JP2000255644A - パルプビーズ及びそのパルプ成型体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発泡スチロールビーズの特性をもち、発泡スチ
ロールの代替として使用でき、易廃棄処理性のパルプビ
ーズ及びそのパルプ成型体を提供する。 【解決手段】パルプビーズは、パルプを主体とする粒状
物であって、粒状物の内部に、膨張性を有し、膨張後、
その内部に空隙を保持する性質の核材を有し、この核材
の周囲にパルプの層を設ける。また、パルプ成型体は、
前記パルプビーズを結合して集合体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用後に焼却処分
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
材などに用いることができるパルプビーズ及びそのパル
プ成型体に関する。

【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となってい
る。ところで、発泡スチロールは、従来、包装緩衝材や
建材等に幅広く用いられいた。この発泡スチロールは、
安価であり性能も優れるものであるが、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には、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た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述ような
現状に鑑み、発泡スチロールビーズの特性をもち、発泡
スチロールの代替として使用でき、易廃棄処理性のパル
プビーズ及びそのパルプ成型体を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
の発明は、パルプを主体とする粒状物であって、粒状物
の内部に、膨張性を有し、膨張後、その内部に空隙を保
持する性質の核材を有し、該核材の周囲にパルプの層が
設けられて構成されることを特徴とするパルプビーズで
ある。

【０００５】次に、本発明の第２の発明は、核材を構成
する物質が、加水分解もしくは酵素により分解あるいは
結合性を失う生分解性の素材から構成されることを特徴
とする第１の発明に記載のパルプビーズである。

【０００６】次に、本発明の第３の発明は、ビーズ表面
に機能性塗膜が少なくとも一層設けられていることを特
徴とする第１又は第２の発明に記載のパルプビーズであ
る。

【０００７】次に、本発明の第４の発明は、第１乃至第
３の発明に記載のパルプビーズを、結合して集合体とし
たことを特徴とするパルプ成型体である。

【０００８】次に、本発明の第５の発明は、第１乃至第
３の発明に記載のパルプビーズを、接着剤を介して結合
し、集合体としたことを特徴とする第４の発明に記載の
パルプ成型体である。

【０００９】そして、本発明の第６の発明は、第３の発
明に記載のパルプビーズを、その最外層に設けられた機
能性塗膜を介して結合し、集合体としたことを特徴とす
る請求項４に記載のパルプ成型体である。

【００１０】

【作用】本発明のパルプビーズは、パルプを主体とする
粒状物であって、粒状物の内部に、膨張性を有し、膨張
後、その内部に空隙を保持する性質の核材を有し、この
核材の周囲にパルプの層を設けたものである。そして、
このパルプビーズを結合して集合体としたものが、本発
明のパルプ成型体である。このため、本発明のパルプビ
ーズ及びそのパルプ成型体は、緩衝性や断熱性や防音性
などが発泡スチロールビーズと同様の特性をもち、発泡
スチロールの代替として使用できる。

【００１１】また、本発明のパルプビーズ及びそのパル
プ成型体は、パルプが主体であり廃棄物を焼却処理して
も、発泡スチロールのように高熱よる炉の損傷などがな
く、また、埋立処理した場合には、分解性があり、環境
保全の上で好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、パルプビーズを構成する主原料のパルプとして
は、針葉樹、または広葉樹を用いた晒、または未晒であ
るクラフトパルプ、ソーダパルプ、スルファイトパル
プ、砕木パルプ、レファイナー砕木パルプ、サーモメカ
ニカルパルプ等のバージンパルプ、あるいは、故紙、古
段ボール紙、古雑誌等に由来する再生パルプ等が使用可
能である。あるいはまた、紙加工などの工程で生じた
り、あるいは適切な装置により繊維状、あるいは綿状に
加工されるパルプも使用可能である。これらを単独に、
あるいは２種以上併せて用いる。

【００１３】また、パルプビーズの内部に設けられる核
材は、空隙を有する構造である。すなわち、この核材内
の空隙は、ビーズ密度を低下させ、さらにはパルプビー
ズの衝撃吸収性やあるいは断熱性などの機能、効果を発
揮させる要素の一つである。

【００１４】核材を構成する材料としては、例えばモチ
デンプン、α化モチデンプン等の澱粉類、また小麦粉、
米粉、あるいは小麦グルテンなどのタンパク質等の植物
性結合材や、あるいは生分解性樹脂等が挙げられる。

