(57)【要約】【課題】紛体加工性が良好で、得られるシートの高温剛性が良好なシート製造用結合素材を得る。【解決手段】２級水酸基を有する多価アルコールと多塩基酸とを反応させることにより得られるポリエステルを含むシート製造用結合素材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２級水酸基を有する多価アルコールと多塩基酸とを反応させることにより得られるポリエステルを含むシート製造用結合素材。
【請求項２】
請求項１において、
前記ポリエステルの破砕性指数が、０．３０以上０．８０以下である、シート製造用結合素材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記多塩基酸が、芳香族構造を有する多価カルボン酸である、シート製造用結合素材。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記多塩基酸が、芳香族構造を有するジカルボン酸及び芳香族構造を有するトリカルボン酸から選択される、シート製造用結合素材。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項において、
前記ポリエステルのガラス転移温度が、６５．０℃以上である、シート製造用結合素材。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項において、
前記ポリエステルの軟化温度が、１３０．０℃以下である、シート製造用結合素材。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項において、
前記ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する複合粒子を含む、シート製造用結合素材。
【請求項８】
請求項７において、
前記ポリエステルと前記凝集抑制剤と着色材とを一体に有する複合粒子を含む、シート製造用結合素材。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項において、
体積基準の平均粒子径が２０．０μｍ以下である、シート製造用結合素材。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のシート製造用結合素材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のシート製造用結合素材を収容した収容容器。
【請求項１２】
繊維と、請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のシート製造用結合素材と、を含み、前記繊維がシート製造用結合素材により結合された、シート。
【請求項１３】
繊維と請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のシート製造用結合素材とを混合する混合部と、前記混合部で混合された混合物を堆積する堆積部と、前記堆積部で堆積された堆積物を加熱してシートを形成するシート形成部と、を備えたシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート製造用結合素材、収容容器、シート及びシート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（抄紙）によって紙を製造することが挙げられる。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。これらの観点から、抄造法に代るシートの製造方法として、乾式法と称する水を全く又はほとんど用いない方法が期待されている。
【０００３】
特許文献１には、乾式でシートを形成する方法が開示され、シートに用いる繊維を結着するための樹脂を含むシート製造用結合素材が開示されている。また、特許文献２には、乾式でシートを製造する装置に使用する樹脂粉体の樹脂の破砕性指数に関する記述がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９２０３２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／００６５３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
繊維と樹脂とを含むシートを製造する際に用いる樹脂は、繊維との混合に適する大きさに破砕して使用されるが、所定の粒子径まで破砕する破砕加工のし易さが樹脂の種類によって異なる場合があった。また、繊維と樹脂とを含むシートを製造する際に用いる樹脂は、例えばガラス転移温度よりも高温に加熱された場合に軟化することがある。そのため樹脂の種類によっては高温環境でシートの剛性が低下する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るシート製造用結合素材の一態様は、
２級水酸基を有する多価アルコールと多塩基酸とを反応させることにより得られるポリエステルを含む。
【０００７】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記ポリエステルの破砕性指数が、０．３０以上０．８０以下であることができる。
【０００８】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記多塩基酸が、芳香族構造を有する多価カルボン酸であることができる。
【０００９】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記多塩基酸が、芳香族構造を有するジカルボン酸及び芳香族構造を有するトリカルボン酸から選択されることができる。
【００１０】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記ポリエステルのガラス転移温度が、６５．０℃以上であることができる。
【００１１】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記ポリエステルの軟化温度が、１３０．０℃以下であることができる。
【００１２】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する複合粒子を含むことができる。
【００１３】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
前記ポリエステルと前記凝集抑制剤と着色材とを一体に有する複合粒子を含むことができる。
【００１４】
前記シート製造用結合素材の一態様において、
体積基準の平均粒子径が２０．０μｍ以下であることができる。
【００１５】
本発明に係るシート製造用結合素材の製造方法の一態様は、
前記シート製造用結合素材の一態様を製造する。
【００１６】
本発明に係る収容容器の一態様は、
前記シート製造用結合素材の一態様を収容している。
【００１７】
本発明に係るシートの一態様は、
繊維と、前記シート製造用結合素材の一態様と、を含み、前記繊維がシート製造用結合素材により結合されている。
【００１８】
本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維と前記シート製造用結合素材の一態様とを混合する混合部と、前記混合部で混合された混合物を堆積する堆積部と、前記堆積部で堆積された堆積物を加熱してシートを形成するシート形成部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】実施形態に係るポリエステルと着色材とを一体に有する粒子の一例の断面を示す模式図。
【図１Ｂ】実施形態に係るポリエステルと着色材とを一体に有する粒子の一例の断面を示す模式図。
【図１Ｃ】実施形態に係るポリエステルと着色材とを一体に有する粒子の一例の断面を示す模式図。
【図１Ｄ】実施形態に係るポリエステルと着色材とを一体に有する粒子の一例の断面を示す模式図。
【図２】実施形態に係る収容容器の一例を模式的に示す図。
【図３Ａ】シートの高温での剛性を説明するための模式図。
【図３Ｂ】シートの高温での剛性を説明するための模式図。
【図３Ｃ】シートの高温での剛性を説明するための模式図。
【図３Ｄ】シートの高温での剛性を説明するための模式図。
【図４】実施形態に係るシート製造装置の一例を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２１】
１．シート製造用結合素材
本実施形態に係るシート製造用結合素材は、２級水酸基を有する多価アルコールと多塩基酸とを反応させることにより得られるポリエステルを含む。ポリエステルは、粒子の形態で本実施形態のシート製造用結合素材に含まれる。すなわち本実施形態のシート製造用結合素材は、ポリエステルの粒子を含む粉体の性状を呈する。ここでポリエステルの粒子は、後述するように他の物質との複合粒子となっていてもよい。以下、まずポリエステルの化学的側面について説明し、その後に物理的側面あるいは工学的側面について説明し、さらに複合粒子等について説明する。
【００２２】
１．１．ポリエステルの化学構造等
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルは、２級水酸基を有する多価アルコールと多塩基酸とを反応させることにより得られる。
【００２３】
２級水酸基を有する多価アルコールとは、第２級炭素原子に結合した水酸基を有する多価アルコールであり、例えば、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，２−トリメチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−３−イソプロピル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール等の２価アルコールや、グリセリン、ヘキサントリオール等の３価アルコールが挙げられる。
【００２４】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルを構成する多価アルコール成分として、２級水酸基を有する多価アルコールは必須成分であるが、他の多価アルコールを任意成分として用いることもできる。このような他の多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘサン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオールや、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等のエーテルグリコールや、前記脂肪族ポリオールと、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の種々の環状エーテル結合含有化合物との開環重合によって得られる変性ポリエーテルポリオールや、前記脂肪族ポリオールと、ε−カプロラクトン等の種々のラクトンとの重縮合反応によって得られるラクトン系ポリエステルポリオールや、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノールや、前記ビスフェノールにエチレンオキサイド、プロプレンオキサイド等を付加して得られるビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。 
【００２５】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルを構成する多価アルコール成分としては、２級水酸基を有する多価アルコールを用いることが好ましい。２級水酸基を有する多価アルコール以外の、他の多価アルコールを任意成分として併用する場合、その割合は特に限定されるものではないものの、２級水酸基を有する多価アルコールが、多価アルコール成分の合計１００ｍｏｌ当たり、好ましくは５０ｍｏｌ以上１００ｍｏｌ以下、さらに好ましくは７０ｍｏｌ以上１００ｍｏｌ以下の範囲である。
【００２６】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルを構成する多塩基酸としては、例えば、アジピン酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族構造を有するジカルボン酸、その誘導体、又はそのエステル化物等の二塩基酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸等のエチレン性不飽和結合を有していてもよいジカルボン酸、その誘導体又はそのエステル化物等の二塩基酸が挙げられ、さらに芳香族構造を有する多塩基酸、例えば、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸等の芳香族構造を有するジカルボン酸、その誘導体又はそのエステル化物（以下、芳香族構造を有するジカルボン酸という）や、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸等の芳香族構造を有する三価以上の多価カルボン酸又はその誘導体又はそのエステル化物（以下、芳香族構造を有する三価以上のカルボン酸という）等が挙げられる。なお、多塩基酸は、酸基を複数有する多価の酸化合物であり、上記多価アルコールと反応することによりエステル結合を形成することができる。多塩基酸は、多価有機酸であることが好ましく、多価カルボン酸であることがより好ましい。
【００２７】
ポリエステルのガラス転移温度を高める観点から、多塩基酸として芳香族構造を有する多塩基酸を用いることが好ましく、さらに芳香族構造を有するジカルボン酸及び芳香族構造を有する三価以上のカルボン酸を用いることがより好ましい。多塩基酸成分における芳香族構造を有する多塩基酸の割合は、多塩基酸成分の合計１００ｍｏｌ当たり、好ましくは６０ｍｏｌ以上１００ｍｏｌ以下、より好ましくは８０ｍｏｌ以上１００ｍｏｌ以下、特に好ましくは１００ｍｏｌ、すなわち多塩基酸のすべてが芳香族構造を有する多塩基酸とすることが特に好ましい。これにより、ポリエステルのガラス転移温度を高めることができる。さらに多塩基酸成分における芳香族構造を有する多塩基酸として、芳香族構造を有するジカルボン酸及び芳香族構造を有する三価以上のカルボン酸を用いる場合、芳香族構造を有するジカルボン酸及び芳香族構造を有する三価以上のカルボン酸の合計１００ｍｏｌ当たりの芳香族構造を有する三価以上のカルボン酸の割合の下限は、０．１ｍｏｌ以上、より好ましくは１ｍｏｌ以上であることが好ましく、上限は１０ｍｏｌ以下、より好ましくは５ｍｏｌ以下であることが好ましい。
【００２８】
芳香族構造を有する多塩基酸の使用により高いガラス転移温度が得られる。またジカルボン酸及びトリカルボン酸を用いることによりポリエステルの枝分かれ構造を形成しシート製造用結合素材の機械的な外力に対する強度を高めることができる。これにより製造したシートの高温下でのシート剛性を高めることができる。
【００２９】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルは、既知の重縮合反応法により製造され得る。例えば、エステル化触媒（錫化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等）の存在下やエステル交換触媒（鉛化合物、錫化合物、亜鉛化合物、チタン化合物等）の存在下で、前記多価アルコールと、前記多塩基酸とを、エステル交換反応、常圧脱水反応、減圧及び真空脱水反応、溶液重縮合法、固相重縮合反応等の製造法にて製造することができる。また、ポリエステル化反応の追跡が必要な場合には、酸価、水酸基価、粘度及び軟化温度等から選ばれる１種以上を測定することにより行うことができる。
