(57)【要約】【課題】紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ったペレットを作ることができるペレット製造方法を提供する。【解決手段】ペレット製造方法では、紙パウダーと澱粉とを水やアルコールとともに正逆２方向へ回転するリボンミキサー１４の攪拌リボン１９によって攪拌混練して水分含有混合物を作った後、混合物を正逆２方向へ回転する攪拌ホッパー１５の攪拌翼２８によって再混練することで、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合った混合物を作り、その混合物を造粒して複数のペレットを作る。【選択図】図２
2008023721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の紙パウダーおよび澱粉に水を加え、前記紙パウダーと前記澱粉とを前記水とともに混練して水分含有混合物を作る混練工程と、前記混合物を造粒して複数のペレットを作る造粒工程とを備えたペレット製造方法において、
前記混練工程が、第１混練機と、前記第１混練機の下流側に配置された第２混練機とを備え、前記第１混練機が、前記紙パウダーと前記澱粉と前記水とを投入する第１混練槽と、一方向へ延びていて前記第１混練槽に回転可能に取り付けられた第１軸と、前記第１軸とともに前記一方向へ回転する第１ブレードとを有し、前記第２混練機が、前記混合物を投入する第２混練槽と、前記一方向と交差する方向へ延びていて前記第２混練槽に回転可能に取り付けられた第２軸と、前記第２軸とともに前記一方向と交差する方向へ回転する第２ブレードとを有し、
前記混練工程では、前記第１混練機において前記紙パウダーと前記澱粉と前記水とを前記一方向へ回転する第１ブレードによって混練して前記混合物を作った後、前記第２混練機において前記混合物を前記一方向と交差する方向へ回転する第２ブレードによって再混練することで、前記紙パウダーと前記澱粉とが略均一に混ざり合った前記水分含有混合物を作ることを特徴とするペレット製造方法。
【請求項２】
前記第１混練機では、前記第１軸を時計回り方向へ所定時間回転させた後、該第１軸を反時計回り方向へ所定時間回転させ、前記第２混練機では、前記第２軸を時計回り方向へ所定時間回転させた後、該第２軸を反時計回り方向へ所定時間回転させる請求項１記載のペレット製造方法。
【請求項３】
前記第１混練機には、気化熱で前記水分含有混合物の混練時における摩擦熱を奪うアルコールが注入され、前記第１混練槽における前記混合物の温度が１０〜３０℃に保持される請求項１または請求項２に記載のペレット製造方法。
【請求項４】
前記第２混練機には、気化熱で前記水分含有混合物の混練時における摩擦熱を奪うアルコールが注入され、前記第２混練槽における前記混合物の温度が１０〜３０℃に保持される請求項１ないし請求項３いずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項５】
前記紙パウダーと前記澱粉との総重量に対する前記水の混合割合が、２０〜５０重量％の範囲、前記第２混練機によって混練された後の前記水分含有混合物の水分含有率が、３２〜３８％の範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項６】
前記第１混練機に注入される前記アルコールの混合割合が、前記水の重量に対して２〜３０重量％の範囲にあり、前記第２混練機に注入される前記アルコールの混合割合が、前記水の重量に対して２〜１５重量％の範囲にある請求項５記載のペレット製造方法。
【請求項７】
前記第１軸の回転数が、２０〜２００ｍｉｎ−１の範囲、前記第１混練機における混練時間が、５〜２０分の範囲にあり、前記第２軸の回転数が、２０〜２００ｍｉｎ−１の範囲、前記第２混練機における混練時間が、５〜２０分の範囲にある請求項１ないし請求項６いずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項８】
前記紙パウダーと前記澱粉との総重量に対する該紙パウダーの混合割合が、６０〜８０重量％の範囲、前記紙パウダーと前記澱粉との総重量に対する該澱粉の混合割合が、２０〜４０重量％の範囲にあり、前記紙パウダーの平均粒径が、５０〜２００μｍの範囲、前記澱粉の平均粒径が、５〜１５０μｍの範囲にある請求項１ないし請求項７いずれかに記載のペレット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペレットを作るペレット製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙粉砕物および澱粉から作られたペレットとプラスチック樹脂とを押出機に投入し、押出機の内部においてペレットとプラスチック樹脂とを加熱下に混合して高温溶融物を作り、押出機に注入された水の気化によって溶融物を所定倍率に発泡させる発泡体製造方法がある（特許文献１参照）。この製造方法で使用されるペレットは、以下の方法で作られる。紙粉砕物と澱粉とをリボンミキサーで約６０分間攪拌した後、それを混練機に移し、水を加えて混練機で約５分間混練して混合物とし、混合物を湿式造粒機に投入して造粒する。
【特許文献１】特開２００３−２９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に開示のペレット製造方法では、リボンミキサーに水を加えることなく、紙粉砕物と澱粉とを略乾燥状態で攪拌するから、紙粉砕物と澱粉との比重の差によってそれらが均一に混ざり合わず、紙粉砕物と澱粉とが不均一に混ざり合った状態で混練機に送られる場合がある。不均一に混ざり合った状態の紙粉砕物と澱粉とに水が加えられると、混練機において紙粉砕物と澱粉とを均一に混ぜ合わすことができず、それらが不均一に混ざり合ったペレットが作られてしまう。
【０００４】
また、流動性を示さない紙粉砕物や澱粉が混練機のスクリューと擦れ合って摩擦熱が発生し、混合物の温度が局所的に増加して澱粉が加熱され、澱粉の一部が糊化する場合がある。澱粉の一部が糊化すると、糊化した澱粉が固まってペレットが極端に硬化する場合がある。糊化した澱粉が固まることで硬化したペレットを発泡体製造用の押出機に投入すると、押出機のスクリューでペレットを押し潰すことができず、ペレットが押出機のスクリューに食い込み、スクリューやシリンダの故障の原因になる。また、糊化した澱粉が固まったペレットを押出機のヒータで加熱したとしても、ペレットを溶融させることができないから、発泡体自体を作ることができない。
【０００５】
さらに、澱粉の一部が糊化すると、糊化した澱粉が混練機のスクリューに付着し、混練機における混練機能が低下して紙粉砕物と澱粉とを均一に混ぜ合わすことができず、それらが不均一に混ざり合ったペレットが作られてしまう。紙粉砕物と澱粉とが不均一に混ざり合ったペレットにプラスチック樹脂を加え、前記発泡体製造方法によって発泡体を作ると、発泡体において紙粉砕物が略均一に分散せず、強度やクッション性が不十分な発泡体が作られてしまう場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、澱粉を糊化させることなく、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ったペレットを作ることができるペレット製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明の前提は、所定量の紙パウダーおよび澱粉に水を加え、紙パウダーと澱粉とを水とともに混練して水分含有混合物を作る混練工程と、混合物を造粒して複数のペレットを作る造粒工程とを備えたペレット製造方法である。
