(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、三次元網目構造の主原料としたパルプ発泡ビーズを構造の単位として、その表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂層を設けたパルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とするパルプ発泡体。
【請求項２】
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、三次元網目構造の主原料としたパルプ発泡ビーズを構造の単位として、分解型発泡剤に起因する気泡を内部に含み、その表面に、発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂層を設けたパルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とする請求項１に記載のパルプ発泡体。
【請求項３】
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、三次元網目構造の主原料としたパルプ発泡ビーズを構造の単位として、界面活性剤に起因する気泡を内部に含み、その表面に、発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂層を設けたパルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とする請求項１に記載のパルプ発泡体。
【請求項４】
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、分解型発泡剤と共に溶媒で混練し、この混練物を粒状に成形して発泡させ、乾燥した後、その表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂を被覆して得たパルプ発泡ビーズを、成形枠型内に充填して加熱し、発泡性粒子を膨張させ、熱可塑性樹脂を溶融した後、固化させ、該パルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とするパルプ発泡体の製造方法。
【請求項５】
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、界面活性剤と共に溶媒で混合して起泡させ、その後粒状に成形し、乾燥した後、その表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂を被覆して得たパルプ発泡ビーズを、成形枠型内に充填して加熱し、発泡性粒子を膨張させ、熱可塑性樹脂を溶融した後、固化させ、該パルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とするパルプ発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルプを粒状に成形して発泡し、さらにその表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂層を設けたパルプ発泡ビーズを構成単位とし、そのパルプ発泡ビーズを集合体としたパルプ発泡体とその製造方法に係わり、特に使用後、焼却処分しても、廃棄物公害等を引き起こさないものであって、電化製品や食品包装の緩衝材や、断熱材や防音材等の建材などに用いるパルプ発泡体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への関心が大変高まっており、製品が廃棄されたときの易処理性、あるいはリサイクル性は商品設計において重要なポイントになりつつある。特に発泡スチロールは、包装緩衝材や建材等に幅広く用いられる。安価であり性能も優れているが、使用後、焼却処理を行うと高熱の発生による炉の損傷等が指摘され、また埋立処理した場合は、分解性がなく嵩ばるため処理場の不足を招く一因とも考えられている。
一方、故紙をリサイクルして用いた商品は、段ボール紙、再生紙等多岐に渡っているが、その中でも緩衝材として用いられるパルプモールドが注目を集めている。パルプモールドは、再生パルプを原料として製造され、形状を工夫することで緩衝力、強度を与えられるものであり、焼却、埋立のいずれの処理も容易である。
【０００３】
しかし、パルプモールドは緩衝強度は十分とはいえず、使用範囲は限定されたものであった。また、緩衝材の設計と製造に専用の複雑な形状の金型を作成するなどの必要があって時間を要し、新しい形状の試作、開発が困難であった。さらに発泡スチロールのように、緩衝材以外の用途に応用して用いることは難しく、成型性、加工性、耐水性が乏しいものであった。