【００３０】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの製造に使用される装置としては、例えば、窒素導入口、温度計、攪拌装置、精留塔等を備えた反応容器等の回分式の製造装置が挙げられる。また、脱気口を備えた押し出し機や連続式の反応装置、混練機等も使用することができる。また、上記脱水縮合の際、必要に応じて反応系を減圧することにより、エステル化反応を促進することもできる。特に、ポリエステルを効率よく得ることができる観点より、原料である多価アルコールと多塩基酸とを溶解混合した後、適宜、エステル化触媒を加えてから昇温して反応させる方法、いわゆる一括仕込法であることが好ましい。
【００３１】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルを製造する際に、チタン化合物としてリン化合物が共有結合したチタン化合物及び／又はリン化合物が配位結合したチタン化合物の存在下で重縮合すると、得られるポリエステルの着色が抑制される場合が
あるのでより好ましい。
【００３２】
１．２．ポリエステルの物理的性質等
１．２．１．破砕性指数
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの破砕性指数は、０．１０以上０．９０以下、好ましくは０．２０以上０．８０以下、より好ましくは０．３０以上０．８０以下、さらに好ましくは０．３５以上０．７５以下である。本発明における樹脂の破砕性指数の値は、特定の条件における、粉砕されやすさ、粉砕されにくさの指標である。
【００３３】
樹脂の破砕性指数は、例えば、以下のように測定される。
（１）塊状の樹脂３ｋｇをハンマーにより砕いて約５ｍｍの塊とする。
（２）砕かれた樹脂をフェザーミル（ホソカワミクロン株式会社製、「ＦＭ−１Ｓ」）に投入し、標準ハンマー（１６本）と孔径φ１０ｍｍのスクリーンを装着し、回転数９００ｒｐｍの条件で粉砕処理を行って、８メッシュ（目開き２．３６ｍｍ）全パスの樹脂粒を得る。
（３）樹脂粒の１５０ｇを、ステンレス容器（ＣＡＣ３３型）とカッター（ＳＳ１１００型）を取付けたワーリングブレンダー（ワーリング社製、「７０１２Ｓ」）に投入し、１３０００ｒｐｍのカッター回転速度で６０秒間処理する。
（４）この樹脂処理物を１２メッシュ（目開き１．４ｍｍ）の篩にかけて、篩をパスしたものを７０ｇ計量してハイスピードミル（シニオン株式会社製、「ＨＳ−１０」）に投入し、標準粉砕刃を装着して回転数３００００ｒｐｍで、３０秒間粉砕処理して１８０秒停止するサイクルを３回連続で繰り返す処理を行う。
（５）処理後の樹脂のＭ（ｇ）を計量し３２メッシュの篩（φ２００ｍｍ）（ＪＩＳ標準）に投入し、電磁式ふるい振とう機ＡＳ２００（レッチェ社製、「ＡＳ２００」）に取り付けて振幅２ｍｍとして２０分間の篩分けを行う。
（６）３２メッシュ（目開き５００μｍ）の篩残（篩に残った分）の質量Ｒ（ｇ）を測定し、Ｄ＝（Ｍ−Ｒ）／Ｍを計算し、破砕性指数Ｄを算出する。
破砕性指数Ｄは、０≦Ｄ≦１の範囲となり、Ｄが大きいほど粉砕性が高いことを示す。Ｍについては適宜選択できるが、１０（ｇ）以上５０（ｇ）以下の範囲が良く、例えば、３０（ｇ）とする。
（７）上記の操作を繰り返し、３回行い、平均の破砕性指数Ｄを得る。
【００３４】
ここで、篩残Ｒの質量の測定は、篩側に残留している樹脂の質量Ｒを正確に量るため、篩分け前後の系全体の質量変化を計量することが好ましい。また、篩分け後の系の質量計量に先立ち、篩の下側に静電気で付着している樹脂を、静電気除去ブラシを用いて静かに払い落とすことで、より正確な測定が可能である。なお、篩をパスした樹脂の質量を計量して、破砕性指数を算出しても良い。この場合には、篩下側の面についた樹脂質量を正確に計量することが困難な場合があるため通常は篩残を用いて求める。
【００３５】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの破砕性指数Ｄの値が上記の範囲にあることで、ポリエステルが溶融して繊維と繊維とを結着したシートとなった際に、ポリエステルの破断（破壊）が生じにくく、機械的強度の高いシートとすることができる。また、本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの破砕性指数Ｄの値が上記の範囲にあることで、ポリエステルを粉体化する加工がより容易となる。また、破砕性指数Ｄが上記範囲であれば、形成されるシートの引張強度と、ポリエステルの粉体加工性を両立することができる。
【００３６】
１．２．２．ガラス転移温度
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルは、耐熱性に優れるシート
を得る観点で、ガラス転移温度（Ｔｇ）の下限値は、好ましくは６５．０℃以上、より好ましくは７０．０℃以上であり、上限値は、好ましくは８５．０℃以下である。ガラス転移温度が６５℃以上であれば、高温時のシート製造用結合素材の軟化が抑制され、高い高温での剛性を持つシートが得られる。またシート製造用結合素材を収容容器に充填した状態での保存安定性を高めることができる。
【００３７】
ポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）は以下に示す条件で測定した値とする。
示差走査熱量計（セイコーインスツル株式会社製、「ＤＳＣ−２２０Ｃ」）を用いて、アルミパンに試料１０ｍｇを計量し測定する。昇温速度１０℃／分で２０℃から１５０℃まで昇温し１５０℃で１０分間保持する１回目の昇温過程、降温速度１０℃／分で１５０℃から０℃まで降温し０℃で１０分間保持する降温過程、及び昇温速度１０℃／分で０℃から１５０℃まで昇温する２回目の昇温過程において、２回目の昇温過程の低温側のベースラインの延長線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になる点で引いた接線との交点をガラス転移温度とする。
【００３８】
１．２．３．軟化温度
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルは、シートを成形する際の熱プレス温度をより低温にすることができる観点から、軟化温度（Ｔｍ）の上限値は、好ましくは１３０．０℃以下、より好ましくは１２５．０℃以下、さらに好ましくは１２０．０℃以下、特に好ましくは１１９．０℃以下、さらにより好ましくは１１５．０℃以下、最も好ましくは１１４．０℃以下であり、下限値は、保存安定性に優れる観点から、好ましくは９０．０℃以上、より好ましくは１００．０℃以上、さらに好ましくは１０７．０℃以上である。ポリエステルの軟化温度が１３０．０℃以下であれば、シート製造用結合素材を用いてシートを製造するための加熱処理として、加熱ローラーを用いた連続的な高速処理に対応しやすく、シートの生産性を高めることができる。
【００３９】
ポリエステルの軟化温度（Ｔｍ）は以下の条件により測定した値とする。
高化式フローテスター（島津製作所株式会社製、「ＣＦＴ−５００Ｄ」）を用いて、１．１ｇの試料を昇温速度５℃／分で加熱しながら、２０ｋｇの荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルから押し出す。温度に対してストロークをプロットし、試料の半量が流出したときの温度を軟化温度とする。
【００４０】
１．２．４．ガラス転移温度と軟化温度の比
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルは、従来用いられているポリエステルよりも、相対的に、軟化温度が低く、かつ、ガラス転移温度が高い傾向がある。そのためこれを用いて得られるシートが、実用上十分な耐熱性を有し、かつ、低温で成形しやすい傾向となる。この観点からすると、ガラス転移温度（Ｔｇ）に対する軟化温度（Ｔｍ）の比、すなわちＴｍ／Ｔｇ（℃／℃）の上限値は、好ましくは１．７５以下、より好ましくは１．７０以下、さらに好ましくは１．６９以下、下限値は、好ましくは１．４０以上、より好ましくは１．４５以上、さらに好ましくは１．５０以上である。
【００４１】
１．２．５．分子量
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの分子量は、特に限定されないが、ガラス転移温度を高め、かつ、軟化温度を低くするという観点で、重量平均分子量（Ｍｗ）の下限は、好ましくは５，０００以上、より好ましくは８，０００以上、上限は、好ましくは３０，０００以下、より好ましくは１５，０００以下である。また、同様の観点から、数平均分子量（Ｍｎ）の下限は、好ましくは１，０００以上、より好ましくは２，０００以上、上限は、好ましくは１０，０００以下、より好ましくは５，０００以下である。
【００４２】
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの分子量の多分散度は、特に限定されないが、ガラス転移温度を高め、かつ、軟化温度を低下させるという観点で、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定した重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）として下限値は、好ましくは２以上、より好ましくは２．５以上、さらに好ましくは３以上、上限値は、好ましくは３０以下、より好ましくは１０以下である。
【００４３】
なお、数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、分子量の多分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は下記条件のゲルパーミュレーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定できる。
【００４４】
測定装置  ；東ソー株式会社製  ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ
カラム    ；東ソー株式会社製  ＴＳＫｇｅｌ  ５０００ＨＸＬ、
ＴＳＫｇｅｌ  ４０００ＨＸＬ、ＴＳＫｇｅｌ  ３０００ＨＸＬ、
ＴＳＫｇｅｌ  ２０００ＨＸＬ
検出器    ；ＲＩ（示差屈折計）
データ処理；東ソー株式会社製  マルチステーションＧＰＣ−８０２０ｍｏｄｅｌＩＩ
測定条件  ；カラム温度  ４０℃
溶媒        テトラヒドロフラン
流速        １．０ｍｌ／分
標準      ；単分散ポリスチレン
試料      ；樹脂固形分換算で０．５質量％のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの（１００μｌ）
【００４５】
１．２．６．酸価
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルの酸価は、特に限定されないが、ポリエステルのガラス転移温度を高め、かつ、軟化温度を低くするという観点で、下限値が、好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは１３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、上限値が、好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは２５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００４６】
なお、酸価は、ＪＩＳ  Ｋ００７０−１９９２（中和滴定法）に準拠し、溶剤にテトラヒドロフランを用いて測定することができる。
【００４７】
１．３．ポリエステルの粉体の物理的性質等
本実施形態のシート製造用結合素材に含まれるポリエステルは、粉体の性状であり、シート製造用結合素材の性状も粉体である。シート製造用結合素材は、ポリエステルの粉体そのものであってもよい。以下、本実施形態のポリエステルの粉体を、単にポリエステル粉体ということがある。
【００４８】
ポリエステル粉体は、上述のポリエステルを破砕（粉砕）して製造される。ポリエステル粉体は、各種の樹脂をポリエステルと混錬（ブレンド）したものを粉砕して製造してもよいし、さらに造粒して粉砕して用いてもよい。また、粉砕後、分級して用いてもよい。
【００４９】
ポリエステルを粉砕する手法としては特に限定されず、塊状又はペレット状のポリエステルを、例えば、ＦＭミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ターボミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル、ピンミルなどを用いて行うことができる。また、粉砕処理は、冷却しながら行われてもよい。さらに、ポリエステル粉体の製造においては、他の物質との混合を兼ねてもよく、添加物を製造する工程と兼ねてもよい。また、ポリエステルを製造する際に、エマルション重合や乳化重合が利用できる場合には、粉
砕の工程が不要になる場合がある。
【００５０】
ポリエステル粉体の粒子の体積基準の平均粒子径（以下、単に「平均粒子径」ともいう。）は、５０．０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０．０μｍ以下、さらに好ましくは２５．０μｍ以下、特に好ましくは２０．０μｍ以下である。平均粒子径が小さいと、ポリエステル粉体に働く重力が小さくなるため自重による繊維間からの脱離を抑制することができ、また、空気抵抗が小さくなるため、サクション機構等によって生じる風による繊維間からの脱離や、機械的振動による脱離を抑制することができる。また、ポリエステル粉体が上記の粒径範囲であれば、十分に繊維から脱離しにくく、繊維と繊維とを結着することができる。
【００５１】
また、ポリエステル粉体の粒子の平均粒子径の下限は、特に限定されず、例えば、５．０μｍ、好ましくは１０．０μｍであり、粉砕等の手法で粉体化できる範囲で任意である。
【００５２】
またポリエステル粉体の粒子の平均粒子径は、分布を有してもよい。しかし、５．０μｍ以下の粒子の割合が多いと、繊維から脱離して無駄が多くなるので、５．０μｍ以下の粒子の割合は３０％以下、好ましくは２０％以下である。また、ポリエステル粉体の粒子径分布が広い場合には、粗大粒子や微細粒子を分級して除去して使用してもよい。また、ポリエステル粉体の微粉は凝集しやすい場合があるため、そのような凝集粉を含む場合には、後述の凝集抑制剤（酸化シリコン微粒子等）を併用したり、凝集粉を分級によって除去したりすることが好ましい。
【００５３】
なお、後述する凝集抑制剤や着色材がポリエステル粉体の粒子に一体となった粒子の平均粒子径も同様である。また、シート製造用結合素材の粒子の体積基準の平均粒子径が２０．０μｍ以下であると、繊維と混合した場合に、粉体の重量が軽いため重力からの影響を受けにくくなり、繊維からの脱離を抑制できることがある。また繊維幅より小さい粒子径とすることにより、繊維間に結合素材が分散されやすく、繊維との混合がより容易となる。それにより引張強度、剛性が良好で、シート内で引張強度や剛性にムラのないシートを実現しやすくなる。
【００５４】
ポリエステル粉体の粒子の体積平均粒子径は、例えば、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により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、「マイクロトラックＵＰＡ」日機装株式会社製）が挙げられる。また、個数基準の粒径累積頻度は、例えば、粒子を水に懸濁させ、湿式フロー式粒子径・形状分析装置（シスメックス社製、商品名「ＦＰＩＡ−２０００」）により行うことができる。