【００１５】これらの核材を構成する素材を、素材に適
した方法で粒状とし、膨張を起こす構成に加工する。例
えば、α化モチデンプンであれば、適量の水と混練し、
生地化すれば、加熱によって膨張を起こすことができ
る。グルテンでも同様である。

【００１６】また、この核材の膨張性を促進させるた
め、分解型の発泡剤を混入して造粒を行っても良い。加
熱によりガスを発生する発泡剤の粒としては、熱分解型
の発泡剤が好ましく使え、有機系ではたとえばアゾ化合
物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体、セミカルバジ
ド化合物、アヂド化合物、トリアゾール化合物などが使
用でき、無機系では、重炭酸塩・炭酸塩や、亜硝酸塩・
水酸化物などが使用できる。

【００１７】これらの核材の周囲に、パルプ層を適当な
方法で設ける。方法は、水中で離解したパルプや、ある
いは解繊状態としたパルプを粘着性のある核材に付着さ
せパルプ層とする方法や、あるいは適量の接着剤を介し
てパルプ層を形成する方法などであり、限定されない。

【００１８】次いで、これらのビーズ表面に少なくとも
一層の機能性塗膜を設ける。ここでいう機能性とは、核
材周囲に設けられたパルプが、核材から剥離しないよう
にパルプ層表面を固着して強度を与えることや、あるい
は、この被膜を介して接着を行う機能を指している。

【００１９】塗膜材料としては、水溶性増粘剤もしくは
熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂と発泡性中空粒子
の混合物が挙げられる。

【００２０】水溶性増粘剤としては、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などの合成水溶性ポリマー等
が例示できる。

【００２１】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
を単独で用いても、あるいは混合して用いてもよい。

【００２２】さらに熱可塑性樹脂に発泡性粒子を混合し
て用いてもよい。熱可塑性樹脂に対する発泡性粒子の混
合比率も特に限定されない。

【００２３】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。

【００２４】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を好ましく使用
できる。

【００２５】これらの材料を被膜化するに当たっては、
これらの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、あるいはさらに発泡性
粒子を混合したものを準備し、スプレーコーティング、
含浸等の方法により、塗布する。

【００２６】あるいは、粉末化された樹脂をディスパー
ジョンとし、噴霧、あるいはさらにここに発泡性粒子を
混合して用意し、噴霧等により塗工してもよい。塗布後
は適当な温度で乾燥して溶媒を蒸発させ、塗膜を設けた
パルプビーズとする。

【００２７】パルプビーズに塗膜される樹脂量は、例え
ばバラの緩衝材として利用される際に要求される緩衝性
等の条件や、あるいは結合して成型体として用いる場合
等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、特に限定されない。

【００２８】このように用意されたビーズは、このまま
利用することも可能であるが、適当な手段により加熱
し、膨張させて、見かけ比重を調整した後、利用するこ
ともできる。またビーズを集合体として利用することも
可能である。集合体とするにあたっては、表面に設けら
れた樹脂層を接着層として利用して成形することができ
る。

【００２９】例えば、水溶性高分子の塗膜であれば、適
当な型内に充填し、適量の水分を与えて被膜を軟化させ
た後、適当な方法で加熱しビーズ内部の核材、ひいては
ビーズ自体を膨張させつつ、乾燥させ水溶性高分子を固
化させて成型物とする。

【００３０】あるいはコーティング層が熱可塑性樹脂
や、発泡性粒子を混合した熱可塑性樹脂である場合は、
希望する形状に用意した枠型内に投入し、樹脂の溶融温
度に応じた適当な温度、適当な方法で加熱し、ビーズを
膨張させると同時に、樹脂を溶融、あるいは発泡性粒子
を膨張させ、その後冷却して固化させ、パルプビーズ同
士を接着し、成型体として得る。

【００３１】以上に示したように、本発明は、パルプを
主体としたパルプビーズの内部に、膨張性を有し、膨張
後、その内部に空隙を保持することのできる性質の核材
を有し、その周囲にパルプ層を持つパルプビーズ、及び
そのビーズを接着し集合体とした成型体である。

【００３２】用意されたビーズをそのまま用いることも
できるが、用途に応じて、このビーズを適当な手段によ
り加熱し、膨張させて適当な密度に調整した後利用する
こともできる。

