アルミ箔ラミネート紙を原料とする樹脂化ペレット製造方法
【課題】 飲料用や食品用の容器として使用されている紙製基材とアルミニウムフィルム層とを有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して、紙−アルミ−樹脂混合物を得る際に、アルミニウムフィルム層部分の粉砕不良を有効に防止し、良好な粉砕物を得ることができる紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法を提供すること。
【解決手段】 紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃１４および回転刃１６ａを有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法において、粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、前記固定刃と回転刃との間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）に対して、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用する。
【解決手段】 紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃１４および回転刃１６ａを有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法において、粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、前記固定刃と回転刃との間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）に対して、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、飲料用、食品用の容器として使用されている紙製基材とアルミニウムフィルム層とを有する紙含有積層材を樹脂化し、再利用する際において、紙成分と樹脂成分との混合物である紙−アルミ−樹脂混合物を得る方法に係り、さらに詳しくは、紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジュース、お茶、酒等の飲料やヨーグルト等の食品を包装する容器として、紙製基材（板紙）の内面に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂層を介して、アルミニウムフィルム層が形成された紙パック容器が使用されている。このような紙パック容器においては、紙以外に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂に加えて、さらに、アルミニウムフィルムが含有されている。そのため、使用後の空容器から、これらの構成材料（紙、熱可塑性樹脂、アルミニウムフィルム）を分離回収することは困難であり、大部分が埋め立て処分や焼却処分されている。
【０００３】
しかし、昨今の資源の再利用が求められている実情から、たとえば、このようなアルミニウムフィルムを含有する飲料用容器や食品用容器において、紙製基材から熱可塑性樹脂およびアルミニウムフィルムを分離する方法が提案されている。具体的には、紙製基材から、熱可塑性樹脂およびアルミニウムフィルムを分離する方法として、これらを機械的に剥離する方法、これらの積層材に含有されている水溶性化合物層を、水に溶解させ分離する方法、などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記のように、紙製基材から、熱可塑性樹脂およびアルミニウムフィルムを分離する方法には、大量の水を使用する必要があり、しかも、処理時間が非常に長くなってしまうという問題や、さらに、一度これらを分離しても、分離した熱可塑性樹脂に紙成分が再付着してしまい、そのため、紙と熱可塑性樹脂を完全に分離することが困難であるという問題があった。
【０００５】
一方で、紙製基材と樹脂とを積層してなる樹脂フィルムラミネート紙を粉砕し、さらに、これに熱可塑性樹脂を加えて、紙−樹脂混合物を得る方法が、開示されている（たとえば、特許文献１）。この特許文献１においては、樹脂フィルムラミネート紙と熱可塑性樹脂とを、粉砕・混合し、その後、成形することにより、紙−樹脂混合物からなる成形品（再利用品）を得ている。
【０００６】
しかしながら、この文献では、アルミニウムフィルム層を有していない樹脂フィルムラミネート紙を対象としており、そのため、上記のような飲料用や食品用の容器として使用されているアルミニウムフィルム層を有する容器を粉砕しようとしても、次のような問題があった。すなわち、アルミニウムフィルム層部分が６〜８μｍ程度であるため、水平方向のクリアランスが数ｍｍである粉砕刃に接触しても、粉砕刃の間をすり抜け、粉砕されずに排出されてしまい、結果として、粉砕を良好に行うことができないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−５８２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、たとえば、飲料用や食品用の容器として使用されている紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して、紙−アルミ−樹脂混合物を得る際に、アルミニウムフィルム層部分の粉砕不良を有効に防止し、良好な粉砕物を得ることができ、しかも、５０％以上の石油資源を、紙とアルミニウムフィルムとの複合廃材に置き換えることで、環境負荷を低減する紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような製造方法により得られた紙−アルミ−樹脂混合物をペレット化して得られ、成形性に優れ、しかも環境負荷の低い紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合する際に、粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、各粒子の最大長さが所定範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法は、