【００５５】
１．４．その他の成分
本実施形態のシート製造用結合素材は、上記ポリエステルの他に以下のような成分を含むことができる。
【００５６】
１．４．１．凝集抑制剤
本実施形態のシート製造用結合素材は、凝集抑制剤を含んでもよい。凝集抑制剤は、シート製造用結合素材に配合された場合、配合されない場合に比較して、シート製造用結合素材に含まれるポリエステルの粒子、ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する粒子、ポリエステルと着色材とを一体に有する粒子、及び、ポリエステルと着色材と凝集抑制剤とを一体に有する粒子の１種以上（以下「粒子等」ということがある。）を、互いに凝集させにくくする機能を有する。凝集抑制剤としては、各種使用し得るが、本実施形態のシート製造用結合素材は、水を使用しない又はほとんど使用しない環境で用いられるので、
粒子の表面に配置される種のものを使用することが好ましい。
【００５７】
このような凝集抑制剤としては、無機物からなる微粒子が挙げられ、これをシート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面に配置することで、非常に優れた凝集抑制効果を得ることができる。
【００５８】
なお、凝集とは、同種又は異種の物体が、静電気力やファンデルワールス力によって物理的に接して存在する状態を指す。また、複数の物体の集合体（例えば粉体）において、凝集していない状態という場合には、必ずしも当該集合体を構成する物体のすべてが離散して配置されることを指すものではない。すなわち、凝集していない状態には、集合体を構成する物体の一部が凝集している状態も含まれ、そのような凝集した物体の量が、集合体全体の１０．０質量％以下、好ましくは５．０質量％以下程度となっていても、この状態を、複数の物体の集合体において「凝集していない状態」に含めるものとする。さらに、粉体を容器詰め等した場合には、粉体の粒子同士は接触して存在する状態となるが、柔和な撹拌、気流による分散、自由落下など、粒子を破壊しない程度の外力を加えることにより、粒子を離散した状態にすることができる場合は、凝集していない状態に含めるものとする。
【００５９】
凝集抑制剤の材質の具体例としては、シリカ、酸化チタン、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、炭酸カルシウムを挙げることができる。なお、凝集抑制剤の材質の一部は、後述する着色材の材質と同じであるが、凝集抑制剤の粒子径が着色材の粒子径より小さい点で相違する。そのため、凝集抑制剤は、製造されるシートの色調に対して大きく影響しないため、本明細書では後述の着色材とは区別可能である。ただし、シートの色調を調節する際には、凝集抑制剤の粒子径が小さくても、若干の光の散乱等の効果が生じる場合があるため、そのような効果を考慮することがより好ましい。
【００６０】
凝集抑制剤の粒子の数平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは、０．００１μｍ以上１μｍ以下であり、より好ましくは、０．００８μｍ以上０．６μｍ以下である。凝集抑制剤の粒子は、いわゆるナノパーティクルの範疇に近く、粒子径が小さいことから、一次粒子となっていることが一般的であるが、一次粒子の複数が結合して高次の粒子となっていてもよい。凝集抑制剤の一次粒子の粒子径が上記範囲内であれば、シート製造用結合素材に含まれるポリエステル粒子の表面に良好にコーティングを行うことができ、十分な凝集抑制効果を付与することができる。
【００６１】
凝集抑制剤をシート製造用結合素材に添加する場合の添加量は、シート製造用結合素材１００質量部に対して、０．１質量部以上５質量部以下とすれば、上記効果を得ることができる。また、該効果を高め及び／又は製造されるシートから凝集抑制剤が脱落することを抑制する、などの観点から、シート製造用結合素材１００質量部に対して、好ましくは０．２質量部以上４質量部以下、より好ましくは０．５質量部以上３質量部以下の範囲で添加することが好ましい。
【００６２】
凝集抑制剤をシート製造用結合素材に含まれる粒子の表面に配置（コーティング）する方法としては、特に限定されず、上述した溶融混練等によってポリエステルとともに凝集抑制剤を配合してもよい。しかし、このようにすると、凝集抑制剤の多くがポリエステルの粒子の内部に配置されるため、凝集抑制剤の添加量に対する凝集抑制効果が小さくなることがある。
【００６３】
凝集抑制剤はその凝集抑制メカニズムからして、シート製造用結合素材に含まれる粒子等のできるだけ表面に配置されることがより好ましい。シート製造用結合素材に含まれる
粒子等の表面に凝集抑制剤を配置する態様としては、コーティング、被覆等が挙げられるが、必ずしもシート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面全体を覆っていなくてもよい。また、被覆率は、１００％を越えてもよいが、およそ３００％以上となると、シート製造用結合素材と繊維とを結着する作用が損なわれる場合があるため、状況に応じて適宜な被覆率を選択する。
【００６４】
凝集抑制剤をシート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面へ配置する方法としては、種々の方法が考えられるが、両者を単に混ぜ合せ静電気力やファンデルワールス力によって表面に付着させるだけでも効果を奏することができるが、脱落する懸念は残る。そのため、例えばポリエステルの粒子と凝集抑制剤を高速回転するミキサーに投入し均一混合する方法が好ましい。このような装置としては公知のものが使用でき、ＦＭミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどを用いて行うことができる。
【００６５】
このような方法によりシート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面に凝集抑制剤の粒子を配置することができる。このような方法によって配置された凝集抑制剤の粒子は、少なくとも一部がシート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面に食込むような状態又はめり込んだ状態で配置される場合があり、シート製造用結合素材から凝集抑制剤が脱落しにくくすることができ、安定して凝集抑制効果を奏することができる。またこのような方法を用いると、水分をほとんど又は全く含まない系において、容易に上記配置を実現することができる。また、シート製造用結合素材に含まれる粒子に食い込まない粒子が存在しても、このような効果を十分に得ることができる。
【００６６】
凝集抑制剤が粒子等の表面に強く吸着した状態や食い込んだ状態で配置された状態の粒子を、ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する粒子という。凝集抑制剤の粒子がシート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面に食込むような状態又はめり込んだ状態は、各種の電子顕微鏡により確認することができる。
【００６７】
シート製造用結合素材に含まれる粒子等の表面における凝集抑制剤が被覆する割合（面積比：本明細書ではこれを被覆率と称する場合がある。）は、２０．０％以上１００．０％以下とすれば、十分な凝集抑制効果を得ることができる。被覆率は、ＦＭミキサー等の装置への仕込みによって調節することができる。さらに凝集抑制剤、粒子等の比表面積が既知であれば、仕込み時の各成分の質量（重量）によって調節することもできる。また、被覆率は、各種の電子顕微鏡により測定することもできる。なお、凝集抑制剤が、シート製造用結合素材から脱落しにくい態様で配置された場合には、凝集抑制剤は、ポリエステルに一体に有されているということもできる。
【００６８】
シート製造用結合素材に凝集抑制剤が配合されると、シート製造用結合素材の凝集を非常に生じにくくすることができるため、例えばシート製造装置の混合部においてシート製造用結合素材と繊維とをさらに容易に混ぜ合せることができる。すなわち、シート製造用結合素材に凝集抑制剤が配合されると、シート製造用結合素材が速やかに空間に拡散し、非常に均一な混合材を形成することができる。また、シート製造用結合素材に凝集抑制剤が配合されると、シート製造用結合素材を容器等に入れて保存した場合に、凝集に関して保存安定性が高まる場合がある。
【００６９】
また、ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する粒子を含むことにより、シート製造用結合素材の流動性を高め、結合素材の凝集を抑制でき、収容容器に充填した場合の保存安定性が高まる。また凝集抑制剤として使用するシリカの熱伝導率は樹脂より大きいため、軟化温度を低下させる作用が期待でき、シート製造時の加熱負荷（温度、時間）を低減できる。
【００７０】
凝集抑制剤によって、シート製造用結合素材と繊維とを空気流や、ミキサーによる撹拌により非常に良好に混ぜ合せることができる理由の一つとしては、凝集抑制剤を粒子等の表面に配置した場合、粒子等が静電気を帯びやすくなる傾向があることが挙げられ、その静電気によりシート製造用結合素材の凝集が抑制されている。この傾向から、シート製造用結合素材に凝集抑制剤が配合された場合には、シート製造用結合素材が、一度繊維に付着すると、容易には脱離しなくなっていると考えられ、繊維とシート製造用結合素材との混合以外の特段の手段を用いずとも、速やかに混合されるものと考えられる。また、混合された後は繊維へのシート製造用結合素材の付着は安定しており、シート製造用結合素材の脱離現象は生じにくい。
【００７１】
１．４．２．着色材
本実施形態のシート製造用結合素材は、着色材を含んでもよい。着色材は、シート製造用結合素材に配合された場合、形成されるシートの色調を調節する機能を有し、例えば、乾式によるシート製造方法で、色合いの異なるシートを容易に製造できる。また、ポリエステルと着色材とが一体に有した状態であることが好ましい。
【００７２】
粒子がポリエステル及び着色材を一体に有する状態とは、シート製造用結合素材からポリエステル粒子又は着色材が、シート製造装置内及び製造されるシートの一方又は両方において、脱落し難い状態のことをいう。すなわち、シート製造用結合素材がポリエステル及び着色材を一体に有する状態とは、ポリエステルによって着色材が互いに接着されている状態、ポリエステル粒子に着色材が構造的に固定されている状態、ポリエステル粒子と着色材とが静電気力、ファンデルワールス力等により凝集している状態、及びポリエステルと着色材とが化学結合されている状態にあることを指す。また、シート製造用結合素材がポリエステル及び着色材を一体に有する状態とは、着色材がポリエステル粒子に内包されている状態でも着色材がポリエステル粒子に付着している状態でもよく、その２つの状態が同時に存在する状態を含む。
【００７３】
図１Ａ〜図１Ｄは、ポリエステル及び着色材を一体に有した粒子の断面について、幾つかの態様を模式的に示している。ポリエステル及び着色材を一体に有した粒子の具体的な態様の一例としては、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、ポリエステルＰＥｓの内部に単数又は複数の着色材ＣＭの粒子を分散して内包した構造を有する粒子ＰＴや、図１Ｄに示すようにポリエステルＰＥｓの表面に単数又は複数の着色材ＣＭの粒子が付着した粒子ＰＴが挙げられる。シート製造用結合素材として、このような粒子ＰＴの集合（粉体）を使用することができる。
【００７４】
図１Ａは、粒子ＰＴを構成するポリエステルＰＥｓの中に、複数の着色材ＣＭの粒子が分散された構造を有する粒子ＰＴの一例を示している。このような粒子ＰＴは、ポリエステルＰＥｓをマトリックスとして、着色材ＣＭの粒子がドメインとして分散した、いわゆる海島構造となっている。この例では、着色材ＣＭの粒子がポリエステルＰＥｓに囲まれた状態であるため、樹脂部分（マトリックス）を通り抜けて着色材ＣＭがポリエステルＰＥｓの外へ離脱しにくい。そのため、シート製造装置内で各種の処理を受ける際やシートに成形された際に、着色材ＣＭがポリエステルＰＥｓ部分から脱落しにくい状態となっている。この場合の粒子ＰＴ内における着色材ＣＭの分散状態は、着色材ＣＭが互いに接触していてもよいし着色材ＣＭ間にポリエステルＰＥｓが存在してもよい。また、図１Ａでは着色材ＣＭが全体的に分散しているが、部分的に偏っていてもよい。例えば、同図において、右側や左側だけに着色材ＣＭがあってもよい。部分的に偏っているものとして、図１ＢのようにポリエステルＰＥｓの中央部分に着色材ＣＭが配置されていてもよいし、図１ＣのようにポリエステルＰＥｓの表面に近い部分に着色材ＣＭが配置されてもよい。なお、ポリエステルＰＥｓは、中央付近の母粒子ＣＰとその周囲の殻ＳＰを有していてもよい。ここで、母粒子ＣＰと殻ＳＰは、互いに異なるポリエステルでもよいし、一方がポリ
エステルであって他方が異なる種の樹脂であってもよい。
【００７５】
図１Ｄに示す例は、ポリエステルＰＥｓからなる粒子の表面付近に着色材ＣＭの粒子が埋込まれるような態様の粒子ＰＴである。この例では、着色材ＣＭが粒子ＰＴ表面に露出しているが、ポリエステルＰＥｓとの接着（化学的、物理的結合）又はポリエステルＰＥｓによる機械的な固定によって、粒子ＰＴから脱落しにくい状態となっており、このような粒子ＰＴも、ポリエステルＰＥｓ及び着色材ＣＭを一体に有した粒子ＰＴとしてシート製造用結合素材に含まれてもよい。なおこの例では、着色材ＣＭがポリエステルＰＥｓの表面だけでなく内部に存在してもよい。
【００７６】
ポリエステル及び着色材を一体に有した粒子の幾つかの態様を例示したが、シート製造装置内で各種の処理を受ける際やシートに成形された際に着色材が粒子から脱落しにくい態様であれば、これらの態様に限定されず、着色材が粒子の表面に静電気力や、ファンデルワールス力によって付着している状態であっても、着色材が粒子から脱落しにくければよい。また、上記例示した複数の態様を互いに組み合わせた態様であっても、着色材が粒子から脱落しにくい態様であればいずれも採用することができる。
【００７７】
着色材は、本実施形態のシート製造用結合素材によって製造されるシートの色を所定のものとする機能を有する。着色材としては、染料又は顔料を用いることができ、シート製造用結合素材においてポリエステルと一体とした場合に、より良好な隠ぺい力や発色性が得られる観点からは顔料を用いることが好ましい。なお、着色材に染料を選択する場合には、染料がポリエステルに混合されて粒子化された状態において、ポリエステルと着色材とを一体に有する粒子と言える。
【００７８】
着色材として使用できる顔料としては、その色、種類ともに、特に限定されず、例えば、一般的なインクに使用される各種の色（白、青、赤、黄、シアン、マゼンダ、イエロー、黒、特色（パール、金属光沢）等）の顔料を使用することができる。顔料は無機顔料でもよいし、有機顔料でもよい。顔料としては、特開２０１２−８７３０９号公報や特開２００４−２５０５５９号公報に記載された周知の顔料を用いることができる。また、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の白色顔料等を用いてもよい。これら顔料は、単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよい。なお、白色の顔料を使用する場合には、前記例示したもののうち、酸化チタンを主成分とする粒子（顔料粒子）を含む粉体からなる顔料を使用することが、酸化チタンの屈折率の高さから、少ない配合量で、製造されるシートＳにおける白色度を高めることが容易な点でより好ましい。
