JP2004058254A - 樹脂フィルムラミネート紙微裁断物、その製造方法、及びこの微裁断物を用いた感光材料用成形品 - Google Patents

樹脂フィルムラミネート紙微裁断物、その製造方法、及びこの微裁断物を用いた感光材料用成形品 Download PDF

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浜村 健
Yoshiaki Miyake
三宅 嘉明
Kazunori Mizuno
水野 和則
Nobuyuki Ito
伊藤 信之
Katsuhiro Matsuhisa
松久 克弘
Akira Nakazawa
中澤 章
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Abstract

【課題】毛羽立ちが少なく、均一な大きさを有するWP紙の微細な裁断物(微裁断物)が得られる裁断方法を提供し、容易に微裁断物の平均粒径及びサイズ分布をコントロールできる方法を提供し、また、成形品が柔軟性に富み耐衝撃性を有し、メルトフローが高く成形時の充填圧力が低い紙樹脂ペレットを提供すること。
【解決手段】樹脂フィルムラミネート紙をチャンバー内に設置された固定刃と回転刃を用いて微細に裁断(微裁断)しながら、得られた微裁断物をチャンバーの一部を構成するスクリーンを通して吸引除去する工程を含むことを特徴とする樹脂フィルムラミネート紙微裁断物の製造方法、この樹脂フィルムラミネート紙微裁断物に熱可塑性樹脂を混合することにより得られる紙樹脂ペレット、及びこの紙樹脂ペレットから成形される成形品。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂フィルムラミネート紙を微細に裁断する方法に関する。さらに、本発明は、この裁断方法により得られた微裁断物と熱可塑性樹脂との混合物を射出成形することにより得られる感光材料用成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、写真感光材料用成形品には、写真性、強度等の点からポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等の熱可塑性樹脂が多用されている。これらの熱可塑性樹脂を感光材料用成形品に使用した場合、使用後廃却する際の環境負荷が大きい。この環境負荷の軽減が急務になってきており、一代替品として紙と樹脂との混合物(本発明において、「紙樹脂」ともいう。)が浮上してきている。質量比で、古紙等の紙成分を51%以上とし、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の樹脂成分を49%以下として構成された紙樹脂による成形品が熱可塑性樹脂に代わり使用されるようになってきた。この組成の樹脂で成形された製品は容器リサイクル法で紙の分類により廃却が可能なため、環境にやさしい樹脂として脚光を浴びている。
好ましい紙樹脂は、上述のように、古紙等を粉砕して質量比で紙成分51%以上、熱可塑性樹脂を49%以下とした割合で混合し、成形用組成物としたものである。紙樹脂としては、古紙または原紙の両面にポリオレフィン樹脂を被覆した印画紙用防水紙、すなわち「WP(water−proof)紙」を用いた紙樹脂の開示があり、例えば日本特許第3007880号公報には、馬券、雑誌等の古紙、又はWP紙を綿状に粉砕した後、ポリオレフィンエラストマーを混合し、回転圧縮して紙ペレットとした後、PP等の所望の樹脂とブレンドし押し出し成形機によりペレット状紙樹脂を得ている。又特開平11−99522号公報にも同様な方法で紙樹脂ペレットを得る方法が開示されている。しかし、古紙又はWP紙を綿状に解繊すると成形品を射出成形する際に金型内で流動抵抗が上がり発熱のため熱分解物による臭いが強くなるという問題や、解繊の程度によっては成形品が脆くなり、成形する際に射出ノズルが詰まるという問題が発生し、量産には適さないという欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする一つの課題は、毛羽立ちが少なく、均一な大きさを有するWP紙の微細な裁断物(微裁断物)が得られる裁断方法を提供し、さらに容易に微裁断物の平均粒径及びサイズ分布をコントロールできる方法を提供することである。他の課題は、成形品が柔軟性に富み耐衝撃性を有し、またメルトフローが高く成形時の充填圧力が低い紙樹脂ペレットを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、以下の手段により達成された。
1)樹脂フィルムラミネート紙をチャンバー内に設置された固定刃と回転刃を用いて微細に裁断(微裁断)しながら、得られた微裁断物をチャンバーを構成するスクリーンを通して吸引除去する工程を含むことを特徴とする樹脂フィルムラミネート紙微裁断物の製造方法、
ここで、スクリーンとは、裁断されたラミネート紙の出口となる穴を有する板又は網を意味し、チャンバーの一部に、好ましくは下部に、着脱可能に取り付けられていることが好ましい。
2)スクリーンに設けられた穴の開口直径又は網目の一辺が0.2〜5mmであり、スクリーン通過風速が0.5〜50m/秒である1)記載の樹脂フィルムラミネート紙微裁断物の製造方法、
3)1)又は2)に記載の製造方法により得られる樹脂フィルムラミネート紙微裁断物、
4)3)に記載の樹脂フィルムラミネート紙微裁断物に熱可塑性樹脂を混合することにより得られる紙樹脂ペレット、
ここで、上記ペレット中の紙成分に対する熱可塑性樹脂の比率は、51:49〜75:25であることが好ましい。
5)4)に記載の紙樹脂ペレットを射出成形することにより得られる感光材料用成形品、
6)5)に記載の感光材料用成形品及びこれと共に用いられる感光材料からなる感光材料包装体。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明において、樹脂フィルムラミネート紙としては、原紙に熱可塑性樹脂フィルムをラミネートした樹脂フィルムラミネート紙等が使用できる。ここで、原紙としては、写真印画紙用に製造された原紙が好ましく、樹脂フィルムラミネート紙としては、この原紙にポリオレフィンフィルムを被覆した印画紙防水紙を使用することが好ましい。この原紙にポリオレフィン樹脂を被覆した印画紙防水紙は、当業者により、WP(water−proof)紙あるいはRC(レジンコーティドペーパー)とも呼ばれている。