【０００８】
前記前提における本発明の特徴は、混練工程が、第１混練機と、第１混練機の下流側に配置された第２混練機とを備え、第１混練機が、紙パウダーと澱粉と水とを投入する第１混練槽と、一方向へ延びていて第１混練槽に回転可能に取り付けられた第１軸と、第１軸とともに一方向へ回転する第１ブレードとを有し、第２混練機が、混合物を投入する第２混練槽と、一方向と交差する方向へ延びていて第２混練槽に回転可能に取り付けられた第２軸と、第２軸とともに一方向と交差する方向へ回転する第２ブレードとを有し、このペレット製造方法の混練工程では、第１混練機において紙パウダーと澱粉と水とを一方向へ回転する第１ブレードによって混練して混合物を作った後、第２混練機において混合物を一方向と交差する方向へ回転する第２ブレードによって再混練することで、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合った水分含有混合物を作ることにある。
【０００９】
本発明の一例として、第１混練機では、第１軸を時計回り方向へ所定時間回転させた後、該第１軸を反時計回り方向へ所定時間回転させ、第２混練機では、第２軸を時計回り方向へ所定時間回転させた後、該第２軸を反時計回り方向へ所定時間回転させる。
【００１０】
本発明の他の一例として、第１混練機には、気化熱で水分含有混合物の混練時における摩擦熱を奪うアルコールが注入され、第１混練槽における混合物の温度が１０〜３０℃に保持される。
【００１１】
本発明の他の一例として、第２混練機には、気化熱で水分含有混合物の混練時における摩擦熱を奪うアルコールが注入され、第２混練槽における混合物の温度が１０〜３０℃に保持される。
【００１２】
本発明の他の一例としては、紙パウダーと澱粉との総重量に対する水の混合割合が２０〜５０重量％の範囲、第２混練機によって混練された後の水分含有混合物の水分含有率が３２〜３８％の範囲にある。
【００１３】
本発明の他の一例としては、第１混練機に注入されるアルコールの混合割合が水の重量に対して２〜３０重量％の範囲にあり、第２混練機に注入されるアルコールの混合割合が水の重量に対して２〜１５重量％の範囲にある。
【００１４】
本発明の他の一例としては、第１軸の回転数が２０〜２００ｍｉｎ−１の範囲、第１混練機における混練時間が５〜２０分の範囲にあり、第２軸の回転数が２０〜２００ｍｉｎ−１の範囲、第２混練機における混練時間が５〜２０分の範囲にある。
【００１５】
本発明の他の一例としては、紙パウダーと澱粉との総重量に対する該紙パウダーの混合割合が６０〜８０重量％の範囲、紙パウダーと澱粉との総重量に対する該澱粉の混合割合が２０〜４０重量％の範囲にあり、紙パウダーの平均粒径が５０〜２００μｍの範囲、澱粉の平均粒径が５〜１５０μｍの範囲にある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるペレット製造方法によれば、一方向へ延びる第１軸とともに回転する第１ブレードによって紙パウダーと澱粉と水とを混練して水分含有混合物を作り、さらに、一方向と交差する方向へ延びる第２軸とともに回転する第２ブレードによって混合物を再混練するから、混合物を一方向とそれに交差する方向との２方向で十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う混合物を作ることができる。このペレット製造方法では、２方向で十分に混練された水分含有混合物を造粒してペレットを製造するから、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ってそれらが略均一に分散するペレットを作ることができる。
【００１７】
第１混練機において第１軸を時計回り方向へ所定時間回転させた後、該第１軸を反時計回り方向へ所定時間回転させ、第２混練機において第２軸を時計回り方向へ所定時間回転させた後、該第２軸を反時計回り方向へ所定時間回転させるペレット製造方法は、第１混練機において第１軸を正逆両方向に回転させるとともに、第２混練機において第２軸を正逆両方向に回転させるから、第１混練機と第２混練機とにおいて水分含有混合物を４方向で十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う混合物を作ることができる。このペレット製造方法では、４方向で十分に混練した水分含有混合物を造粒してペレットを作るから、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ってそれらが略均一に分散するペレットを作ることができる。
【００１８】
第１混練機においてアルコールが加えられ、水分含有混合物の温度が１０〜３０℃に保持されるペレット製造方法は、アルコールの気化熱で混練時における紙パウダーや澱粉と第１ブレードとの間の摩擦熱を奪うことができるから、混練時における澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。ペレット製造方法は、糊化した澱粉の第１ブレードへの付着を防ぐことができるから、第１ブレードによって紙パウダーと澱粉とを水やアルコールとともに十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を作ることができる。ペレット製造方法は、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を造粒してペレットを作るから、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ってそれらが略均一に分散するペレットを作ることができる。このペレット製造方法は、澱粉が糊化することはなく、ペレットの硬化を防ぐことができ、所定形状を保持しつつも低い圧力で容易に崩壊するペレットを作ることができる。このペレット製造方法によって作られたペレットは、それを発泡部材製造用の押出機に投入したとしても、ペレットが押出機のスクリューで容易に崩壊し、ペレットによって押出機のスクリューやシリンダが故障することはない。また、押出機のヒータで加熱することでペレットが容易に溶融するから、押出機を利用して発泡部材を確実に作ることができる。
【００１９】