【００７９】
なお、本明細書では、着色材との文言は、着色のための材料という意味で用いている。また、本明細書では、顔料という場合、その単位粒子（顔料粒子）の複数が集合した粉体の意味も含む。また、単位粒子（顔料粒子）とは、通常の粉砕手段によって、それ以上小さくすることが困難な粒子のことをいう。例えば、材質が酸化チタンである白色顔料においては、その単位粒子（顔料粒子）は、酸化チタンの微結晶を一次粒子とし、当該一次粒子が複数集合したものであってもよい。この場合の一次粒子間の凝集は、化学的な結合若しくは双晶を形成して凝集している場合があり、機械的な粉砕が困難であることが多い。また、１個の顔料粒子の構造は、それ自体が一次粒子であってもよいし、一次粒子の結合体であってもよい。
【００８０】
粒子にポリエステル及び着色材を一体に有せしめる方法は、上述の図１Ａ〜図１Ｄのいずれの構造を採用する場合でも特に限定されず、公知の方法を適宜用いることができる。例として、上述の図１Ａの態様の粒子を得る方法を記す。図１Ａの態様の粒子を得る方法としては、所定のポリエステルを軟化点以上の温度に加熱して顔料（着色材）と混練を行
う溶融混練法や、ポリエステルを水や溶剤で溶解又は膨潤させて顔料と混合する方法が挙げられる。これらの方法で使用可能な装置としては、ニーダー、バンバリーミキサー、単軸押出機、多軸押出機、二本ロール、三本ロール、連続式ニーダー、連続式二本ロールなどが挙げられる。これらの方法を採用する場合には、より均一に粒子内に顔料を分散させるために、顔料を疎水化処理しておいてもよい。また溶融混練前に、顔料の凝集塊が存在する場合には、ミキサーなどで当該凝集塊を解砕しておくこともより顔料を均一に粒子内で分散させるのに効果的である。
【００８１】
そして混練後、適宜の方法でペレタイズし、粉砕によりシート製造用結合素材を得ることができる。粉砕は、公知の粉砕方法を用いて行うことができる。用いられる粉砕機としては、ハンマーミル、ピンミル、カッターミル、パルペライザー、ターボミル、ディスクミル、スクリーンミル、ジェットミルなどが挙げられ、これらを適宜組み合わせて粒子を得ることができる。また、粉砕の工程は、まずおよその粒子径が１ｍｍ程度となるように粗く粉砕した後、目的の粒径となるように細かく粉砕するなど、段階的に行われてもよい。このような場合でも各段階において、適宜例示した装置を利用することができる。更に粒子の粉砕の効率を高めるため凍結粉砕法を用いることもできる。このようにして得られたシート製造用結合素材は様々な大きさのものが含まれている場合もあり、目的とする大きさのシート製造用結合素材とするため、公知の分級装置を用いて分級してもよい。以上のような方法を採用すれば、図１Ａに示すような構造の粒子を含むシート製造用結合素材を得ることができる。
【００８２】
また、図１Ａ〜図１Ｄの例では、粒子の外形形状は、いずれも模式的に球形に近いものを示したが、粒子の外形形状は特に限定されず、円盤状、不定形等の形状であってもよい。しかし、粒子の形状は、できるだけ球形に近いほうが繊維と繊維との間に配置されやすいためより好ましい。
【００８３】
さらに、ポリエステルと着色材とを一体に有する粒子を含むシート製造用結合素材には、上述の凝集抑制剤が含まれてもよく、その場合には、ポリエステルと、凝集抑制剤と、着色材と、を一体に有する粒子を含むシート製造用結合素材となる。このようなシート製造用結合素材は、凝集が抑制されるとともに、製造するシートを着色することができる。
【００８４】
着色材を用いる場合、シート製造用結合素材における着色材の含有量は、０質量％を越え５０質量％以下が好ましい。シート製造用結合素材における着色材の含有量は、質量部（外添加：ポリエステルに対する着色材の添加量）で表現すると、０質量部を越え１００質量部以下である。シート製造用結合素材における、着色材の含有量は、製造されるシートの十分な強度、着色を得るという観点、シート製造用結合素材からの着色材の脱落を抑制するという観点、シート製造用結合素材の形状の安定性といった観点から、１質量％以上５０質量％以下が好ましく、さらに、２質量％以上３０質量％以下、３質量％以上２０質量％以下とすることがより好ましい。
【００８５】
１．４．３．その他
シート製造用結合素材は、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、有機溶剤、界面活性剤、防黴剤・防腐剤、酸化防止剤・紫外線吸収剤、酸素吸収剤等が挙げられる。
【００８６】
１．５．シート製造用結合素材の製造方法
本実施形態の製造方法は、上述のシート製造用結合素材を製造する方法である。シート用結合素材は上述されたポリエステルを粉砕し、粉砕によりできたポリエステル粉体を、必要に応じて分級して粗大粒子や微細粒子を取り除き、必要に応じて凝集抑制剤をポリエステル表面に配置（コーティング）することにより製造される。また、ポリエステルにあ
らかじめ着色剤やその他成分を混合して、結合素材を製造することができる。
【００８７】
ポリエステルを粉砕する方法は特に限定されず、公知のものが使用でき、ＦＭミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ターボミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル、ピンミルなどを用いることができる。粉砕の工程は、例えばまず粒子径が１．０ｍｍ程度となるように粗く粉砕した後、目的の粒子径となるように細かく粉砕するなど、段階的に行ってもよい。また粉砕処理は冷却しながら行われてもよい。さらに樹脂の粉砕において、他の物質との混合を兼ねてもよく、添加物を製造する工程を兼ねてもよい。
【００８８】
またあらかじめポリエステルに着色剤や凝集抑制剤といった他の物質と混合したものを、粉砕してもよい。ポリエステルと着色剤や凝集抑制剤を混合する方法としては、特に限定されず公知の方法を適宜用いることができる。例えばポリエステルを軟化点以上の温度に加熱して、着色剤と混練を行う溶融混練法や、ポリエステルを水や溶剤で膨潤させ着色剤と混合する方法を用いることができる。これらの方法には、ニーダー、バンバリーミキサー、単軸押出機、多軸押出機、二本ロール、三本ロール、連続式ニーダー、連続式二本ロールなどが使用できる。混合した樹脂は適宜ペレタイズして上述の方法で粉砕する。
【００８９】
ポリエステル粉体の粒子の粒径（体積基準の平均粒子径）は、５０．０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０．０μｍ以下、特に好ましくは２０．０μｍ以下である。ポリエステル粉体粒子の平均粒子径の下限は、特に限定されず、例えば５．０μｍであり、粉砕等の手法で粉体化できる範囲で任意である。またポリエステル粉体の粒子の平均粒子径は、分布を有してもよい。
【００９０】
ポリエステル粉体の粒子径分布が広い場合には、粗大粒子や微細粒子を分級して除去して使用してもよい。分級の方法は特に限定されないが、例えばメッシュ等の各種篩、サイクロンを用いることができる。
【００９１】
凝集抑制剤をポリエステル粉体の表面に配置（コーティング）する方法としては、特に限定はされず、溶融混練等によってポリエステルと凝集抑制剤を混合してもよい。さらに好ましくはポリエステル粉体と凝集抑制剤とを高速回転するミキサーに投入し均一混合してもよい。このような方法により、ポリエステル粉体の表面に凝集抑制剤の粒子を配置することができる。
【００９２】
１．６．シート製造用結合素材の物理的性質等
１．６．１．ガラス転移温度
本実施形態のシート用結合素材は、耐熱性に優れるシートを得る観点で、ガラス転移温度（Ｔｇ）の下限値は、好ましくは６５．０℃以上、より好ましくは７０．０℃以上であり、上限値は、好ましくは８５．０℃以下である。ガラス転移温度が６５．０℃以上であれば、高温時のシート製造用結合素材の軟化が抑制され、高い高温での剛性を持つシートが得られる。またシート製造用結合素材を収容容器に充填した状態での保存安定性を高めることができる。
【００９３】
シート製造用結合素材のガラス転移温度（Ｔｇ）は以下に示す条件で測定した値とする。
示差走査熱量計（セイコーインスツル株式会社製、「ＤＳＣ−２２０Ｃ」）を用いて、アルミパンに試料１０ｍｇを計量し測定する。昇温速度１０℃／分で２０℃から１５０℃まで昇温し１５０℃で１０分間保持する１回目の昇温過程、降温速度１０℃／分で１５０℃から０℃まで降温し０℃で１０分間保持する降温過程、及び昇温速度１０℃／分で０℃から１５０℃まで昇温する２回目の昇温過程において、２回目の昇温過程の低温側のベース
ラインの延長線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線の勾配が最大になる点で引いた接線との交点をガラス転移温度とする。
【００９４】
１．６．２．シート製造用結合素材の軟化温度
本実施形態のシート用結合素材は、シートを成形する際の熱プレス温度をより低温にすることができる観点から、軟化温度（Ｔｍ）の上限値は、好ましくは１３０．０℃以下、より好ましくは１２５．０℃以下、さらに好ましくは１２０．０℃以下、特に好ましくは１１９．０℃以下、さらにより好ましくは１１５．０℃以下、最も好ましくは１１４．０℃以下であり、下限値は、保存安定性に優れる観点から、好ましくは９０．０℃以上、より好ましくは１００．０℃以上、さらに好ましくは１０７．０℃以上である。ポリエステルの軟化温度が１３０．０℃以下であれば、シート製造用結合素材を用いてシートを製造するための加熱処理として、加熱ローラーを用いた連続的な高速処理に対応しやすく、シートの生産性を高めることができる。
【００９５】
シート製造用結合素材の軟化温度（Ｔｍ）は以下の条件により測定した値とする。
高化式フローテスター（島津製作所株式会社製、「ＣＦＴ−５００Ｄ」）を用いて、１．１ｇの試料を昇温速度５℃／分で加熱しながら、２０ｋｇの荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルから押し出す。温度に対してストロークをプロットし、試料の半量が流出したときの温度を軟化温度とする。
【００９６】
１．６．３．ガラス転移温度と軟化温度の比
本実施形態のシート用結合素材は、従来用いられている結シート用結合素材よりも、相対的に、軟化温度が低く、かつ、ガラス転移温度が高い傾向がある。そのためこれを用いて得られるシートが、実用上十分な耐熱性を有し、かつ、低温で成形しやすい傾向となる。この観点からすると、ガラス転移温度（Ｔｇ）に対する軟化温度（Ｔｍ）の比、すなわちＴｍ／Ｔｇ（℃／℃）の上限値は、好ましくは１．７５以下、より好ましくは１．７０以下、さらに好ましくは１．６９以下、下限値は、好ましくは１．４０以上、より好ましくは１．４５以上、さらに好ましくは１．５０以上である。
【００９７】
以下、本明細書で用いる「シートの乾式製造法による繊維同士を結着させるためのシート製造用結合素材」の用語について説明する。本実施形態において、「シート製造用結合素材」の用語は、繊維に付着し、繊維同士を互いに結合する剤を意味するものとする。
【００９８】
本明細書において「シートの乾式製造法」とは、シート製造用結合素材を繊維と気体中（すなわち、水中ではなく大気（空気）や窒素等の不活性ガス雰囲気等の気体中）で混合した後、熱プレスでシート製造用結合素材に含まれるポリエステル成分を溶融することによって繊維同士を結着させつつ、シート状又はボード状の成形体を成形する方法を意味するものとする。
【００９９】
本明細書で用いるシートの乾式製造法は、より具体的には、例えば、本実施形態のポリエステルを含むシート製造用結合素材を繊維と気体中で混合して混合物を得る工程と、該混合物を気中で分散させながら降らせる工程、降ってきた混合物を気体中で堆積してウェブの形状等に形成する工程と、熱プレスにより本実施形態のポリエステルを含むシート製造用結合素材を溶融して成形してシートを形成する工程を有し、さらに必要に応じて、シートを乾燥させる工程、シートをロール状に巻取る工程、シートを裁断する工程、及び、シートを包装する工程を有していてもよい。
【０１００】
熱プレス時の成形温度としては、例えば、上限値が、好ましくは１８０℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下、下限値が、好ましくはポリエステルの軟化温度以上の範囲である。また、熱プレス時の成形圧力としては、繊維同士が熱圧着される圧力であれば特に限
定されないが、下限値が、好ましくは５０ｋＰａ以上、より好ましくは１ＭＰａ以上、上限値が、５０ＭＰａ以下、より好ましくは３０ＭＰａ以下の範囲である。当該温度範囲及び圧力範囲で繊維同士を熱プレスすることにより、実用上の十分な引張強さを有するシートが得られる。なお、加熱ローラー（ヒーターローラー）も、熱プレスの一種とみなすことができる。
【０１０１】
繊維に対するシート製造用結合素材の割合は、特に限定されないが、繊維とシート製造用結合素材中に含まれるポリエステルの合計１００質量部に対して、シート製造用結合素材中に含まれるポリエステルの下限値が、好ましくは５質量部以上、上限値が、好ましくは７０質量部以下、より好ましくは５０質量部以下の範囲である。
【０１０２】
本実施形態のポリエステルを含むシート製造用結合素材と混合される繊維としては特に限定されず、広範な繊維材料を用いることができる。繊維としては、天然繊維（動物繊維、植物繊維）、化学繊維（有機繊維、無機繊維、有機無機複合繊維）などが挙げられ、更に詳しくは、セルロース、絹、羊毛、綿、大麻、ケナフ、亜麻、ラミー、黄麻、マニラ麻、サイザル麻、針葉樹、広葉樹等からなる繊維や、レーヨン、リヨセル、キュプラ、ビニロン、アクリル、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリイミド、炭素、ガラス、金属からなる繊維や、古紙、古布等から得られる再生繊維が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよいし、精製処理などを行ったものを用いてもよい。これらの繊維の少なくとも１種を含んでいればよい。また、繊維は、乾燥されていてもよいし、水、有機溶剤等の液体が含有又は含浸されていてもよい。また、各種の表面処理がされていてもよい。また、繊維の材質は、純物質であってもよいし、不純物、添加物及びその他の成分など、複数の成分を含む材質であってもよい。
【０１０３】
該繊維は、独立した１本の繊維としたときに、その平均的な直径（断面が円でない場合には長手方向に垂直な方向の長さのうち、最大のもの、又は、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（円相当径））が、平均で、１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは２μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２００μｍ以下である。該繊維の長さは、特に限定されないが、独立した１本の繊維で、その繊維の長手方向に沿った長さは、１μｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは２μｍ以上３ｍｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２ｍｍ以下である。
【０１０４】