本発明において、「写真印画紙用に製造された原紙」とは、叩解後の重量平均繊維長が0.45mm以上、0.60mm以下の範囲にあるクラフトパルプにより抄紙された原紙をいう。この原紙は、写真印画紙用に用いられることが多いが、他の目的に使用される原紙であっても、前記の繊維長の特性を満たす限り、本発明の「写真印画紙用に製造された原紙」に含まれるものである。
【0006】
本発明において、写真印画紙用に製造された原紙は、重量平均繊維長が0.4mm以上、0.7mm以下である広葉樹晒しクラフトパルプをリファイナーにより叩解し、叩解後の重量平均繊維長が、0.45mm以上、0.60mm以下の範囲にあることが特に好ましい。繊維長が0.8mm以上になると、熱可塑性樹脂との混練性が悪くなる傾向があり、混練のために高温と長時間を要する傾向がある。繊維長が0.3mm以下になると、比較的低い温度で短時間の混練が可能になるが、得られた紙樹脂の精度と強度が低下する傾向がある。繊維長が0.4mm以上、0.7mm以下のセルロース繊維を使用することにより、紙樹脂成形品の高い表面平滑性、高い成形精度、高い成形強度を得ることができる。
セルロース繊維の長さは均一である方が好ましい。セルロース繊維の長さを均一にしておけば、紙樹脂製造の混練工程および成形工程を均一に、安定的に進行させることができる。このため混練成形工程を短時間にすることができ、余計な熱エネルギーの付与がなくなり、得られる紙樹脂の写真性への悪影響を最小限にすることができる。
【0007】
本発明において好ましく使用される印画紙用防水紙に使用される原紙は、広葉樹晒しクラフトパルプ(LBKP)を原料とすることが好ましい。LBKPを原料とする抄紙方法は、特開平10−245791号公報に記載されている。
【0008】
本発明において使用される印画紙用防水紙に使用される原紙を構成するパルプは、(1)その平均重合度が800以上であることが好ましく、(2)原紙の紙面pHが6.0以上であることが好ましく、又、(3)原紙の内部結合力が10ないし20(N・cm)であることが好ましく、又、(1)、(2)及び(3)を同時に満足することが、特に好ましい。
これらの特性の詳細は、特開平3−149542号(特許第2671154号)公報に記載されている。
【0009】
この原紙の両面にポリオレフィン樹脂を被覆した印画紙用防水紙、すなわちWP紙、の製造に用いられるポリオレフィンとしては、ポリエチレンをはじめとするα−オレフィンの単独重合体及びこれらの共重合体が好ましく、その例を挙げると、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及びこれらの混合物である。これらのポリオレフィンは、押出コーティングした被覆中に、白色顔料や、あるいは蛍光増白剤を添加することができる限り、その分子量に特に制限はないが、通常は分子量が20,000ないし200,000の範囲にあるポリオレフィンが用いられる。
【0010】
ポリオレフィン樹脂の原紙への被覆厚さは、好ましくは、15〜50μmである。原紙の両面に被覆されるポリオレフィン樹脂はWP紙に対して合計20ないし25質量%であることが好ましい。
α−オレフィン重合体に添加剤を使用する場合には、この添加剤も写真感光材料の生保存性、現像処理されたプリントの保存性等に悪影響を及ぼさない添加剤であることが好ましい。特に写真乳剤が塗布される側のポリオレフィン樹脂被覆層には、白色顔料、着色含量、酸化防止剤を添加することが好ましい。
【0011】
本発明の樹脂フィルムラミネート紙微裁断物の製造方法は、樹脂フィルムラミネート紙をチャンバー内に設置された固定刃と回転刃を用いて微裁断しながら、チャンバーの一部、好ましくは下部を構成するスクリーンの開口部を通して微裁断物を吸引除去する工程を含むことを特徴とする。
【0012】
本発明の製造方法において、樹脂フィルムラミネート紙を微細に裁断するために好ましく使用される裁断機は、ロータリーカッター方式の裁断機(以下、単に「ロータリーカッター」ともいう。)である。
図1に本発明の製造方法に好ましく使用されるロータリーカッター21の一例の模式的な断面図を示す。この裁断機は、円筒形の中心軸がほぼ水平に置かれた略円筒型のチャンバー10の内部に固定刃3と回転刃2とを有し、チャンバーの上部には被裁断物の入口を有し、チャンバー10の下部には、微裁断物を取り出すための出口としてのスクリーン5を有し、図示されていない駆動モーターを有する。入口及び出口を設けるチャンバーの位置は任意に選択できるが、入口をチャンバー上部に設け、出口をチャンバー下部に設けることが好ましい。
本発明に使用する裁断機は、チャンバー内の外周部に固定された板状の固定刃3と、この固定刃3に近接するように設けられた板状の回転刃2を有し、この回転刃2はチャンバー10のほぼ中心に設けられた回転可能な軸(回転軸;シャフト)1に固定することができ、固定刃3とのクリアランスを調節可能に固定することができる。固定刃3は、チャンバー10の幅よりもやや狭い幅を有する板状をなし、一方の辺に切刃3aが形成されており、好ましくは、切刃は両刃を形成している。固定刃は複数設けることが好ましく、水平の位置に比較的近接して2枚設けることが更に好ましい。回転刃2は、固定刃3とほぼ同じ幅を有する板状をなし、一方の辺に切刃2aが形成されており、好ましくは、切刃は片刃を形成している。回転刃は、この回転軸1を中心とする3〜8角の柱状ブロックの角辺に固定することが好ましく、特に好ましくは、三角柱、四角柱、又は五角柱の角辺に、それぞれ、3枚、4枚又は5枚の回転刃を、中心軸から等距離に固定することが好ましい。
【0013】
回転刃2及び固定刃3により抵抗の少ない裁断をするためには、回転刃2と固定刃3に交差角が少しあることが好ましく、2〜5°の交差角であることがより好ましい。また、回転刃2と固定刃3の間隙(クリアランス)は比較的狭いことが好ましく、チャンバーの直径が約50cmのときに、好ましくは0.2〜0.05mm、より好ましくは0.15〜0.05mmであり、さらに好ましくは0.10〜0.05mmであり、特に好ましくは0.08〜0.06mmである。上述のロータリーカッターを使用することにより、紙の繊維がひげ状に発生しない裁断面を有する微裁断物が得られる。
