(57)【要約】      （修正有）【課題】押出機の内部における原料の分散不良を防ぐことができ、押出機を使用して成形品を長時間連続して作ることができる発泡材及びその製造方法を提供する。【解決手段】発泡材製造方法は、混合物製造工程と、ペレット成形工程と、発泡材製造工程とからなる。混合物製造工程では、それぞれ粒径を３０〜２００μｍとした親水性高分子とポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂と植物繊維と無機化合物との微粉体と水Ｗとを混練機に投入して混練して混合物を得、これを造粒機で水分量が５〜３０重量％の範囲のペレット１Ａを製造し、これを押出機１５に投入して１５０〜１９０℃で加熱混練し、水分を気化させ、ダイから押し出して気泡を膨張させて２０〜８０倍に膨張させ、冷却固化して発泡材7。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機を使用して作られる発泡材の製造方法であって、
親水性高分子を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の親水性高分子微粉体と、３０〜２００μｍの粒径のポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂と、植物性繊維を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の植物性繊維微粉体とに水を加え、混練機を使用してそれらを前記水とともに混練してそれらが均一に分散する流動性混合物を作る混合物製造工程と、
造粒機を使用して前記流動性混合物を湿式造粒した後、全重量に対する水分量が５〜３０％の範囲にある所定形状のペレットを成形するペレット成形工程と、
前記ペレット成形工程で成形されたペレットを押出機に投入して発泡材を製造する発泡材製造工程とを含み、
前記発泡材製造工程では、前記ペレットを前記押出機に投入して前記押出機の内部で加熱混練し、前記親水性高分子微粉体と前記合成樹脂とを溶解させて前記植物性繊維微粉体を均一に分散させた所定温度の高温流動物とし、
前記ペレットに含まれる水分を前記押出機内で気化させて前記高温流動物の内部に多数の気泡を形成し、
前記高温流動物を前記押出機に設けられたダイから押し出すことにより、前記気泡を膨張させて前記高温流動物を所定倍率に膨張させつつ冷却固化して発泡材とすることを特徴とする発泡材の製造方法。
【請求項２】
前記混合物製造工程では、前記流動性混合物の全重量に対する親水性高分子微粉体の重量比を５．０〜６９．５％、前記流動性混合物の全重量に対する前記合成樹脂の重量比を１０．０〜５０．０％、前記流動性混合物の全重量に対する植物繊維微粉体の重量比を２０．０〜６０．０％の範囲とし、
前記ペレット成形工程では、円柱状で長さを０．５〜１０．０ｍｍの範囲、直径を１．０〜５．０ｍｍの範囲にすると共に、嵩比重が０．２〜１．０の範囲であり、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するペレットを成形することを特徴とする請求項１に記載の発泡材の製造方法。
【請求項３】
押出機を使用して作られる発泡材の製造方法であって、
親水性高分子を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の親水性高分子微粉体と、植物性繊維を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の植物性繊維微粉体とに水を加え、混練機を使用してそれら微粉体を前記水とともに混練してそれら微粉体が均一に分散する流動性混合物を作る混合物製造工程と、
造粒機を使用して前記流動性混合物を湿式造粒した後、全重量に対する水分量が５〜３０％の範囲にある所定形状のペレットを成形するペレット成形工程と、
前記ペレット成形工程で成形されたペレットとポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂とを押出機を用いて発泡材を製造する発泡材製造工程とを含み、
前記発泡材製造工程では、前記ペレットと前記合成樹脂とを前記押出機に投入して前記押出機の内部で加熱混練し、前記親水性高分子微粉体と前記合成樹脂とを溶解させて前記植物性繊維微粉体を均一に分散させた所定温度の高温流動物とし、
前記ペレットに含まれる水分を前記押出機内で気化させて前記高温流動物の内部に多数の気泡を形成し、
前記高温流動物を前記押出機に設けられたダイから押し出すことにより、前記気泡を膨張させて前記高温流動物を所定倍率に膨張させつつ冷却固化して発泡材とすることを特徴とする発泡材の製造方法。
【請求項４】
前記混合物製造工程では、前記流動性混合物の全重量に対する親水性高分子微粉体の重量比を５．０〜６９．５％、前記流動性混合物の全重量に対する植物繊維微粉体の重量比を２０．０〜６０．０％の範囲とし、
前記ペレット成形工程では、円柱状で長さを０．５〜１０．０ｍｍの範囲、直径を１．０〜５．０ｍｍの範囲にすると共に、嵩比重が０．２〜１．０の範囲であり、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するペレットを成形することを特徴とする請求項３に記載の発泡材の製造方法。
【請求項５】
前記混合物製造工程では、無機化合物を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの無機化合物微粉体を前記流動性混合物の全重量に対して重量比で０．５〜３５．０％の範囲で混入することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発泡材の製造方法。
