(57)【要約】本発明は、成形用混合物、成形プロセスおよび成形品を製造するための型に関する。このプロセスには以下の工程が含まれる：（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片用意し、その植物繊維片に添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程と、（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程と、（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。また、添加するデンプンの量は、０〜１０重量％の間、好ましくは０〜２重量％、または２〜１０重量％である。
2004508229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水および、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤を添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００から７０００ｐｓｉまでの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程と、
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００から２００℃までの範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項２】
以下の工程をさらに含む、請求項１に記載のプロセス：
（ｈ）１種以上の結合剤または接着剤を用いて、成形品を少なくとも部分的にコーティングする工程と、
（ｉ）そのコーティングされた成形品を加熱して、実質的に乾燥させ、コーティングを硬化させる工程。
【請求項３】
前記製品を工程（ｈ）でコーティングする前に、工程（ｇ）からの製品をトリミングする工程をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記工程（ｉ）からの製品を、耐水性材料または装飾材料によって処理する工程（ｊ）をさらに含む、請求項２に記載のプロセス。
【請求項５】
前記成形用混合物中の植物繊維片の長さが１〜５ｍｍの範囲である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記成形用混合物の接着剤含量が２〜５重量％の範囲である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記成形用混合物の接着剤含量が約４．７重量％である、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記成形用混合物の繊維含量が４５〜５５重量％の範囲である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記成形用混合物の繊維含量が約５２重量％である、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記成形用混合物の含水量が４０〜４５重量％の範囲である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記成形用混合物の含水量が約４３重量％である、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記成形用混合物中にラテックス系接着剤を使用する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記成形用混合物中で使用する前記ラテックス系接着剤がＮｅｏｐｒｅｎｅである、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記工程（ａ）を約２５℃未満の温度で実施する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記工程（ｃ）で型内にかける圧力が約４０００ｐｓｉである、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記工程（ｃ）での時間が、３〜１０秒間の範囲である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記工程（ｄ）における減じた圧力が、５００〜１５００ｐｓｉの範囲である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記工程（ｄ）における上昇した温度が、約１４０℃である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記工程（ｈ）における加熱を、時間が１０秒間〜１０分間の範囲、温度が１００℃〜１８０℃の範囲で実施する、請求項２に記載のプロセス。
【請求項２０】
以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜２重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水および、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤を添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部がスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項２１】
以下の工程をさらに含む、請求項２０に記載のプロセス：
（ｈ）１種以上の結合剤または接着剤を用いて、成形品を少なくとも部分的にコーティングする工程と、
（ｉ）そのコーティングされた成形品を加熱して、実質的に乾燥させ、コーティングを硬化させる工程。
【請求項２２】
前記製品を工程（ｈ）でコーティングする前に、工程（ｇ）からの製品をトリミングする工程をさらに含む、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記工程（ｉ）からの製品を耐水性材料または装飾材料によって処理する工程（ｊ）をさらに含む、請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記成形用混合物中の植物繊維片の長さが１〜５ｍｍの範囲である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記成形用混合物の接着剤含量が２〜５重量％の範囲である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記成形用混合物の接着剤含量が約４．７重量％である、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
前記成形用混合物の繊維含量が４５〜５５重量％の範囲である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２８】
