KR101092272B1

KR101092272B1 - 수지 혼합용 종이 분쇄물, 그것을 함유하는 환경 배려형수지 조성물 및 그것을 사용한 환경 배려형 수지 성형물

Info

Publication number: KR101092272B1
Application number: KR1020077021673A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 오노즈카; 야스지 가즈모리
Original assignee: 호쿠에츠 기슈 세이시 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2011-12-13
Also published as: US20090236063A1; JP2006265346A; EP1862509B1; CN101142283A; KR20080005919A; CN101142283B; WO2006100793A1; TW200634079A; EP1862509A1; EP1862509A4; TWI338015B

Abstract

본 발명의 목적은, 수지와 천연 섬유 혼합물로 이루어지는 종이-수지 조성물을 제조할 때에 작업성이 양호한 종이 분쇄물을 제공하고, 그 종이 분쇄물을 사용한 환경 배려형 종이-수지 조성물의 유동성을 개선하며, 사출 성형 등의 가공시의 성형성을 개선하는 것. 또한, 황변과 악취의 발생을 억제하는 것. 본 발명에 관련되는 수지 혼합용 종이 분쇄물은, 활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 100 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 0 ∼ 20 질량％ 를 함유하며, ISO 백색도가 70％ 이상인 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지를 분쇄하여 얻은 것을 특징으로 한다. 또한, 그것을 함유하는 환경 배려형 종이-수지 조성물은, 상기 수지 혼합용 종이 분쇄물을 50 질량％ 이상 함유하고, 잔분의 주성분을 합성 수지로 하거나, 혹은, 상기 수지 혼합용 종이 분쇄물과 생분해성 수지를 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

수지 혼합용 종이 분쇄물, 그것을 함유하는 환경 배려형 수지 조성물 및 그것을 사용한 환경 배려형 수지 성형물{FINELY CUT PAPER PRODUCT FOR USE IN MIXING WITH RESIN, ECOLOGICALLY SOUND RESIN COMPOSITION COMPRISING THE SAME, AND ECOLOGICALLY SOUND MOLDED RESIN ARTICLE USING THE COMPOSITION}

본 발명은, 수지와 천연 섬유 혼합물로 이루어지는 종이-수지 조성물을 제조할 때에 바람직한 종이 분쇄물과 그 종이 분쇄물을 사용한 환경 배려형 종이-수지 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 그 종이 분쇄물은 수지와 복합시킬 때의 작업성을 개선하고, 그 종이 분쇄물을 배합한 종이-수지 조성물이 환경 배려형임과 동시에 종래의 수지 조성물에 필적하는 품질을 구비한 조성물을 제공한다. 또한 그 종이-수지 조성물을 사용하여 얻어진 성형물에 있어서는 황변이 적고, 악취의 발생을 감소시킨 종이-수지 조성물에 관한 것이다.

종래, 각종 합성 수지로 이루어지는 수지 조성물 및 그들을 사용한 각종 성형품이 다량으로 제조 및 사용되고 있다. 폴리에스테르 수지 등 일부의 수지를 사용한 성형물에 대해서는 회수, 재생, 재이용이 진행되고 있지만, 많은 수지 성형물은 소각 혹은 불연물로서 폐기 처리되고 있는 것이 현상황이다. 상기 수지 조성물을 소각하는 경우에는 소각시의 칼로리가 높은 점에서 소각로를 손상시키는 등의 문제가 있다.

상기 문제점을 해결하는 방법으로서, 합성 수지에 추가하여 충전제로서 목분(木粉)이나 종이 분쇄물을 첨가한 조성물 (예를 들어 특허문헌 1 을 참조) 이나 합성 수지 대신에 자연 상태에서 분해되는 생분해성 수지의 사용 (예를 들어 특허문헌 2 를 참조) 이 환경적 배려의 고조 속에서 주목되고 있으며, 일부 실용화도 되어 있다.

천연 섬유와 수지로 이루어지는 조성물은 공지되어 있고, 각종 제안이 이루어지고 있지만, 사용하는 천연 섬유 재료, 특히 종이 또는 펄프의 분쇄물에 있어서 그 구성을 특정한 예는 그다지 많지 않다. 수지 배합용 섬유 재료를 특정한 기술로는 염소 함유 물질을 최대한 감소시킨 종이 또는 펄프의 분쇄물의 사용이 제안되어 있다 (예를 들어 특허문헌 3 을 참조).