【０００４】
このような課題を解決するため、本発明者等は、パルプ発泡ビーズ及びその製造方法、あるいはパルプ発泡ビーズを接着させ成形体とするパルプ発泡緩衝材及びその製造方法を発明し提案している（特開平０５−２７１４５７号、特開平０５−２７１４５８号、特開平０５−２３０２６９号、特開平０６−０１５７５３号公報を参照）。
すなわち、パルプと生分解性の増粘剤を三次元網目構造の主原料とし、内部に分解型発泡剤、あるいは界面活性剤に起因する気泡を有するもので、そのままで緩衝材として利用できるものであり、また集合体として用いることも可能で、緩衝性能も優れていた。また、成型の利便性等の目的から、該パルプ発泡ビーズの表面に熱可塑性樹脂層を設け、加熱融着して集合体とするパルプ発泡体の発明もなされている。
しかしながら、この熱可塑性樹脂は、製造コスト面、あるいは使用後の処理性等の観点から使用される量は出来るだけ少ないことが好ましいと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、このパルプ発泡体及びその製造方法の改善を図ったもので、すなわち、使用後の処理に際しては、易焼却性を与え、また、パルプを主原料とした上で成型性を賦与し、パルプモールドの緩衝材としての強度の不足を解消すると共に、水による強度低下の改善をはかり、さらには緩衝材以外への使用も可能とすることを目的としてなされたパルプ発泡体の集合体として構成するための結合性物質の使用量を低減し、さらに緩衝性も改善されたパルプ発泡体を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、三次元網目構造の主原料としたパルプ発泡ビーズを構造の単位として、その表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂層を設けたパルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とするパルプ発泡体である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、
請求項１に記載のパルプ発泡体において、前記発泡ビーズが、分解型発泡剤に起因する気泡を内部に含んでいることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、
請求項１に記載のパルプ発泡体において、前記発泡ビーズが、界面活性剤に起因する気泡を内部に含んでいることを特徴とする。
【０００９】
そして請求項４に係る発明は、
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、分解型発泡剤と共に溶媒で混練し、この混練物を粒状に成形して発泡させ、乾燥した後、その表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂を被覆して得たパルプ発泡ビーズを、成形枠型内に充填して加熱し、発泡性粒子を膨張させ、熱可塑性樹脂を溶融した後、固化させ、該パルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とするパルプ発泡体の製造方法である。
【００１０】
さらに請求項５に係る発明は、
再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、界面活性剤とともに溶媒で混合して起泡させ、その後粒状に成形し、乾燥した後、その表面に発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂を被覆して得たパルプ発泡ビーズを、成形枠型内に充填して加熱し、発泡性粒子を膨張させ、熱可塑性樹脂を溶融した後、固化させ、該パルプ発泡ビーズを結合させ集合体としたことを特徴とするパルプ発泡体の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用するパルプ発泡ビーズは、本発明者等が特開平０５−２７１４５７号、特開平０５−２７１４５８号公報により提案してる、再生パルプを含むパルプと生分解性の増粘剤を、三次元網目構造の主原料とし、分解型の発泡剤に起因する気泡を内部に含む発泡ビーズの製造方法により得られたものである。
【００１２】
すなわちパルプ発泡ビーズを構成する、再生パルプを含むパルプとしては、針葉樹又は広葉樹を用いた晒又は未晒であるクラフトパルプ、ソーダパルプ、砕木パルプ、スルファイトパルプ、サーモメカニカルパルプ等や、故紙、古段ボール紙、古雑誌等に由来する再生パルプ等が、単独で、あるいは２種以上を混合して使用可能である。故紙に含まれていたバインダー等の残存成分も少量であれば差し支えない。また、紙加工などの工程で生じる綿状となったパルプ等も使用可能である。