前記成形用混合物の繊維含量が約５２重量％である、請求項２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記成形用混合物の含水量が４０〜４５重量％の範囲である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記成形用混合物の含水量が約４３重量％である、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
前記成形用混合物中にラテックス系接着剤を使用する、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３２】
前記成形用混合物中で使用する前記ラテックス系接着剤がＮｅｏｐｒｅｎｅである、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記工程（ａ）を約２５℃未満の温度で実施する、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記工程（ｃ）で型内にかける圧力が約４０００ｐｓｉである、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３５】
前記工程（ｃ）での時間が、３〜１０秒間の範囲である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３６】
前記工程（ｄ）における減じた圧力が、５００〜１５００ｐｓｉの範囲である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３７】
前記工程（ｄ）における上昇した温度が、約１４０℃である、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項３８】
前記工程（ｈ）における加熱を、時間が１０秒間〜１０分間の範囲、温度が１００℃〜１８０℃の範囲で実施する、請求項２１に記載のプロセス。
【請求項３９】
以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に２〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００から７０００ｐｓｉまでの範囲として、混合物中の水の一部がスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程と、
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００から２００℃までの範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項４０】
以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に２〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、２５〜５５重量％の水と、２〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を７０から１００℃の範囲とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００から７０００ｐｓｉまでの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程と、
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項４１】
以下の工程をさらに含む、請求項３９または４０に記載のプロセス：
（ｈ）１種以上の結合剤または接着剤を用いて、成形品を少なくとも部分的にコーティングする工程と、
（ｉ）そのコーティングされた成形品を加熱して、実質的に乾燥させ、コーティングを硬化させる工程。
【請求項４２】
前記製品を工程（ｈ）でコーティングする前に工程（ｇ）からの製品をトリミングする工程をさらに含む、請求項３９または４０に記載のプロセス。
【請求項４３】
前記工程（ｉ）からの製品を耐水性材料または装飾材料によって処理する工程（ｊ）をさらに含む、請求項４１に記載のプロセス。
【請求項４４】
前記成形用混合物中の植物繊維片の長さが１〜５ｍｍの範囲である、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項４５】
前記成形用混合物の接着剤含量が２〜５重量％の範囲である、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項４６】
前記成形用混合物の接着剤含量が約４．７重量％である、請求項４５に記載のプロセス。
【請求項４７】
前記成形用混合物の繊維含量が４５〜５５重量％の範囲である、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項４８】
前記成形用混合物の繊維含量が約５２重量％である、請求項４７に記載のプロセス。
【請求項４９】
前記成形用混合物の含水量が４０〜４５重量％の範囲である、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項５０】
前記成形用混合物の含水量が約４３重量％である、請求項４９に記載のプロセス。
【請求項５１】
前記成形用混合物中にラテックス系接着剤を使用する、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項５２】
前記成形用混合物中で使用する前記ラテックス系接着剤がＮｅｏｐｒｅｎｅである、請求項５１に記載のプロセス。
【請求項５３】
前記工程（ａ）を約２５℃未満で実施する、請求項４０に記載のプロセス。
【請求項５４】
前記工程（ｃ）で型内にかける圧力が約４０００ｐｓｉである、請求項３９または４０に記載のプロセス。
【請求項５５】
前記工程（ｃ）での時間が、３〜１０秒間の範囲である、請求項３９または４０に記載のプロセス。
【請求項５６】
前記工程（ｄ）における減圧が、５００〜１５００ｐｓｉの範囲である、請求項３９または４０に記載のプロセス。
【請求項５７】
前記工程（ｄ）における温度上昇が、約１４０℃である、請求項３９または４０に記載のプロセス。
【請求項５８】
前記工程（ｅ）における加熱を、時間が１０秒間〜１０分間の範囲、温度が１００℃〜１８０℃の範囲で実施する、請求項４１に記載のプロセス。
【請求項５９】
成形プロセスの間に、型の内部からスチームを取り除くことを可能とするために、型の上側部品および／または下側部品の、上端および／または下端に１つ以上のバルブを備えている、型。
【請求項６０】
４平方インチあたりに１つのバルブを有する、請求項５９に記載の型。
【請求項６１】
以下の工程を含む、請求項５９または６０に記載の型を使用して成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００から７０００ｐｓｉまでの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程と、