【0014】
原料を供給する入口と微裁断物を取り出す出口スクリーンを設ける位置は任意に選択できる。円筒型の中心軸が水平方向に設けた円筒形のチャンバーの場合には、両端の円形部分をそれぞれ入口及び出口とすることもできるが、円筒部分の上部に入口を設け下部に出口を設けることが好ましい。
チャンバー10の一実施態様として、略円筒のチャンバー10の上半分(上部)は回転刃2の回転半径よりも大きく作られ、この上部には開閉可能に原料の投入口11が設けられている。連続処理の場合には、微裁断する原料13をチャンバーに空気と共に送る(空送する)こともできる。チャンバー10の下半分(下部)は、微裁断物を取り出す出口としてのスクリーン5により構成され、このスクリーン5は円柱状のチャンバーの一部を構成し、その半径はスクリーン回転刃2の回転半径よりも少し大きいことが好ましい。スクリーン5は脱着可能に取り付けられていることが好ましく、このスクリーン5には所定の大きさと形状を有する穴がほぼ等間隔に多数打ち抜かれている。穴の形状は、6角形等の多角形が好ましく、円形であることが特に好ましい。その直径は目的とする用途により異なるが、一般に直径0.2〜20mmの穴を穿設したスクリーンが広く裁断物の回収に有用であり、直径0.5〜5mmの穴を穿設したスクリーンが微裁断物の取り出しに好ましい。一実施態様として、WP紙を予備的に裁断するために比較的大きな穴(直径16mm)を穿設したスクリーンを使用し、ここで得られた予備裁断物を順次細かい穴(直径2mm、0.5mm)を穿設したスクリーンを使用して目的とする微細な裁断物を得ることができる。又、別のスクリーンの形態としては、ステンレス線等により構成された篩状のものが挙げられる。
肉厚が1.5mm〜数ミリのいわゆる厚物を成型するための紙樹脂用微裁断物としては、直径1.0〜3mmの穴、好ましくは約2mmの穴を有するスクリーンが好ましく使用でき、肉厚が0.7〜1mm程度のいわゆる薄物を成型するための紙樹脂微裁断物としては、直径約0.5mmの穴を有するスクリーンが好ましく使用できる。
【0015】
本発明の裁断方法によれば、毛羽立ちが少ない断面を有する樹脂フィルムラミネート紙微裁断物が得られる。断面の毛羽立ちが少ないと、熱可塑性樹脂と混練して成形する際に金型内での流動抵抗が少なくなり、発熱が少なく、紙成分の熱分解や臭気発生を防止できる。
樹脂フィルムラミネート紙を、鋭敏な刃を用いて、前述のような交差角を有する固定刃及び回転刃を用いることにより、極めて抵抗の小さい状態で微細に裁断することができ、かつ、毛羽立ちの少ない断面を有する裁断物が得られる。
【0016】
裁断時の温度は、200℃以下であることが好ましく、170℃以下であることがさらに好ましい。前記温度を超えると、セルロースの分解が進み、樹脂フィルムラミネート紙微裁断物が黄色く変色したり、臭気が発生する等の不具合が生じる場合がある。
【0017】
図2は、本発明に使用できる微裁断システムの一実施態様を示す概略図である。ロータリーカッター21の投入口11から原料である比較的広幅のWP紙と一緒に吸入された流入空気18は、チャンバーの下部等に設けられたスクリーン出口を微裁断物と共に通過し、空送配管20を通ってサイクロン15に導かれ、微裁断物と分離され、さらにバグフィルター14を通過した後に、ブロワー12により微裁断システムから排出空気19として排出される。サイクロン15により分離された微裁断物は、ロータリーバルブ16を通して大量輸送袋(フレキシブルコンテナ)17に収納され、輸送、貯蔵される。
【0018】
本発明の微裁断物製造方法においては、ロータリーカッターにより樹脂フィルムラミネート紙を微裁断すると同時に、得られた微裁断物をほぼ同一の大きさの穴を設けたスクリーンを通してチャンバーから吸引除去することを特徴とする。この微裁断すると同時に吸引することにより、穴のサイズより小さな裁断物はカッターの裁断室から取り出されるので、更に小さく裁断されることがなくなる。もちろん穴のサイズよりも大きな原料はチャンバーの中に滞留して引き続き微細に裁断される。従って、裁断と同時に吸引除去を併用することにより、裁断サイズが均一に揃った微裁断物を得ることができる。また、吸引の強さを変化させることにより、ロータリーカッターから取り出す微裁断物の平均サイズ及びサイズ分布を変化させることができる。
【0019】
微裁断された樹脂フィルムラミネート紙を裁断機のチャンバーから吸引除去するときに、スクリーンの開口部を通過する空気の平均風速は、0.5〜50m/秒とすることが好ましく、1〜50m/秒とすることがより好ましく、1〜10m/秒とすることが更に好ましく、1〜7m/秒とすることが特に好ましい。このスクリーン通過風速は、排出風量とスクリーン開口面積から以下のようにして算出することができる。
スクリーン開口部通過風速(m/秒)
=排出風量(m/秒)/スクリーン開口面積(m
この吸引の程度はブロアーから排出する空気の風量を調節することにより変化させることができる。この排出風量は、空送配管の中に設けた風速計(m/sec)とこの配管の断面積(m)から算出することができる。風速計としては、電子式の市販装置を使用することができ、一例を挙げると、株式会社アイ電子技研から販売されている熱式風速計・温度・静圧計Model VS−001EXがある。風速計は、空送配管の任意の位置に設けることができるが、スクリーンから約0.5メートル程離れた空送配管の中に設けることが好ましい。
使用するスクリーンに設けられた開口部の面積は実測することができる。スクリーンに穿設された穴の直径が0.5、2.0及び5.0の場合、スクリーン開口率の具体例は、約23%、約30%及び約35%である。
【0020】
本発明に使用する微裁断システムにおいて、ブロアー出力の調節により、スクリーンの開口部を通過する空気の風速を変化させることにより、同一のスクリーンを使用しても、実際に開口部を通過する微裁断物の大きさとその分布を変化させることが可能である。具体的には、風速が小さい場合には、開口部を容易に通過できる程度の小さい粒径の微裁断物が吸引除去できる。風速が大きい場合には、開口部と同程度の粒径を有する微裁断物が、スクリーンから吸引除去できるため、大きい粒径の微裁断物が得られる。
