JP2022138863A - 成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維を含みかつ強度に優れた成形体を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】本発明の成形体の製造方法は、繊維および複合体を含む混合物を堆積させる堆積工程と、前記混合物を加湿する加湿工程と、加湿された前記混合物を加熱および加圧することで成形体を得る成形工程と、を含む成形体の製造方法で、前記複合体は、水分を付与されることにより前記繊維同士を結合する結合力を発揮する結合材料を含む結合材料粒子と、無機粒子と、を一体となって含む複合粒子を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、成形体の製造方法に関する。

繊維状の物質を堆積させ、堆積させた繊維の相互間に結合力を働かせてシート状あるいはフィルム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って紙を製造することが挙げられる。抄造法で製造される紙は、一般に、例えば、木材等に由来するセルロースの繊維が互いに絡み合い、バインダーによって互いに部分的に結着されている構造を有するものが多い。

しかし、抄造法は湿式であるため、大量の水を使用する必要があり、また、紙が形成された後、脱水・乾燥等の必要が生じ、そのために費やすエネルギーや時間が非常に大きい。また、使用した水は、排水として適切に処理する必要がある。したがって、昨今の省エネルギー、環境保護等の要請に応えることが難しくなってきている。また、抄造法に用いる装置は、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。

そこで、従来の抄造法のように多量の水を用いない方法として、古紙を解繊して綿状物としたものに霧状の水分を加え、粉状あるいは粒状の糊材を加え、成形・乾燥を行う緩衝材等の成形体を製造する成形体の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５－２４６４６５号公報

しかしながら、上記のように、粉状の糊材を単に繊維と混ぜたとしても、糊材を均一に含ませることが困難で、結果として得られる成形体の強度を十分に確保することが困難な場合がある。特に、成形体として紙を製造する場合、印刷機やプリンターに安定的に通紙できるものとすることができなかった。

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成形体の製造方法は、繊維と、複合体と、を含む混合物を堆積させる堆積工程と、
前記混合物を加湿する加湿工程と、
加湿された前記混合物を加熱および加圧することで成形体を得る成形工程と、を含む成形体の製造方法で、
前記複合体は、水分を付与されることにより前記繊維同士を結合する結合力を発揮する結合材料を含む結合材料粒子と、無機粒子と、を一体となって含む複合粒子を含む。

図１は、本発明の成形体の製造方法で用いる複合体の好適な実施形態を模式的に示す図である。 図２は、好適な実施形態の成形体の製造装置の構成を示す概略側面図である。 図３は、図２に示す成形体の製造装置が実行する工程を順に示す図である。

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］成形体の製造方法
まず、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、繊維および複合体を含む混合物を堆積させる堆積工程と、前記混合物を加湿する加湿工程と、加湿された前記混合物を加熱および加圧することで成形体を得る成形工程と、を含む。そして、複合体は、水分を付与されることにより前記繊維同士を結合する結合力を発揮する結合材料を含む結合材料粒子と、無機粒子と、を含む。

これにより、繊維を含みかつ強度に優れた成形体を製造することができる。また、少量の水を用いるだけで、所望の形状を有する成形体を好適に製造することができる。すなわち、乾式の成形方法に好適に適用することができる。したがって、成形体の生産性や生産コスト、省エネルギー、成形体の製造設備の小型化等の観点からも有利である。なお、本明細書において、乾式の成形方法とは、成形体を製造する過程において、成形用原料を、水を含む液体中に浸漬することのない方法のことを言い、少量の水を用いる方法、例えば、成形用原料等に水を含む液体を噴霧する方法等も、乾式の成形方法に含まれることとする。

上記のような優れた効果が得られるのは、以下のような理由によると考えらえる。
すなわち、結合材料粒子とともに無機粒子を含むことにより、結合材料粒子を単独で用いた場合に比べて、結合材料の保存時や、成形体の製造過程における結合材料の搬送時等に、結合材料粒子同士が不本意に凝集することを効果的に防止することができ、成形体の製造過程において、繊維と結合材料粒子を均一に混合することができる。また、加湿による水分付与により、結合力を発揮することができ、結合材料と繊維との密着性に優れた成形体を得ることができる。その結果、製造される成形体における結合材料の含有率の不本意なばらつきを抑制することができ、成形体の強度を優れたものとすることができると考えられる。

なお、上記のように、結合材料は、水分を付与されることにより繊維同士を結合する結合力を発揮するものであればよいが、ここでの「結合力を発揮する」とは、水分を付与しなかった場合に比べて明らかに結合力が増すことを意味し、例えば、水分を付与しなかった場合に比較的弱い結合力が得られる場合を排除するものではない。

［１－１］堆積工程
堆積工程では、繊維および複合体を含む混合物を堆積させる。

本工程での繊維と複合体との混合比率は、特に限定されないが、本工程で得られる混合物中における複合体の含有量は、１質量％以上５０質量％以下であるのが好ましく、２質量％以上４５質量％以下であるのがより好ましく、３質量％以上４０質量％以下であるのがさらに好ましい。

これにより、最終的に得られる成形体中における繊維の含有率を十分に高いものとしつつ、当該成形体の強度をより優れたものとすることができる。また、成形体の製造過程における複合体の搬送をより円滑に行うことができる。

本工程で、複合体と混合される繊維は、例えば、後述する加湿工程、すなわち、混合物に対する加湿処理を行う工程に先立ち、予め加湿処理が施されたものであってもよい。また、繊維は、複合体との混合から、この混合により得られる混合物の堆積の間に、加湿されるものであってもよい。

上記のような場合、本工程に供される繊維中における含水率は、０．１質量％以上１２質量％以下であるのが好ましく、０．２質量％以上１０質量％以下であるのがより好ましく、０．３質量％以上９．０質量％以下であるのがさらに好ましい。

