JPH0827700A

JPH0827700A - パルプモールド成形品

Info

Publication number: JPH0827700A
Application number: JP18068694A
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: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-30

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
衝特性にすぐれ、運搬時や振動時に繊維や紙粉などが脱
落しないパルプモールド成形品を得る。【構成】パルプ１と中空粒子２とを含有するパルプモ
ールド成形品の表面に表面保護層３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡スチロールの代替
材料として有用な、パルプを主成分とするパルプモール
ド成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、テレビジョン、ビデオデッ
キ、カセットテープレ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
成形品は、それを廃棄する際に埋設すると土化せず、焼
却すると有毒ガスが発生する。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、発泡スチロール成形品に代
わる無公害の梱包材料成形品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
ールド材料から作られた成形品が注目されている。

【０００５】このようなパルプモールド成形品は、専ら
新聞紙等の古紙を常法により処理して得られるパルプス
ラリーに、必要に応じて、パルプモールド成形品の耐水
性を高めるために酢酸ビニル系樹脂を８重量％程度配合
し、得られたスラリーを型に流し込み、脱水乾燥するこ
とにより作製されている。

【０００６】しかしながら、このようなパルプモールド
成形品は発泡スチロール成形品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
としては不向きであるという問題があった。

【０００７】このため、パルプモールド成形品の緩衝特
性を改善するために、圧縮により潰れて圧縮応力を吸収
できる中空粒子を混入させたパルプモールド成形品が提
案されている（特開平６−１０３００号公報）。ここ
で、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）を膨脹させたも
のが好ましく使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−１０３００号公報に開示されたパルプモールド成形
品に、ビデオデッキなどの重量のある被梱包品を搭載し
て運搬したり、振動テストを行った場合には、成形品の
表面から紙粉などの微粒子が脱落し、被梱包品の表面に
付着したり、被梱包品の内部の電子基板などに付着した
りするという問題があった。

【０００９】本発明は、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、発泡スチロール成形品と
同等の緩衝特性を有し、しかも運搬時や振動時に紙粉な
どのゴミを発生させないパルプモールド成形品を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、パルプと中
空粒子とを含有するパルプモールド成形品の表面に、表
面保護層を設けることにより上述の目的を達成できるこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１１】即ち、本発明は、パルプと中空粒子とを含
有するパルプモールド成形品であって、その表面に表面
保護層が形成されていることを特徴とするパルプモール
ド成形品を提供する。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１３】本発明のパルプモールド成形品は、その表
面に表面保護層が形成されていることを特徴とする。こ
の表面保護層は、パルプモールド成形品に被梱包品を搭
載して運搬しあるいは振動させた場合でも、パルプモー
ルド成形品の表面から紙粉などの微粒子が剥落すること
を防止する。

【００１４】このような表面保護層としては、パルプモ
ールド成形品の緩衝特性を阻害せず、薄く成膜可能であ
る限り、種々の材料から形成することができる。例え
ば、ポリオレフィン系樹脂コーティング剤、酢酸ビニル
系樹脂コーティング剤、水溶性多糖類コーティング剤、
アクリル系樹脂コーティング剤などを使用することがで
きる。これらは、有機溶媒に溶解された溶液状態あるい
は水性媒体に乳化したエマルジョン状態として使用する
ことができる。

【００１５】表面保護層の形成は、常法により行うこと
ができ、例えば、上述のコーティング剤をパルプモール
ド成形品にスプレーし乾燥することにより成膜したり、
液状コーティング剤中に成形品をディッピングし、乾燥
することにより成膜することができる。

【００１６】なお、パルプモールド成形品の緩衝特性を
低下させる圧縮応力の増大を抑制するという観点から
は、上述のような表面保護層形成用の材料のなかでも、
パルプを構成するセルロースとの水素結合の度合いが比
較的低い、ポリオレフィン系コーティング剤などを使用
することが好ましい。しかし、環境問題への配慮という
観点からは、多少の圧縮応力の増大があったとしても生
分解性材料を使用することがより好ましい。このような
生分解性材料としては水溶性多糖類、例えば、キトサン
を好ましく例示することができる。なお、本明細書にお
いて「生分解性」とは、自然界に存在する生物や微生物
により分解される性質を意味する。

【００１７】表面保護層の厚みには特に制限はなく、必
要に応じて適宜決定することができる。

【００１８】次に、本発明のパルプモールド成形品を作
製するために使用するパルプモールド材料組成物につい
て説明する。

【００１９】パルプモールド材料組成物は、主成分とし
てパルプと、中空粒子又は後述する熱膨張性マイクロカ
プセルとを含有する。このような組成物に使用するパル
プとしては、従来のパルプモールド成形品に使用されて
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。

【００２０】一方、中空粒子は、本発明のパルプモール
ド成形品の緩衝特性を著しく向上させる。また、中空粒
子は比重が小さいことから、本発明のパルプモールド成
形品は従来のパルプモールド成形品に比べて軽量化した
ものとなる。