つまり、本発明の微裁断物製造方法によれば、同じサイズの開口部が設けられたスクリーンを用いた場合であっても、通過する風速を変化させることのみによって、異なるサイズの樹脂フィルムラミネート紙微裁断物を得ることができる。また、吸引除去することにより、微裁断物がチャンバー内に滞留することがなくなるため、樹脂フィルムラミネート紙が必要以上に細かく裁断されて微裁断物のサイズが不均一になることを防止できる効果を奏する。
【0021】
本発明の製造方法によって得られる微裁断物の粒径は、0.1〜3.0mmであることが好ましく、0.3〜0.7mmであることがさらに好ましい。0.1mm未満であるとコストアップにつながる場合があり、0.3mm未満であると微裁断物と熱可塑性樹脂から得られる成形品が脆くなる場合がある。また、3.0mm超であると成形品を射出成形する際にノズルに微裁断物が詰まる場合があり、0.7mm超であると射出成形時の流動抵抗が大きいために発熱し、成形品が臭気を発する場合がある。
ここで、微細に粉砕された裁断物の形状は多岐にわたるので、これらの裁断物の「粒径」とは、種々の形状を有する裁断物をその面積が等しい正方形に換算したときの正方形の1辺をいう。
【0022】
本発明により得られた、樹脂フィルムラミネート紙微裁断物に熱可塑性樹脂を追加添加して混合し、成形用の紙樹脂ペレットを得ることができる。
本発明に使用できる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド類、ポリスチレン、ポリスチレン共重合体等を挙げることができる。
【0023】
樹脂フィルムラミネート紙微裁断物と混合する熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂が好ましく、その具体例としては、ポリプロピレン(PP)又はポリエチレン(PE)が挙げられ、PP又はPEを1種で用いてもよいし、混合して用いても良い。PEとしては、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)及び線状低密度ポリエチレン(LLDPE)いずれを用いても良い。
本発明に好ましく使用できる熱可塑性樹脂として、ポリエチレンとポリプロピレンのブロック共重合体が挙げられる。このような共重合体は、日本ポリケム(株)製のBC1B、BC2E、BC3M、BC4、BC4ASW、BC5C、BC6、BC8、又、出光石油化学(株)製のJ−466HPが例示できる。
【0024】
この際、樹脂フィルムラミネート紙中の紙(セルロース)成分と、樹脂フィルムラミネート紙における樹脂フィルムを含む全熱可塑性樹脂との混合割合は、51:49以上75:25以下、好ましくは、60:40以上70:30以下である。紙成分として、印画紙用防水紙を使用する場合には、印画紙用防水紙がポリオレフィン樹脂を通常20〜25%含有するので、25%のポリオレフィンを被覆した印画紙用防水紙の場合には、印画紙用防水紙:熱可塑性樹脂の混合比率は、63.75:36.25以上87.5:12.5以下であり、好ましくは、75:25以上87.5:12.5以下である。
【0025】
本発明においては、さらに紙樹脂ペレットを射出成形することにより、感光材料用成形品を得ることができる。
本発明の成形品の内厚は0.5mm以上10mm以下であり、好ましくは0.7mm以上5mm以下である。
【0026】
本発明の紙樹脂成形品には酸化防止剤を使用することが好ましい。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、融点が100°C以上、特に120°C以上の化合物が好ましい。
本発明に使用できるヒンダードフェノール類の代表例を以下に列記する。
1)1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、
2)テトラキス〔メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロビオネート〕メタン、
3)オクタデシル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナメート、
4)2,2’,2’−トリス〔(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチルイソシアヌレート、
5)1,3,5−トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジ−メチルベンジル)イソシアヌレート、
6)テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)4,4’−ビフェニレンジ亜リン酸エステル、
7)4,4’−チオビス−(6−tert−ブチル−o−クレゾール)、
8)2,2’チオビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール)、
9)トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、
10)2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、
11)4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、
12)4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、
13)2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、
14)4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、
15)2,6−ジ−tert−4−n−ブチルフェノール、
16)2,6−ビス(2’−ハイドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルベンジル)−4−メチルフェノール、
17)4,4’−メチレン−ビス−(6−tert−ブチル−o−クレゾール)、
18)4,4’−ブチリデン−ビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)、
