JP4994249B2 - 紙含有樹脂組成物の製造方法及び紙含有樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＰＣ（普通紙複写機）用紙等の上質紙の断裁屑又は回収された上質紙の古紙を粉砕して樹脂原料と混合してなる紙含有樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、粒径の粗い紙の粉砕物と樹脂原料との混練性を改善することで、紙の未分散物をなくして均一に混合分散させ、その結果、紙含有樹脂組成物の流動性を改善することによって、紙の含有率を増加させることができる紙含有ポリオレフィン樹脂組成物に関する。

従来、古紙を再生利用する方法として、解砕又は粉砕された古紙繊維と熱可塑性樹脂とを混練して成形用組成物とすることが行われている。従来技術の多くは、紙と樹脂との混合分散を高めることによって成形性を改善することを目的としている。樹脂と紙の粉砕物の混合組成物は、紙の粉砕粒度が粗くなるに従い、また紙の粉砕物の比率が増加するに従い、その流動性が低下することが知られている。

紙と樹脂との混練性を高める方法については、例えば、古紙粉砕物に比較的低融点の分散改良剤を加える方法（例えば、特許文献１を参照。）、解繊された古紙にポリプロピレンと変性ポリプロピレンとの混合樹脂を溶融含浸させる方法（例えば、特許文献２を参照。）、樹脂との混練による古紙の熱分解によって古紙を短繊維化させる方法（例えば、特許文献３を参照。）などがある。

一方、機械的な処理として、解繊した古紙と熱可塑性樹脂をペレット化した後、微粉砕機で粉砕して古紙を更に解砕する方法（例えば、特許文献４を参照。）、古紙を粉砕して粉状とした粉状古紙と樹脂原料を押出機によって溶融混練して押し出した後にペレット化する方法（例えば、特許文献５又は６を参照。）がある。

多塩基酸無水物によるエステル化については、ポリオレフィン、木粉・木質パルプなどの木質系材料、多塩基酸無水物及び有機過酸化物を含有させたポリオレフィン樹脂複合材を製造する方法があり、加熱混練によって成形加工性及び機械強度が高まるとしている（例えば、特許文献７を参照。）。また、木粉入り樹脂組成物に関して、特に加熱加圧時における木粉の熱分解によって生成する有機酸の中和剤として酸化マグネシウムを添加して、射出成形等の金型の腐食を防止する方法がある（例えば、特許文献８を参照。）。

特開平５−２６９７３６号公報 特開平５−３２０３６７号公報 特開平１１−２９３１２４号公報 特許第３９０８９８１号公報 特開平２０００−４３０３７号公報 特許第３９１１５９０号公報 特許第３６５１１１７号公報 特開昭６３−１３９９４６号公報

しかしながら、従来の古紙再生利用方法には、次のような課題が存在していた。すなわち前述の特許文献１に開示された樹脂配合用繊維材料及びそれを用いた樹脂組成物においては、対象古紙が新聞古紙、解繊されたパルプ、不織布であるが、これらの古紙の解繊の程度、繊維の長さ、混練後の樹脂組成物の流動性などが不明であり、また特許文献２に開示された複合樹脂組成物及びその製造方法においては、対象古紙が幅約５ｍｍ長さ約１ｃｍに細断しターボミルで細繊状に解繊したＯＡ（オフィスオートメーション）古紙であるが、同様にこれらの古紙の解繊の程度、繊維の長さ、混練後の樹脂組成物の熱溶融流動性などが不明であって、成形適性への影響に対する説明が充分とは云えない。

特許文献３、４、５又は６で示された方法は、何れも紙の粒径を細かくすることによって、又は紙の嵩比重や熱分解温度を規定することによって、樹脂中での繊維の混合分散を高めるものである。しかし、これらの処理の結果として、加熱や摩擦による紙の変色、焼けが起こり、成形した製品の物性を低下させるという問題がある。また、紙の粉砕粒径を機械的に細かくすることには経済的にも技術的にも限界がある。その結果、１００メッシュパスの粒径に微粉砕したものでも混練後の樹脂組成物の熱溶融流動性が劣り、押出成形、射出成形等の加工時に負荷上昇や発熱などの問題が発生している。