【請求項６】
前記発泡材製造工程では、前記押出機の加熱温度を１５０〜１９０℃とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発泡材の製造方法。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の製造方法により製造された発泡材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出機で発泡材を製造する際に、押出機の内部における原料の分散不良を防ぐことができ、押出機を使用して発泡材を長時間連続して作ることができる製造方法及び当該製造方法により製造された発泡材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡材として、例えば、先行技術文献には、紙成分と熱可塑性合成樹脂と植物性材料と水とを押出機の内部で加熱しながら混練し、押出機の内部における水の気化を利用して紙成分と合成樹脂と植物性材料とからなる混合物を所定倍率に発泡させた発泡材とその製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この発泡材は、紙成分として古紙を破砕した破砕物を使用し、合成樹脂としてパウダー状のポリプロピレンホモポリマーを使用するとともに、植物性材料としてコーンスターチを使用している。この発泡材は、それに古紙を破砕した破砕物とコーンスターチとが含まれているので、資源の有効利用に役立つとともに、発泡材が合成樹脂のみから作られている場合と比較し、発泡材の焼却時における燃焼カロリーを低下させることができる。
【０００４】
しかし、この種の発泡材では、破砕物やパウダー状ポリプロピレンホモポリマー、コーンスターチ各々の比重や嵩が異なることから、発泡材の製造時に押出機の内部においてそれらが均一に分散せず、製造された発泡材の一部分に破砕物やコーンスターチが偏在する場合がある。破砕物やコーンスターチが発泡材の一部分に偏在すると、その部分における発泡材の強度が著しく低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、この種の発泡材の製造では、押出機の内部における破砕物の分散不良によって、破砕物が押出機のスクリュに集中し、破砕物がスクリュに絡まったり、混合物に対するスクリュの噛み込みが不安定となり、それらによってスクリュの回転に脈動が生じ、混合物が発泡過剰や発泡不良を起こしてしまう場合がある。また、この種の発泡材の製造では、押出機の内部における破砕物の分散不良によって、破砕物がダイの一部分に集中し、ダイが目詰まりを起こす場合があるので、発泡材を長時間連続して製造することが困難になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７３８００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、押出機で発泡材を製造する際に、押出機の内部における原料の分散不良を防ぐことができ、押出機を使用して発泡材を長時間連続して作ることができる製造方法及び当該製造方法により製造された発泡材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】
【０００８】
本発明は、押出機を使用して作られる発泡材の製造方法であって、親水性高分子を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の親水性高分子微粉体と、３０〜２００μｍの粒径のポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂と、植物性繊維を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の植物性繊維微粉体とに水を加え、混練機を使用してそれらを前記水とともに混練してそれらが均一に分散する流動性混合物を作る混合物製造工程と、造粒機を使用して前記流動性混合物を湿式造粒した後、全重量に対する水分量が５〜３０％の範囲にある所定形状のペレットを製造するペレット成形工程と、前記ペレット成形工程を介して製造されたペレットを押出機に投入して発泡材を製造する発泡材製造工程とを含み、前記発泡材製造工程では、前記ペレットを前記押出機に投入して前記押出機の内部で加熱混練し、前記親水性高分子微粉体と前記合成樹脂とを溶解させて前記植物性繊維微粉体を均一に分散させた所定温度の高温流動物とし、前記ペレットに含まれる水分を前記押出機内で気化させて前記高温流動物の内部に多数の気泡を形成し、前記高温流動物を前記押出機に設けられたダイから押し出すことにより、前記気泡を膨張させて前記高温流動物を所定倍率に膨張させつつ冷却固化して前記発泡材とすることを特徴とする（第１発明）。
【０００９】
