JP4846405B2 - 紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、紙粉砕物と、熱可塑性樹脂又は生分解性樹脂のいずれか一方又は両方とからなる環境配慮型樹脂組成物に関する。また、環境配慮型樹脂組成物を製造するに際して、加熱混練工程の生産性と紙の分散を改善し、また、混練発熱による焼け着色とそれに伴う臭気問題を軽減する製造方法に関する。

環境保全に配慮した成形体として、熱可塑性樹脂とパルプや古紙等を粉砕したものとの混合物を原料としたものが知られている。しかし、一般的に解繊及び１次粗砕から２次粉砕して微粉砕したパルプや古紙等は、嵩高いため扱い難く、混練生産性が悪い。また、嵩高く粉砕されたパルプや古紙を高配合すると、混練押出機のモーター負荷が大きく発熱し易いことから、焼けによる着色と臭気が発生するという問題がある。

一方、湿式によるプラスチックフィルムラミネート古紙を抄紙原料に再利用する方法は、紙とフィルムを分離する必要があり、回収繊維分は有効利用されるものの、分離されたラミネートフィルムは、焼却か埋め立て等の処理がされており、ラミネート古紙の全体を再利用する方法については実用化されていない。

このプラスチックフィルムラミネート古紙を環境配慮型樹脂組成物とするために、比較的容易に粉砕できる３ｍｍ孔径パス程度の粗粉砕物を用いると、該粗粉砕古紙の未分散物が成形体の表面に露出し美観を損なうという問題がある。

上記問題点を解決する方法として、解繊された古紙と分散性改良剤からなる組成物（例えば特許文献１を参照。）やプラスチックフィルムラミネート紙微裁断物の製造方法（例えば特許文献２を参照。）等が提案されている。

特許第３００７８８０号公報 特開２００４−５８２５４号公報

しかしながら、上記方法では、解繊された古紙の嵩減らしを行なうために、低融点の樹脂などのバインダーを事前に混合しなければならない。更には、古紙を細かく粉砕する乾式微粉砕を前処理として必要としている。特に、乾式微粉砕に関し、粉砕回数や粉砕時間を長くする特別な粉砕機を必要としている。

しかし、両面がポリエチレンフィルム等のプラスチックフィルムでラミネートされた紙を粉砕するに際して、粉砕発熱でラミネートされたポリエチレンフィルムが粉砕機スクリーンに溶融付着するために、スクリーンが閉塞しない程度に粉砕粒度を大きくする方法が実施されている。得られた粉砕粒度が大きいプラスチックフィルムラミネート紙粉砕物の高配合樹脂組成物は、混練押出機のモーター負荷が大きく、混練発熱による焼けが起き易い。

この対策として、二酸化チタンなどを配合して白さを保持させることが通常行なわれる。この対策によって外観上の焼けによる黄変はほとんど気にならない程度まで減少できるものの、成形物に水がかかると、かかった水や成形物に焼けによる黄変が発生する。

その機構については必ずしも明確になっていないが、本発明者らが調査したところ、混練及び成形工程の際に高温となることによって生じた着色成分が水層中に抽出されることで起こり、使用した紙と混練条件に由来する着色成分であることが判明した。このような現象が起こると成形物の品位を著しく損ねることから、水がかかっても黄変しない樹脂組成物が望まれていた。しかし、紙配合熱可塑性樹脂組成物について黄変、特に水が介在する黄変現象について取上げた文献は見当たらない。

そこで本発明の目的は、微粉砕し難いプラスチックフィルムラミネート紙の混練生産性と、解繊されていないセルロース繊維の分散性を改善させるとともに、混練工程の発熱を軽減させることが可能な紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供することである。そして、この製造方法によって、紙を含有した樹脂組成物の加熱混練及び成形工程で生じる黄変に対して特に水が介在する黄変が著しく減少させられていること、また、混練発熱で生じた着色成分が脱色されている環境配慮型樹脂組成物の成形物を提供することにある。

