以上且0.4g/m3以下。

由此,能够更适当地使用成形体来作为液体吸收体。

本发明的成形体只需其至少一部分由前文所述的本发明的复合体C100来构成即可,也可以具有并非由本发明的复合体C100而构成的部位。

本发明的成形体的用途并未被特别限定,例如可以列举出记录介质、液体吸收体、缓冲材料、吸音材料等。

此外,本发明的成形体也可以在成形工序之后被实施切断等机械加工以及各种化学处理而被使用。

[3]成形体的制造方法

接下来,对本发明的成形体的制造方法进行说明。

本发明的成形体的制造方法具有:成形用原料准备工序,准备包含纤维、及重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的成形用原料;加湿工序,对所述成形用原料进行加湿;成形工序,对所述成形用原料进行加热及加压,以使该成形用原料成形为预定的形状。

由此,能够提供一种抑制源自石油的材料的使用,并且即使几乎不给予水分也能够适当地制造出具有所期望的形状的成形体的成形体的制造方法。因此,从成形体的生产率以及生产成本、节能、成形体的制造设备的小型化等观点出发也较为有利。此外,利用本发明的制造方法所制造出的成形体在生物分解性方面也较为优异。此外,利用本发明的方法所制造出的成形体还能够容易地进行循环利用。此外,能够使成形体的强度等较为优异,并且能够更有效地防止成形体的制造时的纤维的飞散等。

[3-1]成形用原料准备工序

在成形用原料准备工序中,准备包含纤维及重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的成形用原料。

优选为,构成成形用原料的纤维满足与在上述[1-1]中叙述的同样的条件。

由此,获得了前文所述的效果。

虽然构成成形用原料的淀粉只需为重均分子量为4万以上且40万以下即可,但优选为满足与在上述[1-2]中叙述的同样的条件。

由此,获得了前文所述的效果。

在成形用原料为包含粒子状的淀粉的物质的情况下,该淀粉的平均粒径优选为1μm以上且100μm以下,更加优选为3μm以上且50μm以下,进一步优选为5μm以上且30μm以下。

由此,能够使淀粉的处理的容易程度、流动性更加适当,从而能够更适当地进行成形用原料的制备。此外,能够更有效地抑制淀粉从纤维和淀粉被混合后的状态的成形用原料中非本意地脱落的情况。

另外,在本说明书中,平均粒径是指体积基准的平均粒径,且例如能够通过如下方式来求取,即:由库尔特计数器法粒度分布测定仪(COOLTER ELECTRONICS INS TA-II型)并利用50μm的孔径来对将样品添加至该样品不会溶解、溶胀的分散介质中并由超声波分散器分散三分钟后的分散液进行测量。

在成形用原料中,除了上述这种纤维及淀粉之外,也可以包含有其他成分。作为这样的成分,例如可以列举出在上述[1-3]中叙述的成分等。

虽然在本发明的成形体的制造方法中所使用的成形用原料只需为包含纤维、及重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的物质即可,但优选为前文所述的本发明的复合体。即,成形用原料优选为包含纤维和淀粉,淀粉中的至少一部分与纤维融合,且淀粉的重均分子量为4万以上且40万以下的物质。

由此,能够更有效地防止在成形体的制造过程、例如使用下文叙述的那样的成形体制造装置100的方法中的、从形成纤维原料M1到形成第一料片M5为止的工序等中淀粉非本意地脱落的情况,从而能够按照优选的方式和量而更可靠地获得包含淀粉的成形体。

在成形用原料为前文所述的本发明的复合体的情况下,优选为,该成形用原料为满足与在上述[1]中叙述的同样的条件的物质。

由此,获得了前文所述的效果。

特别地,成形用原料优选为包含呈薄片状的所述复合体的解纤物的物质,所述复合体包含纤维及淀粉。

由此,解纤物通常呈棉状,从而能够更适当地应对各种各样的形状、厚度的成形体的制造。此外,通过使用薄片状的复合体来作为解纤物的原料,从而使得成形用原料的制备较为容易。此外,由于在必要时仅以必要的量就能够由薄片状的复合体容易地制备出成形用原料,因此其结果为,能够缩小原料的保管所需的空间,从而还有助于成形体制造装置的小型化。此外,在薄片状的复合体是作为记录介质等被利用过的废纸并由此制造薄片状的成形体的情况下,优选为能够更适当地增加复合体的再利用次数、循环利用的次数。

[3-2]加湿工序

在加湿工序中,对成形用原料进行加湿。

由此,能够在下文叙述的成形工序中,使纤维与淀粉的接合强度、及经由淀粉而得到的纤维彼此的接合强度较为优异,从而能够使最终获得的成形体的强度等足够优异。此外,能够以较稳定的条件来适当地实施成形工序中的成形。

虽然对成形用原料进行加湿的方法并未被特别限定,但优选为相对于成形用原料而以非接触的方式来实施,例如可以列举出将成形用原料放置于高湿度气氛下的方法、使成形用原料通过高湿度空间的方法、向成形用原料吹出含有水的液体的雾的方法、使成形用原料通过含有水的液体的雾所漂浮的空间的方法等,并且能够将从它们中选出的一种或两种以上的方法进行组合而实施。另外,在含有水的液体中,例如也可以含有防腐剂、抗真菌剂、杀虫剂等。

