JPH0610300A

JPH0610300A - パルプモールド材料

Info

Publication number: JPH0610300A
Application number: JP4584393A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Noguchi; 勉野口; Mayumi Miyashita; 真由美宮下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】発泡スチロールに代わる梱包材料として、緩
衝特性、耐水性及び材料強度（破断強度や破断伸び等）
に優れたパルプモールド材料を得る。【構成】パルプモールド材料が、パルプ１を主成分と
し、中空粒子２を含有する。この材料中には、さらにグ
リセリン等のパルプ可塑剤、ロジン系サイズ剤等の耐水
性付与剤、キトサン等の生分解性バインダ、繊維長１０
ｍｍ以上の非パルプ天然繊維を含有させることが好まし
く、また発泡剤を使用して製造することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パルプモールド材料
に関する。更に詳しくは、この発明は、パルプを主成分
とし、発泡スチロールの代替材料として有用なパルプモ
ールド材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、テレビジョン、ビデオデッ
キ、カセットテープコーダ等の電気機器の梱包材料とし
ては、緩衝特性に優れた発泡スチロールが使用されてい
る。

【０００３】しかし、発泡スチロールからなる梱包材料
は、それを廃棄する際に埋設すると土化せず、焼却する
と有毒ガスを発生する。そのため、その廃棄方法が地球
環境上の問題となる。

【０００４】そこで、近年、発泡スチロールに代わる無
公害の梱包材料の開発が要請されており、その一つとし
て新聞紙等の古紙を主原料にしたパルプモールド材料が
注目されている。

【０００５】パルプモールド材料としては、専ら新聞紙
等の古紙から得られるパルプスラリー原料とし、脱水に
より成型されたもの、あるいは、そのようなパルプに加
えて、パルプモールド材料の耐水性を高めるために酢酸
ビニル系樹脂を配合したものが知られている。この場
合、酢酸ビニル系樹脂は、通常パルプに対して８重量％
程度配合されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パルプモールド材料は発泡スチロールに比べて緩衝特性
が低く、ビデオデッキやテレビジョン等の重量物の梱包
材料としては使用できないという問題があった。

【０００７】また、耐水性も低く、高温多湿下で使用す
る梱包材料として好ましくないという問題もあった。す
なわち、耐水性を高めるために酢酸ビニル系樹脂を配合
しても耐水性を十分に向上させることはできず、例え
ば、温度６０℃、湿度８０％において酢酸ビニル系樹脂
を配合していないパルプモールド材料の吸湿率が１０．
８％である場合に、酢酸ビニル系樹脂を配合したパルプ
モールド材料の吸湿率は９％となるにすぎない。

【０００８】この発明は以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、発泡スチロールに代わ
る、緩衝特性に優れたパルプモールド材料を提供するこ
とを第一の目的とし、さらにそのようなパルプモールド
材料の耐水性を向上させ、破断強度や破断伸び等の材料
強度も高くすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明者は、パルプモ
ールド材料中に中空粒子を含有させるとパルプモールド
材料の緩衝特性を著しく改善できること、そして中空粒
子を含有させたパルプモールド材料に関し、更にパルプ
可塑剤を含有させると材料の緩衝特性を向上させられる
こと、耐水性付与剤として特定のサイズ剤を含有させる
と材料の耐水性を向上させられること、特定のバインダ
を含有させると破断強度を向上させられること、また繊
維長の長い繊維を含有させると破断伸びも向上させられ
ることを見出し、この発明を完成させるに至った。

【００１０】即ち、この発明は、パルプを主成分とし、
中空粒子を含有することを特徴とするパルプモールド材
料を提供する。

【００１１】以下、この発明を詳細に説明する。

【００１２】この発明のパルプモールド材料が主成分と
して含有するパルプとしては、従来のパルプモールド材
料に使用されているものと同様のものを使用することが
できる。例えば、新聞紙等の古紙から得られるパルプを
使用することができ、この場合、古紙に含まれていたバ
インダ等の成分が少量残存していてもよい。

【００１３】この発明のパルプモールド材料は、このよ
うなパルプを主成分とし、中空粒子を含有することを特
徴としており、これによりこの発明のパルプモールド材
料は緩衝特性が著しく向上したものとなる。また、中空
粒子は比重が小さいことから、この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軽量化した
ものとなる。

