(57)【要約】【課題】長繊維をミクロンオーダーの長さに切断可能であり、繊維長のばらつきやミスカットが少なく、非常にシャープな粒度分布を有し、かつ粒子形状が略均一な樹脂粒子を、高い生産効率かつ低コストで生産することができる樹脂粒子の製造方法の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含む樹脂粒子の製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、
前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法。
【請求項２】
前記繊維集合体の製造工程が、複数の前記繊維にヒートプレスを行うヒートプレス工程を含む請求項１に記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項３】
前記ヒートプレス工程における加熱温度が、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上、融解開始温度以下、又は、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点以上、融点以下である請求項２に記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項４】
得られた前記繊維集合体を温度乃至圧力の制御により平坦化する工程を更に含む請求項２から３のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項５】
前記繊維集合体が、プレート形状である請求項１から４のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項６】
前記繊維集合体の粒子化工程が、前記繊維集合体を切断する切断工程を含む請求項１から５のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項７】
互いに付着した前記樹脂粒子を分離する分離工程を更に含む請求項１から６のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂粒子を球形化する球形化工程を更に含む請求項１から７のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項９】
前記繊維が、延伸処理された繊維である請求項１から８のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記繊維の直径が、５μｍ以上１５０μｍ以下である請求項１から９のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂粒子の体積平均粒径が、１５０μｍ以下である請求項１から１０のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項１２】
熱可塑性樹脂を含む繊維からプレート状の繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、
前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂粒子を製造する方法として、長繊維を束ねて得られた繊維束を切断して短繊維とした樹脂粒子を得る方法が用いられている。従来、短繊維を得る方法として、繊維束を固定して、数ｍｍ、あるいは数ｃｍの長さに切断する方法、及び切断装置が広く知られている。
【０００３】
例えば、繊維を固定する方法として、繊維束をシート状物で囲むことにより固定し、これを切断した後、前記シート状物を取り除く短繊維の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ミクロンオーダー、特に１００μｍ以下の長さの短繊維を得る方法については、繊維束の埋包剤として水を用い、水を固化させて繊維束を切断する極短繊維の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、繊維束を熱収縮チューブで被覆した後に熱収縮させて固定化し、切断する短繊維の製造方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、長繊維をミクロンオーダーの長さに切断可能であり、繊維長のばらつきやミスカットが少なく、非常にシャープな粒度分布を有し、かつ粒子形状が略均一な樹脂粒子を、高い生産効率かつ低コストで生産することができる樹脂粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としての本発明の樹脂粒子の製造方法は、熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、長繊維をミクロンオーダーの長さに切断可能であり、繊維長のばらつきやミスカットが少なく、非常にシャープな粒度分布を有し、かつ粒子形状が略均一な樹脂粒子を、高い生産効率かつ低コストで生産することができる樹脂粒子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ヒートプレス装置の一例を示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に用いられる金型の一例を上から見た概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明に用いられる金型の一例を横から見た概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明に用いられる金型の一例をヒートプレス装置にセットした状態を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の切断工程に用いられる切断機の一例を示す概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、略円柱体の粒子の一例を示す概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１Ａの略円柱体の粒子の側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の一例を示す側面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図５】図５は、頂点を持たない略円柱体の粒子の一例を示す写真である。
【図６】図６は、実施例２の樹脂粒子の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図７】図７は、実施例３の樹脂粒子の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（樹脂粒子の製造方法）
本発明の樹脂粒子の製造方法は、熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含み、平坦化工程、分離工程、球形化工程を含むことが好ましく、更に必要に応じて、配置工程などのその他の工程を含む。
前記繊維集合体の製造工程が、複数の前記繊維にヒートプレスを行うヒートプレス工程を含むことが好ましい。
また、本発明の樹脂粒子の製造方法としては、熱可塑性樹脂を含む繊維からプレート状の繊維集合体を得る製造工程と、前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る粒子化工程と、を含む方法であってもよい。
【００１０】
本発明の樹脂粒子の製造方法は、従来の樹脂粒子の製造方法では、ミクロンオーダー、特に１５０μｍ以下の長さの短繊維を得る方法については、切断長さにばらつきが生じたり、長い繊維が混入したり、斜め切りや二度切りなどのミスカットも増加するため、比較的短い長さの繊維を得ることはできても、粒度分布や粒子形状にばらつきが生じ、均一な樹脂粒子を得ることは非常に困難であるという問題があるという知見に基づくものである。
【００１１】
また、繊維長のばらつきや二度切りなどのミスカットは、繊維を切断する際に、繊維束が動いてしまうことに起因する。これらを防止し、樹脂粒子として安定に得るためには、繊維を切断する際に繊維束をしっかりと固定することが肝要であることを本発明者らは見出した。
特許第４４３５７３８号公報、及び特許第４５６７５０９号公報（特許文献２及び３）により提案された方法は、繊維束を固定化できるため有効であり、特に特許第４４３５７３８号公報（特許文献２）により提案された埋包剤として水を用いる方法は、繊維束の固定力が高く、繊維長のばらつきや二度切りなどのミスカットを低減させることが可能である。さらに、繊維を固定するためのバインダー成分を使用する必要がなく、固定化するために使用するシートも切断後に容易に除去することが可能であるため、不純物の混入を避ける上でも好ましい。