第２混練機においてアルコールが加えられ、水分含有混合物の温度が１０〜３０℃に保持されるペレット製造方法は、アルコールの気化熱で混練時における紙パウダーや澱粉と第２ブレードとの間の摩擦熱を奪うことができるから、混練時における澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。ペレット製造方法は、糊化した澱粉の第２ブレードへの付着を防ぐことができるから、第２ブレードによって混合物をアルコールとともに十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を作ることができる。ペレット製造方法は、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を造粒してペレットを作るから、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ってそれらが略均一に分散するペレットを作ることができる。このペレット製造方法は、澱粉が糊化することはなく、ペレットの硬化を防ぐことができ、所定形状を保持しつつも低い圧力で容易に崩壊するペレットを作ることができる。このペレット製造方法によって作られたペレットは、それを発泡部材製造用の押出機に投入したとしても、ペレットが押出機のスクリューで容易に崩壊し、ペレットによって押出機のスクリューやシリンダが故障することはない。また、押出機のヒータで加熱することでペレットが容易に溶融するから、押出機を利用して発泡部材を確実に作ることができる。
【００２０】
紙パウダーと澱粉との総重量に対する水の混合割合が２０〜５０重量％の範囲にあり、第２混練機によって混練された後の水分含有混合物の含水率が３４〜３６％の範囲にあるペレット製造方法は、紙パウダーと澱粉とを水によって十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を作ることができる。このペレット製造方法は、混合物が適度な流動性を有し、混合物が液状やゲル状になることはなく、造粒工程において所定形状を保持しつつも低い圧力で容易に崩壊するペレットを作ることができる。
【００２１】
第１混練機に注入されるアルコールの混合割合が水の重量に対して２〜３０重量％の範囲にあるペレット製造方法は、アルコールの気化熱で混練時における紙パウダーや澱粉と第１ブレードとの間の摩擦熱を確実に奪うことができるから、混練時における澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。また、糊化した澱粉の第１ブレードへの付着を防ぐことができるから、第１ブレードによって紙パウダーと澱粉とを水やアルコールとともに十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を作ることができる。第２混練機に注入されるアルコールの混合割合が水の重量に対して２〜１５重量％の範囲にあるペレット製造方法は、アルコールの気化熱で混練時における紙パウダーや澱粉と第２ブレードとの間の摩擦熱を奪うことができるから、混練時における澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。また、糊化した澱粉の第２ブレードへの付着を防ぐことができるから、第２ブレードによって混合物をアルコールとともに十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を作ることができる。ペレット製造方法は、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を造粒してペレットを作るから、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ってそれらが略均一に分散するペレットを作ることができる。このペレット製造方法は、澱粉が糊化することはなく、ペレットの硬化を防ぐことができ、所定形状を保持しつつも低い圧力で容易に崩壊するペレットを作ることができる。
【００２２】
第１軸および第２軸の回転数が２０〜２００ｍｉｎ−１の範囲、第１混練機における混練時間が５〜２０分の範囲にあり、第２混練機における混練時間が５〜２０分の範囲にあるペレット製造方法は、第１混練機における高速回転の混練や長時間の混練による紙パウダーや澱粉と第１ブレードとの間の摩擦熱の発生を防ぐことができるとともに、第２混練機における高速回転の混練や長時間の混練による紙パウダーや澱粉と第２ブレードとの間の摩擦熱の発生を防ぐことができるから、澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。このペレット製造方法は、澱粉が糊化することはなく、ペレットの硬化を防ぐことができ、所定形状を保持しつつも低い圧力で容易に崩壊するペレットを作ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
添付の図面を参照し、本発明に係るペレット製造方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。図１は、ペレット製造方法の各工程を示すブロック図であり、図２は、リボンミキサー１４や攪拌ホッパー１５、造粒機３４の一例を示す図である。図３は、造粒機３４を正面から示す図であり、図４は、このペレット製造方法によって作られたペレットＰの斜視図である。図２，３では、前後方向を矢印Ａ（図２のみ）、上下方向を矢印Ｂで示し、横方向を矢印Ｃ（図３のみ）で示す。図２では、混合物やペレットＰの搬送方向を矢印で示す。ペレット製造方法は、紙パウダーと澱粉粉末とを水やアルコールとともに混練して水分含有混合物を作る混練工程１１と、混合物から複数のペレットＰを作る造粒工程１２とから構成されている。なお、この製造方法には、紙パウダーや澱粉粉末を作る粉砕工程１０と、ペレットＰを乾かす乾燥工程１３とが含まれる。
【００２４】
粉砕工程１１は、予備粉砕工程と微粉砕工程とに区分されている。予備粉砕工程には粗粉砕機（図示せず）が設置され、微粉砕工程には微粉砕機（図示せず）が設置されている。粉砕工程１１では、粗粉砕機を使用して紙粉砕物が作られ、微粉砕機を使用して紙パウダーが作られる。さらに、微粉砕機を使用して澱粉粉末が作られる。予備粉砕工程と微粉砕工程とから紙パウダーを作る一例は、以下のとおりである。所定の大きさの紙およびパルプの少なくとも一方を粗粉砕機に投入し、粗粉砕機によって紙やパルプを数十ｃｍ〜数ｍｍの紙粉砕物に加工した後、紙粉砕物を微粉砕機に投入し、紙粉砕物を数十μｍ〜数百μｍの紙パウダーに加工する。微粉砕工程から澱粉粉末を作る一例は、塊状澱粉を微粉砕機に投入し、塊状澱粉を数μｍ〜数百μｍの澱粉粉末に加工する。粗粉砕機には、ジョークラッシャ、ジャイレトリークラッシャ、コーンクラッシャ、ハンマークラッシャ、ロールクラッシャを使用することができる。微粉砕機には、ボールミル、媒体攪拌ミル、ローラミルを使用することができる。ボールミルには、転動ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、塔式ボールミルを使用することができる。媒体攪拌ミルには、攪拌槽ミル、アニュラミルを使用することができる。ローラミルには、遠心式ローラミル、油圧式ローラミルを使用することができる。
【００２５】
紙には、バージン紙と古紙とのうちの少なくとも一方を使用することができる。古紙には、新聞古紙や雑誌古紙、印刷古紙、包装古紙、段ボール古紙、ＯＡ古紙等を使用することができる。バージン紙には、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。紙パウダーには、広葉樹パルプと針葉樹パルプとのうちの少なくとも一方を原料としてそれらパルプを粉砕工程１１によって粉状に粉砕したセルロース主体のパウダーを使用することもできる。パルプは、機械的パルプ、化学的機械パルプ、半化学的パルプ、化学的パルプのいずれであってもよい。紙やパルプには、塩素と蛍光漂白剤とを非含有のそれらを使用することが好ましい。紙やパルプが塩素や蛍光漂白剤を含む場合は、脱塩素処理や脱蛍光漂白剤処理を施して塩素と蛍光漂白剤とを排除する。