成形用原料的加湿例如也可以在制造成形体的过程中以多个阶段来实施。

更具体而言,例如也可以对以下方式中的两个以上进行组合而实施,所述方式为:对于包含纤维及淀粉的薄片状的复合体的加湿、对于所述薄片状的复合体的粗碎片的加湿、对于使所述解纤物堆积而获得的料片的加湿、及对于包含所述薄片状的复合体的解纤物、例如对粗碎片进行解纤而获得的解纤物的组成物的加湿。

如上所述,通过在制造成形体的过程中以多个阶段来实施成形用原料的加湿,从而例如使得无需将各阶段中的加湿量提高至必要程度以上。其结果为,例如能够提高成形体制造装置中的成形用原料等的输送速度,从而能够使成形体的生产率更加优异。

在加湿工序中,给予成形用原料的水分量并未被特别限定,但加湿工序结束时的成形用原料的含水率、即、加湿工序结束时的成形用原料所包含的水分的质量相对于该成形用原料的质量的比例优选为15质量%以上且50质量%以下,更加优选为18质量%以上且45质量%以下,进一步优选为20质量%以上且40质量%以下。

由此,能够更适当地使淀粉吸水,从而能够更适当地实施之后的成形工序。其结果为,能够使最终获得的成形体的强度、可靠性等更加优异。此外,由于能够使淀粉的吸水所需的时间较短,因此能够使成形体的生产率更加优异。并且,与抄制法相比,而能够显著地减少在之后的成形工序中加热所需的消耗能量。

另外,水分含有量能够通过使用了A&D公司制造的加热干燥式水分计等的测量来求取。

[3-3]成形工序

在成形工序中,对被加湿了的成形用原料进行加热及加压从而使之成形为预定的形状。由此,获得了通过融合了的淀粉而使纤维彼此结合的本发明的成形体。另外,加湿工序和成形工序也可以以同时进行的方式来实施。

成形工序中的加热温度并未被特别限定,但优选为60℃以上且180℃以下,更加优选为70℃以上且170℃以下,进一步优选为80℃以上且160℃以下。

由此,在能够适当地使吸水的淀粉的α化进行的同时,能够有效地防止成形体的构成材料非本意地发生劣化等,此外,从节能的观点出发也较为优选。此外,能够使所获得的成形体的耐热性以及室温等较低温度下的机械强度等更加优异。另外,上述的温度为,与使用合成树脂即聚酯来作为结合材料的情况相比而足够低的温度。

成形工序中的加压优选在0.1MPa以上且100MPa以下而实施,更加优选在0.3MPa以上且20MPa以下而实施。

本工序例如能够利用热压机、热辊等来实施。

[3-4]成形体制造装置

接下来,对能够优选地应用于本发明的成形体的制造方法的成形体制造装置进行说明。

图2为表示成形体制造装置的优选的实施方式的概要侧视图。

另外,在下文中,有时会将图2的上侧称为“上”或“上方”,将下侧称为“下”或“下方”。

另外,图2为概要结构图,成形体制造装置100的各部分的位置关系与图示的位置关系有所不同。此外,在各附图中,也将纤维原料M1、粗碎片M2、解纤物M3、第一筛选物M4-1、第二筛选物M4-2、第一料片M5、细分体M6、混合物M7、第二料片M8、薄片S被输送的方向、即以箭头标记所示的方向称为输送方向。此外,也将箭头标记的顶端侧称为输送方向下游侧,将箭头标记的基端侧称为输送方向上游侧。

图2所示的成形体制造装置100为,通过对纤维原料M1进行粗碎、解纤且使之堆积,并利用成形部20而使该堆积物成形,从而获得成形体的装置。

此外,通过成形体制造装置100所制造出的成形体例如既可以呈像再生纸那样的薄片状,也可以呈块状。此外,成形体的密度也并未被特别限定,既可以为像薄片那样的纤维的密度较高的成形体,也可以为像海绵体那样的纤维的密度较低的成形体,还可以为将它们的特性混合在一起的成形体。

作为纤维原料M1,例如可以利用使用过或不需要的废纸。此外,作为纤维原料M1,例如可以使用包含纤维、和与该纤维融合的重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的薄片材料。该薄片材料例如既可以为再生纸,也可以为非再生纸。

在以下的说明中,以作为纤维原料M1而使用包含纤维、和与该纤维融合的重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的复合体即薄片材料的废纸、所制造出的成形体是作为再生纸的薄片S的情况为中心来进行说明。

图2所示的成形体制造装置100具备薄片供给装置11、粗碎部12、解纤部13、筛选部14、第一料片形成部15、细分部16、混合部17、分散部18、第二料片形成部19、成形部20、切断部21、堆积部22、回收部27、和对它们的工作进行控制的控制部28。粗碎部12、解纤部13、筛选部14、第一料片形成部15、细分部16、混合部17、分散部18、第二料片形成部19、成形部20、切断部21及备料部22分别为对薄片进行处理的处理部。