本発明者らは、粗粉砕及び解繊或いは微粉砕された各種古紙の混練を進めた結果、樹脂混練生産性の良い紙ペレットを見出した。また、セルロース繊維膨潤剤の存在下で混練すると、紙成分を解繊させたり繊維を丸めたりでき、同時に混練発熱による焼けを軽減できる環境配慮型樹脂組成物の製造方法を見出した。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、粉砕したプラスチックフィルムラミネート紙を非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット、又は、パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物若しくは組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれか１種又はこれらの混合物１００質量部に対してセルロース繊維膨潤剤を２〜３０質量部吸収させ、さらに熱可塑性樹脂１０〜２００質量部を加えて混練用混合物を調整する工程と、該混練用混合物を前記円柱状ペレットに吸収されているセルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記加熱混練する工程において、前記セルロース繊維膨潤剤を吸収させた円柱状ペレットの解しを進めることを含む。加熱混練したときにセルロース繊維膨潤剤の存在下としたため、ペレットの解しが進む。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記加熱混練する工程において、前記混練用混合物に含有されている紙の解繊を進めることを含む。加熱混練したときにセルロース繊維膨潤剤の存在下としたため、紙の解繊が進み、セルロース繊維の分散性が向上する。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記加熱混練する工程において、解繊されたセルロース繊維を丸めることを含む。加熱混練したときにセルロース繊維膨潤剤の存在下としたため、解繊されたセルロース繊維を丸める。これにより、繊維同士の激しい丸まりを抑制し、成形体の表面の美観の低下を抑制できる。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記パルプ若しくは前記粉砕古紙が、紙の微粉砕物、紙の解繊物、径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕紙、径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕されたプラスチックフィルムラミネート紙、水分率４０〜６５質量％のウェットパルプ又は水分率５〜５０質量％の製紙用パルプシート或いはこれらの混合物であることを含む。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記セルロース繊維膨潤剤が水であることが好ましい。水は、紙に容易に浸透し、紙を湿潤させ、解繊効果があり、セルロース繊維の分散性を改善できる。そして、その後の分離も容易である。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記混練用混合物を調整する工程又は前記加熱混練する工程において、界面活性剤又は漂白剤或いはその両方を添加することが好ましい。混練時に水等のセルロース繊維膨潤剤の飛散と共にセルロース繊維の繊維間結合が発現するため、界面活性剤の添加により、これを抑制することができる。また、漂白剤添加により黄変防止ができる。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記加熱混練する工程を経て得られた紙配合熱可塑性樹脂組成物と漂白剤とを接触させる工程をさらに有することが好ましい。紙と熱可塑性樹脂とを加熱混練してなる複合材料において、該複合材料と漂白剤とを接触させ、該複合材料の着色成分を脱色できる。

本発明に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、前記漂白剤が水素化ホウ素化合物であることが好ましい。安価で、黄変防止の効果が高い。

本発明によれば、紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、微粉砕し難いプラスチックフィルムラミネート紙の混練生産性と、解繊されていないセルロース繊維の分散性を改善させるとともに、混練工程の発熱を軽減させることが可能である。そして、この製造方法によって、紙を含有した樹脂組成物の加熱混練及び成形工程で生じる黄変に対して特に水が介在する黄変が著しく減少させられていること、また、混練発熱で生じた着色成分が脱色されている商品価値の高い環境配慮型樹脂組成物の成形物を提供することができる。樹脂組成物の色相を常温付近で改善でき簡単且つ効率的である。更には使用できる古紙の範囲が広がり、資源の有効利用という点から環境負荷の軽減に寄与できる。

以下、本発明について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されない。本実施形態に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、粉砕したプラスチックフィルムラミネート紙を非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット（以降、粉砕したプラスチックフィルムラミネート紙を原料とするこの円柱状ペレットにセルロース繊維膨潤剤を吸収させたものを「紙ペレット」と称して、区別することがある。）、又は、パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物若しくは組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれか１種又はこれらの混合物１００質量部に対してセルロース繊維膨潤剤を２〜３０質量部吸収させ、さらに熱可塑性樹脂１０〜２００質量部を加えて混練用混合物を調整する工程と、該混練用混合物を前記円柱状ペレットに吸収されているセルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程と、を有する。セルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練を行なうことで、混練生産性とセルロース繊維の分散性を改善でき、また、混練工程の発熱を軽減できる。なお、以降、セルロース繊維膨潤剤を吸収させた円柱状ペレットを使用する形態が本発明であり、使用しない形態は参考例とする。

本実施形態に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、より具体的には、第１の形態として（１）本実施形態に係る紙ペレット、又は、（２）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、又は、（３）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、（４）（２）の混合物若しくは（３）の組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット、のいずれか１種又は（１）〜（４）の混合物１００質量部に対して、セルロース繊維膨潤剤２〜３００質量部及び熱可塑性樹脂１０〜２００質量部を加えた混練用混合物を調整する工程と、該混練用混合物を前記セルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程と、を有する。ここで、本実施形態に係る紙ペレットは、粉砕したプラスチックフィルムラミネート紙を、非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットと、該円柱状ペレットに吸収されているセルロース繊維膨潤剤とからなり、該セルロース繊維膨潤剤が前記円柱状ペレット１００質量部に対して２〜３０質量部吸収されている。

第２形態の製造方法は、（１）本実施形態に係る紙ペレット１００質量部に対して、少なくとも熱可塑性樹脂１０〜２００質量部を加えた混練用混合物を調整する工程と、該混練用混合物を、前記紙ペレットに吸収されているセルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程と、を有する。

また、第３形態の製造方法は、（２）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、（３）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、（４）（２）の混合物若しくは（３）の組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれか１種又は（２）〜（４）の混合物１００質量部に対して、少なくともセルロース繊維膨潤剤２〜３００質量部を加えた混練用混合物を調整する工程と、該混練用混合物を前記セルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程と、を有する。

第１形態乃至第３形態の製造方法は、具体的形態であるが、これらに限定されるものではなく、セルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程を有する限り、本実施形態に含まれる。以下、より具体的に説明する。