少なくとも紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法であって、
粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、前記固定刃と回転刃との間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）に対して、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記熱可塑性樹脂粒子として、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、上記範囲にある粒子を使用するため、熱可塑性樹脂粒子（レジンペレット）の大きさを利用して、アルミニウムフィルム層を抱きこみながらクリアランスで圧縮後、粉砕される。樹脂の持つ圧縮反発弾性と金属箔（アルミニウムフィルム）の応力破断を用いて、均一な破砕が可能であった。そのため、飲料用や食品用の容器等として使用されているアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して得られる紙−アルミ−樹脂混合物を、好ましくは３０〜１００μｍ程度と微細に粉砕することができ、しかも、紙成分、アルミ成分、および熱可塑性樹脂成分を、均一に混合することができる。
【００１２】
なお、前記熱可塑性樹脂粒子の“最大長さ”とは、たとえば、熱可塑性樹脂粒子が、フレーク状（薄片状、断片状、層状）の場合には、その粒子の略中心を通る長さのうち、最大の長さを意味する。また、熱可塑性樹脂粒子が、略球形である場合には、その粒子の粒子径を意味する。
【００１３】
また、上述の互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置としては、複数の回転刃を有する回転円板が、高速回転することにより、互いに相対する前記固定刃と回転刃との間に存在する被粉砕物を、粉砕・混合可能な構造を有しているものであれば良い。
【００１４】
本発明の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法において、前記紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率が、前記紙−アルミ−樹脂混合物全体１００重量％に対して、３０〜７０重量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは５０〜７０重量％の範囲、さらに好ましくは５１〜５６重量％の範囲である。
【００１５】
紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、上記範囲とし、紙成分の含有率を比較的に高くすることにより、得られる紙−アルミ−樹脂混合物ペレットや成形品を焼却する際における燃焼エネルギーを低減することができる。そのため、環境負荷を軽減することが可能となる。特に、紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、５１重量％以上とし、紙以外の成分、すなわちアルミニウム成分および熱可塑性樹脂成分等のその他の成分の含有比率を４９重量％以下とすることにより、環境負荷の軽減効果に加えて、容器リサイクル法における紙に分類されることとなるため、紙として廃却が可能となるという利点を有する。一方で、紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率が高すぎると、樹脂の流れ特性であるＭＦＲ（メルトフローレート）が低下し、成形性が悪化してしまう。そして、結果として、歩留まりが下がり、偏肉の無い良好な成形品が得られなくなる傾向にある。そのため、紙成分の含有量の上限は、上記範囲とすることが好ましい。
【００１６】
本発明の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法において、前記熱可塑性樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、種々の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。なかでも、本発明においては、焼却時におけるダイオキシンの発生を防ぐという観点より、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）を主成分とするものが好適に用いられる。
【００１７】
本発明の紙−アルミ−樹脂混合物ペレットは、上記いずれかの方法により得られる紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化することにより得ることができる。
【００１８】
本発明の成形品は、上述の紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを射出成形などの方法により、所望の形状に成形することにより得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法によると、熱可塑性樹脂粒子として、所定の大きさを有する熱可塑性樹脂粒子を使用するため、飲料用や食品用の容器等として使用されているアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材を、微細に粉砕することができ、さらには、得られる粉砕物を均一に混合することができる。そのため、従来、再利用が困難であったアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材から、良好に成形可能な紙−アルミ−樹脂混合物を得ることができる。