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-270508호

특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2002-272573호

특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 2003-73988호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 수지 배합용 섬유 재료로서, 종이 또는 펄프의 분쇄물을 사용할 때의 최대의 문제점은, 그 분쇄물의 부피가 매우 커지기 쉬운 점에 있다. 부피가 큰 분쇄물은, 부피 비중이 비교적 높은 수지와 혼련할 때의 작업성, 생산성을 현저하게 저해시키기 때문에, 보다 부피 비중이 높은 분쇄물이 요망되고 있다.

또한 수지와 종이 분쇄물을 혼합한 조성물은, 종이 분쇄물의 비율이 증가됨에 따라 유동성이 저하되기 때문에, 종이로서의 분류에 속하기 위한 50 질량％ 이상의 배합이 곤란해지는 점에서, 유동성이 양호한 종이 분쇄물이 요망되고 있다.

그러나, 이들 2 개의 과제를 동시에 달성할 수 있는 기술적 수단에 대한 제안은 거의 알려져 있지 않다.

또한, 합성 수지와 목분으로 이루어지는 조성물의 문제점은, 고온의 열이 가해진 경우에는, 목분이 변색되어 백색 조성물의 제조가 어려운 경우가 있다.

목분 대신에 종이를 사용하는 경우에는, 사용하는 종이가 표백 화학 펄프를 사용한 상질계인 경우에는 변색을 상당히 억제할 수 있어, 백색의 종이-수지 조성물을 얻을 수 있다. 더욱 백색이 필요한 경우에는, 산화티탄이나 탄산칼슘을 배합하는 것이 통상적으로 실시된다. 이들 대책에 의해, 외관상의 황변은 거의 지장이 없는 정도까지 감소시킬 수 있지만, 물이 종이-수지 조성물이나 성형물에 묻으면, 물이 묻은 부분이 국부적으로 황변하는 현상이 발생하는 것을 알 수 있었다. 그 기구에 대해서는 반드시 명확하지는 않지만, 본 발명자들이 조사한 결과, 종이-수지 조성물 중의 수용성 착색 성분이 그 표면에 부착된 물의 층 중에 추출됨으로써 일어나고, 이 착색 성분은 사용한 종이에서 유래하는 것으로 판명되었다. 이러한 현상이 일어나면 성형물의 품위·미관을 현저하게 손상시키는 점에서, 물이 묻거나 물에 침지시켜도 황변하지 않는 종이-수지 조성물이 요망되고 있었다. 그러나 종이-수지 조성물에 대하여 황변, 특히 물이 개재되는 황변 현상에 대하여 적극적으로 다룬 문헌은 눈에 띄지 않는다.

게다가 사용하는 종이에 따라서는 황변뿐만 아니라, 악취가 발생하는 경우도 있다. 특히 성형시의 열에 의해 악취가 발생하고, 때로는 성형물에 그 악취가 잔류하는 문제가 발생하여 그 해결이 요망되고 있었다.

그래서 본 발명의 제 1 의 목적은, 수지와 천연 섬유 혼합물로 이루어지는 종이-수지 조성물을 제조할 때에 작업성이 양호한 종이 분쇄물을 제공하는 데에 있다. 또한 그 종이 분쇄물을 사용한 환경 배려형 종이-수지 조성물의 유동성을 개선하고, 사출 성형 등의 가공시의 성형성을 개선하는 데에 있다. 이들을 달성함으로써 종이 분쇄물의 배합률을 높일 수 있게 된다.

본 발명의 제 2 의 목적은, 종이를 함유하면서도 가공 공정에서의 열에 의한 황변, 특히 물이 개재되는 황변을 현저하게 감소시킴과 동시에 악취의 발생을 억제한 환경 배려형 종이-수지 조성물을 제공하는 데에 있다.

또한 본 발명의 제３ 의 목적은, 상기 환경 배려형 종이-수지 조성물을 사용한, 종이를 함유하면서도 황변이 적고, 특히 물이 묻어도 황변이 적으며, 동시에 악취의 발생이 적은 환경 배려형 성형물을 제공하는 데에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은, 종이 분쇄물에 사용하는 종이의 조성·형태와 그 종이 분쇄물과의 관계, 그리고 수지와 혼합하였을 때의 작업성, 그 때 얻어진 종이-수지 조성물의 품질과의 관계에 대하여 예의 검토를 진행시킨 결과, 각종 종이 중에서 특정한 조성·형태를 갖는 종이를 선정함으로써, 상기 목적을 동시에 달성할 수 있는 것을 알아내고 본 발명에 이르렀다. 즉, 본 발명에 관련되는 수지 혼합용 종이 분쇄물은, 활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 100 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 0 ∼ 20 질량％ 를 함유하고, ISO 백색도가 70％ 이상인 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지(塗工紙) 분쇄하여 얻은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련되는 수지 혼합용 종이 분쇄물에서는, 상기 무기 전료로서 탄산칼슘, 탤크에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 백색도가 높고, 분쇄기의 날의 수명에 미치는 악영향이 적다.