前記第１発明において、前記混合物製造工程では、前記流動性混合物の全重量に対する親水性高分子微粉体の重量比を５．０〜６９．５％、前記流動性混合物の全重量に対する前記合成樹脂の重量比が１０．０〜５０．０％、前記流動性混合物の全重量に対する植物繊維微粉体の重量比を２０．０〜６０．０％の範囲とし、前記ペレット成形工程では、略円柱状で長さを０．５〜１０．０ｍｍの範囲、直径を１．０〜５．０ｍｍの範囲にすると共に、嵩比重が０．２〜１．０の範囲であり、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するペレットを成形することが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、押出機を使用して作られる発泡材の製造方法であって、親水性高分子を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の親水性高分子微粉体と、植物性繊維を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの粒径の植物性繊維微粉体とに水を加え、混練機を使用してそれら微粉体を前記水とともに混練してそれら微粉体が均一に分散する流動性混合物を作る混合物製造工程と、造粒機を使用して前記流動性混合物を湿式造粒した後、全重量に対する水分量が５〜３０％の範囲にある所定形状のペレットを製造するペレット成形工程と、前記ペレット成形工程を介して製造されたペレットとポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂とを押出機を用いて発泡材を製造する発泡材製造工程とを含み、前記発泡材製造工程では、前記ペレットと前記合成樹脂とを前記押出機に投入して前記押出機の内部で加熱混練し、前記親水性高分子微粉体と前記合成樹脂とを溶解させて前記植物性繊維微粉体を均一に分散させた所定温度の高温流動物とし、前記ペレットに含まれる水分を前記押出機内で気化させて前記高温流動物の内部に多数の気泡を形成し、前記高温流動物を前記押出機に設けられたダイから押し出すことにより、前記気泡を膨張させて前記高温流動物を所定倍率に膨張させつつ冷却固化して前記発泡材とすることを特徴とする（第２発明）。
【００１１】
前記第２発明において、前記混合物製造工程では、前記流動性混合物の全重量に対する親水性高分子微粉体の重量比を５．０〜６９．５％、前記流動性混合物の全重量に対する植物繊維微粉体の重量比を２０．０〜６０．０％の範囲とし、前記ペレット成形工程では、略円柱状で長さを０．５〜１０．０ｍｍの範囲、直径を１．０〜５．０ｍｍの範囲にすると共に、嵩比重が０．２〜１．０の範囲であり、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するペレットを成形することが好ましい。
【００１２】
また、前記第１及び第２発明においては、前記混合物製造工程で、無機化合物を微粉砕して作られた３０〜２００μｍの無機化合物微粉体を前記流動性混合物の全重量に対して重量比で０．５〜３５．０％の範囲で混入してもよい。
【００１３】
また、前記第１及び第２発明においては、前記発泡材製造工程で、前記押出機の加熱温度を１５０〜１９０℃とすることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の発泡材は、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、押出機で発泡材を製造する際に、押出機の内部における原料の分散不良を防ぐことができ、押出機を使用して発泡材を長時間連続して作ることができる製造方法及び発泡材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一例として示すペレットの斜視図である。
【図２】図１のペレットの製造方法の一例を示す工程概略図である。
【図３】図１のペレットから作られる発泡材の製造方法を示す工程概略図である。
【図４】他の一例として示すペレットの斜視図である。
【図５】図４のペレットの製造方法の一例を示す工程概略図である。
【図６】図４のペレットから作られる発泡材の製造方法を示す工程概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面に基づいて、本発明に係る発泡材の製造方法及び当該製造方法により製造された発泡材の詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１８】
まず、第１発明について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、一例として示すペレット１Ａの斜視図である。このペレット１Ａは、押出成形の技術を利用して作られる発泡材７（成形品）の原料を構成する（図３参照）。
【００１９】
ペレット１Ａは、親水性高分子２から形成された微粉体Ｐ１（第１微粉体）と、ポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂３と植物繊維４と無機化合物５とから形成された微粉体Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４（第２微粉体）とを所定の割合で混合した混合物である（図２参照）。ペレット１Ａは、所定量の水分を含有する。
【００２０】
ペレット１Ａには、親水性高分子２の微粉体Ｐ１、合成樹脂３の微粉体Ｐ２、植物繊維４の微粉体Ｐ３、無機化合物５の微粉体Ｐ４、の各々が略均一に分散している。それらの微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の粒子径は、３０〜２００μｍの範囲にある。ペレット１Ａでは、それら微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が実質的に目視不能である。
【００２１】