【００２０】
しかも、本発明の製造方法により得られる紙−アルミ−樹脂混合物は、その後、ペレット化し、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットとし、次いで、所望の形状に成形することにより、有効に再利用することができる。特に、本発明によると、従来において、再利用が困難であったアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材を有効に再利用できるというメリットに加え、好ましくは、紙成分の含有量を５１重量％以上とすることにより、焼却時における燃焼エネルギーを低減できるとともに、紙として廃却することができ、環境への負荷の軽減が可能となるというメリットも有する。なお、本発明においては、前記紙含有積層材は、少なくともアルミニウムフィルム層を含有していれば良く、その含有形式は特に限定されないが、たとえば、アルミニウムフィルム層が、紙製基材と積層されている形で含有されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る粉砕装置の断面図、
図２（Ａ）は図１のIIＡ−IIＡ線に沿う要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のIIＢ部分の拡大断面図である。
【００２２】
本実施形態においては、紙製基材と、アルミニウムフィルム層と、を含有する紙積層材の一例としての使用済みのアルミ含有飲料用紙パック及びアルミ含有食品用紙パック（以下、適宜、アルミ含有紙容器という）を樹脂化し、成形品とすることにより、使用済みの飲料用の容器を再利用する方法を説明する。もちろん原料としては、生産工程から排出される切り落とし抜きかす、端材であってもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態においては、使用済みのアルミ含有紙容器を再利用に際しては、次の工程を採用する。
すなわち、まず、使用済みの飲料用の容器を洗浄し、次いで、これを粗粉砕する。そして、粗粉砕物から余分な水分を除去する。その後、水分を除去した粗粉砕物を、熱可塑性樹脂粒子とともに、粉砕装置に投入し、粉砕・混合することにより紙−アルミ−樹脂混合物とする。
そして、このようにして得られた紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化し、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットとする。最後に、得られた紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを、所望の形状に成形し、成形品（再利用品）とする。
以下、詳細に説明する。
【００２４】
まず、原料となる使用済みのアルミ含有紙容器を準備する。このような使用済みのアルミ含有紙容器としては、飲料用や食品用に用いられるアルミ含有紙パックが挙げられ、具体的には、紙製基材（板紙）の内面に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂層を介して、アルミニウムフィルム層が形成された紙パック容器を原料として用いる。
【００２５】
次に、上記にて準備した使用済みのアルミ含有紙容器について、水やオゾン発生器を組み合わせ、脱臭しながら、洗浄を行う。アルミ含有紙容器の洗浄は、主に、アルミ含有紙容器の内面に付着している飲料等を除去することを目的とし、通常、水を使用して行われる。
【００２６】
次いで、上記にて洗浄したアルミ含有紙容器を、粗粉砕し、アルミ含有紙容器の粗粉砕物を得る。粗粉砕は、アルミ含有紙容器が、微粉砕に用いる粉砕装置に入るような適当な大きさとするために行われる。このような粗粉砕は、通常、プラスチック粉砕用の装置を使用して行われる。粗粉砕は、得られるアルミ含有紙容器の粗粉砕物は、一辺の大きさが、好ましくは５〜１０ｍｍ、厚さが、好ましくは０．４〜０．８ｍｍの四角形状とする。
【００２７】
次いで、得られたアルミ含有紙容器の粗粉砕物から余分な水分を除去するために、乾燥を行う。粗粉砕物の乾燥は、タンブラーなどを使用して、養生撹拌することにより、粗粉砕されたアルミ含有紙容器に含まれている水分を空気中に蒸散させる方法により行う。本発明においては、粗粉砕後に、乾燥を行うことにより、余分な水分の除去を簡便かつ効率的に行うことができる。
【００２８】
そして、得られたアルミ含有紙容器の粗粉砕物を、熱可塑性樹脂粒子とともに、図１に示す粉砕装置１に投入し、紙−アルミ−樹脂混合物とする。
本発明は、このような粉砕装置１に、アルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、を投入し、粉砕・混合を行う際に、所定の大きさを有する熱可塑性樹脂粒子を使用する点に最大の特徴を有する。
以下、まず、粉砕・混合に使用する粉砕装置１について説明し、次いで、粉砕装置１を使用したアルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、の粉砕・混合について説明する。
【００２９】