該繊維の長さが短い場合は、ポリエステルと結着しにくいため、シートの強度が不足する場合があるが、上記範囲であれば十分な強度のシートを得ることができる。また、繊維の平均の長さは、長さ加重平均繊維長として、２０μｍ以上３６００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上２７００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以上２３００μｍ以下である。さらに、繊維の長さは、ばらつき（分布）を有してもよく、独立した１本の繊維の長さについて、１００以上のｎ数で得られる分布において、正規分布を仮定した場合に、σが１μｍ以上１１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上９００μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上６００μｍ以下であってもよい。
【０１０５】
繊維の太さ、長さは、各種の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡、ファイバーテスター等により測定することができる。
【０１０６】
本実施形態のシート製造用結合素材を用いて得られたシートは、軟化温度が低く、かつ、ガラス転移温度の高いポリエステルを主成分として含むことから、熱プレス温度をより低温にすることが可能であり、得られる成形体に焦げや熱によるフクレ等の変形が生じることを抑制することができる。また、ガラス転移温度が高いので、形成されるシートの高温での剛性に優れたものとなる。また、ガラス転移温度が高いので、ポリエステルを粉砕
加工（破砕加工）することがより容易になる。さらに、本実施形態のシート製造用結合素材に凝集抑制剤が含まれ、ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する粒子を含む場合、又は、ポリエステルと凝集抑制剤とを一体に有する粒子を含む場合には、シート製造用結合素材の凝集が生じにくくなり、保存安定性がさらに向上する。
【０１０７】
２．収容容器
本実施形態の収容容器は、繊維と混ぜて用いられる上述のシート製造用結合素材を収容する。図２は、本実施形態の収容容器の一例を示す模式図である。図２に示す本実施形態に係る収容容器３００は、容器本体３０２、容器蓋３０４、及び、収容室３１０に収容されたシート製造用結合素材ＢＭとからなっている。
【０１０８】
容器本体３０２は、内部に収容室３１０を形成している。シート製造用結合素材ＢＭが収容室３１０に収容される。本実施形態の収容容器３００は、シート製造用結合素材ＢＭのカートリッジということができ、シート製造用結合素材ＢＭを容易に運搬、保管することができる。
【０１０９】
本実施形態のシート製造用結合素材は、後述するシート製造装置１００のフィーダーや弁の開閉により、混合部５０に供給されてもよい。本実施形態のシート製造用結合素材は、外観として粉体の状態で供給される。そのため、例えば、シート製造用結合素材が製造された後、直接混合部５０に管等を通じて供給されるように装置を構成することもできる。しかし、装置の設置場所によっては、シート製造用結合素材は商品として流通経路に乗ることが考えられ、シート製造用結合素材を製造した後に移送や保存が行われる場合がある。
【０１１０】
収容容器３００の形状は、特に限定されず、例えば、シート製造装置１００に適合するカートリッジの形状とすることができる。収容容器３００は、例えば、一般的な高分子材料によって形成することができる。また、収容容器３００は、箱状の堅牢な形態であっても、フィルム（袋）状のフレキシブルな形態であってもよい。図示の例では、ボトル容器状の形状となっている。また、収容容器を構成する材質は、特に限定されない。なお、図示の例では、容器蓋３０４が描かれているが、容器蓋３０４は、収容容器３００に収容室３１０が形成される限り任意の構成である。
【０１１１】
シート製造用結合素材ＢＭを収容する収容室３１０は、シート製造用結合素材ＢＭを収容して保持することができれば、閉じた空間であっても開放した空間であってもよい。収容室３１０は、フィルム、成形体等により形成されることができる。収容室３１０がフィルムで形成される場合には、収容容器３００は、収容室３１０を形成するフィルムを収容するような成形体（筐体）をさらに含んで形成されてもよい。また、収容室３１０は、比較的堅牢な成形体によって形成されてもよい。
【０１１２】
収容室３１０を形成するフィルムや成形体は、高分子、金属の蒸着膜等で構成され、多層構造であってもよい。収容容器３００がフィルムや成形体などの複数の部材で形成される場合には、溶着部分や接着部分が形成されてもよい。また、収容されるシート製造用結合素材ＢＭが大気との接触により変質等の影響を受ける場合には、フィルムや成形体は、気体透過率の小さい材質で形成され、容器蓋３０４のような密閉機構を有することが好ましい。収容室３１０を形成するフィルムや成形体の材質のうち、収容されるシート製造用結合素材ＢＭに接する部分の材質は、シート製造用結合素材ＢＭに対して安定であることが好ましい。
【０１１３】
収容室３１０の形状及び容積は、特に限定されない。収容室３１０には、シート製造用結合素材ＢＭが収容されるが、シート製造用結合素材ＢＭとともに、これに対して不活性
な固体や気体が収容されてもよい。収容室３１０に収容されるシート製造用結合素材ＢＭの体積も特に限定されない。
【０１１４】
収容室３１０は、収容室３１０内部と収容容器３００の外部とを連通し、シート製造用結合素材ＢＭを収容容器３００の外部に取出すことのできる流通口を有してもよい。また、収容室３１０は、流通口以外の他の流通路が形成されてもよい。このような他の流通路としては、例えば、開放弁等により構成されてもよい。収容室３１０に開放弁を設ける場合には、開放弁の配置される位置は特に限定されないが、移送、運搬、使用の際の通常の姿勢において重力の作用する方向に対して反対側に配置されると、収容室３１０内に圧力等が生じた場合に当該圧力を大気に開放する際にシート製造用結合素材ＢＭを排出しにくいため好ましい場合がある。
【０１１５】
本実施形態の収容容器３００によればシート製造用結合素材の保管、輸送を容易におこなうことができる。
【０１１６】
３．シート
本実施形態のシートは、上述の繊維と、上述のシート製造用結合素材とを含み、繊維が、シート製造用結合素材により結合されている。これにより、シートの高温での剛性が優れている。以下、シートの高温での剛性について説明する。
【０１１７】
図３Ａ〜図３Ｄは、シートの高温での剛性を説明するための模式図である。高温下でのシート剛性評価は、回転する加熱ローラーＨＲを用いたシート通過試験により行われる。
【０１１８】
図３Ａ〜図３Ｄを参照し、加熱ローラーＨＲを通過するシートＳには、上部加熱ローラーＨＲに巻き付こうとする力Ｆｂと、下部加熱ローラーＨＲに巻き付こうとする力Ｆｃが働いている。加熱ローラーを通過するためには、加熱後のシートがローラーに巻き付かずに進もうとする力Ｆａが、「Ｆａ＞Ｆｂ」かつ「Ｆａ＞Ｆｃ」となる必要がある。この場合には、ローラーに巻き付くことなくシートが通過でき、この場合に「シートの高温での剛性が高い」と判断するものとする（図３Ｂ）。
【０１１９】
一方、「Ｆｂ＞Ｆａ」又は「Ｆｃ＞Ｆａ」である場合には、上部又は下部ローラーに巻きつく（図３Ｃ及び図３Ｄ）。この場合には、「シートの高温での剛性が低い」と判断するものとする。
【０１２０】
シートの高温での剛性は、加熱ローラーＨＲの材質、表面温度、回転速度、シートの形状等により変化するが、本明細書では、以下の条件を用いる。
【０１２１】
加熱ローラーＨＲは中が空洞の芯金に、シリコーンゴムと、その上部にＰＦＡ樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）と、で被覆されたものを使用する。加熱ローラーＨＲの空洞部に取り付けたハロゲンヒーターで加熱ローラーＨＲを加熱し、加熱ローラーＨＲの表面温度を１８０℃とする。製造したシート（シート厚約１３０μｍ）を１５０ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切り出し、切り出したシートを加熱ローラーに投入し、ニップ時間１秒で通過させたものとする。
【０１２２】
シートは、上述の繊維とシート製造用結合素材とを原料に含み、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状のものに限定されず、ボード状、ウェブ状、又は凹凸を有する形状であってもよい。本明細書におけるシートとは、紙と不織布に分類できる。紙は、例えば、パルプや古紙を原料としシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は、紙より厚いものや低強度のものであり、一般的な不織布、繊維ボード、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、マットなどを含む。
【０１２３】
４．シート製造装置
本実施形態のシート製造装置は、上述の繊維と、上述のシート製造用結合素材とを混合する混合部と、混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備える。図４は、実施形態に係るシート製造装置１００の構成を示す模式図である。
【０１２４】
本実施形態に記載のシート製造装置１００は、例えば、原料としての機密紙などの使用済みの古紙を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃などの機能を付加したりしてもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、Ａ４やＡ３のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
【０１２５】
シート製造装置１００は、供給部１０、粗砕部１２、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、混合部５０、堆積部６０、第２ウェブ形成部７０、搬送部７９、シート形成部８０、切断部９０、及び、制御部１１０を備える。
【０１２６】
また、シート製造装置１００は、原料に対する加湿、及び／又は原料が移動する空間を加湿する目的で、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を備える。
これら加湿部２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の具体的な構成は任意であり、スチーム式、気化式、温風気化式、超音波式等が挙げられる。
【０１２７】
本実施形態では、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８を、気化式又は温風気化式の加湿器で構成する。すなわち、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８は、水を浸潤させるフィルター（図示略）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供給する。また、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８は、加湿空気の湿度を効果的に高めるヒーター（図示略）を備えてもよい。
【０１２８】
また、本実施形態では、加湿部２１０及び加湿部２１２を、超音波式加湿器で構成する。すなわち、加湿部２１０、２１２は、水を霧化する振動部（図示略）を有し、振動部により発生するミストを供給する。
【０１２９】
供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。シート製造装置１００がシートを製造する原料は繊維を含むものであればよく、例えば、紙、パルプ、パルプシート、不織布を含む布、或いは織物等が挙げられる。本実施形態ではシート製造装置１００が古紙を原料とする構成を例示する。供給部１０は、例えば、古紙を重ねて蓄積するスタッカーと、スタッカーから古紙を粗砕部１２に送り出す自動投入装置とを備える構成とすることができる。
【０１３０】
粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を粗砕刃１４によって裁断（粗砕）して、粗砕片にする。粗砕刃１４は、大気中（空気中）等の気中で原料を裁断する。粗砕部１２は、例えば、原料を挟んで裁断する一対の粗砕刃１４と、粗砕刃１４を回転させる駆動部とを備え、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは任意であり、解繊部２０における解繊処理に適していればよい。粗砕部１２は、原料を、例えば１〜数ｃｍ四方又はそれ以下のサイズの紙片に裁断する。
【０１３１】
粗砕部１２は、粗砕刃１４により裁断されて落下する粗砕片を受けるシュート（ホッパー）９を有する。シュート９は、例えば、粗砕片が流れる方向（進行する方向）において、徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有する。そのため、シュート９は、多くの粗砕片を受けとめることができる。シュート９には、解繊部２０に連通する管２が連結され、管２は粗砕刃１４によって裁断された原料（粗砕片）を、解繊部２０に搬送させるための搬送路を形成する。粗砕片はシュート９により集められ、管２を通って解繊部２０に移送（搬送）される。粗砕片は、例えばブロアー（図示略）が発生する気流により、管２中を解繊部２０に向けて搬送される。
【０１３２】
粗砕部１２が有するシュート９、或いはシュート９の近傍には、加湿部２０２により加湿空気が供給される。これにより、粗砕刃１４により裁断された粗砕物が、静電気によってシュート９や管２の内面に吸着する現象を抑制できる。また、粗砕刃１４が裁断した粗砕物は、加湿された（高湿度の）空気とともに解繊部２０に移送されるので、解繊部２０の内部における解繊物の付着を抑制する効果も期待できる。また、加湿部２０２は、粗砕刃１４に加湿空気を供給して、供給部１０が供給する原料を除電する構成としてもよい。また、加湿部２０２とともにイオナイザーを用いて除電してもよい。
【０１３３】
解繊部２０は、粗砕部１２で裁断された粗砕物を解繊する。より具体的には、解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料（粗砕片）を解繊処理し、解繊物を生成する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料（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、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。
【０１３４】
解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた解繊物繊維の他に、繊維を解きほぐす際に繊維から分離した樹脂（複数の繊維同士を結着させるための樹脂）粒や、インク、トナーなどの色材や、にじみ防止剤、紙力増強剤等の添加剤を含んでいる場合もある。解きほぐされた解繊物の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。解きほぐされた解繊物は、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態（独立した状態）で存在してもよいし、他の解きほぐされた解繊物と絡み合って塊状となった状態（いわゆる「ダマ」を形成している状態）で存在してもよい。