【００１４】中空粒子としては、外殻のポリマーが内殻
の炭化水素を覆っており、加熱により外殻のポリマーが
軟化すると共に内殻の炭化水素がガス化し、体積が数十
倍に膨脹する粒子（熱膨張性マイクロカプセル）を加熱
して中空粒子としたものを使用することができる。ま
た、このような中空粒子としては、その外殻が弾力性に
優れていて応力を良好に吸収し、熱変形温度が１３０℃
以上あり耐熱性が良好なものを使用することが好まし
い。より具体的には、例えば、イソブタン、ペンタン、
石油エーテル、ヘキサン等の沸点５０〜１００℃の有機
溶媒を、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
樹脂で包み込こんだ熱膨張性マイクロカプセル（粒度分
布１０〜３０μｍ）を、１００〜１５０℃に短時間加熱
して直径を４〜５倍、体積を５０〜１００倍に膨脹さ
せ、弾性変形するようにした中空粒子（真比重０．０１
５〜０．０２５、粒度分布１０〜２００μｍ、平均粒径
１００μｍ以下、耐圧性３００Ｋｇ／ｃｍ^２以上）を好
ましく使用することができる。また、このような熱膨張
性マイクロカプセルをこの発明のパルプモールド材料か
らなる成型体の製造に使用するにあたり、パルプと混合
する前に予め膨脹させて中空粒子としてもよく、パルプ
と混合後に膨脹させて中空粒子としてもよい。

【００１５】中空粒子の配合量は、使用するパルプの種
類等に応じて適宜定めることができる。通常、パルプに
対して２重量％以上配合することによりパルプモールド
材料の緩衝特性に改善効果が認められるが、５〜１０重
量％とすることが好ましい。また、後述するようにパル
プモールド材料の製造に際して発泡剤を使用した場合に
は中空粒子の配合量をより少なくすることができる。

【００１６】この発明のパルプモールド材料としては、
パルプを主成分とし、中空粒子を含有していればよく、
格別に他の成分を含有することなくパルプと中空粒子を
水に分散させた材料組成物を脱水成型により成型したも
のを包含するが、更に種々の成分を含有したものも包含
する。

【００１７】例えば、パルプと中空粒子の他にパルプ可
塑剤を配合してもよい。これにより緩衝特性を向上させ
ることができる。

【００１８】このようなパルプ可塑剤としては、例えば
グリセリン等を使用することができる。グリセリン等の
パルプ可塑剤の配合量は、パルプモールド材料の用途に
応じて必要とされる特性や使用する当該パルプの種類や
他の配合成分等によるが、通常はパルプに対して５〜５
０重量％とすることが好ましく、特に後述するようにパ
ルプモールド材料にバインダや繊維長１０ｍｍ以上の非
パルプ天然繊維を配合する場合には、グリセリン等のパ
ルプ可塑剤の配合量は１０〜２０重量％とすることが好
ましい。少なすぎると配合効果が現れず、過剰に入れる
とパルプモールド材料の耐水性が低下する。

【００１９】また、この発明のパルプモールド材料に
は、パルプモールド材料の吸湿率を低減させる耐水性付
与剤を配合してもよい。このような耐水性付与剤として
は、例えば、従来よりバインダとして使用されている酢
酸ビニル系樹脂、図７に示した種々の内添サイズ剤等を
使用することができる。内添サイズ剤は、一般に、抄紙
するときの溶液のｐＨにより適宜使い分けられる。例え
ば、ロジン系サイズ剤は、硫酸アルミニウムを添加して
酸性雰囲気で抄紙する場合に使用するサイズ剤として知
られているが、この発明においては特にこのようなロジ
ン系サイズ剤を耐水性付与剤として使用することが好ま
しい。即ち、ロジン系サイズ剤は天然の松脂を原料とし
て合成される生分解物質であるため、パルプモールド材
料の廃棄時の環境汚染を抑制する点から、生分解されな
い合成樹脂に比べて好ましく使用することができる。ま
た、ロジン系サイズ剤を使用したパルプモールド材料
は、当該パルプモールド成型体が不要になった後に再度
水に分散させてリサイクル使用できるため、この点から
も廃棄物による環境汚染を低減させることが可能となり
好ましい。さらに、ロジン系サイズ剤はパルプに対する
吸着性が高く、極少量の配合でパルプモールド材料の吸
湿率を低減できるので好ましい。