此外,通过薄片供给装置11和粗碎部12或解纤部13而构成了薄片处理装置10A。此外,通过薄片处理装置10A和第二料片形成部19而构成了纤维体堆积装置10B。

此外,成形体制造装置100具备加湿部231、加湿部232、加湿部233、加湿部234、加湿部235和加湿部236。此外,成形体制造装置100具备鼓风机261、鼓风机262和鼓风机263。

此外,加湿部231~加湿部236及鼓风机261~鼓风机263与控制部28电连接,并且它们的工作通过控制部28而被控制。即,在本实施方式中为,通过一个控制部28而对成形体制造装置100的各部分的工作进行控制的结构。但是,并未被限定于此,例如也可以为分别具有对薄片供给装置11的各部分的工作进行控制的控制部、和对除薄片供给装置11以外的部位的工作进行控制的控制部的结构。

此外,在成形体制造装置100中,原料供给工序、粗碎工序、解纤工序、筛选工序、第一料片形成工序、裁断工序、混合工序、放出工序、堆积工序、薄片形成工序、切断工序按照该顺序而被执行。原料供给工序至混合工序相当于本发明的成形体的制造方法中的成形用原料准备工序,薄片形成工序相当于本发明的成形体的制造方法中的成形工序。此外,将在之后详细叙述的由各加湿部来进行加湿的工序相当于加湿工序。

以下,对各部分的结构进行说明。

薄片供给装置11为,实施向粗碎部12供给纤维原料M1的原料供给工序的部分。如前文所述,作为纤维原料M1,能够适当地使用包含纤维、和与该纤维融合的重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的复合体。特别地,作为纤维原料M1,能够适当地使用作为纤维而包含纤维素纤维的材料。

粗碎部12为,实施将从薄片供给装置11被供给的纤维原料M1在大气中等气体中进行粗碎的粗碎工序的部分。粗碎部12具有一对粗碎刃121和滑槽122。

使一对粗碎刃121通过互相在相反方向上进行旋转,从而能够在它们之间对纤维原料M1进行粗碎、即分割而使之成为粗碎片M2。粗碎片M2的形状和大小优选为适合于解纤部13中的解纤处理的形状和大小,例如,优选为一边的长度为100mm以下的碎片,更加优选为10mm以上且70mm以下的碎片。

滑槽122为被配置在一对粗碎刃121的下方并呈例如漏斗状的部件。由此,滑槽122能够承接通过粗碎刃121而被粗碎并落下来的粗碎片M2。

此外,在滑槽122的上方处,加湿部231以与一对粗碎刃121相邻的方式而被配置。加湿部231为,对滑槽122内的粗碎片M2进行加湿的部件。该加湿部231由气化式的加湿器而构成,该气化式的加湿器具有包含水分的过滤器,并且通过使空气从过滤器穿过从而向粗碎片M2供给提高了湿度的加湿空气。通过使加湿空气被供给至粗碎片M2,从而能够实施在上述[3-2]中所说明的加湿工序,由此能够获得上述这种效果。此外,能够对粗碎片M2因静电而附着在滑槽122等上的情况进行抑制。

滑槽122经由管241而与解纤部13连接。被聚集到滑槽122中的粗碎片M2通过管241而被输送至解纤部13中。

解纤部13为,实施将粗碎片M2在气体中进行解纤、即以干式来进行解纤的解纤工序的部分。通过该解纤部13中的解纤处理,从而能够由粗碎片M2来生成解纤物M3。在此,“进行解纤”是指,将多条纤维粘结而成的粗碎片M2拆解成一条一条的纤维的情况。然后,该被拆解了的纤维成为解纤物M3。解纤物M3的形状为线状或带状。此外,解纤物M3彼此也可以以相互缠绕而成为块状的状态、即形成所谓的“团块”的状态而存在。

例如在本实施方式中,解纤部13由叶轮搅拌机而构成,所述叶轮搅拌机具有进行高速旋转的旋转刃、和位于旋转刃的外周的衬套。流入到解纤部13中的粗碎片M2被夹在旋转刃与衬套之间从而被解纤。

此外,解纤部13通过旋转刃的旋转,从而能够产生从粗碎部12朝向筛选部14的空气的流动、即气流。由此,能够将粗碎片M2从管241抽吸到解纤部13中。此外,在解纤处理之后,能够将解纤物M3经由管242而送出至筛选部14中。

在管242的中途设置有鼓风机261。鼓风机261为,产生朝向筛选部14的气流的气流产生装置。由此,促进了解纤物M3向筛选部14的送出。

筛选部14为,实施根据纤维的长度的大小来对解纤物M3进行筛选的筛选工序的部分。在筛选部14中,解纤物M3被筛选为第一筛选物M4-1、和与第一筛选物M4-1相比而较大的第二筛选物M4-2。第一筛选物M4-1为适合于之后的薄片S的制造的大小。其平均长度优选为1μm以上且30μm以下。另一方面,第二筛选物M4-2例如包含解纤不充分的物质、或被解纤了的纤维彼此过度凝集而成的物质等。

