JP2003073988A - 樹脂配合用繊維材料及びそれを用いた樹脂組成物並びに成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、環境に有害な恐れのあ
る塩素含有物質を極力減らしたパルプ又は紙を用いた樹
脂配合用繊維材料及びそれを用いた樹脂組成物並びに成
形品及びその製造方法を提供し併せて成形品の特性向上
を図るようにすることにある。 【解決手段】 本発明に係る樹脂配合用繊維材料
は、粉砕されたパルプ又は粉砕された塗工紙若しくは非
塗工紙中の全塩素含有率が５００ｐｐｍ以下であり、か
つ有機塩素量が１５０ｐｐｍ以下であることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂配合用繊維材料
及びこれを含有した樹脂組成物並びに成形品に関する。
さらに詳しくいえば、本発明は、機械強度、耐熱性、低
収縮性、外観性の良好な成形品を与える繊維複合樹脂成
形品の成形時の廃材及びの使用後、廃棄する時の焼却処
分対策を考慮した樹脂配合用繊維材料及びそれを用いた
樹脂組成物並びに成形品及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】繊維系複合材料は、汎用用途から高機能用
途に至るまで高い機能性を有することから多くの分野で
使用されている。近年、環境問題から木粉・パルプ等の
セルロース系材料と熱可塑性樹脂とからなる樹脂成形品
の利用について検討が進められている。中でも、木粉と
熱可塑性樹脂を溶融混練し成形した成形品が知られてお
り、機械的強度、表面平滑性、表面光沢性等の向上に関
する研究が盛んに行われ、色（風合い）と機械的強度か
ら木材代替え材として注目されている。同時に紙に対し
ても求めた複合材料の開発は、極めて重要なリサイクル
の一つの手段になっている。紙を複合した成形材料は、
意匠性を重視するため白く漂白された白色度６５％以上
の非塗工紙が好まれている。

【０００３】しかし、使用後、不用となると一部は再生
原料としてリサイクルされるが、かなりの部分は産業廃
棄物として、或は家庭のゴミとして焼却されている。例
えば炭化水素骨格のみから構成されているポリプロピレ
ン樹脂の塩素含有率は、それ単体の焼却ではダイオキシ
ンの発生はないと考えられるが触媒残さ由来で１００ｐ
ｐｍ以下の塩素含有量が認められることがある。

【０００４】一方、これらの樹脂と複合する一般紙は、
通常木材パルプを原料とし、これに填量、サイズ剤等を
配合し、抄紙機でシートを形成した後、表面サイズ剤等
をサイズプレス等で表面処理して製造するが、木材パル
プは木材を蒸解後、紙を必要な白さにするために漂白処
理をしたものが使用されるのが通例である。漂白工程で
は数種類の薬品で順次処理して目的とする白さに仕上る
が、漂白の代表的な薬品としてこれまで塩素ガスが使わ
れてきた。塩素ガスで漂白すると、パルプ中のリグニン
等が塩素と反応して所謂有機塩素化合物を形成し、その
大部分は工程中にパルプから分離除去されるが、一部は
パルプ中に残留していることが知られている。

【０００５】従って、上記の工程で造られたパルプを用
いて製造した紙及びその古紙は、その中に有機塩素化合
物を含み、更にごく微量ではあるがダイオキシン類等の
有害物質を含有していると共に、使用後不用になった後
に焼却処理された場合、紙中に存在する有機塩素化合物
がダイオキシン発生の原因となる恐れがある。このよう
に繊維複合樹脂組成物が焼却された場合、焼却条件が常
にダイオキシンの発生に関して最良条件とはいえず、ダ
イオキシンの発生源となると考えられる塩素化合物濃度
をできるだけ減らしておくことが求められている。