【００２０】なお、ロジン系サイズ剤としては、松脂を
水蒸気蒸留して得られるロジン（アビエチン酸を主成分
とし、次式

【００２１】

【化１】のようにその異性体であるパラストリン酸、ネオアビエ
チン酸、レボピマール酸を含有する）を次式（１）のよ
うにマレイン化するか、あるいは次式（２）のようにフ
マール化し、それをケン化して強化ロジンサイズ剤とし
たもの（例えば、荒川化学製、サイズパインＥ、サイズ
パインＣ）や、乳化してエマルジョン型ロジンサイズ剤
としたもの（例えば、荒川化学製、サイズパインＮ）が
知られているが、この発明においては、これらのいずれ
も使用することができる。

【００２２】

【化２】ロジン系サイズ剤の配合量としては、通常、パルプに対
して０．５〜５．０重量％とすることが好ましい。ま
た、ロジン系サイズ剤のパルプに対する吸着性を上げる
ため、通常、ロジン系サイズ剤に加えて硫酸アルミニウ
ムをパルプに対して２〜３重量％使用することが好まし
い。

【００２３】この発明のパルプモールド材料には、材料
強度を向上させるために種々のバインダを配合してもよ
い。特に、この発明のパルプモールド材料は、中空粒子
を含有しているためにパルプ繊維間の絡み合いが抑制さ
れるので、中空粒子を含有していない従来のパルプモー
ルド材料に比べて破断強度が小さくなる傾向にあるが、
バインダを配合することにより破断強度を大きくできる
ので、バインダを配合することが好ましい。また、後述
するように中空粒子の使用量を低減させるためにパルプ
モールド材料の製造に際して発泡剤を使用する場合に
は、バインダを配合することにより、発泡剤により発生
したガスを材料内で空隙を形成することに有効に利用で
きるようになるので好ましい。

【００２４】使用できるバインダの種類について、特に
制限はない。例えば、従来よりバインダとして使用され
ている酢酸ビニル系樹脂、アクリル樹脂、水溶性天然多
糖類等を使用することができる。ただし、パルプモール
ド材料の廃棄時の環境汚染の問題からは、生分解性バイ
ンダを使用することが好ましい。生分解性バインダの中
でも、特に、キトサン等の塩基性窒素を有する多糖類は
パルプのセルロースと水素結合能が大きく、破断強度を
著しく向上させることができるので好ましく使用するこ
とができる。

【００２５】このような塩基性窒素を有する多糖類の配
合量は、通常、パルプに対して２〜１０重量％とするこ
とが好ましい。少なすぎると配合効果が現れず、多すぎ
るとパルプモールド成型体の製造時に必要とされるの水
分の乾燥時間が増加し、またコストも高くなるので好ま
しくない。

【００２６】また、この発明のパルプモールド材料に
は、パルプモールド材料の伸びを改善するために繊維長
１０ｍｍ以上の繊維が含有されるようにすることが好ま
しい。即ち、この発明のパルプモールド材料が主原料と
するパルプ繊維は通常２〜１０ｍｍの繊維長を有する
が、このようなパルプ繊維の他に、繊維長１０ｍｍ以上
の繊維が含有されるようにすることが好ましい。このた
めには、繊維長１０ｍｍ以上の非パルプ繊維を配合する
ことが好ましく、さらに、このような非パルプ繊維とし
ては、パルプモールド材料の廃棄時の環境汚染の問題か
ら天然繊維を使用することが好ましい。このような非パ
ルプ天然繊維としては、例えば、マニラ麻を好適に使用
することができる。

【００２７】繊維長１０ｍｍ以上の非パルプ天然繊維の
配合量は、通常パルプに対して５〜３０重量％とするこ
とが好ましい。少なすぎると配合効果が現れず、また過
剰に配合しても配合量に応じた効果を得ることができな
い。

【００２８】この発明のパルプモールド材料の製造方法
は常法によることができる。例えば、以上のようなパル
プ及び中空粒子、あるいは必要に応じてさらに種々の配
合成分を混合してスラリーとし、型に入れ、乾燥して成
形することにより製造することができる。

【００２９】この場合、パルプモールド材料の緩衝特性
を一層向上させるため、発泡剤を使用し、材料内に空隙
を形成することが好ましい。これにより中空粒子の配合
量を低減でき、パルプモールド材料のコストを低下させ
ることも可能となる。

