JP2936555B2

JP2936555B2 - 紙製緩衝材

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Publication number: JP2936555B2
Application number: JP17249294A
Authority: JP
Inventors: 政博浜村
Original assignee: Nippon Seishi KK
Current assignee: Nippon Seishi KK
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JPH0834476A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種物品、特にチリ、
ホコリ等による汚染を嫌う精密工業製品等を、梱包や輸
送等に際しての衝撃から保護するために使用される、緩
衝材として十分な緩衝性と強度を合わせ持った紙製の緩
衝材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、緩衝材としては発泡スチロール、
発泡ポリエチレン等の合成樹脂を材料とするものが主に
使用されてきた。このような合成樹脂系の緩衝材は、成
形が容易である上に軽量で緩衝機能に優れ、さらに廉価
であることからコスト的にも有利である。しかし、これ
ら合成樹脂系の素材は、廃棄物としての処理が問題とな
ることが多い。すなわち、焼却処理を行う場合には、こ
れらは燃焼に際して大きな熱量を発生するため焼却設備
に過大の負荷を与える。また、埋立て処理を行う場合に
は、自然環境下で容易に分解しないこれらの特性のた
め、埋め立て施設の容量を圧迫し、環境汚染を引き起こ
す大きな原因の一つとなる。一方、その再生利用技術
も、まだ十分なものとはいえないのが現状である。従っ
て、近年の環境問題に対する世界的な関心の高まりとと
もに、その廃棄についての問題がにわかにクローズアッ
プされ、それとともにこれらの使用に対しても現在、次
第に厳しい制限が加えられつつある。

【０００３】こうした状況を背景として、パルプモール
ド、段ボール製の積層または組立緩衝材、紙製バラ状緩
衝材等、廃棄も容易で、しかも再使用可能な材料である
紙を利用した緩衝材が近年になって種々提案されてき
た。その中には、粉砕もしくは解繊した紙を成形して製
造するものもあり、例えば、特開昭６１−８９００５号
には、粉砕した古紙に接着剤を添加して圧縮成形し、乾
燥して緩衝材を製造する方法が、また特開平４−２６３
９２４号には、飲料用カートンの廃棄物を原料としてチ
ップ化した後、成形して緩衝材とする方法が提案されて
いる。これら粉砕等した紙を成形してなる緩衝材は、保
護すべき物品の形態に応じて種々の形状に容易に成形で
き、かつ比較的安価に製造できると考えられることか
ら、現在、その実用化を目指して各所で研究が進められ
ている。

【０００４】しかし、このタイプの紙製緩衝材は、その
密度と緩衝材としての性能が密接に関連しており、密度
が低くなるに従って緩衝材の強度も低下し、十分な緩衝
性を発揮することができなくなる。そのため、発泡スチ
ロール等のように、低密度、すなわち軽量で緩衝機能を
十分に発揮するものを得ることは困難であった。

【０００５】また、精密工業製品等にこの緩衝材を使用
する場合には、そこから発生するチリやホコリ等も問題
となる。チリやホコリ等がこれらの機器へ付着すると、
電気的誤動作、動作部の摩擦・摩耗の増大等の原因とな
り、機器の性能、機能に著しい影響を与えることが少な
くないからである。従ってこのような場合、緩衝材には
チリやホコリ等の発生しないものであることが要求され
るが、紙粉砕物等を成形してなる緩衝材においては、粉
砕した紙からの紙粉の発生はどうしても避けられず、こ
の紙紛が上記のトラブルの原因となることが予測され
る。かかるトラブルへの対策として、緩衝体の表面をフ
ィルムで覆うことにより製品への紙紛の付着を防止する
こともできるが、これもまた、使用される緩衝体が単純
な形状であるならばともかく、精密工業製品等に使用さ
れるもののように凹凸のある複雑な形状をしている場合
には、完全にその形状通りにフィルムを被覆することが
極めて困難であるため、保護すべき製品と緩衝材の凹凸
との嵌合性が悪くなる等の問題が生じ、有効な対策とは
考え難い。結局のところ、粉砕等した紙を成形してなる
緩衝材において、精密工業製品等に実用されるに適した
ものは、ほとんど知られていないというのが現状であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低密度、す
なわち軽量でも必要な強度を備え、しかも紙粉発生のな
い、粉砕もしくは解繊した紙を成形してなる緩衝材を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる緩
衝材を提供すべく鋭意研究を進めた結果、粉砕もしくは
解繊した紙を成形した緩衝材であっても、その表面に水
溶性高分子を主とする被覆層を設けることにより、紙粉
発生が防止でき、しかも、比較的低密度でも必要な強度
を備えたものが得られることを見出だし、本発明の紙製
緩衝材を完成した。