パルプ若しくは粉砕古紙は、紙配合熱可塑性樹脂組成物に含有させるセルロース繊維の原料であり、セルロース繊維としては、例えば、木材パルプ、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、古紙由来のパルプ又は木材パルプをアルカリ処理し機械的に細断したアルファ繊維フロック、或いは、綿実から得られるコットンリンター、コットンフロック、或いは、人絹を細断した人絹フロック、或いは、繊維素誘導体であるカルボキシメチルセルロース、メチルセルロースがある。

本実施形態においては、パルプ若しくは粉砕古紙は、（ａ）紙の微粉砕物、（ｂ）紙の解繊物、（ｃ）径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕紙、（ｄ）径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕されたプラスチックフィルムラミネート紙、（ｅ）水分率４０〜６５質量％のウェットパルプ又は（ｆ）水分率５〜５０質量％の製紙用パルプシート或いは（ｇ）（ａ）〜（ｆ）の混合物であることが好ましい。

これらのセルロース繊維を主体とする（ａ）紙の微粉砕物や（ｂ）解繊物は、例えば、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）、新聞古紙、又はダンボール古紙などを、通常２０〜２００メッシュパス程度に粉砕したものとする。また、（ｃ）径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕紙及び（ｄ）径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕されたプラスチックフィルムラミネート紙は、上記の成紙、ポリオレフィンフィルム１５〜５０μｍをラミネートされた写真印画紙やミルクカートントリミング屑などがある。また、（ｅ）水分率４０〜６５質量％のウェットパルプは、抄紙工程で得られる離解脱水パルプである。また、（ｆ）水分率５〜５０質量％の製紙用パルプシートは、市販されている針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプシートなどを挙げることができる。

本実施形態で使用する紙は、白色度が高いほど良好で、通常ＩＳＯ白色度（ＪＩＳ Ｐ ８１４８：２００１「紙，板紙及びパルプ−ＩＳＯ白色度（拡散青色光反射率）の測定方法」）で７５％以上、更に好ましくはＩＳＯ白色度８０％以上である。ＩＳＯ白色度が７５％より低いと、黄変の度合いが大きくなる。例えば、機械パルプや未晒パルプを使用した新聞古紙や段ボール古紙は、熱による黄変を起こし易く、所定に効果が得られたとしても漂白剤の使用が顕著に増大しコスト増を招くことがある。

本実施形態で更に望ましい紙は、紙の白色度が高く、粉砕され難いプラスチックフィルムラミネート紙のミルクカートントリミング屑であり、環境配慮型樹脂組成物として有効利用することができる。しかし、径１ｍｍ丸孔スクリーンを通過した粉砕物は、見掛け比重０．１以下と嵩高く、混練作業性が非常に悪い。

この問題を改善するために、嵩高い粉砕物の嵩減らしを行なう。具体的には、本実施形態に係る紙ペレットとして嵩減らしを行なう。例えば、非スクリュータイプ造粒機で径３〜１０ｍｍ、長さ３ｍｍ〜１０ｍｍ、見掛け比重０．３〜０．７の円柱状ペレットに成形する。粉砕されたミルクカートントリミング屑は、プラスチックフィルムが粉砕物中に均一分散しているため、そのまま非スクリュータイプ造粒機に投入できる。円柱状ペレットの径、長さ、見掛け比重は、ダイスの仕様とカッター位置で調整できる。

好ましくは、以下のセルロース繊維膨潤剤を用いても形状を保持させるために、見掛け比重０．５以上に成形することが望ましい。セルロース繊維膨潤剤は、紙比率の高い円柱状ペレットに吸着され易く、紙ペレットの解しとセルロース繊維の分散を良好にさせる。円柱状ペレットの見掛け比重が０．３未満では、円柱状ペレット或いは紙ペレットの移送性等の混練作業性を悪化させ、見掛け比重が０．７より大きいと、非スクリュータイプ造粒機の動力過負荷やセルロース繊維の分散不良を起こし易い。

なお、円柱状ペレットを形成する際に、熱可塑性樹脂を添加しても良い。例えば、ミルクカートントリミング屑には、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が既に含まれているが、熱可塑性樹脂の含有量を増加させる場合に適用できる。また、円柱状ペレットを形成する際に、適宜、セルロース繊維膨潤剤を加えておいても良い。

本実施形態に係る紙ペレットは、このようにして成形した円柱状ペレットにセルロース繊維膨潤剤を吸収させることで得られる。ここで、セルロース繊維膨潤剤が円柱状ペレット１００質量部に対して２〜３０質量部、好ましくは５〜２０質量部吸収されていることとする。セルロース繊維膨潤剤の添加量が２質量部未満であると、紙ペレットの解しとセルロース繊維の分散が進み難く、３０質量部を超えると、紙ペレットが解れ易く、計量性や移送性などの混練作業性を悪化させる。

紙配合熱可塑性樹脂組成物を製造するに際して、セルロース繊維膨潤剤は、（１）本実施形態に係る紙ペレット、に事前に吸収させておいても良いが、（２）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、又は、（３）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、（４）（２）の混合物若しくは（３）の組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれかをセルロース繊維の原料とするときは、これらに対して添加しておいても良い。（１）〜（４）はそれぞれ単独で使用するが、（１）本実施形態に係る紙ペレット、（２）の混合物、（３）の組成物、（４）の円柱状ペレットを適宜組み合わせて使用しても良い。例えば、（１）と（２）、（１）と（３）、（１）と（４）、（２）と（３）、（２）と（４）又は（３）と（４）の２種の組み合わせ、或いは、（１）と（２）と（３）、（１）と（２）と（４）、（１）と（３）と（４）、（２）と（３）と（４）の３種の組み合わせ、或いは（１）と（２）と（３）と（４）の４種の組み合わせがある。