【０００６】更に、急増しているＯＡ関連用紙の製造に
おいて前述の如く各種添加剤、処理剤が使われている。
これらの中で塩素化合物を多く含む恐れがあるのが導電
剤である。導電剤を紙シートに処理することにより、表
面電気抵抗を１０^９〜１０^{１ ０}Ωに下げる働きをする。
ここで用いられる導電剤は一般的には無機或は有機の電
解質が用いられ、構成要素として塩素を含む物質例え
ば、塩化ナトリウム、アンモニウムクロライド等がその
代表例である。これらの物質中の塩素は水溶液中で塩素
イオンの形で存在するが、塩素イオンが前述のパルプ中
に含まれる有機塩素化合物と同程度にダイオキシン発生
に関係するとは言えないにしても、少なくても塩素がど
ういう形にしろ存在することは、環境に有害な物質発生
の疑いがあり好ましいことではない。従来の市販ＯＡ用
紙の全塩素量、有機塩素量についての分析値を表１に示
す。

【０００７】

【表１】

【０００８】これらの問題に対する解決策として、例え
ば特開平５−２３７９４号公報によれば、間接電子写真
方式の複写機、プリンター、印刷機等の印刷、情報用途
に使用されるリサイクル紙の製造において過酸化水素だ
けで漂白した古紙パルプを用いることにより、ダイオキ
シン発生の代替指標としてのエタノール可溶有機ハロゲ
ン含有量を１１０ｐｐｍ以下に納めるとしているが、古
紙中に塩素ガスで漂白したパルプを含有していれば根本
的には問題解決に繋がらないと考えられ、未だ問題が解
決していないのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、環境に有害
な恐れのある塩素含有物質を極力減らしたパルプ又は紙
を用いた樹脂配合用繊維材料及びそれを用いた樹脂組成
物並びに成形品及びその製造方法を提供し併せて成形品
の特性向上を図るようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、樹脂に配
合するための紙を用いた繊維材料について種々研究を重
ねた結果、塩素の混入原因であるパルプの漂白処理及び
紙シートに処理する導電剤に塩素含有量ができるだけ少
ない紙を用いることにより、前記課題を達成しうること
を見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。

【００１１】即ち、本発明に係る樹脂配合用繊維材料
は、粉砕されたパルプ又は粉砕された塗工紙若しくは非
塗工紙中の全塩素含有率が５００ｐｐｍ以下であり、か
つ有機塩素量が１５０ｐｐｍ以下としたものである。

【００１２】前記非塗工紙は白色度６５％以上であっ
て、非塗工紙中の全塩素含有率が５００ｐｐｍ以下であ
り、かつ有機塩素量が１５０ｐｐｍ以下であることを特
徴とする請求項１記載の樹脂配合用繊維材料である。

【００１３】請求項１又は２記載の樹脂配合用繊維材料
は、漂白パルプがＥＣＦパルプ又はＴＣＦパルプであっ
て、かつ塩素をその構造中に含まないサイズ剤、填量、
表面処理剤等のいずれかを含有するものである。

【００１４】本発明に係る樹脂組成物は、塩素をその構
造中に含まない熱可塑性樹脂と各種添加成分に、請求項
１記載の樹脂配合用繊維材料の含有率が１０〜８０重量
％の範囲になるよう配合したものである。

【００１５】本発明に係る成形品は、塩素をその構造中
に含まない熱可塑性樹脂と各種添加成分に、請求項１記
載の樹脂配合用繊維材料の含有率が１０〜８０重量％の
範囲になるよう配合した樹脂組成物にて成形してなるも
のである。

【００１６】本発明に係る成形品は、塩素をその構造中
に含まない熱可塑性樹脂と各種添加成分に、請求項１記
載の樹脂配合用繊維材料を配合してなる樹脂組成物であ
って、該樹脂組成物中の請求項１記載の樹脂配合用繊維
材料配合比が最大となるように配合してなるものであ
る。

【００１７】本発明に係る成形品の製造方法は、塩素を
その構造中に含まない熱可塑性樹脂と各種添加成分に、
請求項１記載の樹脂配合用繊維材料の含有率が５１〜８
０重量％の範囲になるよう配合した樹脂組成物のペレッ
トを用いて、押出機のスクリュ部全体を減圧下で加熱溶
融せしめながらダイから押出し成形してなるものであ
る。