19)3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−〔β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル}2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン
【0027】
このヒンダードフェノール系酸化防止剤の添加量は、紙と熱可塑性樹脂の合計100質量部に対し、0.001〜3.0質量%、好ましくは0.005〜1.0質量%、より好ましくは0.01〜0.8質量%、最も好ましくは0.02〜0.5質量%の範囲である。
酸化防止剤をマスターバッチペレットとして溶融混練して添加することが好ましく、遅くても成形前に紙と熱可塑性樹脂の混合物に添加する。詳しく述べると、成形直前の材料供給タンクに所望の添加量をマスターバッチの形状で添加するのが良く、更に好ましくは、成形機に設置されたホッパー内に供給される紙樹脂混合ペレットと酸化防止剤マスターバッチを各々計量し混練して成形する。
【0028】
本発明の成形品にはアルデヒド中和剤を使用することも好ましい。アルデヒド中和剤は、下記の一般式(1)で表される。
【化1】
一般式(1)
Figure 2004058254
式中、R ,R ,R は2価の有機ラジカルを表し、それぞれ共有結合によって一体となり環状のイミノ化合物を形成する。
【0029】
一般式(1)で表される活性イミノ化合物は、そのイミノ基が反応性に富むために、下記の反応式(II)に示すように、紙樹脂中のセルロースが熱分解して生じるフルフラール等のアルデヒドと反応してメチロール基を形成すると考えられる。
【0030】
【化2】
R−NH−R’ + HCHO → R−(NCHOH)−R’    (II)
【0031】
イミノ基がこの反応性を有するには、イミノ基の電子濃度が充分に低く、電子求核反応を起こさせることが条件となる。そのためにはイミノ基に直接化学結合した有機ラジカルが電子吸引性のものであることが必要である。このような有機ラジカル、すなわち上記一般式(I)においてR 、R で示される有機ラジカルは、イミノ基に結合する箇所に−CO−、−COO−、−NH−、−NH、フェニル基、ビフェニル基、又は、ナフタレン基が結合していることが好ましい。
【0032】
本発明においてアルデヒド中和剤は、紙樹脂に溶融混合した後に成形物から遊出したり、また熱分解を起こしたりしないことが好ましい。従って、一般式(I)で表される化合物の好ましい例としては、ヒダントイン類、イミダゾール類等が挙げられるが、本発明においてはヒダントイン類がより好ましい。
ヒダントイン類としては、例えば、ヒダントイン、5,5−ジメチルヒダントイン、5,5−ジフェニルヒダントイン、アラントイン等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【0033】
本発明に使用することができるその他の酸化防止剤及び中和剤としては、一般に「酸化防止剤」「中和剤」として知られている化合物が挙げられる。このような酸化防止剤及び中和剤は、例えば、大沢善次郎監修「高分子材料の劣化と安定化」(1990年5月(株)シーエムシー刊)、皆川源信編「プラスチック添加剤活用ノート」1996年7月5日(株)工業調査会刊、に記載されている。
【0034】
一般式(I)で示される活性イミノ基をもつ有機環状化合物は、紙と熱可塑性樹脂の合計100重量部に対し、0.05〜3.0重量部、好ましくは0.06〜2.0重量部、特に好ましくは0.067〜1.0重量部添加する。
添加の方法及び時期は、前述のヒンダードフェノール系酸化酸化防止剤に関する方法及び時期と同様である。
【0035】
本発明の成形品には、酸化防止剤とアルデヒド中和剤を併用することが好ましい。それらの添加量は、単独使用する場合の添加量と同じである。本発明の酸化防止剤を約0.5質量%添加し、更にアルデヒド中和剤として5,5−ジメチルヒダントインを約0.8質量%添加することが望ましい。
【0036】
本発明の写真感光材料用成形品の製造方法について説明する。
本発明の写真感光材料用成形容器を製造する代表的な方法には、(1)紙マスターバッチ法、及び、(2)紙樹脂ペレット法、が挙げられる。ここで、紙マスターバッチ法とは、WP紙を微裁断した後にそのまま、又は少量の熱可塑性樹脂を添加して、顆粒状とした紙マスターバッチを製造し、この紙マスターバッチと高密度ポリエチレン(HDPE)とを混練し、直ちに所望の形状に成形する方法である。これに対して紙樹脂ペレット法とは、紙を微裁断したのち、最終成形品における紙と熱可塑性樹脂との構成比率とほぼ同じ組成になるように、紙と熱可塑性樹脂とを混練して紙樹脂ペレットを製造したのち、これを製品形状に成形する方法である。
【0037】
本発明の成形品の製造方法は、上記のいずれの方法においても、上述した紙の微裁断工程を必須工程として含むが、一般にはその前工程として粗粉砕工程を加えることが好ましい。
紙マスターバッチ法においては、微裁断工程に加えて、微裁断物の造粒固形化工程、及び、混練・成形工程を必須工程として含む。一方、紙樹脂ペレット法においては、微裁断工程に加えて、ペレット化工程、及び、成形工程を必須工程として含む。
【0038】
本発明においては、紙樹脂ペレット法も、紙マスターバッチ法も好ましく使用される。以下に、原料として好ましく使用される、写真印画紙用に製造された原紙であるWP紙の微裁断物を、紙樹脂ペレット法によって成形品とする工程を一例として工程順に説明する。
【0039】
本工程は、(1)予備裁断、(2)微裁断、及び(3)紙樹脂ペレット製造及び(4)射出成形、の各工程よりなる。
【0040】
(1)予備裁断工程
WP紙を、予め後続の微裁断工程にかけるのに適した大きさに裁断する工程であり、粗粉砕工程の1例としては、ロータリーカッターを用いて、WP紙を穴径が16mmのスクリーンを使用して粒径が約2〜5cmの細片に粗裁断する。
引き続いて、穴径が2mmのスクリーンを用いて粒径が0.7〜2mmの細片に裁断しても良い。このように予備裁断を複数回実施することもできる。裁断と同時に吸引除去を併用することが好ましい。
【0041】
(2)微裁断工程
ロータリーカッターを使用する本工程については先に説明した通りである。予備裁断と同じロータリーカッターを使用し、細かい穴を有するスクリーンに取り替えて微裁断する。小さな粒径の微裁断物を得る例では、穴径を0.5mmにして、上記の予備裁断物を微裁断しながら、微裁断物を吸引除去する。
