JP7087660B2 - 発泡体 - Google Patents
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Description
本発明は、セルロース繊維とポリプロピレンとを含む発泡体に関する。
発泡体は、物理的な衝撃に対する緩衝性と断熱性とに優れるため、緩衝材、包装材、断熱材、防音材などの様々な用途に用いられている。発泡体として、セルロース繊維とポリプロピレンとを含む組成物を、発泡剤として水を用いて発泡させたものが知られている。
例えば、特許文献１には、紙成分と熱可塑性樹脂と水とを押出機に供給し、押出機内で加熱混練し、水の蒸気圧で発泡して得られた発泡体が記載されている。この特許文献１には、古紙を破砕機で破砕した１辺の長さが約３ｍｍから５ｍｍの破砕物を紙成分として用い、熱可塑性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用いて製造した密度０．０８５ｇ／ｃｍ３（８５ｋｇ／ｍ３）の発泡体が記載されている。
発泡体の物理的な衝撃に対する緩衝性や断熱性を向上させるためには、発泡体の気孔量を多くすること、すなわち発泡体の密度を低くすることが有効である。しかしながら、セルロース繊維とポリプロピレンとを含む従来の発泡体では、発泡体の密度を低くすることが難しいという問題があった。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、セルロース繊維とポリプロピレンとを含み、かつ密度が低い発泡体を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するために、セルロース繊維の親水性に着目して、鋭意検討を重ねた。その結果、水との接触角が３０度未満の親水性セルロース繊維と、水との接触角が３０度以上の疎水性セルロース繊維と、ポリプロピレンとを所定の割合で含む組成物を、水を用いて発泡させることによって、密度が低い発泡体を得ることが可能となることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の構成を採用する。
すなわち、本発明は以下の構成を採用する。
［１］水との接触角が１０度以下の親水性セルロース繊維と、水との接触角が５０度以上の疎水性セルロース繊維と、ポリプロピレンとを含み、前記親水性セルロース繊維の含有量が１０質量％以上６０質量％以下の範囲内にあって、前記疎水性セルロース繊維の含有量が２質量％以上５０質量％以下の範囲内にあり、前記ポリプロピレンの含有量が３８質量％以上８８質量％以下の範囲内にあることを特徴とする発泡体。
［２］前記疎水性セルロース繊維は、表面が疎水化剤で処理されたセルロース繊維であることを特徴とする上記［１］に記載の発泡体。
［３］前記疎水性セルロース繊維は、酢化度が３０％以上６３％以下の範囲内にある酢酸セルロース繊維であることを特徴とする上記［１］に記載の発泡体。
［４］前記親水性セルロース繊維は、古紙を解繊したものであることを特徴とする上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の発泡体。
［５］密度が５０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の発泡体。
本発明によれば、セルロース繊維とポリプロピレンとを含み、かつ密度が低い発泡体を提供することが可能となる。
以下、本発明の発泡体の実施形態について説明する。
＜発泡体＞
本実施形態の発泡体は、水との接触角が３０度未満である親水性セルロース繊維と、水との接触角が３０度以上である疎水性セルロース繊維と、ポリプロピレンとからなる。本実施形態の発泡体は、発泡剤として水を用いて製造されたものである。発泡体は、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを含む組成物からなる骨格と、その骨格の間に形成された気孔とを有する多孔質体である。なお、セルロース繊維の水との接触角は、下記の方法により測定した値である。
本実施形態の発泡体は、水との接触角が３０度未満である親水性セルロース繊維と、水との接触角が３０度以上である疎水性セルロース繊維と、ポリプロピレンとからなる。本実施形態の発泡体は、発泡剤として水を用いて製造されたものである。発泡体は、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを含む組成物からなる骨格と、その骨格の間に形成された気孔とを有する多孔質体である。なお、セルロース繊維の水との接触角は、下記の方法により測定した値である。
「セルロース繊維の接触角の測定方法」
試料のセルロース繊維５０ｍｇと蒸留水５０ｍｌとを、ホモジナイザーを用いて撹拌し、得られた懸濁液を直径２５ｍｍのメンブレンフィルターでろ過して、セルロース繊維シートを得る。得られたセルロース繊維シートを室温で乾燥した後、真空プレス装置にセットし、１５０℃、大気圧下で１分間真空脱気を行った後、同温度にて１０ＭＰａのプレス圧で４分間真空プレスを行う。次いで、真空プレス後のセルロース繊維シートを更に、室温、大気圧下、１０ＭＰａのプレス圧で５分間プレスを行って接触角測定用シートを作成する。得られた接触角測定用シートに純水を滴下して、シート表面の水滴の接触角を測定する。接触角は、一つの接触角測定用シートについて３点測定し、この３点の測定値の平均を試料の接触角とする。なお、接触角測定用シートに滴下した純水が接触角測定用シートに浸透し、シート表面に水滴が存在しない場合は、接触角を０度とする。
試料のセルロース繊維５０ｍｇと蒸留水５０ｍｌとを、ホモジナイザーを用いて撹拌し、得られた懸濁液を直径２５ｍｍのメンブレンフィルターでろ過して、セルロース繊維シートを得る。得られたセルロース繊維シートを室温で乾燥した後、真空プレス装置にセットし、１５０℃、大気圧下で１分間真空脱気を行った後、同温度にて１０ＭＰａのプレス圧で４分間真空プレスを行う。次いで、真空プレス後のセルロース繊維シートを更に、室温、大気圧下、１０ＭＰａのプレス圧で５分間プレスを行って接触角測定用シートを作成する。得られた接触角測定用シートに純水を滴下して、シート表面の水滴の接触角を測定する。接触角は、一つの接触角測定用シートについて３点測定し、この３点の測定値の平均を試料の接触角とする。なお、接触角測定用シートに滴下した純水が接触角測定用シートに浸透し、シート表面に水滴が存在しない場合は、接触角を０度とする。
（親水性セルロース繊維）
親水性セルロース繊維は発泡体を製造する際に、発泡剤である水を保持する作用がある。本実施形態の発泡体では、親水性セルロース繊維に保持された水が蒸発することによって、発泡して気孔が生成する。親水性セルロース繊維の水との接触角は３０度未満であり、好ましくは２０度以下、特に好ましくは１０度以下である。
親水性セルロース繊維は発泡体を製造する際に、発泡剤である水を保持する作用がある。本実施形態の発泡体では、親水性セルロース繊維に保持された水が蒸発することによって、発泡して気孔が生成する。親水性セルロース繊維の水との接触角は３０度未満であり、好ましくは２０度以下、特に好ましくは１０度以下である。
