(57)【要約】【課題】軽量で、保温性、断熱性、吸油性に優れるとともに、一定の機械的強度を有する羽毛成形体、及びその製造方法の提供。【解決手段】  以下の工程（１）及び（２）を行うことを特徴とする羽毛成形体の製造方法。  （１）水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌して樹脂被覆羽毛を製造する工程  （２）工程（１）で得られた樹脂被覆羽毛を、圧縮加熱成形する工程【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程（１）及び（２）を行うことを特徴とする羽毛成形体の製造方法。
（１）水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌して樹脂被覆羽毛を製造する工程
（２）工程（１）で得られた樹脂被覆羽毛を、圧縮加熱成形する工程
【請求項２】
圧縮加熱成形を１３０〜１６０℃で行う請求項１記載の方法。
【請求項３】
水性エマルジョン樹脂がアクリル系水性エマルジョン及び／又は酢酸ビニル系水性エマルジョンである請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
水性エマルジョン樹脂のガラス転移点が−６０℃〜５℃である請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
請求項1〜４のいずれか１項記載の方法により製造された羽毛成形体。
【請求項６】
水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌することを特徴とする樹脂被覆羽毛の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法により製造された樹脂被覆羽毛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽毛成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水鳥等の羽毛は、低比重、柔軟性、嵩高性及び保湿性に優れていることから、寝具や衣料品に用いられている。一方、ブロイラーについては、それから排出される羽毛の大部分は焼却又は廃棄され、一部が肥料や飼料に利用されているに過ぎない。
近年、天然羽毛の特徴を生かした新規な素材の開発が試みられている。例えば、天然羽毛繊維と合成繊維を配合し、合成繊維の融点以上で熱処理して成形した天然羽毛繊維油吸着マット（特許文献１）や天然羽毛繊維断熱材（特許文献２）、また、羽毛と熱可塑性の接着剤とからなる羽毛集合体を、該接着剤によって圧縮接着した羽毛シート（特許文献３）や、羽毛と熱融着性繊維からウエブを形成し、バインダーによりそれを接着した羽毛シート（特許文献４）等、が報告されている。
【０００３】
特許文献１及び２の成形体は、天然羽毛を、脱脂洗浄して乾燥後、１０ｍｍ程度の長さの繊維状に切断加工して羽毛繊維とし、これを合成繊維（例えば、ＰＰ／ＰＥＴ芯鞘複合繊維）と均一に混合した後、所要の密度となるように積層し、熱風乾燥機にて熱成型して製造されるものである。
斯かる成形体は、天然羽毛を繊維状に切断加工して羽毛繊維とした後、合成繊維と混合して加熱処理されるものであり、羽毛を切断加工するという手間がかかり、さらに羽毛繊維と合成繊維を均一に混合することは容易ではない、という問題がある。
【０００４】
また、特許文献３及び４の羽毛シートは、羽毛と特定の樹脂を融着成分とする熱融着性繊維とから、エアレイ法、乾式パルプ法などの不織布のウエブ形成法によりウエブを形成し、当該ウエブをバインダーにより接着して製造されるものである。
しかしながら、当該方法で製造されたシートは、厚さ３ミリ程度で、使用の際に加熱処理して嵩を回復させるものであり、その用途は限定されている。
【特許文献１】特開２００２−１０５９３８号公報
【特許文献２】特開２００２−５４０６６号公報
【特許文献３】特開平４−２６３８９１号公報
【特許文献４】特開平８−８９３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、軽量で、保温性、断熱性、防音性、遮音性、吸油性に優れるとともに、一定の機械的強度を有する羽毛成形体、及びその製造方法を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、簡便な工程で、優れた羽毛成形体を得るべく検討したところ、水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌した場合に、樹脂が羽毛表面上に均一に塗布された熱融着性の羽毛（樹脂被覆羽毛）が得られ、これを圧縮加熱成形することにより、所望の羽毛成形体が製造できることを見出した。
【０００７】
本発明は、以下の１）〜７）に係るものである。
１）以下の工程（１）及び（２）を行うことを特徴とする羽毛成形体の製造方法。
（１）水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌して樹脂被覆羽毛を製造する工程