筛选部14具有滚筒部141、和对滚筒部141进行收纳的壳体部142。

滚筒部141为,由呈圆筒状的网体而构成且围绕其中心轴进行旋转的筛子。在该滚筒部141中,流入有解纤物M3。然后,通过滚筒部141进行旋转,从而与网的网眼相比而较小的解纤物M3将作为第一筛选物M4-1而被筛选出,且网的网眼以上的大小的解纤物M3将作为第二筛选物M4-2而被筛选出。第一筛选物M4-1从滚筒部141下落。

另一方面,第二筛选物M4-2向与滚筒部141连接的管243被送出。管243的和滚筒部141相反一侧、即上游侧与管241连接。通过了该管243的第二筛选物M4-2在管241内与粗碎片M2汇合,从而与粗碎片M2一同流入到解纤部13中。由此,第二筛选物M4-2被返回至解纤部13中,并与粗碎片M2一同被解纤处理。

此外,从滚筒部141落下的第一筛选物M4-1在气体中分散的同时降落,并落向位于滚筒部141的下方的第一料片形成部15。第一料片形成部15为,实施由第一筛选物M4-1形成第一料片M5的第一料片形成工序的部分。第一料片形成部15具有网带151、三个架设辊152和抽吸部153。

网带151为无接头带,且供第一筛选物M4-1进行堆积。该网带151被卷挂在三个架设辊152上。而且,通过架设辊152的旋转驱动,从而使网带151上的第一筛选物M4-1向下游侧被输送。

第一筛选物M4-1为网带151的网眼以上的大小。由此,第一筛选物M4-1从网带151的通过被限制,因此,能够堆积在网带151上。此外,由于第一筛选物M4-1在堆积于网带151上的同时随同网带151一起向下游侧被输送,因此作为层状的第一料片M5而被形成。

此外,在第一筛选物M4-1中,有可能混合有例如飞灰、尘埃等。飞灰、尘埃例如有时会因粗碎或解纤而产生。而且,这种飞灰、尘埃将被回收到下文叙述的回收部27中。

抽吸部153为,从网带151的下方对空气进行抽吸的抽吸机构。由此,能够随同空气而一起对通过了网带151的飞灰、尘埃进行抽吸。

此外,抽吸部153经由管244而与回收部27连接。利用抽吸部153而被抽吸到的飞灰、尘埃被回收到回收部27中。

在回收部27上还连接有管245。此外,在管245的中途设置有鼓风机262。通过该鼓风机262的工作,从而能够利用抽吸部153而产生抽吸力。由此,促进了网带151上的第一料片M5的形成。该第一料片M5为飞灰、尘埃等被去除了的物质。此外,飞灰、尘埃通过鼓风机262的工作而通过管244并到达至回收部27中。

壳体部142与加湿部232连接。加湿部232由气化式的加湿器而构成。由此,在壳体部142内被供给有加湿空气。通过该加湿空气,从而能够实施在上述[3-2]中所说明的加湿工序,由此能够获得上述那样的效果。此外,能够对第一筛选物M4-1进行加湿,因此,还能够对第一筛选物M4-1因静电而附着在壳体部142的内壁上的情况进行抑制。

在筛选部14的下游侧配置有加湿部235。加湿部235由以雾状的形式喷射水的超声波式加湿器而构成。由此,能够向第一料片M5供给水分,因此使第一料片M5的水分量被进行了调节。通过该调节,从而能够实施在上述[3-2]中所说明的加湿工序,由此能够获得上述那样的效果。此外,能够对因静电引起的第一料片M5的向网带151的吸附进行抑制。由此,第一料片M5在网带151因架设辊152而折回的位置上容易从网带151上被剥离。

在加湿部235的下游侧处配置有细分部16。细分部16为,实施对从网带151上剥离出的第一料片M5进行分割的分割工序的部分。细分部16具有以能够旋转的方式而被支承的旋转叶片161、和对旋转叶片161进行收纳的壳体部162。而且,通过进行旋转的旋转叶片161,从而能够对第一料片M5进行分割。被分割后的第一料片M5成为细分体M6。此外,细分体M6在壳体部162内降落。

壳体部162与加湿部233连接。加湿部233由气化式的加湿器而构成。由此,在壳体部162内被供给有加湿空气。通过该加湿空气,从而能够实施在上述[3-2]中所说明的加湿工序,由此能够获得上述那样的效果。此外,也能够对细分体M6因静电而附着在旋转叶片161或壳体部162的内壁上的情况进行抑制。

在细分部16的下游侧处配置有混合部17。混合部17为,实施对细分体M6和添加剂进行混合的混合工序的部分。该混合部17具有添加剂供给部171、管172和鼓风机173。