発泡体の親水性セルロース繊維の含有量は、１０質量％以上６０質量％以下の範囲内とされている。親水性セルロース繊維の含有量が少なくなりすぎると、発泡体製造時の水の保持量が少なくなりすぎて発泡量が低減し、発泡体の密度が高くなるおそれある。一方、親水性セルロース繊維の含有量が多くなりすぎると、相対的にその他の成分の含有量が少なくなるため、発泡体製造時に発泡しにくくなり、発泡体の密度が高くなるおそれがある。発泡体の親水性セルロース繊維の含有量は、１０質量％以上５５質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
親水性セルロース繊維の材料としては、針葉樹、広葉樹等の木本系の繊維、非木本系の繊維、ジン皮繊維、バクテリア由来の繊維などから選ばれる１種または２種以上を原料としたパルプ、例えば、機械パルプ（ＭＰ；機械パルプ、ＧＰ；砕木パルプ、ＲＧＰ；リファイナーグランドパルプ、ＴＭＰ；サーモメカニカルパルプ、ＣＴＭＰ；ケミサーモメカニカルパルプ等）や、化学パルプ（ＫＰ；クラフトパルプ、ＳＰ；サルファイドパルプ、ＡＰ；アルカリパルプ等）、リサイクルパルプ（古紙や端材等のリサイクル紙、段ボール）を用いることができる。パルプの原料となる針葉樹の例としては、アカマツ、クロマツ、エゾマツ、カラマツ、ラーチ、ラジアータパイン、ロングリーフパイン、ショートリーフパイン、スラッシュパイン、ロブロリーパイン、ホワイトスプルース、ブラックスプルース、モミ、ダグラスファー、バルサムファー、スギ、ヒノキ等が挙げられる。広葉樹の例としては、ブナ、ナラ、カシ、ユーカリ、ポプラ等が挙げられる。非木本系繊維の例としては、リンター、綿、稲わら、麦わら、アブラヤシ空果房（ＥＦＢ）、竹、サトウキビバガス、麻、大麻、マニラ麻、亜麻、葦等が挙げられる。ジン皮繊維の例としては、楮、三椏等が挙げられる。バクテリア由来の繊維の例としては、バクテリアセルロース等が挙げられる。
親水性セルロース繊維は、紙を解繊および／または粉砕したものを用いることが好ましく、古紙を解繊したものを用いることが特に好ましい。紙を解繊する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、石臼式摩砕機、叩解機、シュレッダーなどの粉砕機を用いることができる。粉砕機としては、例えば、増幸産業株式会社製の石臼式摩砕機（商品名：マスコロイダー）、相川鉄工株式会社製の叩解機（商品名：ＲＦシングルリファイナー）、サンワサプライ株式会社製のハンドシュレッダー（商品名：ＰＳＤ－１２）などが挙げられる。
親水性セルロース繊維は、下記の方法により測定した平均粒径が１０μｍ以上５ｍｍ以下の範囲内にあることが好ましく、２０μｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。親水性セルロース繊維の平均粒径が１０μｍ以上であると、破砕に必要なエネルギーが少なくて済むため、環境への負荷が少なく、製造コストも少なくて済み、好ましい。親水性セルロース繊維の平均粒径が５ｍｍ以下であると、高倍率発泡が可能となり、低密度の発泡体が得られるため、好ましい。
「セルロース繊維の平均粒径の測定方法」
本実施形態において発泡体の材料として使用するセルロース繊維の平均粒径は、以下に示す方法を用いて測定した値であることを意味する。
本実施形態において発泡体の材料として使用するセルロース繊維の平均粒径は、以下に示す方法を用いて測定した値であることを意味する。
分散媒のイオン交換水に、試料のセルロース繊維を分散させて分散液を調製する。前処理として、分散液に３０分間超音波を照射する。その後、分散液を下記の粒度分布測定装置のセルに入れ、１分間超音波を照射した後、下記の測定条件で平均粒径を測定する。また、分散媒を粒度分布測定装置のセルに入れ、ブランクとして粒径測定を行う。
平均粒径は、一つの分散液について複数回測定し、得られた測定値の平均を試料の平均粒径とする。
平均粒径は、一つの分散液について複数回測定し、得られた測定値の平均を試料の平均粒径とする。
粒度分布測定装置；レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、商品名：ＬＡ－９５０Ｖ２）
測定条件；測定ユニット：湿式
測定モード：マニュアルフロー式セル測定
粒子径基準：体積基準
屈折率：１．５０－０．００ｉ（試料屈折率）／１．３３－０．００ｉ（分散媒屈折率）
測定条件；測定ユニット：湿式
測定モード：マニュアルフロー式セル測定
粒子径基準：体積基準
屈折率：１．５０－０．００ｉ（試料屈折率）／１．３３－０．００ｉ（分散媒屈折率）
（疎水性セルロース繊維）
疎水性セルロース繊維は発泡体を製造する際に、発泡剤である水が部分的に溜まらないように水を均一に分散させて、水の蒸発による発泡を均一に進行させることにより、骨格の厚さが一定で、均質な連通孔を有する発泡体を生成させる作用がある。単一の気孔（独立孔）を有する発泡体は、水が完全に蒸発して発泡体の温度が低下すると収縮が起こりやすいが、均質な連通孔を有する発泡体は、水が完全に蒸発して発泡体の温度が低下しても収縮が起こりにくい。このため、本実施形態の発泡体は、密度が低く、また形状安定性が高くなる。疎水性セルロース繊維の水との接触角は３０度以上であり、好ましくは５０度以上１５０度以下の範囲内にある。
疎水性セルロース繊維は発泡体を製造する際に、発泡剤である水が部分的に溜まらないように水を均一に分散させて、水の蒸発による発泡を均一に進行させることにより、骨格の厚さが一定で、均質な連通孔を有する発泡体を生成させる作用がある。単一の気孔（独立孔）を有する発泡体は、水が完全に蒸発して発泡体の温度が低下すると収縮が起こりやすいが、均質な連通孔を有する発泡体は、水が完全に蒸発して発泡体の温度が低下しても収縮が起こりにくい。このため、本実施形態の発泡体は、密度が低く、また形状安定性が高くなる。疎水性セルロース繊維の水との接触角は３０度以上であり、好ましくは５０度以上１５０度以下の範囲内にある。
発泡体の疎水性セルロース繊維の含有量は、２質量％以上５０質量％以下の範囲内とされている。疎水性セルロース繊維の含有量が少なくなりすぎると、発泡体製造時の水の蒸発による発泡が不均一となって発泡体の収縮が起こりやすくなり、発泡体の密度が高くなるおそれある。一方、疎水性セルロース繊維の含有量が多くなりすぎると、発泡体製造時の水の保持量が少なくなりすぎて発泡量が低減し、発泡体の密度が高くなるおそれある。発泡体の疎水性セルロース繊維の含有量は、３質量％以上３０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