【０００８】すなわち、本発明の紙製緩衝材は、紙を粉
砕もしくは解繊したものを成形してなる成形物の表面
に、造膜性のある水溶性高分子を主とする溶液を塗布等
して被覆層を設け、６０％圧縮強度評価値を０．６０ｋ
ｇｆ・ｃｍ／ｃｍ³以上とすることにより達成される。

【０００９】ここで、６０％圧縮強度評価値とは、７ｃ
ｍ×７ｃｍ×５ｃｍの緩衝材を２５ｍｍ／分で６０％、
すなわち３ｃｍ圧縮したときの単位体積当りの圧縮エネ
ルギーをいう。緩衝材に必要とされる強度は、これを利
用すべき製品の種類によっても変わり一概に決めること
はできないが、この紙粉砕物等を成形したタイプの緩衝
材の利用が予定される分野では、多くの場合、この値が
０．６０ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ³未満では、緩衝材として
必要な強度を達成しているとは言えず、製品の自重や輸
送中に受ける衝撃等により破壊されるおそれが大きくな
る。

【００１０】水溶性高分子としては、各種のポリビニル
アルコールもしくは水溶性セルロースを好適に用いるこ
とができる。例えば、造膜性に優れており、紙を粉砕等
してなる成形物表面からの紙粉発生を有効に防止し、か
つ、緩衝材に必要な強度を付与することができるものと
して、ポリビニルアルコールでは、種々のけん化度・重
合度のものをはじめ、カルボキシル変性、アクリルアミ
ド変性、マレイン酸変性、シラノール変性等の変性ポリ
ビニルアルコールなどが、それぞれ単独で、または２種
以上を混合して用いることができ、水溶性セルロースで
は、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロースなどがそれぞれ単独で、または２種以上を混
合して用いることができる。また、これらのポリビニル
アルコールと水溶性セルロースを混合して使用すること
も構わない。更に、この水溶性高分子溶液に可塑剤を添
加したものも被覆材として用いることができる。このと
き可塑剤の添加量は、水溶性高分子１００重量部に対し
て５〜１５０重量部であることが必要とされるが、これ
は、添加量が５重量部未満ではその効果が発揮できず、
１５０重量部を超えると水溶性高分子の造膜性が悪くな
るためである。また、その可塑剤としては、グリセリン
または尿素を用いることが、これらが高い効果を有し、
しかも価格が安く入手しやすいことから望ましい。

【００１１】なお被覆層は、その被覆量として少なくと
も５ｇ／ｍ²以上、好ましくは１０ｇ／ｍ²以上設けら
れていることを要する。被覆量が５ｇ／ｍ²未満である
と、被覆が完全に行われないために成形物表面が露出す
る部分を生じ、紙粉の発生を防止することができない。
また、５ｇ／ｍ²以上であっても１０ｇ／ｍ²未満で
は、成形物表面に形成される膜厚が薄いため、膜に十分
な強度が得られないことから、緩衝材としての使用中に
衝撃、摩擦等を受けてこの膜が容易に破壊されてしまう
恐れがあり、十分に紙粉の発生を防止することは難し
い。一方、被覆量が１０ｇ／ｍ²以上であれば、成形物
の表面全体が水溶性高分子の膜で一様に被覆されること
になり、十分に紙粉発生を抑えることができ、加えて、
被覆量を増加していくことにより、緩衝材の強度増によ
る緩衝性能の向上も期待できる。もっとも、被覆量が１
１０ｇ／ｍ²を超えると、被覆層を設けるため成形物に
塗布される水溶性高分子の種類や、その水溶性高分子溶
液への可塑剤の添加の有無、すなわち被覆材の如何に関
わらず、それだけの被覆量を１回の塗布で成形物表面に
確保するのが通常は困難なことから、塗布操作を何回か
繰り返さなければならず、そのぶん緩衝体の製造工程は
複雑化する等、実操業上の困難も生じる。