しかし、これらの方法は、生産効率が低くコスト高であること、また吸水性の高い樹脂では、水分吸着により粉末化した際の特性（例えば、流動特性）が悪いことなどから実用上大きな課題となることを本発明者らは見出した。それは繊維をカットする時の束状にした繊維量が限られてしまうことが一因である。大量の繊維を固定し、一度に切断できれば生産効率は高くなり、コストダウンは可能となる。しかし、従来の方法は、固定化はできたとしても、一度に切断できる繊維量が限られているため生産効率が低く、さらに生産期間が長くかかり、それが普及を妨げる大きな要因になっていた。また、水の除去及び乾燥に時間及び熱を大量に必要とすることも生産性を低くする要因である。
また、特許第５３００２３１号公報、及び特許第４５６７５０９号公報（特許文献１及び３）のように異物を用いた固定法は、固定力に優れるためミスカットを生じにくい反面、カットした粉末と固定成分の分離に大きな課題があり、生産効率が低く、また粉末のコンタミが解消することは困難である。
また、米国特許第７７９４６４７号明細書でも繊維の粉末化が提案されているが、本発明の特徴である繊維集合体の製造工程については言及されておらず、本発明者らが必要とするような粒度分布、及び流動性を得られるものではないことがわかった。
国際公開第２０１７／１１２７２３号パンフレットに記載されている、例えばクランプで掴み、繊維を固定する工法では、固定力が安定しない結果、当該文献の図２ａ及び図２ｂに図示されたように、斜め切りが多く、切断幅が不均一で、かつ切断面が延ばされている様な形状を持つ粒子となるため、粒度分布の広い、流動性の悪い粉末となることがわかった。
本発明の樹脂粒子の製造方法は、従来の樹脂粒子の製造方法におけるこれらの問題を本発明者らが見出したことに基づくものである。
【００１２】
＜繊維集合体の製造工程＞
前記繊維集合体の製造工程は、熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて繊維集合体を得る工程である。
また、繊維集合体を得る工程としては、熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させる工程に限られるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂を含む繊維を、その長軸方向が互いに平行になるように配置して、繊維をプレート状にする工程であってもよい。すなわち、繊維集合体の製造工程は、熱可塑性樹脂を含む繊維からプレート状の繊維集合体を得る工程であってもよい。こうすることにより、繊維同士が密着するため、繊維をしっかりと固定できるので、ミスカットを抑制することができる。
前記繊維集合体の製造工程は、複数の前記繊維にヒートプレスを行うヒートプレス工程を含むことが好ましい。また、前記ヒートプレス工程の後に、得られた前記繊維集合体を温度乃至圧力の制御により平坦化する工程（繊維集合体の平坦化工程）を更に含むことが好ましい。
【００１３】
＜＜ヒートプレス工程＞＞
前記ヒートプレス工程は、熱可塑性樹脂を含む繊維をその長軸方向が互いに平行になるように配置した複数の前記繊維（長繊維の束）に、前記繊維が互いに付着するようにヒートプレスを行い、前記繊維からなる繊維集合体を得る工程であることが好ましい。前記ヒートプレス工程によって、前記繊維の向きが同じ方向に揃い、前記繊維が互いに直接接合した繊維集合体を得ることができる。前記ヒートプレス工程は、熱プレス工程、或いは、ホットプレス工程とも称される。
前記繊維集合体の製造工程は、繊維が互いに直接接合した繊維集合体を製造することが可能である。繊維同士を直接接合できることにより、繊維の固定力が高まり、その後の繊維集合体の粒子化工程において、高精度に粒子化することができ、粒度分布が非常にシャープな樹脂粒子を得ることができる。
また、前記繊維集合体の製造工程は、繊維同士を直接接合させることができ、接着剤や樹脂など、他の材料を用いる必要がない。繊維を固定するために、他の材料を用いると、樹脂粒子に不純物が含まれたり、繊維集合体の粒子化工程の精度が低下し、粒度分布がブロードになったり、粗大粒子が含まれたりする場合がある。前記繊維集合体の製造工程は、他の材料を介在せずに、繊維同士を直接接合することが可能であるため、不純物の含有もなく、粒度分布が非常にシャープな樹脂粒子を得ることができる。
【００１４】
前記ヒートプレスを行う方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、市販されているヒートプレス装置、即ち、加熱装置を内蔵したプレス装置を用いてヒートプレスを行う方法などが挙げられる。
前記ヒートプレス装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水や油を使用する液圧プレス式のヒートプレス装置、機械的な駆動機構による機械プレス式のヒートプレス装置などが挙げられ、小型のものから大型のものまで多種が市販されている。これらの中でも、高速で加工でき、それほど高い圧力を必要としない点から、機械プレス式のヒートプレス装置が好ましい。
【００１５】
前記ヒートプレス装置の固定方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、対象物を熱板で挟み込むタイプ、加熱した２本のローラーの間に対象物を挟み、加熱及び加圧を行うローラータイプ、２台のスチールベルトコンベアの間に対象物を挟み、加熱及び加圧を行うベルトコンベアタイプなどが挙げられる。
【００１６】
前記ヒートプレス装置の加熱方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オイルヒート方式、スチーム方式、温水循環方式、通電方式などが挙げられる。さらに、前記ヒートプレス装置には、大気中でプレスするもの以外に、真空下でプレスできる装置もあり、本発明においても有効に使用できる。
【００１７】
前記ヒートプレス工程における加熱温度（プレス温度）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、使用される熱可塑性樹脂が軟化し、繊維同士が付着する温度であり、かつ繊維同士が完全に溶け合わない温度が好ましく、具体的には、前記熱可塑性樹脂の融点の−１００℃以上、前記融点以下が好ましく、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上、及び融解開始温度以下がより好ましい。また、前記ヒートプレス工程における加熱温度としては、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点以上、前記融点以下とすることも好ましい。
前記加熱温度が、前記範囲を満たすと、繊維同士が付着することにより、得られた繊維集合体が十分な硬さを有し、繊維長のばらつきやミスカットを低減することができる観点から好ましい。また、繊維の表面が付着しても、繊維が完全に溶けることがないため、繊維形状が維持されており、切断によって樹脂粒子を得ることができる観点から好ましい。さらに、繊維の断面形状が完全につぶれた状態にならない観点から好ましい。
【００１８】
前記ヒートプレス工程における圧力（プレス圧力）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下がより好ましい。
前記圧力が、前記範囲を満たすと、繊維同士が付着することにより、得られた繊維集合体の硬さが高まり、繊維長のばらつきやミスカットを低減できる観点から好ましい。また、繊維が完全に溶けることがないため、繊維の状態が維持されており、切断によって樹脂粒子を得ることができる観点から好ましい。さらに、繊維の断面形状が完全につぶれた状態にならないため好ましい。
【００１９】
前記ヒートプレス工程における時間（プレス時間）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１秒間以上２４時間以内が好ましく、１分間以上６時間以内がより好ましく、３分間以上３０分間以内が特に好ましい。
前記時間が、前記範囲を満たすと、繊維同士が付着することにより、得られたプレート状の繊維集合体の硬さが高まり、繊維長のばらつきやミスカットを低減できる観点から好ましい。また、繊維が完全に溶けることがないため、繊維の状態が維持されており、切断によって樹脂粒子を得ることができる観点から好ましい。さらに、繊維の断面形状が完全につぶれた状態にならない観点から好ましい。
【００２０】
前記融点、前記結晶化温度、及び前記融解開始温度の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）に準拠して、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を用いて測定する方法などが挙げられる。なお、本発明においては、ＤＳＣチャートに現れる発熱ピークを前記結晶化温度、さらに高温側に現れる吸熱ピークを前記融点、及び前記吸熱ピークの低温側のベースラインとの変曲点を前記融解開始温度とする。
【００２１】
−繊維−
前記繊維とは、熱可塑性樹脂を含む繊維であり、前記熱可塑性樹脂からなってもよく、前記熱可塑性樹脂の他に、流動化剤、強化剤、難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、安定化剤、結晶核剤等の添加剤を含んでいてもよい。前記熱可塑性樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記熱可塑性樹脂の、前記繊維に対する含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０質量％以上が好ましく、７５質量％以上がより好ましく、１００質量％であってもよい。