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項６２】
前記工程（ｂ）で型に混合物を注入する間および前記工程（ｃ）で型を加圧する間、バルブを閉じておく、請求項６１に記載のプロセス。
【請求項６３】
以下の工程を含む、請求項５８〜６０のいずれか一項に記載の型を使用して成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜２重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００から７０００ｐｓｉまでの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項６４】
前記工程（ｂ）で型に混合物を注入する間および前記工程（ｃ）で型を加圧する間、バルブを閉じておく、請求項６３に記載のプロセス。
【請求項６５】
以下の工程を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の型を使用して成形品を製造するためのプロセス：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に２〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、
によって成形用混合物を調製する工程と、
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程と、
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程と、
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程と、
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程と、
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程と、
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【請求項６６】
前記工程（ｂ）で型に混合物を注入する間および前記工程（ｃ）で型を加圧する間、バルブを閉じておく、請求項６５に記載のプロセス。
【請求項６７】
以下の工程をさらに含む、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス：
（ｈ）１種以上の結合剤または接着剤を用いて、成形品を少なくとも部分的にコーティングする工程と、
（ｉ）そのコーティングされた成形品を加熱して、実質的に乾燥させ、コーティングを硬化させる工程。
【請求項６８】
前記製品を工程（ｈ）でコーティングする前に工程（ｇ）からの製品をトリミングする工程をさらに含む、請求項６７に記載のプロセス。
【請求項６９】
前記工程（ｉ）からの製品を耐水性材料または装飾材料によって処理する工程（ｊ）をさらに含む、請求項６８に記載のプロセス。
【請求項７０】
前記成形用混合物中の植物繊維片の長さが１〜５ｍｍの範囲である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７１】
前記成形用混合物の接着剤含量が２〜５重量％の範囲である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７２】
前記成形用混合物の接着剤含量が約４．７重量％である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７３】
前記成形用混合物の繊維含量が４５〜５５重量％の範囲である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７４】
前記成形用混合物の繊維含量が約５２重量％である、請求項７３に記載のプロセス。
【請求項７５】
前記成形用混合物の含水量が４０〜４５重量％の範囲である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７６】
前記成形用混合物の含水量が約４３重量％である、請求項７５に記載のプロセス。
【請求項７７】
前記成形用混合物中にラテックス系接着剤を使用する、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７８】
前記成形用混合物中で使用する前記ラテックス系接着剤がＮｅｏｐｒｅｎｅである、請求項７７に記載のプロセス。
【請求項７９】
前記工程（ａ）を約２５℃未満で実施する、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８０】
前記工程（ｃ）で型内にかける圧力が約４０００ｐｓｉである、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８１】
前記工程（ｃ）での時間が、３〜１０秒間の範囲である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８２】
前記工程（ｄ）における減圧が、５００〜１５００ｐｓｉの範囲である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８３】
前記工程（ｄ）における温度上昇が、約１４０℃である、請求項６１〜６６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８４】
（ｉ）０〜１０重量％の添加デンプンと任意に組み合わせた、４０〜６０重量％の植物繊維と、
（ｉｉ）それに添加した、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤と、
を含む成形用混合物を用いて成形品を製造する際に使用する、請求項５８〜６０のいずれか一項に記載の型。
【請求項８５】
（ｉ）０〜２重量％の添加デンプンと任意に組み合わせた、４０〜６０重量％の植物繊維と、
（ｉｉ）それに添加した、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤と、
を含む成形用混合物を用いて成形品を製造する際に使用する、請求項５８〜６０のいずれか一項に記載の型。
【請求項８６】
成形品を製造する際に、
（ｉ）２〜１０重量％の添加デンプンと任意に組み合わせた、４０〜６０重量％の植物繊維と、
（ｉｉ）それに添加した、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤と、
を含む成形用混合物を使用する、請求項５８〜６０のいずれか一項に記載の型。
【請求項８７】
前記成形用混合物中の植物繊維片の長さが１〜５ｍｍの範囲である、請求項８４〜８６のいずれか一項に記載の型。
【請求項８８】
前記成形用混合物の接着剤含量が２〜５重量％の範囲である、請求項８４〜８６のいずれか一項に記載の型。
【請求項８９】
前記成形用混合物の接着剤含量が約４．７重量％である、請求項８８に記載の型。