管172为,对细分部16的壳体部162与分散部18的壳体182进行连接、且供细分体M6和添加剂的混合物M7通过的流道。

在管172的中途连接有添加剂供给部171。添加剂供给部171具有对添加剂进行收纳的壳体部170、和被设置在壳体部170内的螺旋加料器174。通过螺旋加料器174的旋转,从而使得壳体部170内的添加剂从壳体部170被推出并被供给至管172内。被供给至管172内的添加剂与细分体M6被混合从而成为混合物M7。

在此,作为从添加剂供给部171被供给的添加剂,例如可以列举出使纤维彼此粘结的粘结剂、用于对纤维进行着色的着色剂、用于抑制纤维的凝集的凝集抑制剂、用于使纤维等不易燃烧的阻燃剂、用于增强薄片S的纸力的纸力增强剂、解纤物等,且可以对它们中的一种或多种进行组合而使用。在下文中,以添加剂是作为粘结剂的淀粉P1、特别是重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉P1的情况为中心来进行说明。

通过从添加剂供给部171供给淀粉P1,从而即使在纤维原料M1中的淀粉的含有率较低的情况、以及通过使用了成形体制造装置100的处理而将纤维原料M1中所包含的淀粉中的较大比例去除了的情况下,也能够获得作为优选的成形体的薄片S。即,能够使作为最终所获得的成形体的薄片S中的淀粉的含有率足够高,并且能够使淀粉以较高的粘着性而与构成薄片S的纤维融合,其结果为,更显著地发挥了前文所述的那样的效果。

优选为,淀粉P1满足与在上述[1-2]中所说明的作为复合体C100的构成成分的淀粉C2同样的条件。

由此,获得了与前文所述的同样的效果。

作为从添加剂供给部171被供给的添加剂,也可以代替淀粉P1而使用本发明的复合体、即包含纤维、和与该纤维融合的重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的复合体。

由此,当例如作为纤维原料M1而使用包含纤维和与该纤维融合的重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的薄片材料等时,即使在简化了混合部17中的混合工序的情况下,也能够抑制第二料片M8中的非本意的组成的偏差、特别是各部位中的重均分子量为4万以上且40万以下的淀粉的存在的非本意的偏差。其结果为,能够抑制作为最终所获得的成形体的薄片S中的非本意的组成的偏差等,从而能够使薄片S的可靠性更加优异。

此外,在管172的中途,在与添加剂供给部171相比靠下游侧处设置有鼓风机173。通过鼓风机173所具有的叶片等旋转部的作用,从而促进了细分体M6和淀粉P1的混合。此外,鼓风机173能够产生朝向分散部18的气流。通过该气流,从而能够在管172内对细分体M6和淀粉P1进行搅拌。由此,混合物M7以细分体M6和淀粉P1均匀地分散的状态而被输送至分散部18。此外,混合物M7中的细分体M6在从管172内通过的过程中被拆解,从而成为更细小的纤维状。

另外,如图2所示,鼓风机173与控制部28电连接,从而对其工作进行控制。此外,通过对鼓风机173的送风量进行调节,从而能够对向滚筒181内送入的空气的量进行调节。

另外,虽然并未图示,但管172的滚筒181侧的端部分支为两叉,且所分支出的端部分别与被形成于滚筒181的端面上的未图示的导入口连接。

图2所示的分散部18为,实施将混合物M7中的相互缠绕的纤维彼此拆解而放出的放出工序的部分。分散部18具有将作为解纤物的混合物M7导入及放出的滚筒181、对滚筒181进行收纳的壳体182、和对滚筒181进行旋转驱动的驱动源183。

滚筒181为,由呈圆筒状的网体而构成且围绕其中心轴进行旋转的筛子。通过滚筒181进行旋转,从而混合物M7中的、与网的网眼相比而较小的纤维等能够通过滚筒181。此时,混合物M7被拆解并与空气一同被放出。即,滚筒181作为将包含纤维的材料放出的放出部而发挥功能。

虽然并未图示,但驱动源183具有电机、减速器和带。电机经由电机驱动器而与控制部28电连接。此外,从电机被输出的旋转力通过减速器而被减速。带例如由无接头带而构成,且被卷挂在减速器的输出轴及滚筒的外周上。由此,减速器的输出轴的旋转力经由带而被传递至滚筒181。

此外,壳体182与加湿部234相连接。加湿部234由气化式的加湿器而构成。由此,在壳体182内被供给有加湿空气。通过该加湿空气,能够对壳体182内进行加湿,从而能够实施在上述[3-2]中所说明的加湿工序,由此能够获得上述那样的效果。此外,也能够对混合物M7因静电而附着在壳体182的内壁上的情况进行抑制。

此外,利用滚筒181而被放出的混合物M7在气体中分散的同时降落,并落向位于滚筒181的下方的第二料片形成部19。第二料片形成部19为,实施使混合物M7堆积而形成作为堆积物的第二料片M8的堆积工序的部分。第二料片形成部19具有网带191、架设辊192和抽吸部193。

网带191为网部件,在图示的结构中,其由无接头带而构成。此外,在网带191上,堆积有分散部18分散、放出的混合物M7。该网带191被卷挂在四个架设辊192上。并且,通过架设辊192的旋转驱动,从而使网带191上的混合物M7向下游侧被输送。