【００２６】
澱粉は、原料澱粉や加工澱粉のうちの少なくとも一方を使用することができる。原料澱粉としては、とーもろこし澱粉、馬鈴薯澱粉、小麦澱粉、米澱粉、タピオカ澱粉のうちの少なくとも一つを使用することができるが、とーもろこし澱粉（コーンスターチ）を使用することが好ましい。加工澱粉には、澱粉誘導体、澱粉分解物、アルファ化澱粉がある。澱粉誘導体としては、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、架橋澱粉のうちの少なくとも一つを使用することができる。澱粉分解物としては、焙焼デキストリンおよびブリティッシュガム、酸素変性デキストリン、酸分解澱粉、酸化澱粉のうちの少なくとも一つを使用することができる。水には、水道水を使用する。アルコールには、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、2-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、活性アルミアルコールのうちの少なくとも一つを使用することができる。
【００２７】
混練工程１１には、リボンミキサー１４（第１混練機）と、ミキサー１４の上下方向下方（下流側）に位置する攪拌ホッパー１５（第２混練機）とが設置されている。リボンミキサー１４は、設備塔１６の上に載せられている。リボンミキサー１４は、混練槽１７（第１混練槽）と軸１８（第１軸）と攪拌リボン１９（第１ブレード）とを有する。混練槽１７は、上方から下方へ向かって弧を画く周壁２０と、周壁２０の前後に位置する前後壁２１と、上部開口２２とを有する。混練槽１７には、それら壁２０，２１に囲繞された収容空間２３が画成されている。周壁２０の底部には、攪拌ホッパー１５につながるダクト２４が連結されている。軸１８は、混練槽１７の収容空間２３に位置して前後方向（一方向）へ延び、その両端部が混練槽１７の前後壁２１を貫通して軸受け２５に支持されている。軸１８は、電動機（図示せず）の駆動によって矢印Ｄで示す時計回り方向と反時計回り方向とへ回転する。攪拌リボン１９は、軸１８を取り囲むように前後方向へ略螺旋状に延びている。混練槽１７の収容空間２３には、矢印Ｆで示すように、紙パウダーと澱粉とが投入されるとともに、水とアルコールとが注入される。攪拌リボン１９は、軸１８の回転によって時計回り方向と反時計回り方向とへ回転し、紙パウダーや澱粉、水、アルコールを攪拌しつつ、紙パウダーと澱粉とを水やアルコールとともに混練する。混練工程１１では、第１混練機として、リボンミキサー１４に替えて、パドルミキサー、スクリュミキサーを使用することもできる。
【００２８】
攪拌ホッパー１５は、設備塔１６の下方に配置されている。攪拌ホッパー１５は、混練槽２６（第２混練槽）と軸２７（第２軸）と攪拌翼２８（第２ブレード）とを有する。混練槽２６は、上方から下方へ向かって漏斗状に延びる周壁２９と、周壁２９の上方に位置する上部壁３０と、開閉可能な下部流出口３１とを有する。混練槽２６には、周壁２９に囲繞された収容空間３２が画成されている。軸２７は、混練槽２６の収容空間３２に位置して上下方向（一方向と交差する方向）へ延び、その上端部が混練槽２６の上部壁３０を貫通し、上下端部が軸受け３３に支持されている。軸２７は、電動機（図示せず）の駆動によって矢印Ｅで示す時計回り方向と反時計回り方向とへ回転する。攪拌翼２８は、上下方向へ少なくとも２段になって並び、軸２７の周り方向外方に位置して軸２７の周り方向へ真円を画くように延びている。混練槽２６の収容空間３２には、混練槽１７から混合物が流入するとともに、アルコールが注入される。攪拌翼２８は、軸２７の回転によって時計回り方向と反時計回り方向とへ回転し、混合物とアルコールとを攪拌しつつ、混合物をアルコールとともに再混練する。混練工程１１では、第２混練機として、攪拌ホッパー１５に替えて、ポニミキサー、真空逆流ミキサー、ナウタミキサー、ハイスラッジャ、アイリッヒミキサー、ヘンシェルミキサー、パワーミキサー、コンビミックス、シュギーミキサーを使用することもできる。
【００２９】
造粒工程１２には、造粒機３４が設置されている。造粒機３４は、台座３５に載せられている。造粒機３４は、スクリュー押出機３６（スクリュー横押出機）と、押出機３６につながるスクリューコンベヤ３７とから形成されている。攪拌ホッパー１５と造粒機３４との間には、ベルトコンベヤ３８が配置されている。押出機３６は、水分含有混合物が流入するホッパー３９と、ホッパー３９につながるシリンダ４０と、シリンダ４０の内部に回転可能に設置された２つのスクリュー４１と、シリンダ４０の先端部４２の側方に取り付けられた多孔ダイス４３とから形成されている。押出機３６のホッパー３９には、矢印Ｇで示すように、コンベヤ３８から混合物が流入する。スクリュー４１は、電動機４４の駆動によって回転し、シリンダ４０の内部に進入した混合物を混練するとともに、混合物をその後端部４５から先端部４２に向かって押圧しつつ押し出す。多孔ダイス４３は、複数の円形貫通孔４６を有し、スクリュー４１によって押圧された混合物を貫通孔４６によってヌードル状に加工する。
【００３０】
スクリューコンベヤ３７は、押出機３６の上下方向下方に配置され、横方向へ長いケーシング４７（トラフ）と、ケーシング４７の内部に回転可能に設置されたスクリュー４８とから形成されている。スクリュー４８は、電動機（図示せず）の駆動によって回転し、ケーシング４７に進入したヌードル状の混合物をケーシング４７の入口４９から出口５０に向かって搬送する。ケーシング４７の内壁とスクリュー４８の螺旋部の先端との間には、わずかな間隙が形成されている。ヌードル状の混合物は、ケーシング４７の内壁とスクリュー４８の螺旋部の先端との間の間隙に進入しつつ、スクリュー４８によってケーシング４７の入口４９から出口５０に向かって搬送される。スクリュー４８の螺旋部は、ヌードル状の混合物を切断する歯として機能し、間隙に進入したヌードル状の混合物を所定の長さに切断して複数の水分含有ペレットＰに加工する。ゆえに、ヌードル状の混合物は、ケーシング４７の入口４９から出口５０に向かって搬送される間に複数のペレットＰに加工される。
【００３１】
乾燥工程１３には、造粒工程１２で作られたペレットＰを乾かす乾燥機（図示せず）が設置されている。造粒機３４と乾燥機との間には、ベルトコンベヤ（図示せず）が配置されている。乾燥機は、進入口および排出口を有するユニットと、ユニットの内部に設置されたベルトコンベヤと、空気を加熱して温風を作る加熱器（熱源）と、加熱器によって作られた温風を送風する送風機と、温風をユニットの外側に排出する排風機とから形成されている。ベルトコンベヤは、ユニットの進入口と排出口との間に延びている。ベルトコンベヤには、多数の微細な貫通孔が形成されている。加熱器および送風機は、ベルトコンベヤの間に設置されている。排風機は、ユニットの上部に設置されている。
【００３２】