なお、前記添加剤は、繊維化する前に前記熱可塑性樹脂と混合してもよいし、樹脂粒子として得られた後に混合してもよい。
【００２２】
−−熱可塑性樹脂−−
前記熱可塑性樹脂とは、加熱すると軟化して可塑性を持ち、冷却すると固化する樹脂の総称である。
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアリールケトン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリイミド、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド等のポリマー、結晶性樹脂、非結晶性樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
前記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド４１０（ＰＡ４１０）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）；半芳香族性のポリアミド４Ｔ（ＰＡ４Ｔ）、ポリアミドＭＸＤ６（ＰＡＭＸＤ６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。耐熱性を付与するため一部テレフタル酸やイソフタル酸が入った芳香族を含むポリエステルも好適に用いることができる。
前記ポリエーテルとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）などが挙げられる。
【００２４】
前記結晶性樹脂としては、例えば、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。
なお、前記結晶性樹脂とは、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）の測定した場合に、融解ピークを有するものを意味する。
【００２５】
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ＩＳＯ  ３１４６に準拠して測定したときの融点が１００℃以上の樹脂であることが好ましい。なお、前記融点は、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）に準拠して、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を用いて測定することができ、複数の融点が存在する場合は、高温側の融点を使用する。
【００２６】
前記結晶性樹脂としては、結晶制御された結晶性熱可塑性樹脂が好ましく、熱処理、延伸、結晶核剤、超音波処理等の外部刺激の方法により、結晶サイズや結晶配向が制御されている結晶性熱可塑性樹脂を得ることができる。
これらの中でも、延伸処理された結晶性熱可塑性樹脂が好ましい。本発明の樹脂粒子の製造方法は、繊維集合体の製造工程、及び繊維集合体の粒子化工程を含むため、予め延伸処理して結晶性熱可塑性樹脂とした繊維を用いると、結晶性の樹脂粒子を得ることが可能になる観点から好ましい。従来の樹脂粒子の製造方法では、結晶性の樹脂粒子として得ることは困難である。そのため、本発明において、熱可塑性樹脂を繊維化する際に、上記の方法、特に延伸処理により結晶性を制御し、それを用いて樹脂粒子を製造することは有用である。なお、本発明の樹脂粒子は、結晶性の樹脂粒子に限られるものではなく、非結晶性の樹脂粒子であってもよい。
【００２７】
前記延伸処理としては、例えば、押し出し加工機を用いて、例えば融点より３０℃以上高い温度にて撹拌しながら、繊維状に樹脂溶融物を引き伸ばす方法などが挙げられる。具体的には、樹脂の溶融物を１倍以上１０倍以下程度に延伸し、繊維にすることができる。この時、押出し加工機のノズル口の形状により繊維断面の形状や繊維径を決めることができる。ノズル口の数は多ければ多いほど生産性を高めることが期待できる。
【００２８】
−−添加剤−−
前記添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の添加剤を適宜選択することができ、例えば、酸化防止剤、流動化剤、強化剤、難燃剤、可塑剤、安定化剤、結晶核剤などが挙げられる。
【００２９】
前記酸化防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、いわゆる、劣化防止剤や安定剤を含み、例えば、金属不活性化剤であるヒドラジド系化合物やアミド系化合物、ラジカル捕捉剤であるフェノール系化合物（ヒンダードフェノール系化合物）やアミン系化合物、過酸化物分解剤であるホスフェート系化合物や硫黄系化合物、紫外線吸収剤であるトリアジン系化合物などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ラジカル捕捉剤と過酸化物分解剤との組合せが、酸化防止効果の点から好ましい。
また、樹脂粒子の劣化を抑制する観点においては、予め繊維に酸化防止剤を含有させることが好ましい。
【００３０】
前記酸化防止剤の含有量としては、前記樹脂粒子全量に対して、０．０５質量％以上５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上３質量％以下がより好ましく、０．２質量％以上２質量％以下がさらに好ましい。前記酸化防止剤の含有量が、上記範囲内であることにより、熱劣化を防止する効果が得られる。また、熱による変色を防止する効果も得られる。
【００３１】
前記流動化剤は、前記樹脂粒子の表面の一部又はすべてを被覆することにより、得られた樹脂粒子の流動性を高める目的で用いられる。前記流動化剤は、樹脂粒子の表面に付着していることが好ましく、樹脂粒子に流動化剤を混合攪拌して、表面に付着させることがより好ましい。
前記流動化剤の平均一次粒径としては、５００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましい。これにより、樹脂粒子表面への流動化剤の被覆率を高めることができ、流動性を向上することができる。なお、前記平均一次粒径は、例えば、粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて測定することができる。
【００３２】
前記流動化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、無機材料からなる球状粒子が好ましく用いられる。特に、金属酸化物が好ましく用いられ、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア（二酸化チタン）、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化鉄、酸化銅などが挙げられる。これらの中でも、シリカやチタニアがより好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
また、前記流動化剤は、表面に疎水化処理されたものが好ましく用いられる。前記疎水化処理の方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。前記疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ジメチルジクロロシラン（ＤＭＤＳ）等のシランカップリング剤、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤などが挙げられる。これらの中では、シランカップリング剤が好ましい。前記疎水化処理剤による処理量としては、粒子の表面積あたり、２ｍｇ／ｍ２以上６ｍｇ／ｍ２以下が好ましい。
【００３４】
前記流動化剤の含有量としては、前記樹脂粒子全量に対して、０．０５質量％以上３質量％以下が好ましく、０．１質量％以上１．５質量％以下がより好ましい。前記含有量が、前記範囲内であると、樹脂粒子の流動性を向上できる。
前記樹脂粒子への前記流動化剤の混合、被覆の工程については、従来公知の混合機や攪拌機が用いられるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できるものが好ましい。また、混合機の回転数、速度、時間、温度などを任意に変更させることが可能である。これらの粉体混合機としては、例えば、Ｖ型混合機、ヘンシェルミキサー、ロッキングミキサー、ナウターミキサー、スーパーミキサーなどが挙げられる。
【００３５】
前記強化剤は、主に強度を高めるために添加され、フィラー又は充填材として含有される。例えば、ファイバーやビーズが好適に用いられ、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラスファイバーやガラスビーズ、カーボンファイバー、金属ファイバー、金属ビーズ、ナノコンポジットなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよいし、樹脂と混合されていてもよく、あるいは樹脂中に埋め込まれていてもよい。