疎水性セルロース繊維としては、セルロース繊維の表面を疎水化剤で処理したものを用いることができる。疎水化剤で処理される前のセルロース繊維としては、親水性セルロース繊維を用いることができる。疎水化剤としては、セルロースと共有結合する疎水性化合物、セルロースに対して親和性を有する化合物を用いることができる。セルロースと共有結合する化合物は、セルロースと共有結合可能な反応性基と疎水性基とを有する化合物であることが好ましい。反応性基の例としては、（メタ）アクリロイル基、カルボキシル基、トリアルコキシシリル基、ジアルコキシシリル基等を挙げることができる。疎水性基の例としては、炭素数１～１２のアルキル基、炭素数１～１２のアルケニル基を挙げることができる。アルキル基及びアルケニル基の水素は、フッ素などのハロゲン元素で置換されていてもよい。セルロースと共有結合する化合物としては、アルキル（メタ）アクリレート、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸を用いることができる。セルロースに対して親和性を有する化合物としては、各種金属石鹸（ステアリン酸金属石鹸；例えば、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ナトリウム等、あるいは１２－ヒドロキシステアリン石鹸、ベヘン酸石鹸、モンタン酸石鹸、ラウリン酸石鹸、いずれもカルシウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、バリウム、リチウム、ナトリウムカリウム等の金属塩であっても良い。）や各種アルキルアンモニウム塩類、動物由来ワックス（蜜蝋、鯨蝋、セラック蝋等）、植物由来ワックス（カルナバ蝋、木蝋、米糠蝋、キャンデリラワックス）、石油由来ワックス（パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス）、鉱物由来ワックス（モンタンワックス、オゾケライト）、ロジン、ロジン石鹸を用いることができる。
また、疎水性セルロース繊維として、セルロースを疎水化させたセルロース誘導体からなる繊維を用いることができる。セルロース誘導体の例としては、メチルセルロース、酢酸セルロースを挙げることができる。酢酸セルロースは、酢化度が３０％以上６３％以下の範囲内にあることが好ましい。
疎水性セルロース繊維は、表面が疎水化剤、特にアルキル（メタ）アクリレートで処理されたセルロース繊維、あるいは酢化度が３０％以上６３％以下の範囲内にある酢酸セルロース繊維であることが好ましい。
疎水性セルロース繊維の平均粒径は、前述の親水性セルロース繊維と同様に１０μｍ以上５ｍｍ以下の範囲内にあることが好ましく、２０μｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。
（ポリプロピレン）
ポリプロピレンとしては、例えば、ＭＦＲ（メルトフローレート、温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）が０．１ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下の範囲内にあるものを用いることが好ましい。ポリプロピレンは１種を単独で使用してもよいし、ＭＦＲなどの特性が異なる２種以上のポリプロピレンを併用してもよい。例えば、ＭＦＲ（温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）が０．１ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分以下の範囲内にある低ＭＦＲのポリプロピレンと、その低ＭＦＲのポリプロピレンよりもＭＦＲ（温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）が高い高ＭＦＲのポリプロピレンの２種を併用してもよい。特性の異なる２種以上のポリプロピレンを組合せて用いることによって、発泡体の密度および熱伝導率が所望の範囲となるように調整できる。
ポリプロピレンとしては、例えば、ＭＦＲ（メルトフローレート、温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）が０．１ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下の範囲内にあるものを用いることが好ましい。ポリプロピレンは１種を単独で使用してもよいし、ＭＦＲなどの特性が異なる２種以上のポリプロピレンを併用してもよい。例えば、ＭＦＲ（温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）が０．１ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分以下の範囲内にある低ＭＦＲのポリプロピレンと、その低ＭＦＲのポリプロピレンよりもＭＦＲ（温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）が高い高ＭＦＲのポリプロピレンの２種を併用してもよい。特性の異なる２種以上のポリプロピレンを組合せて用いることによって、発泡体の密度および熱伝導率が所望の範囲となるように調整できる。
発泡体のポリプロピレンの含有量は、３８質量％以上８８質量％以下の範囲内とされている。ポリプロピレンの含有量が少なくなりすぎると発泡体の力学強度が低下するおそれがある。一方、ポリプロピレンの含有量が多くなりすぎると、発泡体製造時において、発泡体の収縮が起こりやすくなり、発泡体の密度が高くなるおそれがある。発泡体のポリプロピレンの含有量は、４０質量％以上８０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。すなわち、発泡体の親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維の合計含有量は、２０質量％以上６０質量％以下の範囲内にあることが好ましい。
材料として用いるポリプロピレンの形状は、ペレット状もしくは粉末状であることが好ましい。ペレット状のポリプロピレンは、例えば、球状、半球状、アーモンド状、円柱状、角柱状、板状、フレーク状などの定形性を有するものである。粉末状のポリプロピレンは、上記のペレット状のポリプロピレンを粉砕して、粉状にしたものである。粉末状のポリプロピレンは、粒子径が２ｍｍ以下であることが好ましい。
（発泡体の密度）
発泡体の密度が高くなりすぎると、発泡体の気孔量が相対的に少なくなり、物理的な衝撃に対する緩衝性や断熱性が低下するおそれがある。このため、発泡体の密度は５０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、４５ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。一方、発泡体の密度が低くなりすぎると、発泡体の強度が低下するおそれがある。このため、発泡体の密度は１０ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましく、１５ｋｇ／ｍ３以上であることがより好ましい。
発泡体の密度が高くなりすぎると、発泡体の気孔量が相対的に少なくなり、物理的な衝撃に対する緩衝性や断熱性が低下するおそれがある。このため、発泡体の密度は５０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、４５ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。一方、発泡体の密度が低くなりすぎると、発泡体の強度が低下するおそれがある。このため、発泡体の密度は１０ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましく、１５ｋｇ／ｍ３以上であることがより好ましい。
（発泡体の形状）