【００１２】また、成形物表面への水溶性高分子溶液の
塗布は、成形物をその溶液に直接浸したり、スプレー噴
霧等することによって容易に行うことができる。また、
その乾燥は、自然乾燥でも良いが、より速く乾燥する為
には熱風或いは高周波加熱等による乾燥が効果的であ
る。

【００１３】なお本発明では、原料となる紙として、未
使用紙の他に、新聞、雑誌、コピー用紙、段ボール、樹
脂或いは無機系ラミネート加工紙等のあらゆる古紙を用
いることができる。これらは、ハンマーミル、ピンミ
ル、ターボ型ミル、カッターミル等の粉砕機又は解繊機
で微細化したものを、そのまま或いはこれに接着剤とし
て作用するものを添加して成形する。また本発明の緩衝
体は、例えばその原料として樹脂ラミネート加工紙を用
いた場合に、紙粉砕物等の他、合成樹脂性のフィルム、
シート等の細片が材料中に混入することがあるが、かか
る場合も、その特性を損なわない限り許容される。

【００１４】

【作用】本発明において、水溶性高分子の被覆層は、粉
砕もしくは解繊した紙を成形してなる成形物の表面から
の紙繊維の脱落を阻止することにより、紙粉の発生を防
止すると同時に、緩衝材に必要な強度を付与する役割を
も果たす。

【００１５】一般に、紙粉砕物等を成形して緩衝材を作
成した場合、その密度は０．０４ｇ／ｃｍ³から１．０
ｇ／ｃｍ³の間に分布することとなるが、この水溶性高
分子の被覆層を設けることにより、比較的低密度、すな
わち、このタイプの緩衝材としては本来十分な強度が期
待できないものについても、必要な強度を確保すること
が可能となる。

【００１６】また、この水溶性高分子へのグリセリン、
尿素等の可塑剤の添加は、これらから形成される膜に柔
軟性を付与し、緩衝材を使用される製品の表面が相当脆
弱なものであっても、緩衝材表面との接触部位に傷等を
つき難くし、さらに、この膜、すなわち被覆層自体にも
ある程度の緩衝機能をもたらす働きを有する。

【００１７】

【実施例】以下に、実施例及び比較例に従って本発明を
具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるもの
ではない。なお、以下の実施例で重量部とは、それぞれ
絶乾重量部を意味するものである。

【００１８】［実施例１］新聞古紙を原料にして粉砕し
た紙粉砕物１００重量部に対して、デンプン系接着剤
（王子コーンスターチ株式会社製：エースＢ）１０重量
部を均一に混合し、これを、内側にテフロン被覆を施し
た直方体（７ｃｍ×７ｃｍ×５ｃｍ）の樹脂製型に乾燥
後密度が０．１ｇ／ｃｍ³になるように充填し、型に収
容したままでマイクロ波加熱器（三洋電機株式会社製：
ＥＭＯ−Ｖ９２Ｆ）によって、５００Ｗ／３分加熱乾燥
し、自然冷却後、型から取出し成形物を得た。この得ら
れた成形物の表面に、１０％ポリビニルアルコール（け
ん化度９９％、重合度１７００）水溶液を均一に塗布
し、その被覆量が５３ｇ／ｍ²である緩衝材を作製し
た。

【００１９】［実施例２］ポリビニルアルコールとし
て、けん化度８８％、重合度２４００のものを用いた以
外は、実施例１と同様にして、その被覆量が８６ｇ／ｍ
²である緩衝材を作製した。