セルロース繊維膨潤剤は、紙に浸透湿潤し解繊効果のある水が、その後の分離性からも良い。セルロース繊維膨潤剤としての水は、混練工程の高温、高圧又は高温高圧の雰囲気で有効にセルロース繊維の繊維間結合を緩め、セルロース繊維の分散性を改善できる。ここで、セルロース繊維膨潤剤である水の配合率は、（１）本実施形態に係る紙ペレット、又は、（２）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、又は、（３）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、（４）（２）の混合物若しくは（３）の組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット、のいずれか１種又は（１）〜（４）の混合物の１００質量部に対し２〜３００質量部の範囲内である。高速撹拌ミキサー等の攪拌せん断力を利用した紙の解繊を進める場合は、５０〜３００質量部、好ましくは１００〜２００質量部である。また、二軸スクリュー押出機等で、例えば紙ペレット又は円柱状ペレット或いはこれらの両方の解しからセルロース繊維を解繊し、さらにはセルロース繊維を丸め、また、水分除去を容易とするために好ましくは２〜２０質量部が良い。押出機のモーター動力負荷は、理由は不明であるが、セルロース繊維膨潤剤である水２質量部以上から軽減傾向となる。水３００質量部を超える場合は、紙の分散効果が大きいものの、水分が残存し易く、水分除去の後工程を必要とする。再度、押出ペレット化する工程等があればこの限りではない。

尚、セルロース繊維長が長い場合或いは紙配合比率が高い場合は、解繊維後に繊維が絡み合い、丸まり易い。この繊維の丸まりが激しくなると成形体の表面に露出し美観を損なうことになる。この激しい繊維の丸まりを防ぐために、以下のセルロース繊維の繊維間結合防止剤を用いる。高速撹拌ミキサーなどで紙の解繊を行なう場合は、水分飛散とともにセルロース繊維の繊維間結合が発現するため、防止剤として界面活性剤などが有効である。界面活性剤は、混練用混合物を調整する工程又は加熱混練する工程において、添加される。

この界面活性剤としては、例えば非イオン界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤や、ステアリン酸、ステアリン酸のカルシウム、マグネシウム、亜鉛塩などの高級脂肪酸及びその塩、ステアリルアルコール、グリセリンモノステアレート、ポリエチレングリコールなどの高級アルコールや高級多価アルコール、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートなどの各種脂肪酸エステルなどが挙げられる。他の防止剤としては、粉末低密度ポリエチレン、カルボン酸変性ポリエチレン、カルボン酸変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステルなども好ましい。これらの繊維間結合の防止剤は１種を用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。その配合量は、（１）本実施形態に係る紙ペレット、又は、（２）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、又は、（３）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、（４）（２）の混合物若しくは（３）の組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット、のいずれか１種又は（１）〜（４）の混合物の１００質量部に対し、０．３〜１００質量部の範囲で選ばれる。

混練用混合物を調整する工程又は加熱混練する工程において、漂白剤を添加しても良い。紙配合熱可塑性樹脂組成物の黄変を防止できる。漂白剤としては、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム（以下、「ＳＢＨ」と略記する。）、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素ルビジウム、水素化ホウ素セシウム、水素化ホウ素ベリリウム、水素化ホウ素マグネシウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化ホウ素テトラブチルアンモニウム等の水素化ホウ素化合物が挙げられるが、入手のし易さからＳＢＨが好適である。ＳＢＨは、粉末或いはアルカリ水溶液の形態で使用される。

水素化ホウ素化合物の添加率は、（１）本実施形態に係る紙ペレット、又は、（２）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、又は、（３）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、（４）（２）の混合物若しくは（３）の組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット、のいずれか１種又は（１）〜（４）の混合物の１００質量部に対し、０．０１〜２．０質量部の範囲内である。更に好ましくは０．１〜１．０質量部である。０．０１質量部より低い添加率では黄変防止効果が不十分であり、２．０質量部より多いと樹脂組成物中に未反応の水素化ホウ素化合物が過剰に残り、例えば成形品表面の水素化ホウ素化合物が吸湿し強アルカリ性のメタホウ酸化合物の結晶物を析出する。また、射出成形では発泡によって成形が不安定になる傾向がある。紙配合熱可塑性樹脂組成物がすでに着色物を形成している場合、黄変の度合いをみて適正な添加率を決める必要がある。適正な添加率は、紙配合熱可塑性樹脂組成物そのものを用いた試験と、更に加熱混練及び成形工程でかかる熱を想定して試験を行なう。