本実施形態の発泡体の形状は、通常、複数個の粒状発泡体粒子が紐状に連結した形状（数珠状）もしくはストランド状である。数珠状の発泡体を構成する粒状発泡体粒子は、球状であることが好ましい。ただし、粒状発泡体粒子は真球である必要はなく、楕円球状であってもよいし、表面に凹凸を有していてもよい。本実施形態の発泡体は種々のサイズに切断、加工して利用することができる。例えば、数珠状の発泡体の場合は、個々の粒状発泡体粒子に分割して利用してもよい。また、ストランド状の発泡体の場合は、切断して粒状の粒状発泡体粒子として利用してもよいし、複数個のストランド状の発泡体を一つに束ねた状態で融着させて一体化させて利用してもよい。
本実施形態の発泡体の形状は、通常、複数個の粒状発泡体粒子が紐状に連結した形状（数珠状）もしくはストランド状である。数珠状の発泡体を構成する粒状発泡体粒子は、球状であることが好ましい。ただし、粒状発泡体粒子は真球である必要はなく、楕円球状であってもよいし、表面に凹凸を有していてもよい。本実施形態の発泡体は種々のサイズに切断、加工して利用することができる。例えば、数珠状の発泡体の場合は、個々の粒状発泡体粒子に分割して利用してもよい。また、ストランド状の発泡体の場合は、切断して粒状の粒状発泡体粒子として利用してもよいし、複数個のストランド状の発泡体を一つに束ねた状態で融着させて一体化させて利用してもよい。
＜発泡体の製造方法＞
次に、本実施形態の発泡体の製造方法について説明する。
本実施形態の発泡体は、例えば、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを混練して、第１混練物を生成させる工程（第１混練物生成工程）と、第１混練物と水とを混練して第２混練物を生成させる工程（第２混練物生成工程）と、前記第２混練物の水分を蒸発させて発泡体を生成させる工程（発泡体生成工程）とを含む方法によって製造することができる。第１混練物は、親水性セルロース繊維の含有量が１０質量％以上６０質量％以下の範囲内にあって、疎水性セルロース繊維の含有量が２質量％以上５０質量％以下の範囲内にあり、ポリプロピレンの含有量が３８質量％以上８８質量％以下の範囲内にある。
次に、本実施形態の発泡体の製造方法について説明する。
本実施形態の発泡体は、例えば、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを混練して、第１混練物を生成させる工程（第１混練物生成工程）と、第１混練物と水とを混練して第２混練物を生成させる工程（第２混練物生成工程）と、前記第２混練物の水分を蒸発させて発泡体を生成させる工程（発泡体生成工程）とを含む方法によって製造することができる。第１混練物は、親水性セルロース繊維の含有量が１０質量％以上６０質量％以下の範囲内にあって、疎水性セルロース繊維の含有量が２質量％以上５０質量％以下の範囲内にあり、ポリプロピレンの含有量が３８質量％以上８８質量％以下の範囲内にある。
（第１混練物生成工程）
第１混練物生成工程において、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを混練する混練装置としては、連続式混練機、バッチ式混練機を用いることができる。連続式混練機の例としては、単軸混練機、二軸混練機が挙げられる。バッチ式混練機の例としては、バンバリーミキサー、加圧式ニーダーが挙げられる。
第１混練物生成工程において、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを混練する混練装置としては、連続式混練機、バッチ式混練機を用いることができる。連続式混練機の例としては、単軸混練機、二軸混練機が挙げられる。バッチ式混練機の例としては、バンバリーミキサー、加圧式ニーダーが挙げられる。
第１混練物生成工程において混練するセルロース繊維とポリプロピレンとは密度が大きく異なるため、混練装置に投入する前に、予めセルロース繊維とポリプロピレンとを混合して混合物とすることが好ましい。セルロース繊維とポリプロピレンの混合物として混練装置に投入することによって、短時間で均一な組成を有する第１混練物が得られる。
（第２混練物生成工程）
第２混練物生成工程において、第１混練物と水とを混練する混練装置としては、連続式混練機を用いることが好ましい。連続式混練機の例としては、単軸混練機、二軸混練機が挙げられる。連続式混練機は、シリンダーの途中に水を導入するための水導入手段を有することが好ましい。
第２混練物生成工程において、第１混練物と水とを混練する混練装置としては、連続式混練機を用いることが好ましい。連続式混練機の例としては、単軸混練機、二軸混練機が挙げられる。連続式混練機は、シリンダーの途中に水を導入するための水導入手段を有することが好ましい。
連続式混練機のシリンダー部の温度およびダイ部の温度、スクリュー回転数、連続式混練機への水の供給速度などの混練条件は、セルロース繊維とポリプロピレンの含有量、材質および形状、目的とする発泡体の密度範囲などに応じて適宜決定できる。
具体的には、連続式混練機のシリンダー部の温度およびダイ部の温度は、１６０℃以上１９０℃以下の範囲内にあることが好ましい。シリンダー部の温度およびダイ部の温度が上記の範囲内であると、第２混練物の発泡が促進される。スクリュー回転数は、５０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下の範囲内にあることが好ましい。連続式混練機への水の供給速度は、第１混練物と水との混練によって生成する第２混練物の含水率が１０質量％以上４０質量％以下となる速度であることが好ましい。
具体的には、連続式混練機のシリンダー部の温度およびダイ部の温度は、１６０℃以上１９０℃以下の範囲内にあることが好ましい。シリンダー部の温度およびダイ部の温度が上記の範囲内であると、第２混練物の発泡が促進される。スクリュー回転数は、５０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下の範囲内にあることが好ましい。連続式混練機への水の供給速度は、第１混練物と水との混練によって生成する第２混練物の含水率が１０質量％以上４０質量％以下となる速度であることが好ましい。
第１混練物生成工程と第２混練物生成工程は、連続的に行ってもよい。例えば、混練装置として連続式混練機を用い、連続式混練機に親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを投入して第１混練物を生成させ、次いで、連続式混練機に水を供給して、第１混練物と水とを混練して第２混練物を生成させてもよい。このように第１混練物生成工程と第２混練物生成工程とを連続的に行うことによって、比較的短時間で組成の均一な第２混練物が得られる。
（発泡体生成工程）
発泡体生成工程では、連続式混練機のダイ部から押し出された第２混練物の水分を蒸発させて発泡体を生成させる。第２混練物の水分の蒸発は大気下で行うことができる。通常は、連続式混練機のダイ部から押し出されるとともに第２混練物の水分が蒸発し、発泡体が生成する。生成した発泡体は、使用用途に応じた長さに切断してもよい。