【０１３５】
解繊部２０は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中（空気中）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。本実施形態では、解繊部２０がインペラーミルを用いる構成とする。具体的には、解繊部２０は、高速回転するローター（図示略）、及び、ローターの外周に位置するライナー（図示略）を備える。粗砕部１２で裁断された粗砕片は、解繊部２０のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。解繊部２０は、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、解繊部２０は、原料である粗砕片を管２から吸引し、解繊物を排出口２４へと搬送できる。解繊物は排出口２４から管３に送り出され、管３を介して選別部４０に移送される。
【０１３６】
このように、解繊部２０で生成される解繊物は、解繊部２０が発生する気流により解繊部２０から選別部４０に搬送される。さらに、本実施形態では、シート製造装置１００が気流発生装置である解繊部ブロアー２６を備え、解繊部ブロアー２６が発生する気流により解繊物が選別部４０に搬送される。解繊部ブロアー２６は管３に取り付けられ、解繊部２０から解繊物とともに空気を吸引し、選別部４０に送風する。
【０１３７】
選別部４０は、管３から解繊部２０により解繊された解繊物が気流とともに流入する導入口４２を有する。選別部４０は、導入口４２に導入する解繊物を、繊維の長さによって選別する。詳細には、選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物のうち、予め定
められたサイズ以下の解繊物を第１選別物とし、第１選別物より大きい解繊物を第２選別物として、選別する。第１選別物は繊維又は粒子等を含み、第２選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片（十分に解繊されていない粗砕片）、解繊された繊維が凝集し、或いは絡まったダマ等を含む。
【０１３８】
本実施形態で、選別部４０は、ドラム部（篩部）４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部（覆い部）４３と、を有する。
【０１３９】
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は、網（フィルター、スクリーン）を有し、篩（ふるい）として機能する。この網の目により、ドラム部４１は、網の目開き（開口）の大きさより小さい第１選別物と、網の目開きより大きい第２選別物とを選別する。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ことができる。
【０１４０】
導入口４２に導入された解繊物は気流とともにドラム部４１の内部に送り込まれ、ドラム部４１の回転によって第１選別物がドラム部４１の網の目から下方に落下する。ドラム部４１の網の目を通過できない第２選別物は、導入口４２からドラム部４１に流入する気流により流されて排出口４４に導かれ、管８に送り出される。
【０１４１】
管８は、ドラム部４１の内部と管２とを連結する。管８を通って流される第２選別物は、粗砕部１２により裁断された粗砕片とともに管２を流れ、解繊部２０の導入口２２に導かれる。これにより、第２選別物は解繊部２０に戻されて、解繊処理される。
【０１４２】
また、ドラム部４１により選別される第１選別物は、ドラム部４１の網の目を通って空気中に分散し、ドラム部４１の下方に位置する第１ウェブ形成部４５のメッシュベルト４６に向けて降下する。
【０１４３】
第１ウェブ形成部４５（分離部）は、メッシュベルト４６（分離ベルト）と、ローラー４７と、吸引部（サクション機構）４８と、を含む。メッシュベルト４６は無端形状のベルトであって、３つのローラー４７に懸架され、ローラー４７の動きにより、図中矢印で示す方向に搬送される。メッシュベルト４６の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。選別部４０から降下する第１選別物のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト４６の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト４６に堆積し、メッシュベルト４６とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト４６から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色材や添加剤など）を含み、シート製造装置１００がシートＳの製造に使用しない除去物である。
【０１４４】
メッシュベルト４６は、シートＳを製造する通常動作中には、一定の速度Ｖ１で移動する。ここで、通常動作中とは、シート製造装置１００の始動制御、及び、停止制御の実行中を除く動作中であり、より詳細には、シート製造装置１００が望ましい品質のシートＳを製造している間を指す。
【０１４５】
従って、解繊部２０で解繊処理された解繊物は、選別部４０で第１選別物と第２選別物とに選別され、第２選別物が解繊部２０に戻される。また、第１選別物から、第１ウェブ形成部４５によって除去物が除かれる。第１選別物から除去物を除いた残りは、シートＳの製造に適した材料であり、この材料はメッシュベルト４６に堆積して第１ウェブＷ１を形成する。
【０１４６】
吸引部４８は、メッシュベルト４６の下方から空気を吸引する。吸引部４８は、管２３を介して集塵部２７に連結される。集塵部２７はフィルター式或いはサイクロン式の集塵装置であり、微粒子を気流から分離する。集塵部２７の下流には捕集ブロアー２８が設置され、捕集ブロアー２８は、集塵部２７から空気を吸引する集塵用吸引部として機能する。また、捕集ブロアー２８が排出する空気は管２９を経てシート製造装置１００の外に排出される。
【０１４７】
この構成では、捕集ブロアー２８により、集塵部２７を通じて吸引部４８から空気が吸引される。吸引部４８では、メッシュベルト４６の網の目を通過する微粒子が、空気とともに吸引され、管２３を通って集塵部２７に送られる。集塵部２７は、メッシュベルト４６を通過した微粒子を気流から分離して蓄積する。
【０１４８】
従って、メッシュベルト４６の上には第１選別物から除去物を除去した繊維が堆積して第１ウェブＷ１が形成される。捕集ブロアー２８が吸引を行うことで、メッシュベルト４６上における第１ウェブＷ１の形成が促進され、かつ、除去物が速やかに除去される。
【０１４９】
ドラム部４１を含む空間には、加湿部２０４により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、選別部４０の内部で第１選別物を加湿する。これにより、静電力による第１選別物のメッシュベルト４６への付着を弱め、第１選別物をメッシュベルト４６から剥離し易くすることができる。さらに、静電力により第１選別物が回転体４９やハウジング部４３の内壁に付着することを抑制することができる。また、吸引部４８によって除去物を効率よく吸引できる。
【０１５０】
なお、シート製造装置１００において、第１解繊物と第２解繊物とを選別し、分離する構成は、ドラム部４１を備える選別部４０に限定されない。例えば、解繊部２０で解繊処理された解繊物を、分級機によって分級する構成を採用してもよい。分級機としては、例えば、サイクロン分級機、エルボージェット分級機、エディクラシファイヤーを用いることができる。これらの分級機を用いれば、第１選別物と第２選別物とを選別し、分離することが可能である。さらに、上記の分級機により、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色材や添加剤など）を含む除去物を、分離して除去する構成を実現できる。例えば、第１選別物に含まれる微粒子を、分級機によって、第１選別物から除去する構成としてもよい。この場合、第２選別物は、例えば解繊部２０に戻され、除去物は集塵部２７により集塵され、除去物を除く第１選別物が管５４に送られる構成とすることができる。
【０１５１】
メッシュベルト４６の搬送経路において、選別部４０の下流側には、加湿部２１０によって、ミストを含む空気が供給される。加湿部２１０が生成する水の微粒子であるミストは、第１ウェブＷ１に向けて降下し、第１ウェブＷ１に水分を供給する。これにより、第１ウェブＷ１が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト４６への繊維の吸着等を抑制できる。
【０１５２】
シート製造装置１００は、メッシュベルト４６に堆積した第１ウェブＷ１を分断する回転体４９を備える。第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６がローラー４７により折り返す位置で、メッシュベルト４６から剥離して、回転体４９により分断される。
【０１５３】
第１ウェブＷ１は繊維が堆積してウェブ形状となった柔らかい材料であり、回転体４９は、第１ウェブＷ１の繊維をほぐして、後述する混合部５０でシート製造用結合素材を混合しやすい状態に加工する。
【０１５４】
回転体４９の構成は任意であるが、本実施形態では、板状の羽根を有し回転する回転羽
形状とすることができる。回転体４９は、メッシュベルト４６から剥離する第１ウェブＷ１と羽根とが接触する位置に配置される。回転体４９の回転（例えば図中矢印Ｒで示す方向への回転）により、メッシュベルト４６から剥離して搬送される第１ウェブＷ１に羽根が衝突して分断し、細分体Ｐを生成する。
【０１５５】
なお、回転体４９は、回転体４９の羽根がメッシュベルト４６に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体４９の羽根の先端とメッシュベルト４６との間隔を、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができ、この場合、回転体４９によって、メッシュベルト４６に損傷を与えることなく第１ウェブＷ１を効率よく分断できる。
【０１５６】
回転体４９によって分断された細分体Ｐは、管７の内部を下降して、管７の内部を流れる気流によって混合部５０へ移送（搬送）される。
【０１５７】
また、回転体４９を含む空間には、加湿部２０６により加湿空気が供給される。これにより、管７の内部や、回転体４９の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管７を通って、湿度の高い空気が混合部５０に供給されるので、混合部５０においても静電気による影響を抑制できる。
【０１５８】
混合部５０は、シート製造用結合素材を含む添加物を供給する添加物供給部５２、管７に連通し、細分体Ｐを含む気流が流れる管５４、及び、混合ブロアー５６を備える。
【０１５９】
細分体Ｐは、上述のように選別部４０を通過した第１選別物から除去物を除去した繊維である。混合部５０は、細分体Ｐを構成する繊維に、シート製造用結合素材を含む添加物を混合する。
【０１６０】
混合部５０では、混合ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、細分体Ｐと添加物とを混合させながら、搬送する。また、細分体Ｐは、管７及び管５４の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
【０１６１】
添加物供給部５２（樹脂収容部）は、添加物を蓄積する添加物カートリッジ（図示略）に接続され、添加物カートリッジ内部の添加物を管５４に供給する。添加物カートリッジは、添加物供給部５２に着脱可能な構成であってもよい。また、添加物カートリッジに添加物を補充する構成を備えてもよい。添加物供給部５２は、添加物カートリッジ内部の微粉又は微粒子からなる添加物をいったん貯留する。添加物供給部５２は、いったん貯留した添加物を管５４に送る排出部５２ａ（添加物供給部）を有する。なお、添加物カートリッジは、上述した収容容器３００であってもよい。
【０１６２】
排出部５２ａは、添加物供給部５２に貯留された添加物を管５４に送出するフィーダー（符号省略）、及び、フィーダーと管５４とを接続する管路を開閉するシャッター（図示略）を備える。このシャッターを閉じると、排出部５２ａと管５４とを連結する管路或いは開口が閉鎖され、添加物供給部５２から管５４への添加物の供給が絶たれる。
【０１６３】
排出部５２ａのフィーダーが動作していない状態では、排出部５２ａから管５４に添加物が供給されないが、管５４内に負圧が発生した場合等には、排出部５２ａのフィーダーが停止していても添加物が管５４に流れる可能性がある。排出部５２ａを閉じることにより、このような添加物の流れを確実に遮断できる。
【０１６４】
添加物供給部５２が供給する添加物は、複数の繊維を結着させるための本実施形態のシート製造用結合素材を含む。添加物は、シート製造用結合素材の他の添加剤を含んでもよい。
【０１６５】
添加物に含まれるシート製造用結合素材は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる。従って、シート製造用結合素材を繊維と混合させた状態で、シート製造用結合素材が溶融する温度まで加熱されていない状態では、繊維同士は結着されない。
【０１６６】
また、添加物供給部５２が供給する添加物は、繊維を結着させるシート製造用結合素材の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色材や、繊維の凝集やシート製造用結合素材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を含んでもよい。また、着色材を含まない添加物は、無色、或いは無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。
【０１６７】
混合ブロアー５６が発生する気流により、管７を降下する細分体Ｐ、及び、添加物供給部５２により供給される添加物は、管５４の内部に吸引され、混合ブロアー５６内部を通過する。混合ブロアー５６が発生する気流及び／又は混合ブロアー５６が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｐを構成した繊維と添加物とが混合され、この混合物（第１選別物と添加物との混合物）は管５４を通って堆積部６０に移送される。
【０１６８】
なお、第１選別物と添加物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く、これらの機構を混合ブロアー５６の前又は後に設置してもよい。
【０１６９】
堆積部６０は、解繊部２０で解繊された解繊物を堆積させる。より具体的には、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、絡み合った解繊物（繊維）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。
【０１７０】
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（覆い部）６３と、を有する。ドラム部６１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６１は、網（フィルター、スクリーン）を有し、篩（ふるい）として機能する。この網の目により、ドラム部６１は、網の目開き（開口）のより小さい繊維や粒子を通過させ、ドラム部６１から下降させる。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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