본 발명에 관련되는 수지 혼합용 종이 분쇄물에서는, 겉보기 부피 비중이 0.1 이상인 것이 바람직하다. 수지와 복합화하는 작업성이 양호해진다.

본 발명에 관련되는 환경 배려형 종이-수지 조성물은, 상기 수지 혼합용 종이 분쇄물을 50 질량％ 이상 함유하고, 잔분의 주성분이 합성 수지인 것을 특징으로 한다. 여기서 종이-수지 조성물이란, 종이 성분과 수지 성분을 혼련에 의해 혼합한 혼합물이다.

또한 본 발명에 관련되는 환경 배려형 종이-수지 조성물은, 상기 수지 혼합용 종이 분쇄물과 생분해성 수지를 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련되는 환경 배려형 종이-수지 조성물에서는, 로진계 수지를 함유시키는 것이 바람직하다. 조성물의 유동성을 개선하여, 유연성을 부여할 수 있다.

본 발명에 관련되는 환경 배려형 성형물은, 상기 환경 배려형 종이-수지 조성물을 사용하여 성형된 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명의 수지 혼합용 종이 분쇄물은, 수지와 천연 섬유 혼합물로 이루어지는 종이-수지 조성물을 제조할 때에 작업성이 양호하다. 또한 그 종이 분쇄물을 사용한 환경 배려형 종이-수지 조성물의 유동성이 양호하여 사출 성형 등의 가공시의 성형성이 좋다. 그리고, 환경 배려형 종이-수지 조성물에 있어서 종이 분쇄물의 배합률을 높일 수 있다. 또한, 그 수지 혼합용 종이 분쇄물을 함유하는 본 발명의 환경 배려형 종이-수지 조성물은, 종이를 함유하면서도 가공 공정에서의 열에 의한 황변, 특히 물이 개재되는 황변이 현저하게 적다. 동시에 악취의 발생이 억제되어 있다. 그리고, 그 환경 배려형 종이-수지 조성물을 사용한 본 발명의 환경 배려형 성형물은, 종이를 함유하면서도 황변이 적고, 특히 물이 묻어도 황변이 적으며, 동시에 악취의 발생이 적기 때문에, 식품 분야에의 적용 등이 가능하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 기재에 한정하여 해석되지 않는다.

본 발명에 관련되는 수지 혼합용 종이 분쇄물은, 활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 100 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 0 ∼ 20 질량％ 를 함유하고, ISO 백색도가 70％ 이상인 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지를 분쇄하여 얻어진다. 여기서 본 발명에 있어서 비안료 도공지란, 도공층에 안료가 함유되지 않은 도공지 또는 비도공지이다.

본 발명에서 사용하는 종이는, 이른바 상질지로 분류되는 종이 혹은 그 고지(古紙)이고, 혹은 펄프 시트이어도 된다 (이후, 이들을 총칭하여 「종이」라고 부른다). 본 발명에서 사용하는 종이를 구성하는 펄프는, 표백 화학 펄프일 필요가 있다. 표백 화학 펄프의 종류는 특별히 한정하지 않고, 통칭 BSP 나 BKP 라고 불리는 표백 아황산 펄프나 표백 크라프트 펄프가 사용된다. 미표백 화학 펄프의 사용은 피하는 것이 바람직하다. 기계 펄프나 세미케미컬 펄프의 사용은, 비록 그것들이 표백되어 있다고 해도 피하는 것이 바람직하다. 또한 그들을 함유하는 중질지로 분류되는 종이의 고지도 마찬가지로 사용을 피하는 것이 바람직하다. 이러한 기계 펄프의 예로는 GP, TMP, CTMP 및 그들의 표백 펄프가 공지되어 있지만, 미표백 펄프, 기계 펄프 및 세미케미컬 펄프는, 펄프 중에 리그닌이 현저한 양으로 잔류되어 있어, 종이 분쇄물과 종이-수지 조성물의 백색도가 높은 경우에 있어서조차도, 후공정에서 황변이나 악취의 원인이 된다.

