JP2021147713A - パルプモールド成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】環境負荷の低い原料を使用し、軽量で、吸湿性、耐水性及び断熱性に優れかつ、機械的強度、耐火性、表面意匠性に優れるパルプモールド成形体を提供する。【解決手段】パルプ（Ａ）と、卵殻、貝殻及び貝化石から選択される少なくとも１種の粉状物（Ｂ）と、を含有し、パルプ（Ａ）（乾燥重量）および前記粉状物（Ｂ）の総量における粉状物（Ｂ）の含有量が１０重量％以上５０重量％未満の範囲であるパルプモールド成形体。粉状物（Ｂ）の粒径が、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲であることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、パルプモールド成形体に関する。

パルプモールドは、パルプを主原料とした抄造成形体であり、一般的にパルプを含む原料を水に溶かして形成したスラリーを成形型上で吸引脱水し、パルプを堆積させた後、剥離（型抜き）し、乾燥させることによって製造され、目的とする製品形状を転写するため成形型を使用することによって、様々な形状の成形体を提供することができる。

パルプモールドは、製品の固定性、安定性があるため、飲料、食品、薬剤、トイレタリー関連製品のような消費財、携帯電話、コンピューター機器等の精密機械等の様々な分野における緩衝材、保護パッケージとして幅広く利用されている。また、パルプモールドは、軽量で加工がしやすく、低コストであることから、壁紙、コースター、植木鉢等のパルプモールドからなる造形品や装飾品としての利用も広がりつつある。

一方、パルプモールドは、通気性、吸湿性に優れる素材であるが、それ自体では耐水性が高くない。そのため、パルプモールドからなる成形体（パルプモールド成形体）は、水分によって機械的強度が低下するという課題があり、特に原料としてパルプが短繊維である古紙を使用した場合に問題となっている。また、造形品や装飾品としての使用の場合、通常のパルプモールドは意匠性に乏しいため、意匠性を持たせるには表面修飾等が必要となることが多かった。

パルプモール成形体に機能付与する方法として、パルプモールド自体に機能性材料を加える方法がある。例えば、特許文献１には、パルプ及びセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）を含有する原料を用いたパルプモールドであって、前記原料中のパルプ（固形分）およびＣＮＦ（固形分）の総量におけるＣＮＦの含有量が０質量％以上（０を含まず）１質量％以下で、セルロースナノファイバーの絶乾重量に対するカルボキシル基の量が、１．０ｍｍｏｌ／ｇ以上２．０ｍｍｏｌ／ｇ以下であり、前記パルプが古紙パルプを含むことを特徴とするパルプモールドが報告されている。
また、特許文献２には、色素凝集体又は色素により着色された繊維凝集体が添加されることで１色又は２色以上に着色され、色の濃淡模様を表面に有するパルプモールド成形体が報告されている。

また、パルプモール成形体に表面機能性や意匠性を付与する方法として、パルプモールド成形体の形状に沿って、新たな表面層を設ける方法がある。例えば、特許文献３には、パルプモールド成形体の表層に、防水防湿用のワックス配合物からなるコート層を設けたパルプモールドが報告されている。また、特許文献４には、収容部を有するパルプモールド体と、トップシールフィルムと、を含むパルプモールド容器であって、前記トップシールフィルムは、前記収容部の開口面上に張設されていて、前記収容部の開口外縁部で前記パルプモールド体に加圧加熱溶着されていることを特徴とするパルプモールド容器が報告されている。

特許第６４０４４１１号公報 特開２００１−３２０４９９号公報 特開２００３−１４７７００号公報 特許第５１８１７６０号公報

パルプモールドは、原料であるパルプとして新聞等の古紙を使用することができるため、原料コストを抑えることができ低コストであるという利点がある。また、近年、環境保全への対応の必要性から、パルプ以外の原料も環境負荷の高い材料の使用が制限されている状況にある。
しかしながら、上述のパルプモールドでは、特定の処理をされたセルロースナノファイバー（特許文献１）や色素凝集体又は色素により着色された繊維凝集体（特許文献２）を配合したり、パルプモールド成形体の形状に沿って、１層新たな耐水性の層を形成しなくてはならず（特許文献３，４）、製造コストが増加するという問題があった。

このように、パルプモールド成形体において、従来技術には改善の余地があるのが実状である。かかる状況下、本発明の目的は、環境負荷の低い原料を使用し、軽量で、吸湿性、耐水性及び断熱性に優れかつ、機械的強度、耐火性、表面意匠性に優れるパルプモールド成形体を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、パルプに対し、特定割合の卵殻粉末等の粉状物を配合すると、パルプモールド成形体の機械的強度を損なうことなく、表面意匠性や耐火性等の特性を付与できることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
＜１＞ パルプ（Ａ）と、卵殻、貝殻及び貝化石から選択される少なくとも１種の粉状物（Ｂ）と、を含有し、パルプ（Ａ）（乾燥重量）および前記粉状物（Ｂ）の総量における粉状物（Ｂ）の含有量が１０重量％以上５０重量％未満の範囲であるパルプモールド成形体。
＜２＞ 前記粉状物（Ｂ）の粒径が、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲である＜１＞に記載のパルプモールド成形体。
＜３＞ 前記粉状物（Ｂ）が、卵殻の粉状物である＜１＞または＜２＞に記載のパルプモールド成形体。
＜４＞ 壁の装飾材である＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のパルプモールド成形体。
＜５＞ 保護パッケージである請求項１から３のいずれかに記載のパルプモールド成形体。