【００３３】また、本発明のビーズを集合体として利用
する際にも、ビーズに膨張性の性質が付与されたので、
閉鎖型内での加熱接着において、隣接するビーズ間の空
隙を減少させ、型への充填量を減少させることができる
等、接着性を改善することができる。

【００３４】

【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。

【００３５】＜実施例１＞α化モチトウモロコシデンプ
ン１００重量部に対し、等量の水を加え混練したもの
を、直径約３ｍｍの粒に丸めた。その周囲に、段ボール
を解繊処理したものを付着させ、約５ｍｍのパルプビー
ズとして得た。

【００３６】＜実施例２＞実施例１で得たパルプ粒の表
面に、乳化ポリエチレン（ザイクセンＬ、住友精化
（株）製）固形分２５％溶液を噴霧した。噴霧量は、固
形分として、ビーズ重量の１０％相当となるように調製
した。

【００３７】＜実施例３＞内寸１００ｍｍ×１００ｍｍ
×２０ｍｍのアルミニウム製枠型内に、実施例２で作成
されたパルプビーズを、型体積と等量を用意し、充填し
た。型を１３０℃のオーブンに入れて加熱してコーティ
ングされた樹脂を溶融した。その後、オーブンより取り
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。

【００３８】＜実施例４＞実施例３で用意された枠型
に、実施例１で作成されたパルプビーズに、カルボキメ
チルセルロース５％溶液をビーズ重量の１／２量を噴霧
したものを、型体積と等量用意し、充填した。型を１３
０℃のオーブンに入れて加熱してコーティングされた樹
脂を溶融し、また接着剤を固化させ、成型体として得
た。

【００３９】＜比較例＞段ボールを解繊処理したパルプ
１００重量部にポリビニルアルコール５％溶液を加え、
混練した後、直径約５ｍｍに造粒し、乾燥させたものを
比較例とし、ビーズの膨張性、及び成型性について比較
評価した。

【００４０】＜比較評価＞まず、実施例１、２及び比較
例のビーズを１５０℃のオーブンに入れ、ビーズの膨張
性及び見かけ比重を比較した。その結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１に示した結果のように、本発明のビー
ズでは、加熱により見かけ比重が低下し、膨張性が認め
られたが、比較例では、膨張しなかった。

【００４３】次に、実施例３、４及び比較例のビーズを
同一の枠型に、枠型体積と等量を充填し、成形性を比較
した。実施例３、４は成型体として取り出しができた
が、比較例は、接着性が弱く、成型体として取り出しが
できなかった。

【００４４】

【発明の効果】本発明のパルプビーズは、パルプを主体
とする粒状物であって、粒状物の内部に空隙を保持する
性質の核材を有しており、また、このパルプビーズを結
合集合させた本発明のパルプ成型体は、緩衝性や断熱性
や防音性などの特性をもち、発泡スチロールの代替とし
て使用できる。

【００４５】また、本発明のパルプビーズ及びパルプ成
型体は、パルプを主体とするものであり、使用後の廃棄
物を焼却処理しても、また、埋立処理しても、環境保全
の上で問題を発生する危惧がなく、使用後の処理性が良
好な素材である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パルプを主体とする粒状物であって、粒状
   物の内部に、膨張性を有し、膨張後、その内部に空隙を
   保持する性質の核材を有し、該核材の周囲にパルプの層
   が設けられて構成されることを特徴とするパルプビー
   ズ。
2. 【請求項２】核材を構成する物質が、加水分解もしくは
   酵素により分解あるいは結合性を失う生分解性の素材か
   ら構成されることを特徴とする請求項１に記載のパルプ
   ビーズ。
3. 【請求項３】ビーズ表面に機能性塗膜が少なくとも一層
   設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   のパルプビーズ。
4. 【請求項４】請求項１乃至３に記載のパルプビーズを、
   結合して集合体としたことを特徴とするパルプ成型体。
5. 【請求項５】請求項１乃至３に記載のパルプビーズを、
   接着剤を介して結合し、集合体としたことを特徴とする
   請求項４に記載のパルプ成型体。
6. 【請求項６】請求項３に記載のパルプビーズを、その最
   外層に設けられた機能性塗膜を介して結合し、集合体と
   したことを特徴とする請求項４に記載のパルプ成型体。