これにより、例えば、本工程前において繊維が静電気の悪影響を受けること、例えば、繊維が成形体の製造装置の壁面等に静電気で付着すること等を効果的に防止するこができ、また、繊維と複合体とをより均一に混合することができる。

［１－１－１］繊維
繊維は、通常、本発明の成形体の製造方法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。

繊維としては、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、成形工程での加熱によっても、繊維状態を維持できるものであるのが好ましい。

特に、繊維は、水酸基、カルボニル基、アミノ基のうちの少なくとも１つの化学構造を含む物質で構成されていることが好ましい。

これにより、例えば、結合材料として澱粉を用いた場合に、繊維と結合材料との間で、水素結合を形成しやすくなり、繊維と結合材料との接合強度をより優れたものとすることができ、成形体全体としての強度、例えば、シート状の成形体の引張強度等をより優れたものとすることができる。

繊維は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン等の合成樹脂で構成された合成繊維であってもよいが、天然由来の繊維、すなわち、バイオマス由来繊維であるのが好ましく、セルロース繊維であるのがより好ましい。

これにより、環境問題や埋蔵資源の節約等により好適に対応することができる。
特に、繊維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。

すなわち、セルロースは、植物由来で豊富な天然素材であり、繊維としてセルロースを用いることにより、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、成形体の安定供給、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、成形体の強度のさらなる向上の観点からも有利である。

セルロース繊維は、通常、主としてセルロースで構成されたものであるが、セルロース以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、ヘミセルロース、リグニン等が挙げられる。
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。

また、繊維は、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。これにより、繊維の親水性を高めることができ、結合材料との親和性を高めることができる。より具体的には、これらの処理により、繊維の表面に水酸基等の官能基を導入することができ、結合材料との間で、より効率よく水素結合を形成することができるようになる。

繊維の平均長さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．３ｍｍ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。

繊維の平均太さは、特に限定されないが、０．００５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０１０ｍｍ以上０．０５ｍｍ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、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。

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、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。

［１－１－２］複合体
以下、繊維と混合される複合体について詳細に説明する。
図１は、本発明の成形体の製造方法で用いる複合体の好適な実施形態を模式的に示す図である。

前述したように、複合体Ｃ１０は、水分を付与されることにより繊維同士を結合する結合力を発揮する結合材料を含む結合材料粒子Ｃ２と、無機粒子Ｃ３と、を一体となって含む複合粒子Ｃ１を含んでいる。なお、本発明では、無機粒子Ｃ３のうち少なくとも一部が結合材料粒子Ｃ２の表面または内部に付着し複合粒子Ｃ１を形成している状態を「一体となって含む」としており、複合体１０の中に、複合粒子Ｃ１を形成しない結合材料粒子Ｃ２および無機粒子Ｃ３が含まれることを排するものではない。

特に、図示の構成では、複合体Ｃ１０に含まれる複合粒子Ｃ１は、無機粒子Ｃ３が結合材料粒子Ｃ２の表面に付着している。

これにより、無機粒子Ｃ３同士の間に斥力が働き、結合材料粒子Ｃ２同士の凝集がより生じにくくなる。なお、無機粒子Ｃ３の配置は、例えば、各種電子顕微鏡等で確認可能である。

［１－１－２－１］複合粒子
複合体Ｃ１０中に含まれる複合粒子Ｃ１は、単一の結合材料粒子Ｃ２の表面に、単一の無機粒子Ｃ３が付着したものであってもよいが、複合体Ｃ１０は、複合粒子Ｃ１として、単一の結合材料粒子Ｃ２の表面に、複数個の無機粒子Ｃ３が付着した粒子を含む。
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。

複合粒子Ｃ１の平均粒径は、１．０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、２．０μｍ以上７０μｍ以下であるのがより好ましく、３．０μｍ以上５０μｍ以下であるのがさらに好ましい。
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。

なお、本明細書において、平均粒径とは、特に断りのない限り、メディアン径（頻度の累計５０％のＤ５０値）のことを指す。平均粒径は、例えば、マイクロトラックＵＰＡ（日機装社製）を用いた測定により求めることができる。

［１－１－２－１－１］結合材料粒子
結合材料粒子Ｃ２は、水分を付与されることにより前記繊維同士を結合する結合力を発揮する結合材料を含むものである。

結合材料粒子Ｃ２を構成する結合材料としては、例えば、澱粉、デキストリン、グリコーゲン、アミロース、ヒアルロン酸、葛、こんにゃく、片栗粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、天然ガム糊（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）、繊維誘導糊（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）、海藻類（アルギン酸ソーダ、寒天）、動物性蛋白質（コラーゲン、ゼラチン、加水分解コラーゲン、セリシン）等の天然物由来成分や、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド等が挙げられ、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、天然物由来成分であるのが好ましく、澱粉であるのがより好ましい。

これにより、石油由来の材料の使用を抑制し、ＣＯ_２排出量を削減しつつ、前述したような本発明による優れた効果が得られる。また、このような材料は、生分解性にも優れている。

特に、澱粉は、水分を付与した後の加熱で、α化が進行することにより、好適に結合力を発揮する材料、すなわち、水分を付与されることにより繊維同士を結合する結合力を好適に発揮する結合材料である。また、澱粉は、繊維、特にセルロース繊維のような水酸基等の官能基を有する材料で構成された繊維との間で、水素結合のような非共有結合で結合力を発揮し、繊維との結合力に優れ、繊維に対して優れた被覆性を示すため、複合体Ｃ１０を用いて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。