したがって、粒径の粗い紙の粉砕物と樹脂との混練分散性を向上させ、紙配合率の高い樹脂組成物を射出成形などに利用する技術の確立が課題となっている。

本発明の第一の目的は、従来解砕又は粉砕された古紙繊維と熱可塑性樹脂とを混練して成形用組成物をつくるときの混練組成物の熱溶融流動性を改良することにある。すなわち、ＰＰＣ用紙等の上質紙の断裁屑又は回収された上質紙の古紙の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗い紙の粉砕物と樹脂原料との混練性を改善することで、紙の未分散物をなくして均一に混合分散し、その結果、紙含有樹脂組成物の流動性を改善することによって、紙の含有率を増加させても射出成形などの成形性が良好な紙含有樹脂組成物を提供することにある。

本発明の第二の目的は、本発明に係る紙含有樹脂組成物を用いて、紙の含有率が高く、変色及び臭気がなく、吸水率が少なく、衝撃強度に優れた紙含有樹脂成形品を提供することにある。

本発明の第三の目的は、二軸押出機を用いた混練を行うことによって、紙の未分散がなく、均一に混合分散された紙含有樹脂組成物を得るための製造方法を提供することにある。

本発明の第四の目的は、本発明の紙含有樹脂組成物を用いて、良好に成形された紙含有樹脂成形品を得るための製造方法を提供することにある。

本発明者らは、紙の粉砕物に使用する紙の組成と該粉砕物との関係、及び樹脂を混合したときの作業性と紙含有樹脂組成物の品質との関係について鋭意検討を進めた結果、前記目的を同時に達成できることを見出し、本発明に至った。

本発明に係る紙含有樹脂組成物の製造方法で得られた紙含有樹脂組成物（以降、単に、本発明に係る紙含有樹脂組成物という。）は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリプロピレン樹脂及びマグネシウム化合物を少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリプロピレン樹脂が主要成分であり、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（以下、「ＭＦＲ」と略す：試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎであることを特徴とする。

本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記多塩基酸無水物が無水マレイン酸であり、かつ、エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であることが好ましい。紙含有樹脂組成物の流動性が改善され、吸水率も少なくなる。また、上質紙の未分散もなく均一に混合分散されやすい。

本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記マグネシウム化合物を、酸化マグネシウム換算で全質量に対し０．１〜５質量％含有していることが好ましい。有機酸を中和することによって、変色及び臭気の発生を抑えることが可能となる。

本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記紙が漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることが好ましい。ＰＰＣ用紙等の上質紙の裁断屑及び／又は回収された上質紙の古紙を再利用するものであり、漂白クラフトパルプを多く含有することで、紙含有樹脂組成物の強度が高まる。

本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記粉砕物と填料とを含む紙素材の合計量が、５１質量％以上であることが好ましい。すなわち、環境配慮型紙含有樹脂組成物とすることができる。

本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法で得られた紙含有樹脂成形品（以降、単に、本発明に係る紙含有樹脂成形品という。）は、無水マレイン酸でエステル化された紙の粉砕物、ポリプロピレン樹脂及びマグネシウム化合物を少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリプロピレン樹脂が主要成分であり、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したＭＦＲ（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎであることを特徴とする。

本発明に係る紙含有樹脂成形品では、前記紙が漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙である。ＰＰＣ用紙等の上質紙の断裁屑及び／又は回収された上質紙の古紙であり、漂白クラフトパルプを多く含有することで、紙含有樹脂成形品の強度が高まる。

本発明に係る紙含有樹脂組成物の製造方法は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕して紙の粉砕物を得る工程と、無水マレイン酸で前記粉砕物をエステル化させる工程と、酸化マグネシウムでパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和する工程と、少なくとも前記粉砕物とポリプロピレン樹脂とを、二軸押出機で混練し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有し、エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であり、酸化マグネシウムは、紙含有樹脂組成物の全質量に対し０．１〜５質量％となる配合で添加し、前記中和する工程において、酸化マグネシウムをパルプ中の水分と反応させ水酸化物に変化させ、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸の中和をすることを特徴とする。

本発明に係る紙含有樹脂組成物の製造方法では、前記粉砕物の粉砕粒径が０．５〜２．５ｍｍであることが好ましい。良好な混練性が得られるとともに、粉砕が容易でロングラン操業が可能である。

本発明に係る紙含有樹脂組成物の製造方法では、前記紙は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の断裁屑若しくは漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の回収古紙、又はその両方であることが好ましい。例えば、ＰＰＣ用紙等の上質紙の裁断屑若しくは回収された上質紙の古紙、又はその両方を使用することができる。すなわち、資源の有効活用の効率が高まる。