표백 화학 펄프를 구성하는 섬유는 매우 중요하다. 섬유 길이는 짧을수록 바람직하고, 통상적으로 사용되는 섬유는 활엽수 섬유이다. 본 발명에서 사용하는 활엽수 표백 화학 펄프의 종이 중 배합률은, 적어도 70 질량％ 이상 필요하고, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상이며, 배합률이 높을수록 바람직하다. 70 질량％ 에 미치지 못하는 경우에는, 잔부의 구성 재료에 의해 영향이 상이하지만, 부피 비중의 증가나, 수지와의 혼합물에서의 강도 저하 등의 문제가 발생한다. 일반적으로 활엽수 섬유에 비하여 섬유 길이가 긴 침엽수 섬유가, 종이의 강도를 부여하는 목적에서 배합되는 경우가 많다. 그러나, 침엽수 섬유, 즉 본 발명에 있어서의 침엽수 표백 화학 펄프의 배합은 적을수록 바람직하고, 종이 중 배합률로는 많아도 20 질량％ 이하이다. 20 질량％ 를 초과하면 종이 분쇄물의 부피 비중이 작아지고, 수지와의 혼련 작업성이 악화되며, 얻어진 종이-수지 조성물의 유동성도 저하된다.

무기 전료의 종이 중 함유율은 20 질량％ 이하인 것이 필요하다. 20 질량％ 를 초과하면, 종이-수지 조성물의 강도를 저하시킴과 함께, 분쇄기의 날의 수명에 악영향을 미친다. 사용하는 무기 전료의 종류로는, 백색도와 날의 수명때문에 탄산칼슘, 탤크에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 탄산칼슘의 사용은 약품에 의한 pH 조정을 실시하지 않아도 중성지가 얻어지기 때문에 바람직하다. 탄산칼슘의 종류로는 마모성의 관점에서 경질 탄산칼슘이 더욱 바람직하다. 탤크를 사용하는 이점은 마모성이 우수하다는 점이다. 이들 전료는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 이들 이외의 무기 전료의 함유는 소량이면 문제없지만, 분쇄기의 마모성에 악영향을 미치지 않는 것이 바람직하다.

사용하는 종이는, 활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 100 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 0 ∼ 20 질량％ 로 이루어지는 것이 바람직하지만, 본 발명의 효과를 저해시키지 않는 정도에서 지력 증강제, 사이즈제, 수율 향상제, 여과수제 등의 각종 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 또한, 각종 전분류, 표면 사이즈제 등을 사용하여, 사이즈 프레스, 게이트 롤 등의 장치에 의해 표면 처리를 실시해도 된다.

사용하는 종이의 백색도는, ISO 백색도로 70％ 이상이 필요하다. 백색도가 70％ 보다 낮으면 물에 의한 황변이 발생한다. 더욱 바람직하게는 ISO 백색도 75％ 이상이며, 높을수록 바람직하다. 사용하는 종이 자체의 백색도가 낮으면, 그 후의 종이-수지 조성물의 제조시에 백색도를 높이는 수단, 예를 들어 고백색의 전료의 첨가 등을 실시해도 물에 의한 황변의 문제는 회피할 수 없다.

사용하는 종이는, 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지가 바람직하다. 종이가 산성이면, 종이-수지 조성물을 성형할 때 금형을 부식시키는 등 악영향을 미치는 경우가 있다. 안료 도공지를 사용한 경우에는, 도공층에 사용되는 합성 바인더, 특히 각종 라텍스가 가열시의 악취나 유해 가스 발생의 원인이 된다.

상기에서 특정되는 종이를 분쇄하여 얻어지는 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.1 이상인 것이 바람직하다. 상기의 종이를 사용하면, 분쇄 조건을 제어함으로써 비교적 용이하게 겉보기 부피 비중 0.1 의 종이 분쇄물이 얻어진다. 겉보기 부피 비중이 0.1 에 미치지 못하는 경우에는, 수지와의 복합화시의 작업성을 현저하게 저하시키는 경우가 있다.

상기 종이 분쇄물은, 각종 수지와 혼련되어 종이-수지 조성물이 되지만, 종이 분쇄물의 비율을 50 질량％ 이상으로 함으로써 환경 배려형 종이-수지 조성물이 얻어진다. 또한 수지로서 생분해성 수지를 사용함으로써 환경 배려형 종이-수지 조성물이 얻어진다.

본 발명에서 사용하는 합성 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지, 아크릴로니트릴·스티렌 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 등이나 이들의 변성 수지 등의 범용 수지이다. 이들의 합성 수지는, 신규 합성품이어도 되고 사용 완료된 성형물의 분쇄물 혹은 재활용물이어도 되며, 또한 단독 혹은 혼합물이어도 된다.

본 발명에 사용되는 생분해성 수지로는, 예를 들어, 폴리락트산계, 폴리부틸렌숙시네이트계, 폴리비닐알코올계, 아세트산셀룰로오스계 등의 각종 생분해성 수지를 사용할 수 있고, 또한 단독 혹은 혼합물이어도 된다.