特に、結合材料は、重量平均分子量が５０，０００以上４００，０００以下の澱粉であるのが好ましい。

これにより、結合材料の吸水効率をより優れたものとすることができ、水分付与量がより少ない場合であっても、十分な強度の成形体を製造することができる。より具体的には、少量の水を付与した場合でも、加熱によるα化が好適に進行し、複合体Ｃ１０を用いた成形体の生産性を優れたものとすることができるとともに、製造される成形体の強度等を優れたものとすることができる。また、上記のような所定の分子量の澱粉は、水分付与による不本意な変性を特に生じにくい。

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は、例えば、以下のようにして好適に得ることができる。例えば、天然の澱粉を水に懸濁させた後、澱粉が糊化しない条件下で、硫酸、塩酸、あるいは次亜塩素酸ナトリウムを作用させることにより、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を得ることができる。また、例えば、天然の澱粉を直接、あるいはごく少量の塩酸等の揮発酸を水で希釈し加えて、よく混和、熟成、低温で乾燥した後、１２０～１８０℃に加熱することにより、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を得ることができる。また、例えば、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、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を好適に得ることができる。

上記のように、結合材料としての澱粉の重量平均分子量は、５０，０００以上４００，０００以下であるのが好ましいが、７０，０００以上３００，０００以下であるのがより好ましく、８０，０００以上２００，０００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、澱粉の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定から求めることができる。後述する実施例で示す重量平均分子量も、ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定から求められた値である。

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、アミロース、アミロペクチンの少なくとも一方を含む。

結合材料粒子Ｃ２は、結合材料に加えて、結合材料以外の成分、すなわち、水分を付与されても繊維同士を結合する結合力を発揮しない成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、繊維材料、顔料、染料、トナー等の色材等が挙げられる。

ただし、結合材料粒子Ｃ２中に占める結合材料の含有率は、８０質量％以上であるのが好ましく、９０質量％以上であるのがより好ましく、９５質量％以上であるのがさらに好ましい。

結合材料粒子Ｃ２の平均粒径は、１．０μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましく、３．０μｍ以上４０μｍ以下であるのがより好ましく、５．０μｍ以上３０μｍ以下であるのがさらに好ましい。

これにより、繊維と複合体Ｃ１０とをより均一に混合することができるとともに、加湿工程での吸湿がより円滑に進行し、最終的に得られる成形体の強度、信頼性をより優れたものとすることができる。また、このように、結合材料粒子Ｃ２の粒径が比較的小さいものであると、結合材料粒子Ｃ２の質量に対する表面積の比率が大きくなり、結合材料による吸水効率がより優れたものとなる。その結果、水分付与量がより少ない場合であっても、十分な強度の成形体を製造することができる。また、複合体Ｃ１０の流動性、取り扱いのしやすさがさらに向上する。また、このように平均粒径が小さい結合材料粒子を、無機粒子と共存させなかった場合、結合材料粒子の凝集が特に発生しやすかったが、本発明では、結合材料粒子と無機粒子とが共存する複合体を用いることにより、このような問題を好適に防止することができる。すなわち、結合材料粒子Ｃ２の平均粒径が前記範囲内の値であると、本発明による効果がより顕著に発揮される。

複合体Ｃ１０中には、無機粒子Ｃ３が付着していない結合材料粒子Ｃ２、言い換えると、複合粒子Ｃ１を構成しない結合材料粒子Ｃ２が含まれていてもよいが、複合体Ｃ１０中に含まれる結合材料粒子Ｃ２全体に占める複合粒子Ｃ１を構成する結合材料粒子Ｃ２の割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、６０質量％以上であるのがより好ましく、７０質量％以上であるのがさらに好ましい。
これにより、前述した本発明による効果がより顕著に発揮される。

［１－１－２－１－２］無機粒子
複合粒子Ｃ１は、無機粒子Ｃ３を含んでいる。

無機粒子Ｃ３の平均粒径は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるのが好ましく、５ｎｍ以上１８ｎｍ以下であるのがより好ましい。

これにより、前述したような無機粒子Ｃ３を含むことによる効果がより顕著に発揮される。また、無機粒子Ｃ３が結合材料粒子Ｃ２の表面に付着した複合粒子Ｃ１の表面に過剰な凹凸が生じることを好適に防止することができ、複合体Ｃ１０の流動性をより優れたものとすることができる。また、結合材料粒子Ｃ２の表面により好適に無機粒子Ｃ３を付着させることができ、また、結合材料粒子Ｃ２の表面からの無機粒子Ｃ３の不本意な脱落や結合材料粒子Ｃ２内部への無機粒子Ｃ３の不本意な埋没等をより好適に防止することができ、複合粒子Ｃ１を含むことによる前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。

複合体Ｃ１０中には、結合材料粒子Ｃ２に付着していない無機粒子Ｃ３、言い換えると、複合粒子Ｃ１を構成しない無機粒子Ｃ３が含まれていてもよいが、複合体Ｃ１０中に含まれる無機粒子Ｃ３全体に占める複合粒子Ｃ１を構成する無機粒子Ｃ３の割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、６０質量％以上であるのがより好ましく、７０質量％以上であるのがさらに好ましい。
これにより、前述した本発明による効果がより顕著に発揮される。

無機粒子Ｃ３は、主として無機材料で構成されたものであればよい。また、無機粒子Ｃ３は、各部位で、実質的に均一な組成を有するものであってもよいし、組成の異なる部位を有していてもよい。

より具体的には、例えば、無機粒子Ｃ３は、母粒子が、少なくとも１種の表面処理剤により表面処理されたものであってもよい。言い換えると、無機粒子Ｃ３は、無機材料で構成された母粒子と、当該母粒子を被覆する表面処理剤による被覆層と、を有していてもよい。

これにより、例えば、結合材料粒子Ｃ２の不本意な凝集をさらに効果的に防止したり、成形工程における結合材料の繊維表面での濡れ広がりをより良好なものとし、最終的に得ら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。