発泡体生成工程では、連続式混練機のダイ部から押し出された第２混練物の水分を蒸発させて発泡体を生成させる。第２混練物の水分の蒸発は大気下で行うことができる。通常は、連続式混練機のダイ部から押し出されるとともに第２混練物の水分が蒸発し、発泡体が生成する。生成した発泡体は、使用用途に応じた長さに切断してもよい。
以上のような構成とされた本実施形態の発泡体は、親水性セルロース繊維の含有量が１０質量％以上６０質量％以下の範囲内にあって、疎水性セルロース繊維の含有量が２質量％以上５０質量％以下の範囲内にあり、ポリプロピレンの含有量が３８質量％以上８８質量％以下の範囲内とされているので、発泡体の製造時において、水の蒸発による発泡が均一に進行しやすく、骨格の厚さが一定で、均質な連通孔が形成されやすい。このため、本実施形態の発泡体は、密度が低く、また形状安定性が高い。
また、本実施形態の発泡体において、疎水性セルロース繊維が、表面が疎水化剤、特にアルキル（メタ）アクリレートで処理されたセルロース繊維、あるいは酢化度が３０％以上６３％以下の範囲内にある酢酸セルロース繊維である場合は、より確実に均質な連通孔を形成することができ、発泡体の密度をより確実に低くすることができる。
また、本実施形態の発泡体において、親水性セルロース繊維が古紙を解繊したものである場合は、資源の有効利用を図ることができる。
さらに、本実施形態の発泡体において、密度が５０ｋｇ／ｍ３以下と低い場合は、気孔の量が多いので、緩衝材、包装材、断熱材、防音材として有利に使用することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
以下、本発明の作用効果を実施例により説明する。なお、本実施例では、セルロース繊維の水との接触角は上述の方法により測定した。また、セルロース繊維の平均粒径は、上述の方法を用いて、一つの分散液について２回測定した測定値の平均である。
本実施例で使用した材料は、以下の通りである。
（ポリプロピレン）
Ａ１（ペレット状ポリプロピレン）：日本ポリプロ株式会社製、ウェイマックス（登録商標）ＭＦＸ６、ＭＦＲ（メルトフローレート、温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）２．５ｇ／１０分
Ａ２（粉末状ポリプロピレン）：Ａ１を、ブレンダー（ワーリング社製、エクストリームミル ＭＸ－１２００ＸＴＳ）を用いて粉砕し、篩（目開き２．０ｍｍ、線径０．９ｍｍ）を用いて分級し、篩下の粒子を回収して得たもの。
（ポリプロピレン）
Ａ１（ペレット状ポリプロピレン）：日本ポリプロ株式会社製、ウェイマックス（登録商標）ＭＦＸ６、ＭＦＲ（メルトフローレート、温度：２３０℃、荷重：２．１６ｋｇ）２．５ｇ／１０分
Ａ２（粉末状ポリプロピレン）：Ａ１を、ブレンダー（ワーリング社製、エクストリームミル ＭＸ－１２００ＸＴＳ）を用いて粉砕し、篩（目開き２．０ｍｍ、線径０．９ｍｍ）を用いて分級し、篩下の粒子を回収して得たもの。
（親水性セルロース繊維）
Ｂ１（古紙解繊物）：古紙（含水率：１２質量％）を粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー（石臼式摩砕機））を用いて解繊したもの。平均粒径：６４μｍ、水との接触角：０度
Ｂ１（古紙解繊物）：古紙（含水率：１２質量％）を粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー（石臼式摩砕機））を用いて解繊したもの。平均粒径：６４μｍ、水との接触角：０度
（セルロース繊維）
Ｃ１（アブラヤシ空果房（ＥＦＢ）ホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：１４４μｍ、水との接触角：０度
１００Ｌのステンレス（ＳＵＳ）製のタンクに、１～３ｃｍ程度の長さに破砕したアブラヤシ空果房（インドネシア産、含水率１２％）４．５ｋｇおよびエタノールとトルエンの混合溶媒（エタノール：トルエン＝２：１（体積比））３９Ｌを投入し、湯浴温度８０℃の条件下、タービン型撹拌羽根で２５０ｒｐｍの速度で７５分間撹拌し、アブラヤシ空果房を脱脂した。脱脂したアブラヤシ空果房をステンレス（ＳＵＳ）製のヌッチェでろ過して回収した。回収したアブラヤシ空果房に対して、更に２回、同様の脱脂操作を行った。このような脱脂操作を行ったアブラヤシ空果房の脱脂体を、７０℃で５時間乾燥し、４．２ｋｇのアブラヤシ空果房脱脂体を得た。
Ｃ１（アブラヤシ空果房（ＥＦＢ）ホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：１４４μｍ、水との接触角：０度
１００Ｌのステンレス（ＳＵＳ）製のタンクに、１～３ｃｍ程度の長さに破砕したアブラヤシ空果房（インドネシア産、含水率１２％）４．５ｋｇおよびエタノールとトルエンの混合溶媒（エタノール：トルエン＝２：１（体積比））３９Ｌを投入し、湯浴温度８０℃の条件下、タービン型撹拌羽根で２５０ｒｐｍの速度で７５分間撹拌し、アブラヤシ空果房を脱脂した。脱脂したアブラヤシ空果房をステンレス（ＳＵＳ）製のヌッチェでろ過して回収した。回収したアブラヤシ空果房に対して、更に２回、同様の脱脂操作を行った。このような脱脂操作を行ったアブラヤシ空果房の脱脂体を、７０℃で５時間乾燥し、４．２ｋｇのアブラヤシ空果房脱脂体を得た。
次に、２００Ｌのホーロー製のタンクに、上記のアブラヤシ空果房脱脂体３．５ｋｇとイオン交換水７０Ｌを投入し、タンク内の温度を７５℃とし、撹拌羽根で８０ｒｐｍの速度で撹拌しながら、酢酸５３４ｇを添加した。続いて、タンク内に、イオン交換水８．８ｋｇに亜塩素酸ナトリウム２．８ｋｇを溶解した亜塩素酸ナトリウム水溶液を３時間かけて添加し、内温８０℃で１時間熟成した。更に、タンク内に、酢酸５３４ｇおよびイオン交換水８．８ｋｇに亜塩素酸ナトリウム２．８ｋｇを溶解した亜塩素酸ナトリウム水溶液を添加撹拌する操作を３回行った。次いで、溶存ガスの追い出しを目的として、タンク内に窒素ガスをバブリングし、一晩静置した後、タンク内の懸濁液の上澄みを抜き取った。次に、タンク内に、イオン交換水３０Ｌを投入し、３分間撹拌して、懸濁液の上澄みを抜き取る操作を３回行った後、タンク内の懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物をイオン交換水３４Ｌで洗浄した後、ろ過する操作を４回行った。次に、ろ過物を、イオン交換水とアセトンの混合溶媒（イオン交換水：アセトン＝２：１（体積比））３５Ｌで洗浄した後、ろ過する操作を２回行った。次いで、アセトン３５Ｌで洗浄した後、ろ過を行った。得られたアブラヤシ空果房の脱リグニン体を６０℃で１６時間乾燥し、ＥＦＢホロセルロース２．５ｋｇを得た。最後に、得られたＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ２（メタクリル酸メチル処理ＥＦＢホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：２１８μｍ、水との接触角：１１２．７度
