JP6881314B2 - シート製造方法 - Google Patents
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Description
繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、
前記混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が50μm以下、平均帯電量の絶対値が、5(μC/g)以上、40(μC/g)以下である。
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−5(μC/g)以下、−40(μC/g)以上であってもよい。
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−15(μC/g)以下、−40(μC/g)以上であってもよい。
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が30μm以下であってもよい。
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径5μm以上であってもよい。
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径10μm以上であってもよい。
繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が50μm以下、平均帯電量の絶対値が、5(μC/g)以上、40(μC/g)以下である。
体積平均粒子径が50μm以下、平均帯電量の絶対値が、5(μC/g)以上、40(μC/g)以下である。
1.1. 構成
まず、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るシート製造装置100を模式的に示す図である。
本実施形態のシート製造装置100において、原料としては、特に限定されず、広範な繊維材料を用いることができる。繊維としては、天然繊維(動物繊維、植物繊維)、化学繊維(有機繊維、無機繊維、有機無機複合繊維)などが挙げられ、更に詳しくは、セルロース、絹、羊毛、綿、***、ケナフ、亜麻、ラミー、黄麻、マニラ麻、サイザル麻、針葉樹、広葉樹等からなる繊維や、レーヨン、リヨセル、キュプラ、ビニロン、アクリル、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリイミド、炭素、ガラス、金属からなる繊維が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよいし、精製などを行った再生繊維として用いてもよい。原料としては、例えば、古紙、古布等が挙げられるが、これらの繊維の少なくとも1種を含んでいればよい。また、繊維は、乾燥されていてもよいし、水、有機溶剤等の液体が含有又は含浸されていてもよい。また、各種の表面処理がされていてもよい。また、繊維の材質は、純物質であってもよいし、不純物、添加物及びその他の成分など、複数の成分を含む材質であってもよい。
添加物供給部52から供給される添加物は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。添加物が供給された時点では、複数の繊維は結着されていない。添加物に含まれる樹脂は、シート形成部80を通過する際に溶融して、複数の繊維を結着させる。
本実施形態のシート製造装置100に備えられる混合部50は、繊維と、樹脂粉体と、を混ぜ合せる機能を有する。混合部50では、少なくとも繊維及び樹脂粉体が混ぜ合される。混合部50においては、繊維及び樹脂粉体以外の成分が混ぜ合されてもよい。本明細書において「繊維と樹脂粉体とを混ぜ合せる」とは、一定容積の空間(系)内で、繊維と繊維との間に樹脂粉体を位置させることと定義する。
本実施形態のシート製造装置100は、混合部50において繊維に混合される樹脂粉体が、体積平均粒子径が50μm以下、平均帯電量の絶対値が、5(μC/g)以上、40(μC/g)以下であるため、ウェブが形成される際、樹脂粉体が繊維間から脱離しにくい。また、平均帯電量の絶対値が、5(μC/g)以上、40(μC/g)以下であるため、混合部50、ウェブ形成部60及びシート形成部80等において、樹脂粉体の部材への付着が抑制される。これにより、配合した添加物(樹脂粉体)の量(繊維に対する割合)を設計に近い値とすることができる。すなわち、添加物の装置内での散逸を抑制することができる。そして、シート形成部80において樹脂粉体と繊維とを結着するので、樹脂の分散性が良好で、強度等の均一性の良好なシートを製造することができる。
本実施形態のシート製造方法は、繊維と、上述の樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含む。繊維及び樹脂粉体は、上述のシート製造装置の項で述べたと同様であるため、詳細な説明を省略する。