ペレット１Ａは、円柱状を呈する固形物であり、その長さＬ１が０．５〜１０．０ｍｍ、その直径Ｌ２が１．０〜５．０ｍｍの範囲にある。ペレット１Ａは、その嵩比重が０．２〜１．０の範囲にあり、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するとともに、１５０〜１９０℃の温度で溶解する。
【００２２】
親水性高分子２には、植物系天然高分子と合成高分子とのうちの少なくとも一方が使用されている。親水性高分子２は、合成樹脂３と植物繊維４と無機化合物５とを接着するバインダーとして機能する。
【００２３】
植物系天然高分子には、デンプンを使用することができる。デンプンには、馬鈴薯、サツマイモ、コーンスターチ、米デンプン、小麦デンプン、コンニャク、タピオカ、改質デンプン、加工デンプン、のうちの少なくとも１つを使用することができる。植物系天然高分子には、デンプンの他に、ニカワ、寒天、フスマ、ヌカ、オカラ、ゼラチン、のうちの少なくとも１つを使用することもできる。
【００２４】
合成高分子には、ポリビニルアルコール、アクリル酸塩、マイレン酸塩、油脂ワックス、のうちの少なくとも１つを使用することができる。親水性高分子２の微粉体Ｐ１は、植物系天然高分子と合成高分子とを粉砕機で微粉砕して作ることができる。
【００２５】
ポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂３には、ポリプロピレンとポリエチレンとのうちのいずれか一方、又は、それらを所定の割合で混合した樹脂が使用されている。
【００２６】
ポリプロピレンには、ブロック重合ポリプロピレン、ランダム重合ポリプロピレン、ホモ重合ポリプロピレン、メタロセン触媒ポリプロピレン、変成ポリプロピレン、のうちの少なくとも１つを使用することができる。
【００２７】
ポリエチレンには、低密度ポリエチレン、リニア低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、メタロセン触媒ポリエチレン、変成ポリエチレン、のうちの少なくとも１つを使用することができる。
【００２８】
合成樹脂３の微粉体Ｐ２としては、合成樹脂３の重合過程で生成されるポリマー粒子を使用することができる。また、合成樹脂３の微粉体Ｐ２は、塊状の合成樹脂３を粉砕機で微粉砕して作ることもできる。
【００２９】
植物繊維４には、紙が使用されている。紙には、バージン紙や古紙を使用することができる。紙には、それを製造するときに発生する破紙や損紙を使用することもできる。紙には、塩素と蛍光増白剤とを非含有のものを使用することが好ましい。古紙を原料とした植物繊維４は、セルロース成分が９５％以上であることが好ましい。紙から形成された植物繊維４の微粉体Ｐ３は、紙を粉砕機で微粉砕して作ることができる。
【００３０】
植物繊維４には、製紙される以前のパルプを使用することもできる。パルプから形成された植物繊維４の微粉体Ｐ３は、パルプを粉砕機で微粉砕して作ることができる。パルプから作られた植物繊維４の微粉体Ｐ３は、リグニン成分が１％以下のものを使用することが好ましい。
【００３１】
パルプには、機械的パルプ、化学的機械パルプ、半化学的パルプ、化学的パルプ、のうちの少なくとも１つを使用することができる。パルプは、木材パルプを使用することが好ましいが、木材パルプにぼろパルプや茎桿パルプ、靭皮パルプ等のうちの少なくとも１つを混合することもできる。パルプは、塩素と蛍光増白剤とを非含有のものを使用することが好ましい。
【００３２】
植物繊維４には、紙やパルプの他に、植物自体を使用することもできる。植物から形成された植物繊維４の微粉体Ｐ３は、植物を粉砕機で微粉砕して作ることができる。植物には、パガス、ケナフ、アシ、麻、ミツマタ、コーゾ、ガンビ、竹、のうちの少なくとも１つを使用することができる。
【００３３】
無機化合物５は、酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム、クレー、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム、亜鉛華、貝殻カルシウム、石炭、のうちの少なくとも１つが使用されている。無機化合物５の微粉体Ｐ４は、無機化合物５が塊状のものであれば、それを粉砕機で微粉砕して作ることができる。
【００３４】
図２は、図１のペレット１Ａの製造方法を示す工程概略図である。ペレット１Ａの製造方法は、混練機１１を使用して流動性混合物６を製造する混合物製造工程Ｓ１と、造粒機１２を使用して混合物６からペレット１Ａを製造するペレット製造工程Ｓ２とから形成されている。
【００３５】
混合物製造工程Ｓ１では、親水性高分子２とポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂３と植物繊維４と無機化合物５との微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４（第１及び第２微粉体）が混練機１１に投入されるとともに、水Ｗが混練機１１に注入される。混練機１１では、その内部に設置されたスクリュ（図示せず）の回転によってそれら微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が水Ｗとともに混練され、粘性を有する粘土状の流動性混合物６が製造される。
【００３６】
混練機１１に注入される水Ｗの割合（混合物製造工程で加えられる水の重量比）は、混練機１１に投入される微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の全重量（混合物製造工程で混練される第１及び第２微粉体の全重量）に対して２０〜５０％の範囲にある。水Ｗの温度は、１〜３０℃の範囲にある。水Ｗには、水道水を使用することができる。水Ｗには、特に限定はなく、軟水や硬水、純水のいずれであってもよい。