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）（富士フイルム和光純薬株式会社製、０３６－０１７４２）１．００ｇ及びメタクリル酸メチル（富士フイルム和光純薬株式会社製、１３９－０２７２６）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を５０℃で真空乾燥して、１４．２ｇのメタクリル酸メチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸メチル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）（富士フイルム和光純薬株式会社製、０３６－０１７４２）１．００ｇ及びメタクリル酸メチル（富士フイルム和光純薬株式会社製、１３９－０２７２６）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を５０℃で真空乾燥して、１４．２ｇのメタクリル酸メチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸メチル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ３（メタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：１９８μｍ、水との接触角：１１９．７度
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ｎ－ブチル（東京化成工業株式会社製、Ｍ００８１）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を室温下で１２時間風乾して、１４．０ｇのメタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ｎ－ブチル（東京化成工業株式会社製、Ｍ００８１）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を室温下で１２時間風乾して、１４．０ｇのメタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ４（メタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：１７８μｍ、水との接触角：１１８．２度
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ヘキシル（東京化成工業株式会社製、Ｍ０５０３）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を室温下で１２時間風乾して、１５．９ｇのメタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ヘキシル（東京化成工業株式会社製、Ｍ０５０３）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を室温下で１２時間風乾して、１５．９ｇのメタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ５（メタクリル酸ドデシル化ＥＦＢホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：４１１μｍ、水との接触角：１３１．２度
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの混合溶媒（メタノール：蒸留水＝９：１（体積比））を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ドデシル（東京化成工業株式会社製、Ｍ００８３）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を５０℃で真空乾燥して、１６．９ｇのメタクリル酸ドデシル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ドデシル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの混合溶媒（メタノール：蒸留水＝９：１（体積比））を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ドデシル（東京化成工業株式会社製、Ｍ００８３）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を５０℃で真空乾燥して、１６．９ｇのメタクリル酸ドデシル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ドデシル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ６（メタクリル酸ヒドロキシエチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。平均粒径：１８４μｍ、水との接触角：０度
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースに、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ヒドロキシエチル（東京化成工業株式会社製、Ｍ００８５）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を室温下で１２時間風乾して、１９．１ｇのメタクリル酸ヒドロキシエチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ヒドロキシエチル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）１０．０ｇと１Ｌの蒸留水とを、ホモジナイザー（ＩＫＡ製、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｌｕｘ）を用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物に２Ｌの蒸留水を加え、再度、ホモジナイザーを用いて１２００ｒｐｍの速度で５分間撹拌し、得られた懸濁液をヌッチェでろ過した。得られたろ過物を２Ｌのナス型フラスコに入れ、４００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を得た。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液をメカニカル撹拌しながら、この懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースに、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）１．００ｇ及びメタクリル酸ヒドロキシエチル（東京化成工業株式会社製、Ｍ００８５）１０．０ｇを加え、窒素ガス気流下１０時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に４００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に４００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を室温下で１２時間風乾して、１９．１ｇのメタクリル酸ヒドロキシエチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。最後に、得られたメタクリル酸ヒドロキシエチル化ＥＦＢホロセルロースを、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊した。
