JPH0551474A

JPH0551474A - パルプモールド材料

Info

Publication number: JPH0551474A
Application number: JP3235611A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Noguchi; 勉野口; Mayumi Miyashita; 眞由美宮下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】梱包材等として使用されるパルプモールド材
料の緩衝性を改善する。【構成】パルプモールド材料の原料として、パルプ／
バインダ／発泡剤の３成分系の組成物を調製し、これを
加熱発泡させる。発泡前の組成物中では、発泡剤を含ま
ない従来のパルプモールド材料と同様、マトリクス部１
の中に偏平な空隙部２が散在するのみであるが、該組成
物を発泡させると大きく成長した空隙部２ａが得られ
る。これにより、従来品に比べて圧縮応力が大幅に低減
でき、緩衝性が向上する。上記組成物にさらに可塑剤を
添加して４成分系とすると、パルプの弾性率が低下して
発泡し易くなるため、バインダ量を削減することができ
る。【効果】回収古紙を再利用できる。発泡ポリスチレン
梱包材に比べて低公害性である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、梱包材等として使用さ
れるパルプモールド材料に関し、特にその緩衝性の向上
に関する。

【０００２】

【従来の技術】家電製品やＡＶ（オーディオ・ビジュア
ル）機器等の梱包には、発泡ポリスチレン（いわゆる発
泡スチロール）が大量に使用されている。発泡ポリスチ
レンは、衝撃緩衝性に優れ、任意の形状に加工すること
が容易で、価格が安く、軽量で、しかも外観も良い等の
特長を有している。しかしその反面、焼却時に高熱を発
生して焼却炉の寿命を縮めること、分子構造中にベンゼ
ン環を有しているため塩素化合物と共に焼却されるとダ
イオキシン等の有毒物質を生成する虞れがあること、投
棄されても土壌中で分解されないこと、重量が軽い割に
体積が非常に大きいため回収システムを確立しにくいこ
と等の問題点を有しており、近年の環境保護，省資源化
の機運が高まる中で、その大量使用に疑問が投げかけら
れている。このような状況の中で、牛乳パック，段ボー
ル，新聞紙等の古紙を原料とするパルプモールド材料
が、発泡ポリスチレンの代替材料として改めて注目され
ている。これは、従来から卵や青果を運搬する際の梱包
に使用されてきたものであるが、電気製品に関してはヘ
ッドホンステレオや車載用オーディオ機器等の比較的小
型の製品の梱包用に使用され始めている。通常のパルプ
モールド材料は、上記の古紙から再生されたパルプの
他、塗料，接着剤等に多用されているエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体等をバインダ成分として含んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発泡ポリスチ
レンが材料自身の弾性によって優れた衝撃緩衝性を発揮
するのに対し、パルプモールド材料は言わば紙を凹凸形
状に加工することにより緩衝性を付与されているため、
強度や緩衝性に限界があり、特性のバラつきも大きい。
したがって、冷蔵庫，洗濯機，テレビ等の大型電気製品
については適用できないのが現状である。そこで本発明
は、大型製品の梱包にも使用できる緩衝性に優れたパル
プモールド材料を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されるものである。すなわち、本願
の第１の発明にかかるパルプモールド材料は、パルプと
バインダと発泡剤とを含む組成物を加熱発泡させてなる
ものである。

【０００５】本願の第２の発明にかかるパルプモールド
材料は、前記発泡剤の添加量が前記バインダに対して１
〜２０重量％であることを特徴とする。

【０００６】本願の第３の発明にかかるパルプモールド
材料は、前記バインダが樹脂エマルジョンもしくは親水
性高分子であることを特徴とする。

【０００７】さらに、本願の第４の発明にかかるパルプ
モールド材料は、前記組成物にパルプ可塑剤が添加され
てなることを特徴とする。

【０００８】本発明のパルプモールド材料を形成するた
めに使用される組成物は、パルプとバインダと発泡剤の
３者を含んでいる。上記パルプはいかなるものであって
も良いが、環境保護および資源の有効利用を考慮すると
何らヴァージン・パルプを使用する必要はなく、新聞，
雑誌等の古紙から再生されたもので十分である。

【０００９】上記バインダとしては、樹脂エマルジョン
もしくは親水性高分子を使用する。上記樹脂エマルジョ
ンとしては、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン，アクリル
樹脂エマルジョン等が挙げられ、上記親水性高分子とし
てはポリビニル・アルコールや各種の生物分解性樹脂等
のような水溶性の合成高分子の他、ゼラチン，キチン，
キトサン等の天然高分子が例示される。バインダは、組
成物中でおおよそ１０〜９０重量％となる割合で使用す
ることが望ましい。バインダが少な過ぎると発泡剤から
発生するガスが外部へ抜けてしまい、パルプモールド材
料中に十分な緩衝性を発揮するだけの空隙部を形成する
ことができなくなる。また、バインダが多過ぎるとパル
プモールド材料中に占めるパルプの含有量が相対的に減
少し、資源の有効利用の意味が薄れてしまう。ただし、
バインダとして上述のような材料が使用される限りは、
焼却に際して高熱を発生したり、猛毒物質を生成する虞
れはないので、使用量が若干多くなったとしても発泡ス
チロールに比べればメリットは遙かに大きい。特に、上
記バインダが生物分解性樹脂であれば、仮にそのまま投
棄されたとしても土壌を汚染する懸念が少ない。より好
ましい使用範囲は、組成物に対しておおよそ５０〜７５
重量％である。

