(57)【要約】【課題】断熱だけでなく、熱を蓄える蓄熱機能か、もしくは、外気温が下がると放熱する保冷機能か、もしくはその両方の機能を有する構造物をが望まれていた。【解決手段】セルロース繊維構造物に熱可塑性繊維を混合させた等のセルロース繊維構造物に、熱可塑系のパラフィンワックス等の有機蓄熱剤または有機保冷剤を充填した外殻形成用プラスチックがアクリル系樹脂等のプラスチック製等のサイズが例えば２〜２０μｍであるマイクロカプセル蓄熱材料または保冷材料を混合、塗布あるいは含浸させたこと特徴としたセルロース繊維構造物を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維構造物に蓄熱および／または保冷材料を混合、塗布あるいは含浸させたこと特徴としたセルロース繊維構造物。
【請求項２】
セルロース繊維構造物に熱可塑性繊維を混合させたことを特徴とする請求項１記載のセルロース繊維構造物。
【請求項３】
蓄熱および／または保冷材料が、有機蓄熱および／または保冷剤を充填したプラスチック製マイクロカプセルである事を特徴とする請求項１〜２記載のセルロース繊維構造物。
【請求項４】
充填された有機蓄熱および／または保冷剤が、熱可塑系のパラフィンワックスである事を特徴とする請求項３記載のセルロース繊維構造物。
【請求項５】
有機蓄熱および／または保冷剤をマイクロカプセル化するための外殻形成用プラスチックが、アクリル系樹脂である事を特徴とする請求項３記載のセルロース繊維構造物。
【請求項６】
有機蓄熱および／または保冷剤を充填したマイクロカプセルのサイズが２〜２０μｍである事を特徴とする請求項３記載のセルロース繊維構造物。
【請求項７】
蓄熱および／または保冷材料及び熱可塑性繊維の総混合比率が３〜４９％であることを特徴とする請求項１〜２記載のセルロース繊維構造物。
【請求項８】
熱可塑性繊維がポリプロピレン（ＰＰ）が芯をなし、ポリエチレン（ＰＥ）が鞘をなす芯鞘構造繊維及び融点の異なる生分解性プラスチックからなる芯鞘構造繊維であることを特徴とする請求項２記載のセルロース繊維構造物。
【請求項９】
熱可塑性繊維を混合させる方法として、乾式積繊法にて作成することを特徴とする請求項２記載のセルロース繊維構造物。
【請求項１０】
混合されたセルロース繊維構造物がシート状、トレー形状、パウチ状、カップ状、どんぶり形状を有することを特徴とする請求項１〜２のセルロース繊維構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース繊維構造物に蓄熱および／または保冷材料を混合または塗布することにより、機能化したセルロース繊維構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
商品の流通、保存、利便性のため、食料品やトイレタリー用品等には包装が施される。近年、内容物の種類が増加し、例えば温まると溶けてしまうアイスクリームや冷めるとチーズが固まってしまうピザのように内容物の状態が好ましくない状態に変化するもの、調理済みの肉まんやスープなどのように冷めると風味が損なわれるもの、肉類や魚類のように温まると細菌が増加したり腐蝕するものなど問題も多岐に渡り、容器外の温度変化による内容物への影響が広範化してきた。またコンビニエンスストアやファーストフード店の増加により食品のテイクアウトが普及するなど、販売形態の変化に伴って内容物の温度を保持する技術が必要となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の課題を解決することを目的として、断熱だけでなく、熱を蓄え、外気温が下がると放熱する蓄熱および／または保冷機能を有するセルロース繊維構造物を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は以下のように解決できる。
【０００５】
本発明は、セルロース繊維構造物に蓄熱および／または保冷材料を混合、塗布あるいは含浸させたことを特徴としたセルロース繊維構造物である。
【０００６】
本発明は、セルロース繊維構造物に熱可塑性繊維を混合させたことを特徴とする上述のセルロース繊維構造物である。
【０００７】
本発明は、蓄熱および／または保冷材料が、有機蓄熱および／または保冷剤を充填したプラスチック製マイクロカプセルである事を特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【０００８】