ドラム部６１の下方には第２ウェブ形成部７０が配置される。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、第２ウェブＷ２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、ローラー７４と、サクション機構７６と、を有する。
【０１７３】
メッシュベルト７２は無端形状のベルトであって、複数のローラー７４に懸架され、ローラー７４の動きにより、図中矢印で示す方向に搬送される。メッシュベルト７２は、例えば、金属製、樹脂製、布製、或いは不織布等である。メッシュベルト７２の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。ドラム部６１から降下する繊維や粒子のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト７２の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト７２に堆積し、メッシュベルト７２とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト７２は、シートＳを製造する通常動作中には、一定の速度Ｖ２で移動する。通常動作中とは、上述した通りである。
【０１７４】
メッシュベルト７２の網の目は微細であり、ドラム部６１から降下する繊維や粒子の大半を通過させないサイズとすることができる。
【０１７５】
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方（堆積部６０側とは反対側）に設けられる。サクション機構７６は、サクションブロアー７７を備え、サクションブロアー７７の吸引力によって、サクション機構７６に下方に向く気流（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。
【０１７６】
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。これにより、メッシュベルト７２上における第２ウェブＷ２の形成を促進し、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、落下中に解繊物が絡み合うことを防ぐことができる。
【０１７７】
サクションブロアー７７（堆積吸引部）は、サクション機構７６から吸引した空気を、捕集フィルター（図示略）を通じて、シート製造装置１００の外に排出してもよい。或いは、サクションブロアー７７が吸引した空気を集塵部２７に送り込み、サクション機構７６が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。
【０１７８】
ドラム部６１を含む空間には、加湿部２０８により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、堆積部６０の内部を加湿することができ、静電力によるハウジング部６３への繊維や粒子の付着を抑え、繊維や粒子をメッシュベルト７２に速やかに降下させ、好ましい形状の第２ウェブＷ２を形成させることができる。
【０１７９】
以上のように、堆積部６０及び第２ウェブ形成部７０（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第２ウェブＷ２が形成される。メッシュベルト７２に堆積された第２ウェブＷ２は、シート形成部８０へと搬送される。
【０１８０】
メッシュベルト７２の搬送経路において、堆積部６０の下流側には、加湿部２１２によって、ミストを含む空気が供給される。これにより、加湿部２１２が生成するミストが第２ウェブＷ２に供給され、第２ウェブＷ２が含む水分量が調整される。これにより、静電気によるメッシュベルト７２への繊維の吸着等を抑制できる。
【０１８１】
シート製造装置１００は、メッシュベルト７２上の第２ウェブＷ２を、シート形成部８０に搬送する搬送部７９が設けられる。搬送部７９は、例えば、メッシュベルト７９ａと、ローラー７９ｂと、サクション機構７９ｃと、を有する。
【０１８２】
サクション機構７９ｃは、ブロアー（図示略）を備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト７９ａに上向きの気流を発生させる。この気流は第２ウェブＷ２を吸引し、第２ウェブＷ２は、メッシュベルト７２から離れてメッシュベルト７９ａに吸着される。メッシュベルト７９ａは、ローラー７９ｂの自転により移動し、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。メッシュベルト７２の移動速度と、メッシュベルト７９ａの移動速度とは、例えば、同じである。
【０１８３】
このように、搬送部７９は、メッシュベルト７２に形成された第２ウェブＷ２を、メッシュベルト７２から剥がして搬送する。
【０１８４】
シート形成部８０は、堆積部６０で堆積させた堆積物からシートＳを形成する。より具体的には、シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積し搬送部７９により搬送され
た第２ウェブＷ２（堆積物）を、加圧加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、第２ウェブＷ２が含む解繊物の繊維及び添加物に対して熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物（シート製造用結合素材）を介して結着させる。
【０１８５】
シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を加圧する加圧部８２、及び、加圧部８２により加圧された第２ウェブＷ２を加熱する加熱部８４を備える。
【０１８６】
加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第２ウェブＷ２は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第２ウェブＷ２の密度が高められる。一対のカレンダーローラー８５の一方は、モーター（図示略）により駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー８５は、モーターの駆動力により回転して、加圧により高密度になった第２ウェブＷ２を、加熱部８４に向けて搬送する。
【０１８７】
加熱部８４は、例えば、加熱ローラー（ヒーターローラー）、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロアー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いて構成できる。本実施形態では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備える。加熱ローラー８６は、内部又は外部に設置されるヒーターによって、予め設定された温度に加温される。加熱ローラー８６は、カレンダーローラー８５によって加圧された第２ウェブＷ２を挟んで熱を与え、シートＳを形成する。
【０１８８】
一対の加熱ローラー８６の一方は、モーター（図示略）により駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。加熱ローラー８６は、モーターの駆動力により回転して、加熱したシートＳを、切断部９０に向けて搬送する。
【０１８９】
このように、堆積部６０で形成された第２ウェブＷ２は、シート形成部８０で加圧及び加熱されて、シートＳとなる。
【０１９０】
なお、加圧部８２が備えるカレンダーローラー８５の数、及び、加熱部８４が備える加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。
【０１９１】
切断部９０は、シート形成部８０によって成形されたシートＳを切断する。本実施形態では、切断部９０は、シートＳの搬送方向と交差する方向にシートＳを切断する第１切断部９２と、搬送方向に平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有する。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過したシートＳを切断する。
【０１９２】
以上により、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。切断された単票のシートＳは、排出部９６へと排出される。排出部９６は、所定サイズのシートＳを載せるトレイ或いはスタッカーを備える。
【０１９３】
上記構成において、加湿部２０２、加湿部２０４、加湿部２０６、加湿部２０８を１台の気化式加湿器で構成してもよい。この場合、１台の加湿器が生成する加湿空気が、粗砕部１２、ハウジング部４３、管７、及びハウジング部６３に分岐して供給される構成とすればよい。この構成は、加湿空気を供給するダクト（図示略）を分岐して設置することにより、容易に実現できる。また、２台或いは３台の気化式加湿器によって加湿部２０２、加湿部２０４、加湿部２０６、加湿部２０８を構成することも勿論可能である。
【０１９４】
また、上記構成において、加湿部２１０、加湿部２１２を１台の超音波式加湿器で構成してもよいし、２台の超音波式加湿器で構成してもよい。例えば、１台の加湿器が生成するミストを含む空気が、加湿部２１０、及び加湿部２１２に分岐して供給される構成とす
ることができる。
【０１９５】
また、上記構成では、最初に粗砕部１２が原料を粗砕し、粗砕された原料からシートＳを製造するものとしたが、例えば、原料として繊維を用いてシートＳを製造する構成とすることも可能である。
【０１９６】
例えば、解繊部２０が解繊処理した解繊物と同等の繊維を原料として、ドラム部４１に投入可能な構成であってもよい。また、解繊物から分離された第１選別物と同等の繊維を原料として、管５４に投入可能な構成とすればよい。この場合、古紙やパルプ等を加工した繊維をシート製造装置１００に供給することで、シートＳを製造できる。
【０１９７】
本実施形態に係るシート製造装置１００によれば、本実施形態のシート製造用結合素材を用いるので、高温での剛性に優れたシートを形成することができる。本実施形態に係るシート製造装置１００によれば、乾式によるシート製造が可能となり、湿式によるシート製造に比べ廃水処理が不要で環境負荷の少ないシート製造を実現できる。
【０１９８】
５．実施例
以下、本発明の実施形態を実施例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。以下、「部」「％」は、特に記載のない限り、質量基準である。
【０１９９】
５．１．シート製造用結合素材の製造
５．１．１．実施例１〜５のポリエステルの合成
撹拌機、窒素ガス導入口、温度計を備えた４つ口の５Ｌステンレスフラスコに、表１の実施例１〜５で示す通り、多価アルコール及び多塩基酸を、表１に示すモル比で仕込み、１２０℃で加熱溶融させた後、チタンテトライソプロポキシドを添加した。窒素気流下にて２４０℃まで昇温し３時間反応した後、２２０℃、５ｋＰａで３時間反応した。得られたポリエステル樹脂を室温まで冷却し固化させた後、ロートプレックスで粗粉砕した。
【０２００】
【表１】
2020041242.tif 000002
【０２０１】
５．１．２．ポリエステル粒子のサイズ調整
各実施例において、粗粉砕したポリエステルをハンマーミル（株式会社ダルトン製、「ラボミルＬＭ−５」）で直径１ｍｍ以下の粒になるまで粉砕した。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、体積平均粒子径を１０μｍとなるようにした。
【０２０２】
５．１．３．ポリエステル粒子への凝集抑制剤のコーティング
各実施例の未コーティングのポリエステル粒子１００重量部と、凝集抑制剤としてヒュームドシリカ（日本アエロジル社製、「ＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２」）１重量部とを、ワーリングブレンダ―（ワーリング社製、「７０１２Ｓ」）に投入し、回転数１５６００ｒｐｍで６０秒間混合を行った。これにより各実施例のシート製造用結合素材を得た。したがって、実施例１〜５のシート製造用結合素材は、ポリエステルと、凝集抑制剤とを一体に有する粒子を含む。
【０２０３】
当該処理を行ったポリエステル粒子は、ガラス容器に取り分け、室温で２４時間放置したところ、凝集して塊化（ブロッキング）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コーティングされ、凝集されない状態が維持されていることを確認した。
【０２０４】
５．２．シートの製造
シート形成用の繊維として粉末セルロース（日本製紙株式会社製、「ＫＣフロックＷ５０−Ｓ」）を用いた。この繊維を２０重量部と、上記で得られた実施例１〜５のシート製造用結合素材５重量部と、をワーリングブレンダ―（ワーリング社製、「７０１２Ｓ」）に投入し、回転数３１００ｒｐｍで７秒間混合を行い、繊維とシート製造用結合素材の混合物を得た。
【０２０５】
得られた混合物４０重量部を目開き０．６ｍｍの直径２００ｍｍのふるいに投入し、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、電気ふるい振とう機（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更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１ＭＰａになるように加圧した。
【０２０６】
加圧した混合物を加熱する方法は２つの方法を用いた。一つは混合物をアルミ板で挟み込んだ状態で熱プレスにセットして、１５０℃で１５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。アルミ板から混合物をはがしとり、シートを得た。この熱プレス法はシート製造用結合素材をセルロース繊維間に十分に含浸した状態を形成できる。そのため形成されたシートが本来持つ引張強度や剛性を発現する。
【０２０７】
もう一つの加熱方法は加圧した混合物を加熱ローラーに通過させることで加熱した。ローラーの表面温度は１８０℃、ニップ時間１秒で通過させた。この加熱ローラー法は、シートを連続的に高速で処理するのに適した加熱方法である。得られたシート厚さは、どちらの加熱方法でも約１３０μｍであった。
【０２０８】
５．３．実施例６
実施例６のシート製造用結合素材は、以下のようにして得た。
上記実施例４と同様にポリエステルを合成した。合成したポリエステル１７００部、青色銅フタロシアニン顔料（トーヨーカラー株式会社製、「ＬＩＯＮＥＬ  ＢＬＵＥ  ＦＧ−７３３０」）３００部を高速ミキサー（日本コークス社製、「ＦＭ型ミキサーＦＭ−１０Ｃ」）により処理し、ポリエステル及び顔料の混合物を得た。この混合物を二軸混練押出機（東芝機械株式会社製、「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ペレットを得た。
【０２０９】
そして、ペレットを上記実施例１〜５と同様に、サイズ調整し、凝集抑制剤のコーティングを行い、実施例６のシート製造用結合素材とした。実施例６のシート製造用結合素材は、ポリエステルと、着色材と、凝集抑制剤とを一体に有する粒子を含む。