【００２１】本発明において使用する中空粒子として
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０．０１５〜０．０２５、粒度分布１０〜２
００μｍ、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。

【００２２】また、このような熱膨張性マイクロカプセ
ルを本発明のパルプモールド成形品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。

【００２３】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
成形品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
ルプモールド成形品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。

【００２４】本発明において使用するパルプモールド材
料組成物には、上述のパルプと中空粒子のほかに、必要
に応じて種々の添加物を含有させてもよい。

【００２５】例えば、パルプモールド成形品の緩衝特性
を向上させるために、パルプ可塑剤を配合してもよい。
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、パルプモールド成形品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５〜５０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
ルド材料組成物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
パルプモールド成形品の耐水性が低下する。

【００２６】また、本発明において使用するパルプモー
ルド材料組成物には、パルプモールド成形品の吸湿率を
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、公知の内添サイズ
剤等を使用することができる。

【００２７】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、本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、パルプモールド成形品の廃棄時
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成形品は、使用後
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成
形品の吸湿率を低減できるので好ましい。

【００２８】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（主成
分）、パラストリン酸、ネオアビエチン酸及びレボピマ
ール酸を含有する）をマレイン化あるいはフマール化
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、本発明においては、これらのいずれも使用す
ることができる。

【００２９】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。

【００３０】また、本発明において使用するパルプモー
ルド材料組成物には、パルプモールド成形品の強度を向
上させるために種々のバインダを配合してもよい。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
にパルプモールド成形品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パルプモールド成形品内部で空隙を
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。

【００３１】使用できるバインダの種類については特に
制限はなく、前述の表面保護層を形成するための各種コ
ーティング剤を転用することもできる。この場合、パル
プモールド成形品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。

【００３２】このような多糖類の配合量は、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
成型品の製造時に必要とされる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。

【００３３】また、本発明のパルプモールド材料組成物
には、パルプモールド成形品の伸び性を改善するために
繊維長１０ｍｍ以上の繊維を含有することが好ましい。
即ち、本発明において使用するパルプモールド材料組成
物の主原料であ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１
０ｍｍ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、パルプモールド成形品の廃棄時の環境
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。

【００３４】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。

【００３５】本発明のパルプモールド成形品は常法によ
り成形することができる。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
成分を含有するスラリー状のパルプモールド材料組成物
を調製し、それを型に入れ、乾燥して成形し、その表面
に常法により表面保護層を形成することにより製造する
ことができる。

【００３６】この場合、パルプモールド成形品の緩衝特
性を一層向上させるため、発泡剤を使用し、成形品内部
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、パルプモールド成形品の材料コス
トを低下させることも可能となる。

【００３７】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。

【００３８】

【作用】本発明のパルプモールド成形品においては、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、空隙２ａを有する球状の独立セル
構造をとる中空粒子２が存在し、そして、成形品の表面
には表面保護層３が形成されている。この表面保護層３
により、パルプモールド成形品に被梱包物を搭載して運
搬したり振動させたりした場合にも紙粉などの微粒子が
パルプモールド成形品の表面から脱落することを防止す
ることが可能となる。

【００３９】また、本発明のパルプモールド成形品の中
空粒子２の空隙２ａは、パルプモールド成形品に衝撃が
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、この中空粒子２により衝撃
が吸収されることとなり、本発明のパルプモールド成形
品は優れた緩衝特性を有するものとなる。

【００４０】

【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。

【００４１】実施例１〜４及び比較例１パルプに対して５重量％の酢酸ビニル系樹脂を含有する
エマルジョン（株式会社クラレ製）に、パルプに対して
１０重量％の中空粒子を超音波で混合し、この混合液
と、古紙から調製したパルプスラリー（固形分２４％）
とを均一に混合することによりパルプモールド材料スラ
リーを得た。このスラリーを、８ｍｍカムコーダ（ＴＲ
５５、ソニー社製）用のパルプモールド用の金型に入
れ、脱水し、１００℃で乾燥させることによりプレ成形
品を得た。このプレ成形品が、比較例１のパルプモール
ド成形品に相当する。

【００４２】なお、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。

【００４３】次に、得られたプレ成形品の表面に、表１
に示す表面保護層形成用のコーティング剤をディッピン
グにより塗工し乾燥することにより、パルプモールド成
形品を製造した。

【００４４】

【表１】実施例コーティング剤使用量（ｇ／ｍ^２）１ポリオレフィン系コーティング剤１０（ブライトンＸＭＯ２、サカタインクス社製）２ β,1,3- 結合多糖類系コーティング剤１０（ビオポリ、武田薬品工業株式会社製）３塩基性多糖類（キトサン）系コーティング剤１０４アクリルアミド系コーティング剤１０（評価）得られた成形品（実施例１〜４及び比較例１）
に対して、実際に８ｍｍカムコーダ（ＴＲ５５、ソニー
社製）を専用シートに包み搭載し、以下の条件で輸送試
験を行った。