本発明は、充填された有機蓄熱および／または保冷剤が、熱可塑系のパラフィンワックスである事を特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【０００９】
本発明は、有機蓄熱および／または保冷剤をマイクロカプセル化するためのプラスチックが、アクリル系樹脂である事を特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【００１０】
本発明は、有機蓄熱および／または保冷剤を充填したマイクロカプセルのサイズが２〜２０μｍである事を特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【００１１】
本発明は、蓄熱および／または保冷材料及び熱可塑性繊維の総混合比率が３〜４９％であることを特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【００１２】
本発明は、熱可塑性繊維がポリプロピレン（ＰＰ）が芯をなし、ポリエチレン（ＰＥ）が鞘をなす芯鞘構造繊維及び融点の異なる生分解性プラスチックからなる芯鞘構造繊維であることを特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【００１３】
本発明は、熱可塑性繊維を混合させる方法として、乾式積繊法にて作成することを特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【００１４】
本発明は、混合されたセルロース繊維構造物がシート状、トレー形状、パウチ状、カップ状、どんぶり形状を有することを特徴とする前述のセルロース繊維構造物である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
本発明はセルロース繊維構造物に蓄熱および／または保冷材料を混合、塗布あるいは含浸させたこと特徴としたセルロース繊維構造物に関するものである。前述のセルロース繊維構造物に、蓄熱および／または保冷材料を表面塗工したり含浸することによって、セルロース繊維構造物に接触している内容物の温度を保持する機能を付与できる。
【００１７】
この中で、蓄熱材料または保冷材料を、プラスチック内に充填しマイクロカプセル上に固形化すると、コア物質を周囲の環境から隔離したり保護することができ、コア物質の状態によらず常に固体として扱えるという点で好ましい。
【００１８】
蓄熱材料または保冷材としては、メラミン樹脂なども使用可能だが、臭気の少ない有機蓄熱材料または有機保冷材料であるパラフィンワックスなどが好ましく、特に、有機蓄熱材でも有機保冷材でもあるパラフィンワックスを、プラスチック内に充填しマイクロカプセル状に固形化すると、プラスチック内からの水漏れが防止できる。
【００１９】
また、無機蓄熱材または無機保冷材を選択した場合には、塩類の水溶液となるため、プラスチックからの水漏れが懸念される。
【００２０】
さらに、マイクロカプセルの外殻はヘキサメチレンジアミンとセバコイルジクライドの重縮合反応により生成されるナイロンや、油相に溶解するポリマーなどが使用できるが、特にアクリル樹脂であると、焼却しても有毒ガスが発生しないため環境にやさしいという点で好ましい。
【００２１】
このようなマイクロカプセルは、マイクロカプセル重合させて製造することが可能である。
【００２２】
有機蓄熱および／または保冷剤であるパラフィンワックスを、プラスチック内に充填しマイクロカプセル状に固形化すると、特殊プラスチック内からの水漏れが防止できる。無機系の蓄熱および／または保冷剤を選択した場合には、塩類の水溶液となるため、プラスチックからの水漏れが懸念される。
【００２３】
熱可塑系のパラフィンワックスは、燃焼時にすすが出ないクリーンな材料である。一方、熱硬化系材料であるメラミン等はにおいがしたり、燃焼時にすすが発生する。従って熱可塑系パラフィンワックスの蓄熱および／または保冷剤で加工するセルロース繊維構造物部材の選択によっては、環境に付加の少ない廃棄物することもできる。
【００２４】