【００３０】発泡剤としては、発泡温度が１５０℃以下
で発泡後の残渣が無毒であるものが好ましい。このよう
な発泡剤としては、例えば、発泡触媒を添加したアゾジ
カーボンアミド（三共化成製、セルマックＣＡＰ等）、
アゾビスブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、重曹等を使用す
ることができる。発泡剤の使用量は、通常パルプに対し
て２〜４重量％とすることが好ましい。少なすぎると発
泡剤の使用効果が現れず、過剰に使用しても使用量に応
じた効果が得られないので好ましくない。また、発泡
剤を使用する場合には、キトサン等のバインダを比較的
多く使用することが空隙を効率良く形成できるので好ま
しい。

【００３１】

【作用】この発明のパルプモールド材料は中空粒子を含
有するので、この発明のパルプモールド材料の内部は、
図１（ａ）に示したＳＥＭ写真の模式図のように、パル
プ１からなる材料中に球状の独立セル構造をとる空隙２
を有するものとなる。この空隙２は、パルプモールド材
料に衝撃が加えられると同図（ｂ）に示したように圧縮
されて潰れた状態となる。したがって、この空隙２によ
り衝撃が吸収されることとなり、この発明のパルプモー
ルド材料は優れた緩衝特性を有するものとなる。

【００３２】さらに、この発明のパルプモールド材料に
おいて、グリセリン等のパルプ可塑剤を配合すると圧縮
応力が低下し、緩衝特性が向上する。また、ロジン系サ
イズ剤等の耐水性付与剤を配合するとパルプモールド材
料の吸水率が低下し、耐水性が向上する。

【００３３】さらに、この発明のパルプモールド材料に
キトサン等のバインダを配合すると、バインダがパルプ
繊維間の結合力を高めるので、中空粒子の配合によりパ
ルプ繊維間の絡み合いが少ないにもかかわらず良好な破
断強度を有するものとなる。また、繊維長１０ｍｍ以上
のマニラ麻等の非パルプ天然繊維を配合するとパルプモ
ールド材料の破断伸びも向上する。また、パルプモール
ド材料の製造時に発泡剤を使用して材料内に空隙を形成
すると、緩衝特性が一層向上する。

【００３４】したがって、この発明のパルプモールド材
料において、パルプと中空粒子に加えて、さらにグリセ
リン等のパルプ可塑剤、ロジン系サイズ剤等の耐水性付
与剤、キトサン等のバインダ及び繊維長１０ｍｍ以上の
マニラ麻等の非パルプ天然繊維が含有されるようにし、
製造時に発泡剤を使用して材料内に空隙が形成されるよ
うにすることにより、パルプと中空粒子のみからパルプ
モールド材料を構成した場合に比べて、格段に緩衝特性
を改善でき、また材料強度（破断強度、破断伸び等）も
図６に示したように改善することが可能となる。例えば
破断強度を約４倍、破断伸びを約３倍、圧縮変形率５０
％における圧縮応力σ０．５を約３０％低減させること
ができ、発泡スチロールと同程度の緩衝特性、破断強
度、破断伸びを示すパルプモールド材料を得ることが可
能となる。

【００３５】さらに、この発明のパルプモールド材料は
バインダ等の配合成分を適宜選択することにより破棄時
の環境汚染の問題を著しく低減することも可能となる。

【００３６】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。

【００３７】実施例１〜４及び比較例１〜２パルプスラリー（固形分２４％）、中空粒子、酢酸ビニ
ル系エマルジョン、グリセリンを表１のような配合割合
で配合し、これを成型してパルプモールド材料からなる
成型体を製造した。

【００３８】この場合、中空粒子としては、塩化ビニリ
デン系樹脂を壁材とした熱膨張性マイクロカプセル（松
本油脂製、Ｆ−８０Ｓ）を予め１６０℃に加熱して、平
均粒径１００μｍ以下程度に膨脹させたものを使用し
た。

【００３９】また、この成型体の製造方法としては、ま
ず、パルプに対して５重量％の酢酸ビニル系エマルジョ
ンと所定量のグリセリンを混合した水溶液を得、これと
所定量の中空粒子とを超音波を使用して混合し、次いで
パルプスラリーと混合し、型に入れて１００℃で乾燥さ
せた。