환경 배려형으로 하기 위하여, 종이 분쇄물과 합성 수지의 혼합 비율은, 양자의 합계 질량의 50 질량％ 이하가 합성 수지가 되도록 배합한다. 바람직한 배합 비율은, 종이 분쇄물/합성 수지 = 51/49 질량％ ∼ 70/30 질량％ 의 범위이다. 필요에 따라, 유동성 개량제나 수지의 산화 방지제, 대전 방지제 등의 보조제를 본 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서 첨가해도 된다. 또한 종이-수지 조성물에 백색도를 부여하는 목적으로, 산화티탄이나 탄산칼슘을 소량 첨가해도 된다. 단, 이들 백색 충전제는 종이-수지 조성물의 백색도를 향상시켜, 외관상의 황변은 개선된 것처럼 보이지만, 물이 개재되는 황변, 즉 물 침지에 의한 황변에 대한 효과는 없다.

종이 분쇄물과 생분해성 수지를 주성분으로 하는 종이-수지 조성물로 하는 경우에는, 모두가 생분해성이기 때문에 환경형으로 하기 위한 배합 비율은 한정되지 않는다. 여기서, 생분해성 수지와 천연 유기물의 합계량이 50 질량％ 이상이면 생분해성 플라스틱 연구회가 제도화한 「그린 플라스틱」에 적합하다. 생분해성 수지가 폴리락트산인 경우, 종이 분쇄물을 혼합함으로써, 폴리락트산 단독에 비하여 사출 성형물의 인장 강도, 굽힘 탄성률, 열변형 온도가 향상된다는 효과를 기대할 수 있다. 현실적으로는, 종이 분쇄물과 생분해성 수지의 배합 비율은, 성형성과 성형물의 품질 요구를 고려하여 결정된다. 통상적으로, 종이 분쇄물/생분해성 수지 = 20/80 질량％ ∼ 70/30 질량％ 의 범위이다. 또한 상기와 같이 보조제, 백색 충전제를 적절하게 사용해도 된다.

본 발명의 종이 분쇄물과 생분해성 수지에 로진계 수지를 첨가하면 종이-수지 조성물의 유동성이 개선되어 더욱 유연성도 부여할 수 있다. 로진계 수지로는, 예를 들어, 검 로진, 우드 로진, 톨오일 로진이나 이들 로진의 유도체를 사용할 수 있다. 유도체로는, 여러 가지 안정화 처리, 에스테르화 처리, 정제 처리한 것이 사용된다. 그 중에서도 로진류를 각종 알코올류와 반응 처리한 로진 에스테르가 바람직하다. 로진 에스테르의 예로는 중합 로진 글리세린 에스테르, 톨오일 로진 글리세린 에스테르, 우드 로진 글리세린 에스테르, 부분 수소 첨가 검 우드 로진 글리세린 에스테르, 우드 로진 펜타에리스리톨 에스테르, 부분 수소 첨가 로진 메틸 에스테르, 부분 2량화 로진 글리세린 에스테르를 들 수 있다.

이 경우의 로진계 수지의 배합률은, 종이-수지 조성물 중에서 1 질량％ ∼ 15 질량％ 의 범위내인 것이 바람직하다. 1 질량％ 보다 낮으면 유동성 개선 및 유연화의 효과가 불충분해진다. 또한 15 질량％ 를 초과하면 내열성을 악화시키는 경우가 있다.

본 발명의 종이-수지 조성물의 제조 방법은, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 종이 분쇄물과 합성 수지 혹은 생분해성 수지를 소정의 비율이 되도록 계량 후, 헨셀 믹서 등으로 균일하게 혼합하고, 이것을 100 ∼ 200℃ 의 온도에서 혼련기로 균질화한다. 그 후, 필요에 따라 압출기의 피더에 연속적으로 공급하고, 펠릿화하여 조립(造粒)하는 것이 바람직하다.

본 발명의 종이-수지 조성물을 사용한 성형품은, 펠릿화한 본 발명의 종이-수지 조성물을 종래 공지된 플라스틱 수지 성형법과 동일한 성형법에 의해 성형함으로써 얻어진다. 본 발명의 환경 배려형 종이-수지 조성물에 의해 성형되는 성형품으로는, 예를 들어, 컵, 접시, 식품용 트레이, 사발, 빗, 권취 보빈, 행거, 캘린더 홀더, 칫솔이 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 예 중의 「부」 및 「％」는 특별히 언급하지 않는 한 「질량부」 및 「질량％」를 나타낸다.