【００４５】低温低湿輸送試験（冬期乾燥時相当の輸送
試験）まず、２０℃、６５％ＲＨの環境条件に設定された試験
室にパルプモールド成形品を入れ、２４時間放置した。
その後、２時間かけて試験室の環境条件を１０℃、１０
％ＲＨに変化させた。その状態を２４時間保持し、その
保持中に振動負荷試験（条件：振動波成分５〜５０Ｈ
ｚ；パワースペクトル密度０．０１５Ｇ／Ｈｚ；オー
バーオール実効値０．８３Ｇ）を１時間行った。２４
時間後に、２時間かけて試験室の環境条件を２０℃、６
５％ＲＨに戻し、２４時間放置した。そして、パルプモ
ールド成形品から８ｍｍカムコーダを取り出し、その表
面にパルプモールド成形品の表面などから脱落した紙
粉、繊維が付着していないかを目視にて観察評価した。
その結果を表２に示す。

【００４６】なお、表２中、「○」は繊維や紙粉が付着
していないか、付着しても実用上問題のない程度である
場合を示し、「×」は実用上問題のある程度以上に繊維
や紙粉が付着した場合を示している。

【００４７】高温高湿輸送試験（夏期乾燥時相当の輸送
試験）まず、２０℃、６５％ＲＨの環境条件に設定された試験
室にパルプモールド成形品を入れ、２４時間放置した。
その後、３時間かけて試験室の環境条件を６０℃、８０
％ＲＨに変化させた。その状態を２４時間保持し、その
保持中に低温低湿輸送試験の場合と同様の振動負荷試験
を１時間行った。２４時間後に、３時間かけて試験室の
環境条件を２０℃、６５％ＲＨに戻し、２４時間放置し
た。そして、パルプモールド成形品から８ｍｍカムコー
ダを取り出し、その表面にパルプモールド成形品の表面
などから脱落した紙粉、繊維が付着していないかを目視
にて観察評価した。その結果を表２に示す。

【００４８】なお、高温高湿保持時に、成形品を高さ
０．６ｍのところから平坦なコンクリート床の上に３回
落下させ、成形品の変形の度合いを目視にて観察評価し
た。その結果を実施例及び比較例の成形品はいずれも実
用上問題となるような変形を示さなかった。

【００４９】

【表２】表２から明らかなように、表面保護層を有する実施例の
パルプモールド成形品は、表面から紙粉や繊維が脱落す
ることを実質的に防止できたことがわかる。

【００５０】次に、得られた成形品（実施例１〜４及び
比較例１）に対して、以下に示すように圧縮試験を行
い、圧縮変形率と圧縮応力の関係を求め、表面保護層が
緩衝特性に及ぼす影響を評価した。

【００５１】圧縮試験各成形品から、２０×２０×１０（厚さ）ｍｍの大きさ
の試験片を切り出し、圧縮試験機（ＮＭＢ，敬愛社製）
を用いて試験を行った。この場合、圧縮速度を５ｍｍ／
ｍｉｎとした。得られた圧縮変形率と圧縮応力の関係を
図２に示した。また、この試験結果から、圧縮変形率５
０％における圧縮応力を求め、その結果を表３に示し
た。この場合、圧縮応力の増大は、成形品が固くなり緩
衝効果が低下することを意味する。

【００５２】

【表３】図２及び表３に示した結果から、表面保護層が形成され
た各実施例の成形品は表面保護層のない比較例１の成形
品に比べ、圧縮応力が増大する傾向を示したが、その増
大率は２０％以下であり、実用上問題とならない程度で
あることがわかった。

【００５３】

【発明の効果】本発明のパルプモールド成形品は、発泡
スチロール成形品と同等の緩衝特性を有し、しかも運搬
時や振動時に紙粉などのゴミを発生させない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパルプモールド成形品の表面部分のＳ
ＥＭ写真の模式図（同図ａ）及び、その成形品が衝撃を
受けた場合のＳＥＭ写真の模式図（同図ｂ）である。

【図２】パルプモールド成形品の圧縮変形率と圧縮応力
の関係図である。

【符号の説明】

１パルプ２中空粒子２ａ空隙３表面保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプと中空粒子とを含有するパルプモ
ールド成形品であって、その表面に表面保護層が形成さ
れていることを特徴とするパルプモールド成形品。
【請求項２】表面保護層が、生分解性材料から形成さ
れている請求項１記載のパルプモールド成形品。
【請求項３】生分解性材料が水溶性多糖類である請求
項２記載のパルプモールド成形品。
【請求項４】水溶性多糖類がキトサンである請求項３
記載のパルプモールド成形品。
【請求項５】中空粒子が熱膨脹性マイクロカプセルで
ある請求項１〜４のいずれかに記載のパルプモールド成
形品。
【請求項６】中空粒子を、パルプに対し５〜１０重量
％含有する請求項５に記載のパルプモールド成形品。