例えば、セルロース繊維構造物に熱可塑性繊維を混合させると、熱融着により繊維を互いに接着させることができる点で好ましく、特に、蓄熱材料または保冷材料またはその両方の機能を持つ材料及び熱可塑性繊維の総混合比率３〜４９％とすると、可燃ゴミとして取り扱うことができる。
【００２５】
また熱可塑性繊維として鞘が生分解性プラスチックからなる芯鞘構造繊維を選択すると、土中で分解したり、コンポスト中で分解・消滅する環境配慮型のセルロース繊維構造物とすることができる。
【００２６】
この場合、熱可塑性繊維がポリプロピレンまたはポリエチレンであると、ポリエチレンテレフタレートよりも低融点であり、成形時に芯部と鞘部の両方を融解させることができる点で良い。仮にポリエチレンテレフタレートを融解させる温度まで昇温させると、植物繊維が炭化する恐れがあり、ポリエチレンテレフタレートは好ましくない。またポリプロピレンやポリエチレンは汎用樹脂で安価である点で有利である。
【００２７】
生分解プラスチックとしては、脂肪族ポリエステル、例えばポリ乳酸、乳酸系共重合ポリエステル、ポリエチレンサクシネートなどを用いることが可能である。
【００２８】
上記したパラフィンワックスとして、適当な温度において固−液相転移が誘起されるワックス材料を用いることにより、内容物の温度を一定時間定温に制御することが可能となる。
【００２９】
また、熱可塑性繊維が、乾式積繊法で混合されたものであると、湿式積繊法に比べ水を使わないために廃液処理が不要、かつ乾燥工程を経ないため乾燥のための熱源が必要なく省エネルギーであり、乾燥に要する時間が省けるため非常に生産効率が高い点で好ましい。
【００３０】
なお、乾式積繊法とは、空中において繊維をウェブ状（繊維の薄膜）にする方法である。これに対して、湿式積繊法は繊維を水中でこう解しウェブ状に形成させるプロセスである。
【００３１】
さらに有機蓄熱および／または保冷剤として、蓄熱および／または保冷剤を充填した固形物の形状は粒形を選択することにより、コーティング液や印刷用インキに混合して表面塗工したり、セルロース繊維構造物部材中に含浸させることが可能となる。さらに粒形の蓄熱および／または保冷剤を選択すれば、基材の切断・折り曲げにも耐えうるため、成形後の加工だけでなく、加工前の基材に塗工あるいは含浸してから成形することも可能となる。
【００３２】
また粒形状の蓄熱および／または保冷剤の場合、セルロース繊維構造物に塗布または含浸する蓄熱および／または保冷剤の量の制御が容易である。様々な塗布量や含浸量での加工が可能であるため、定温保持する時間のにも幅がもたせられる。したがって希望する保持時間に応じて適宜蓄熱および／または保冷剤の量を選択すれば良い。
【００３３】
なお、蓄熱剤または保冷剤の混合比率は、重量比で３％〜４９％が好ましい。混合比率が小さすぎると、十分な効果が発揮できなくなり、逆に大きすぎると強度が維持できなくなるからである。
【００３４】
さらに前述した蓄熱および／または保冷剤粒子では、サイズの選択も可能になる。２〜２０μｍといった広範囲で粒径を選べれば、セルロース繊維構造物の蓄熱および／または保冷効果を粒径により制御することも可能となる。
【００３５】
混合されたセルロース繊維構造物をシート状、トレー形状、パウチ状、カップ状、どんぶり形状に加工することにより、様々な商品の流通、保存、利便性を高めることが可能となる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を示して説明する。
【００３７】
＜実施例１＞
紙基材（興陽製紙株式会社製　ＧＳＵアイボリー、坪量３５０ｇ／ｍ２）を絞り成形した容器の内面に、蓄熱および／または保冷剤粒子（積水化学工業株式会社製、アドバンセル）を混合した耐油剤（残余成分　ポリビニルアルコール、混合比２０％）を用いて固形分付着量が０．３５ｇ／ｍ２となるように表面塗工を行った。蓄熱および／または保冷剤粒子のサイズは２μｍ、蓄熱および／または保冷剤粒子中のパラフィンワックスの固−液相転移温度は５０℃のものを選択した。
【００３８】
表面塗工した容器と塗工していない容器中に豚の角煮、およびアロマオイル（５０℃程度で揮発するもの）と温水（５０℃程度）の混合物を入れ、内容物の経時変化の観察および温度変化測定を行った。
【００３９】