(실시예 1)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 90 질량％, 전료로서 탤크 (상품명 탤크 KB : 카미탤크사 제조) 를 10 질량％ 함유하며, ISO 백색도 80％ 인 비도공 중성 상질지를 분쇄기 (CS 커터 : CONDUX 사 제조) 로 분쇄하고, 100 메시의 스크린을 통과시켜 실시예 1 의 종이 분쇄물을 얻었다. 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.15 이었다. 이어서, 그 종이 분쇄물 100 질량부에 대하여, 백색 충전제로서 산화티탄 (상품명 타이페이크 A-220 : 이시하라 산업사 제조) 5 질량부, 변성 폴리프로필렌 (PP) 수지 (상품명 유멕스 1010 : 산노프코사 제조) 5 질량부, 폴 리프로필렌 (PP) 수지 (상품명 J-3054HP : 이데미츠 석유 화학사 제조) 90 질량부를 첨가하여, 헨셀 믹서로 균일하게 혼합하고, 그 후, 압출기에 투입하고 펠릿화하여 실시예 1 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 사출 성형기를 사용하고 실린더 설정 온도 180℃ 에 의해 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 2)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 80 질량％, 침엽수 표백 크라프트 펄프 (NBKP) 10 질량％, 전료로서 탄산칼슘 (상품명 TP121 : 오쿠타마 공업 제조) 을 10 질량％ 함유하며, ISO 백색도 83％ 인 비도공 중성 상질지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 2 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.12 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 3)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 70 질량％, 침엽수 표백 크라프트 펄프 (NBKP) 15 질량％, 전료로서 탄산칼슘 (상품명 TP121 오쿠타마 공업 제조) 을 15 질량％ 함유하며, ISO 백색도 85％ 인 비도공 중성 상질지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 3 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.11 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형 품을 제조하였다.

(실시예 4)

실시예 1 에 있어서 얻어진 종이 분쇄물 100 질량부에 대하여, 백색 충전제로서 산화티탄 (상품명 타이페이크 A-220 : 이시하라 산업사 제조) 5 질량부, 생분해성 수지로서 폴리락트산 (PLA) (상품명 레이시아 H-100 : 미츠이 화학사 제조) 200 질량부를 첨가하여, 헨셀 믹서로 균일하게 혼합하고, 그 후, 압출기에 투입하고 펠릿화하여 실시예 4 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 5)

종이 분쇄물로서 실시예 2 의 종이 분쇄물을 사용한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여 실시예 5 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 6)

종이 분쇄물로서 실시예 3 의 종이 분쇄물을 사용한 것 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여 실시예 6 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 7)

실시예 1 에 있어서 얻어진 종이 분쇄물 100 질량부에 대하여, 백색 충전제로서 산화티탄 (상품명 타이페이크 A-220 : 이시하라 산업사 제조) 5 질량부, 로진 에스테르 (상품명 락트사이저 GP2001 : 아라카와 화학 공업 제조) 20 질량부, 생분 해성 수지로서 폴리락트산 (PLA) (상품명 레이시아 H-100 : 미츠이 화학사 제조) 180 질량부를 첨가하여, 헨셀 믹서로 균일하게 혼합하고, 그 후, 압출기에 투입하고 펠릿화하여 실시예 7 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 8)

종이 분쇄물로서 실시예 2 의 종이 분쇄물을 사용한 것 이외에는 실시예 7 과 동일하게 하여 실시예 8 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(실시예 9)

종이 분쇄물로서 실시예 3 의 종이 분쇄물을 사용한 것 이외에는 실시예 7 과 동일하게 하여 실시예 9 의 종이-수지 조성물을 얻었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(비교예 1)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 60 질량％, 침엽수 표백 크라프트 펄프 (NBKP) 30 질량％, 전료로서 탤크 (상품명 탤크 KB : 카미탤크사 제조) 10 질량％ 함유하며, ISO 백색도 80％ 인 비도공 중성 상질지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 1 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.08 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(비교예 2)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 80 질량％, 쇄목 펄프 (GP) 10 질량％, 전료로서 탤크 (상품명 탤크 KB : 카미탤크사 제조) 10 질량％ 함유하며, ISO 백색도 70％ 인 비도공 중성 상질지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 2 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.12 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(비교예 3)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 60 질량％, 쇄목 펄프 (GP) 30 질량％, 전료로서 탄산칼슘 (상품명 TP121 : 오쿠타마 공업 제조) 10 질량％ 함유하며, ISO 백색도 64％ 인 비도공 중성 상질지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 3 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.11 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(비교예 4)

활엽수 표백 크라프트 펄프 (LBKP) 90 질량％, 전료로서 탤크 (상품명 탤크 KB카미탤크사 제조) 10 질량％ 함유하는 원지(原紙) 상에 안료 도공층을 갖는 ISO 백색도 78％ 의 도공지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 4 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.15 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하 여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

(비교예 5)

신문 고지를 사용하여 분쇄한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 5 의 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물을 얻었다. 또한, 그 종이 분쇄물의 겉보기 부피 비중은 0.08 이었다. 이 종이-수지 조성물의 일부를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 평가용 사출 성형품을 제조하였다.