前記強化剤の平均繊維径としては、１μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、平均繊維長さとしては３０μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。前記平均繊維径や前記平均繊維長さが上記範囲であることにより、前記樹脂粒子を用いて得られた繊維集合体などの強度を高めるのに有効である。前記強化剤の含有量としては、前記樹脂粒子全量に対して、５質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。前記含有量が前記範囲内であることにより、強度を高める効果が十分に発揮される。
なお、前記ナノコンポジットは、１μｍ以下であっても同様の効果が発揮される。
【００３６】
前記難燃剤としては、建築材料、車両材料、船舶艤装材料等火災防止対応が必要な材料に好適に用いることができる。前記難燃剤としては、例えば、ハロゲン系、リン系、無機水和金属化合物系、窒素系、シリコーン系の難燃剤；無機強化剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記難燃剤を２種以上併用する場合は、ハロゲン系と無機水和金属化合物系との組合せが、難燃性能を高くすることができる観点から好ましい。
【００３７】
前記無機強化剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の無機繊維状物質；タルク、マイカ、モンモリロナイト等の無機層状珪酸塩などが挙げられる。前記無機強化剤を添加によっても、難燃性を向上することができ、更に、物性強化と難燃性強化との両立が可能となる点から好ましい。
前記樹脂粒子の難燃性は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６９１１、ＪＩＳ  Ｌ１０９１（ＩＳＯ  ６９２５）、ＪＩＳ  Ｃ３００５、発熱性試験（コーンカロリメータ）などにより評価することができる。
【００３８】
前記難燃剤の含有量としては、前記樹脂粒子全量に対して、１質量％以上５０質量％以下が好ましく、難燃性を高めることができる観点から、１０質量％以上３０質量％以下がより好ましい。前記含有量が、前記範囲内であると、十分な難燃性を実現できる。
【００３９】
−繊維集合体−
前記繊維集合体とは、熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて得られた前記繊維の集合体である。
前記繊維集合体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、プレート形状が好ましく、反りが少ないプレート形状であることがより好ましく、外力により容易に崩れない硬さを有するプレート形状であることがさらに好ましい。
【００４０】
本発明の樹脂粒子の製造方法により得られる樹脂粒子は、上述した通り、繊維長のばらつきや二度切りなどのミスカットが少なく、繊維の長さも粒子形状も略均一である。そのような樹脂粒子を得るためには、前記繊維集合体の製造工程において、繊維同士が付着し、手で持っても撓むことがないくらいに硬い繊維集合体にすることが好ましく、そのようなプレート状繊維集合体にすることがより好ましい。
前記繊維集合体の製造工程によって得られた前記繊維集合体は、手で持った時に撓んだり、手で押すと凹むような柔らかさになると、切断時に切断刃によって繊維が動き、その結果、繊維長のばらつきが増加したり、長い繊維が混在したり、斜めカットや二度切りといったミスカットが多くなる場合がある。これは繊維同士の付着が弱かったり、付着していない領域が大きいことが影響しており、繊維同士がしっかりと付着することが樹脂粒子の品質を高める上で有効である。
【００４１】
前記繊維集合体の製造工程によって繊維が互いに直接接合することが、樹脂粒子の品質を高める上で有効であるが、その一方で、繊維同士が完全に溶け合ってしまうと、切断しても樹脂粒子として取り出すことができなくなる場合があるため好ましくない。前記ヒートプレス工程によって得られた繊維集合体に透明な領域があると、その部分は溶融が進み、分離した粒子として回収できなくなる可能性があるので、透明になるまで溶解が進めないように制御することが好ましい。
【００４２】
＜＜繊維集合体の平坦化工程＞＞
前記繊維集合体の平坦化工程は、得られた前記繊維集合体を温度乃至圧力の制御により平坦化する工程である。
前記プレート状の繊維集合体は、硬さ以外に反りがないことも重要である。大きな反りがあると、前記繊維集合体の粒子化工程においてプレート状の繊維集合体が動いてしまい、ミスカットの増加に繋がる。そのため、ミスカットが少なく、樹脂粒子のサイズが均等に揃った樹脂粒子を得るためには、前記プレート状の繊維集合体の硬さが撓んだり、凹んだりすることのない程度に硬く、さらに反りがない平坦な繊維集合体とすることが好ましい。
前記プレート状の繊維集合体の硬さや反りについては、前記ヒートプレス工程におけるヒートプレス条件、即ち、加熱温度、圧力、時間によって制御することが可能である。
【００４３】
図１に、一般的なヒートプレス装置の一例を示す概略図を示す。ヒートプレス装置１は、上下一対の熱板２−１、及び２−２を有し、熱板には、加熱するためのヒーター３が内蔵されている。実際にヒートプレスを行う場合は、例えば、熱板２−１を一度上に移動させ、熱板２−２上に繊維を互いに同じ向きになるように揃えて並べた後、熱板２−１を下ろし、さらに所定の温度、圧力、及び時間でプレスを行う。その後、熱板２−１を上げ、プレスした繊維集合体（プレート状の繊維集合体）を取り出すことができる。
【００４４】
前記ヒートプレス工程は、繊維集合体を加熱しながらプレスを行うため、繊維同士が付着し、手で曲げたり押しても撓んだり、凹まない程度に硬い繊維集合体を得ることができる。続く切断工程において、これを切断することにより、切断刃によって繊維が動くことなく切断できるため、繊維長のばらつきやミスカットの少ない樹脂粒子を得ることができる。
また、前記繊維集合体の製造工程、特に前記ヒートプレス工程によって非常に容易に、密度の高い繊維集合体を得ることができるため、生産効率が高く、低コスト化に有効である。
従来の樹脂粒子の製造方法では、繊維を固定化するのに多くの時間を要する上に、これほどまでに高密化することができなかった。本発明では、短時間で容易に、かつ高密度に繊維を固定化することが可能になり、樹脂粒子の品質向上と生産性向上を両立することが可能となる。
さらに、前記繊維集合体の製造工程において、繊維を固定するための材料を別途加える必要がない。従来の樹脂粒子の製造方法のように、例えば、接着剤、シート、チューブなどを固定するための材料として用いる場合、それらの材料が残留し、得られる樹脂粒子の品質を低下させる恐れがあり、また、樹脂粒子を用いた場合（例えば、３Ｄ造形に用いた場合）に、残留した材料による不具合が生じる恐れがある。更に、それらの材料を除去する工程を更に設ける必要が生じ、生産効率が低下し、高コストとなる。
【００４５】
前記ヒートプレス装置を用いてプレスを行う際は、プレス装置に直接繊維束を並べてもよいが、剥離紙や金型を併用することがより好ましい。
前記剥離紙は、プレスする繊維束の上下に配置することにより、プレス後に繊維がプレス機に付着することを防止することができる。
【００４６】
前記金型としては、特に制限はなく、目的に応じて従来公知の金型を適宜選択することができるが、図２Ａ〜Ｃに示す金型が好ましい。図２Ａは金型を上から、図２Ｂは金型を横から見た図である。図２に示す金型は、２つのプレート１０と１つの型枠１１からなっている。２つのプレートは、共に型枠１１の中に入り込むサイズであり、この２つのプレートの間に繊維束を並べて配置し、プレスを行う。図２Ｃには、これらの金型をヒートプレス装置に配置した概略図を示す。なお、金型の型枠、及びプレートの材質としては、金属が好ましく、鉄、鋼、アルミニウム、これらの合金がより好ましい。
【００４７】
前記金型を使用することにより、前記長繊維の集合体の厚みを均一にすることができる観点から好ましい。金型がないと繊維が外側へ崩れ落ちやすく、そこに厚みの薄い部分ができると、プレスした後にその部分の繊維同士の付着力が弱くなり、柔らかくなったり、繊維が解けたりして、繊維集合体が崩れやすくなることがある。その結果、切断時繊維の動きが大きくなり、繊維長のばらつきやミスカットが多くなり、樹脂粒子の品質低下を招く場合がある。
【００４８】
また、前記金型の使用は、プレス後に繊維集合体が不均一に急冷されることを防止する効果も有する。プレスした後に繊維集合体が不均一に急冷されると、繊維束からなる繊維集合体が反ってしまい、それが繊維長のばらつきやミスカットを増大させる原因にもなる。そのため、繊維長のばらつきやミスカットを低減し、粒度分布がシャープな樹脂粒子を得るためには、前記繊維集合体の製造工程で得られる繊維集合体が手で折れることがない程度に硬く、かつ反りがないことが重要である。これらの点で、金型の使用は有効である。
【００４９】
＜繊維集合体の粒子化工程＞
前記繊維集合体の粒子化工程は、前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る工程である。
＜＜切断工程＞＞