観察および測定をした部屋の温度は２０℃、湿度は６０％であった。豚の角煮を入れた容器の場合には、未塗工品の内容物は内容物の温度の低下に伴って油分と水分が分離してしまったが、塗工品では内容物温度の低下が抑制されるため、未塗工品に比べ分離までに時間を要した。アロマオイルと温水の混合物の場合にも、塗工品に比べて未塗工品の方が温度の低下が早く１０分程度でオイルの香りがしなくなったのに対し、塗工品からは数時間オイルの香りが漂っていた。
【００４０】
＜実施例２＞
蓄熱および／または保冷剤粒子を含浸させた紙基材にプラスチックフィルム（三菱樹脂株式会社製　エコロージュ、厚さ２０μｍ）をラミネートして、その複合材料によりトレーＡを成形した。
【００４１】
蓄熱および／または保冷剤粒子のサイズは２μｍ、蓄熱および／または保冷剤粒子中のパラフィンワックスの固−液相転移温度は５℃のものを選択した。また未含浸の基材を用いて同様のフィルムをラミネートし、トレーＢを作成した。トレー中にアイスクリームおよび生のイカを入れた後、トレーを冷蔵庫に一時間保存した。
【００４２】
保存後のトレーを冷蔵庫から取り出して、温度は２０℃、湿度は６０％の環境下で内容物の観察、温度変化測定、菌の数に関する調査を行った。含浸した基材により作成したトレーＡ中の内容物は、未含浸基材のトレーＢの場合と比較して温度上昇が早かった（０．５時間でＡは４℃、Ｂは１１℃上昇）。
【００４３】
またトレーＡ中のアイスクリームはトレーＢ中のアイスクリームよりもゆっくりと溶け、軟化するのに長時間かかった。さらにトレーを冷蔵庫から取り出した直後と取り出してから一時間後において、トレー中の生イカに付着している菌数を数えたところ、トレーＡの場合にはトレーＢよりも菌の繁殖が少なかった（ＡはＢの３分の１）。
【００４４】
＜実施例３＞
パルプマット（坪量４００ｇ／ｍ２）を圧空成形することにより得られたパルプモールド容器Ｃ（厚さ０．７１ｍｍ）に蓄熱材料を塗布して容器Ｄを作成した。
【００４５】
パルプマットの構成材料はパルプおよび熱可塑性樹脂であり、パルプとしては非木材系のアシパルプ、熱可塑性樹脂としては生分解性の脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸（ＰＬＡ）を用いた。
【００４６】
また蓄熱および／または保冷剤粒子のサイズは２μｍ、蓄熱および／または保冷剤粒子中のパラフィンワックスの固−液相転移温度は５５℃のものを選択した。容器ＣおよびＤに加熱調理直後の温かいピザを入れ、一時間放置したところ、容器Ｃ中のピザは冷めてチーズが硬化していたが、一方容器Ｄ中のピザは温度５５℃に保持されチーズが未硬化の状態であった。
【００４７】
さらに容器Ｄを▲１▼土中（自然環境下）▲２▼堆肥中▲３▼通常の環境下において三ヶ月間保存し、その経時変化を観察した。その結果、容器Ｄは▲１▼の条件下においてはゆっくり分解し、▲２▼の条件下では速やかに分解・消滅したが、▲３▼の条件では分解することなく安定であった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明により、繊維状物のを絡ませて強度をもたせた材料、およびその複合品に蓄熱および／または保冷性能を有する粒子を表面塗工あるいは含浸させることにより、内容物の保温性の高い容器とすることができる。また蓄熱および／または保冷剤粒子のサイズ、塗工および含浸量を選択することにより、内容物の保温時間を制御することが可能となる。さらに固−液相転移温度が適当な蓄熱および／または保冷剤を用いることにより、内容物の保持温度についても選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、蓄熱および／または保冷剤粒子を含浸した基材を用いて絞り成形したセルロース繊維構造物の断面図。
【図２】本発明による、蓄熱および／または保冷剤粒子を用いて外面を表面塗工およびプラスチックフィルムをラミネート加工したセルロース繊維構造物の断面図。
【図３】本発明による、蓄熱および／または保冷剤粒子を用いて外面を表面塗工したパルプおよび／または熱可塑性樹脂セルロース繊維構造物の断面図。
【符号の説明】
１．有機蓄熱および／または保冷剤
２．プラスチックフィルム
３．紙基材
４．パルプと熱可塑性樹脂基材の混合物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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