상기 실시예 1 ∼ 9, 비교예 1 ∼ 5 에서 사용한 종이, 얻어진 종이 분쇄물 및 종이-수지 조성물의 평가는 하기의 방법으로 실시하고, 그 결과를 표 1 에 나타내었다.

니혼 덴쇼쿠 공업 제조 PF-10 으로 측정하였다. 조작 방법은, 메이커의 취급 작업서에 준하여, JIS P 8148 : 2001 「종이, 판지 및 펄프-IS0 백색도 (확산 청색광 반사율) 의 측정 방법」에 준거해 측정하였다.

<겉보기 부피 비중>

2L 의 메스실린더에 얻어진 종이 분쇄물을 넣고 질량을 측정하여, 용적 당 질량을 산출하였다.

ASTM D1238-98 「Standard Test Method

for Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer」에 준하여, 단위 : g/10분, 시험 온도 = 190℃, 시험 가중 = 10㎏ 의 조건으로 측정하였다.

<혼련 작업성>

헨셀 믹서에서의 혼합 균일성을 하기 기준으로 평가하였다.

× : 교반이 시감(視感)으로 불균일하다.

○ : 교반이 시감으로 양호하다.

<시험편의 제조>

크로크나사 제조 F85 로 다목적 시험편 (JIS K 7139 A형) 및 80 × 80 × 두께 3(㎜) 의 플레이트를 제조하였다.

<사출 성형 플레이트 색>

성형한 상기 플레이트 (80 × 80 × 두께 3(㎜)) 를 시감으로 하기 기준으로 판정하였다.

×× : 분명한 황색기 있음.

× : 황색기 약간 있음.

○ : 황색기가 없고, 양호.

<사출 성형 악취>

성형한 상기 플레이트 (80 × 80 × 두께 3(㎜)) 의 악취를 하기 기준으로 판정하였다.

×× : 종이 타는 악취, 라텍스 분해 가스에서 유래한 이취(異臭) 있음.

× : 종이 타는 악취가 약간 있다.

○ : 악취 없고, 양호.

<사출 성형수 황변>

성형한 상기 플레이트 (80 × 80 × 두께 3(㎜)) 에서 잘라낸 사출 성형품 50g 을 증류수 30㎖ 에 침지시키고, 35℃ 에서 2 일간 유지하였다. 그 후, 여과하고, 수층에 대하여 착색 정도를 시감으로 평가하였다. 시감 평가는 하기의 기준으로 판정하였다.

×× : 황색.

× : 담황색.

○ : 무색.

<인장 강도>

JIS K 7162 「플라스틱-인장 특성의 시험 방법」에 준하여 측정하였다.

<굽힘 강도>

JIS K 7171 「플라스틱-굽힘 특성의 시험 방법」에 준하여 측정하였다.

<굽힘 탄성률>

JIS K 7110 「플라스틱-아이조드 충격 강도의 시험 방법」(노치 없음) 에 준하여 측정하였다.

JIS K 7191-2 「플라스틱-하중 휨 온도의 시험 방법」에 준하여 측정하였다.

*1 변성 PP : 유멕스 1010 (산노프코)

*2 로진 에스테르 : 락토사이저 GP2001 (아라카와 화학 공업)

*3 PP 수지 : J-3054HP (이데미츠 석유 화학)

*4 PLA : 레이시아 H-100 (미츠이 화학)

*5 실시예 5 ∼ 9 : 85℃ × 30분 어닐링 처리

비교예 1 은, LBKP 의 함유량이 적은 종이를 사용하였기 때문에, 겉보기 부피 비중이 작고, 혼련 작업성이 떨어졌다. 비교예 2 는, GP 를 함유하는 종이를 사용하였기 때문에, 그 종이의 ISO 백색도가 높아도 물에 의한 옅은 황변이 발생하였다. 비교예 3 은, 비교예 2 보다 더욱 GP 를 많이 함유하는 종이를 사용하였기 때문에, ISO 백색도가 낮고, 플레이트 색이 황색기를 띠며, 또한 물에 의한 황변이 발생하였다. 또한 성형시에 종이 타는 악취가 약간 느껴졌다. 비교예 4 는, 안료 도공층을 갖는 종이를 사용하였기 때문에, 성형시에 종이 타는 악취, 라텍스 분해 가스에서 유래하는 이취가 느껴졌다. 비교예 5 는, 신문 고지를 사용하였기 때문에, 혼련 작업성이 떨어지고, 플레이트 색이 분명한 황색기를 띠며, 또한 물에 의한 황변이 발생하였다.