【００１８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、パルプ又は紙中の全塩素含有率が５００ｐｐｍ
以下であり、かつ有機塩素量が１５０ｐｐｍ以下とした
のは、本来可能な限り塩素含有量を少なくしたいが、現
在の技術で最も塩素化合物の少ないＴＣＦ、ＥＣＦパル
プ晒技術と、塩素化合物を用いない導電剤を組合わせ
て、工業的に達成可能な範囲としたことによる。

【００１９】本発明において、パルプは蒸解した後に、
塩素ガス以外の漂白剤で所望の白色度迄漂白したものを
用いる。ここで用いるパルプは一般には木材を原料とす
るが、場合によってはバガス、ケナフ等の非木材を使用
しても良い。塩素ガス以外の漂白剤としては、酸素、二
酸化塩素、次亜塩素酸ソーダ、オゾン、過酸化水素、過
酢酸等が挙げられるが、これらのうち、工業的に進めら
れているのは二酸化塩素を主体とする漂白工程で、これ
は塩素を構造中に含む化合物を用いるものの塩素ガスを
用いない方式で、この方式で製造されたパルプは通常Ｅ
ＣＦ（Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ Ｃｈｒｏｌｉｎｅ Ｆｒｅ
ｅ）パルプと称せられている。

【００２０】一例として、このＥＣＦパルプ（蒸解後、
酸素→二酸化塩素→アルカリ→二酸化塩素の工程で漂白
されたパルプ）及び従来法である塩素漂白パルプ（蒸解
後、酸素→塩素→アルカリ→次亜塩素酸ソーダ→二酸化
塩素で漂白されたパルプ）中の塩素量及びダイオキシン
量を測定すると、表２の様な結果が得られ、ＥＣＦパル
プは塩素漂白パルプに比べ有機塩素量、ダイオキシン量
ともに格段に少ないことは明らかである。

【００２１】

【表２】

【００２２】ダイオキシン含有量の測定は、平成９年２
月厚生省環境課より指示され廃棄物処理におけるダイオ
キシン類測定マニュアルに従った。更に漂白剤として塩
素ガスとともに塩素化合物を使用しない漂白法（例えば
オゾン、過酸化水素のみを使用）で製造されたパルプは
通常ＴＣＦ（Ｔｏｔａｌｌｙ Ｃｈｏｌｉｎｅ Ｆｒｅ
ｅ）パルプと称せられるが、このパルプ中の塩素量、ダ
イオキシン量は当然少ない。

【００２３】本発明ではＥＣＦパルプ、ＴＣＦパルプが
推奨される。その他必要に応じて機械パルプ、古紙パル
プ等と併用できるが、この場合においても全塩素量は紙
として５００ｐｐｍ以下で、かつ有機塩素量が１５０ｐ
ｐｍ以下であることが必要である。

【００２４】このようにして得られたＥＣＦパルプを原
料として用い、必要に応じて紙力剤、内添サイズ剤、填
量、染料等が配合された紙料スラリーから抄紙機により
紙匹を形成し、塩素を主構成物に含まない導電剤を含む
表面サイズ剤、澱粉塗布液等が塗布される。紙力剤とし
てはカチオン澱粉、ポリアクリルアマイド等が用いら
れ、内添サイズ剤としては酸性ロジンサイズ、中性ロジ
ンサイズ、アルケニル琥珀酸無水物、アルキルケテンダ
イマー等が用いられ、填量としてはカオリン、クレー、
炭カル、タルク、酸化チタン、珪酸アルミ等が用いられ
る。塗布液としては、表面サイズ剤としてスチレンアク
リル酸等サイズ性を向上させる薬剤の他、澱粉、澱粉誘
導体、ＰＶＡ等も用いられ、導電剤として硫酸ナトリウ
ム、アルミン酸ソーダ等の無機塩、蓚酸ナトリウム等の
有機酸塩、燐酸塩、カルボン酸塩等の界面活性剤、ポリ
アクリル酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩等の高分子電
解質等が用いられる。