ケーシング４７の出口５０からベルトコンベヤ上に順次落下した水分含有ペレットＰは、コンベヤによって乾燥機に搬送される。コンベヤによってユニットの進入口に運ばれたペレットＰは、ユニットの進入口からユニット内部のベルトコンベヤに移り、ベルトコンベヤ上を移動してユニットの進入口から排出口に向かう。ベルトコンベヤは、ペレットＰをユニットの進入口から排出口に向かって所定の速度でゆっくりと搬送する。加熱器によって作られた温風は、送風機によってベルトコンベヤの下方からユニットの上方へ向かって送風される。温風は、コンベヤの貫通孔を通り抜け、ユニットの内部を循環しつつ、排風機によってユニットの外側に排出される。乾燥工程では、ベルトコンベヤ上を移動するペレットＰが温風によって加熱され、ユニットの進入口から排出口に向かう間にペレットＰに含まれる水分の一部が気化する。
【００３３】
この製造方法によってペレットＰを作る手順を説明すると、以下のとおりである。紙およびパルプの少なくとも一方を粗粉砕機に投入し、紙やパルプを粗粉砕機によって粗粉砕して紙粉砕物を作った後、紙粉砕物を微粉砕機に投入し、紙粉砕物を微粉砕機によって微粉砕して紙パウダーを作る。紙パンダーは、集塵機（図示せず）によって集められ、一時、収容ホッパー（図示せず）に保管される。塊状澱粉を微粉砕機によって微粉砕して澱粉粉末を作る。澱粉粉末は、集塵機（図示せず）によって集められ、一時、収容ホッパー（図示せず）に保管される。紙パウダーと澱粉粉末とが収容ホッパーからリボンミキサー１４の攪拌槽１７に投入され、同時に水とアルコールとが攪拌槽１７に注入される。攪拌槽１７では、紙パウダーと澱粉と水とアルコールとがミキサー１４の攪拌リボン１９によって攪拌され、紙パウダーと澱粉とが水やアルコールとともに混練され、所定の流動性を有する水分含有混合物が作られる。
【００３４】
リボンミキサー１４の軸１８は、混練時間の略半分を時計回り方向へ回転し、混練時間の残りの略半分を反時計回り方向へ回転する。それによって、攪拌リボン１９が時計回り方向と反時計回り方向とへ回転する。ミキサー１４では、紙パウダーと澱粉と水とアルコールとが攪拌リボン１９によって時計回り方向と反時計回り方向との２方向で攪拌混練される。攪拌槽１７の内部では、水に溶解せずかつ流動性を示さない紙パウダーや澱粉が攪拌リボン１９と擦れ合って摩擦熱が生じるが、アルコールの気化熱が摩擦熱を奪うから、摩擦熱で混合物の温度が上昇することはない。混練槽１７における混練中の混合物の温度は、アルコールの気化熱によって１０〜３０℃に保持されている。ゆえに、ミキサー１４の攪拌混練過程において澱粉が糊化することはない。なお、軸１８は、時計回り方向と反時計回り方向とのいずれか一方にのみ回転してもよい。
【００３５】
ミキサー１４による紙パウダーと澱粉と水とアルコールとの混練時間は、５〜２０分である。また、軸１８の回転数は、２０ｍｉｎ−１以上かつ２００ｍｉｎ−１以下の範囲にある。軸１８の回転数が２０ｍｉｎ−１未満では、攪拌リボン１９を介して紙パウダーと澱粉と水とアルコールとを十分に攪拌混練することができず、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う混合物を作ることができない。混練時間が２０分を超過し、軸１８の回転数が２００ｍｉｎ−１を超過すると、ミキサー１４の攪拌混練過程において摩擦熱が発生し易く、摩擦熱で澱粉の一部が糊化してしまう場合がある。ミキサー１４では、混練時間と軸１８の回転数とが前記範囲にあるから、高速回転の混練や長時間の混練による紙パウダーや澱粉と攪拌リボン１９との間の摩擦熱の発生を防ぐことができ、ミキサー１４の攪拌混練過程における澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。
【００３６】
紙パウダーと澱粉粉末とをあわせたそれらの総重量に対する水の混合割合（攪拌槽１７に注入される水の割合）は、２０重量％以上かつ５０重量％の範囲にある。水の混合割合が２０重量％未満では、紙パウダーと澱粉粉末とを十分に混練することができず、紙パウダーと澱粉とが略均一に分散する混合物を作ることができない。また、造粒機３４（スクリュー押出機３６）による混練で混合物の粘性が著しく増加し、ほとんど流動性を示さない混合物が作られるから、造粒工程１２において混合物が脆く崩れて所定形状のペレットを作ることができない場合がある。水の混合割合が５０重量％を超過すると、造粒機３４（スクリュー押出機３６）による混練で混合物に適度な粘性を付与することができず、混合物の粘性が著しく低下し、造粒工程１２においてペレット自体を作ることができない場合がある。このペレット製造方法では、紙パウダーと澱粉粉末との総重量に対する水の混合割合が前記範囲にあるから、造粒工程１２において適度な粘性と適度な流動性とを有する混合物を作ることができ、かつ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合った所定形状のペレットＰを作ることができる。
【００３７】
リボンミキサー１４の攪拌槽１７に注入する水の温度は、０℃以上かつ３０℃以下の範囲にある。水の温度が０℃未満では、水が凍結し、アルコールの気化が不十分になるとともに、水を介して紙パウダーと澱粉粉末とを十分に混練することができず、紙パウダーと澱粉とが略均一に分散する混合物を作ることができない。水の温度が３０℃を超過すると、混合物の温度が上昇するとともに、アルコールが早期に気化し、アルコールの気化熱を利用して摩擦熱を奪うことができず、混合物の温度上昇と摩擦熱とによって澱粉の一部が糊化する場合がある。澱粉の一部が糊化すると、それが攪拌リボン１９や攪拌翼２８に付着し、リボンミキサー１４や攪拌ホッパー１５における混練機能が低下して紙パウダーと澱粉とを均一に混ぜ合わすことができない。このペレット製造方法では、注入する水の温度が前記範囲にあるから、澱粉の糊化を防ぐことができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ったペレットＰを作ることができる。
【００３８】
リボンミキサー１４に注入するアルコールの混合割合は、注入される水の重量に対して２重量％以上かつ３０重量％以下の範囲にある。アルコールの混合割合が２重量％未満では、アルコールの気化熱を十分に利用することができず、紙パウダーや澱粉と攪拌リボン１９との間の摩擦熱を奪うことができないから、澱粉の一部が糊化する場合がある。このペレット製造方法では、ミキサー１４に注入するアルコールの混合割合が前記範囲にあるから、摩擦熱を確実に奪うことができ、ミキサー１４における攪拌混練過程において澱粉が糊化することを確実に防ぐことができる。
【００３９】
リボンミキサー１４における混練時間が経過すると、水分含有混合物が攪拌槽１７からダクト２４を通って攪拌ホッパー１５の攪拌槽２６に流入し、同時に攪拌槽２６にアルコールが注入される。攪拌槽２６では、混合物がアルコールとともに攪拌ホッパー１５の攪拌翼２８によって再度攪拌混練される。攪拌ホッパー１５の軸２７は、混練時間の略半分を時計回り方向へ回転し、混練時間の残りの略半分を反時計回り方向へ回転する。それによって、攪拌翼２８が時計回り方向と反時計回り方向とへ回転する。ホッパー１５では、混合物とアルコールとが攪拌翼２８によって時計回り方向と反時計回り方向との２方向で混練される。攪拌槽２６の内部では、混合物を形成する紙パウダーと澱粉とが攪拌翼２８と擦れ合って摩擦熱が生じるが、アルコールの気化熱が摩擦熱を奪うから、摩擦熱で混合物の温度が上昇することはない。混練槽２６における混練中の混合物の温度は、アルコールの気化熱によって１０〜３０℃に保持されている。ゆえに、攪拌ホッパー１５の攪拌混練過程において澱粉が糊化することはない。なお、軸２７は、時計回り方向と反時計回り方向とのいずれか一方にのみ回転してもよい。