【請求項９０】
前記成形用混合物の繊維含量が４５〜５５重量％の範囲である、請求項８４〜８６のいずれか一項に記載の型。
【請求項９１】
前記成形用混合物の繊維含量が約５２重量％である、請求項９０に記載の型。
【請求項９２】
前記成形用混合物の含水量が４０〜４５重量％の範囲である、請求項８４〜８６のいずれか一項に記載の型。
【請求項９３】
前記成形用混合物の含水量が約４３重量％である、請求項９２に記載の型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、成形（製）品を製造するためのプロセスおよびそのプロセスで使用するための型に関する。より詳しくは本発明は、植物繊維から製品を製造するためのプロセスおよび型に関する。
【０００２】
発明の背景
本明細書において、知識に関する文書、記録、記事を参照あるいは論議した場合においても、そのような参照や論議をしたからといって、そのような知識に関する文書、記録、記事あるいはそれらを組み合わせたものが、優先日において、一般に利用可能であり、公知であり、一般常識の一部となっており、本明細書が関わるいかなる問題点であってもその解決を試みるのに関連があると知られていた、ということを容認しているわけではない。
【０００３】
以下の議論において、容器、保護包装および衝撃吸収包装のような製品を扱うが、植物材料から本発明によって製造されるすべての製品、たとえば、テーブルトップ、コップ、テークアウト用食品容器、仕切り、梱包材料、ゴルフティーなどの製品で、平坦な形状又は容器形状のいずれをも含めた製品に対して、同じ原理が適用できることは理解されたい。本発明のプロセスまたは型を用いて製造した製品は、適宜どのような形状でもよく、任意に仕切りや突出部を備えていてもよい。
【０００４】
現在使用されている製品類は、プラスチックや石油系の誘導体、または天然木材から作られているものが多い。プラスチック材料は分解せず、効率的に廃棄することが困難である。そのような材料は回収する事も可能で、リサイクルされることも多い。しかしながら、リサイクルをしたとしても、多くのプラスチックによって引き起こされる環境問題が完全に解決されたということにはならない。その理由は、これらの化合物は分解した時に大気中に有害ガスを放出するからである。リサイクルされないプラスチック製品は土壌および水の汚染を招き、それによって環境が修復不能なダメージを受ける可能性がある。木材系の製品、たとえば紙製の箱や製紙用パルプ包装材などが森林乱伐を招いている。紙製品を廃棄したとしても環境に対して直接の害を与えることはないかも知れないが、紙製品を得るためには木材チップが必要ということから森林乱伐となり、それが原因となってオゾン層破壊を招くので、環境にとってはやはり有害である。森林を再生するには少なくとも１５年が必要で、その回復期の間に生態系に与える有害な打撃は、さらに長い期間にわたっても修復できない可能性がある。さらに、ある種の紙製品、たとえば紙コップには生分解性を持たないコーティングが施されていて、これまた生態系に害をもたらす。
【０００５】
大量の廃棄物によって引き起こされる環境および生態系に対してこのように有害な影響があることから、そのような製品を製造するための代替材料、好ましくは、生分解性および／または容易に再生可能な原料からの材料が求められるようになってきている。
生分解性の材料がすでに使用可能になっているとはいうものの、これまでに知られている材料では、プラスチック製品の代替としては使用できないことがある。
【０００６】
ばらばらの原料を結合させて、製品を形作る方法が知られている。たとえば、チップボードやパーティクルボードでは、圧縮法で接着剤を使用している。しかしながら、チップボードから成形物品を製造するのはうまい方法ではない。
【０００７】
生分解性の材料たとえば植物繊維を用いて加熱発泡（ｔｈｅｒｍｏ−ｆｏａｍｉｎｇ）により製品を製造するような方法がある。この方法では、スチームを用いて、粗原料、主としてデンプンを蒸煮する。それによりデンプンが膨張して隣のデンプン分子と繋がる。デンプンを水分の存在下で加熱していくと、それが膨張して、製品中に小さな空気溜まりがたくさんできる。この製品は主としてデンプンからできているので、この製品は、液状物たとえば水と接触すると非常に速やかに、分解または崩壊する。結果として、この製品は防水性材料によるコーティングができない。液状物に接触するとすぐに分解が始まってしまうからである。
【０００８】
この先行技術による加熱発泡法では、材料を成形して容器にするのに、その材料の発泡成形を利用している。このようにして成形した製品は柔らかく「クッション様」であるために、強い打撃に耐えるだけの耐久性や強度を有していない。結果として、この方法で製造できる製品は限定される。この方法におけるもう１つの問題は、その製造コストである。ここで用いている方法では非常に高価なものになり、また用途に制約があるために、大量生産をして製造コストを妥当なものにすることもできない。
【０００９】
我々は、以下の一連の先行米国特許については知っている。それらは、発明者がＡｎｄｅｒｓｅｎおよびＨｏｄｓｏｎで、譲受け人がＥ．ＫｈａｓｈｏｇｇｉＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，ＬＬＣである、米国特許第５，６６２，７３１号；同第５，７８３，１２６号；同第５，８６８，８２４号および同第６，０３０，６７３号である（Ｋｈａｓｈｏｇｇｉ特許と呼ぶ）。これらの米国特許はすべて、成形物品の製造に関するものである。しかしながら、これらＫｈａｓｈｏｇｇｉ特許すべての教示するところでは、デンプンを少なくとも１０重量％、典型的な範囲の記載では１０〜８０重量％添加している。たとえば、Ｋｈａｓｈｏｇｇｉの米国特許第５，７８３，１２６号では、デンプン含量を３０〜７０％とするのが好ましいとされているが、これには、デンプン系のバインダーが比較的高価である、溶媒を除去するのにかなりの時間とエネルギーが必要であるという問題がある。そのためＫｈａｓｈｏｇｇｉは、無機フィラーまたは凝集体を添加することを教示している。Ｋｈａｓｈｏｇｇｉ特許の教示によれば、無機フィラーを比較的高濃度で使用し、典型的には無機凝集体の量を２０重量％を超えるようにするとの記載もある。
【００１０】
本願出願人の見出したところでは、Ｋｈａｓｈｏｇｇｉ特許の教示にしたがってデンプンおよび無機凝集体を大量に添加すると、コストが上昇すると共に、成形品の中に小さなボイド（空隙）が多数生成する傾向がある。ボイドが生成すると、「クッション様」構造となりやすく、そのようなものは構造的な強度が低い。本出願人は、Ｋｈａｓｈｏｇｇｉ特許の教示とは逆に、デンプン濃度を低くするかまたはもっと極端に添加するデンプンを無くし、無機凝集体も添加しなくても、構造的な欠陥がほとんど無い成形品をうまく製造することができることを、今や見出したのである。
【００１１】
発明の概要
本発明の１つの実施態様によれば、以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセスが提供される：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００１２】