前記繊維集合体の粒子化工程は、前記繊維集合体を切断する切断工程を含むことが好ましい。切断する方向は、前記繊維の長軸方向に対し、より垂直に近い方向に切断することが好ましい。
前記切断する方法としては、前記繊維集合体を切断して、樹脂粒子を製造することができれば、特に制限はなく、目的に応じて従来工程の方法を適宜選択することができ、好適に使用可能な切断装置としては、例えば、高速かつ高精密に切断することが可能な市販の切断機あるいはカット装置などが挙げられる。前記切断機としては、大型のものから小型のものまで各種市販されており、自動タイプや手動タイプなど、目的に応じて各種ラインナップされている。また、前記切断機の切断方式としては、例えば、切断刃が上下に移動して切断する押し切り方式、可動する上刃と固定された下刃の２枚の刃によるせん断力により切断するシャー方式、複数の切断刃が設けられ、回転することにより切断するロータリー方式などが挙げられる。いずれの装置、及び切断方式も有効に使用することができる。
【００５０】
本発明においては、樹脂粒子を作製するため、繊維長は非常に短く、特に１５０μｍ以下に高速かつ高精細に切断することが要求される。このような目的で用いられる切断機としては、前記の中でも、全自動の押し切り方式の切断機が好ましい。前記切断機は、被切断対象物を切断刃の方に送りながら、上下に可動する切断刃で切断する機構になっているものが多く、高速、高精度に切断する上で好ましい。
【００５１】
図３に、本発明の切断工程に好適に使用可能な、押し切り方式の切断機の一例を表す概略図を示す。切断機２１には、切断刃２２と被切断対象物を切断刃の方へ移動する送り板２３が装備されてなる。送り板２３の上には、ヒートプレス工程で得られた繊維集合体（プレート状の繊維集合体）２４を載置し、固定している。
【００５２】
この時、送り板２３が所望の距離だけ切断刃２２の方へ移動し、切断刃２２が下方へ移動することにより、送り板２３上に載置されたプレート状の繊維集合体２４に切断刃２２が入り、切断される仕組みである。その後、切断刃２２は上昇し、送り板２３が再び所望の距離だけ切断刃２２の方へ移動し、切断刃２２が下方へ移動し、これを繰り返すことにより、プレート状の繊維集合体２４は細かく切断され、本発明の樹脂粒子が製造される。
【００５３】
切断工程に用いられる切断刃としては、特に制限はなく、目的に応じて従来公知のものを適宜選択することができる。
【００５４】
＜分離工程＞
前記分離工程は、互いに付着した前記樹脂粒子を分離する工程である。
本発明においては、繊維にヒートプレスを行い、繊維集合体を作製した場合、ヒートプレス条件によっては、切断後に樹脂粒子同士が付着した状態で得られる場合がある。その場合は、前記分離工程を行い、互いに付着した前記樹脂粒子を分離することが好ましい。
前記分離する方法としては、切断工程後の樹脂粒子同士が付着した状態からそれらを分離して、樹脂粒子として取り出すことができれば、特に制限はなく、目的に応じて従来公知の方法を適宜選択することができ、例えば、粉砕手段、解砕手段、分級機、混合機等を有する分離装置を用いた分離方法などが挙げられる。
前記分離装置としては、例えば、流動層式ジェットミル、旋回流型ジェットミル、遠心力型気流式分級機、攪拌型粉砕機、せん断型粉砕機、衝撃型粉砕機、円錐型混合機、せん断型混合機、連続式混合機、振動ミル、超音波ミルなどが挙げられる。
【００５５】
前記ヒートプレス工程では、繊維同士は付着していることが好ましいが、完全に溶解した状態は好ましくない。繊維同士が表面的に付着している場合は、前記分離手段を用いて、大きな機械的シェアをかけなくとも比較的容易に付着した樹脂粒子を解砕することが可能である。
【００５６】
＜球形化工程＞
前記球形化工程は、前記樹脂粒子を球形化する工程である。
前記球形化とは、樹脂粒子の円形度を高めることを意味する。前記円形度とは、円らしさを表す指標であり、１が最も円に近いことを意味する。前記円形度は、面積（画素数）をＳとし、周囲長をＬとしたときに、下式（１）により円形度を測定し、それらを算術平均した値を用いることができる。
円形度＝４πＳ/Ｌ２      ・・・式（１）
なお、前記円形度を簡易的に求める方法としては、例えば、湿式フロー式粒子径・形状分析装置（装置名：ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて測定することにより、数値化することができる。前記湿式フロー式粒子径・形状分析装置は、ガラスセル中を流れる懸濁液中の粒子画像をＣＣＤで高速撮像し、個々の粒子画像をリアルタイムに解析することができ、このような粒子を撮影し、画像解析を行う装置を用いて容易に求めることができる。
【００５７】
前記球形化工程は、前記樹脂粒子の円形度を高め、更に、流動性を高める目的などに用いられてもよい。その場合、前記球形化工程が、流動化剤などの添加剤の存在下で行われることが好ましい。
前記球形化工程に用いられる手段あるいは装置としては、前記分離工程に用いられた手段あるいは装置を用いることができる。前記分離工程では、付着した樹脂粒子を分離するために用いるため、機械的シェアは比較的小さいが、前記球形化工程は、前記分離工程よりは大きな機械的シェアを与えた方がより効果的である。
なお、本発明においては、前記分離工程と前記球形化工程を同時に行うことも可能である。
【００５８】
−−添加剤−−
前記添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の添加剤を選択することができ、例えば、流動化剤、強化剤、難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、安定化剤、結晶核剤などが挙げられる。これらの中でも、樹脂粒子の流動性を高める観点から、流動化剤が好ましい。
【００５９】
また、球形化工程において、樹脂粒子の円形度を高めることで、底面と上面を有する柱体形状を有する樹脂粒子の頂点を取り除くことにより、樹脂粒子の嵩密度を高めることができる。ここで、頂点とは、柱体の中に存在する角の部分をいう。
【００６０】
柱体形状を有する樹脂粒子（柱体粒子）の形状について、図４Ａから図４Ｉを用いて説明する。図４Ａは、略円柱体の粒子の一例を示す概略斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの略円柱体の粒子の側面図である。図４Ｃは、略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の一例を示す側面図である。また、図４Ｄから図４Ｉは、いずれも略円柱体の粒子の頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【００６１】
図４Ａに示す略円柱体を、側面から観察すると、図４Ｂに示すように長方形の形状を有しており、角の部分、すなわち、頂点が４箇所存在する。柱体粒子の頂点の有無の確認は、柱体粒子の側面に対する投影像から判別することができる。例えば、柱体粒子の側面に対して走査型電子顕微鏡（装置名：Ｓ４２００、株式会社日立製作所製）等を用いて観察し、二次元像として取得する。この場合、投影像は４辺形となり、各々隣り合う２辺によって構成される部位を端部とすると、隣り合う２つの直線のみで構成される場合は、角が形成され頂点を持つことになり、図４Ｃから図４Ｉのように端部が円弧によって構成される場合は端部に頂点を持たないことになる。
【００６２】
図５は、頂点を持たない略円柱体の粒子の一例を示す写真である。
なお、図５は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察による写真である。
【００６３】
図５に示すように、柱体３１は、第一の面３２と、第二の面３３と、側面３４とを有する。第一の面３２は、第一の対向面３２ａと、側面３４に沿って延伸した形状である第一の面３２の外周領域３２ｂと、を有する。第一の面３２の外周領域３２ｂは、曲面を介して第一の対向面３２ａと連続する面であり、第一の対向面３２ａと略直交する。第二の面３３は、第一の対向面３２ａと対向する第二の対向面３３ａと、側面３４に沿って延伸した形状である第二の面３３の外周領域３３ｂと、を有する。第二の面３３の外周領域３３ｂは、曲面を介して第二の対向面３３ａと連続する面であり、第二の対向面３３ａと略直交する。側面３４は、第一の面３２、及び第二の面３３に隣接する。また、側面３４上に、第一の面３２の外周領域３２ｂ、及び第二の面３３の外周領域３３ｂが延伸している。
【００６４】
なお、第一の面３２の外周領域３２ｂおよび第二の面３３の外周領域３３ｂ（以降、「外周領域」とも称する）の形状は、側面３４とＳＥＭ画像上で区別可能な形状であればよく、外周領域の一部が側面３４と一体化している形状、外周領域が側面３４と接している形状、及び外周領域と側面３４との間に空間が存在する形状等を含む。また、第一の面３２の外周領域３２ｂおよび第二の面３３の外周領域３３ｂは、側面３４の面方向と略同一の面方向となるように設けられていることが好ましい。
なお、図５に示すように、第一の面３２の外周領域３２ｂおよび第二の面３３の外周領域３３ｂは、側面３４に沿って延伸してなり、側面３４上に位置する。また、第一の面３２の外周領域３２ｂおよび第二の面３３の外周領域３３ｂと、側面３４と、の接続領域近辺を覆う第一の面３２および第二の面３３の特徴的な構造は、ボトルキャップ形状とも称する。
【００６５】