【００３７】
混練機１１に注入される水Ｗの割合が２０％未満では、親水性高分子２や合成樹脂３、植物繊維４、無機化合物５、の微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を十分に混練することができず、流動性混合物６を作ることができない。混練機１１に注入される水Ｗの割合が５０％を超過すると、混合物６の粘性が著しく低下し、後記するペレット製造工程Ｓ２において混合物６を加熱して水分を蒸発させる必要が生じる。また、水分を蒸発させるために混合物６を加熱すると、それに含まれる親水性高分子２の微粉体Ｐ１が糊状に変質し、混合物６の粘性が著しく増加してしまう。混練機１１に注入される水Ｗの温度が３０℃を超過すると、混練される親水性高分子２の種類にもよるが、親水性高分子２の微粉体Ｐ１が糊状に変質してしまう場合がある。
【００３８】
ペレット製造工程Ｓ２では、混練機１１から排出された混合物６が配管１３を通ってホッパ１４からスクリュ押出し造粒機１２の内部に流入する。造粒機１２の内部では、混合物６がスクリュ（図示せず）の回転によって加圧されながら造粒機１２の後端部１２ａから先端部１２ｂへ向かって移動する。
【００３９】
混合物６は、造粒機１２の先端部１２ｂに取り付けられたパンチングプレート（図示せず）を通って造粒機１２の外部へ排出される。混合物６は、パンチングプレートに形成された円形の多数の開孔によって円柱状に成形されるとともに、所定の長さに切断される。その後、混合物６が自然乾燥され、多数のペレット１Ａが製造される。
【００４０】
ペレット１Ａの製造方法では、親水性高分子２や合成樹脂３、植物繊維４、無機化合物５、の微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が水Ｗとともに十分に混練されるので、製造されたペレット１Ａにそれらの微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を略均一に分散させることができる。微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、粒子径が３０〜２００μｍの範囲にあるので、それら微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の比重や嵩が大きく異なることはなく、微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のいずれかがペレット１Ａの一部分に偏在することはない。
【００４１】
図３は、図１のペレット１Ａから作られる発泡材７の製造方法を示す発泡材製造工程概略図である。発泡材７は、押出機１５を使用して製造され、押出機１５の先端部１５ｂに取り付けられたダイ（図示せず）によって板状に成形され、所定の形状の成形品に作製される。
【００４２】
発泡材７製造工程では、押出機１５の後端部１５ａに取り付けられたホッパ１６から多数のペレット１Ａが投入され、ペレット１Ａが押出機１５の内部に進入する。
【００４３】
押出機１５の内部では、ペレット１Ａが加熱されるとともに、押出機１５のスクリュ（図示せず）の回転によってペレット１Ａが加圧されながら混練される。押出機１５の内部では、親水性高分子２と合成樹脂３とが溶解し、ペレット１Ａが所定温度の高温流動物（図示せず）になる。流動物には、植物繊維４と無機化合物５との微粉体Ｐ３，Ｐ４が略均一に分散している。なお、ペレット１Ａは、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するので、スクリュの回転によってペレット１Ａを容易に砕くことができる。
【００４４】
押出機１５の内部でペレット１Ａが高温流動物に変わると、ペレット１Ａに含まれる水分が瞬時に気化し、水分が気化前の体積の約１２００倍以上の体積を有する蒸気に変化する。流動物の内部には、水分の気化によって多数の気泡８が形成される。流動物は、ダイから押し出された瞬間に、気泡８の膨張にともなって所定の倍率に膨張する。流動物は、ダイから押し出された後、冷却固化して板状の発泡材７となる。
【００４５】
図３に示す発泡材７製造工程では、微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が略均一に分散するペレット１Ａを使用しているので、ペレット１Ａを加熱、混練することによって形成される流動物に微粉体Ｐ３，Ｐ４を均一に分散させることができ、微粉体Ｐ３，Ｐ４のいずれかが製造された発泡材７の一部分に偏在することはなく、発泡材７の強度が部分的に低下することはない。
【００４６】
発泡材７では、親水性高分子２が気泡８を包被する膜を形成する。発泡材７の発泡倍率は、発泡前の流動物の単位体積当たり２０〜８０倍である。発泡材７の燃焼カロリーは、４５００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇの範囲にある。
【００４７】
押出機１５では、その内部に進入したペレット１Ａを１５０〜１９０℃に加熱している。ペレット１Ａの加熱温度が１５０℃未満では、押出機１５の内部において親水性高分子２と合成樹脂３との微粉体Ｐ１，Ｐ２が溶解せず、ペレット１Ａを高温流動物にすることができない。ペレット１Ａの加熱温度が１９０℃を超過すると、親水性高分子２や合成樹脂３、植物繊維４の性状が変化し、特に、植物繊維４が黄ばんだり、黒ずんだりすることで、発泡材７が変色してしまう場合がある。