本発明のさらなる実施態様によれば、以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセスが提供される：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜２重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；および
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００１３】
本発明のさらなる実施態様によれば、以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセスが提供される：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に２〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；および
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００１４】
本発明のさらなる実施態様によれば、以下の工程を含む、成形品を製造するためのプロセスが提供される：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に２〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、２５〜５５重量％の水と、２〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を７０〜１００℃の範囲とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００から７０００ｐｓｉまでの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；および
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００１５】
好ましい実施態様においては、このプロセスには次の工程をさらに含む；
（ｈ）１種以上の結合剤または接着剤を用いて、成形品を少なくとも部分的にコーティングする工程；および、
（ｉ）そのコーティングされた成形品を加熱して、実質的に乾燥させ、コーティングを硬化させる工程。
【００１６】
本発明には、スチームの作用を用いて混合物を型全体に分散させることが含まれる。したがって、過剰な固形原料があればそれらはすべて、スチームの作用によって型の外へと追い出される。スチームの作用によって混合物が型全体に拡がったら、スチームをすき間またはバルブを通して除去するかまたは逃す。このスチームの作用がないと、混合物の中の固形物は型全体に拡がることができず、型の底部に圧縮されてしまうことになり、そうなるとその混合物はもはや容易に成形できる状態ではなくなる。
【００１７】
このプロセスでは、工程（ｈ）で製品をコーティングする前に、製品のバリ（ｅｄｇｅ）をトリミングする工程をさらに加えるのが好ましい。そのようなトリミングは通常、打抜き機を用いておこなう。それ以外のトリミング方法もまた本発明の範囲内で使用でき、たとえば、ポリシングおよび／またはサンディング（研磨）で製品のバリを除く。
【００１８】
この混合物の主成分は植物繊維で、それらは硬化により固化する接着剤によって結合されているので、こうして硬化させた製品は、液状物と接触しても直ぐに崩壊するようなことは無い。製品の密度（あわせて、製品の多孔度）によって異なるが、製品は最低１０分以上たってから崩壊が始まり、１時間もの間続くことになるであろう。製品の密度は、製品を製造する際に加える圧力によって決まってくる。したがってこの製品は、耐水剤や装飾材料による処理に十分耐えうる程度の耐水性を有している。
【００１９】
この硬化製品を、耐水性材料や装飾材料によってさらに処理することが可能である。
【００２０】
工程（ｃ）で１０００〜７０００ｐｓｉの加圧をする時間は、３〜１０秒の間とするのが好ましい。工程（ｃ）においては、型の中の混合物は、その温度を約２９℃とするのが好ましい。
【００２１】
工程（ｄ）で圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲に低下させてから、工程（ｅ）で再加圧するのが好ましい。最も好ましいのは、工程（ｄ）で圧力を常圧まで戻し、次いで工程（ｅ）で５００〜１５００ｐｓｉの範囲、より好ましくは約１０００ｐｓｉに加圧することである。
【００２２】
工程（ｅ）における温度は、約１４０℃にあげるのが好ましい。
【００２３】
工程（ｆ）では典型的には、１０秒間〜３０分間またはそれ以上の時間をかけ、製品を１００℃〜２５０℃の範囲の温度で乾燥させる。
【００２４】
植物繊維は、どのような原料由来のものでもよい。たとえば、好適な植物繊維は、イネわら、ムギわら、サトウキビ、トウモロコシの葉、バナナの葉、コーンクロップ（ｃｏｒｎ　ｃｒｏｐ）、根、草、花、リサイクル紙またはそれらの組み合わせからなる群より選択することができる。
【００２５】
繊維のサイズが最終的な製品の構造に影響する。最終製品の要求性能によって、必要な繊維のサイズが決まってくる。たとえば、テーブルトップは強度があって平坦でなければならず、そのため、コップのような小型で曲線を有する物品に用いるよりは、大きく長い繊維材料を使用することができる。本発明の組成およびプロセスで使用する植物繊維片は、０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲にあるのが好ましい。長さが１ｍｍ〜２ｍｍの間であれば、より好ましい。しかしながら、１ｍｍより短く砕いた、すなわち粉末状の植物繊維もまた使用することができる。
【００２６】
繊維を結合するために使用する結合剤または接着剤は、水溶性で、好ましくは環境に優しいものがよい。このプロセスおいて生分解性のある製品を製造しようとするならば、生分解性の無いプラスチックや合成ポリマーは使用しないことが好ましいが、ただし、最終製品が生分解性を有さなくてもよいような場合には、結合剤や接着剤の生分解性は必須ではないということは、理解されたい。水系の生分解性接着剤を使用するのが好ましく、そうすれば、最終製品も生分解性となる。本発明では、ラテックス系の接着剤、たとえばＮｅｏｐｒｅｎｅを使用するのが好ましい。
【００２７】
本発明にしたがって添加デンプンを使用するならば、タピオカ粉、すりつぶしたサツマイモまたは他の各種の根からの粉末、コーンスターチ、コムギ粉およびそれらの組み合わせからなる群より選択するのが好ましい。コーンスターチおよびコムギ粉が、本発明による添加デンプンとして使用するのに好適であるのに対して、他のデンプン源を使用した場合には、それ程には良好な結果は得られない。加工する前に添加デンプンを変性する必要はない。
【００２８】