本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕して紙の粉砕物を得る工程と、無水マレイン酸で前記粉砕物をエステル化させる工程と、酸化マグネシウムでパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和する工程と、少なくとも前記粉砕物とポリプロピレン樹脂とを二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、該紙含有樹脂組成物を射出成形機によって成形してＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである紙含有樹脂成形品を得る工程と、を有し、エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であり、酸化マグネシウムは、紙含有樹脂組成物の全質量に対し０．１〜５質量％となる配合で添加し、前記中和する工程において、酸化マグネシウムをパルプ中の水分と反応させ水酸化物に変化させ、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸の中和をすることを特徴とする。

本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法では、前記粉砕物の粉砕粒径が０．５〜２．５ｍｍであることが好ましい。良好な混練性が得られるとともに、粉砕が容易でロングラン操業が可能である。

本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法では、前記紙は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の断裁屑若しくは漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の回収古紙、又はその両方であるであることが好ましい。前記紙が、ＰＰＣ用紙等の上質紙の断裁屑若しくは回収された上質紙の古紙、又はその両方であることが好ましい。すなわち、資源の有効活用の効率が高まる。

本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法では、前記紙含有樹脂成形品を得る工程において流動性向上剤を添加してもよい。成形時の発熱が抑制され、成形性が向上する。

本発明の紙含有樹脂組成物によって、解砕又は粉砕された漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の断裁屑及び／又は古紙繊維と熱可塑性樹脂とを混練して成形用組成物をつくるときの混練組成物の熱溶融流動性を改良することができる。すなわち、本発明の紙含有樹脂組成物は、ＰＰＣ用紙等の上質紙の断裁屑及び／又は回収された上質紙の古紙の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗い紙の粉砕物と樹脂原料との混練性を改善することによって、紙の未分散物をなくして均一に混合分散させ、その結果、紙含有樹脂組成物の流動性を改善することによって、紙の含有率を増加させても射出成形などの成形性が良好である。

本発明の紙含有樹脂成形品は、本発明に係る紙含有樹脂組成物を用いることで、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の裁断屑及び／又は古紙の含有率を高くすることができ、しかも変色及び臭気がなく、衝撃強度に優れる。

本発明の紙含有樹脂組成物の製造方法では、無水マレイン酸及び酸化マグネシウムによる反応を起こし、かつ、二軸押出機を用いた混練を行うことによって、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の裁断屑及び／又は古紙の未分散がなく均一に混合分散された流動性の良好な紙含有樹脂組成物を得ることができる。

本発明の紙含有樹脂成形品の製造方法では、本発明の紙含有樹脂組成物を用いて、良好に成形された紙含有樹脂成形品を得ることができる。

本発明の詳細について説明するが、本発明は次の実施形態に限定して解釈されるものではない。

本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、無水マレイン酸でエステル化された紙の粉砕物、ポリプロピレン樹脂、及びマグネシウム化合物を少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリプロピレン樹脂が主要成分であり、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したＭＦＲ（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである。前記紙は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙である。また漂白クラフトパルプを含有する紙と、ＴＭＰ（サーモメカニカルパルプ）、ＧＰ（グラウンドパルプ）等の中質紙とを組み合わせて、紙全体として、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有している場合も含まれる。

さらに、前記紙は、上質紙であることが好ましい。上質紙は、漂白クラフトパルプだけで作った紙であり、印刷用紙、筆記用紙等に使用される。その代表例は、いわゆるＰＰＣ用紙と呼ばれるコピー用紙であり、紙表面に白色顔料が塗布されていない印刷用紙である。ここで上質紙は、使用済みコピー用紙等の断裁屑又は上質紙の回収古紙のそれぞれの単独の使用、又は上質紙の断裁屑及び上質紙の回収古紙の組み合わせの使用の各形態とすることが好ましい。資源の有効活用の効率が高まる。

上質紙を構成するパルプは、広葉樹漂白化学パルプ（以下、「ＬＢＫＰ」と略すこともある。）を主体とし、その紙中のＬＢＫＰの配合率は、７０質量％以上であることが好ましい。より好ましくは、８０質量％以上である。ＬＢＫＰ７０質量％未満の配合率では、本実施形態の紙含有樹脂組成物の強度適性が不十分となりやすい。ＰＰＣ用紙等の上質紙の裁断屑及び／又は回収された上質紙の古紙を再利用するものであり、広葉樹漂白化学パルプを多く含有することで、紙含有樹脂組成物の強度が高まる。

漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕することによって紙の粉砕物を得る。紙の粉砕物の粉砕粒径は、その後の混錬条件の影響も受けるが、０．５〜２．５ｍｍであることが好ましい。より好ましくは、１．０〜２．０ｍｍである。紙の粉砕物の粒径は、所定のスクリーンを通過して得られるスクリーンの径で定義される（以下、単に「粒径」という。）。樹脂との混練性を良好にする為には、紙の粉砕粒径が一般的に細かい程よい。粉砕粒径を２．５ｍｍ以下とすることで良好な混練性が得られやすい。また漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙は、ポリエチレン等の樹脂成分を含んでいる樹脂ラミネート紙ではないため、紙の粉砕粒径をより短時間で細かくすることができる。粉砕機の操業については、粉砕粒径が細かくなる程、スクリーン又は平網の目詰まりが起き易く、粉砕機内部の温度上昇による固定刃と回転刃の接触などの問題が発生しやすい。本発明者らの実験によれば、特に０．５ｍｍ未満の粒径に粉砕する場合には、粉砕機の操業が著しく困難となる結果であった。しかし、０．５ｍｍ以上の粉砕粒径では、この種のトラブルはほとんど発生することなくロングラン操業が可能になり、粉砕効率も向上した。

本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、紙の粉砕物及びポリプロピレン樹脂が主要成分であり、これらの合計含有量は、８５〜９８質量％とすることが好ましく、より好ましくは９０〜９５質量％である。８５質量％未満の場合は、流動性及び分散性で劣る場合があり、９８質量％を超えると色の変色が目立ちやすい場合がある。ここで、紙の粉砕物の含有量は５０〜７０質量％とすることが好ましく、より好ましくは５５〜６０質量％である。５０質量％未満の場合は、紙の粉砕物の混入量が減ってリサイクル効率が劣り、７０質量％を超えると流動性及び分散性で劣る場合がある。また、ポリプロピレン樹脂の含有量は１５〜４８質量％とすることが好ましく、より好ましくは２５〜４３質量％である。１５質量％未満の場合は、強度が低下する場合があり、４８質量％を超えると紙の粉砕物の混入量が減ってリサイクル効率が劣る。

本実施形態で使用する多塩基酸無水物は、無水マレイン酸であり、そして樹脂と混練する前の紙の粉砕物に選択的に付加され、主としてパルプ繊維中のセルロース、ヘミセルロースをエステル化することによって、紙の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径が粗い紙の粉砕物の流動性の向上に効果がある。これらのうち、無水マレイン酸がより好ましく、添加量を０．１〜５質量％の範囲で選択する。より好ましくは、０．５〜３質量％である。この量が０．１質量％未満では流動性向上の効果が不十分な場合があり、５質量％を超えると紙含有樹脂組成物及び紙含有樹脂成形品の物性が低下する場合もある。

本実施形態で使用するアルカリ土類金属化合物は、酸化マグネシウムであり、樹脂と混練するときに添加され、パルプ中の水分と反応し水酸化物に変化した後、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和することによって、臭気・ガスの発生を防止するのに有効である。酸化マグネシウムは、添加量を、本実施形態に係る紙含有樹脂組成物の全質量に対して０．１〜５質量％の範囲で選択する。より好ましくは、０．５〜３質量％である。この量が０．１質量％未満では中和の効果が不十分の場合があり、５質量％を超えると紙含有樹脂組成物及び紙含有樹脂成形品の物性が低下する場合もあり、また経済的に好ましくない。なお、紙含有樹脂組成物を形成した場合、例えば酸化マグネシウムを添加すると、前記中和反応によって酸化マグネシウムはマグネシウム化合物となっているが、紙含有樹脂組成物の状態から酸化マグネシウムの含有量を測定する場合には、酸化マグネシウム換算で求める。

本実施形態において紙含有樹脂組成物を成形するときに流動性向上剤を添加してもよい。流動性向上剤を含有させることで、成形時の発熱が防止され、成形時の成形性が向上する。流動性向上剤は、成形時の摩擦による発熱を防止し、紙含有樹脂組成物の流動性を向上するものであれば特に制限はなく、例えば、ポリエチレンワックス、低密度ポリエチレン、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸又はその塩、各種高級脂肪酸エステルが挙げられる。流動性向上剤の融点が１００℃以下であることが好ましく、例えば、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミドが挙げられる。これらを１種類用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