【００４０】
攪拌ホッパー１５による混合物の混練時間は、５〜２０分である。また、軸２７の回転数は、２０ｍｉｎ−１以上かつ２００ｍｉｎ−１以下の範囲にある。軸２７の回転数が２０ｍｉｎ−１未満では、攪拌翼２８を介して混合物とアルコールとを十分に攪拌混練することができず、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う混合物を作ることができない。混練時間が２０分を超過し、軸２７の回転数が２００ｍｉｎ−１を超過すると、攪拌ホッパー１５の攪拌混練過程において摩擦熱が発生し易く、摩擦熱で澱粉の一部が糊化してしまう場合がある。ホッパー１５では、混練時間と軸２７の回転数とが前記範囲にあるから、高速回転の混練や長時間の混練による混合物と攪拌翼２８との間の摩擦熱の発生を防ぐことができ、ホッパー１５の攪拌混練過程における澱粉の糊化を確実に防ぐことができる。
【００４１】
攪拌ホッパー１５に注入するアルコールの混合割合は、注入される水の重量に対して２重量％以上かつ１５重量％以下の範囲にある。アルコールの混合割合が    重量％未満では、アルコールの気化熱を十分に利用することができず、混合物と攪拌翼２８との間の摩擦熱を奪うことができないから、澱粉の一部が糊化する場合がある。このペレット製造方法では、攪拌ホッパー１５に注入するアルコールの混合割合が前記範囲にあるから、摩擦熱を確実に奪うことができ、攪拌ホッパー１５における攪拌混練過程において澱粉が糊化することを確実に防ぐことができる。また、アルコールを介して混合物が再混練されるから、混合物において紙パウダーと澱粉とを略均一に分散させることができる。なお、攪拌槽１７や攪拌槽２６では、混合物を攪拌混練中、注入されたアルコールが気化するとともに、混合物に含まれる水がわずかに気化する。
【００４２】
紙パウダーと澱粉粉末とを合わせたそれらの総重量に対する紙パウダーの混合割合は、６０重量％以上かつ８０重量％以下の範囲にあり、紙パウダーと澱粉粉末とを合わせたそれらの総重量に対する澱粉粉末の混合割合は、２０重量％以上かつ４０重量％以下の範囲にある。紙パウダーの混合割合が６０重量％未満であって澱粉粉末の混合割合が４０重量％を超過すると、混合物における澱粉の割合が必要以上に増加し、摩擦熱によって澱粉の一部が糊化する場合があり、紙パウダーと澱粉とを略均一に混ぜ合わすことができない場合がある。紙パウダーの混合割合が８０重量％を超過するとともに、澱粉粉末の混合割合が２０重量％未満では、自着性がない紙パウダーの混合物における割合が必要以上に増加し、造粒機３４（スクリュー押出機３６）による混練で混合物に所定の粘性を付与することができず、混合物の粘性が著しく低下し、所定形状のペレットを作ることができない場合がある。このペレット製造方法では、紙パウダーと澱粉粉末とを合わせたそれらの総重量に対する紙パウダーや澱粉粉末の混合割合が前記範囲にあるから、造粒工程１２において適度の粘性と適度の流動性とを有する混合物を作ることができ、かつ、紙パウダーと澱粉粉末とが略均一の混ざり合った所定形状のペレットＰを作ることができる。
【００４３】
紙パウダーは、その平均粒径が５０μｍ以上かつ２００μｍ以下の範囲にある。紙パウダーの平均粒径が５０μｍ未満では、紙パウダーを５０μｍ未満の粒子径に加工するためにさらに複数の粉砕工程を必要とし、ペレットＰの生産コストが上昇してしまう。紙パウダーの平均粒径が２００μｍを超過すると、流動性を示さない紙パウダーがリボンミキサー１４や攪拌ホッパー１５の混練機能を低下させ、リボンミキサー１４や攪拌ホッパー１５において紙パウダーと澱粉粉末とを略均一に混ぜ合わすことができず、混合物に紙パウダーや澱粉の偏りが生じる場合がある。澱粉粉末は、その平均粒径が５μｍ以上かつ１５０μｍ以下の範囲にある。澱粉粉末の平均粒径が５μｍ未満では、塊状澱粉を５μｍ未満の粒子径に加工するための粉砕工程を必要とし、ペレットＰの生産コストが上昇してしまう。澱粉粉末の平均粒径が１５０μｍを超過すると、流動性を示さない澱粉がリボンミキサー１４や攪拌ホッパー１５の混練機能を低下させ、リボンミキサー１４や攪拌ホッパー１５において紙パウダーと澱粉粉末とを略均一に混ぜ合わすことができず、混合物に紙パウダーや澱粉の偏りが生じる場合がある。このペレット製造方法では、紙パウダーと澱粉粉末との平均粒径が前記範囲にあるから、コストがかからず、かつ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ったペレットＰを作ることができる。
【００４４】
混練工程１１では、前後方向へ延びる軸１８に取り付けられた攪拌リボン１９の時計回り方向と反時計回り方向との２方向の回転によって紙パウダーと澱粉粉末とが水やアルコールとともに混練され、さらに、上下方向へ延びる軸２７に取り付けられた攪拌翼２８の時計回り方向と反時計回り方向との２方向の回転によって水分含有混合物が再混練されるから、混合物が合計４方向で混練される。ゆえに、混練工程１１では、水やアルコールを介して紙パウダーと澱粉とを十分に攪拌混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合うとともに、適度な流動性を有する水分含有混合物を作ることができる。攪拌ホッパー１５によって混練された後の水分含有混合物の含水率は、３２％以上かつ３８％以下の範囲、好ましくは３４％以上かつ３６％以下の範囲にある。ゆえに、水分含有混合物は、それが液状やゲル状になることはなく、適度な流動性を有する。ここで、水分含有混合物の含水率は、｛（水分含有混合物の全重量−混合物の乾燥後の全重量）／混合物の乾燥後の全重量｝×１００で算出した。なお、混練工程１１では、軸１８，２７の回転速度を下げることで摩擦熱を防ぎ、澱粉の糊化を防ぐことができれば、攪拌槽１７に水のみを注入し、攪拌槽１７や攪拌槽２６へのアルコールの注入を省くこともできる。
【００４５】
攪拌ホッパー１５における混練時間が経過すると、ホッパー１５の下部流出口３１が開き、水分含有混合物がベルトコンベヤ３８上に順次落下する。混合物は、ベルトコンベヤ３８によってスクリュー押出機３６に搬送され、押出機３６のホッパー３９に投入されてホッパー３９からシリンダ４０に進入する。混合物は、スクリュー４１の回転によって混練かつ押圧されながら、シリンダ４０の後端部４５から先端部４２に向かって押し出され、多孔ダイス４３の貫通孔４６を通ることで複数本のヌードル状に加工される。押出機３６のスクリュー４１によって混練された混合物は、適度な粘性と適度な流動性とを発現する。なお、押出機３６で混練された後の混合物の粘度は、１０〜１０４Ｐａ・ｓの範囲、好ましくは１０２〜１０３Ｐａ・ｓの範囲にある。混合物の粘度が１０Ｐａ・ｓ未満では混合物の粘性が不十分であり、混合物が容易に流動し、混合物の粘度が１０４Ｐａ・ｓを超過すると混合物の粘性が高く、混合物が容易に崩れてしまうから、混合物をヌードル状に加工することができず、造粒工程１２において所定形状のペレットを作ることができない。このペレット製造方法では、押出機３６で混練された後の混合物の粘度が前記範囲にあるから、造粒工程１２において混合物が流動してしまうことや脆く崩れることがなく、所定形状のペレットＰを確実に作ることができるとともに、ペレットＰがその形態を保持することができる。