另外,虽然在图示的结构中是作为网部件的一个示例而使用网带191的结构,但在本发明中并未被限定于此,例如也可以呈平板状。

此外,网带191上的大部分的混合物M7为网带191的网眼以上的大小。由此,混合物M7通过网带191的情况受到限制,因此能够堆积在网带191上。此外,由于混合物M7在堆积于网带191上的同时随同网带191一起而被输送向下游侧,因此作为层状的第二料片M8而被形成。

抽吸部193为,从网带191的下方对空气进行抽吸的抽吸机构。由此,能够将混合物M7抽吸到网带191上,因此,促进了混合物M7向网带191上的堆积。

在抽吸部193上连接有管246。此外,在该管246的中途设置有鼓风机263。通过该鼓风机263的工作,从而能够利用抽吸部193来产生抽吸力。

在分散部18的下游侧配置有加湿部236。加湿部236由与加湿部235同样的超声波式加湿器而构成。由此,能够向第二料片M8供给水分,因而使第二料片M8的水分量被进行了调节。通过该调节,从而能够实施在上述[3-2]中所说明的加湿工序,由此能够获得上述那样的效果。此外,能够对因静电引起的第二料片M8向网带191的吸附进行抑制。由此,第二料片M8在网带191因架设辊192而折回的位置上容易地从网带191上被剥离。

另外,被添加至加湿部231~加湿部236中的总计水分量并未被特别限定,但加湿工序结束时的成形用原料的含水率、即、第二料片M8所含有的水分的质量相对于在加湿部236中被加湿了的状态下的该第二料片M8的质量的比例优选为15质量%以上且50质量%以下,更加优选为18质量%以上且45质量%以下,进一步优选为20质量%以上且40质量%以下。

在第二料片形成部19的下游侧配置有成形部20。成形部20为实施由作为成形用原料的第二料片M8而形成薄片S的薄片形成工序的部分。该成形部20具有加压部201和加热部202。

加压部201具有一对压延辊203,并且能够在压延辊203之间对第二料片M8在不进行加热的条件下进行加压。由此,提高了第二料片M8的密度。该第二料片M8朝向加热部202而被输送。另外,一对压延辊203中的一方为通过未图示的电机的工作而进行驱动的主动辊,且另一方为从动辊。

加热部202具有一对加热辊204,并且能够在加热辊204之间对第二料片M8在进行加热的同时进行加压。通过该加热及加压,从而在第二料片M8内使利用加湿而吸水的淀粉α化并显现出粘着性,进而使纤维彼此经由该显现出粘着性的淀粉而粘结。由此,形成了薄片S。然后,该薄片S朝向切断部21而被输送。另外,一对加热辊204中的一方为通过未图示的电机的工作而进行驱动的主动辊,且另一方为从动辊。

在成形部20的下游侧配置有切断部21。切断部21为实施切断薄片S的切断工序的部分。该切断部21具有第一剪切器211和第二剪切器212。

第一剪切器211为,在与薄片S的输送方向交叉的方向、尤其是与之正交的方向上将薄片S切断的构件。

第二剪切器212为在第一剪切器211的下游侧沿着与薄片S的输送方向平行的方向上将薄片S切断的构件。该切断将薄片S的宽度方向的两侧端部的不需要的部分去除,从而使薄片S的宽度整齐,被切断去除掉的部分被称为所谓的“边角料”。

通过这样的第一剪切器211和第二剪切器212的切断,从而获得了所期望的形状、大小的薄片S。而且,该薄片S进一步向下游侧被输送,从而被储存在备料部22中。

另外,作为成形部20,并不限定于以上述方式而成形为薄片S的结构,例如也可以为成形为块状、球状等成形体的结构。

这样的成形体制造装置100所具备的各部分与下文叙述的控制部28电连接。而且,这些各部分的工作通过控制部28而被控制。

虽然以上对本发明的优选的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于此。

例如,构成用于成形体的制造中的成形体制造装置的各部分能够替换为可发挥同样的功能的任意的结构。此外,也可以添加任意的结构物。

此外,虽然在前文所述的实施方式中,作为在使用了成形体制造装置的成形体的制造方法中使用包含纤维和预定的分子量的淀粉的纤维原料、并在混合部中对由纤维原料的解纤物所获得的细分体、和从添加剂供给部被供给的预定的分子量的淀粉进行混合的情况而进行了说明,但在使用包含纤维和预定的分子量的淀粉的纤维原料的情况下进行成形体的制造时,并非必须追加预定的分子量的淀粉来使用。在这种情况下,能够省略添加剂供给部。此外,伴随与此,能够省略细分部、混合部、分散部、第二料片形成部等,也可以以直接向成形部供给第一料片的方式而构成。

此外,本发明的成形体的制造方法只需具有前文所述的成形用原料准备工序、加湿工序和成形工序即可,并不限于使用前文所述的成形体制造装置的情况,也可以使用任意的装置。

实施例

接下来,对本发明的具体的实施例进行说明。

[4]淀粉的制备

(制备例1)