以下、複合体Ｃ１０が、無機粒子Ｃ３として、無機材料で構成された母粒子と、当該母粒子を被覆する表面処理剤による被覆層と、を有するものを含む場合について、中心的に説明する。

［１－１－２－１－２－１］母粒子
無機粒子Ｃ３の母粒子、言い換えると、無機粒子Ｃ３のうち、表面処理剤により表面処理された母材は、無機材料で構成されたものある。

これにより、無機粒子Ｃ３の耐熱性をより優れたものとすることができ、前述したような効果がより確実に発揮される。

無機粒子Ｃ３の母粒子の構成材料としては、例えば、各種金属材料、各種金属化合物、各種ガラス材料、各種炭素材料等が挙げられる。

金属材料としては、例えば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ等の単体金属やこれらのうちの少なくとも１種を含む合金等が挙げられる。

金属化合物としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、マグネタイト、フェライト等が挙げられる。

ガラス材料としては、例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。

炭素材料としては、例えば、ダイヤモンド、炭素繊維、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、フラーレン等が挙げられる。

中でも、無機粒子Ｃ３の母粒子の構成材料としては、シリカが好ましい。言い換えると、無機粒子Ｃ３は、シリカを含む材料で構成されたものであるのが好ましい。

これにより、母粒子に対する表面処理剤による表面処理をより好適に行うことができ、母粒子と表面処理剤との密着性をより優れたものとすることができる。その結果、前述したような効果がより顕著に発揮される。また、シリカは、複合体Ｃ１０を用いて製造される成形体への色味への悪影響を与えにくい材料である。特に、成形体が紙である場合、このような効果はより顕著に発揮される。

無機粒子Ｃ３の母粒子は、主として前記無機材料で構成されたものであればよく、前記無機材料に加えて、有機材料を含んでいてもよい。

ただし、無機粒子Ｃ３の母粒子中に占める前記無機材料の含有率は、９０質量％以上であるのが好ましく、９２質量％以上であるのがより好ましく、９５質量％以上であるのがさらに好ましい。

［１－１－２－１－２－２］表面処理剤
上述したように、無機粒子Ｃ３は、無機材料で構成された母粒子と、当該母粒子を被覆する表面処理剤による被覆層と、を有しているのが好ましい。

好ましい表面処理剤としては、例えば、フッ素含有化合物、ケイ素含有化合物等が挙げられる。このような表面処理剤を用いることにより、結合材料粒子Ｃ２や複合粒子Ｃ１の凝集がより好適に防止される。また、上記のような表面処理剤による表面処理が施された無機粒子Ｃ３を含むことにより、複合体Ｃ１０の流動性、取り扱いのしやすさが向上する。これにより、成形体の生産性を特に優れたものとすることができる。また、無機粒子Ｃ３の表面自由エネルギーをより効率よく低下させることができる。その結果、成形工程において、複合体Ｃ１０は繊維の表面でより好適に濡れ広がりやすくなる。これにより、最終的に得られる成形体において、繊維と結合材料との密着性がより優れたものとなり、成形体の強度をより優れたものとすることができる。

前記フッ素含有化合物としては、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられる。

また、前記ケイ素含有化合物としては、例えば、トリメチルシリル末端を有するポリジメチルシロキサン、ヒドロキシ末端を有するポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル等の各種シリコーンオイル等が挙げられる。

中でも、前記表面処理剤は、トリメチルシリル末端を有するポリジメチルシロキサンであるのが好ましい。言い換えると、無機粒子は、表面にトリメチルシリル基を有するものであるのが好ましい。

これにより、複合粒子Ｃ１、結合材料粒子Ｃ２、無機粒子Ｃ３の凝集をより効果的に防止することができる。

表面処理剤を用いる場合、１種の表面処理剤を用いてもよいし、複数種の表面処理剤を用いてもよい。

複数種の表面処理剤を用いる場合、単一の母粒子について複数種の表面処理剤を用いてもよいし、複合体Ｃ１０が無機粒子Ｃ３として互いに異なる表面処理剤で処理された粒子を含んでいてもよい。

複合体Ｃ１０中に含まれる母粒子：１００質量部に対する表面処理剤の含有量は、０．５質量部以上７質量部以下であるのが好ましく、１質量部以上５質量部以下であるのがより好ましい。
これにより、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。

［１－１－２－２］その他の構成
複合体Ｃ１０は、前述した複合粒子Ｃ１を含むとともに、さらに、他の構成を含んでいてもよい。例えば、複合体Ｃ１０は、前述した複合粒子Ｃ１とともに、無機粒子Ｃ３が付着していない結合材料粒子Ｃ２を含んでいてもよいし、結合材料粒子Ｃ２に付着していない無機粒子Ｃ３を含んでいてもよい。

ただし、複合体Ｃ１０中における複合粒子Ｃ１の含有率は、５０質量％以上であるのが好ましく、７０質量％以上であるのがより好ましく、８０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。

［１－１－２－３］その他の条件
複合体Ｃ１０は、以下のような条件を満たすものであるのが好ましい。

例えば、複合体Ｃ１０中における結合材料粒子Ｃ２の含有率は、９０．０質量％以上９９．９質量％以下であるのが好ましく、９５．０質量％以上９９．７質量％以下であるのがより好ましく、９７．０質量％以上９９．４質量％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。

また、複合体Ｃ１０中における無機粒子Ｃ３の含有率は、０．１質量％以上１０．０質量％以下であるのが好ましく、０．３質量％以上５．０質量％以下であるのがより好ましく、０．６質量％以上３．０質量％以下であるのがさらに好ましい。