（２）工程（１）で得られた樹脂被覆羽毛を、圧縮加熱成形する工程
２）圧縮加熱成形を１３０〜１６０℃で行う上記１）の方法。
３）水性エマルジョン樹脂がアクリル系水性エマルジョン及び／又は酢酸ビニル系水性エマルジョンである上記１）又は２）の方法。
４）水性エマルジョン樹脂のガラス転移点が−６０℃〜５℃である上記１）〜３）のいずれかの方法。
５）上記１）〜４）のいずれかの方法により製造された羽毛成形体。
６）水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌することを特徴とする樹脂被覆羽毛の製造方法。
７）上記６）の方法により製造された樹脂被覆羽毛。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の羽毛成形体の製造方法によれば、羽毛の脱落がなく、様々な空隙率をもった羽毛成形体を、簡易に製造できる。本発明の羽毛成形体は、軽量で、保温性、断熱性、防音性、遮音性、吸油性に優れ、反発弾性率のある一定の機械的強度を有することから、羽毛の本来有する油吸着性を活用したオイルフェンス等の油吸着剤、金属とのキレート化性を活用した金属汚染された土壌の重金属除去剤、断熱性、防音性などを活用した住宅用建材、自動車の各種内装部材、畳の心材などあらゆる分野で利用可能である。
また、本発明の製造方法によれば、第１工程で熱融着性の樹脂被覆羽毛が製造されるが、当該工程では、原料である羽毛を水洗いした後、直ちに水性エマルジョン樹脂を添加して製造することが可能であり、斯かる処理工程の簡潔、短縮化は大きなコスト削減に寄与するという利点がある。
また、樹脂被覆羽毛は、羽毛表面が樹脂で均一に被覆されており、羽毛に比べて減容化されていることから、運搬や作業性に優れ、成形加工時の取り扱いが非常に簡易であるという利点があり、羽毛成形体の製造中間体として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、水性エマルジョン樹脂としては、例えば、アクリル系水性エマルジョン、酢酸ビニル系水性エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合体水性エマルジョン、ウレタン系水性エマルジョン、ポリオレフィン系水性エマルジョン、ＳＢＲゴム系水性エマルジョン等の熱融着性を有する樹脂が挙げられ、このうち、ＴＧ（ガラス転移点）が−６０℃〜５℃、さらに−５０℃〜０℃のものが好ましく、当該ＴＧを有するアクリル系水性エマルジョン、酢酸ビニル系水性エマルジョンが特に好ましい。
ここで、アクリル系水性エマルジョンとしては、（メタ）アクリル酸エステル（例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル等）等のモノマー成分の単独重合体若しくは共重合体、又は当該モノマー成分と酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等のビニルモノマー成分との共重合体を水中に分散させたエマルジョンが挙げられ、アクリル酸ブチル単独重合体エマルジョンを用いるものがより好ましい。
また、酢酸ビニル系水性エマルジョンとしては、例えば、酢酸ビニルモノマーの単独重合体エマルジョン、酢酸ビニルモノマーとその他の重合性モノマー（例えば、エチレン、スチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ブチル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル等）との共重合体エマルジョンが好適に挙げられる。
本発明において、斯かる水性エマルジョン樹脂は、単独のみならず、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１０】
羽毛は、例えばニワトリ、ウズラ、シチメンチョウ等の陸鳥やガチョウ、アイガモ、イエガモ、ヨーロッパガモ、ペキンダック、アイダーダック等の水鳥から得られるダウン、フェザー、スモールフェザーのいずれの羽毛も使用することができるが、再利用し得なくなった、例えば羽毛布団等の羽毛寝具、ダウンジャケット等の羽毛衣類、特に上記製品のリサイクル品及び製造工場から出される廃羽毛等を用いるのが資源の有効活用の観点から好ましい。
【００１１】
本発明の羽毛成形体は、以下の工程（１）及び（２）を行うことにより製造することが出来る。
工程（１）は、水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合・撹拌して樹脂被覆羽毛を製造する工程である。
本工程は、ニーダー等の混合装置を用いて行われ、水性エマルジョン樹脂、水及び羽毛を混合、撹拌することにより行われるが、混合は、水と羽毛を混合させた状態で樹脂を添加すること、予め樹脂と水を混合させた樹脂溶液に羽毛を添加すること、或いは羽毛に、樹脂及び水を同時に添加して混合することの何れでもよい。