繊維とコムギ粉またはその他の添加デンプンとをまず、工程（ａ）（ｉ）で混合し、均一な混合物を調製する。さらに、コムギ粉が均等に混合されるより前に液状成分と接触すると、コムギ粉が塊状物となり、その結果、加工工程の間にデンプンが除去されるために、製品中に穴ができる。すべての成分を工程（ａ）（ｉｉ）で組み合わせたら、その混合物は乾燥を防ぐために、工程（ｂ）で必要とされるまでは、密閉容器に入れて保存する。この混合物は使用するまでは室温で保存して、固化するのを防ぐのが好ましい。混合物の保存温度は、混合物の凍結点から約２５℃までの間とするのがよい。好ましくは、混合物を１５〜２５℃の範囲で保存する。さらに、より高い温度にすると、水と有機混合物を組合わせるので、かびが生じる可能性がある。工程（ａ）は温度２５℃以下で実施するのが好ましい。
【００２９】
使用する水は、どのような水質のものであってもよい。水質は、製品に使用目的によって選択すればよい。たとえば、海水のような飲用に適さない水でも、通常の用役水と同様に使用できる。しかしながら、製品が食物と接するような場合には、飲用水を使用しなければならない。水は、このプロセスの間にスチームに転換される。これが、混合物を型の内部に均等に拡げるのに役立っている。加圧によって混合物の膨張を防いでいるために、この混合物は発泡することはなく、スチームの作用は、型全体に混合物を拡げることに向けられている。充分に拡がったら、スチームを除去して、製品を乾燥させる。
【００３０】
型にかける圧力の大きさが、最終製品の密度に影響する。製品の密度が高いほど、製品は硬いものになる。したがって、柔軟性の高い製品を所望するのなら、圧力を下げるべきである。型に圧力をかけると、余分な材料が型から押し出される。圧力は約４０００ｐｓｉとするのが好ましい。
【００３１】
本発明のプロセスにより製造される製品の強度は、４つの因子の影響を受けるであろう：
（１）繊維材料。材料が細かいほど密度は高くなり、その結果、製品の強度も高くなる。
（２）結晶化速度および接着剤の粘度も含めた、接着剤のタイプ。接着剤のタイプやグレードが異なれば、製品の強度への影響も変わってくる。接着剤が異なって、結晶化速度や粘度が変われば、製品にも変化がでる。結晶化によって、初期の強度の発現速度が決まってくる。結晶化速度が大きいほど、強度の発現速度も早い。粘度は、接着膜の固有強度、溶液粘度および固形分含量に影響する。ポリマーの粘度が高いほど、または分子量が大きいほど、膜の強度は上昇し、接着剤粘度が上昇し、または一定の接着剤粘度では固形分が減少する。
（３）型の構造設計。製品設計によって、製品全体の強度を上げることができる。たとえば、リブ付きの箱は、リブのないものよりは強度が高い。
（４）繊維のタイプ。たとえば、サトウキビ繊維からは、本来的に弾力性があり、脆さのない成形品が得られる。それとは逆に、もみ殻からは、硬く比較的脆い製品が得られやすい。
【００３２】
本発明のプロセスにより製造した製品は、元の材料をほとんどロスすることなくリサイクルすることが可能で、有害な副生物も発生しない。言い換えれば、製品をリサイクルさせると、ほとんど同一のものが製造できる。
【００３３】
さらに、本発明のプロセスの間に高温をかけるために、殺菌もできる。
【００３４】
本発明は、生分解性および非生分解性いずれの材料にも関する。生分解性の材料から製品を製造するには、型からスチームを逃がし得るようにしておく必要があるため、生分解性材料を使用して大形の物品、たとえばテーブルトップを作るのは、そのような大形物品では乾燥時間を長くする必要があるので、実用的ではなかった。そのため、そのような大形の製品に適した型の開発研究が進められてきた。
【００３５】
本発明のさらなる実施態様によれば、本発明のプロセスで使用される型が提供され、この型はスチームを除去可能とするために、型の上側部品および／または下側部品の、上端および／または下端に１つ以上のバルブを備えていて、混合物を型の中に充填するときにはその可動性バルブを閉じておき、スチームを逃がす必要が生じたらバルブを開ける。
【００３６】
さらに、本発明の型を使用して生分解性の成形品を製造するためのプロセスが提供されるが、そのプロセスには以下の工程が含まれる：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；および
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００３７】
さらに、本発明の型を使用して生分解性の成形品を製造するためのプロセスが提供されるが、そのプロセスには以下の工程が含まれる：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に０〜２重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；および
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００３８】
さらなる実施態様において、本発明の型を使用して生分解性の成形品を製造するためのプロセスが提供されるが、そのプロセスには以下の工程が含まれる：
（ａ）（ｉ）４０〜６０重量％の植物繊維片を用意し、その植物繊維片に２〜１０重量％の添加デンプンを任意に組み合わせる工程と、
（ｉｉ）それに、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤とを添加する工程と、によって成形用混合物を調製する工程；
（ｂ）その混合物を、温度を少なくとも６０℃とした型の中に流し込む工程；
（ｃ）型の中の混合物を、温度を１５〜６０℃の範囲、圧力を１０００〜７０００ｐｓｉの範囲として、混合物中の水の一部をスチームに転換し、それによって、この混合物を成形可能な状態に維持させながら型を充満させるのに十分な時間保持する工程：
（ｄ）圧力を降下させて、それにより、破裂をもたらすことなく型の内部でスチームが発生しつづけ、しかも混合物を成形可能な状態に維持させる工程；
（ｅ）温度と圧力を上昇させ、温度を１００〜２００℃の範囲、圧力を５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする工程；
（ｆ）スチームを取り除くか、スチームを逃がして、成形品を実質的に乾燥させる工程；および
（ｇ）実質的に乾燥した成形品を型から取り出す工程。
【００３９】
典型的には、工程（ｂ）で型に混合物を注入する場合、および工程（ｃ）で型を加圧している間は、バルブは閉じておく。
【００４０】
使用にあたって、次のものからなる成形用混合物を用いて成形品を製造するのに、本発明の型を使用することができる：
（ｉ）０〜１０重量％の添加デンプンと任意に組み合わせた、４０〜６０重量％の植物繊維；および
（ｉｉ）それに添加した、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤。
【００４１】
さらなる実施態様として、使用にあたって、次のものからなる成形用混合物を用いて成形品を製造するのに、本発明の型を使用することができる：
（ｉ）０〜２重量％の添加デンプンと任意に組み合わせた、４０〜６０重量％の植物繊維；および