【００４８】
ペレット１Ａでは、その全重量に対する親水性高分子２の重量比が５〜６９．５％、その全重量に対する合成樹脂３の重量比が１０〜５０％の範囲にある。ペレット１Ａでは、その全重量に対する植物繊維４の重量比が２０〜６０％、その全重量に対する無機化合物５の重量比が０．５〜３５％の範囲にある。ペレット１Ａの全重量に対する親水性高分子２の重量比は、２０〜６９．５％の範囲にあることが好ましい。
【００４９】
なお、このペレット１Ａの製造方法では、混練機１１で製造される流動性混合物６の全重量に対する親水性高分子２の重量比が５〜６９．５％、流動性混合物６の全重量に対する合成樹脂３の重量比が１０〜５０％、流動性混合物６の全重量に対する植物繊維４の重量比が２０〜６０％、流動性混合物６の全重量に対する無機化合物５の重量比が０．５〜３５％の範囲にある。
【００５０】
親水性高分子２の重量比が５％未満では、親水性高分子２の接着機能を十分に利用することができないので、親水性高分子２によって合成樹脂３と植物繊維４と無機化合物５とを接着することができず、所定形状のペレット１Ａを製造することができない。
【００５１】
合成樹脂３の重量比が１０％未満では、ペレット１Ａから製造された発泡材７の強度が著しく低下し、発泡材７が容易に破損してしまう。合成樹脂３の重量比が５０％を超過すると、ペレット１Ａの燃焼カロリーが増加し、その結果、ペレット１Ａから製造される発泡材７の燃焼カロリーが６０００ｋｃａｌ／ｋｇを超えてしまう。
【００５２】
植物繊維４の重量比が２０％未満かつ無機化合物５の重量比が０．５％未満では、ペレット１Ａの燃焼カロリーを低下させることができず、ペレット１Ａから製造された発泡材７の燃焼カロリーを低下させることができない。
【００５３】
植物繊維４の重量比が６０％超過し、又は、無機化合物５の重量比が３５％を超過すると、加熱しても流動性を示さない植物繊維４や無機化合物５が押出機１５の内部における流動物の流動性を妨げ、定量の流動物をダイから押し出すことができず、流動物の押出不良が生じる。また、ペレット１Ａから発泡材７を製造するときに、植物繊維４がダイの一部分に集中し、それによってダイが目詰まりを起こす場合があるので、発泡材７を長時間連続して製造することが困難になる。更に、ペレット１Ａから製造される発泡材７の強度が低下してしまう。
【００５４】
ペレット１Ａは、その全重量に対する水分量が５〜３０％の範囲にある。ペレット１Ａの水分量が５％未満では、ペレット１Ａを使用して発泡材７を製造するときに、押出機１５の内部における高温流動物の発泡が不十分となり、ペレット１Ａから製造される発泡材７の発泡倍率が２０％以下になってしまう。ペレット１Ａの水分量が３０％を超過すると、ペレット１Ａが著しく脆弱となり、それが１００Ｎ未満の圧力で容易に崩壊し、その形態を保持することができない。
【００５５】
ペレット１Ａの長さが１０．０ｍｍを超過かつ直径が５．０ｍｍを超過すると、ペレット１Ａが必要以上に大きくなり、押出機１５の内部においてペレット１Ａが迅速に崩壊かつ溶解せず、押出機１５のスクリュの噛み込み不良やスクリュの回転に脈動が生じ、押出機１５の内部において流動物が発泡過剰や発泡不良を起こしてしまう場合がある。ペレット１Ａの嵩比重が０．２未満では、押出機１５のスクリュが空回りを起こし、スクリュの回転に脈動が生じる場合がある。
【００５６】
親水性高分子２や合成樹脂３、植物繊維４、無機化合物５、の微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の粒子径が３０μｍ未満では、それらを３０μｍ未満の粒子径に加工するために複数の粉砕工程を必要とするので、ペレット１Ａの生産コストが上昇してしまう。それらの微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の粒子径が２００μｍを超過すると、ペレット１Ａの製造時に微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が分散不良を起こし、ペレット１Ａにそれら微粉体Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を均一に分散させることができない。
【００５７】
次に、第２発明について図４乃至図６を参照して説明する。図４は、他の一例として示すペレット１Ｂの斜視図である。このペレット１Ｂは、図１のそれと同様に、押出成形の技術を利用して作られる発泡材７（成形品）の原料を構成する（図６参照）。
【００５８】
このペレット１Ｂは、親水性高分子２から形成された微粉体Ｐ１（第１微粉体）と、植物繊維４と無機化合物５とから形成された微粉体Ｐ３，Ｐ４（第２微粉体）とを所定の割合で混合した混合物である（図５参照）。ペレット１Ｂは、角柱状を呈する固形物であり、所定量の水分を含有する。
【００５９】
ペレット１Ｂの全重量に対する水分量やペレット１Ｂの嵩比重は、図１のそれらと同一である。ペレット１Ｂは、１００〜４９０Ｎの圧力で崩壊するとともに、１５０〜１９０℃の温度で溶解する。
【００６０】
ペレット１Ｂには、親水性高分子２の微粉体Ｐ１、植物繊維４の微粉体Ｐ３、無機化合物５の微粉体Ｐ４、の各々が略均一に分散している。それら微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４は、その粒子径が３０〜２００μｍの範囲にある。親水性高分子２や植物繊維４、無機化合物５には、図１のそれらと同一の素材が使用されている。
【００６１】