准备重均分子量为130万的淀粉(日本淀粉化学有限公司制、G-800),通过在使该淀粉悬浮在水中之后,使硫酸在淀粉不会糊化的条件下发挥作用以使它们良好地进行混合,且在搅拌了12小时之后以50℃而使之干燥24小时,并且在干燥至含水率成为10质量%以下之后加热至120~180℃,从而获得重均分子量为40万的淀粉。

(制备例2~6)

除了通过变更针对重均分子量为130万的淀粉(日本淀粉化学有限公司制、G-800)的处理条件(硫酸的浓度、搅拌时间)来进行调节以使最终获得的淀粉的重均分子量成为表1所示的值以外,均采用与所述制备例1同样的方式而获得了重均分子量被调节后的淀粉。

在表1中汇总地示出了各制备例中所获得的重均分子量被调节后的淀粉的条件。

表1表1

[5]复合体、成形体的制造

(实施例A1)

使用图2所示的成形体制造装置100,并采用以下的方式来制造出作为成形体的薄片S。

首先,作为纤维原料M1而准备多张由纤维素纤维构成的G80(三菱制纸公司制),并将它们收纳到薄片供给装置11的收纳部中,并且将在所述制备例1中制备出的淀粉收纳到添加剂供给部171的壳体部170中。

之后,如前文所述,实施了成形体制造装置100的运转。

其结果为,在混合部17中,纤维素纤维和淀粉按照预定的比例而被混合,从而获得了作为包含它们的复合体的混合物M7。

在混合部17中所获得的混合物M7经由分散部18而在第二料片形成部19中成为作为包含纤维素纤维和淀粉的复合体的第二料片M8。

另外,通过加湿部231、加湿部232、加湿部233、加湿部234、加湿部235和加湿部236而分别进行加湿,以使得第二料片M8所包含的水分的质量相对于由加湿部236被加湿了的状态下的该第二料片M8的质量的比例成为30质量%。

第二料片M8通过在成形部20中被加热及加压,从而成为长条状的成形体即薄片S。成形部20中的加热温度为80℃,且加热时间设为15秒,并且成形部20中的加压以70MPa而实施。

将以此方式所获得的长条状的成形体的薄片S由切断部21而切断,并使之成为A4尺寸的薄片S。

(实施例A2~A9)

除了使从添加剂供给部171所供给的淀粉的种类、混合部中的淀粉和纤维素纤维的混合比、加热及加压条件、加湿工序结束时的成形用原料即第二料片的含水率成为表2所示的值以外,均采用与所述实施例A1同样的方式而实施了复合体、成形体的制造。

(比较例A1)

除了未从添加剂供给部171供给淀粉以外,均采用与所述实施例A1同样的方式而实施了成形体的制造。以此方式所获得的本比较例的成形体为仅由纤维素纤维构成的成形体,并不包含淀粉。

(比较例A2、A3)

除了将从添加剂供给部171所供给的淀粉的种类由在所述制备例1中所制备出的淀粉分别变更为在所述制备例5中所制备出的种类、在所述制备例6中所制备出的种类以外,均采用与所述实施例A1同样的方式而实施了复合体、成形体的制造。

在表2中汇总地示出了所述各实施例及各比较例的成形体的构成、成形体的制造条件。另外,在所述各实施例及各比较例中所获得的成形体中所包含的纤维的平均长度均为0.1mm以上且10mm以下,平均粗细度均为0.05mm以上且2.0mm以下,平均长径比均为10以上且1000以下。此外,在表2中,还一并示出了作为所述各实施例及各比较例所涉及的复合体的第二料片在27℃/98%RH的环境下放置了两小时的情况下的含水率。该值通过如下方式而求取出,即,将在成形部20中进行加热及加压之前的第二料片M8的一部分取出,使之在被调节为27℃/10%RH的恒温恒湿槽内干燥1天后在27℃/98%RH的环境下放置了两小时之后,实施测量。

表2

[6]评价

对所述各实施例及各比较例的成形体进行了以下的评价。

[6-1]吸水特性

将所述各实施例及各比较例的成形体以不相互重叠的方式而放入27℃/98%RH的恒温槽中并放置两小时,求出该时间点下的成形体中的含水率,并根据以下的基准而进行了评价。含水率越高则可以说吸水特性越优异。

A:含水率为25质量%以上。

B:含水率为20质量%以上且小于25质量%。

C:含水率为15质量%以上且小于20质量%。

D:含水率小于15质量%。

[6-2]比拉伸强度

针对所述各实施例及各比较例的成形体,使用AUTOGRAP AGC-X 500N(岛津制作所制)而实施依据JISP8113标准的测量,从而求出比拉伸强度,并根据以下的基准而进行了评价。