また、必要に応じて相溶化剤、樹脂の酸化防止剤、帯電防止剤などの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よい。白色度を高くするために、酸化チタン、タルク、炭酸カルシウムなどの填料を少量添加してもよい。

本実施形態に係る紙含有樹脂組成物では、紙の粉砕物と填料とを含む紙素材の合計量が、５１質量％以上であることが好ましい。環境配慮型紙含有樹脂組成物とすることができる。より好ましくは、５１〜７０質量％である。紙含有樹脂組成物中の紙素材以外の成分は、樹脂を主成分とする。紙の粉砕物には、上質紙の場合は、その構成するすべての成分を含む。例えば、ＬＢＫＰ、ＬＢＫＰ以外のパルプ、紙中の樹脂分、紙中の填料を含む。前記段落の填料は、紙中の填料以外に、紙の粉砕物と樹脂とを混練するときに、必要に応じて添加されるものである。

本実施形態の紙含有樹脂組成物は、二軸押出機で混練することが好ましく、このとき未分散物が少なくなり、均質化されやすい。二軸押出機による処理は、１回よりも２回以上の方がより均質化させることができるため好ましい。このとき、１００〜２００℃の温度で混練することがより好ましい。二軸押出機で混練する前に、所定の割合になるように計量された紙の粉砕物及び樹脂並びに必要に応じて添加する流動性向上剤などの助剤をヘンシェルミキサーなどの混合機で予め均一に混合しておくことが好ましい。二軸押出機のスクリューによる流動・混練作用によって、繊維の解繊と切断とがなされ、紙含有樹脂組成物の分散性と流動性とが改善される。

本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したＭＦＲ（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである。好ましくは、５．０〜２２．０ｇ／１０ｍｉｎである。ＭＦＲがこの範囲に入る紙含有樹脂組成物は、ＬＢＫＰを７０質量％以上含有する上質紙をベースとした紙の粉砕物を含有しているにもかかわらず、紙の粉砕物と樹脂とが十分に均一分散されている。ＭＦＲが２．０ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、紙の粉砕物と樹脂との分散が不十分である。また、ＬＢＫＰを多く含有している本実施形態では、紙の粉砕物と樹脂との分散が十分に為されると、ＭＦＲは２５．０ｇ／１０ｍｉｎに近づく。このＭＦＲの値は、二軸押出機で混練するときに、流動性向上剤の添加の有無によって大きく影響を受けない。また、ＪＩＳ Ｋ ７２０９：２０００「プラスチック−吸水率の求め方」Ｄ法に準じて測定した吸水率が、０．１０未満であることが好ましい。ＪＩＳ Ｋ ７１１３：１９９５「プラスチックの引張試験方法」に準じて測定した引張強さが、３３ＭＰａ以上であることが好ましい。さらにＪＩＳ Ｋ ７２０３：１９９５「硬質プラスチックの曲げ試験方法」に準じて測定した曲げ強さが、６３ＭＰａ以上であることが好ましい。

このように本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕して紙の粉砕物を得る工程と、無水マレイン酸で前記粉砕物をエステル化させる工程と、酸化マグネシウムでパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和する工程と、少なくとも前記粉砕物とポリプロピレン樹脂とを、二軸押出機で混練し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したＭＦＲ（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有し、エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であり、酸化マグネシウムは、紙含有樹脂組成物の全質量に対し０．１〜５質量％となる配合で添加し、前記中和する工程において、酸化マグネシウムをパルプ中の水分と反応させ水酸化物に変化させ、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸の中和をすることで得ることができる。

次に本実施形態に係る紙含有樹脂成形品は、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕して紙の粉砕物を得る工程と、無水マレイン酸で前記粉砕物をエステル化させる工程と、酸化マグネシウムでパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和する工程と、少なくとも前記粉砕物とポリプロピレン樹脂とを二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、該紙含有樹脂組成物を射出成形機によって成形してＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したＭＦＲ（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである紙含有樹脂成形品を得る工程と、を有し、エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であり、酸化マグネシウムは、紙含有樹脂組成物の全質量に対し０．１〜５質量％となる配合で添加し、前記中和する工程において、酸化マグネシウムをパルプ中の水分と反応させ水酸化物に変化させ、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸の中和をすることで得ることができる。ここで、紙含有樹脂成形品を得る工程において、流動性向上剤を添加してもよい。また、紙を粉砕する工程において、ＰＰＣ用紙等の広葉樹漂白化学パルプを７０質量％以上含有する紙を使用することができる。