本実施形態において、水素化ホウ素化合物は、混練工程のペレット化に先立って添加する場合は、混錬時の熱を利用し反応を促進でき、紙中にもともと存在しているか、或いは粉砕、混練工程の熱によって生成される着色成分の形成防止と除去効果が同時に作用するものと思われる。更に水素化ホウ素化合物を残留させることで脱色作用が継続し着色成分を消失または減少できる。別の添加手段として、加熱混練する工程を経て得られた紙配合熱可塑性樹脂組成物と漂白剤とを接触させる工程（以後、「後工程」という）をさらに設けても良い。例えば、射出成形、押出成形等の成形工程で水素化ホウ素化合物のマスターバッチを用いる方法、或いは本実施形態の紙配合熱可塑性樹脂組成物を混合する方法も挙げることができる。

なお、界面活性剤と漂白剤は、いずれか一方添加するのみならず、その両方を添加しても良い。

水素化ホウ素化合物と着色成分との混練・成形及び後工程での反応は、水素化ホウ素化合物が簡単に分解しない酸性領域から樹脂及び紙のアルカリ溶出或いは紙のアルカリ焼け（暗色化）を起こさない範囲でｐＨを調整する必要がある。ｐＨは５を超える酸性から上記のアルカリ性の範囲、例えばｐＨ１１以下が好ましい。水素化ホウ素化合物の粉末を混練工程で用いる場合は、条件によっては紙の熱分解による酸性成分の影響を受けるため、水素化ホウ素化合物の添加に先立って、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のｐＨ調整剤で調整することが好ましい。水素化ホウ素化合物の水酸化ナトリウム水溶液を用いる場合には、混練からペレット化の温度が１２０℃以上となるため、高濃度の水酸化ナトリウム水溶液による紙配合熱可塑性樹脂組成物の暗色化を引き起こす。このためｐＨの調整が特に重要である。次に後工程で紙配合熱可塑性樹脂組成物の着色成分を脱色し、色相を改善するには、水素化ホウ素化合物を含有する紙配合熱可塑性樹脂組成物及び成形物を、水又は水を含む混合液に加え接触させることでできる。または、紙配合熱可塑性樹脂組成物及び成形物に含有する水分或いは環境雰囲気の吸着水を使用してもよい。勿論、水素化ホウ素化合物を含む水或いは水系混合液に紙配合熱可塑性樹脂組成物及び成形物を浸漬し使用することもできる。反応温度は適宜設定できるが、水の場合は５〜５０℃であることが好ましい。さらに好ましくは、１０〜３５℃である。

本実施形態で使用する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル・スチレン樹脂（ＡＳ）、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の汎用樹脂、生分解性樹脂としてはポリ乳酸系、ポリブチレンサクシネート系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系等各種樹脂を使用できる。これらの樹脂のうち、紙粉砕物の熱変色を抑制するために、比較的低温に融点を持つポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等が安価でありリサイクルに適した材料であるためより好ましく用いられる。尚、これらの樹脂は単独重合体若しくは共重合体でもよく、使用済み成形物の粉砕物或いはリサイクル物でもよく、又単独若しくは混合物であってもよい。

環境配慮型とするため紙粉砕物と熱可塑性樹脂との混合割合は、両者の合計質量の５０質量％未満、例えば４９質量％以下が熱可塑性樹脂となるように配合する。好ましい配合割合は、紙粉砕物／熱可塑性樹脂＝５１／４９質量％〜７０／３０質量％の範囲である。必要に応じて流動性改良剤（無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンワックス、ロジンエステル、有機過酸化物など）、酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤など）、顔料（酸化チタン、炭酸カルシウムなど）等の各種助剤を本発明の効果に影響を与えない範囲で添加しても良い。

紙粉砕物と生分解性樹脂を主成分とする樹脂組成物の場合は、いずれもが生分解性であるために環境型とするための配合割合はない。成形性と成形物の品質要求によって配合割合が決定される。通常、紙粉砕物／生分解性樹脂＝１０／９０質量％〜９０／１０質量％の範囲である。また、上記同様の助剤、白色充填剤を適宜使用しても良い。

本実施形態に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、混練する対象となる混練用混合物は、例えば、（Ａ）本実施形態に係る紙ペレット、パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、前記混合物若しくは前記組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれか１種又はこれらの混合物と、セルロース繊維膨潤剤と熱可塑性樹脂との混合物である場合、（Ｂ）本実施形態に係る紙ペレットと熱可塑性樹脂との混合物である場合、（Ｃ）パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物、パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む組成物、又は、前記混合物若しくは前記組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれか１種又はこれらの混合物とセルロース繊維膨潤剤との混合物である場合があげられる。これらの混練用混合物を調整する際、例えば単に混合する場合のみならず円柱状ペレットを成形する場合においても、界面活性剤、漂白剤、流動性改良剤、酸化防止剤、顔料等の各種助剤を添加することができる。また、混練する際に添加しても良い。

また、事前に混練用混合物を全て配合して予備混練しておいた中間混合物を準備しておき、加熱混練する工程において、新たな配合物を添加せずに加熱混錬のみを行なう工程としても良い。