これにより、前述したような無機粒子Ｃ３を含むことによる効果がより顕著に発揮され、例えば、複合体Ｃ１０の流動性をより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をより優れたものとすることができる。

［１－２］加湿工程
加湿工程では、堆積した前記混合物、すなわち、繊維および複合体Ｃ１０を含む混合物を加湿する。

これにより、後述する成形工程で、繊維と結合材料との接合強度、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。

前記混合物を加湿する方法は、特に限定されないが、前記混合物に対して非接触で行うのが好ましく、例えば、前記混合物を高湿度雰囲気下に置く方法、前記混合物を高湿度空間を通過させる方法、前記混合物に水を含む液体のミストを吹きかける方法、前記混合物を水を含む液体のミストが浮遊する空間を通過させる方法等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上の方法を組み合わせて行うことができる。より具体的には、前記混合物の加湿は、例えば、気化式、超音波式等の各種加湿器等を用いて行うことができる。前記混合物の加湿は、例えば、成形体を製造する過程において、複数の段階で行ってもよい。なお、水を含む液体中には、例えば、防腐剤、防カビ剤、殺虫剤等が含まれていてもよい。

加湿工程において混合物に付与する水分量は、特に限定されないが、加湿工程に供される前記混合物：１００質量部に対して、１質量部以上５０質量部以下の水分を付与するのが好ましく、５質量部以上４０質量部以下の水分を付与するのがより好ましく、１０質量部以上３０質量部以下の水分を付与するのがさらに好ましい。

これにより、従来の抄造法と比べて、顕著に少ない水分で、十分な強度の成形体を製造することができ、本発明による効果をより顕著に発揮させることができる。

［１－３］成形工程
成形工程では、加湿工程で加湿された前記混合物を加熱および加圧する。これにより、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。

成形工程における加熱温度は、特に限定されないが、６０℃以上２５０℃以下であるのが好ましく、７０℃以上２００℃以下であるのがより好ましく、８０℃以上１７０℃以下であるのがさらに好ましい。

これにより、繊維や複合体Ｃ１０の構成成分の不本意な劣化、変性等を効果的に防止しつつ、繊維の表面で複合体Ｃ１０をより好適に濡れ広がらせることができる。その結果、製造される成形体の強度、信頼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。特に、結合材料粒子Ｃ２が結合材料として澱粉を含む材料で構成されたものである場合、吸水している澱粉のα化を好適に進行させることができるとともに、成形体の構成材料が不本意に劣化してしまうこと等を効果的に防止することができる。

成形工程において前記混合物に加えられる圧力は、特に限定されないが、０．１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であるのが好ましく、０．３ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下であるのがより好ましい。

これにより、繊維の表面で複合体Ｃ１０をより好適に濡れ広がらせることができる。その結果、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。

これにより、繊維や複合体Ｃ１０の構成成分の不本意な劣化、変性等を効果的に防止しつつ、繊維の表面で複合体Ｃ１０をより好適に濡れ広がらせることができる。その結果、製造される成形体の強度、信頼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。
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。

本発明の成形体の製造方法は、例えば、以下に述べる成形体の製造装置を用いて好適に実行することができる。

［２］成形体の製造装置
次に、本発明に係る成形体の製造装置について説明する。

図２は、好適な実施形態の成形体の製造装置の構成を示す概略側面図である。図３は、図２に示す成形体の製造装置が実行する工程を順に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図２中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言い、左側を「左」または「上流側」、右側を「右」または「下流側」と言うことがある。

以下の説明では、成形体の製造装置の一例として、成形体としてシートを製造するシート製造装置の例を挙げて説明する。

図２に示すように、成形体の製造装置であるシート製造装置１００は、原料供給部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、ほぐし部１８と、第２ウェブ形成部１９と、シート形成部２０と、切断部２１と、ストック部２２とを備えている。また、シート製造装置１００は、加湿部２３１と、加湿部２３２と、加湿部２３３と、加湿部２３４とを備えている。

シート製造装置１００が備える各部の作動は、図示しない制御部によって制御されている。

図３に示すように、本実施形態では、成形体であるシートの製造方法は、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、ほぐし工程と、第２ウェブ形成工程と、加湿工程と、シート形成工程と、切断工程とを有する。そして、シート製造装置１００がこれらの工程を順に実行することができる。

以下、シート製造装置１００が備える各部の構成について説明する。
原料供給部１１は、粗砕部１２にシート状材料Ｍ１を供給する原料供給工程を行う部分である。このシート状材料Ｍ１としては、セルロース繊維等の繊維を含むシート状材料である。

粗砕部１２は、原料供給部１１から供給されたシート状材料Ｍ１を空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、ホッパー１２２とを有している。

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、これらの間でシート状材料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のが好ましく、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であるのが好ましく、１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の小片であるのがより好ましい。

ホッパー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、ホッパー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。

また、ホッパー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、ホッパー１２２内の粗砕片Ｍ２を加湿するものである。この加湿部２３１は、水分を含む図示しないフィルターを有し、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、粗砕片Ｍ２が静電気によってホッパー１２２等に付着するのを抑制することができる。

ホッパー１２２は、流路である管２４１を介して、解繊部１３に接続されている。ホッパー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。

解繊部１３は、粗砕片Ｍ２を空気中等の気中で、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。

解繊部１３は、例えば本実施形態では、高速回転するローターと、ローター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、ローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。

また、解繊部１３は、ローターの回転により、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。

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。

選別部１４は、解繊物Ｍ３を、繊維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。第２選別物Ｍ４－２は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。

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。

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。

一方、第２選別物Ｍ４－２は、ドラム部１４１に接続されている流路である管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と接続されている。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。

また、ドラム部１４１からの第１選別物Ｍ４－１は、空気中に分散しつつ落下して、ドラム部１４１の下方に位置する分離部である第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、分離ベルトであるメッシュベルト１５１と、３つの張架ローラー１５２と、吸引部１５３とを有している。