【００４６】
ヌードル状の混合物は、多孔ダイス４３から落下しつつ、スクリューコンベヤ３７のケーシング４７の入口４９からケーシング４７内部に進入する。ヌードル状の混合物は、スクリュー４８の回転にともなってケーシング４７の入口４９から出口５０に向かって移動しつつ、ケーシング４７の内壁とスクリュー４８の螺旋部の先端との間の間隙に進入し、スクリュー４８の螺旋部の先端によって所定の長さに切断され、複数の水分含有ペレットＰになる。ペレットＰは、ケーシング４７の出口５０からベルトコンベヤ上に順次落下し、ベルトコンベヤによって乾燥機に搬送される。ペレットＰは、ベルトコンベヤによってユニットの進入口に運ばれた後、コンベヤからユニット内部に設置されたベルトコンベヤ上に移動し、コンベヤによってユニットの進入口から排出口に向かって搬送される。
【００４７】
なお、ユニットの進入口から排出口までのベルトコンベヤの走行距離は、１ｍ以上かつ２０ｍ以下の範囲にあり、ベルトコンベヤの走行速度は、０．０２ｍ／ｓ以上かつ０．１ｍ／ｓ以下の範囲、好ましくは０．０３ｍ／ｓ以上かつ０．０８ｍ／ｓ以下の範囲、より好ましくは０．０４ｍ／ｓ以上かつ０．０５ｍ／ｓ以下の範囲にある。ベルトコンベヤの走行距離が１ｍ未満であってベルトコンベヤの走行速度が０．１ｍ／ｓを超過すると、ペレットＰに含まれる水分が気化せず、水分を減らすことができない。ベルトコンベヤの走行距離が２０ｍを超過し、ベルトコンベヤの走行速度が０．０３ｍ／ｓ未満では、ペレットＰの加熱時間が長くなって、ペレットＰに含まれる水分が大きく減少してしまう。また、澱粉が糊化する場合があり、固化した澱粉によってペレットＰが極端に硬化する場合がある。
【００４８】
ペレットＰは、コンベヤの貫通孔を通る温風やユニットの内部を循環する温風によって加熱され、ユニットの進入口から排出口に向かう間に、それに含まれる水分の一部が気化する。ここで、ユニットの内部温度は、ペレットＰに含まれる水分を減少させることができ、かつ、ペレットＰを形成する澱粉が糊化しない温度に保持されている。具体的には、４０℃以上かつ５０℃以下の範囲、好ましくは４５℃以上かつ５０℃以下の範囲に保持されている。ユニット５８の内部温度が４０℃未満では、ペレットＰに含まれる水分が気化せず、水分を減らすことができない。ユニットの内部温度が５０℃を超過すると、ペレットＰが必要以上に加熱され、ペレットＰに含まれる水分が大きく減少してしまう。また、澱粉が糊化し、固化した澱粉によってペレットＰが極端に硬化する場合がある。この製造方法では、ユニットの内部温度や、ベルトコンベヤの走行距離、ベルトコンベヤの走行速度が前記範囲にあるから、ベルトコンベヤ上を進入口から排出口に向かって移動するペレットを約１０〜１０００秒間かつ４５〜５０℃の雰囲気で乾燥させることで、ペレットＰを形成する澱粉の糊化を防ぎつつ、ペレットＰに含まれる水分を適度に減らすことができる。
【００４９】
乾燥工程１３では、ペレットＰに含まれる水分の一部が気化し、造粒工程１２よりもペレットＰが乾くが、ペレットＰに含まれる水分の全てが気化するわけではなく、ペレットＰが完全に乾燥することはない。乾燥工程１３を経たペレットＰは、それに含まれる澱粉が糊化しておらず、所定量の水分を含有する。ペレットＰを形成する紙パウダーと澱粉とは、水素結合によって互いに結合している。乾燥工程１３を経たペレットＰは、それが紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合った混合物からつくられているから、それに紙パウダーの塊や澱粉の塊が形成されておらず、紙パウダーと澱粉とが略均一に分散している。乾燥工程１３を経た後のペレットＰは、その水分含有率が１２．０％以上かつ２０．０％以下の範囲にある。このペレット製造方法では、乾燥工程１３においてペレットＰを完全に乾燥させることがないから、ペレットを完全に乾燥させることによるペレットの極端な硬化や崩壊圧力の増加を防ぐことができる。
【００５０】
乾燥工程１３を経たペレットＰは、澱粉が糊化しておらず、所定量の水分を含有するとともに、紙パウダーと澱粉とが水素結合によって互いに結合されているから、所定の形状を保持しつつも１００〜４９０Ｎの圧力（崩壊圧力）で容易に崩壊する。また、ペレットＰに含まれる澱粉は、１５０〜１９０℃の温度で溶解する。ペレットＰは、図４に示すように、略円柱状を呈し、その長さＬ１が０．５ｍｍ以上かつ１０．０ｍｍ以下の範囲にあり、その直径Ｌ２が１．０ｍｍ以上かつ５．０ｍｍ以下の範囲にある。ペレットＰは、その嵩比重が０．２以上かつ１．０以下の範囲にある。ここで、嵩比重とは、成形されたペレットＰの寸法からその体積を計算し、ペレットＰの質量を除して求めた比重である。
【００５１】
ペレット製造方法は、時計回り方向と反時計回り方向とへ回転する攪拌リボン１９（第１ブレード）によって紙パウダーと澱粉と水とアルコールとを混練して水分含有混合物を作り、さらに、時計回り方向と反時計回り方向とへ回転する攪拌翼２８（第２ブレード）によって混合物を再混練するから、リボンミキサー１４（第１混練機）と攪拌ホッパー１５（第２混練機）とにおいて混合物を４方向で十分に混練することができ、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合う水分含有混合物を作ることができる。このペレット製造方法では、４方向で十分に混練した水分含有混合物を造粒してペレットＰを作るから、紙パウダーと澱粉とが略均一に混ざり合ってそれらが略均一に分散するペレットＰを作ることができる。
【００５２】
図５は、図４のペレットＰを用いて作られる発泡部材５１の製造方法の一例を示す工程概略図であり、図６は、図５の製造方法によって作られた発泡部材５１の斜視図である。発泡部材５１は、ペレットＰとポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂５２の粉末を原料とし、押出機５３を使用して製造される。発泡部材５１は、押出機５３に取り付けられたダイ（図示せず）によって角柱状に成形される。
【００５３】
ポリオレフィン系合成樹脂５２には、ポリプロピレンとポリエチレンとのいずれか一方、または、それらを所定の割合で混合した樹脂を使用する。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−ポリプロピレンのうちの少なくとも１種類を使用することができる。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、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）のうちの少なくとも１種類を使用することができる。なお、ポリプロピレンには、線状ポリプロピレンとイソプレンとラジカル重合開始剤とを反応させた改質ポリプロピレンを使用することもできる。線状ポリプロピレンには、プロピレンの単独重合体や共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体のうちの少なくとも１種類を使用することができる。