本実施形態に係る紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、従来公知の方法が使用でき、高速撹拌ミキサー或いは二軸スクリュー押出機若しくはその組み合わせからなる混練工程を使用できる。例えば、紙粉砕物と紙ペレットのいずれか一方又はその両方と、セルロース繊維膨潤剤と、界面活性剤と漂白剤のいずれか一方又はその両方と、熱可塑性樹脂とを所定の割合になるように計量後、高速撹拌ミキサー等の混練手段で均一に混合する。または、熱可塑性樹脂の溶融温度まで混錬する。或いは、押出機のフィーダーに、紙粉砕物と紙ペレットのいずれか一方又はその両方に、セルロース繊維膨潤剤、界面活性剤又は漂白剤の少なくともいずれか一種を含ませた組成物を連続的に供給してペレット化することもできる。押出機への連続的な安定供給は、特に、非スクリュータイプ造粒機で径３ｍｍ〜１０ｍｍ、長さ３ｍｍ〜１０ｍｍ、見掛け比重０．３〜０．７の円柱状の本実施形態に係る紙ペレットに成形することで達成できる。また、この円柱状の本実施形態に係る紙ペレットは吸水性がありセルロース繊維膨潤剤を保持し易い特徴もあるために、事前にセルロース繊維膨潤剤を加えておくこともできる。加熱混練の際の温度は、樹脂により適宜変更されるが、例えば、１２０〜１８０℃とする。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、評価は、下記の方法により行なった。

（セルロース繊維の分散性）
得られた紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを用いた射出成形品である多目的試験片（ＪＩＳ Ｋ ７１３９：１９９６「プラスチック−多目的試験片」）の外観を目視観察し、セルロース繊維の凝集体有無による均一性から評価した。
○：セルロース繊維の丸まり及び凝集物がなく均一である。
△：セルロース繊維の丸まり及び１ｍｍ^２未満のセルロース繊維凝集物がわずかにあり、実用に耐える。
×：セルロース繊維の丸まり及び１ｍｍ^２以上のセルロース繊維凝集物があり、実用に耐えない。
射出成形機：クロックナー製 Ｆ８５。
金型温度：４０℃。
バレル設定温度：ノズル１８０℃、前部１７５℃、中央部１７０℃、後部１６０℃とする。
射出・保持時間：１８秒。

（水溶出試験と黄変評価方法）
得られた紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットと蒸留水をポリエチレン袋に入れ、空気をできるだけ排出して各実施例の条件で保持した。その後、水層の着色度合いを視感で評価した。視感評価は下記の基準で判定した。またはろ過した水層について分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ−１６５０ＰＣ）を用いて波長４００ｎｍにおける吸光度を測定した。更に紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットの色相（ミノルタ製（現：コニカミノルタホールディングス）色差計 ＣＲ−３００ 光源Ｄ_６５）とＩＳＯ白色度（ＪＩＳ Ｐ ８１４８：２００１「紙，板紙及びパルプ−ＩＳＯ白色度（拡散青色光反射率）の測定方法」）を測定した。
◎：無色であり、実用に耐える。
○：ほとんど無色であり、実用に耐える。
△：淡黄色であり、実用に耐える。
×：黄色であり、実用に耐えない。

（実施例１）
ミルクカートントリミング屑（坪量３５７ｇ／ｍ^２、紙のＩＳＯ白色度８０％、低密度ポリエチレンフィルムが表面１７．９μｍで裏側２９．２μｍのラミネート、低密度ポリエチレン：ミラソンＭ−１６Ｐ（三井化学製）、ＭＦＲ（メルトフローレート）＝３．７）の目開き１ｍｍ角孔スクリーン通過粉砕物（見掛け比重０．０７、水分４質量％、１ｍｍ^２の解繊されない紙を含む。）を、非スクリュータイプ造粒機（ディスクペレッターＦ−５型、ダルトン製）に供給し、径３ｍｍ、長さ２〜５ｍｍ、水分３質量％、見掛け比重０．５３の円柱状ペレットを得た。この円柱状ペレット１００質量部に対してセルロース繊維膨潤剤として水１０質量部を吸水させ、紙ペレットを得た。この紙ペレット１００質量部に対して、ポリプロピレン樹脂（ＢＣ０５Ｂ、日本ポリプロ製）６０質量部、流動性改良剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ユーメックス１０１０、サンノプコ製）３質量部とを混合し、次いで、脱気工程を有する二軸押出機へ供給して混練ペレット化して、紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。二軸押出機は以下の条件とし、押出ペレット化工程の樹脂温度は１５０℃とした。モーター動力負荷は安定していた。押出機出口の白煙とペレット互着は観察されなかった。水溶出試験は、紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレット７０ｇと蒸留水２０ｍｌをポリエチレン袋に入れ、空気をできるだけ排出し４０℃で２日間保持し、その後水層の着色度合いを視感で評価した。結果を表１に示した。
（二軸押出機は条件）
二軸押出機：東芝機械製ＴＥＭ４４。
Ｌ／Ｄ（スクリューの長さとスクリューの直径との比率）＝２８。
シリンダー温度：Ｃ１とＣ２は１６０℃、Ｃ３〜Ｃ７は１２０℃、押出は１５０℃とする。
スクリュー回転数：１５０ｒ．ｐ．ｍ．。
押出速度：１００ｋｇ／ｈｒ。
脱気：真空脱気あり。
ペレット化：ホットカット方式。