このようにして得られた本実施形態に係る紙含有樹脂成形品は、無水マレイン酸でエステル化された紙の粉砕物、ポリプロピレン樹脂、及びマグネシウム化合物を少なくとも含有し、紙の粉砕物及びポリプロピレン樹脂が主要成分であり、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したＭＦＲ（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである。前記紙は好ましくは、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する。より好ましくは、広葉樹漂白化学パルプを７０質量％以上含有する。また、ＭＦＲは、より好ましくは５．０〜２２．０ｇ／１０ｍｉｎである。紙含有樹脂組成物のＭＦＲの値と紙含有樹脂成形品にした後のＭＦＲの値は、ほぼ同等となる。この紙含有樹脂成形品は、変色及び臭気がなく、衝撃強度が優れる。

本実施形態の紙含有樹脂成形品では、含有されている上質紙が、ＰＰＣ用紙等の上質紙の断裁屑又は回収された上質紙の古紙であることを含み、資源の有効活用がなされる。また、紙含有樹脂成形品中の紙の粉砕物と填料とを含む紙素材の合計量が、５１質量％以上であることが好ましく、環境配慮型となる。紙含有樹脂成形品としては、例えば、皿、コップ、ボウル、スプーン、櫛などがある。

次に、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。また、例中の「％」は特に断らない限り「質量％」を示す。

（実施例１）
［紙の粉砕物の製造］
漂白クラフトパルプ１００質量％であり、このうちＬＢＫＰを９５質量％含有し、坪量６９ｇ／ｍ^２、厚さ９２μｍ、密度０．７５ｇ／ｃｍ^３の抄紙工程で発生した上質ＰＰＣ用紙のトリミングされた端材損紙（以下、「上質ＰＰＣ用紙の端材」という。）を粉砕機（型式 ＢＯ‐２５７５及びＨａＡ‐２５４２：ホーライ社製）にて粉砕し、０．５ｍｍφのスクリーンを通過させ、紙の粉砕物を得た。
［紙含有樹脂組成物の製造］
次いで、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）をパルプ成分に対し０．５質量％となる量を加え、前記粉砕物に酸化チタン（商品名 タイペークＡ‐２２
０：石原産業社製）、変性ポリプロピレン樹脂（商品名 ユーメックス１０１０：サンノプコ社製）及びポリプロピレン樹脂（商品名 Ｊ‐５０５１ＨＰ：出光石油化学社製）を加え、更に中和剤として酸化マグネシウム（商品名 酸化マグネシウム：富田製薬社製）を全質量に対し０．５質量％となる量を加え、ヘンシェルミキサーで均一に混合し、その後デスクペレッター（型式 Ｆ‐６０：不二パウダル社製）及び二軸押出機に投入してペレット化し、紙含有樹脂組成物を得た。この紙含有樹脂組成物の中の紙比率は、５５質量％であった。
［評価用射出成形品の製造］
紙含有樹脂組成物から、シリンダー設定温度１８０℃の射出成形機（型式 Ｊ３５ＥＬＩＩ：日本製鋼所社製）を用いて評価用射出成形品を作製した。

（実施例２）
実施例１の紙の粉砕物の製造において、スクリーンを０．５ｍｍφのスクリーンから１．０ｍｍφのスクリーンに変更し、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）をパルプ成分に対し０．５質量％から１．５質量％となる量に変更し、中和剤として酸化マグネシウム（商品名 酸化マグネシウム：富田製薬社製）を全質量に対し０．５質量％から１．５質量％となる量に変更した以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。この紙含有樹脂組成物の中の紙比率は、５５質量％であった。

（実施例３）
実施例２の紙の粉砕物の製造において、粉砕に供した紙を、漂白クラフトパルプ１００質量％であり、このうちＬＢＫＰを７０質量％含有した、坪量６４ｇ／ｍ^２、厚さ８８μｍ、密度０．７５ｇ／ｃｍ^３の回収コピー用紙に変更した以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。この紙含有樹脂組成物の中の紙比率は、５５質量％であった。