この再生パルプを含むパルプに対し、適当な量の溶媒を加えて、懸濁、混練する。溶媒としては、特に限定されないが、原料が凝集等の影響を受けないように選択する。具体的には、水やエチルアルコーアル等のアルコール類が例示でき、混合して用いてもよい。
【００１３】
次いで、これに生分解性の増粘剤を加え混合する。添加量は添加物質、または後に得ようとするパルプ発泡緩衝材の強度に応じて変更すればよい。
前記生分解性の増粘剤としては、アルギン酸ナトリウム塩、澱粉、寒天、マンナン等の天然多糖類、カルボキシメチルセルロースなどの天然多糖類の処理物、もしくはポリビニルアルコール等の合成水溶性ポリマー等が使用可能である。
【００１４】
これをパルプ発泡ビーズとするために、２つの方法が挙げられる。１つは、発剤を添加し、粒状に成形後、発泡させる方法である。もう１つは、界面活性剤を添加して起泡させ、その後粒状に成形する方法である。
発泡剤を添加する場合は、もとめるパルプ発泡ビーズの強度に応じて適当な量を添加する。
【００１５】
発泡剤としては、具体的には加熱分解型の発泡剤が好ましく用いられ、適当な大きさの粒状に成形後、加熱し発泡させる。このような発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機発泡剤、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジッドなどの有機発泡剤等が使用可能である。
【００１６】
また、界面活性剤を添加する場合も、得たいパルプ発泡ビーズの強度により適当な量を選択して添加する。
具体的には石鹸（高級脂肪酸塩）、ツィーン（関東化学（株）製の商品名）系やスパン（関東化学（株）製の商品名）系の脂肪酸エステル等の非イオン性界面活性剤や両性の界面活性剤、スルホン化物等のアニオン性界面活性剤やカチオン性界面活性剤等が使用可能である。これらと前述の混合物とを激しく攪拌して、起泡させる。攪拌による起泡の割合も、希望により加減することができる。この気泡を含有した原料を粒状に成形し、加熱乾燥することでパルプ発泡ビーズが得られる。
【００１７】
このようにして得られたパルプ発泡ビーズの表面に、発泡性粒子を含んだ熱可塑性樹脂層を設ける。
発泡性粒子としては、マイクロカプセル内に低沸点の溶剤が封入された熱膨張性のマイクロカプセルを使用することができる。すなわち、外殻のポリマーが加熱により軟化するとともに内殻の溶剤がガス化し、体積が数十倍に膨張するものである。
具体的には、内殻の溶剤としては、イソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン等の有機溶剤を、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等からなる熱可塑性樹脂で包み込んだ熱膨張性マイクロカプセルが好ましく使用できる。
【００１８】
また、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ナイロンなどのポリアミド、ポリビニルピロリドン等が挙げられ、またこれらが共重合したもの、例えば、酢酸ビニル−ポリエチレン共重合物、ポリエチレン−アクリル酸共重合物等が例示でき特に限定されない。また、これらを単独、あるいは混合して用いてもよい。
【００１９】
上記の発泡性粒子及び熱可塑性樹脂を、パルプ発泡ビーズ表面に設けるに当たっては、熱可塑性樹脂が水を含めた適当な溶剤に溶解されたもの、エマルジョンとしたもの等に発泡性粒子を混合し、これをスプレーコーティング、含浸等の方法により塗布するか、あるいは粉末化された樹脂をディスパージョンとし、これに発泡性粒子を混合して、噴霧等により塗工してもよい。
塗布される発泡性粒子及び熱可塑性樹脂量は、後に成型体とする際に要求される接着強度や、膨張した発泡性粒子によりもたらされる弾性等によって付加される緩衝性等の状態により、適宜選択すればよく、特に限定はされない。また、塗布後は適当な温度で乾燥して溶剤を蒸発させ、熱可塑性樹脂層とする。
【００２０】
このようにして得られたパルプ発泡ビーズを、集合させ成型体とするために、希望する形状に用意した枠型内に投入する。この投入量も強度設計に応じて変更可能である。そして使用した樹脂の溶融温度に応じた適当な温度で加熱し、樹脂を溶融、その後冷却して固化させ、パルプ発泡ビーズ同士を接着することにより成型体が得られる。
【００２１】
【作用】