【００２０】［実施例３〜５］ポリビニルアルコールと
して、アクリルアミド変性ポリビニルアルコール、カル
ボキシル変性ポリビニルアルコール、マレイン酸変性ポ
リビニルアルコールを用いた以外は、実施例１と同様に
して、それらの被覆量がそれぞれ９９、７９、８５ｇ／
ｍ²である緩衝材を作製した。

【００２１】［実施例６］ポリビニルアルコールに代え
て、水溶性セルロースとして５％メチルセルロースを用
いた以外は、実施例１と同様にして、その被覆量が１７
ｇ／ｍ²である緩衝材を作製した。

【００２２】［実施例７〜１０］水溶性セルロースとし
て、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルロースを用いた以外は実施例６と同様にして、そ
れらの被覆量がそれぞれ３１、２２、３８、４１ｇ／ｍ
²である緩衝材を作製した。

【００２３】［実施例１１］ポリビニルアルコール（け
ん化度９９％、重合度１７００）５０重量部にメチルセ
ルロース５０重量部を混合し、これを被覆材として実施
例１と同様に、被覆量が８２ｇ／ｍ²である緩衝材を作
製した。

【００２４】［実施例１２〜１４］実施例１のポリビニ
ルアルコール１００重量部に対して、グリセリン１０重
量部、５０重量部、１００重量部を添加し、これを被覆
材として実施例１と同様に、被覆量がそれぞれ９１、８
０、７０ｇ／ｍ²である緩衝材を作製した。

【００２５】［実施例１５〜１７］実施例１のポリビニ
ルアルコール１００重量部に対して、尿素１０重量部、
５０重量部、１００重量部を添加し、これを被覆材とし
て実施例１と同様に、被覆量がそれぞれ７４、８４、１
０３ｇ／ｍ²である緩衝材を作製した。

【００２６】［実施例１８〜２０］実施例６のメチルセ
ルロース１００重量部に対して、グリセリン１０重量
部、５０重量部、１００重量部を添加し、これを被覆材
として実施例６と同様に、被覆量がそれぞれ５９、５
２、３８ｇ／ｍ²である緩衝材を作製した。

【００２７】［実施例２１〜２３］実施例６のメチルセ
ルロース１００重量部に対して、尿素１０重量部、５０
重量部、１００重量部を添加し、これを被覆材として実
施例６と同様に、被覆量がそれぞれ６２、６８、８２ｇ
／ｍ²である緩衝材を作製した。

【００２８】［実施例２４］実施例１１のポリビニルア
ルコールとメチルセルロースの混合物１００重量部に対
して、グリセリン５０重量部を添加し、これを被覆材と
して実施例１１と同様に、被覆量が７４ｇ／ｍ²である
緩衝材を作製した。

【００２９】［実施例２５］実施例１１のポリビニルア
ルコールとメチルセルロースの混合物１００重量部に対
して、尿素５０重量部を添加し、これを被覆材として実
施例１１と同様に、被覆量が７４ｇ／ｍ²である緩衝材
を作製した。