【００２５】以上のパルプと混合配合される内添薬品、
表面塗布処理薬品は上記に限定されるものでないが、い
ずれも本発明ではその構造中に塩素を含まない物質を用
いる。本発明に用いる樹脂配合用繊維材料としては、一
旦抄紙加工した成紙を寸法調整した際に発する端材、オ
フィスオートメーション古紙（ＯＡ古紙）などの全塩素
量として５００ｐｐｍ以下で、かつ有機塩素量が１５０
ｐｐｍ以下である古紙を例示することができる。樹脂配
合用繊維材料の形状は、繊維同士のからみ合いをなくし
たものが好ましい。通常２０〜２００メッシュパス程度
に粉砕したものが用いられる。印刷用紙にあっては粉砕
処理して樹脂配合用繊維材料とする場合、塗工印刷用紙
よりも非塗工印刷用紙の方がより望ましい。

【００２６】その構造中に塩素を含まない熱可塑性樹脂
としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンー
酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂；ポリ乳酸、
ポリカプトラクトン等の生分解性樹脂が望ましい。これ
らは、単独又は２種以上の混合物でも用いられる。

【００２７】本発明の上記成分の配合量については、樹
脂配合用繊維材料１０〜８０重量％、好ましくは５１〜
７０重量％、熱可塑性樹脂９０〜２０重量％、好ましく
は４９〜３０重量％である。これは、ダイオキシン発生
源の恐れのあるパルプ中の有機塩素化合物濃度をできる
だけ減らしておくことで、熱可塑性樹脂に対する樹脂配
合用繊維材料の配合量を多くできる特色がある。樹脂配
合用繊維材料５１〜７０重量％の範囲では剛性、曲げ強
度はプラスチックより高くなる。ＰＰ樹脂より耐熱性の
高い上記樹脂配合用繊維材料を使用することにより軟化
点の向上、耐熱性の向上が図られ、使用環境の拡大が可
能となる。プラスチックのように燃焼時の溶融がなく、
紙と同じように燃え、有毒ガスの発生がない。しかも、
燃焼カロリーはプラスチックよりも低く、溶融滴下もな
く燃焼炉を傷めない。尚、上記成分の他に必要に応じて
無機充填剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、着
色剤、滑剤、離型剤等の成分を適時添加することができ
る。

【００２８】本発明の組成物を得るための配合手段とし
ては、公知の手段、例えばリボンブレンダー、高速ミキ
サー、押出機、ミキシングロール等が使用できる。次
に、この組成物を公知の成形方法、例えば射出成形、押
出成形等により成形する。しかし、本発明では押出機に
よる成形において、塩素をその構造中に含まない熱可塑
性樹脂と各種添加成分に、請求項１記載の樹脂配合用繊
維材料の含有率が５１〜８０重量％の範囲になるよう配
合した樹脂組成物のペレットを用いて、押出機のスクリ
ュ部全体を減圧下で加熱溶融せしめながらダイから押出
し成形した場合、減圧下の加熱であるため樹脂は低融点
で溶融し、パルプと良く混ざり、コゲ等もなく成形が良
好に行われる。

【００２９】本発明では、紙中に含まれる環境に有害な
物質の指標として全塩素量及び有機塩素量を取上げてい
る。全塩素量は三菱化成製、塩素・硫黄分析装置ＴＳＸ
−１０型を用いて、検体約１０ｍｇを燃焼させ、電量滴
定による塩化物イオンの定量により求めた。この測定に
より有機塩素、無機塩素を問わず紙中の塩素量が求めら
れる。有機塩素量は、全塩素量から無機塩素量を差し引
いた値を用いた。無機塩素量は、試料５ｇを熱水抽出
し、抽出液中の塩素イオンをイオンクロマトグラフ法に
より測定して求めた。