【００４０】得られた各々の成型体（実施例１〜４及び
比較例１）に対し、圧縮試験により圧縮変形率と圧縮応
力の関係を求め、緩衝特性を評価した。また、比較のた
め、比較例２として、比重が０．０２の発泡スチロール
についても同様に評価した。この場合、圧縮試験の試料
の形状は各々２０×２０×１０（厚さ）ｍｍとし、また
圧縮試験時の圧縮速度は５ｍｍ／ｍｉｎとした。この結
果を図２に示した。また、この試験結果から初期弾性率
Ｅｅ、塑性域傾き係数Ｅｐ、圧縮変形率２５％における
圧縮応力σ０．２５及び圧縮変形率５０％における圧縮
応力σ０．５を求め、表１に示した。なお、初期弾性率
Ｅｅ及び塑性域傾き係数Ｅｐは、それぞれ、図５に示し
たように、圧縮変形率と圧縮応力の関係曲線において、
圧縮変形率が小さい変形初期の傾きの大きさと変形が塑
性変形領域内にある場合の傾きの大きさを意味してい
る。

【００４１】図２及び表１に示した結果から、中空粒子
の配合量の増加にしたがって初期弾性率Ｅｅ、塑性域傾
き係数Ｅｐ、各圧縮変形率における圧縮応力σが低下
し、緩衝特性が向上していることがわかる。特に、中空
粒子をパルプに対して１０重量％配合した場合（実施例
３）には、圧縮応力σ０．２５が中空粒子を配合しなか
った場合（比較例１）の５２％に低減し、比重０．０２
の発泡スチロール（比較例２）の圧縮応力σ０．２５に
等しくなり、また、初期弾性率Ｅｅも発泡スチロール
（比較例２）よりも小さくなり、緩衝特性が著しく改善
されていることがわかる。したがって中空粒子の配合量
としては、パルプに対して１０重量％以下とすることに
より緩衝特性を十分に向上させられることがわかる。さ
らに、図２からわかるように、グリセリンも配合した場
合（実施例４）には緩衝特性が一層発泡スチロール（比
較例２）に近づき、改善されることがわかる。

【００４２】また、得られた成型体のうち、中空粒子を
パルプに対して５重量％配合した実施例１、１０重量％
配合した実施例３及び中空粒子を配合しなかった比較例
１について、比重を測定した。その結果を表１に示し
た。

【００４３】これにより、中空粒子の配合により成型体
中に空隙が生じ、その配合量の増加に伴って成型体の比
重が低下することがわかる。特に、中空粒子をパルプに
対して１０重量％配合した実施例３は中空粒子を配合し
なかった比較例１に対して比容積が１．８倍と大幅に増
加しており、パルプモールド材料の軽量化に有効である
ことがわかる。

【００４４】

【表１】実施例５〜８及び比較例３〜４パルプスラリー（固形分２４％）、中空粒子、ロジン系
サイズ剤及び硫酸アルミニウムを表２に示した配合割合
で配合し、これを成型してパルプモールド材料からなる
成型体を製造した。

【００４５】この場合、中空粒子としては、アクリロニ
トリル系樹脂を壁材としたマイクロカプセル（松本油脂
製、Ｆ−８０Ｅ：平均粒径〜１００μｍ）を使用した。

【００４６】また、この成型体の製造方法としては、ま
ず、所定量のロジン系サイズ剤及び硫酸アルミニウムを
水に分散させて水溶液とし、この水溶液と中空粒子とを
超音波を使用して混合し、次いでこれとパルプスラリー
とを混合し、型に入れて１００℃で乾燥させた（実施例
５〜８）。また、従来より一般に使用されているパルプ
モールド成型体として、パルプスラリーと酢酸ビニル系
エマルジョンを表２の配合割合で使用し、同様にして成
型体を製造した（比較例３）。さらに比較のためにパル
プスラリーのみからなる成型体も製造した（比較例
４）。

【００４７】得られた各々の成型体（実施例５〜８及び
比較例３〜４）に対し、吸湿率を測定し、吸湿率特性を
評価した。この場合、吸湿率の測定の試料の形状は各々
２０×２０×１０（厚さ）ｍｍとし、各試料を６０℃、
相対湿度８０％で２４時間エージングして吸湿させ、そ
の後１００℃で５時間真空乾燥し、このときの重量変化
によりパルプに対する吸湿率を求めた。この結果を表２
に示した。