本発明によれば、通気性、吸湿性、耐水性に優れ、機械的強度や表面意匠性に優れる環境対応型のパルプモールドが提供される。

本発明のパルプモールド成形体の一例（壁の装飾材）である。

以下、本発明について例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。なお、本明細書において「〜」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。

本発明は、パルプ（Ａ）と、卵殻、貝殻及び貝化石から選択される少なくとも１種の粉状物（Ｂ）と、を含有し、パルプ（Ａ）（乾燥重量）および前記粉状物（Ｂ）の総量における粉状物（Ｂ）の含有量が１０重量％以上５０重量％未満の範囲であるパルプモールド成形体に関する。

パルプ（Ａ）は、本発明のパルプモールド成形体における基材である。
パルプ（Ａ）としては、本発明のパルプモールド成形体の原料として使用できるものであればいずれの種類のパルプも選択することができる。パルプ（Ａ）となる原料パルプには、広葉樹由来のパルプ、針葉樹由来のパルプ、あるいは非木材パルプ（草・藁・竹など）、古紙パルプ（新聞紙古紙、段ボール古紙、上質古紙、廃棄機密文書等の紙類）などを例示することができる。これらの原料パルプは、１種又は２種以上を用いることができる。また、原料パルプには、機械的強度や耐水性を向上させるために、架橋化処理等の化学的処理を行ってもよい。

本発明のパルプモールド成形体におけるパルプ（Ａ）の配合量は、粉状物（Ｂ）（及びその他の任意成分）を混合させた際に、安定した抄造が可能である範囲で決定され、通常、５０重量％以上、好ましくは７０重量％である。

粉状物（Ｂ）は、卵殻、貝殻及び貝化石から選択される少なくとも１種の粉状物である。なお、本発明において、「粉状物」とは、粉状の物質、粒子状の物質、あるいは長尺状の物質をも含む概念である。

粉状物（Ｂ）は、卵殻、貝殻及び貝化石は、いずれもカルシウム成分を含む天然由来の素材であり、適度な硬度を有すると共に、多孔質であるため吸湿性を有する。
本発明のパルプモールド成形体の特徴は、パルプ（Ａ）（乾燥重量）および前記粉状物（Ｂ）の総量における粉状物（Ｂ）の含有量が１０重量％以上５０重量％未満の範囲で配合していることにある。粉状物（Ｂ）を含有させることにより、パルプモールド成形体の機械的強度が向上すると共に、耐火性、防音性、湿度調節性が向上する。また、粉状物（Ｂ）を含有させることにより、パルプ（Ａ）のみでは得られない重量感パルプモールド成形体に付与することができる。
粉状物（Ｂ）の含有量が１０重量％未満であると、粉状物（Ｂ）を配合した効果が十分に得られない。一方、５０質量％以上であると、パルプに由来するパルプモールドの特性が得られず、また、離形性や脱水性が大きく低下するためパルプモールド成形体の製造が困難となる。

卵殻は、その主成分が炭酸カルシウムであり、多孔質で吸着能が高いため、水蒸気を吸着することができる。また、卵殻は水蒸気以外の物質も吸着することができるため、パルプモールド成形体で脱臭を促進することができる。卵殻は、鶏の卵殻のみならずいかなる鳥の卵殻でもよいが、入手性などの観点からは、通常、鶏の卵殻が使用される。

貝殻は、その種類が特に制限されることはなく、牡蠣、ホタテ、サザエ、アサリ等の貝類の貝殻が挙げられる。特に、牡蠣殻は、多孔質であり、水分吸着性が高く、水蒸気以外の物質の吸着性に優れるため好ましい。

貝化石は、海中に生息していた貝類等が化石化したものであり、貝類以外として魚類・珊瑚・甲殻類・ケイ藻類・海藻類等の化石成分を含む場合がある。
貝化石は産地によってその成分や性質が異なるが、多孔質で調質性に優れたものや、抗菌活性を示すものも多く、粉状物（Ｂ）として好適に使用することができる。

粉状物（Ｂ）として、卵殻、貝殻及び貝化石の粉状物を１種類で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。

粉状物（Ｂ）として、卵殻の粉状物を含むことが好ましい。また、粉状物（Ｂ）が卵殻の粉状物のみからなってもよい。

また、粉状物（Ｂ）は、従来廃棄物である卵殻、貝殻及び貝化石を再利用し、パルプの使用量を減らすことができるので、パルプモールド成形体製造に係る原料量やエネルギー量が低減し、温室効果ガス削減等の環境効果が期待できる。