図５は、図４のペレット１Ｂの製造方法を示す工程概略図である。このペレット１Ｂの製造方法は、図１のそれと同様に、混練機１１を使用して流動性混合物６を製造する混合物製造工程Ｓ１と、造粒機１２を使用して混合物６からペレット１Ｂを製造するペレット製造工程Ｓ２とから形成されている。
【００６２】
混合物製造工程Ｓ１では、親水性高分子２と植物繊維４と無機化合物５との微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４が混練機１１に投入されるとともに、水Ｗが混練機１１に注入される。混練機１１の内部では、スクリュの回転によってそれら微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４が水Ｗとともに混練され、粘性を有する粘土状の流動性混合物６が製造される。混練機１１に注入される水Ｗの割合（混合物製造工程で加えられる水の重量比）や水Ｗの温度は、図２のそれらと同一である。
【００６３】
ペレット製造工程Ｓ２では、混合物６が配管１３を通ってホッパ１４からスクリュ押出し造粒機１２の内部に流入する。造粒機１２の内部では、混合物６がスクリュ（図示せず）の回転によって加圧されながら造粒機１２の先端部１２ｂへ向かって移動する。混合物６は、造粒機１２の先端部１２ｂに取り付けられたパンチングプレート（図示せず）から造粒機１２の外部へ排出される。混合物６は、パンチングプレートに形成された四角形の多数の開孔によって角柱状に成形されるとともに、所定の長さに切断される。その後、混合物６が自然乾燥され、多数のペレット１Ｂが製造される。
【００６４】
ペレット１Ｂの製造方法では、親水性高分子２や植物繊維４、無機化合物５、の微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４が水Ｗとともに十分に混練されるので、製造されたペレット１Ｂにそれらの微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４を略均一に分散させることができる。微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４は、粒子径が３０〜２００μｍの範囲にあるので、それら微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４の比重や嵩が大きく異なることはなく、微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４のいずれかがペレット１Ａの一部分に偏在することはない。
【００６５】
図６は、図４のペレット１Ｂから作られる発泡材７の製造方法を示す発泡材製造工程概略図である。発泡材７は、押出機１５を使用して製造され、押出機１５に取り付けられたダイ（図示せず）から押し出すことによって板状に成形され、所定の形状の成形品が作製される。
【００６６】
押出機１５のホッパ１６には、多数のペレット１Ｂとともに所定量のポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂３の微粉体Ｐ２が投入される。押出機１５の内部では、ペレット１Ｂと合成樹脂３の微粉体Ｐ２とが加熱されるとともに、押出機１５のスクリュ（図示せず）の回転によってそれらが混練され、親水性高分子２と合成樹脂３との微粉体Ｐ１，Ｐ２が溶解して所定温度の高温流動物になる。
【００６７】
押出機１５の内部では、ペレット１Ｂに含まれる水分が瞬時に気化し、水分が気化前の単位体積の約１２００倍以上の体積を有する気体に変化することで、流動物の内部に多数の気泡８が形成される。流動物は、ダイから押し出される瞬間に、気泡８が膨張することにともなって所与倍率に膨張する。流動物は、ダイから押し出された後、冷却固化して板状の発泡材７となる。
【００６８】
発泡材７では、親水性高分子２が気泡８を包被する膜を形成する。発泡材７の発泡倍率は、発泡前の流動物の単位体積当たり２０〜８０倍である。発泡材７の燃焼カロリーは、４５００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇの範囲にある。ペレット１Ｂと微粉体Ｐ２とに対する押出機１５の加熱温度は、図３のそれと同一である。
【００６９】
図６に示す発泡材７の製造方法では、微粉体Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４が略均一に分散するペレット１Ｂと合成樹脂３の微粉体Ｐ２とを使用しているので、ペレット１Ａを加熱、混練することによって形成される流動物に微粉体Ｐ３，Ｐ４を均一に分散させることができ、製造された発泡材７の一部分に微粉体Ｐ３，Ｐ４のいずれかが偏在することはなく、発泡材７の強度が部分的に低下することはない。
【００７０】
このペレット１Ｂでは、その全重量に対する親水性高分子２の重量比が５〜６９．５％、その全重量に対する植物繊維４の重量比が２０〜６０％、その全重量に対する無機化合物５の重量比が０．５〜３５％の範囲にある。ペレット１Ｂの全重量に対する親水性高分子２の重量比は、２０〜６９．５％の範囲にあることが好ましい。
【００７１】
なお、このペレット１Ｂの製造方法では、混練機１１で製造される流動性混合物６の全重量に対する親水性高分子２の重量比が５〜６９．５％、流動性混合物６の全重量に対する植物繊維４の重量比が２０〜６０％、流動性混合物６の全重量に対する無機化合物５の重量比が０．５〜３５％の範囲にある。
【００７２】