【００４８】これにより、中空粒子をパルプに対して１
０重量％配合すると、他にバインダ成分あるいは耐水性
付与剤を配合しなくても酢酸ビニル系エマルジョンを配
合した現行のパルプモールド成型体（比較例３）と同程
度の吸湿率となることがわかる（実施例５）。また、耐
水性付与剤としてロジン系サイズ剤を配合すると吸湿率
を大幅に低減でき、その配合量をパルプに対して２重量
％とするだけで、酢酸ビニル系エマルジョンを配合した
現行のパルプモールド成型体（比較例３）に対して吸湿
率を３７％低減できることがわかる（実施例７）。

【００４９】また、得られた各々の成型体をエージング
させる前後に実施例１と同様に圧縮試験を行い、圧縮変
形率と圧縮応力の関係を求めて緩衝特性を評価した。そ
の結果、酢酸ビニル系エマルジョンを配合した現行のパ
ルプモールド成型体（比較例３）はエージング後に初期
弾性率Ｅｅが１０％程度低下したが、ロジン系サイズ剤
をパルプに対して２重量％配合したもの（実施例７）は
初期弾性率Ｅｅの低下が２〜３％にすぎず、高温多湿下
での緩衝特性の低下を防止できることが確認できた。

【００５０】

【表２】実施例９〜１２パルプスラリー（固形分２４％）、中空粒子、酢酸ビニ
ル系エマルジョン、グリセリンを表３に示した配合割合
で配合し、これを成型してパルプモールド材料からなる
成型体を製造した。

【００５１】この場合、中空粒子としては、アクリロニ
トリル系樹脂を壁材としたマイクロカプセル（松本油脂
製、Ｆ−８０Ｅ：平均粒径〜１００μｍ）を使用した。

【００５２】また、この成型体の製造方法としては、ま
ず、パルプに対して５重量％の酢酸ビニル系エマルジョ
ンと所定量のグリセリンを混合して水溶液とし、これと
所定量の中空粒子とを超音波を使用して混合し、次いで
パルプスラリーを混合し、型に入れて１００℃で乾燥さ
せた。

【００５３】得られた各々の成型体（実施例９〜１２）
に対し、実施例１と同様にして圧縮試験により圧縮変形
率と圧縮応力の関係を求め、緩衝特性を評価した。ま
た、比較のため、前述の酢酸ビニル系エマルジョンを配
合した現行のパルプモールド成型体（比較例３）の試料
と、比重が０．０２の発泡スチロール（比較例２）につ
いても同様に評価した。この結果を図３に示した。ま
た、この試験結果から圧縮応力σ０．２５、圧縮応力σ
０．５、圧縮応力σ０．７５を求め、表３に示した。

【００５４】図３及び表３に示した結果から、中空粒子
を配合したパルプモールド成型体は現行のパルプモール
ド成型体（比較例３）に比べて圧縮応力を低下させるこ
とができ、さらにグリセリンも配合すると一層圧縮応力
を低下させることができること、特に、グリセリンをパ
ルプに対して３０重量％配合した場合（実施例１１）に
は圧縮変形率７５％付近の高圧縮変形率領域での圧縮応
力の低下が大きく、グリセリンを配合しない場合（実施
例９）に対して圧縮応力σ０．７５を３６％に低減で
き、発泡スチロールと同程度の緩衝特性にできることが
わかる。

【００５５】

【表３】実施例１３〜１６及び比較例５パルプスラリー（固形分２４％）、中空粒子、ロジン系
サイズ剤、硫酸アルミニウム及び各種生分解バインダを
表４に示した配合割合で配合し、これを成型してパルプ
モールド材料からなる成型体を製造した。

【００５６】この場合、中空粒子としては、アクリロニ
トリル系樹脂を壁材としたマイクロカプセル（松本油脂
製、Ｆ−８０Ｅ：平均粒径〜１００μｍ）を使用した。

【００５７】また、この成型体の製造方法としては、ま
ず、所定量のロジン系サイズ剤、硫酸アルミニウム及び
生分解性バインダを水に分散させて水溶液とし、この水
溶液と中空粒子とを超音波を使用して混合し、次いでこ
れとパルプスラリーとを混合し、型に入れて１００℃で
乾燥させた（実施例１３〜１６）。また、パルプスラリ
ーとロジン系サイズ剤のみからなる成型体も同様にして
製造した（比較例５）。