粉状物（Ｂ）の粒径は、本発明のパルプモールド成形体の具体的な種類に応じて、通気性、強度、意匠性を損なわない範囲で選択され、好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲であり、より好ましくは２０μｍ以上３００μｍ以下である。粉状物（Ｂ）が小さすぎると、パルプ（Ａ）からなる基材を閉塞して通気性を妨げる場合があり、大きすぎると、パルプ（Ａ）に固定されにくく粉状物（Ｂ）が脱離する場合がある。

また、パルプモールド成形体の表面の意匠性を高めるためには、粒径５００μｍ超の粉状物（Ｂ）を加えてもよい。このような粒径の粉状物（Ｂ）によってパルプモールド成形体表面に適度な凹凸が形成され、質感がよく独特の意匠性を供する。

粉状物（Ｂ）の粒径分布は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる。

粉状物（Ｂ）の製造方法は任意であるが、典型的には、原料となる卵殻、貝殻又は貝化石から付着物等を除去処理し、次いで、乾燥処理によって含水率を十分に低減させたのちに粉砕する。粉砕処理はハンマーミルやジェットミル等の公知の粉砕機が用いられる。また、粉砕後に必要に応じて他の処理を加えてもよい。得られた粉砕物は、通常、ふるい等により目的とする粒径に分級される。

上記卵殻、貝殻及び貝化石は、通常、未焼成のものを使用するが、必要に応じて焼成処理を行ってもよい。また、未焼成のものと焼成処理を行ったものを任意の割合で混合して使用することもできる。

本発明のパルプモールド成形体は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、パルプ（Ａ）及び粉状物（Ｂ）以外の成分を配合してもよい。このような成分として例えば、樹脂フィラー、ゴム、撥水剤、紙力増強剤、防腐剤などの各種助剤を添加することが可能である。また、所望の効果を阻害しない範囲で、コーヒー滓、茶殻等の廃棄物の乾燥粉砕物を添加することができる。

本発明のパルプモールド成形体は、原料として粉状物（Ｂ）を配合する以外は従来公知のパルプモールド成形体の製造方法と同様に製造することができる。例えば、パルプ（Ａ）及び粉状物（Ｂ）を含む原料スラリーを成形型上で吸引脱水し、パルプを堆積させた後、剥離（型抜き）し、乾燥させることによって製造することができる。

本発明のパルプモールド成形体の厚さは特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜決定されるが、通常、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

本発明のパルプモールド成形体は、目的とする製品形状を転写するため成形型を使用することによって、様々な形状の成形体を提供することができる。
本発明のパルプモールド成形体の用途は任意であり、目的に応じて様々な配合割合、形状の成形体を使用できる。本発明のパルプモールド成形体の好適な使用態様の一例は、保護パッケージである。保護パッケージの使用目的の制限はないが、例えば、靴、鞄などのアパレル商品、鶏卵、青果物、お菓子などの食品用のパッケージとして好適である。

また、パルプモールドからなる造形品や装飾品としても使用できる。
特に、本発明のパルプモールド成形体は、軽量で切断加工しやすいため、壁の装飾材（壁紙）の用途にも好適である。図１に本発明のパルプモールド成形体の一例として、壁の装飾材として使用した例を示す。壁の装飾材として使用する場合には、機械的強度等の機能性の観点から粒径１０μｍ以上５００μｍ以下（より好適には２０μｍ以上３００μｍ以下）の粉状物（Ｂ）を配合することが好ましい。さらに成形体表面に適度な凹凸が形成させて質感がよく独特の意匠性を供するために、粒径５００μｍ超の粉状物（Ｂ）を配合することが好ましい。粒径５００μｍ超の配合割合は、械的強度等の機能性を損なわない限り任意であり、目的とする凹凸の量等を考慮して適宜決定すればよい。

以上、本発明について述べたが、今回開示された内容は制限的なものではない。特に、今回の開示において、明示的に開示されていない事項は、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能である。

本発明のパルプモールドは、原料であるパルプとして新聞等の古紙を使用することができるため、資源を再利用することができ、原料コストを抑えることができ、製造時に排出される二酸化炭素が少なく、地球環境負荷の低減に貢献できる。

Claims (5)

1. パルプ（Ａ）と、卵殻、貝殻及び貝化石から選択される少なくとも１種の粉状物（Ｂ）と、を含有し、パルプ（Ａ）（乾燥重量）および前記粉状物（Ｂ）の総量における粉状物（Ｂ）の含有量が１０重量％以上５０重量％未満の範囲であることを特徴とするパルプモールド成形体。
2. 前記粉状物（Ｂ）の粒径が、１０μｍ以上５００μｍ以下の範囲である請求項１に記載のパルプモールド成形体。
3. 前記粉状物（Ｂ）が、卵殻の粉状物である請求項１または２に記載のパルプモールド成形体。
4. 壁の装飾材である請求項１から３のいずれかに記載のパルプモールド成形体。
5. 保護パッケージである請求項１から３のいずれかに記載のパルプモールド成形体。

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