本実施形態のシート製造装置100、又はシート製造方法によって製造されるシートSは、少なくとも上述の繊維を原料とし、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状、又は凹凸を有する形状であってもよい。本明細書におけるシートとは、紙と不織布に分類できる。紙は、例えば、パルプや古紙を原料としシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は、紙より厚いものや低強度のものであり、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マットなどを含む。
本実施形態のシート製造装置、シート製造方法は、上述の通り、水を全く又はわずかにしか使用しないものであるが、必要に応じて、噴霧等により、調湿等を目的として適宜水を添加してシートを製造することもできる。
以下に実験例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。
実験例1〜12の試料を以下のように製造した。
針葉樹晒クラフトパルプ22.5gと上述の各実験例の樹脂粉体7.5gを秤量し、清浄なポリエチレン製広口軟膏瓶(容量1000ml)に針葉樹晒クラフトパルプ、樹脂粉体の順に投入して蓋をした。ボールミル回転架台を、上記瓶を搭載したときに瓶の周速が15m/minとなるように回転数を調整し、8分間各実験例について回転させた。
上記で得られた各実験例の混合物を、振動や気流をできるだけ与えないようにしながら取り出し、温度150℃、圧力15MPa、30秒間、熱プレス加工して、樹脂を溶融させて冷却させることにより、各実験例のシートを得た。
各実験例のシートから、シートの異なる3箇所から約10mgをそれぞれ切り出し試験片とした。各試料の熱重量測定を行い、試験片に含まれる樹脂粉体の質量割合を求め、これを樹脂粉体の保持率とした。保持率は、3つの試験片の平均を求めた。なお、保持率は50%程度以上であれば、実用的に十分なシートの強度を得ることができるが、70%を越える程度であることがより好ましいことが分かっている。
スチロールネジ瓶(容積5ml)に各実験例の樹脂粉体を0.25g、及びキャリア(日本画像学会頒布品 N−01)4.75gを量り取った。スチロールネジ瓶の蓋を閉めた後、ボールミリング架台に載せて、3分間、100rpmで回転させて樹脂粉体を摩擦帯電させた。スチロールネジ瓶から0.25gのキャリアと樹脂粉体の混合物を取り出し、吸引ブローオフ方式の帯電量測定器(トレック社製、Model210HS−2)により平均帯電量を測定した。各樹脂粉体について3回の測定を行って平均値を得た。
各実験例について求めたシート中の樹脂粉体の保持率の棒グラフを図2に示す。図2をみると、実験例1〜12の全てにおいて100%の保持率は達成されなかったが、シート中に保持されない分は、ポリエチレン製広口軟膏瓶に残存していると考えられる。すなわち、シート製造装置で考えれば、混合部等の部材に残存すると思われる。
Claims (8)
- 繊維と樹脂粉体とをブロワーを用いて気中で混合し、前記ブロワーが備える羽根との衝突及び摩擦によって前記樹脂粉体を帯電させる混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が50μm以下であり、4.75gの標準キャリアと、0.25gの前記樹脂粉体とを、容積5mlのスチロールネジ瓶に収容し、ボールミリング架台に載せて、3分間、100rpmで回転させて得られる混合物を、吸引ブローオフ方式の帯電量測定器により測定することにより得られる平均帯電量の絶対値が、5(μC/g)以上、40(μC/g)以下であることを特徴とする、シート製造方法。 - 前記樹脂粉体は、前記平均帯電量が、−5(μC/g)以下、−40(μC/g)以上であることを特徴とする、請求項1に記載のシート製造方法。
- 前記樹脂粉体は、前記平均帯電量が、−15(μC/g)以下、−40(μC/g)以上であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のシート製造方法。
- 前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が30μm以下であることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のシート製造方法。
- 前記樹脂粉体は、体積平均粒子径5μm以上であることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のシート製造方法。
- 前記樹脂粉体は、体積平均粒子径10μm以上であることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のシート製造方法。
- 前記樹脂粉体は、樹脂粒子と、前記樹脂粒子の表面に配置される無機微粒子と、を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のシート製造方法。
- 前記無機微粒子の配合量は、0.1質量%以上50質量%以下であることを特徴とする請求項7に記載のシート製造方法。
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