【００５８】得られた各々の成型体（実施例１３〜１６
及び比較例５）に対し、破断強度を測定した。また、比
較のため、前述の比較例２の発泡スチロールについても
同様に破断強度を測定した。この場合、破断強度は試料
サイズを１０×１０×５０ｍｍ、チャック間距離２０ｍ
ｍ、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎとすることにより測定し
た。この結果を表４に示した。

【００５９】これにより、中空粒子をパルプに対して１
０重量％配合した成型体（実施例１３）は、中空粒子を
配合しなかった成型体（比較例５）に比べて破断強度が
１／２以下に低下しているが、バインダを配合すること
により破断強度を向上させられること、特にキトサンを
使用した場合（実施例１４）には破断強度が発泡スチロ
ール（比較例２）と同等以上になり、中空粒子を配合し
なかった場合（比較例５）と同等程度の大きさに改善で
きることがわかる。

【００６０】

【表４】実施例１７〜１９パルプスラリー（固形分２４％）、中空粒子、ロジン系
サイズ剤、硫酸アルミニウム、キトサン及びマニラ麻
（繊維長〜１０ｍｍ）を表５に示した配合割合で配合
し、これを成型してパルプモールド材料からなる成型体
を製造した。

【００６１】この場合、中空粒子としては、アクリロニ
トリル系樹脂を壁材としたマイクロカプセル（松本油脂
製、Ｆ−８０Ｅ：平均粒径〜１００μｍ）を使用した。

【００６２】また、この成型体の製造方法としては、ま
ず、所定量のロジン系サイズ剤、硫酸アルミニウム、キ
トサン及びグリセリンを水に分散させて水溶液とし、こ
の水溶液と中空粒子とマニラ麻とを超音波を使用して混
合し、次いでこれとパルプスラリーとを混合し、型に入
れて１００℃で乾燥させた（実施例１７〜１９）。

【００６３】得られた各々の成型体（実施例１７〜１
９）に対し、破断強度と破断伸びを実施例１３と同様に
して測定した。また、比較のため、前述の実施例１３の
成型体と比較例２の発泡スチロールについても同様に破
断強度と破断伸びを測定した。この結果を表５に示し
た。

【００６４】これにより、繊維長がパルプに比べて５〜
６倍長いマニラ麻を配合した場合（実施例１７及び１
８）には、そのような繊維を配合しなかった場合（実施
例１３）に比べて破断伸びを約２倍改善できること、さ
らにキトサンとグリセリンを配合した場合（実施例１
９）には破断強度と破断伸びが共に著しく改善して破断
強度は発泡スチロールの１．７倍にもなり、破断強度と
伸びのバランスが良好なパルプモールド材料が得られる
ことがわかる。

【００６５】

【表５】実施例２０〜２３パルプスラリー（固形分２４％）、中空粒子、ロジン系
サイズ剤、硫酸アルミニウム及びキトサンを表６に示し
た配合割合で配合し、これを成型してパルプモールド材
料からなる成型体を製造した。

【００６６】この場合、中空粒子としては、アクリロニ
トリル系樹脂を壁材としたマイクロカプセル（松本油脂
製、Ｆ−８０Ｅ：平均粒径〜１００μｍ）を使用した。

【００６７】また、この成型体の製造方法としては、ま
ず、所定量のロジン系サイズ剤、硫酸アルミニウム、キ
トサン及びアゾジカーボン系発泡剤（発泡温度１２５
℃）を水に分散させ、これと中空粒子とを超音波を使用
して混合し、次いでパルプスラリーを混合し、型に入れ
て１００℃で乾燥させた（実施例２０〜２３）。

【００６８】得られた各々の成型体（実施例２０〜２
３）に対し、実施例１と同様に圧縮試験を行い、圧縮変
形率と圧縮応力の関係を求めて緩衝特性を評価した。ま
た、比較のため、前述のパルプと中空粒子とロジン系サ
イズ剤からなる実施例１３の成型体、及びパルプと中空
粒子とロジン系サイズ剤とキトサンからなる実施例１４
の成型体についても同様に緩衝特性を評価した。この結
果を図４に示した。また、実施例２０及び実施例２１の
成型体についてはその比重も測定した。さらに比較のた
め、前述の実施例１４の成型体についても比重を測定し
た。この結果を表６に示した。