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。

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。

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、原料供給部１１から粗砕部１２にシート状材料Ｍ１を供給した際に、シート状材料Ｍ１とともに混入することがある。この塵や埃は、メッシュベルト１５１の目開きよりも小さい。これにより、塵や埃は、メッシュベルト１５１を通過して、さらに下方に落下する。

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ことができる。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。

また、吸引部１５３は、流路である管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。

回収部２７には、流路である管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。

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、加湿部２３１と同様の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、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。

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、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。

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に第１ウェブＭ５が巻き込まれることにより、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。

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、加湿部２３１と同様の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、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。

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と前述した複合体Ｃ１０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、複合体供給部１７１と、流路である管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

管１７２は、細分部１６のハウジング部１６２と、ほぐし部１８のハウジング部１８２とを接続しており、細分体Ｍ６と複合体Ｃ１０との混合物Ｍ７が通過する流路である。

管１７２の途中には、複合体供給部１７１が接続されている。複合体供給部１７１は、スクリューフィーダー１７４を有している。このスクリューフィーダー１７４が回転駆動することにより、複合体Ｃ１０を管１７２に供給することができる。管１７２に供給された複合体Ｃ１０は、細分体Ｍ６と混合されて混合物Ｍ７となる。

なお、複合体供給部１７１からは、複合体Ｃ１０とともに、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集や複合体Ｃ１０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等が含まれていてもよい。

また、管１７２の途中には、複合体供給部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は、ほぐし部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と複合体Ｃ１０とを撹拌することができる。これにより、混合物Ｍ７は、細分体Ｍ６と複合体Ｃ１０とが均一に分散した状態で、ほぐし部１８に流入することができる。また、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。

ほぐし部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すほぐし工程を行う部分である。ほぐし部１８は、ドラム部１８１と、ドラム部１８１を収納するハウジング部１８２とを有する。

ドラム部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。このドラム部１８１には、混合物Ｍ７が流入してくる。そして、ドラム部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、ドラム部１８１を通過することができる。その際、混合物Ｍ７がほぐされることとなる。

また、ドラム部１８１でほぐされた混合物Ｍ７は、空気中に分散しつつ落下して、ドラム部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から第２ウェブＭ８を形成する第２ウェブ形成工程を行う部分である。本実施形態での第２ウェブ形成工程は、繊維と複合体Ｃ１０とを含む混合物を堆積させる堆積工程である。第２ウェブ形成部１９は、分離ベルトであるメッシュベルト１９１と、張架ローラー１９２と、吸引部１９３とを有している。

メッシュベルト１９１は、無端ベルトであり、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。

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を通過してしまうのが規制され、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。

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ことができる。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。

吸引部１９３には、流路である管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。

ハウジング部１８２は、加湿部２３４と接続されている。加湿部２３４は、加湿部２３１と同様の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、ハウジング部１８２内を加湿することができ、よって、混合物Ｍ７がハウジング部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。

ほぐし部１８の下流側には、加湿部２３６が配置されている。加湿部２３６は、前述した加湿工程を行う部位である。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、最終的に得られる成形体としてのシートＳにおける繊維と結合材料との結合力を好適なものとすることができる。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。

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

加圧部２０１は、一対のカレンダーローラー２０３を有し、これらの間で第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。そして、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。

加熱部２０２は、一対の加熱ローラー２０４を有し、これらの間で第２ウェブＭ８を加熱しつつ、加圧することができる。この加熱加圧により、第２ウェブＭ８内では、複合体Ｃ１０が溶融して、この溶融した複合体Ｃ１０を介して繊維同士が結着する。これにより、成形体としてのシート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。

シート形成部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。

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

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、所望の大きさの成形体としてのシート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。

［３］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、前述した本発明の成形体の製造方法を用いて製造されたものである。
これにより、繊維を含みかつ強度に優れた成形体を提供することができる。

本発明に係る成形体が含む繊維、結合材料、無機粒子は、それぞれ、上記［１－１－１］、上記［１－１－２－１－１］、上記［１－１－２－１－２］で説明したのと同様の条件を満たすものであるのが好ましい。

本発明に係る成形体の形状は、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、いかなるものであってもよいが、本発明に係る成形体は、シート状をなすものであるのが好ましい。なお、ここでいうシート状とは、厚さが３０μｍ以上３０ｍｍ以下、密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３以上１．５ｇ／ｃｍ^３以下となるように成形された成形体を指すとする。

これにより、例えば、成形体を記録媒体等として好適に用いることができる。また、前述したような装置を用いることにより、より効率よく製造することができる。

本発明に係る成形体がシート状の記録媒体である場合、その厚さは、３０μｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。

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。また、前述したような装置を用いることにより、より効率よく製造することができる。

本発明に係る成形体がシート状の記録媒体である場合、その密度は、０．６ｇ／ｃｍ^３以上０．９ｇ／ｃｍ^３以下であるのが好ましい。
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。

本発明に係る成形体は、その少なくとも一部が前述した本発明の成形体の製造方法を適用して製造されたものであればよく、さらに、他の部位を有していてもよい。また、本発明の成形体の製造方法で述べた工程の後に、後処理が施されたものであってもよい。

本発明に係る成形体の用途は、特に限定されず、例えば、記録媒体、液体吸収体、緩衝材、吸音材等が挙げられる。

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、前述した実施形態では、複合体が結合材料粒子の表面に無機粒子が付着した複合粒子を含むものである場合について中心的に説明したが、複合体は、結合材料粒子と無機粒子とを含むものであれば、前述したような複合粒子を含まないものであってもよい。