【0042】
(3)紙樹脂ペレット製造工程
上記の微裁断物をそのまま造粒固形化した後、熱可塑性樹脂(PE、PPなど)を必要量混合して混練して、紙樹脂ペレットを製造する。次の射出成形を可能な限り低温、好ましくは160℃以上180℃以下で行うために、添加する樹脂のメルトフローインデックス(MFI)は15g/10min以上、好ましくは30g/10min以上であることが好ましい。MFIが30g/10分以上のPP樹脂の例としては、日本ポリケム(株)のBC05B、BC04A、BC03B、BC03GS、BC03LS、MG05BS、BC08AHSW、BC06C、BC03C、出光興産(株)のJ−3021GR、J−3021GA、J−950HP、J−3053HP、J−3054HP、J−5051HPが挙げられる。これらのPP樹脂は、30〜80g/10分のMFIを有する。
【0043】
(4)射出成形工程
上記の紙樹脂ペレットを所望の金型を用いて射出成形する。
上記の紙樹脂ペレットを成形機、例えば、住友重機SG180M、金型温度70℃、射出速度40mm/sec、保圧120kg/cmで0.5sec、冷却時間2secで所望の形状に成形する。
【0044】
本発明の感光材料用成形品は、例えば、写真用カラーペーパー用防湿容器及びその関連部材、特に135型写真フィルム用遮光容器(カートリッジ)を収納する防湿容器及びその構成部材が挙げられる。具体的には、図3に示す感光材料包装体に使用される熱現像用感光材料を巻き取ったロールの両側面に緩衝材を挟んで嵌合されるコアカップ、図4に示す感光材料包装体に使用される感光材料ロールの両側に嵌合される緩衝材、図5に示すインスタントフィルムパック(富士写真フイルム(株)製のカードサイズインスタントフィルムinstax mini(登録商標)用フィルムパック(肉厚0.9mmの黒色容器)等として利用できる。その他、本発明の感光材料成形品は、135規格スプール、APS規格フィルム用マガシン、110規格フィルムカートリッジ、印刷用感光材料を収納する直方体のマガジン、長尺の感光材料を巻き取るための紙管、長尺の感光材料を巻き取ったロールの両側から保持するためのフランジ、感光材料積層体用の当てボール(感光材料積層体に接触するような包装体ないし包装体部分))、レンズ付きフィルム(富士写真フイルム(株)登録商標「写ルンです」)用の容器等に適用することができる。
【0045】
感光材料包装体は、上記の感光材料用成形品及びこれと共に用いられる感光材料からなる。感光材料用成形品が容器の場合、感光材料をこれに収容し、感光材料包装体としてもよい。
【0046】
図3〜5に本発明による写真感光材料用成形品の実施態様を示す。
図3は、熱現像用感光材料を巻き取ったロールの両側面に緩衝材を挟んで嵌合されるコアカップを使用した感光材料包装体の分解斜視図である。
図4は、特開平11−327089号公報に開示されている写真感光材料長尺ロールの保管に使用される緩衝材および包装体を示す図であり、図4(A)は包装体の分解斜視図、図4(B)および図4(C)はそれぞれ緩衝材の異なる方向から見た斜視図である。
【0047】
図3において、感光材料ロール31は、その最外周部には感光材料が感光したり傷付いたりしないように遮光性シートで覆われ、またその幅方向の両端部も感光したり傷付いたりしないように、遮光性の保護板32が紙筒31aに固着されている。そして、感光材料ロール31を収納容器33に収容する際には、落下等の物理的な衝撃によって感光材料ロールが変形破損したり、前記遮光性シートや保護板32が破損して感光材料が感光しないように保護する必要があり、感光材料ロール31を巻き取る紙筒31aの両端に、正方形の中央に穴を有する一対の緩衝材52を通して、コアカップ51が嵌入することにより感光材料ロールを支持して収納容器33に収納している。
【0048】
図4において、緩衝材34は、合成樹脂製の矩形状の基板34aと、基板34aの外周に一体に成形された側壁部34bと、基板34aの裏表に放射状およびこれに直交する方向に形成された多数の補強リブ34c、34dと、基板34aの中央部に一体に形成され且つ先端が閉じられた円筒部34eと、基板34aの四隅にそれぞれ垂直方向に延設された突起部34fから形成されている。そして、緩衝材34の円筒部34eを紙筒31a内に挿入することにより感光材料ロール31を支持している。
【0049】
図5にインスタントフィルムパックを示す。インスタントフィルムパックにはケース本体35、フィルムカバー36、遮光シートb38、遮光シートa39、底板40に樹脂成形物が使用されており、これらの構成物の一部または全部に本発明の成形物を用いることができる。そしてフィルム37とともに感光材料包装体とすることができる。135規格フィルムカートリッジ用の防湿容器を本発明の紙樹脂混合ペレットにより成形して、この容器に135型フィルムを収納して感光材料包装体とすることができる。
【0050】
本発明の成形品又は成形方法には、成形品に遮光性を付与するための遮光性物質を0.05〜25重量%の範囲で添加することによって、紙樹脂の化学的、物理的特長を損なうことなく、写真感光材料の周辺で用いられる成形品に必要とされる遮光機能を付与することができる。0.05質量%未満では遮光性を確保できない。25質量%を越えると物理強度が低下し、且つ外観も悪くなる。
【0051】
遮光性を確保するために添加される遮光性物質としては以下のものが挙げられる。
(1)無機化合物
A.酸化物
シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、酸化ベリリウム、軽石、軽石バルーン、アルミナ繊維等。
B.炭酸塩
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト等。
C.ケイ酸塩
タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、ガラスバルーン、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト等。
D.炭素
カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素中空球等。
E.その他