（実施例２）
実施例１で使用したものと同種のミルクカートントリミング屑粉砕物１００質量部（絶乾質量換算）に対して、流動性改良剤として、ポリエチレンワックス（エクセレックス３０２００Ｂ 三井化学製）３質量部と無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ユーメックス１０１０ サンノプコ製）３質量部、顔料として二酸化チタン（タイペークＡ−２２０、石原産業製）６質量部、界面活性剤としてステアリン酸亜鉛（ＳＺ−２０００、境化学工業製）１質量部を、高速撹拌ミキサー（ヘンシェルミキサーＦＭ２０ 三井鉱山製）で１２５℃まで加熱混合した。次いで、非スクリュータイプ造粒機で径３ｍｍ、長さ５ｍｍ、水分１質量％、見掛け比重０．５６の円柱状ペレットを得た。この円柱状ペレット１００質量部に対し、セルロース繊維膨潤剤として水１０質量部を吸水させた。さらにこの水を吸水させた円柱状ペレット１００質量部に対して、ポリプロピレン樹脂（ＢＣ０５Ｂ、日本ポリプロ製）７１質量部を加えて混練用混合物を得た。次いで、実施例１と同様の脱気工程を有する二軸押出機へ供給して混練ペレット化して、紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１に示した。

（実施例３）
実施例２において、ポリエチレンワックスを添加する代わりに、流動性改良剤であるロジンエステル（スーパーエステルＡ−１００、荒川化学工業製）を３質量部を加え、高速撹拌ミキサーで１４５℃まで加熱混合した以外は、同様にして紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１に示した。

（実施例４）
上質紙系古紙（ＩＳＯ白色度８０％）の３ｍｍ角孔スクリーン通過粉砕物１００質量部（絶乾質量換算）に対して、セルロース繊維膨潤剤として水１００質量部と界面活性剤（エバン４５０、第一工業製薬製）０．５質量部、ポリプロピレン樹脂（ＢＣ０５Ｂ、日本ポリプロ製）９５質量部、流動性改良剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ユーメックス１０１０、サンノプコ製）３質量部、顔料として二酸化チタン（タイペークＡ-２２０、石原産業製）６質量部を、高速撹拌ミキサー（ヘンシェルミキサーＦＭ２０、三井鉱山製）で紙の解繊を行ない、次いで１８０℃まで昇温し樹脂溶融させ、非スクリュータイプ造粒機で水分０．３質量％、見掛け比重０．５０の円柱状ペレットを得た。この円柱状ペレット１００質量部に対して、セルロース繊維膨潤剤として水１０質量部、ＳＢＨ０．１質量部を混合し、混練用混合物を得た。この混練用混合物を、実施例１と同様の脱気工程を有する二軸押出機へ供給して混練ペレット化して、紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１に示した。

（実施例５）
実施例４の円柱状ペレット１００質量部に対し、セルロース繊維膨潤剤として水５質量部、漂白剤としてＳＢＨ粉末（モートンインターナショナル製）０．５質量部とした以外は、実施例４と同様にして、紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１に示した。

（実施例６）
上質紙系古紙（ＩＳＯ白色度８０％）の１００メッシュパス粉砕物１００質量部（絶乾質量換算）、ポリプロピレン樹脂（ＢＣ０５Ｂ、日本ポリプロ製）９０質量部、流動性改良剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ユーメックス１０１０、サンノプコ製）５質量部、顔料として二酸化チタン（タイペークＡ-２２０、石原産業製）６質量部、ｐＨ調整剤として水酸化カルシウム（試薬１級、和光純薬工業製）１質量部とを高速撹拌ミキサーで１７０℃まで混合した。その後、漂白剤としてＳＢＨ粉末（モートンインターナショナル製）０．５質量部を添加し均一に混合し、次いで非スクリュータイプ造粒機で径３ｍｍ、長さ５ｍｍ、水分０．５質量％、見掛け比重０．５３の円柱状ペレットを得た。次いで、セルロース繊維膨潤剤として水５質量部吸水させ、混練用混合物を得た。この混練用混合物を実施例１と同様の脱気工程を有する二軸押出機へ供給し、混練ペレット化から紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１に示した。

（参考例７）
実施例６の上質紙系古紙（ＩＳＯ白色度８０％）１００メッシュパス粉砕物に変え、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）のパルプシート（水分率５０％）を用いた。セルロース繊維膨潤剤としてパルプシートの含有水分を代用した。このとき、パルプシート１００質量部（絶乾質量換算）に対して、セルロース繊維膨潤剤としての水が１００質量部吸収されたことに相当する。このパルプシートに、ポリプロピレン樹脂（ＢＣ０５Ｂ、日本ポリプロ製）９０質量部、流動性改良剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ユーメックス１０１０、サンノプコ製）５質量部、顔料として二酸化チタン（タイペークＡ−２２０、石原産業製）６質量部、ｐＨ調整剤として水酸化カルシウム（試薬１級、和光純薬工業製）１質量部、さらに界面活性剤（エバン４５０、第一工業製薬製）０．５質量部とを高速撹拌ミキサーで１７０℃まで混合した。その後、漂白剤としてＳＢＨ粉末（モートンインターナショナル製）０．５質量部を添加し均一に混合し、次いでこの混合物を非スクリュータイプ造粒機で径３ｍｍ、長さ５ｍｍ、水分０．５質量％、見掛け比重０．５３の円柱状ペレットを得た。次いで、円柱状ペレットを実施例１と同様の脱気工程を有する二軸押出機へ供給し、混練ペレット化から紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１に示した。