【００３０】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものでない。 実施例１ 塩素ガスを使用しないで漂白したパルプ、ＥＣＦパルプ
を全量用い、填量として炭酸カルシウム（奥多摩工業製
ＴＰ１２１）を灰分率５重量％、中性ロジンサイズ剤
（日本ＰＭＣ製 ＣＣ−１６７）を対パルプ０．４重量
％、液状バンドを２重量％、カチオン澱粉（日本エムエ
スシー製 ケート３０８）を１重量％、歩留まり剤とし
てコロイダルシリカ（日本エカケミカルズ社製 ＢＭＡ
−０）を５００ｐｐｍ添加した紙料配合で原紙抄造し、
２本ロールサイズプレスにてサイズプレス液として澱粉
（日本食品加工製 ＭＳ４６００）１重量％、表面サイ
ズ剤（荒川化学製 ポリマロン１３４３）０．１重量
％、導電剤として硫酸ナトリウム１．０重量％を長網抄
紙機により白色度８２％の上級印刷紙を抄造した。サイ
ズプレス液の吸収量は２０ｃｃ／ｍ^２であった。

【００３１】一旦抄紙加工した成紙を寸法調整した際に
発する端材を、粉砕機（ＣＯＮＤＵＸ社製 ＣＳカッタ
ー）で１００メッシュパスの樹脂配合用繊維材料を得
た。得られた樹脂配合用繊維材料の全塩素量、有機塩素
量、無機塩素量の測定結果を表３に示した。得られた樹
脂配合用繊維材料、熱可塑性樹脂、相溶化剤、酸化防止
剤を表３の割合で高速ミキサー・押出機にて混練造粒し
樹脂組成物を得た。その後、射出成形にてＪＩＳ Ｋ
７１１３ １号形小形引張試験片１（1/2）号形を成形
した。

【００３２】実施例２ 導電剤としてスルフォン酸系共重合体ナトリウム塩（日
本エヌエスシー ＶＥＲＳＡ ＴＬ−３）１．０重量％
を用いた以外は実施例１と同じ。得られた上級印刷紙の
白色度は８４％であった。得られた樹脂配合用繊維材
料、熱可塑性樹脂、相溶化剤、酸化防止剤を表３の割合
で高速ミキサー・非スクリュータイプのディスクペレッ
ター（ダルトン製F-5型）にて混練造粒し、見掛け比重
０．５の樹脂混練用繊維材料を得た。更に、この見掛け
比重０．５の樹脂混練用繊維材料を用いローラミキサー
（東洋精機 Ｒ−１００ バンバリーブレード）で繊維
材料が１０重量％になるよう熱可塑性樹脂で希釈混練し
た。混練物は直ちに熱プレス成形しパルプの分散を透過
光による視感評価すると良好な分散状態であった。

【００３３】実施例３ 導電剤としてポリスチレンスルフォン酸系共重合体リチ
ウム塩（日本エヌエスシー ＶＥＲＳＡ ＴＬ−ＹＥ９
１０）１．０重量％を用いた以外は実施例１と同じ。得
られた上級印刷紙の白色度は８２％であった。

【００３４】比較例１ 塩素漂白されたパルプを全量用い、導電剤として塩化ナ
トリウム０．５重量％を用いた以外は実施例１と同じ。
得られた上級印刷紙の白色度は８２％であった。

【００３５】比較例２ 導電剤として塩化ナトリウム０．５重量％を用いた以外
は実施例１と同じ。得られた上級印刷紙の白色度は８２
％であった。得られた樹脂配合用繊維材料は、実施例２
と同様に混練造粒し、見掛け比重０．５の樹脂混練用繊
維材料を得た。更に、実施例２と同様にこの見掛け比重
０．５の樹脂混練用繊維材料を用いローラミキサー（東
洋精機 Ｒ−１００ バンバリーブレード）で繊維材料
が１０重量％になるよう熱可塑性樹脂で希釈混練した。
混練物は直ちに熱プレス成形しパルプの分散を透過光に
よる視感評価すると良好な分散状態であった。

【００３６】

【表３−１】 ※ １：ポリプロピレン（グランドポリマー製 Ｊ７０
７） ※ ２：生分解性樹脂（三井化学製 レイシアH-100P
L） ※ ３：マレイン酸変性ＰＰ（三洋化成製 ユーメック
ス１０１０） ※ ４：イルガノックス１０１０（チバガイギー製）