（実施例４）
実施例３の紙含有樹脂組成物の製造において、紙の粉砕物の配合量を、紙含有樹脂組成物の中の紙比率が５５質量％となる量から紙含有樹脂組成物の中の紙比率が６０質量％となる量に変更し、実施例３の紙の粉砕物の製造において、スクリーンを１．０ｍｍφのスクリーンから２．０ｍｍφのスクリーンに変更し、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）をパルプ成分に対し１．５質量％から２．０質量％となる量に変更し、中和剤として酸化マグネシウム（商品名 酸化マグネシウム：富田製薬社製）を全質量に対し１．５質量％から２．０質量％となる量に変更した以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。

（実施例５）
実施例１の紙含有樹脂組成物を用いて、評価用射出成形品の製造において、流動性向上剤としてエルカ酸アミド（商品名 アルフローＰ‐１０：日本油脂社製）を、紙含有樹脂組成物１００部に対して０．５部添加した以外は同じ方法で、評価用射出成形品を得た。

（比較例１）
実施例１の紙の粉砕物の製造において、スクリーンを０．５ｍｍφのスクリーンから３．０ｍｍφのスクリーンに変更し、中和剤として酸化マグネシウム（商品名 酸化マグネシウム：富田製薬社製）を無添加とした以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。この紙含有樹脂組成物の中の紙比率は、５５質量％であった。

（比較例２）
実施例１の紙含有樹脂組成物の製造において、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）をパルプ成分に対し０．５質量％から無添加に変更し、中和剤として酸化マグネシウム（商品名 酸化マグネシウム：富田製薬社製）を全質量に対し０．５質量％から無添加に変更した以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。

（比較例３）
実施例３の紙含有樹脂組成物の製造において、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）をパルプ成分に対し１．５質量％から無添加に変更した以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。

（比較例４）
実施例３の紙含有樹脂組成物の製造において、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）をパルプ成分に対し１．５質量％から無添加に変更し、中和剤として酸化マグネシウム（商品名 酸化マグネシウム：富田製薬社製）を全質量に対し１．５質量％から無添加に変更したとした以外は同じ方法で、紙含有樹脂組成物及び評価用射出成形品を得た。

前記実施例１〜５、比較例１〜４で用いた上質ＰＰＣの端材、回収コピー用紙、得られた紙の粉砕物及び紙含有樹脂組成物並びに評価用射出成形品の評価は、次に示す方法で行い、結果を表１に示した。

＜紙比率＞
紙含有樹脂組成物の中の紙の占める割合を紙比率と表示し、ここでは紙と炭酸カルシウムなどの填料の合計量を紙素材分とした。

＜ＭＦＲ＞
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃ「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ ｂｙ Ｅｘｔｒｕｓｉ
ｏｎ Ｐｌａｓｔｏｍｅｔｅｒ」に準じて測定。試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ。紙含有樹脂組成物について測定した。

＜繊維分散性＞
紙含有樹脂組成物に所定量のカーボンブラックを配合して評価用射出成形品を作製し、繊維の分散の程度を次の基準で評価した。
×：繊維の未分散多数、劣り実用に耐えない。
△：繊維の未分散ややあり、やや劣り実用に耐えない。
○：繊維の未分散なし、優れる。

＜成形性＞
紙含有樹脂組成物から成形品を作製する成形加工のときの作業性を次の基準で評価した。
×：成形品が得られなかった。
△：成形性が不良であり、実用に耐えない。
○：成形性が良好。

＜変色＞
成形品を視感にて次の基準で判定した。
×：明らかな黄色味あり、劣り実用に耐えない。
△：黄色味ややあり、劣り実用に耐えない。
○：黄色身がなく、優れる。

＜臭気＞
成形品の臭気を次の基準で判定した。
△：紙焼けの臭気がややあり、劣り実用に耐えない。
○：臭気なく、優れる。

＜引張強さ＞
ＪＩＳ Ｋ ７１１３：１９９５「プラスチックの引張試験方法」に準じて測定した。

＜曲げ強さ＞
ＪＩＳ Ｋ ７２０３：１９９５「硬質プラスチックの曲げ試験方法」に準じて測定した。

＜ＩＺＯＤ（アイゾット衝撃強度）＞
ＡＳＴＭ Ｄ２５６‐０４「Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ Ｉｍｐａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｎｏｔｃｈｅｄ Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」（ノッチなし）に準じて測定した。