Ｃ７（酢酸セルロース繊維）：酢酸セルロース繊維（富士フイルム和光純薬株式会社製、０３９－０１６９５、酢化度５５．２％）を、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊して得たもの。平均粒径：２３４μｍ、水との接触角：７３．９度
Ｃ８（三酢酸セルロース繊維）：三酢酸セルロース繊維（富士フイルム和光純薬株式会社製、０３７－１６７６５、酢化度６１．４％）を、粉砕機（増幸産業株式会社製、マスコロイダー）を用いて解繊して得たもの。平均粒径：２７８μｍ、水との接触角：６９．７度
Ｃ９（アクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）：以下の方法により得られたもの。水との接触角：１０１．８度
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）２．００ｇに１００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を調製した。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を撹拌子で撹拌しながら、懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）２００ｍｇ及びアクリル酸ｎ－ブチル（富士フイルム和光純薬株式会社製、０２２－０３３０６）２．００ｇを加え、窒素ガス気流下１２時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に１００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に１００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を５０℃で真空乾燥して、３．９０ｇのメタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。
Ｃ１（ＥＦＢホロセルロース）２．００ｇに１００ｍＬの蒸留水を加えて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を調製した。次いで、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液を撹拌子で撹拌しながら、懸濁液に窒素ガスを１０分間吹き込んで、懸濁液の脱気を行った。続いて、ＥＦＢホロセルロースの懸濁液に、硝酸アンモニウムセリウム（ＩＶ）２００ｍｇ及びアクリル酸ｎ－ブチル（富士フイルム和光純薬株式会社製、０２２－０３３０６）２．００ｇを加え、窒素ガス気流下１２時間撹拌した。反応終了後、懸濁液をろ過した。得られたろ過物に１００ｍＬの蒸留水を加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、水洗浄を行った。続いて水洗浄したろ過物に１００ｍＬのアセトンを加えて撹拌した後、ろ過によりろ過物を回収する操作を５回繰り返して、アセトン洗浄を行った。アセトン洗浄したろ過物を５０℃で真空乾燥して、３．９０ｇのメタクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロースを取得した。
［実施例１］
Ａ２（粉末状ポリプロピレン）１０１．０ｇとＢ１（古紙解繊物、含水率１２質量％）５１．１ｇとＣ２（メタクリル酸メチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）４．５ｇを秤量した。秤量したＡ２とＢ１とＣ２とを３０個の容器に分取し、各容器ごとに分取したＡ２とＢ１とＣ２とを混合して原料混合物を得た。得られた原料混合物は、Ａ２含有量が６７質量％、Ｂ１含有量が３０質量％、Ｃ２含有量が３質量％である。
Ａ２（粉末状ポリプロピレン）１０１．０ｇとＢ１（古紙解繊物、含水率１２質量％）５１．１ｇとＣ２（メタクリル酸メチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）４．５ｇを秤量した。秤量したＡ２とＢ１とＣ２とを３０個の容器に分取し、各容器ごとに分取したＡ２とＢ１とＣ２とを混合して原料混合物を得た。得られた原料混合物は、Ａ２含有量が６７質量％、Ｂ１含有量が３０質量％、Ｃ２含有量が３質量％である。
上記の原料混合物を、２軸混練押出機（テクノベル社製、ＫＺＷ１５－３０ＭＧ）に投入し、ダイ部温度Ｙ１：１６５℃、シリンダー部温度Ｘ１／Ｘ２／Ｘ３／Ｘ４：１６５℃／１６５℃／１６５℃／１６５℃（Ｘ１～Ｘ４は、シリンダー部の原料混合物の導入部からダイ部までの各部の温度である）、スクリュー回転数２５０ｒｐｍの条件で混練した後、直径３ｍｍのダイ先端部より押出し、紐状前駆混練体（第１混練物）を得た。
得られた第１混練物を適切な長さに切断した。得られた切断物を、ブレンダー（ワーリング社製、エクストリームミル ＭＸ－１２００ＸＴＳ）を用いて粉砕した。得られた粉砕物から、篩（目開き２．０ｍｍ、線径０．９ｍｍ）を用いて分級し、篩下の粒状第１混練物を回収した。
得られた粒状第１混練物を、２軸混練押出機（テクノベル社製、ＫＺＷ１５－３０ＭＧ）に投入し、下記の混練条件１で混練した。このとき、シリンダーのＸ２部とＸ３部の間からシリンダー内に、冷水（５℃）を２ｍＬ／ｍｉｎの速度で供給して、シリンダーのＸ３～Ｘ４部の間で第１混練物と水とを混練して第２混練物を生成させた。生成した第２混練物を、直径３ｍｍのダイ先端部より押出し、第２混練物から水分を蒸発させて断面が円形のストランド状の発泡体を得た。
［実施例２～６、比較例１～３］
セルロース繊維の種類と含有量およびＢ１（古紙解繊物）の含有量を、下記の表１に示すように変えたこと以外は、実施例１と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。
セルロース繊維の種類と含有量およびＢ１（古紙解繊物）の含有量を、下記の表１に示すように変えたこと以外は、実施例１と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。
［評価］
得られた発泡体の密度を、下記の方法により測定した。その結果を、原料混合物の組成と共に表１に示す。
得られた発泡体の密度を、下記の方法により測定した。その結果を、原料混合物の組成と共に表１に示す。
（発泡体の密度の測定方法）
ストランド状の発泡体を押出方向に対して垂直に、剃刀（ＧＥＭ、６２－０１６７）を用いて切断し、長さ７～８ｃｍの略円柱状の密度測定用の試験サンプルを、各発泡体毎にそれぞれ３本作製した。３本の試験サンプルの重量及び体積をそれぞれ測定し、下記式（１）によって各試験サンプルの密度ρ（ｋｇ／ｍ３）を求めた。得られた３本の試験サンプルの密度の平均値を算出し、発泡体の密度とした。試験サンプルの質量Ｍ（ｋｇ）は大気下で測定し、試験サンプルの体積Ｖ（ｍ３）は水中置換法によって測定した。
ρ＝Ｍ／Ｖ ・・・（１）