A:比拉伸强度为25N·m/g以上。

B:比拉伸强度为20N·m/g以上且小于25N·m/g。

C:比拉伸强度为15N·m/g以上且小于20N·m/g。

D:比拉伸强度小于15N·m/g。

在表3中汇总地示出了它们的结果。

表3

表3

吸水特性 比拉伸强度
实施例A1 B A
实施例A2 A A
实施例A3 A A
实施例A4 A A
实施例A5 B B
实施例A6 A B
实施例A7 A A
实施例A8 A B
实施例A9 A B
比较例A1 D D
比较例A2 D D
比较例A3 A C

由表3可知,在所述各实施例中都获得了优异的结果。相对于此,在所述各比较例中,并未获得满意的结果。

[7]使用所述薄片S来作为成形体原料的成形体的制造

(实施例B1)

除了使用在所述实施例A1中所制造出的薄片S来作为纤维原料M1、且未从添加剂供给部171供给淀粉以外,均采用与所述实施例A1同样的方式而实施了作为成形体的薄片S的制造。

(实施例B2~B9)

除了作为纤维原料M1而分别使用在所述实施例A2~A9中所制造出的薄片S来代替在所述实施例A1中制造出的薄片S以外,均采用与所述实施例B1同样的方式而实施了作为成形体的薄片S的制造。

(比较例B1~B3)

除了作为纤维原料M1而分别使用在所述比较例A1、A3中所制造出的薄片S来代替在所述实施例A1中制造出的薄片S以外,均采用与所述实施例B1同样的方式而实施了作为成形体的薄片S的制造。

在所述实施例B1~B9、比较例B1~B3中所获得的成形体均不包含除纤维原料M1的构成材料以外的成分。此外,在所述实施例B1~B9、比较例B1~B3中所获得的成形体中所包含的纤维的平均长度均为0.1mm以上且10mm以下,且平均粗细度均为0.05mm以上且2.0mm以下,平均长径比均为10以上且1000以下,这些纤维的平均长度、平均粗细度、平均长径比和相对应的纤维原料M1中所包含的纤维的平均长度、平均粗细度、平均长径比的变化率均为30%以下。

[8]评价

对所述实施例B1~B9及比较例B1~B3进行了以下的评价。

[8-1]比拉伸强度

对于所述实施例B1~B9及比较例B1~B3的成形体,使用AUTOGRAP AGC-X500N(岛津制作所公司制)来实施依据JISP8113标准的测量,从而求出比拉伸强度,并根据以下的基准而进行了评价。

A:比拉伸强度为20N·m/g以上。

B:比拉伸强度为15N·m/g以上且小于20N·m/g。

C:比拉伸强度为10N·m/g以上且小于15N·m/g。

D:比拉伸强度小于10N·m/g。

在表4中汇总地示出了它们的结果。

表4表4

比拉伸强度
实施例B1 A
实施例B2 B
实施例B3 A
实施例B4 B
实施例B5 C
实施例B6 B
实施例B7 B
实施例B8 A
实施例B9 A
比较例B1 D
比较例B2 D
比较例B3 D

由表4明确可知,在所述实施例B1~B9中获得了优异的结果。相对于此,在所述比较例B1~B3中,并未获得满意的结果。

此外,如果除了对成形工序中的加热温度在60℃以上且180℃以下的范围内进行了各种各样的变更以外,均采用与所述内容同样的方式而实施成形体的制造,并进行了与所述内容同样的评价,则可以获得与所述内容同样的结果。此外,如果除了对成形工序中的加压在0.1MPa以上且100MPa以下的范围内进行了各种各样的变更以外,均采用与所述内容同样的方式而实施成形体的制造,并进行了与所述内容同样的评价,则可以获得与所述内容同样的结果。此外,如果除了对各加湿部中的加湿量进行调节,并对第二料片M8所包含的水分的质量相对于在加湿部236中被加湿了的状态下的该第二料片M8的质量的比例在15质量%以上且50质量%以下的范围内进行了各种各样的变更以外,均采用与所述同样的方式而实施成形体的制造,并进行了与所述内容同样的评价,则可以获得与所述内容同样的结果。

符号说明

C100…复合体;C1…纤维;C2…淀粉;100…成形体制造装置;10A…薄片处理装置;10B…纤维体堆积装置;11…薄片供给装置;12…粗碎部;13…解纤部;14…筛选部;15…第一料片形成部;16…细分部;17…混合部;18…分散部;19…第二料片形成部;20…成形部;21…切断部;22…备料部;27…回收部;28…控制部;121…粗碎刃;122…滑槽;141…滚筒部;142…壳体部;151…网带;152…架设辊;153…抽吸部;161…旋转叶片;162…壳体部;170…壳体部;171…添加剂供给部;172…管;173…鼓风机;174…螺旋加料器;181…滚筒;182…壳体;183…驱动源;191…网带;192…架设辊;193…抽吸部;201…加压部;202…加热部;203…压延辊;204…加热辊;211…第一剪切器;212…第二剪切器;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…鼓风机;262…鼓风机;263…鼓风机;281…CPU;282…存储部;M1…纤维原料;M2…粗碎片;M3…解纤物;M4-1…第一筛选物;M4-2…第二筛选物;M5…第一料片;M6…细分体;M7…混合物;M8…第二料片;S…薄片;P1…淀粉。

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