한편, 표 1 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 실시예 9 에서는, 수지와 천연 섬유 혼합물로 이루어지는 종이-수지 조성물을 제조할 때에 작업성이 양호한 종이 분쇄물이 얻어진다. 또한 그 종이 분쇄물을 사용한 환경 배려형 종이-수지 조성물에 있어서는 유동성이 개선되고, 사출 성형 등의 가공시의 성형성이 개선된다. 이들에 의해 종이 분쇄물의 배합률을 50 질량％ 이상으로 높일 수 있게 되고, 그 결과로부터 환경 친화적인 종이-수지 조성물의 제조가 가능해진다. 또한 종이 분쇄물을 함유하면서도 가공 공정에서의 열에 의한 황변, 특히 물이 개재되는 황변을 현저하게 감소시킴과 동시에 악취의 발생을 억제한 환경 배려형 종이-수지 조성물을 얻을 수 있어, 식품 분야에의 적용 등 상품 가치를 높일 수 있다.

Claims

활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 90 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 10 ∼ 20 질량％ 를 함유하고, ISO 백색도가 70％ 이상인 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지(塗工紙)를 분쇄하여 얻은, 겉보기 부피 비중이 0.1 이상 0.12 이하인 분쇄물이고, 또한 상기 비안료 도공지의 종이는, 상질지로 분류되는 종이 혹은 그 고지(古紙), 또는 펄프 시트이고, 또한 미표백의 화학 펄프, 기계 펄프, 세미케미컬 펄프 및 중질지로 분류되는 종이의 고지를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 수지 혼합용 종이 분쇄물.
제 1 항에 있어서,

상기 무기 전료로서 탄산칼슘, 탤크에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 혼합용 종이 분쇄물.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 수지 혼합용 종이 분쇄물을 50 질량％ 이상 함유하고, 잔분의 주성분이 합성 수지인 것을 특징으로 하는 환경 배려형 종이-수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 수지 혼합용 종이 분쇄물과 생분해성 수지를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 환경 배려형 종이-수지 조성물.
제 5 항에 있어서,

로진계 수지를 함유시킨 것을 특징으로 하는 환경 배려형 종이-수지 조성물.
제 4 항에 기재된 환경 배려형 종이-수지 조성물을 사용하여 성형된 것을 특징으로 하는 환경 배려형 성형물.
활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 90 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 10 ∼ 20 질량％ 를 함유하고, ISO 백색도가 70％ 이상인 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지(塗工紙)로서, 또한 상질지로 분류되는 종이 혹은 그 고지(古紙), 또는 펄프 시트이고, 또한 미표백의 화학 펄프, 기계 펄프, 세미케미컬 펄프 및 중질지로 분류되는 종이의 고지를 포함하지 않는 것을, 겉보기 부피 비중이 0.1 이상 0.12 이하까지 분쇄하여 수지 혼합용 종이 분쇄물을 얻는 공정과,

상기 수지 혼합용 종이 분쇄물을 50 질량％ 이상으로 하고, 잔분의 주성분을 합성 수지로 하는 혼합물을 혼련하여, 환경 배려형 종이-수지 조성물을 얻는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 환경 배려형 종이-수지 조성물의 제조 방법.
활엽수 표백 화학 펄프 70 ∼ 90 질량％, 침엽수 표백 화학 펄프 0 ∼ 20 질량％ 및 무기 전료 10 ∼ 20 질량％ 를 함유하고, ISO 백색도가 70％ 이상인 중성 혹은 알칼리성의 비안료 도공지(塗工紙)로서, 또한 상질지로 분류되는 종이 혹은 그 고지(古紙), 또는 펄프 시트이고, 또한 미표백의 화학 펄프, 기계 펄프, 세미케미컬 펄프 및 중질지로 분류되는 종이의 고지를 포함하지 않는 것을, 겉보기 부피 비중이 0.1 이상 0.12 이하까지 분쇄하여 수지 혼합용 종이 분쇄물을 얻는 공정과,

상기 수지 혼합용 종이 분쇄물과 생분해성 수지를 주성분으로 하는 혼합물을 혼련하여, 환경 배려형 종이-수지 조성물을 얻는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 환경 배려형 종이-수지 조성물의 제조 방법.