Ｍ：試験サンプルの質量（ｋｇ）、Ｖ：試験サンプルの体積（ｍ３）
ストランド状の発泡体を押出方向に対して垂直に、剃刀（ＧＥＭ、６２－０１６７）を用いて切断し、長さ７～８ｃｍの略円柱状の密度測定用の試験サンプルを、各発泡体毎にそれぞれ３本作製した。３本の試験サンプルの重量及び体積をそれぞれ測定し、下記式（１）によって各試験サンプルの密度ρ（ｋｇ／ｍ３）を求めた。得られた３本の試験サンプルの密度の平均値を算出し、発泡体の密度とした。試験サンプルの質量Ｍ（ｋｇ）は大気下で測定し、試験サンプルの体積Ｖ（ｍ３）は水中置換法によって測定した。
ρ＝Ｍ／Ｖ ・・・（１）
Ｍ：試験サンプルの質量（ｋｇ）、Ｖ：試験サンプルの体積（ｍ３）
親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とを本発明の範囲で含む実施例１～６の発泡体は、比較例１～３の発泡体と比較して密度が低い、すなわち気孔の量が多くなった。比較例１及び比較例２の発泡体は、疎水性セルロース繊維を含まないため、発泡体の製造時において、水の蒸発による発泡が不均一となって発泡体が収縮して、密度が高くなったと考えられる。比較例３の発泡体は、親水性セルロース繊維を含まないため、発泡体の製造時において、発泡量が低減したため、密度が高くなったと考えられる。以上の結果から、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とを組合せて使用することによって、密度の低い発泡体を得ることが可能となることが確認された。
［実施例７～９、比較例４］
Ａ２（粉末状ポリプロピレン）とＢ１（古紙解繊物）とＣ４（メタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロース繊維）との含有量を、下記の表２に示すように変えたこと以外は、実施例３と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表２に示す。
Ａ２（粉末状ポリプロピレン）とＢ１（古紙解繊物）とＣ４（メタクリル酸ヘキシル化ＥＦＢホロセルロース繊維）との含有量を、下記の表２に示すように変えたこと以外は、実施例３と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表２に示す。
Ｂ１（親水性セルロース繊維）と、疎水性セルロース繊維であるＣ４と、Ａ２（粉末状ポリプロピレン）の含有量が本発明の範囲にある実施例７～９の発泡体は、Ｃ４の含有量が本発明の範囲よりも少ない比較例４の発泡体と比較して、密度が低くなった。この結果から、親水性セルロース繊維と疎水性セルロース繊維とポリプロピレンとを本発明の範囲で含有させることによって、密度の低い発泡体を得ることが可能となることが確認された。
［実施例１０］
Ａ１（ペレット状ポリプロピレン）６７．０ｇとＢ１（古紙解繊物、含水率１２質量％）３４．１ｇとＣ９（アクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）３．００ｇを秤量した。秤量したＡ１とＢ１とＣ９とを３０個の容器に分取し、各容器ごとに分取したＡ１とＢ１とＣ９とを混合して原料混合物を得た。得られた原料混合物は、Ａ１含有量が６７質量％、Ｂ１含有量が３０質量％、Ｃ９含有量が３質量％である。
Ａ１（ペレット状ポリプロピレン）６７．０ｇとＢ１（古紙解繊物、含水率１２質量％）３４．１ｇとＣ９（アクリル酸ｎ－ブチル化ＥＦＢホロセルロース繊維）３．００ｇを秤量した。秤量したＡ１とＢ１とＣ９とを３０個の容器に分取し、各容器ごとに分取したＡ１とＢ１とＣ９とを混合して原料混合物を得た。得られた原料混合物は、Ａ１含有量が６７質量％、Ｂ１含有量が３０質量％、Ｃ９含有量が３質量％である。
得られた原料混合物を、２軸混練押出機（テクノベル社製、ＫＺＷ１５－３０ＭＧ）に投入し、ダイ部温度Ｙ１：１６８℃、シリンダー部温度Ｘ１／Ｘ２／Ｘ３／Ｘ４：１７０℃／１８０℃／１８０℃／１７０℃、スクリュー回転数６０ｒｐｍの条件で混練した。このとき、シリンダーのＸ２部とＸ３部の間からシリンダー内に、冷水（５℃）を２ｍＬ／ｍｉｎの速度で供給して、シリンダーのＸ１部～Ｘ２部の間で生成した第１混練物を、シリンダーのＸ３～Ｘ４部の間で水と混練して第２混練物を生成させた。生成した第２混練物を、直径３ｍｍのダイ先端部より押出し、第２混練物から水分を蒸発させて断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表３に示す。
［実施例１１］
疎水性セルロース繊維であるＣ９の代わりに、Ｃ２（メタクリル酸メチル処理ＥＦＢホロセルロース繊維）を用いたこと以外は、実施例１０と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表３に示す。
［実施例１１］
疎水性セルロース繊維であるＣ９の代わりに、Ｃ２（メタクリル酸メチル処理ＥＦＢホロセルロース繊維）を用いたこと以外は、実施例１０と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表３に示す。
［比較例５］
疎水性セルロース繊維であるＣ９を使用せずに、Ａ１（ペレット状ポリプロピレン）の量を７０．０ｇとし、Ｂ１（古紙解繊物、含水率１２質量％）の量を３４．１ｇとしたこと以外は、実施例１０と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表３に示す。
疎水性セルロース繊維であるＣ９を使用せずに、Ａ１（ペレット状ポリプロピレン）の量を７０．０ｇとし、Ｂ１（古紙解繊物、含水率１２質量％）の量を３４．１ｇとしたこと以外は、実施例１０と同様にして、断面が円形のストランド状の発泡体を得た。得られた発泡体の密度を上記の方法により測定した。その結果を表３に示す。
第１混練物生成工程と第２混練物生成工程を連続的に行った場合でも、疎水性セルロース繊維を含む実施例１０～１１の発泡体は、疎水性セルロース繊維を含まない比較例５の発泡体と比較して密度が低くなった。
Claims (5)
- 水との接触角が１０度以下の親水性セルロース繊維と、水との接触角が５０度以上の疎水性セルロース繊維と、ポリプロピレンとを含み、
前記親水性セルロース繊維の含有量が１０質量％以上６０質量％以下の範囲内にあって、前記疎水性セルロース繊維の含有量が２質量％以上５０質量％以下の範囲内にあり、前記ポリプロピレンの含有量が３８質量％以上８８質量％以下の範囲内にあることを特徴とする発泡体。 - 前記疎水性セルロース繊維は、表面が疎水化剤で処理されたセルロース繊維であることを特徴とする請求項１に記載の発泡体。
- 前記疎水性セルロース繊維は、酢化度が３０％以上６３％以下の範囲内にある酢酸セルロース繊維であることを特徴とする請求項１に記載の発泡体。
- 前記親水性セルロース繊維は、古紙を解繊したものであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の発泡体。
- 密度が５０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発泡体。
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