−樹脂粒子−
本発明の樹脂粒子の製造方法によって得られた樹脂粒子の体積平均粒径（Ｍｖ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１ｍｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましい。本発明の製造方法は、短繊維を製造することも可能である、樹脂粒子の製造方法である。そのため、繊維径と繊維長が同等であることが好ましい。例えば、繊維径が１ｍｍの場合は、繊維長を約１ｍｍに、繊維径が１００μｍの場合は、繊維長を約１００μｍにカットすることが好ましい。
【００６６】
なお、前記体積平均粒径（Ｍｖ）は、例えば、粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて測定することができる。また、繊維径や繊維長は、走査型電子顕微鏡を用いて観察を行い、それらの結果から求めることができる。例えば、１０視野の二次元像を得て、それぞれについて繊維径、及び繊維長を求め、それらの平均値を算出することにより、求めることができる。
【００６７】
前記樹脂粒子の体積平均粒径／個数平均粒径（Ｍｖ／Ｍｎ）としては、造形精度向上の観点で、２．００以下が好ましく、１．５０以下がより好ましく、１．２０以下が特に好ましい。
前記個数平均粒径（Ｍｎ）は、例えば、湿式フロー式粒子径・形状分析装置（装置名：ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス社）を用いて、測定することができ、前記Ｍｖ及び前記Ｍｎから、Ｍｖ／Ｍｎを算出することができる。
【００６８】
本発明の樹脂粒子の製造方法によって得られた樹脂粒子は、粒度、粒度分布、熱移動特性、溶融粘度、嵩密度、流動性、溶融温度、及び再結晶温度のようなパラメータについて適切なバランスを有し、ＳＬＳ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式、ＳＭＳ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｓｋ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式、ＭＪＦ（Ｍｕｌｔｉ  Ｊｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ）方式、又はＢＪ（Ｂｉｎｄｅｒ  Ｊｅｔｔｉｎｇ）法などの樹脂粒子を用いた各種立体造形方法において好適に利用される。そのほかにも、本発明の樹脂粒子の製造方法によって得られた樹脂粒子は、表面収縮剤、スペーサー、滑剤、塗料、砥石、添加剤、二次電池セパレーター、食品、化粧品、衣服等において好適に利用される。このほか、自動車、精密機器、半導体、航空宇宙、医療等の分野において用いられる材料や金属代替材料として用いてもよい。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂のペレット（商品名：ノバデュラン５０２０、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製、ガラス転移温度：４３℃、融点２１８℃）を、押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状のものを用いて延伸繊維化を行った。ノズルから出る繊維の本数を６０本、延伸倍率を約４倍程度に設定し、繊維径が約６０μｍの延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維を得た。得られた繊維について、装置名：ＤＳＣ  Ｑ２００（ＴＡインスツルメンツ社製）を用いてＤＳＣを測定した結果、結晶化温度は１９１℃、融点は２２４℃、融解開始温度は２１８℃であった。
【００７１】
得られた繊維を切断した長繊維束を、幅が約３００ｍｍの型枠に予め金属プレートを入れ込んだ金型に、繊維の方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。その後、上から別の金属プレートを型枠に入れ、長繊維束が２枚の金属プレートに挟まれた状態にした後、その金型全体をヒートプレス機（装置名：ＫＵ−ＨＣＰ  ３３、小林機械工業株式会社製）に移した。
【００７２】
ヒートプレス機を、温度２００℃、圧力１ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、前記繊維からなるプレート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、圧力を制御することにより、金型から平坦なプレート状の繊維集合体を取り出すことができた。金型からプレート状の繊維集合体を取り出したところ、繊維同士がしっかりと付着し、手で持っても撓んだり、凹んだりすることがない十分な硬さを有することが確認された。また、平らなところに置いて反りを確認したところ、繊維集合体の端部の浮きは１ｍｍ程度であり、殆ど反りがないことが確認された。
【００７３】
得られたプレート状の繊維集合体を、自動押し切り型切断装置（ＮＪシリーズ１２００型、株式会社荻野精機製作所製）の送り板上に両面テープで貼り付け、切断刃に片刃をセットして、ショット数５００ショット／分間、カット長６０μｍに設定して切断を行った。切断された繊維を走査型電子顕微鏡（装置名：Ｓ４２００、株式会社日立製作所製）で観察した結果、１００μｍ以上の長さの樹脂粒子は殆ど認められず、カット長のばらつきは少なかったが、樹脂粒子同士が付着した粗大粒子が認められた。
【００７４】
そこで、得られた粗大粒子を含む樹脂粒子を、衝突型ジェットミル装置（装置名：Ｌａｂｏ  Ｊｅｔ  Ｍｉｌｌ、日本チューマチック工業株式会社製）を用い、フィード２０ｇ／分間、０．５ＭＰａの条件で分離した。分離後の樹脂粒子を同様に走査型電子顕微鏡で観察した結果、粒子同士が付着している粗大粒子は認められず、カット長のばらつきが少なく、二度切りや斜め切りなどのミスカットも極めて少なく、粒度分布がシャープで、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００７５】
得られた樹脂粒子について、「体積平均粒径（Ｍｖ）」、「個数平均粒径（Ｍｎ）」、及び「体積平均粒径／個数平均粒径（Ｍｖ／Ｍｎ）」を、以下のようにして測定した。結果を下記表２に示す。
【００７６】
［体積平均粒径（Ｍｖ）］
粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて、樹脂粒子の粒子屈折率を使用し、溶媒は使用せず乾式（大気）法にて測定し、体積平均粒径（Ｍｖ）を測定した。ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂の粒子屈折率を１．５７と設定した。
［個数平均粒径（Ｍｎ）］
湿式フロー式粒子径・形状分析装置（装置名：ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス社）を用いて、樹脂粒子の個数平均粒径Ｍｎを測定した。この装置は、ガラスセル中を流れる懸濁液中の粒子画像をＣＣＤで高速撮像し、個々の粒子画像をリアルタイムに解析することができ、画像より粒子形状、粒子径を直接解析することができる。測定カウント数としては、特に制限はないが、３，０００以上が好ましい。
［Ｍｖ／Ｍｎ］
前記Ｍｖを、前記Ｍｎにより除することにより、Ｍｖ／Ｍｎを算出した。
【００７７】
＜評価＞
得られた樹脂粒子の「流動性」、及び「充填率」、並びに射出成型に対する「造形物強度」を以下に示す方法により評価を行った。結果を下記表２に示す。
【００７８】
＜＜流動性＞＞
かさ比重計（ＪＩＳ  Ｚ−２５０４対応、蔵持科学器械製）孔径２．５ｍｍを用いて測定し、以下の評価基準に従って評価を行った。
−評価基準−
◎：詰まりなく流れた
○：詰まりがあるものの、針金にて１回崩すことにより流れた
△：詰まりがあるものの、針金にて２回〜１０回崩すことにより流れた
×：針金にて１１回以上常に崩し続けることにより流れた
××：針金にて常に崩し続けても流ない
【００７９】
＜＜充填率＞＞
作製した立体造形用樹脂粉末の緩み密度を、かさ比重計（ＪＩＳ  Ｚ−２５０４対応、蔵持科学器械製）孔径２．５ｍｍを用いて測定し、測定した緩み密度を各樹脂の真密度で除算して緩み充填率（％）を求めた。
ここで、充填率（％）が、２８％以上であれば、造形物の形状確認だけでなく、嵌めあい確認や、機能の確認の点で実用レベルである。
【００８０】
＜＜造形物強度＞＞
ＳＬＳ方式造形装置（装置名：ＡＭ  Ｓ５５００Ｐ、株式会社リコー製）を用いて、ＳＬＳ方式造形装置の供給床中に１０ｋｇの粉末を加えた。
設定条件としては、０．１ｍｍの層平均厚み、１０ワット以上１５０ワット以下のレーザー出力を設定し、０．１ｍｍのレーザー走査スペース、融点より−３℃の温度にて部品床温度を使用した。立体造形用樹脂粉末から、前記ＳＬＳ方式造形装置にて、引っ張り試験標本を中心部にＹ軸方向に長辺が向くように、５個引っ張り試験標本の長手方向に造形した。各々の造形物層の間隔は５ｍｍである。引張り試験標本サンプルは、ＩＳＯ（国際標準化機構）３１６７  Ｔｙｐｅ１Ａ  １５０ｍｍ長さ多目的犬骨様試験標本（標本は、８０ｍｍ長さ、４ｍｍ厚み、１０ｍｍ幅の中心部分を有する）を使用して行った。造形は、造形時間における初期の方である、２０層目に行った。さらに上辺に様々なサンプルを入れ、造形時間が５０時間かかるように設定した。この時に得られた立体造形物の引っ張り試験片について、ＩＳＯ  ５２７に準じた引張試験（装置名：ＡＧＳ−５ｋＮ、株式会社島津製作所製）を使用して実施し、「引張強度」を評価した。なお、引張試験における試験速度は、５０ｍｍ／分間にて一定とした。また、引張強度の初期値は、造形１回目の立体造形物について５回試験を行い、得られた測定値の平均値である。