【００６９】図４の結果において、発泡剤を使用しなか
った場合（実施例１４）と発泡剤をパルプに対して２％
使用した場合（実施例２０）の緩衝特性を比較すること
により、発泡剤の使用により圧縮変形率５０％における
圧縮応力σ０．５を９％程度低減できることがわかる。
これは、発泡剤の使用により比重が０．１８から０．１
７に低下していることから、パルプモールド材料内に空
隙が形成されたためであると考えられる。また、発泡剤
の使用量を２％使用した場合（実施例２０）と４％使用
した場合（実施例２１）とで比重に差が認められなかっ
たため、発泡剤の使用量はこの系の場合２％で十分であ
ることがわかる。

【００７０】また、キトサンの配合量が異なる実施例２
０、実施例２２及び実施例２３を比較することにより、
発泡剤を使用した場合に効率良くパルプモールド材料内
に空隙を形成するためには、キトサンの配合量を増加さ
せることが有効であることがわかる。なお、キトサンの
配合量がパルプに対して１０重量％である場合（実施例
２２）よりも５重量％である場合（実施例２０）の方が
圧縮応力が高いが、これは、キトサン自体の弾性率が比
較的高いため、キトサンの配合量を５重量％から１０重
量％に増加させた場合には、キトサンの配合による発泡
剤の空隙の形成効率の増加よりも、キトサン自体の高い
弾性率のために圧縮応力が増加したためと考えられる。

【００７１】

【表６】

【発明の効果】この発明によれば、緩衝特性、耐水性、
及び破断強度や破断伸び等の材料強度に優れた、発泡ス
チロールに代わるパルプモールド材料を得ることが可能
となる。また、廃棄時の環境汚染を低減することも可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のパルプモールド材料のＳＥＭ写真の
模式図（同図ａ）及び、その材料が衝撃を受けた場合の
ＳＥＭ写真の模式図（同図ｂ）である。

【図２】パルプモールド材料の圧縮変形率と圧縮応力の
関係図である。

【図３】パルプモールド材料の圧縮変形率と圧縮応力の
関係図である。

【図４】パルプモールド材料の圧縮変形率と圧縮応力の
関係図である。

【図５】初期弾性率Ｅｅ及び塑性域傾き係数Ｅｐの説明
図である。

【図６】パルプモールド材料の成分と材料強度（破断伸
び、破断強度）との関係を示す図である。

【図７】内添サイズ剤の分類図である

【符号の説明】

１パルプ２空隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプを主成分とし、中空粒子を含有す
ることを特徴とするパルプモールド材料。
【請求項２】中空粒子をパルプに対して５〜１０重量
％含有する請求項１記載のパルプモールド材料。
【請求項３】更に、パルプ可塑剤を含有する請求項１
又は２記載のパルプモールド材料。
【請求項４】パルプ可塑剤としてグリセリンを含有す
る請求項３記載のパルプモールド材料。
【請求項５】グリセリンを、パルプに対して５〜５０
重量％含有する請求項４記載のパルプモールド材料。
【請求項６】更に、耐水性付与剤としてロジン系サイ
ズ剤を含有する請求項１〜５のいずれかに記載のパルプ
モールド材料。
【請求項７】ロジン系サイズ剤を、パルプに対して
０．５〜５．０重量％含有する請求項６記載のパルプモ
ールド材料。
【請求項８】更に、生分解バインダーを含有する請求
項１〜７のいずれかに記載のパルプモールド材料。
【請求項９】生分解バインダーとして塩基性窒素を有
する多糖類を含有する請求項８記載のパルプモールド材
料。
【請求項１０】塩基性窒素を有する多糖類を、パルプ
に対して２〜１０重量％含有する請求項６記載のパルプ
モールド材料。
【請求項１１】更に、繊維長１０ｍｍ以上の非パルプ
天然繊維を含有する請求項１〜１０のいずれかに記載の
パルプモールド材料。
【請求項１２】繊維長１０ｍｍ以上の非パルプ天然繊
維として、マニラ麻を含有する請求項１１記載のパルプ
モールド材料。
【請求項１３】繊維長１０ｍｍ以上の非パルプ天然繊
維を、パルプに対して５〜３０重量％含有する請求項１
１記載のパルプモールド材料。
【請求項１４】更に、発泡剤の使用により形成された
空隙を有する請求項１〜１３のいずれかに記載のパルプ
モールド材料。
【請求項１５】発泡剤を、パルプに対して２〜４重量
％使用した請求項１４記載のパルプモールド材料。