羽毛は、使用に際して、汚れた羽毛から、埃、泥、小石等の夾雑物を取り除いた後、洗剤、有機溶媒、水等を用いて洗浄し、羽毛に付着している泥、血液、肉片等の汚垢を除去することが行われるが、斯かる洗浄後の羽毛を、脱水・乾燥操作を行うことなく、そのまま本工程に使用することができる。
【００１２】
羽毛、水性エマルジョン樹脂及び水の混合比は、羽毛表面を樹脂で均一に被覆することができれば特に限定されないが、羽毛１００質量部に対して、樹脂は固形分で３〜５０質量部、好ましくは１５〜４０質量部、水は羽毛と樹脂が均一に混ざる量であればよく、例えば３００〜２０００質量部とすればよい。
【００１３】
混合・攪拌は、常温〜５０℃で行うことができるが、コストの点から常温で行えばよい。混合・攪拌時間は、温度及び用いる樹脂の種類等によっても異なるが、通常０．５時間〜１時間行うことが好ましい。
【００１４】
尚、本工程においては、必要に応じて、界面活性剤等を添加することができる。
【００１５】
斯くして、羽毛表面が水性エマルジョン樹脂で均一に被覆された熱融着性の樹脂被覆羽毛が得られる。
当該樹脂被覆羽毛は、羽毛に比べて減容化されていることから、運搬や作業性に優れるという利点があり、本発明の羽毛成形体を製造するための製造中間体として有用である。
【００１６】
工程（２）は、工程（１）で得られた樹脂被覆羽毛を、圧縮加熱成形する工程である。すなわち、熱融着性の樹脂被覆羽毛を圧縮加熱して、点接着せしめる工程である。
圧縮加熱処理に当たり、樹脂の溶解性を促進や点接着の強度向上のために、必要に応じて、アルコール類、ケトン類、エーテル類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類等の有機溶剤を樹脂被覆羽毛に噴霧して行うことができる。
【００１７】
圧縮加熱処理は、ホットプレスにより行うことができる。圧縮加熱の条件として、圧力は、樹脂被覆羽毛が点接着できる圧力であればよく、目的に応じて、１０〜５０ｋｇ／ｃｍ2で行えばよい。また、温度は１２０〜１７０℃が好ましく、１５０〜１６０℃がより好ましい。
所定温度での加圧時間は、温度に依存し高温になるほど短時間でよく、１５０℃で０．５時間以上、１２０℃で２時間以上が必要である。
尚、仕込む樹脂被覆羽毛の量を調節することにより、所望の空隙率を有する羽毛成形体を製造することが可能である。
【００１８】
具体的には、例えば、５０℃程度に加熱された金型に必要量を仕込み、型締め後、必要に応じてガス抜きを行い、２０〜５０ｋｇ／ｃｍ2で、０．５〜２時間加圧する方法が挙げられる。
【実施例】
【００１９】
実施例１
（１）卓上ニーダーに水性アクリルエマルジョン樹脂（ポリゾールＰＳＡ  ＳＥシリーズ(昭和高分子株式会社製）；ＴＧ：−３０℃）を樹脂成分として５ｇと水４０ｇを仕込み、混合後、羽毛１５ｇを仕込んだ。常温で２０分攪拌、８０℃で２０時間乾燥したところ、羽毛表面に均一に熱融着性樹脂が覆われた羽毛が得られた。羽毛の性状は飛び散りもなく、嵩張りの少ない非常に取り扱いのしやすい状態であった。
（２）１５０℃に加熱した１５cm×１５cm角の金型に、（１）で得られた樹脂被覆羽毛６０ｇを仕込み、直ちに１０ｋｇ／ｃｍ2で１０分間加圧したところ、ふんわりとした羽毛マットが得られた。
この羽毛マットについて、ジュートフェルトの反発弾性率（ＪＩＳ  Ｌ  ３２０３）を測定したところ、１５．２％であった。
【００２０】
実施例２
（１）５００ccのステンレス容器中で４０ｇの水に湿潤した１５ｇの羽毛に、水性アクリルエマルジョン樹脂（アロンＮＷシリーズ（東亜合成株式会社製）；ＴＧ：−５０℃）を樹脂成分５ｇ分を加え、十分混合後、８０℃で２０時間乾燥したところ、熱融着性樹脂で被覆されたきわめて取り扱いしやすい羽毛が得られた。
（２）１５０℃に加熱した１５cm×１５cm角の金型に、（１）で得られた樹脂被覆羽毛６０ｇを仕込み、直ちに２０ｋｇ／ｃｍ2で１０分間加圧したところ、堅めの羽毛マットが得られた。
この羽毛マットのジュートフェルトの反発弾性率は７．７％であった。
【００２１】
実施例３
（１）卓上二−ダーに水性ＥＶＡエマルジョン樹脂（プレフィニシュボンド（コニシ株式会社製）；ＴＧ：０℃）の樹脂成分７．５ｇ分と水４５ｇを仕込み、混合後、羽毛を１５ｇ仕込んだ。８０℃で２０時間乾燥したところ、樹脂被覆された羽毛が得られた。
（２）９０℃に加熱された１５cm×１５cm角の金型に、（１）で得られた樹脂被覆羽毛を１２０ｇ仕込み、融着補助剤としてメチルエチルケトンを羽毛に対し重量比５％噴霧して、型締め後、数回ガス抜きして、１００℃に昇温し２０ｋｇ／ｃｍ2で２０分間加圧したところ、堅めの羽毛マットが得られた。
この羽毛マットのジュートフェルトの反発弾性率は６．７％であった。
また、パレットに水を張り、その上にサラダ油浮かし、（２）で得たマットで吸油させたところ、羽毛重量の三倍以上のサラダ油が回収できた。
【００２２】
実施例４  クロム吸着試験
実施例２で製造した羽毛マットをバイオラット社製の簡易カラムに充填し、クロム革シェービング屑溶解液（クロム濃度176.6mg/L）500mLをアトー社製ぺリスタポンプで循環した。
その結果、クロム濃度6.5mg/Lとなり、クロムの吸着が可能であった。