ここで、造形物強度（％）が、射出成型品の７０％以上であれば、造形物の形状確認だけでなく、嵌めあい確認や、機能の確認の点で実用レベルである。
【００８１】
（実施例２）
実施例１において、圧力を２ＭＰaに変更した以外は、実施例２と同様にして、樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子について、走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果を図６に示す。その結果、粒子同士が付着している粗大粒子は認められず、カット長のばらつきが少なく、二度切りや斜め切りなどのミスカットも極めて少なく、粒度分布がシャープで、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００８２】
（実施例３）
実施例２において得られた樹脂粒子について、さらに球形化処理を行った。球形化処理として、球形化処理装置（装置名：ＭＰ型ミキサーＭＰ５Ａ／１、三井鉱山株式会社製)を用い、撹拌速度９，６００ｒｐｍにて１０分間処理を行った。
得られた樹脂粒子について、走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果を図７に示す。その結果、粒子の端部が丸められていることが確認された。また、これらの樹脂粒子からなる粉体は流動性が明らかに向上していることが確認された。
【００８３】
（実施例４）
実施例３において、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂のペレット９９．７質量％に、フェノール系酸化防止剤（商品名：ＡＯ−６０、ＡＤＥＫＡ社製）０．１質量％、ホスフェート系酸化防止剤（商品名：ＰＥＰ−３６、ＡＤＥＫＡ社製）０．２質量％を添加し、攪拌した後、押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて、延伸繊維化した以外は、実施例３と同様にして、樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子を走査型電子顕微鏡で観察した結果、粒子同士が付着している粗大粒子は認められず、カット長のばらつきが少なく、二度切りや斜め切りなどのミスカットも極めて少なく、粒度分布がシャープで、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００８４】
（実施例５）
実施例３において、ヒートプレス工程の温度の条件を、１７０℃に設定した以外は、実施例３と同様にして樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子を走査型電子顕微鏡で観察した結果、粒子同士が付着している粗大粒子は殆ど認められなかったが、カット長のばらつきがやや増加し、長さが８０μｍ程度の粒子が若干認められた。また、二度切りされた粒子もやや増加し、粒度分布は実施例１に比べてややブロードに変化したが、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００８５】
（実施例６）
実施例３において、ヒートプレス工程の温度の条件を、１４０℃に設定した以外は、実施例３と同様にして樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子を走査型電子顕微鏡で観察した結果、粒子同士が付着している粗大粒子は殆ど認められなかったが、カット長のばらつきがやや増加し、長さが９０μｍ程度の粒子が若干認められた。また、二度切りされた粒子もやや増加し、粒度分布は実施例１に比べてややブロードに変化したが、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００８６】
（実施例７）
実施例３において、ヒートプレス工程の温度、及び圧力の条件を、１７０℃、及び５ＭＰａに設定した以外は、実施例３と同様にして樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子を走査型電子顕微鏡で観察した結果、粒子同士が付着している粗大粒子は認められず、カット長のばらつきが少なく、二度切りや斜め切りなどのミスカットも極めて少なく、粒度分布がシャープで、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００８７】
（実施例８）
実施例３において、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂のペレットをポリプロピレン（ＰＰ）樹脂のペレットに代えて以下の通り調製した繊維を用い、ヒートプレス工程の温度の条件を、１４０℃に設定した以外は、実施例３と同様にして樹脂粒子を作製した。
ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂のペレット（商品名：ノバテック  ＭＡ３、日本ポリプロ株式会社製、融点：１８０℃、ガラス転移温度：０℃）を、押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状のものを用いて延伸繊維化を行った。ノズルから出る繊維の本数を６０本、延伸倍率を約４倍程度に設定し、繊維径が約６０μｍの延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維を得た。得られた繊維について、装置名：ＤＳＣ  Ｑ２００（ＴＡインスツルメンツ社製）を用いてＤＳＣを測定した結果、融点は１６５℃であった。
得られた樹脂粒子を走査型電子顕微鏡で観察した結果、粒子同士が付着している粗大粒子は認められず、カット長のばらつきが少なく、二度切りや斜め切りなどのミスカットも極めて少なく、粒度分布がシャープで、粒子形状がほぼ同一の樹脂粒子からなる粉末を得ることができた。
【００８８】
（比較例１）
実施例１と同様にして得られた延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維（ＰＢＴの延伸繊維）の束を用い、繊維集合体を調製することなく、繊維の束をカット台に固定せずに配置して切断した以外は、実施例１と同様にして樹脂粒子を作製した。
切断された繊維を走査型電子顕微鏡で観察すると、カット長はおおきくばらつき、また繰り返しカットにより１０μｍ以下の粒子や、１００μｍを超える短繊維が多く存在し、また斜め切りも多く観察され、造形物の品質は射出成型から大きく劣ることがわかった。
【００８９】
（比較例２）
実施例１と同様にして得られた延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維（ＰＢＴの延伸繊維）の束をポリ塩化ビニル（ＰＣＶ）フィルム（商品名：アルトロン、ダイヤプラスフィルム株式会社製）上に並べ、上からＰＣＶフィルムで覆い、ラミネート加工して、平均厚み２ｍｍの長繊維の集合体を得た。
ラミネート加工によって繊維束をフィルムで覆ったシートを、実施例１と同様にして、自動押し切り型切断装置の送り板上に両面テープで貼り付けて切断を行い、樹脂粒子を作製した。
切断された繊維を走査型電子顕微鏡で観察すると、カット長のばらつきは増加しただけでなく、数ｍｍの非常に長い繊維も多数混在していることがわかった。さらに、この方法だとシートの挟持された繊維の厚みは２ｍｍ程度が限界であり、３ｍｍ以上に厚くするとカット長のばらつきが顕著に増加し、樹脂粒子というよりも短繊維に近い様相を呈していた。また、ＰＣＶフィルムは、後から除去しやすいようにフィルムすべてを切断しないように調整したが、それでもフィルムの細かな屑や破片が樹脂粒子に混在しており、それらをきれいに除去することはできなかった。また、ＰＶＣフィルムのノリ成分と思われるコンタミも発生し、流動性が著しく劣ることがわかった。
【００９０】
（比較例３）
実施例１と同様にして得られた延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維（ＰＢＴの延伸繊維）の束を用い、繊維が束状になるように油に浸して収束した繊維の束をカット台に固定せずに配置して切断した以外は、実施例１と同様にして樹脂粒子を作製した。
切断された繊維を走査型電子顕微鏡で観察すると、カット長のばらつきは増加しただけでなく、数ｍｍの非常に長い繊維も多数混在していることがわかった。さらにこの方法だと粉末と油の分離が困難であり、造形することができなかった。
【００９１】
（比較例４）
実施例１と同様にして得られた延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維（ＰＢＴの延伸繊維）の束を用い、繊維が束状になるように純水に浸して収束した繊維の束をカット台に固定せずに配置して切断した以外は、実施例１と同様にして樹脂粒子を作製した。