【０２１０】
実施例６のシートは、実施例６のシート製造用結合素材を用いて、実施例１〜５と同様
にして形成した。
【０２１１】
５．４．比較例１
比較例１では、本発明のポリエステルの合成は行わず、Ｔｇが６５．０℃よりも低い、東洋紡社製ポリエステル樹脂「バイロン２２０」（Ｔｇ＝５４℃）を使用した。そして、実施例１〜５と同様にして、サイズ調整、粒子への凝集抑制剤のコーティングを行い、比較例１のシート製造用結合素材を得た。比較例１のシートは、比較例１のシート製造用結合素材を用いて、実施例１〜５と同様にして形成した。
【０２１２】
５．５．比較例２〜５のポリエステルの合成
表２に比較例２〜５として合成したポリエステルの原料及びそのモル比を示す。合成方法は実施例１と同様とした。
【０２１３】
【表２】
2020041242.tif 000003
【０２１４】
比較例２〜５では、サイズ調整、及び、粒子への凝集抑制剤のコーティングを実施例１と同様とし、比較例２〜５のシート製造用結合素材とした。またこれらを用いた以外は実施例１と同様にして比較例２〜５のシートを得た。
【０２１５】
５．６．評価内容
５．６．１．ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定
示差走査熱量計（セイコーインスツル株式会社製、「ＤＳＣ−２２０Ｃ」）を用いて測定を行った。アルミパンに実施例及び比較例のシート製造用結合素材をそれぞれ１０ｍｇ計量し、基準試料としてＡｌ２Ｏ３粉末を１０ｍｇ計量した。試料及び基準試料をＤＳＣにセットし、昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで昇温した後、冷却速度１０℃／ｍｉｎで０℃まで冷却し１０分間保持した。再び昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで昇温した時に得られたＤＳＣ曲線の低温側のベースラインの延長線と、階段状変化部分の曲線の勾配が最大となる点で引いた接線との交点をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。その結果を表３及び表４に示した。
【０２１６】
５．６．２．軟化温度の測定
フローテスター（島津製作所株式会社製、「ＣＦＴ−５００Ｄ」）を用いた。１．１ｇの実施例及び比較例のシート製造用結合素材を、それぞれ昇温速度５℃／ｍｉｎで加熱しながら、２０ｋｇの荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルから押し出した。温度に対してストロークをプロットし、試料の半量が流出したときの温度を軟化温度とした。
その結果を表３及び表４に示した。
【０２１７】
５．６．３．破砕性指数の算出
各例において合成したポリエステルを、サイズ調整する前の塊状の状態で、ハンマーで砕いて約５ｍｍの塊とした。砕かれたポリエステルをフェザーミル（ホソカワミクロン株式会社製、「ＦＭ−１Ｓ」）に投入し、標準ハンマーと孔径φ１０ｍｍのスクリーンを装着し、回転数９００ｒｐｍの条件で粉砕処理を行って、８メッシュ（目開き２．３６ｍｍ）全パスの粒子を得た。粒子をステンレス容器とカッターを取り付けたワーリングブレンダー（ワーリング社製、「７０１２Ｓ」）に投入し、１３０００ｒｐｍのカッター回転速度で６０秒間処理した。この処理物を１２メッシュ（目開き１．４ｍｍ）のふるいにかけ、ふるいをパスしたものをハイスピードミル（シニオン株式会社製、「ＨＳ−１０」）に投入し、回転数３００００ｒｐｍで３０秒間粉砕処理して１８０秒停止するサイクルを３回繰り返す処理を行った。処理後の重量Ｍ（ｇ）を計量し３２メッシュのふるい（ふるい直径２００ｍｍ）に投入し、電磁式ふるい振とう機（レッチェ社製、「ＡＳ２００」）に取り付けて、振幅２ｍｍで２０分間ふるい分けを行う。３２メッシュ（目開き５００μｍ）のふるいに残った樹脂の重量Ｒ（ｇ）を測定し、破砕性指数Ｄ＝（Ｍ−Ｒ）／Ｍを算出した。その結果を表３及び表４に示した。
【０２１８】
５．６．４．粉体加工性の評価
粉体加工性は、各例において合成したポリエステルを、サイズ調整する前の塊状の状態から、ジェットミルで粉砕処理を行った後の５μｍ以下の個数基準粒径累積頻度が２０％以下のものを「Ａ」、２０％より大きいものを「Ｂ」と評価した。この評価における粒子径の測定は、粒子を水に懸濁させ、湿式フロー式粒子径・形状分析装置（シスメックス社製、「ＦＰＩＡ−２０００」）により行った。粒子を懸濁させる際に、懸濁液１００重量部に対して２重量部の界面活性剤（花王株式会社製、商品名「エマルゲン１２０」）を加え、超音波処理を１分間行い懸濁液の凝集を解消した状態とした。粉体加工性が低い場合、所定の粒径を得るための処理時間が長くなることにより樹脂が過粉砕され、５μｍ以下の微粉が増加する。微粉は分級工程で廃粉として分離されるため原料樹脂の使用効率が低下する結果となるため、５μm以下の微粉の発生が少ない「Ａ」の評価結果は加工性が良好であると判断できる。
【０２１９】
５．６．５．引張強度の評価
各例で得られたシートをＪＩＳ  Ｐ  ８１１３に準じて引張試験を行った。シートは熱プレス法により製造したシートと、加熱ローラー法により製造したシートと、を使用した。シートを試験片（全長１８０ｍｍ）に切り出した後、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（ＭＰａ）を求めて引張強度とした。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。評価基準は、引張強度として１５ＭＰａを基準として判断した。１５ＭＰａ以上のものを「Ａ」、１５ＭＰａ未満のものを「Ｂ」とし、表３及び表４に記載した。
【０２２０】
５．６．６．高温でのシートの剛性の評価
高温下でのシート剛性評価として、図３Ａに模式的に示した態様で、加熱ローラーＨＲを用いたシート通過試験を行った。加熱ローラーＨＲを通過するシートには、加熱後のシートが進もうとする力Ｆａと、上部加熱ローラーＨＲに巻きつこうとする力Ｆｂと、下部加熱ローラーＨＲに巻きつこうとする力Ｆｃが働いている。加熱ローラーＨＲを通過するためには、加熱後のシートが直進しようとする力Ｆａが、Ｆａ＞Ｆｂ、Ｆａ＞Ｆｃとなる必要があり、この状態は高温下の剛性が高いと判断できる。高温下の剛性が弱い場合はＦｂ＞Ｆａ又はＦｃ＞Ｆａとなり、上部または下部ローラーＨＲに巻きつく形で加熱ローラーＨＲを通過できない。
【０２２１】
加熱ローラーは中が空洞の芯金に、シリコーンゴムと、その上部にＰＦＡ樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）と、で被覆されたものを使用した。加熱ローラーの空洞部に取り付けたハロゲンヒーターで加熱ローラーを加熱し、加熱ローラーの表面温度は１８０℃とした。熱プレス法及び加熱ローラー法により製造した各例のシート（シート厚約１３０μｍ）を１５０ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切り出し、切り出したシートを加熱ローラーに投入し、ニップ時間１秒で通過させた。
【０２２２】
高温でのシートの剛性の評価基準は、シート２０枚が全数通過したものを「Ａ」、ローラーへの巻き付きにより通過できないシートが発生したものを「Ｂ」とし、表３及び表４の高温での剛性の欄に記載した。
【０２２３】
５．６．７．保存安定性の評価
実施例及び比較例のシート製造用結合素材を、それぞれポリプロピレン製の容器に充填した。充填した容器を５０℃環境で７日間保存した。粉体の流動性に初期と変化が見られないものを「Ａ」、目視上で流動性に変化が見られたものを「Ｂ」と評価し、表３及び表４に記載した。
【０２２４】
【表３】
2020041242.tif 000004
【０２２５】
【表４】
2020041242.tif 000005
【０２２６】
５．７．評価結果
実施例１〜６は、いずれも比較例１と比べて高いガラス転移温度が得られた。
【０２２７】
また多価アルコールに２級水酸基を持たない比較例２〜５ではガラス転移温度を比較例５の５３℃から比較例３の８２℃まで高めた場合、軟化温度は比較例５の１１４℃から比較例３の１８８℃まで高温化することがわかった。そのため比較例２〜５の軟化温度/ガラス転移温度の比は比較例２の１．９３から比較例３の２．２９の間の値となった。
【０２２８】
一方、実施例１〜６では、ガラス転移温度を実施例５の６５．０℃から実施例３の８０．０℃まで高めた場合でも、溶融温度は実施例５の１１０．０℃から実施例３の１２５．０℃までの高温化にとどめることができることがわかった。そのため実施例１〜６の軟化温度/ガラス転移温度の比は、実施例１の１．５５から実施例５の１．６９の間の値となり、比較例２〜５と比べて小さい値となった。
【０２２９】
これは多塩基酸に芳香族構造を有するカルボン酸の適用によりポリエステル分子の剛直性を高めることで高いガラス転移温度を得ながら、２級水酸基を有する多価アルコールを適用することで立体障害によるポリエステル分子間の結晶性を抑制し低い軟化温度が得られ、これにより高いガラス転移温度と低い軟化温度を両立できることを示している。
【０２３０】
また、比較例２〜５では、破砕性指数が比較例５の０．９６から比較例３の０．２３までと値の幅が広い。特に破砕性指数が小さい比較例３では粉体加工性が低い結果となった。一方、実施例１〜６では、破砕性指数は実施例４の０．７９から実施例３の０．６１までと、比較例２〜５に比べて破砕性指数の値の幅が狭く、実施例１〜６の粉体加工性は良好であった。
【０２３１】
破砕性指数は軟化温度と相関が見られ、軟化温度が高いと破砕性指数は小さくなる傾向にあることがわかった。実施例では２級水酸基の立体障害の効果により軟化温度の高温化が抑制されるため、破砕性指数の値の分布が狭く、良好な粉体加工性を実現できることがわかった。
【０２３２】
またトリカルボン酸である無水トリメリット酸が入っていない実施例１と比べて、実施例２は破砕性指数が小さくなり、無水トリメリット酸のモル比率が多い実施例４はさらに小さくなる傾向があった。多塩基酸にジカルボン酸及びトリカルボン酸を用いることで分子が枝分かれ構造を形成し、分子鎖の絡みが複雑となることで、破砕性指数は小さく機械的な外力に対して強度が高くなるためと考えられる。
【０２３３】
シートの引張強度は、実施例１〜６では、シート製造の加熱方法によらず良好な引張強度が得られた。一方、比較例５ではいずれの加熱方法で製造したシートでも低い引張強度しか得られなかった。比較例５の破砕性指数は大きく、ポリエステルが脆いためシートを形成した場合も繊維を結合した結合素材が外力により破砕されてしまうことが一因となり、シートの引張強度は低くなることがある。
【０２３４】
比較例２〜４では熱プレス法で製造したシートは高い引張強度が得られるが、加熱ローラー法により製造したシートの引張強度は低かった。比較例２〜４は結合素材の軟化温度が高いため、加熱ローラー法では加熱が不足し、結合素材が十分に流動できず繊維の接着面積が減少しシートの引張強度が低下すると考えられる。そのため結合素材の軟化温度は１３３．０℃より低いことが好ましく、１３０．０℃以下であることがより好ましいことがわかった。
【０２３５】
高温でのシート剛性は、実施例１〜６では、熱プレス法及び加熱ローラー法で製造したシート共にローラー温度１８０℃で高い高温剛性が得られた。比較例２〜４でも熱プレス法で製造したシートは高い高温剛性が得られる。しかし、加熱ローラー法で製造した比較例２〜４のシートの高温剛性は低下した。これは加熱ローラー法で製造した比較例２〜４のシートは、加熱不足により結合素材の軟化が十分でなく繊維の接着面積が減少するため引張強度が低く、元々の剛性も低いため高温剛性も低いと考えられる。一方、比較例１と比較例５では熱プレス法及び加熱ローラー法で製造したシート共に高温剛性の低下が発生した。この高温剛性の違いは結合素材のガラス転移温度の違いによると考えられる。実施１〜６や比較例２〜４のようにガラス転移温度が高いことにより、高温時の結合素材の固化状態が維持されやすくなることでシートの高温剛性を高めることができる。シートの高温剛性を確保するため、シート製造用結合素材のガラス転移温度は６５．０℃以上が好ましいことがわかった。
【０２３６】
保存容器に充填し５０℃環境で保存した実施例１〜６、及び比較例２〜４のシート製造用結合素材は、粉体の流動性に大きな変化はなかった。一方、比較例１、５の結合素材では塊状になる現象が見られた。実施例１〜６及び比較例２〜４ではガラス転移温度が高いため、高温環境下での保存安定性が高いものと考えられる。これにより例えば船便輸送のような高温環境下での不良発生を抑制できる。収容容器に充填したシート製造用結合素材の保存安定性を高めるため、結合素材のガラス転移温度は６５℃以上が好ましいことがわかった。
【０２３７】
青色顔料を一体化したシート製造用結合素材を用いた実施例６は、青色に着色したシートが得られた。このシートから青色顔料の脱離は見られなかった。これはほとんどの顔料がポリエステルを介してセルロースに接着しているためである。また青色顔料を一体化したシート製造用結合素材のガラス転移温度、溶融温度、加工性及びこのシート製造用結合素材を適用したシートの加熱プロセス適合性、引張強度は、青色顔料を含まない実施例４
と同等の値を示した。これは、シート製造用結合素材としてポリエステルの比率が顔料や帯電防止剤に比べて圧倒的に多いため、ポリエステル自体の特性が支配的になるためと考えられる。
【０２３８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。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、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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。
【符号の説明】
【０２３９】
２，３，７，８…管、８…管、９…シュート、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２３…管、２４…排出口、２６…解繊部ブロアー、２７…集塵部、２８…捕集ブロアー、２９…管、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…ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、５０…混合部、５２…添加物供給部、５２ａ…排出部、５４…管、５６…混合ブロアー、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…ローラー、７６…サクション機構、７７…サクションブロアー、７９…搬送部、７９ａ…メッシュベルト、７９ｂ…ローラー、７９ｃ…サクション機構、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…カレンダーローラー、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…シート製造装置、１１０…制御部、２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２…加湿部、３００…収容容器、３０２…容器本体、３０４…容器蓋、３１０…収容室、ＢＭ…シート製造用結合素材、ＰＴ…粒子、ＰＥｓ…ポリエステル、ＣＰ…母粒子、ＳＰ…殻
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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