【００３７】

【表３−２】

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、塩素ガスを含まないで
漂白したパルプを用い、且つ、塩素をその構造中に含ま
ない熱可塑性樹脂と各種添加成分に配合して、環境に有
害な恐れのある塩素含有化合物を極力減らした樹脂組成
物が得られ、焼却処理時のダイオキシン等の有害物質発
生を極力抑制できる。

【００３９】樹脂配合用繊維材料５１〜７０重量％の範
囲では剛性、曲げ強度はプラスチックより高くなる。Ｐ
Ｐ樹脂より耐熱性の高い上記樹脂配合用繊維材料を使用
することにより軟化点の向上、耐熱性の向上が図られ、
使用環境の拡大が可能となる。プラスチックのように燃
焼時の溶融がなく、紙と同じように燃え、有毒ガスの発
生がない。しかも、燃焼カロリーはプラスチックよりも
低く、溶融滴下もなく燃焼炉を傷めない。またプラスチ
ックに比べ、帯電性が少なく、静電気対策上有効であ
り、耐薬品性、耐溶剤制、熱伝導性等に有効であり、各
種用途への適用が可能となる。

【００４０】本発明では押出機による成形において、塩
素をその構造中に含まない熱可塑性樹脂と各種添加成分
に、請求項１記載の樹脂配合用繊維材料の含有率が５１
〜８０重量％の範囲になるよう配合した樹脂組成物のペ
レットを用いて、押出機のスクリュ部全体を減圧下で加
熱溶融せしめながらダイから押出し成形した場合、減圧
下の加熱であるため樹脂は低融点で溶融し、パルプと良
く混ざり、コゲ等もなく流動性が良好であり、成形が良
好に行われる

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F207 AA01 AA50 KA01 KA17 KK12 4J002 AB01X BB02W BB06W BB11W CF19W 4L055 AA01 AA11 BB01 EA29 FA20 FA30 GA50

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉砕されたパルプ又は粉砕された塗工紙
   若しくは非塗工紙中の全塩素含有率が５００ｐｐｍ以下
   であり、かつ有機塩素量が１５０ｐｐｍ以下であること
   を特徴とする樹脂配合用繊維材料。
2. 【請求項２】 前記非塗工紙は白色度６５％以上であっ
   て、非塗工紙中の全塩素含有率が５００ｐｐｍ以下であ
   り、かつ有機塩素量が１５０ｐｐｍ以下であることを特
   徴とする請求項１記載の樹脂配合用繊維材料。
3. 【請求項３】 漂白パルプがＥＣＦパルプ又はＴＣＦパ
   ルプであって、かつ塩素をその構造中に含まないサイズ
   剤、填量、表面処理剤等のいずれかを含有することを特
   徴とする請求項１又は２記載の樹脂配合用繊維材料。
4. 【請求項４】 塩素をその構造中に含まない熱可塑性樹
   脂と各種添加成分に、請求項１記載の樹脂配合用繊維材
   料の含有率が１０〜８０重量％の範囲になるよう配合し
   たことを特徴とした樹脂組成物。
5. 【請求項５】 塩素をその構造中に含まない熱可塑性樹
   脂と各種添加成分に、請求項１記載の樹脂配合用繊維材
   料の含有率が１０〜８０重量％の範囲になるよう配合し
   た樹脂組成物にて成形してなることを特徴とする成形
   品。
6. 【請求項６】 塩素をその構造中に含まない熱可塑性樹
   脂と各種添加成分に、請求項１記載の樹脂配合用繊維材
   料を配合してなる樹脂組成物であって、該樹脂組成物中
   の請求項１記載の樹脂配合用繊維材料配合比が最大とな
   るように配合してなる樹脂組成物にて成形してなること
   を特徴とする成形品。
7. 【請求項７】 塩素をその構造中に含まない熱可塑性樹
   脂と各種添加成分に、請求項１記載の樹脂配合用繊維材
   料の含有率が５１〜８０重量％の範囲になるよう配合し
   た樹脂組成物のペレットを用いて、押出機のスクリュ部
   全体を減圧下で加熱溶融せしめながらダイから押出し成
   形してなる成形品の製造方法。