切断された繊維を走査型電子顕微鏡で観察すると、カット長のばらつきは増加しただけでなく、数ｍｍの非常に長い繊維も多数混在していることがわかった。水での固定力では不十分であり、繊維の斜め切りなども非常に多く、造形することはできたが、品質が非常に悪いものであった。
【００９２】
（比較例５）
実施例１と同様にして得られた延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維（ＰＢＴの延伸繊維）の束を用い、繊維が束状になるようにクランプを用いて収束した繊維の束をカット台に固定せずに配置して切断した以外は、実施例１と同様にして樹脂粒子を作製した。
切断された繊維を走査型電子顕微鏡で観察すると、カット長のばらつきは増加しただけでなく、数ｍｍの非常に長い繊維も多数混在していることがわかった。クランプで固定するだけでは固定力が不十分であり、繊維の斜め切りなども非常に多く、造形することはできたが、品質が非常に悪いものであった。
【００９３】
（比較例６）
実施例３において、ヒートプレス工程の温度の条件を、２５０℃に設定した以外は、実施例３と同様にして樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子を走査型電子顕微鏡で観察した結果、繊維集合体において、繊維が互いに溶融して一体化してしまい、切断を行っても粒子化しなかった。したがって、樹脂粒子からなる粉末を得ることができず、評価できなかった。
【００９４】
【表１】
2020037665.tif 000002
【００９５】
【表２】
2020037665.tif 000003
【００９６】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  熱可塑性樹脂を含む繊維を互いに直接接合させて繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、
前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法である。
＜２＞  前記繊維集合体の製造工程が、複数の前記繊維にヒートプレスを行うヒートプレス工程を含む前記＜１＞に記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜３＞  前記ヒートプレス工程における加熱温度が、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上、融解開始温度以下、又は、前記熱可塑性樹脂のガラス転移点以上、融点以下である前記＜２＞に記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜４＞  前記繊維集合体の製造工程が、得られた前記繊維集合体を温度乃至圧力の制御により平坦化する工程を更に含む前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜５＞  前記繊維集合体が、プレート形状である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜６＞  前記繊維集合体の粒子化工程が、前記繊維集合体を切断する切断工程を含む前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜７＞  互いに付着した前記樹脂粒子を分離する分離工程を更に含む前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜８＞  前記樹脂粒子を球形化する球形化工程を更に含む前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜９＞  前記繊維が、延伸処理された繊維である前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１０＞  前記繊維の直径が、５μｍ以上１５０μｍ以下である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１１＞  前記樹脂粒子の体積平均粒径が、１５０μｍ以下である前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１２＞  前記樹脂粒子の体積平均粒径／個数平均粒径（Ｍｖ／Ｍｎ）が、２．００以下である前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１３＞  前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアリールケトン、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリアセタール、ポリイミド、及びフッ素樹脂から選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１４＞  前記繊維が、酸化防止剤、流動化剤、強化剤、難燃剤、可塑剤、安定化剤、及び結晶核剤から選択される少なくとも１種の添加剤を更に含む前記＜１３＞に記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１５＞  前記添加剤が、酸化防止剤である前記＜１４＞に記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１６＞  前記ポリオレフィンが、ポリエチレン、及びポリプロピレンから選択される少なくとも１種である前記＜１３＞から＜１５＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１７＞  前記ポリアミドが、芳香族ポリアミドを含む、ポリアミド４１０、ポリアミド４Ｔ、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６１０、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、及びアラミドから選択される少なくとも１種である前記＜１３＞から＜１６＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１８＞  前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリ乳酸から選択される少なくとも１種である前記＜１３＞から＜１７＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１９＞  前記ポリエステルが、ポリブチレンテレフタレートである前記＜１８＞に記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜２０＞  前記ポリアリールケトンが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、及びポリエーテルケトンケトンから選択される少なくとも１種である前記＜１３＞から＜１９＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜２１＞  熱可塑性樹脂を含む繊維からプレート状の繊維集合体を得る繊維集合体の製造工程と、
前記繊維集合体を粒子化して樹脂粒子を得る繊維集合体の粒子化工程と、を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法である。
【００９７】
前記＜１＞から＜２１＞のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法は、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特許第５３００２３１号公報
【特許文献２】特許第４４３５７３８号公報
【特許文献３】特許第４５６７５０９号公報
【符号の説明】
【００９９】
１  ヒートプレス装置
２１  切断機
２４  繊維集合体
【図１】
2020037665.tif 000004
【図２Ａ】
2020037665.tif 000005
【図２Ｂ】
2020037665.tif 000006
【図２Ｃ】
2020037665.tif 000007
【図３】
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【図４Ａ】
2020037665.tif 000009
【図４Ｂ】
2020037665.tif 000010
【図４Ｃ】
2020037665.tif 000011
【図４Ｄ】
2020037665.tif 000012
【図４Ｅ】
2020037665.tif 000013
【図４Ｆ】
2020037665.tif 000014
【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
2020037665.tif 000016
【図４Ｉ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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