＜吸水率＞
ＪＩＳ Ｋ ７２０９：２０００「プラスチック−吸水率の求め方」Ｄ法 に準じて測定した。

注：実施例５は、実施例１に流動性向上剤を添加している。

実施例１及び２では、ＬＢＫＰが９５質量％の上質ＰＰＣ用紙の端材を使用して紙含有樹脂組成物を作製した。いずれの紙含有樹脂組成物も、ＬＢＫＰの含有量が高いにもかかわらず、紙の粉砕物のエステル化と二軸押出機の混練によって均一分散できたため、繊維分散性と成形性が良好であり、得られた成形品は、変色及び臭気もなかった。

実施例３及び４では、ＬＢＫＰ７０質量％の回収コピー用紙を使用して、紙含有樹脂組成物を作製した。ＬＢＫＰの含有量が高いにもかかわらず、紙の粉砕物のエステル化と二軸押出機の混練によって均一分散できたため、繊維分散性と成形性が良好であり、得られた成形品は、変色及び臭気もなかった。実施例５は、実施例１に流動化向上剤を添加して評価用射出成形品を作成した。流動化向上剤の添加による成形品の特性は実施例１と大きな差異はなかった。

比較例２、３及び４では、無水マレイン酸を添加しなかった為、いずれも分散性が不十分となり繊維分散性と成形性が不良であった。また比較例１、２及び４では、中和剤を添加しなかった為、いずれも得られた成形品は、繊維分散性と成形性が不良であるとともに、変色及び臭気が見られた。

機械的強度、特に引張強さ、曲げ強さ及び吸水率は、比較例と比べると実施例では良好であった。

Claims (9)

1. 漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕して紙の粉砕物を得る工程と、無水マレイン酸で前記粉砕物をエステル化させる工程と、酸化マグネシウムでパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和する工程と、少なくとも前記粉砕物とポリプロピレン樹脂とを、二軸押出機で混練し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有し、
   エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であり、
   酸化マグネシウムは、紙含有樹脂組成物の全質量に対し０．１〜５質量％となる配合で添加し、
   前記中和する工程において、酸化マグネシウムをパルプ中の水分と反応させ水酸化物に変化させ、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸の中和をすることを特徴とする紙含有樹脂組成物の製造方法。
2. 前記粉砕物の粉砕粒径が０．５〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の紙含有樹脂組成物の製造方法。
3. 前記紙が、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の断裁屑若しくは漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の回収古紙、又はその両方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙含有樹脂組成物の製造方法。
4. 前記粉砕物と填料とを含む紙素材の合計量が、５１質量％以上であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の紙含有樹脂組成物の製造方法。
5. 漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙を粉砕して紙の粉砕物を得る工程と、無水マレイン酸で前記粉砕物をエステル化させる工程と、酸化マグネシウムでパルプの熱分解によって生じる有機酸を中和する工程と、少なくとも前記粉砕物とポリプロピレン樹脂とを二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、該紙含有樹脂組成物を射出成形機によって成形してＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜２５．０ｇ／１０ｍｉｎである紙含有樹脂成形品を得る工程と、を有し、
   エステル化によって導入された無水マレイン酸の割合がパルプ成分に対して０．１〜５質量％であり、
   酸化マグネシウムは、紙含有樹脂組成物の全質量に対し０．１〜５質量％となる配合で添加し、
   前記中和する工程において、酸化マグネシウムをパルプ中の水分と反応させ水酸化物に変化させ、エステル化後に残留した無水マレイン酸を中和、又は、エステル化後に残留した無水マレイン酸及びパルプの熱分解によって生じる有機酸の中和をすることを特徴とする紙含有樹脂成形品の製造方法。
6. 前記粉砕物の粉砕粒径が０．５〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の紙含有樹脂成形品の製造方法。
7. 前記紙が、漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の断裁屑若しくは漂白クラフトパルプを７０質量％以上含有する紙の回収古紙、又はその両方であることを特徴とする請求項５又は６に記載の紙含有樹脂成形品の製造方法。
8. 前記紙含有樹脂成形品を得る工程において、流動性向上剤を添加することを特徴とする請求項５、６又は７に記載の紙含有樹脂成形品の製造方法。
9. 前記粉砕物と填料とを含む紙素材の合計量が、５１質量％以上であることを特徴とする請求項５、６、７又は８に記載の紙含有樹脂成形品の製造方法。