（ｉｉ）それに添加した、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤。
【００４２】
さらなる実施態様として、使用にあたっては、次のものからなる成形混合物を用いて成形品を製造するのに、本発明の型を使用することができる：
（ｉ）２〜１０重量％の添加デンプンと任意に組み合わせた、４０〜６０重量％の植物繊維；および
（ｉｉ）それに添加した、１０〜５５重量％の水と、３〜１０重量％の１種以上の水溶性結合剤または接着剤。
【００４３】
この型は少なくとも２つの部品（部分）、上側部品（部分）および下側部品（部分）で構成されており、それらの材料には通常金属を用いる。しかしながら、３つ以上の部品からなる型を使用することも可能であるが、ただし、上側および下側部品の存在はやはり必要である。使用にあたっては、型を垂直に、すなわち上下の方向から加圧するのが好ましく、それによって、上側部品を下側部品に押しつける。典型的には、上型部分と下型部分の間に１ｍｍのギャップを設け、そこを通ってスチームおよび過剰の混合物が逃げられるようにしておく。
【００４４】
型の表面は、滑らかであるのが好ましいが、それは、表面が粗いサンドペーパーのような感じではないということを意味している。所望により、型に模様を彫りつけておいてもよい。型の中に突出部があるのなら、それは、製品を型から取り出す時に邪魔にならないようにしなければならない。型の形状と大きさは、製造する製品によって決まる。
【００４５】
型の加熱は、型にヒーターを取り付けるか、または、炉中に型を通過させて行う。加圧をするには、油圧、空気圧、機械的な加圧など、公知のどのような手段を用いてもよい。典型的には、油圧プレスで加圧するが、そのようなプレスでは安定した圧力が得られるからである。
【００４６】
バルブによってスチームを型から逃すことが可能で、それにより製品を早く乾燥させることができる。さらに、スチームをより早く逃がすことで、製品の焼き（ｂｕｒｎｔ）を少なくできる。
【００４７】
これらのバルブは機械的に操作する。型の温度が水の沸点よりも高くなれば（これは混合物が型全体に均一に拡がったことを示している）、バルブを開けてスチームを逃がすことができる。混合物が型全体に均一に拡がり終わる頃までには、混合物を硬化させて、スチームと共にバルブの中に入ることがない程度にしておく。混合物を型の中に注入する時にはバルブは閉じておく。型に圧力をかけると、型の上側部品と下側部品の間のギャップを除いては、型全体が閉じられた状態になる。混合物中の水または湿分がスチームに転換されると、このスチームがわき上がって、混合物をあらゆる空隙部分に移動されるので、その結果、型全体が充満される。余分あるいは過剰な混合物は型から押し出される。通常、プロセス工程（ｄ）では型を開放するが、その時の温度は１００〜２００℃の間、好ましくは約１１０℃となっている。このバルブを使用することで、製品の乾燥時間の短縮、したがって加工時間の短縮が可能になる。さらに、このバルブを使用しないとなると、スチームが横の、型の上側部品と下側部品の間のギャップを通り抜けて逃げるのに時間がかかるようになる。そして、スチームの除去に時間がかかりすぎると、横側が丁度乾くころには、製品の中央部分が熱によって蒸煮されたり、焦げてしまったりする恐れがある。
【００４８】
４平方インチあたりに、１つのバルブを設けることが好ましい。バルブは型の側面につけてはいけない。そのようにすると、成形のための混合物をうまく拡げられなくなる。バルブを型の側面に取り付けたりすると、スチームがバルブを通って逃げてしまい、中の圧が下がってしまう。このようにスチームの圧が低下すると、混合物がバルブより上の空間には流れなくなり、製品が不完全なものとなる。
【００４９】
本発明では、上述の混合物を加工して、各種の形状とサイズの製品を形成させることが可能で、そのような製品の例をあげれば、箱や容器それに電気製品のカバーなどの保護包装、精密で壊れやすい電子機器、コンピュータ、及びそれらの部品などのためのクッション包装、コップ、皿、ランチボックスなどの飲食物用容器、間仕切り、天井板のような建築資材およびプレハブ板、さらには、洋服ハンガー、園芸・農業用のプランターやポット、使い捨てのゴルフティーなどのその他の成形品などがある。
【００５０】
本明細書においては、割合はすべて重量％である。
【００５１】
ここで本発明について、添付の図面を参照してさらに図示、説明する。
【００５２】
図面に示した型を使用した、本発明により提供されるプロセスの好適な実施態様の例を以下に記載する。
【００５３】
好適な組成物
本発明による組成物を有する成形用混合物を調製した。この混合物中に存在する成分の割合は、以下の表の実施例１〜４０に記載している。
【００５４】
【表１】
2004508229.tif 000003
【００５５】
【表２】
2004508229.tif 000004
【００５６】
【表３】
2004508229.tif 000005
【００５７】
実施例１〜４０の成形用混合物を用いて、本発明の成形プロセスにしたがって、ゴルフティーを製作した。これらのゴルフティーの品質は良好で、使用目的にかなっていた。さらに、実施例１〜４０の組成に類似した成形用混合物も調製したが、ただし、繊維源として添加したサトウキビパルプに代えて、ムギわら、茶葉、イネわら、イネわらと混合したもみ殻、葉も含めたトウモロコシの穂軸、および焼いたココナッツ殻の炭素質残分からなる群より選択した繊維を用いた。
【００５８】
上記の繊維源それぞれを含む成形用混合物を使用して、本発明の成形プロセスにしたがって、ゴルフティーを製作した。この各種のタイプの繊維を含むゴルフティーを、サトウキビパルプを含む前述のゴルフティーと比較した。使用した繊維の種類によってゴルフティーの品質に差はあるが、その差はゴルフティーとしての実用性能に関しては何ら大きな影響はなかった。
【００５９】
上記の繊維源のうち、もみ殻だけは固有のデンプンをいくらか含んでいる。列記した繊維源の残りのものには、固有のデンプンは含まれておらず、そのため、成形用混合物のデンプン含量には何の寄与もない。したがって、実施例１〜４０の成形用混合物を調製するためにもみ殻を使用した場合には、存在するデンプンの割合が、表に記載されている量よりも少し多くなっている。
【００６０】
たとえば上記のタイプの繊維を含んでいる場合、バインダーの性質を変えても、本発明により製造する製品の品質には影響がないということに注意されたい。しかしながら、環境面から考えれば、成形用混合物に使用するバインダーは水溶性のものが好ましい。その理由は、それらが生分解性であるからで、それに対して、非水性溶媒に可溶なバインダーは一般に生分解性が無い。
【００６１】
混合物の調製