また、前述した実施形態では、複合体を構成する無機粒子が、無機材料で構成された母粒子に表面処理剤による表面処理を施したものである場合について中心的に説明したが、無機粒子は、表面処理剤による表面処理が施されていないものであってもよい。この場合、無機粒子は、上記［１－１－２－１－２－１］で説明したのと同様の条件を満たすものであるのが好ましい。

また、シート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。

また、本発明に係る成形体は、上述した装置を用いて製造されるものに限定されず、いかなる装置を用いて製造されたものであってもよい。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
［４］複合体の調製
（調製例１）
まず、粉砕機（カウンタジェットミル ＡＦＧ－ＣＲ、ホソカワミクロン社製）を用いて、結合材料としての重量平均分子量が１００，０００である澱粉（ＮＳＰ－ＥＡ、日澱化学社製）を平均粒径３．０μｍに粉砕した。

その後、この澱粉の粉砕品をヘンシェルミキサー（日本コークス社製ＦＭミキサー（ＦＭ ２０Ｃ／Ｉ））に充填し、澱粉：１００質量部に対して、無機粒子としての表面にジメチルシリル基を有するフュームドシリカ（トクヤマ社製 ＤＭ－１０）：１質量部を添加して、６０００ｒｐｍの回転数で１時間撹拌処理を行うことにより、複合体を調製した。

このようにして得られた複合体は、無機粒子であるフュームドシリカが、結合材料粒子である澱粉粒子の表面に付着した複合粒子を含むものであった。複合体中に含まれる無機粒子の平均粒径は１４ｎｍであり、複合体中に含まれる結合材料粒子の平均粒径は３．０μｍであった。

（調製例２～１５）
原料としての結合材料、無機粒子の種類を表１に示すものにするとともに、結合材料の粉砕条件を調整し、結合材料粒子と無機粒子との配合比率を調整することにより、表１に示すような構成となるようにした以外は、前記調製例１と同様にして複合体を調製した。

原料としての結合材料、無機粒子の種類を表１に示すものにするとともに、結合材料の粉砕条件を調整することにより、表１に示すような構成となるようにした以外は、前記調製例１と同様にして複合体を調製した。

前記各調製例で得られた複合体の構成を表１にまとめて示した。なお、表１中、重量平均分子量が１００，０００の澱粉（ＮＳＰ－ＥＡ、日澱化学社製）を「ＮＳＰ－ＥＡ」、重量平均分子量が２０，０００のデキストリン（ＭＦ－３０、日澱化学社製）を「ＭＦ－３０」、重量平均分子量が６００，０００のソフトスターチ（ＳＦ－９３０、三和澱粉工業社製）を「ＳＦ－９３０」、表面にジメチルシリル基を有する平均粒径が１４ｎｍの無機粒子であるフュームドシリカ（トクヤマ社製、ＤＭ－１０）を「ＤＭ－１０」、表面にトリメチルシリル基を有する平均粒径が７ｎｍの無機粒子であるフュームドシリカ（トクヤマ社製、ＨＭ－３０Ｓ）を「ＨＭ－３０Ｓ」、表面にトリメチルシリル基を有する平均粒径が７ｎｍの無機粒子であるフュームドシリカ（トクヤマ社製、ＺＤ－３０ＳＴ）を「ＺＤ－３０ＳＴ」、表面にトリメチルシリル基を有する平均粒径が７ｎｍの無機粒子であるフュームドアルミナ（日本アエロジル社製、ＡＥＲＯＸＩＤＥ Ａｌｕ－Ｃ）を「ＡｌｕＣ」、表面にトリメチルシリル基を有する平均粒径が７ｎｍの無機粒子であるフュームドチタニア（日本アエロジル社製、ＡＥＲＯＸＩＤＥ ＮＫＴ ９０）を「ＮＫＴ９０」と示した。また、表１中には、前記調製例１で説明したのと同様にして調製した平均粒径１０μｍの結合材料粒子のみからなる組成物を調製例１６として示した。なお、前記調製例１～１５では、いずれも、複合体中に含まれる結合材料粒子全体に占める複合粒子を構成する結合材料粒子の割合が９０質量％以上であり、複合体中に含まれる無機粒子全体に占める複合粒子を構成する無機粒子の割合が９０質量％以上であった。

［５］成形体としてのシートの製造
（実施例１）
本実施例では、前記調製例１で調製した複合体を用いて、以下のようにして成形体としてのシートを製造した。

まず、図２に示すようなシート製造装置を用意し、繊維源としての市販コピー用紙（富士ゼロックス社製、ＧＲ７０－Ｗ）をシート状材料として用意した。

次に、シート製造装置の原料供給部に上記のシート状材料を供給するとともに、複合体供給部に前記調製例１で調製した複合体を供給して、シート製造装置の運転を行い、粗砕工程、解繊工程、選別工程、第１ウェブ形成工程、分断工程と、混合工程、ほぐし工程、堆積工程である第２ウェブ形成工程、加湿工程、成形工程であるシート形成工程、切断工程の処理を施し、成形体としてのＡ４サイズのシートを製造した。得られたシートの坪量は、９０ｇ／ｍ^２であった。

このとき、最終的に得られる成形体としてのシートが、原料として、繊維：９０質量部に対して、複合体を１０質量部含むものとなるように調整した。また、加湿工程において、当該加湿工程に供される混合物：１００質量部に対して、２０質量部の水分を付与するように調整した。また、加熱部で加熱加圧を行う際の加熱温度を８０℃、加熱部で加熱加圧を行う際の圧力を７０ＭＰａ、加熱部で加熱加圧を行う際の加熱加圧時間を１５秒間とした。