（実施例８〜実施例１２）
実施例６においてＳＢＨ粉末を表２に示す添加率に変更して混合した。次いで非スクリュータイプ造粒機でペレット化して、最終的な紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。この紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレット５０ｇと蒸留水３０ｍｌをポリエチレン袋に入れ空気をできるだけ排出し３５℃で２日間保持した。その後、水層の着色度合いを視感で評価した。更にろ過した水層について分光光度計を用い波長４００ｎｍにおける吸光度を測定した。結果を表２に示した。

（比較例１）
予備乾燥した実施例１のミルクカートントリミング屑の目開き１ｍｍ角孔スクリーン通過粉砕物１００質量部に対して、ポリプロピレン樹脂（ＢＣ０５Ｂ、日本ポリプロ製）６８質量部、流動性改良剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（ユーメックス１０１０ サンノプコ製）３質量部、界面活性剤としてステアリン酸亜鉛１質量部を配合し、混練用混合物を得た。この混練用混合物には、セルロース繊維膨潤剤は添加していない。この混練用混合物を、高速撹拌ミキサーで１８０℃まで昇温した。次いで冷却後、見掛け比重０．３の不定形中間混練物とした。その後、不定形中間混練物は、二軸押出機への供給が不安定で、押出機モーター動力の負荷変動が大きく、樹脂温度１９０℃と発熱し、押出機出口の白煙とペレット互着が激しく観察された。結果を表１に示した。

（比較例２）
実施例４において、セルロース繊維膨潤剤と界面活性剤及び漂白剤を用いなかった以外は、実施例４と同様にして紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。二軸押出機モーター動力の負荷変動が大きく、樹脂温度１８５℃、と発熱し、押出機出口の白煙とペレット互着が観察された。結果を表１に示した。

（比較例３）
実施例６において、ＳＢＨとセルロース繊維膨潤剤の添加を行なわなかった以外は実施例６と同様にして紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得た。結果を表１、２に示した。

実施例１〜６は、セルロース繊維の丸まり及び凝集物がなく均一であり、実用に耐えうるものであり、また、水溶出試験から、無色ないしほとんど無色であり、実用に耐えるものであった。一方、セルロース繊維膨潤剤が加えられていない比較例１及び２は、セルロース分散性と耐黄変性が劣った。比較例３は、実施例６と比べると、ＳＢＨを加えなかったので、水溶出試験にもとづく耐黄変性が劣った。

実施例８〜１２及び比較例３を参照すると、ＳＢＨをわずかに添加した実施例８においても耐黄変性が発現し、添加量が増すに従い、効果が高まった。ＳＢＨ添加率（質量％）が０．１０以上であると一層改善された。

Claims (9)

1. 粉砕したプラスチックフィルムラミネート紙を非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレット、又は、パルプ若しくは粉砕古紙と熱可塑性樹脂とを含む混合物若しくは組成物を高速ミキサーで樹脂溶融し非スクリュータイプ造粒機で成形した円柱状ペレットのいずれか１種又はこれらの混合物１００質量部に対してセルロース繊維膨潤剤を２〜３０質量部吸収させ、さらに熱可塑性樹脂１０〜２００質量部を加えて混練用混合物を調整する工程と、
   該混練用混合物を前記円柱状ペレットに吸収されているセルロース繊維膨潤剤の存在下で加熱混練する工程と、を有することを特徴とする紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
2. 前記加熱混練する工程において、
   前記セルロース繊維膨潤剤を吸収させた円柱状ペレットの解しを進めることを特徴とする請求項１に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
3. 前記加熱混練する工程において、
   前記混練用混合物に含有されている紙の解繊を進めることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
4. 前記加熱混練する工程において、
   解繊されたセルロース繊維を丸めることを特徴とする請求項３に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
5. 前記パルプ若しくは前記粉砕古紙が、紙の微粉砕物、紙の解繊物、径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕紙、径０．５ｍｍ〜３ｍｍ孔を通過した粗粉砕されたプラスチックフィルムラミネート紙、水分率４０〜６５質量％のウェットパルプ又は水分率５〜５０質量％の製紙用パルプシート或いはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
6. 前記セルロース繊維膨潤剤が水であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
7. 前記混練用混合物を調整する工程又は前記加熱混練する工程において、界面活性剤又は漂白剤或いはその両方を添加することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
8. 前記加熱混練する工程を経て得られた紙配合熱可塑性樹脂組成物と漂白剤とを接触させる工程をさらに有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、又は７に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
9. 前記漂白剤が水素化ホウ素化合物であることを特徴とする請求項７又は８に記載の紙配合熱可塑性樹脂組成物の製造方法。