トウモロコシパルプと組み合わせて、ムギわらまたはイネわらまたはサトウキビパルプまたはトウモロコシの葉の繊維を使用して各種の混合物を調製した。この混合物を粉砕機にかけて、０．１〜５．０ｍｍの範囲の大きさに粉砕した。粉砕した繊維を、タピオカ粉、サツマイモ粉およびトウモロコシ粉のデンプンと合わせてミキサー（５００〜７００ｒｐｍのスピードで回転するファン状のブレードを持つ容器）中で混合し、成形用混合物を成形した。液状成分を添加するときに、デンプンが塊状物にならないよう注意した。もし塊状物が生成したならば、完全に壊さなければならない。水がスチームになった時に、そのようなデンプンの塊状物が蒸解されて泡立ち、成形品の中にエアトラップやエアホールができる原因となるからである。次いで、ラテックス系の水溶性接着剤を水と共に添加して、さらに混合物の撹拌を続け、混合物全体を均一なものにする。この混合物は、コップ、箱、皿などを製作するのに使用できる。
【００６２】
型
図に示した型２０には、上型部分２１と下型部分２２がある。上型部分２１には、その上側表面２４に位置するバルブ２３がある。下型部分にはキャビティ２５があって、混合物２６を受ける。型２０を閉じると、上型部分２１と下型部分２２の間に約１ｍｍのギャップ２７ができる。閉じてから、上側表面２４に圧力をかける。バルブ２３は手動で調節しても、調節器（図示せず）を用いて自動調節してもよい。型２０の温度が約１１０℃の時は、典型的にはバルブ２３は開いている。物品２８が乾燥したら、型２０を開けて、物品２８を取り出す。
【００６３】
混合物からの物品の製造
図１の流れ図において、Ａのところで型を２０〜７０℃に予備加熱することでプロセスが開始される。この加熱は型２０を最初に使用する場合だけに必要である。連続生産になると、最後に物品２８を成形するところから型２０は約１４０℃になっていて、実際にはＢのところで７０℃にまで冷却しているからである。成形がすんだら、Ｃのところで物品２８を型２０から外し、トリミング、シールおよびその他所望の処理を施す。
【００６４】
型２０が約７０℃になったら、型２０を開け（図２Ｄ参照）、混合物２６を過剰に充填する（Ｅ参照）。この混合物は、外界温度（約２５℃）または少なくとも１５〜４０℃の範囲内としておくのが理想的である。型２０には意識的に過剰に充填して、型２０の中に均一かつ完全に十分な混合物が確実に存在するようにする。型２０を冷たいままにしてはいけない。その理由は、混合物２６を加圧により圧縮する時に、混合物中の固形物が型の底部に強制的に押さえつけられ、水が混合物から分離して、ギャップやエアベントから絞り出されてしまうからである。温度が１００℃を超えると、水分があまりにも急速にスチームになり、破裂をもたらす可能性がある。しかしながら、型２０を加熱した状態（７０℃〜１００℃）にしてから材料を加圧すると、水分がただちに蒸気となり、逃げ出すための空間やギャップを求める動きが始まる。この作用によって型２０の中ですべての空隙部に混合物中の固形物が移動し、過剰の混合物が型２０からしみ出す。この作用は通常５〜１０秒間かかる。
【００６５】
次いで型２０を閉じる（図２Ｆ参照）。閉じた時に通常、上型部分２１と下型部分２２の間に約１ｍｍのギャップ２７があり、そこを通ってスチームと過剰の混合物が逃げ出す。型２０を閉じてから、型２０の上に約４０００ｐｓｉの圧力を約３〜１０秒間かけると（Ｇ参照）、型の部分２１と２２の間のギャップ２７から過剰な混合物が流れ出す。過剰な材料が認められるということは、混合物２６が型２０全体に均等に拡がったことを示しており、このことは、製品が平板状ではなく、混合物が型２０の側面を上昇してくる必要があるような場合には、特に重要である。また加圧することによって、製品の形状を確実に保ち（すなわち、発泡がない）、また、製品に所望の密度／多孔度を与えるように調節もしている。
混合物の型２０からの漏れだしが止まるのを確認して、圧を常圧にまで戻し、次いで、もう一度加圧して５００〜１５００ｐｓｉの範囲とする。実施例においては、われわれは圧を約１０００ｐｓｉとした。次いで温度を約１４０℃まで上げた。水がスチームにあまりにも急激に変化すると破裂が起きるので、それを防ぐために圧力は下げた。
【００６６】
この時点でスチームはあらゆる開口部から抜け出すが、スチームの抜けを早くするほど、製品の硬化が早い。このことは、スチームを逃がすためにバルブ２３を操作することの重要性をあらわしている。温度が約１１０℃に達したら、バルブ２３を開けてスチームの放出速度を上げてやる（Ｈ参照）。
【００６７】
スチームの逃げが効果的に終了したのが観察され、温度１４０℃で約１〜５分（バルブの数によって決まる）後に、型２０を開け、実質的に乾燥した物品２８を取り出す（Ｉ参照）。漏れだしがあるので、物品のバリを打抜き機を使用するか手でトリミングする（Ｊ参照）。
【００６８】
この物品に、次いで任意に、スプレー法またはディップ法によってさらに接着剤をコーティングし（Ｋ参照）、１００〜１４０℃で約１０秒〜１０分間加熱して、接着剤を硬化させる。実施例ではわれわれは、温度約１３０℃で約８分間かけた。
【００６９】
この物品をＮｅｏｐｒｅｎｅでさらにコーティングすると、その耐水性が一層上がる（Ｌ参照）。典型的には、製品の１平方フィートあたり約３ｇのＮｅｏｐｒｅｎｅを用いる。このコーティングには、スプレー法またはディッピング法を用いる。さらに、その製品の表面に装飾塗装または印刷を加えることも可能である。
【００７０】
上記の方法を使用して以下の混合物を調製し、その成形適合性を、前記のプロセスをそれらに適用することにより評価した。
【表４】
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【００７１】
混合物Ｂからは、使用可能な製品が得られた。混合物Ｃは、テレビのような重量物の梱包や、テーブルトップ、あるいは、多孔度の大きな特別なクッション材として使用できる。混合物Ａは安価で、あまり密度を必要としない製品、たとえばコップ、ボウル、家電製品用の産業用包装材などに好適である。
【００７２】
本明細書および請求項において用いる場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語およびその用語の形式は、請求項に記載の本発明を限定するものではなく、いかなる変更や追加も排除するものではない。
【００７３】
本発明に修正や改良を加えることは、当業者にとっては自明なことである。そのような修正や改良は、本発明の範囲を逸脱することなく、実施することができる。
【図面の簡単な説明】
ここで本発明について、添付の図面を用いてさらに図示、説明する：
【図１】図１は、本発明によるプロセスの流れ図である。
【図２】図２は、そのプロセスの概要を模式的に示した図である。
【図３】図３は、本発明の型の１つの実施態様の斜視図であって、ここでは型は開の位置にある。
【図４】図４は、図３の型で、混合物を充填したときの斜視図である。
【図５】図５は、図４の型を閉じ、バルブを閉じて加圧しているときの斜視図である。
【図６】図６は、図５の型で、バルブを開けたときの斜視図である。
【図７】図７は、図６の型を開けて、製品を取り出しているときの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施態様に係る型の断面図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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