鉄粉、銅粉、鉛粉、錫粉、ステンレス粉、パール顔料、アルミニウム粉、硫化モリブデン、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、黄銅繊維、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム、アルミニウムペースト、タルク等。
【0052】
(2)有機化合物
木粉(松、樫、のこぎり屑等)、穀繊維(アーモンド、ピーナッツ、モミ殻等)、着色した各種の繊維例えば木綿、ジュート、紙細片、セロハン片、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、デンプン、芳香族ポリアミド繊維等。
【0053】
これらの遮光性物質の中で、ブリードアウト量を減少させることができるのでカーボンブラックが好ましい。特に好ましいカーボンブラックの原料による分類例を挙げると、ガスブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アントラセンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンカーボンブラック、ランプブラック、油煙、松煙、アニマルブラック、ベジタブルブラック等がある。
【0054】
本発明では遮光性、コスト、物性向上の目的ではファーネスカーボンブラックが好ましく、高価であるが帯電防止効果を有する遮光性物質としてはアセチレンカーボンブラック、変性合成カーボンブラックであるケッチェンカーボンブラックが好ましい。必要により、前者と後者とを必要特性にしたがってミックスすることも好ましい。
【0055】
遮光性物質を配合する形態は種々あるが、マスターバッチ法がコスト、作業場の汚染防止等の点で好ましい。特公昭40−26196号公報には有機溶媒に溶解した重合体の溶液中にカーボンブラックを分散させて重合体−カーボンブラックのマスターバッチを作る方法が記載され、特公昭43−10362号公報にはカーボンブラックをポリエチレンに分散してマスターバッチを作る方法が記載されている。
【0056】
本発明の紙樹脂には水添ブロック共重合体を併用することができる。
水添ブロック共重合体とは、特開昭63−112649号公報に開示されているような、少なくとも1個のビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックAと、少なくとも1個の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBとからなるブロック共重合体を水素添加して得られるものであり、例えばA−B、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−A等の構造を有するビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体の水素添加されたものである。この(C)水添ブロック共重合体は、ビニル芳香族化合物を6〜60質量%、好ましくは10〜50質量%含むのがよい。
【0057】
水添ブロック共重合を構成するビニル芳香族化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−第三ブチルスチレン等のうちから1種または2種以上が選択でき、中でもスチレンがもっとも好ましい。また水素添加された共役ジエン化合物を構成する水添前の共役ジエン化合物としては、例えばブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等のうちから1種または2種以上が選ばれ、中でもブタジエン、イソプレンおよびこれらの組合せが好ましい。
【0058】
水添ブロック共重合体の具体例としては、SBS、SIS、SEBS、SEPS等を挙げることができる。本発明において特に好ましい水添ブロック共重合体は、スチレンを主体とする重合体ブロックA、とイソプレンを主体とした重合体Bとからなる重量平均分子量が30,000〜200,000の水添ブロック共重合体である。さらに具体的には、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン・エチレンプロピレン・スチレンブロック共重合体(SEPS)、そしてスチレン含量20質量%以下の水素添加スチレンブタジエンゴム(水素添加SBR)から選ばれる少なくとも1種である。上記SEBSはスチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS)を水素添加したものであり、シエル・ジャパン(株)製の商品であるクレイトンGシリーズ、旭化成工業(株)製の商品であるタフテックHシリーズ等が挙げられる。このSEBSではスチレン含量が増えるにつれて強度が上昇するが、柔軟性が低下する。SEPSはスチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)を水素添加したもので、(株)クラレ製の商品であるセプトンが代表的である。SEBSと同様にスチレン含量が増えるにつれ柔軟性が低下するために、スチレン含量は20質量%以下がよい。水素添加SBRは、スチレンとブタジエンがランダムに共重合しているスチレンブタジエンゴムを水素添加している点で、ブロック共重合体であるSEBSと異なっている。代表的なものとして、JRA(株)製の商品であるダイナロンシリーズがある。
【0059】
成分(A)紙成分、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)水添ブロック共重合体、の割合は、成分(A)が51〜65質量%、成分(B)が5〜30質量%、成分(C)が30〜45質量%の範囲であり、好ましくは成分(A)が51〜65質量%、成分(B)が5〜19質量%、成分(C)が30〜44質量%の範囲であり、さらに好ましくは成分(A)が51〜55質量%、成分(B)が5〜10質量%、成分(C)が40〜44質量%の範囲である。本発明の組成物は、成分(A)と成分(C)の量を特定の範囲に限定したものであり、従って成分(A)と成分(C)の量から成分(B)の量が決まることになる。ここで、いずれの場合にも、成分(A)、(B)及び(C)の総和は100質量%である。