【００１０】上記発泡剤としては、発泡プラスチックの
製造に通常使用されているものを適宜選択することがで
き、たとえば熱分解によりアンモニアを発生するアゾジ
カルボン（ＮＨ₂ＣＯ−Ｎ＝Ｎ−ＣＯＮＨ₂）はその代
表例である。発泡剤は、バインダに対して１〜２０重量
％の範囲で添加する。発泡剤が少な過ぎると、パルプモ
ールド材料中に十分な緩衝性を発揮するだけの空隙部を
形成することができなくなる。また、発泡剤が多過ぎる
とパルプモールド材料中に占めるパルプやバインダの含
有量が相対的に減少し、材料全体としての強度が失われ
てしまう。望ましい添加量はバインダに対して１０重量
％前後である。また、上記発泡剤の発泡温度は、おおよ
そ２００℃以下であることが望ましい。これは加熱によ
りバインダが分解したり、パルプが焦げたりするのを防
止するためである。

【００１１】さらに、本発明のパルプモールド材料は、
その原料となる組成物中に可塑剤を添加したものであっ
ても良い。上記可塑剤としては、パルプの可塑剤として
通常使用されているものを適宜選択することができ、そ
の使用量もパルプに対しておおよそ１０〜１００％の範
囲に設定することができる。

【００１２】

【作用】本発明のパルプモールド材料は、パルプとバイ
ンダからなる従来のパルプモールド材料の原料組成物に
発泡剤を添加したものである。これにより、緩衝性が加
工形状のみに依存することなく、材料自身の内部構造に
よっても発揮されるようになり、緩衝性が大幅に向上す
る。さらに、可塑剤を添加すればパルプの弾性率が低下
するため、バインダ使用量を減少させても十分な発泡を
起こすことが可能となる。したがって、より低公害のパ
ルプモールド材料を提供することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果にもとづい
て説明する。実験例１本実験例では、本願の第１ないし第３の発明を適用した
パルプ／バインダ／発泡剤の３成分系組成物を原料とす
るパルプモールド材料について、組成物中のバインダ比
率と発泡前後の比容積変化との関係を調べた。使用した
パルプは回収古紙の再生品、バインダはエマルジョン・
タイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体、発泡剤はアゾ
ジカルボンアミドである。これらの３者を所定の比率に
て分散混合し、組成物を調製した。ここで、上記組成物
中のバインダ比率は１０〜７５重量％の範囲で変化さ
せ、発泡剤の添加量はバインダに対して常に１０重量％
とした。また、発泡条件は１７０℃，５分間とした。

【００１４】この結果を、図１に示す。図中、縦軸は比
容積（ｃｃ／ｇ）、横軸は組成物中のバインダ比率（重
量％）を示し、黒丸（●）のプロットは発泡前の組成
物、白丸（○）のプロットは発泡後のパルプモールド材
料の測定結果をそれぞれ表す。なお、参考のためにパル
プを含まない組成物、すなわち約９１重量％のバインダ
と９重量％の発泡剤のみを含む組成物のデータも記入し
てあり、黒三角（▲）のプロットは発泡前、白三角
（△）のプロットは発泡後の測定結果である。この参考
データから、上記バインダは単独では発泡により３倍以
上に体積が増大することがわかる。パルプとバインダの
比重はほぼ等しいが、発泡前の組成物の比容積が単調な
変化を示さないのは、パルプが元来有している空隙部に
バインダが侵入する等の挙動を示すからである。発泡後
のパルプモールド材料の比容積の増加率は組成物中のバ
インダ比率に依存している。バインダ比率が１０〜３５
重量％の範囲では比容積の増加率は数％に止まっている
が、これはバインダが少ないために発泡により生じたガ
スを閉じ込めるに十分な気泡壁を形成することができ
ず、ガスがパルプの空隙部を通じて外部へ放出されたか
らである。しかし、バインダ比率が５０重量％を過ぎる
頃から発泡による体積増加が顕著となり、７５重量％で
は比容積は４０％以上も増大した。

【００１５】図２には、バインダ比率が５０重量％の場
合について、発泡前の組成物と発泡後のパルプモールド
材料の断面を、走査型電子顕微鏡観察にもとづいてスケ
ッチした図を示す。図２（ａ）は発泡前の組成物、図２
（ｂ）は発泡後のパルプモールド材料である。発泡前の
組成物では、パルプとバインダとを主体とするマトリク
ス部１の中に偏平な空隙部２が散在するのみであるが、
発泡後のパルプモールド材料では大きく成長した空隙部
２ａが現れ、比容積を増大させている様子が明らかであ
る。