以上に示したように、再生パルプを含むパルプ及び生分解性増粘剤を原材料とすることで易処理性を付与されたパルプ発泡ビーズ表面に、発泡性粒子を含んだ熱可塑性樹脂層を設け、加熱により発泡性粒子を膨張させ、また熱可塑性樹脂が溶融固化することによりビーズを結合させることで、従来の緩衝性の優れた成型物が、従来より短時間に容易に得られるようになり、複雑な形状への対応も一層容易となった。
また、発泡性粒子の使用により、緩衝性もより優れたものとなり、発泡性粒子を含めパルプ発泡ビーズの結合に用いられる樹脂使用量の低減も図れるようになった。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明を実施例をもって説明するが、ここに用いられた材料に限定されるものではない。
【００２３】
＜実施例１＞
パルプ：段ボール由来再生パルプ                          １００重量部
増粘剤：アルギン酸ナトリウム０．５重量％溶液          １０００重量部
発泡剤：アゾジカルボンアミド                              ２０重量部
以上を混練した後、粒状に成型する。これを塩化カルシウム２水和物２％溶液中に浸す。アルギン酸ナトリウムは不溶性のアルギン酸カルシウムとなるので、これによって形状が安定する。これを１４０℃のオーブンで乾燥させてパルプ発泡ビーズを得た。
この表面に、
0003705310.tif 000002
を混合したものを、パルプ発泡ビーズ１００重量部に対し、乾燥後の熱可塑性樹脂及びマイクロカプセルの総重量が、２５重量部となるように噴霧し、８０℃で乾燥させた。
【００２４】
次いで、用意された内寸１００ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍのアルミニウム製枠型内に上記の手順で用意されたパルプ発泡ビーズを投入した。投入量は、型体積と同じとなるようにした。
これを１４０℃のオーブンに入れて加熱し、その後取り出して室温で放冷して樹脂を固化させ、枠型より取り出してパルプ発泡体を得た。
【００２５】
＜実施例２＞
パルプ：段ボール由来再生パルプ                          １００重量部
接着性を有する増粘剤：ポリビニルアルコール１０重量％溶液８００重量部
界面活性剤：脂肪酸エステル（関東化学（株）製「ツィーン80」）５重量部
以上を激しく撹拌し、起泡させた後、粒状に成形し、１４０℃で乾燥させた。この表面に、
0003705310.tif 000003
を混合したものを、パルプ発泡ビーズ１００重量部に対し、乾燥後の熱可塑性樹脂及びマイクロカプセルの総重量が、３０重量部となるように噴霧し、８０℃で乾燥させた。
【００２６】
次いで、実施例１と同様、用意された内寸１００ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍのアルミニウム製枠型内に、上記の手順で用意されたパルプ発泡ビーズを投入した。投入量は、型体積と同じとなるようにした。
これを１４０℃のオーブンに入れて加熱し、その後取り出して室温で放冷して樹脂を固化させ、枠型より取り出してパルプ発泡体を得た。
【００２７】
＜比較例１＞
実施例１、及び２にて用いたパルプ発泡ビーズに対し
熱可塑性樹脂：乳化ポリエチレン（ザイクセンＡ、住友精化（株）製）固形分２５％を、それぞれのパルプ発泡ビーズ１００重量部に対し、乾燥後の熱可塑性樹脂の重量が３０重量部になるように、噴霧し、８０℃で乾燥させた。
これを１４０℃のオーブンに入れて加熱し、その後取り出して室温で放冷して樹脂を固化させ、枠型より取り出したが、パルプ発泡ビーズ同士の結合性は弱く、崩壊してしまいパルプ発泡体は得られなかった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上に述べたとおり、本発明によって得られるパルプ発泡体ではその構成単位であるパルプ発泡ビーズ自体が、内部に微細気泡を有する構造となっており、これによって適度な弾性、緩衝性を持つという従来の性質に加え、ビーズを結着させて成形体とする際、予め発泡性粒子を含む熱可塑性樹脂をビーズ表面に設け、乾燥したビーズとして利用することで型への投入、成型が一層容易なものとなる。
また本発明では、パルプ発泡ビーズ表面の熱可塑性樹脂の溶融、固化し、パルプ発泡ビーズを結合して成形体とするので、従来の方法の接着物質の溶剤の揮発に要した時間の短縮が期待できる上、熱可塑性樹脂に混合された発泡性粒子が、加熱により膨張し、膨張した粒子の弾力性が、従来のパルプ発泡ビーズの持つ緩衝性に加わり、成型体とした際、より優れた緩衝性が得られる。
またパルプ発泡ビーズ間の空隙を熱可塑性樹脂と共に充填する状態となり、接着のため必要な樹脂を低減することが可能となった。