親水性高分子２の重量比が５％未満では、親水性高分子２の接着力が低下し、親水性高分子２によって植物繊維４と無機化合物５とを接着することができず、所定形状のペレット１Ｂを製造することができない。
【００７３】
植物繊維４の重量比が２０％未満かつ無機化合物５の重量比が０．５％未満では、ペレット１Ｂの燃焼カロリーを低下させることができず、その結果、ペレット１Ｂから製造される発泡材７の燃焼カロリーが６０００ｋｃａｌ／ｋｇを超えてしまう。
【００７４】
植物繊維４の重量比が６０％超過し、又は、無機化合物５の重量比が３５％を超過すると、加熱しても流動性を示さない植物繊維４や無機化合物５が押出機１５の内部における流動物の流動性を妨げ、定量の流動物をダイから押し出すことができず、流動物の押出不良が生じる。また、ペレット１Ｂから発泡材７を製造するときに、植物繊維４がダイの一部分に集中し、それによってダイが目詰まりを起こす場合があるので、発泡材７を長時間連続して製造することが困難になる。
【００７５】
ペレット１Ｂから発泡材７を製造する製造方法において、押出機１５に投入する合成樹脂３の重量比は、押出機１５に投入するペレット１Ｂの全重量に対して１０〜５０％の範囲にあることが好ましい。
【００７６】
ペレットは、親水性高分子２の微粉体Ｐ１（第１微粉体）と、ポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂３と植物繊維４と無機化合物５とのうちから選択された少なくとも１つの微粉体Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４（第２微粉体）とを混合した混合物であればよい。たとえば、ペレットが親水性高分子２の微粉体Ｐ１と合成樹脂３の微粉体Ｐ２との混合物、ペレットが親水性高分子２の微粉体Ｐ１と植物繊維４の微粉体Ｐ３との混合物、ペレットが親水性高分子２の微粉体Ｐ１と無機化合物５の微粉体Ｐ４との混合物であってもよい。更に、ペレットが親水性高分子２の微粉体Ｐ１と合成樹脂３および植物繊維４の微粉体Ｐ２，Ｐ３との混合物、ペレットが親水性高分子２の微粉体Ｐ１と合成樹脂３および無機化合物５の微粉体Ｐ２，Ｐ４との混合物であってもよい。
【００７７】
ペレットは、その形状を図示の円柱状や角柱状に限定するものではなく、ペレットの製造工程においてその形状を変えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るペレットは、親水性高分子から形成された微粉体（第１微粉体）と、ポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂と植物繊維と無機化合物とのうちの少なくとも１つから形成された微粉体（第２微粉体）とを混合した混合物であり、それら微粉体がペレットに略均一に分散している。このペレットは、それを形成する微粉体の粒子径が３０〜２００μｍの範囲にあり、それら微粉体の比重や嵩が大きく異なることはなく、親水性高分子や合成樹脂、植物繊維、無機化合物の微粉体のいずれかがペレットの一部分に偏在することはない。
【００７９】
このペレットは、それを使用して成形品を製造するときに、押出機の内部における微粉体の分散不良を防ぐことができ、植物繊維と無機化合物との微粉体のいずれかが成形品の一部分に偏在することはなく、成形品の強度の低下を防ぐことができる。
【００８０】
このペレットは、その全重量に対する水分含有量が５〜３０％の範囲にあり、ペレットを押出機に投入すると、ペレットが溶解して高温の流動物になるとともに水分が気化し、流動物に多数の気泡が形成されるので、ペレットを使用して容易に発泡材を製造することができる。この発泡材及びその成形品は、例えば、緩衝材、断熱材等として広汎な分野で利用することができる。
【００８１】
植物繊維と無機化合物とを含有するペレットは、それが合成樹脂のみから形成されている場合と比較し、ペレットから製造された成形品の焼却時における燃焼カロリーを低下させることができる。
【００８２】
本発明に係るペレットの製造方法では、ペレットを形成する微粉体を均一に分散させることができ、ペレットにおける微粉体の偏在を防ぐことができる。それゆえに、押出機を使用してペレットから成形品を製造するときに、押出機の内部で流動する流動物に微粉体が均一に分散し、定量の流動物を押出機のダイから円滑に押し出すことができ、ダイが目詰まりを起こすこともなく、押出機を使用して成形品を長時間連続して作ることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ    ペレット
１Ｂ    ペレット
２      親水性高分子
３      ポリオレフィン系合成樹脂
４      植物繊維
５      無機化合物
６      流動性混合物
７      発泡材（成形品）
１１    混練機
１２    造粒機
１５    押出機
Ｌ１    長さ
Ｌ２    直径
Ｐ１    親水性高分子の微粉体（第１微粉体）
Ｐ２    ポリオレフィン系合成樹脂の微粉体（第２微粉体）
Ｐ３    植物繊維の微粉体（第２微粉体）
Ｐ４    無機化合物の微粉体（第２微粉体）
Ｓ１    混合物製造工程
Ｓ２    ペレット製造工程
Ｗ      水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010058520.tif 000006
【図５】
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【図６】
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