【００１６】次に、圧縮試験により本発明のパルプモー
ルド材料の静的な緩衝特性を評価した。２０ｍｍ（縦）
×２０ｍｍ（横）×１０ｍｍ（厚さ）の寸法の試験片を
使用し、５ｍｍ／分の圧縮速度で圧縮変形率を測定し
た。上記試験片は、発泡剤を添加した本発明のパルプモ
ールド材料（バインダ比率５０重量％）と、発泡剤を添
加していない従来のパルプモールド材料（市販品）を用
いて作成した。結果を図３に示す。図中、縦軸は圧縮応
力（ｋｇ／ｃｍ²）、横軸は圧縮変形率を示し、破線の
グラフは従来のパルプモールド材料、実線のグラフは発
泡剤を添加した本発明のパルプモールド材料に対応して
いる。圧縮変形率０．２５における圧縮応力を比較する
と、本発明品は従来品に比べて４０％以上も圧縮応力が
低減されており、優れた緩衝性を発揮することがわかっ
た。

【００１７】実験例２本実験例では、本願の第４の発明を適用したパルプ／バ
インダ／発泡剤／可塑剤の４成分系組成物を原料とする
パルプモールド材料について、組成物中のバインダ比率
と発泡前後の比容積変化との関係を調べた。ここで使用
したパルプ、バインダ、発泡剤はいずれも実験例１と同
様である。可塑剤としては、グリセリンを使用した。組
成物中のバインダ比率は１０〜７５重量％の範囲で変化
させ、発泡剤の添加量はバインダに対して常に１０重量
％、また可塑剤の添加量はパルプに対して常に１０重量
％とした。組成物の調製方法、発泡条件も実験例１と同
じである。

【００１８】この結果を、図４に示す。図中、縦軸は比
容積（ｃｃ／ｇ）、横軸は組成物中のバインダ比率（重
量％）を示し、黒丸（●）のプロットは発泡前の組成
物、白丸（○）のプロットは発泡後のパルプモールド材
料の測定結果をそれぞれ表す。発泡前後の比容積変化は
やや複雑であるが、組成物中のバインダ比率が２５重量
％を過ぎる頃から顕著な体積増加がみられた。前述の実
験例１では、顕著な体積増加を達成するためにバインダ
比率を５０％以上とすることが必要であった。これに対
し、本実験例では可塑剤の添加によりパルプの弾性率が
低下して発泡が容易となっているため、バインダ比率を
減少させても同等の体積増加を達成できたのである。

【００１９】さらに、バインダ比率が５０重量％のパル
プモールド材料について実施例１と同様に試験片を作成
し、圧縮試験により静的な緩衝特性を評価した。結果を
図３に一点鎖線で示す。圧縮変形率０．２５における圧
縮応力は、可塑剤を添加することにより発泡剤のみを添
加した場合よりもさらに低下し、従来品に比べて約７０
％も低減された。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のパルプモールド材料は、従来のパルプモールド材料
に比べて優れた緩衝性を有しているため、発泡ポリスチ
レンの代替品として大型製品の梱包にも適用できる。し
かも、可塑剤を併用すれば相対的にバインダの使用量を
削減でき、低公害化に貢献することができる。したがっ
て、本発明のパルプモールド材料は環境保護、省資源化
の観点から極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】パルプ／バインダ／発泡剤の３成分系組成物を
原料とするパルプモールド材料について、発泡前後の比
容積変化と組成物中のバインダ比率との関係を示すグラ
フである。

【図２】上記３成分系組成物を原料とするパルプモール
ド材料の発泡前後の断面を電子顕微鏡観察の結果にもと
づいてスケッチした模式図であり、（ａ）は発泡前の組
成物、（ｂ）は発泡後のパルプモールド材料をそれぞれ
表す。

【図３】従来のパルプモールド材料と本発明のパルプモ
ールド材料について、圧縮応力と圧縮変形率との関係を
比較して示すグラフである。

【図４】パルプ／バインダ／発泡剤／可塑剤の４成分系
組成物を原料とするパルプモールド材料について、発泡
前後の比容積変化と組成物中のバインダ比率との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１・・・マトリクス部２・・・（発泡前の）空隙部２ａ・・・（発泡後の）空隙部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプとバインダと発泡剤とを含む組成
物を加熱発泡させてなるパルプモールド材料。
【請求項２】前記発泡剤の添加量は前記バインダに対
して１〜２０重量％であることを特徴とする請求項１記
載のパルプモールド材料。
【請求項３】前記バインダは樹脂エマルジョンもしく
は親水性高分子であることを特徴とする請求項１記載の
パルプモールド材料。
【請求項４】前記組成物にパルプ可塑剤が添加されて
なることを特徴とする請求項１記載のパルプモールド材
料。