成分(A)がそのセルロース換算で51質量%よりも少ないと成形品が容器リサイクル法で紙の範疇から逸脱する。70%を越えると射出成形が困難となる。成分(C)の割合が30質量%より少ないと、もろく靭性が劣ると共に、流動性が劣化し所望の目的が得られない。又40質量%を越えると、成形品の硬度がJISA50を割り柔らか過ぎる。
【0060】
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
図2に示す微裁断工程フローに従い、樹脂フィルムラミネート紙(WP紙)を微裁断した。WP紙は、図1に示すロータリーカッター((有)吉工製、ロータリーカッター600型)を用いて予め予備裁断した後、微裁断した。予備裁断及び裁断には、それぞれ、穴径16mm及び2mmのスクリーンを使用した。引き続き穴径0.5mmのスクリーンを用い、スクリーン通過風速を5.28m/秒にして、微裁断物を得た。
表1に、スクリーン径を0.5mm又は2.0mmとした場合に、ブロワー風速をゼロ、10m/秒又は20m/秒としたときに得られる、スクリーン開口部の平均通過風速、及び微裁断物の粒径の関係を示した。ブロワー風速の測定には(株)アイ電子技研製の熱式風速計・温度・静圧計 MODEL VS−001EXを用いた。
【0061】
【表1】
Figure 2004058254
ブロアー風速が大きくなるに従い、スクリーン穴径にほぼ等しい粒径を有する微裁断物を得ることができた。また、ブロアー風速が大きい場合には、得られた微裁断物は粒径のバラツキが小さかった。
【0062】
(実施例2)
1.微裁断物の製造
実施例1に記載した穴径0.5mmのスクリーンを用いて裁断した平均粒径0.45mmの微裁断物に添加物を加えることなく、プレスペレッター(千代田技研工業(株)製、FMP300、回転速度110rpm、ダイス穴径4mm、生産スピード250kg/hr)を使用し、微裁断物の造粒物を得た。
2.紙樹脂ペレットの製造
さらに、この造粒したWP紙微裁断物に、紙成分が51、53、60及び70%となるよう熱可塑性樹脂(日本ポリケム(株)製のポリプロピレンBC05B;メルトフロー80g/10分)を加え、2軸押出し機を用いて混練・造粒し、紙樹脂ペレットを得た。なお、樹脂混合ペレットは表2に示す添加剤を加えた。
【表2】
Figure 2004058254
表中の略号及び混合割合は下記の通りである。
(カーボンブラック)
三菱化成製、カーボンブラック #950 粒子径16ミクロンを使用し、テスト混合割合は0.5%質量とした。
(酸化防止剤)
AO−30:旭電化工業(株)製、アデカスタブ AO−30
1,1,3−トリス(2−メチル−4−ハイドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン
AO−60:旭電化工業(株)製、アデカスタブ AO−60
テトラキス〔メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロビオネート〕メタン
テスト混合割合は0.5質量%とした。
(アルデヒド中和剤)
DMH:三井ケミカル製、 5,5−ジメチルヒダントインを使用した。
テスト混合割合は0.75質量%とした。
(防臭剤)
生石灰(CaO)を1.5質量%添加した。
3.成形品の製造
得られた樹脂混合ペレットを用い、図5に示すインスタントフィルムパックを射出成形した。柔軟性に富み、耐衝撃性の成形品が得られた。
【0063】
【発明の効果】
本発明のWP紙裁断方法によれば、裁断面に紙の繊維がひげ状に発生しない微細なWP紙裁断物を得ることができ、かつ得られる微裁断物の粒径分布を均一にすることができる。こうして得られた微裁断物は熱可塑性樹脂と良く混合して小さな流動抵抗を示し、紙成分の分解が少ない紙樹脂ペレットを提供し、この紙樹脂ペレットは感光材料用成形品に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法に用いるロータリーカッターの一実施態様を示す断面図である。
【図2】本発明における樹脂ラミネートフィルムを微裁断する工程を示すフロー図である。
【図3】本発明の感光材料用成形品の一実施例であるコアカップを示す分解斜視図である。
【図4】本発明の感光材料用成形品の一実施例を示す概念図である。図4(A)は包装体の分解斜視図を、図4(B)および図4(C)は緩衝材を異なる方向から見た斜視図である。
【図5】本発明の感光材料用成形品の一実施例であるフィルムパックの構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
1 回転軸
2 回転刃
3 固定刃
2a、3a 切刃
4 受け台
5 スクリーン
6 スクリーン押さえ
7 側板
8 回転板
9 軸受け
10 チャンバー
11 投入口
12 ブロワー
13 原料
14 バグフィルター
15 サイクロン
16 ロータリーバルブ
17 大量輸送袋
18 流入空気
19 排出空気
20 空送配管
21 ロータリーカッター
31 感光材料ロール
31a 紙筒
32 保護板
33 収納容器
34 緩衝材
34a 基板
34b 側壁部
34c、34d 補強リブ
34e 円筒部
34f 突起部
35 ケース本体
36 フィルムカバー
37 フィルム
38 遮光シートb
39 遮光シートa
40 底板
41 出口遮光フラップ
51 コアカップ
52 緩衝材

Claims (6)

  1. 樹脂フィルムラミネート紙をチャンバー内に設置された固定刃と回転刃を用いて微裁断しながら、得られた微裁断物をチャンバーを構成するスクリーンを通してチャンバーから吸引除去する工程を含むことを特徴とする樹脂フィルムラミネート紙微裁断物の製造方法。
  2. スクリーンに設けられた穴の開口直径が0.2〜5mmであり、スクリーン通過風速が1〜50m/秒である請求項1記載の樹脂フィルムラミネート紙微裁断物の製造方法。
  3. 請求項1又は2に記載の製造方法により得られる樹脂フィルムラミネート紙微裁断物。
  4. 請求項3に記載の樹脂フィルムラミネート紙微裁断物に熱可塑性樹脂を混合することにより得られた紙樹脂ペレット。
  5. 請求項4に記載の樹脂ペレットを射出成形することにより得られる感光材料用成形品。
  6. 請求項5に記載の感光材料用成形品及びこれと共に用いられる感光材料からなる感光材料包装体。
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