【００５４】
押出機５３によって発泡部材５１を製造する手順の一例を説明すると、以下のとおりである。複数のペレットＰと所定量の熱可塑性合成樹脂５２の粉末とを押出機５３のホッパー５４に投入した後、押出機５３の中段から押出機５３のシリンダ５５内部に水５６を注入する。ペレットＰと熱可塑性合成樹脂５２とは、押出機５３のホッパー５４からシリンダ５５内部に進入し、押出機５３のヒータ（図示せず）によって１２０〜１９０℃に加熱されつつ、シリンダ５５内部に設置されたスクリュー（図示せず）の回転によって混練される。シリンダ５５内部では、ペレットＰに含まれる水分が沸騰し、それによって澱粉が糊化してペレットＰが溶融するとともに、熱可塑性合成樹脂５２が溶融し、紙パウダーと溶融した澱粉および熱可塑性合成樹脂５２とが混練されて所定温度の高温溶融物になる。高温溶融物では、紙パウダーが略均一に分散している。高温溶融物は、スクリューの回転によって押圧されつつシリンダ５５の先端部５７に向かって次第に移動する。なお、押出機５３に投入される前のペレットＰは、澱粉が糊化しておらず、１００〜４９０Ｎの圧力で容易に崩壊するから、押出機５３のスクリューによって即座に押し潰される。
【００５５】
押出機５３の中段から注入された水５６は、スクリューを介して高温溶融物に混入される。水５６が溶融物に混入されると、高温溶融物の温度によって水５６が瞬時に気化する。水５６が気化すると、それにともなって溶融物の内部に多数の気泡が形成され、溶融物が押出機５３の先端部５７に取り付けられたダイから押し出されたときに気泡の膨張にともなって溶融物が所定倍率に一気に膨張（発泡）し、発泡部材５１が作られる。ダイから押し出された発泡部材５１は、その温度が次第に低下して固形化する。発泡部材５１の内部では、温度が低下して固化した澱粉が気泡５８を包被する膜を形成している。発泡部材５１は、固化した澱粉によってその強度が保持されている。発泡部材５１では、紙パウダーが略均一に分散している。なお、ペレットＰを形成する紙パウダーの平均粒径が５０〜２００μｍの範囲にあるから、紙パウダーが溶融した熱可塑性合成樹脂５２の中で分散不良を起こすことはなく、発泡部材５１の内部に紙パウダーの塊が形成されることはない。
【００５６】
この発泡部材製造方法では、前記ペレット製造方法によって作られたペレットＰを使用することで、紙パウダーが略均一に分散し、かつ、優れた耐衝撃性と優れたクッション性とを有する発泡部材５１を作ることができる。前記ペレット製造方法によって作られたペレットＰを発泡部材５１を製造する押出機５３に投入したとしても、ペレットＰが押出機５３のスクリューで容易に崩壊し、ペレットＰによって押出機５３のスクリューやシリンダが故障することはない。また、押出機５３のヒータで加熱することでペレットＰが容易に溶融するから、押出機５３を利用して発泡部材５１を確実に作ることができる。
【００５７】
押出機５３の内部における水５６の混入前の高温溶融物の温度は、１２０℃以上かつ１９０℃以下の範囲、好ましくは１４０以上かつ１７０℃以下の範囲にある。溶融物の温度が１２０℃未満では、混入する水５６の量にもよるが、水５６が溶融物の内部で瞬時に気化せず、溶融物の内部における発泡が不十分となり、発泡部材５１の内部に多数の気泡５８を作ることができない。溶融物の温度が１９０℃を超過すると、熱可塑性合成樹脂５２や紙パウダー、澱粉の性状が温度によって変化し、特に、紙パウダーが黄ばんだり、黒ずんだりすることで、発泡部材５１自体が変色してしまう。高温溶融物の総重量に対する水５６の混合割合は、１０重量％以上かつ３０重量％以下の範囲にある。水５６の混合割合が１０重量％未満では、水５６の気化を十分に利用することができず、高温溶融物の内部における発泡が不十分となり、発泡部材５１のクッション性が低下する。水５６の混合割合が３０重量％を超過すると、水５６が瞬時に気化せず、高温溶融物の内部における発泡が不十分となり、発泡部材５１に十分な気泡５８が形成されず、発泡部材５１のクッション性が低下する。
【００５８】
発泡部材５１の単位体積当たりの発泡倍率は、５〜６０倍であり、好ましくは５〜３０倍である。発泡倍率が５倍未満では、発泡部材５１に気泡５８が十分に形成されておらず、発泡部材５１のクッション性が不十分となる。発泡倍率が６０倍を超過すると、発泡部材５１の強度が著しく低下し、わずかな衝撃で発泡部材５１が損壊してしまう場合がある。発泡部材５１は、独立気泡が４０％以上であり、平均気泡径が２．０ｍｍ以下である。独立気泡率は５０％以上が好ましく、平均気泡径は１．５ｍｍ以下が好ましい。発泡部材５１の燃焼カロリーは、４５００〜６０００Ｋｃａｌ／ｋｇの範囲にある。
【００５９】
ペレットＰとポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂５２とをあわせた総重量に対する熱可塑性合成樹脂５２の混合割合は、２０重量％以上かつ４５重量％以下の範囲にある。熱可塑性合成樹脂５２の混合割合が２０重量％未満では、高温溶融物の内部における発泡が不十分となり、発泡部材５１にわずかしか気泡５８が形成されず、発泡部材５１のクッション性が低下する。熱可塑性合成樹脂５２の混合割合が４５重量％を超過すると、紙パウダーや澱粉よりも燃焼カロリーが高い熱可塑性合成樹脂５２の割合が増え、発泡部材５１の燃焼カロリーが増加し、燃焼カロリーが６０００ｋｃａｌ／ｋｇを超過してしまう場合がある。
【００６０】
発泡部材５１は、それが紙パウダーと澱粉とを含むから、それが熱可塑性合成樹脂５２のみから作られている場合と比較し、その燃焼カロリーが低く、その焼却処理時に焼却炉を傷めることはない。発泡部材５１は、ペレットＰを形成する紙パウダー、澱粉粉末の混合割合や熱可塑性合成樹脂５２の混合割合を変えることで、その燃焼カロリーを前記範囲で調節することができる。発泡部材５１は、ベンゼン環を有さないポリオレフィン系熱可塑性合成樹脂５２を使用するとともに、ポリスチレン樹脂を含有しないから、その焼却時に二酸化炭素のみが発生し、煤煙の発生がなく、環境に悪影響を及ぼすことはない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ペレット製造方法の各工程を示すブロック図。
【図２】リボンミキサーや攪拌ホッパー、造粒機の一例を示す図。
【図３】造粒機を正面から示す図。
【図４】ペレット製造方法によって作られたペレットの斜視図。
【図５】図４のペレットを用いて作られる発泡部材の製造方法の一例を示す工程概略図。
【図６】図５の製造方法によって作られた発泡部材の斜視図。
【符号の説明】
【００６２】
１０    粉砕工程
１１    混練工程
１２    造粒工程
１３    乾燥工程
１４    リボンミキサー（第１混練機）
１５    攪拌ホッパー（第２混練機）
１７    混練槽（第１混練槽）
１８    軸（第１軸）
１９    攪拌リボン（第１ブレード）
２６    混練槽（第２混練槽）
２７    軸（第２軸）
２８    攪拌翼（第２ブレード）
Ｐ    ペレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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