（実施例２～１６）
複合体として表２に示すものを用いるとともに、繊維と複合体との混合物が堆積して形成された第２ウェブ：１００質量部に対する水分の付与量、すなわち、加湿工程において、加湿工程に供される混合物：１００質量部に対して付与する水分量を表２に示すように調整した以外は、前記実施例１と同様にして成形体としてのＡ４サイズのシートを製造した。

（比較例１）
繊維と複合体との混合物が堆積して形成された第２ウェブに対する加湿を省略した以外は、前記実施例２と同様にして成形体としてのＡ４サイズのシートを製造した。

（比較例２）
複合体の代わりに、前記調製例１６の組成物、すなわち、前記調製例１で説明したのと同様にして調製した平均粒径１０μｍの結合材料粒子のみからなる組成物を用いた以外は、前記実施例１と同様にして成形体としてのＡ４サイズのシートを製造した。
前記各実施例および各比較例の成形体の製造条件を表２にまとめて示した。

［６］評価
［６－１］成形体の強度
前記各実施例および各比較例で製造された成形体としてのシートから、１００ｍｍ×２０ｍｍの短冊を切り出し、当該短冊の長手方向について破断強度を測定した。破断強度の測定には、島津製作所社製のオートグラフＡＧＳ－１Ｎを使用し、２０ｍｍ／ｓｅｃの引張速度で破断強度を測定し、そこから比引張強度を算出し、以下の基準に従い評価した。比引張強度が大きいほど、強度に優れていると言える。

Ａ：比引張強度が２５Ｎｍ／ｇ以上である。
Ｂ：比引張強度が２０Ｎｍ／ｇ以上２５Ｎｍ／ｇ未満である。
Ｃ：比引張強度が１５Ｎｍ／ｇ以上２０Ｎｍ／ｇ未満である。
Ｄ：比引張強度が１０Ｎｍ／ｇ以上１５Ｎｍ／ｇ未満である。
Ｅ：比引張強度が１０Ｎｍ／ｇ未満である。

［６－２］流動性
前記各実施例および比較例１で成形体の製造に用いた複合体、比較例２で成形体の製造に用いた結合材料粒子からなる組成物について、粉体特性評価装置（パウダテスタＰＴ－Ｘ、ホソカワミクロン社製）を用いて、安息角、圧縮度を測定した。

これらの測定結果から、安息角［°］と圧縮度［％］の積である流動性値を求め、以下の基準に従い評価した。流動性値が小さいほど、流動性に優れていると言える。

Ａ：流動性値が１０未満である。
Ｂ：流動性値が１０以上１２未満である。
Ｃ：流動性値が１３以上１４未満である。
Ｄ：流動性値が１４以上１７未満である。
Ｅ：流動性値が１７以上である。
これらの結果を表３にまとめて示す。

表３から明らかなように、本発明では優れた結果が得られた。これに対し、比較例では、満足のいく結果が得られなかった。

また、堆積工程で得られる混合物中における複合体の含有量が１質量％以上５０質量％以下となるように堆積工程での繊維と複合体との混合比率を種々変更した以外は、前記各実施例と同様にして複合体を製造し、これらの複合体について、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。また、成形工程における加熱温度を６０℃以上２５０℃以下の範囲内で種々変更した以外は、前記各実施例と同様にして複合体を製造し、これらの複合体について、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。また、成形工程において前記混合物に加える圧力を０．１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下の範囲内で種々変更した以外は、前記各実施例と同様にして複合体を製造し、これらの複合体について、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。また、成形工程における加熱加圧時間を１秒間以上６０秒間以下の範囲内で種々変更した以外は、前記各実施例と同様にして複合体を製造し、これらの複合体について、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。

１００…シート製造装置、１１…原料供給部、１２…粗砕部、１２１…粗砕刃、１２２…ホッパー、１３…解繊部、１４…選別部、１４１…ドラム部、１４２…ハウジング部、１５…第１ウェブ形成部、１５１…メッシュベルト、１５２…張架ローラー、１５３…吸引部、１６…細分部、１６１…プロペラ、１６２…ハウジング部、１７…混合部、１７１…複合体供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８…ほぐし部、１８１…ドラム部、１８２…ハウジング部、１９…第２ウェブ形成部、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２０…シート形成部、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、２１…切断部、２１１…第１カッター、２１２…第２カッター、２２…ストック部、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、２７…回収部、Ｃ１０…複合体、Ｃ１…複合粒子、Ｃ２…結合材料粒子、Ｃ３…無機粒子、Ｍ１…シート状材料、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

Claims (10)

1. 繊維と、複合体と、を含む混合物を堆積させる堆積工程と、
   前記混合物を加湿する加湿工程と、
   加湿された前記混合物を加熱および加圧することで成形体を得る成形工程と、を含む成形体の製造方法で、
   前記複合体は、水分を付与されることにより前記繊維同士を結合する結合力を発揮する結合材料を含む結合材料粒子と、無機粒子と、を一体となって含む複合粒子を含む、成形体の製造方法。
2. 前記結合材料は、重量平均分子量が５０，０００以上４００，０００以下の澱粉である、請求項１に記載の成形体の製造方法。
3. 前記結合材料粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１または２に記載の成形体の製造方法。
4. 前記無機粒子は、シリカを含む材料で構成されたものである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
5. 前記無機粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
6. 前記複合体は、前記無機粒子が前記結合材料粒子の表面に付着した複合粒子を含んでいる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
7. 前記複合体中における前記無機粒子の含有率は、０．１質量％以上１０．０質量％以下である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
8. 前記無機粒子は、表面にトリメチルシリル基を有する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
9. 前記加湿工程において、前記加湿工程に供される前記混合物１００質量部に対して、１質量部以上５０質量部以下の水分を付与する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
10. 前記混合物中における前記複合体の含有量は、１質量％以上５０質量％以下である、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。

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