【００３０】［実施例２６〜３０］被覆量を、それぞれ
６、１１、３６、５７、１０３ｇ／ｍ²と変更した以外
は、実施例１と同様にして緩衝材を作製した。

【００３１】［実施例３１〜３４］被覆量を、それぞれ
６、１７、２５、５６ｇ／ｍ²と変更した以外は、実施
例６と同様にして緩衝材を作製した。

【００３２】［比較例１］ポリビニルアルコール被覆層
を設けていない以外は、実施例１と同様にして、緩衝材
を作製した。

【００３３】［比較例２］被覆量を４ｇ／ｍ²にした以
外は、実施例１と同様にして、緩衝材を作製した。

【００３４】実施例および比較例で作製した緩衝材につ
いて、紙粉の発生状況と緩衝材としての性能評価をする
ために下記の試験を行った。結果を表に示す。紙粉評価：１８ｍｍ幅セロハンテープ（積水化学工業
株式会社製）を緩衝材表面に指の腹で往復３回、軽く擦
りながら貼り、引き離したときにテープ上に付いた紙粉
の量を官能で評価した。強度評価：テンシロン（オリエンテック社製：ＯＴＭ
−１−５０００Ｂ型）で７ｃｍ×７ｃｍ×５ｃｍの緩衝
材を圧縮速度２５ｍｍ／分で３ｃｍ圧縮した時の単位体
積当りの圧縮エネルギーを求め、緩衝材の６０％圧縮強
度評価値とした。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】紙粉の発生は、紙粉砕物からなる成形物の
表面に５ｇ／ｍ²以上の被覆量で被覆層を設けることに
より減少し、特にこの被覆量を１０ｇ／ｍ²以上とした
場合には完全に防止された。また緩衝材の強度も、被覆
層を設けることにより、かかる被覆層のないものと比較
して１．２〜２．１倍まで増加した。なお、この強度
は、同一種類の被覆材を用いた場合にはその被覆量によ
り影響を受け、被覆量が増加すればする程、増加する傾
向を示したが、水溶性高分子の種類と紙粉発生の多少お
よび緩衝材の強度の大小との関連については、はっきり
とした傾向を見出だすことはできず、一方、これらの評
価が、その水溶性高分子への可塑剤の添加によっても大
きく影響を受けることはなかった。

【００３９】

【効果】本発明の緩衝材は、粉砕、解繊した紙を成形し
て得られた緩衝材であるにも拘らず、造膜性のある水溶
性高分子を主とする被覆層を設けることにより、紙粉の
発生を完全に防止することができ、精密工業製品のよう
に、チリやホコリ等による汚染を嫌う物品に対しても使
用することができる。しかも、かかる被覆層が緩衝材に
強度を付与するため、本発明の緩衝材は比較的低密度、
すなわち軽量のものであっても良好な緩衝性能を発揮す
ることができる。

【００４０】また、この水溶性高分子にグリセリン、尿
素等の可塑剤を添加したものを被覆材として用いること
により、被覆膜に柔軟性が付与されるので、保護すべき
製品の表面に緩衝材自体がつけるわずかな傷をも防止す
ることができ、さらに被覆層自体にもある程度の緩衝機
能がもたらされる。

【００４１】加えて本発明では、主たる原料として紙を
利用しているため、緩衝材としての使用後は再利用する
こともできる。一方、これを廃棄する場合においても、
紙はもちろん、ここで用いたポリビニルアルコールや水
溶性セルロース等の水溶性高分子、並びにグリセリン、
尿素等は地中、水中の微生物によって容易に分解されや
すく、焼却の際にも大きな熱量を発生しないため、環境
汚染を惹起するおそれも少ない。また、本発明の原料と
して古紙を使用することにより、一層の資源の有効活用
を図ることもできる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕もしくは解繊した紙を成形してなる
成形物の表面に、水溶性高分子の被覆層を、被覆量が５
ｇ／ｍ²以上となるように設け、紙粉を防止し、かつ、
６０％圧縮強度評価値を０．６０ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ³
以上としたことを特徴とする紙製緩衝材。
【請求項２】粉砕もしくは解繊した紙を成形してなる
成形物の表面に、水溶性高分子１００重量部および可塑
剤５〜１５０重量部からなる被覆層を、被覆量が５ｇ／
ｍ²以上となるように設け、紙粉を防止し、かつ、６０
％圧縮強度評価値を０．６０ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ³以上
としたことを特徴とする紙製緩衝材。
【請求項３】可塑剤として、グリセリンまたは尿素を
用いることを特徴とする請求項２に記載の緩衝材。
【請求項４】被覆量が１０ｇ／ｍ²以上であることを
特徴とする、請求項１、２または３に記載の紙製緩衝
材。
【請求項５】水溶性高分子として、ポリビニルアルコ
ールを用いることを特徴とする、請求項１、２、３また
は４に記載の紙製緩衝材。
【請求項６】水溶性高分子として、水溶性セルロース
を用いることを特徴とする、請求項１、２、３または４
に記載の紙製緩衝材。
【請求項７】水溶性高分子として、ポリビニルアルコ
ールと水溶性セルロースを混合したものを用いることを
特徴とする、請求項１、２、３または４に記載の紙製緩
衝材。