本実施形態において、アルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、の粉砕・混合に使用する粉砕装置１は、図１に示すように、ケーシング２の端部に設けられた一対の軸受け６，８により保持された回転軸４を有している。そして、この回転軸４は、ローター１２を介し、回転刃１４とともに、回転自在となっており、回転軸４および回転刃１４は、プーリ１０に掛けられたベルトを介してモーター（図示省略）により、高速回転するような構造となっている。
【００３０】
そして、高速回転する回転刃１４と、図２（Ａ）に示すような複数の固定刃１６ａを有する外箱１６との間で、アルミ含有紙容器の粗粉砕物および熱可塑性樹脂粒子を粉砕可能な構造となっている。なお、粉砕装置１においては、アルミ含有紙容器の粗粉砕物および熱可塑性樹脂粒子は、ともに投入口１８から投入され、粉砕装置１内で粉砕・混合され、紙−アルミ−樹脂混合物として、取出口２０から取り出されることとなる。
【００３１】
本実施形態においては、図２（Ｂ）に示すように、粉砕装置１の回転刃１４と、固定刃１６ａと、の間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）が、好ましくは２〜４ｍｍの範囲、より好ましくは３〜４ｍｍの範囲である。切断クリアランス（ｔ）が小さすぎると、回転刃１４と固定刃１６ａとが接触してしまい、摩耗による紙−アルミ−樹脂混合物への摩耗粉の混入が発生するおそれがある。一方、大きすぎると微粉砕が困難となる。
【００３２】
回転刃１４の長さは、特に限定されないが、通常５０〜１００ｍｍ程度である。同様に、固定刃１６ａの刃の長さは、通常２〜５ｍｍ程度である。また、粉砕・混合時の粉砕装置１の運転条件としては、特に限定されないが、回転数は、通常３，０００〜１０，０００ｒｐｍ、温度は、室温とする。
【００３３】
そして、このような粉砕装置１を使用して、アルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を得る。
【００３４】
本発明においては、熱可塑性樹脂粒子として、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、上述の切断クリアランス（ｔ）に対して、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することを最大の特徴とする。最大長さの平均値（ｒ）が、このような範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することにより、アルミ含有紙容器の粗粉砕物に含有されているアルミニウムフィルム層を良好に粉砕することが可能となり、したがって、アルミ含有紙容器の微粉砕が可能となる。
【００３５】
従来においては、アルミ含有紙容器のアルミニウムフィルム層を微粉砕することが困難であったため、飲料用の容器として好適に用いられているアルミ含有紙容器と、熱可塑性樹脂と、を均一かつ良好に分散させることができなかった。特に、このようなアルミ含有紙容器に含まれているアルミニウムフィルム層が６〜８μｍ厚と非常に薄いため、従来においては、切断クリアランス（ｔ）を、１μｍと非常に小さくすることにより、アルミニウムフィルム層の破砕を試みていた。しかしながら、このように切断クリアランス（ｔ）を、１μｍと小さくした場合においても、アルミニウムフィルム層を微粉砕することはできなかった。
これに対して、本発明においては、使用する熱可塑性樹脂粒子の最大長さの平均値（ｒ）と、切断クリアランス（ｔ）とを、上記所定範囲に設定することにより、アルミ含有紙容器のアルミニウムフィルム層の微粉砕を可能とした。なお、この理由としては、切断クリアランス（ｔ）に、熱可塑性樹脂粒子とアルミニウムフィルムとが、一緒に狭着し、圧縮された熱可塑性樹脂粒子の反発弾性により、アルミニウムフィルムがせん断応力破壊することによると考えられる。
【００３６】
熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）と、上述の切断クリアランス（ｔ）との比は、その上限は、ｒ／ｔ≦２．５であり、好ましくはｒ／ｔ≦２、より好ましくはｒ／ｔ≦１．７である。また、下限は、ｒ／ｔ＞１であり、好ましくはｒ／ｔ≧１．２５、より好ましくはｒ／ｔ≧１．３である。ｒ／ｔ≦１、すなわち、熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、切断クリアランス（ｔ）よりも小さいと、熱可塑性樹脂粒子が、上述のように回転刃１４と固定刃１６ａとの間に、熱可塑性樹脂粒子が挟まれなくなってしまうため、本発明の効果を得ることができない。また、ｒ／ｔ＞２．５、すなわち、熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、切断クリアランス（ｔ）に対して大きすぎると、アルミニウムフィルム層が、回転刃１４と固定刃１６ａとの間にかみ合わなくなってしまい、アルミニウムフィルム片が微粉砕されずに、残存してしまう。
【００３７】
また、熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）としては、具体的には、好ましくは４〜５ｍｍ程度である。
【００３８】
なお、本実施形態において、熱可塑性樹脂粒子の“最大長さ”とは、たとえば、熱可塑性樹脂粒子が、フレーク状（薄片状、断片状、層状）の場合には、その粒子の略中心を通る長さのうち、最大の長さを意味する。また、熱可塑性樹脂粒子が、略球形である場合には、その粒子の粒子径を意味する。
【００３９】
このような熱可塑性樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、種々の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。このような熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド類、ポリスチレン、ポリスチレン共重合体等のポリスチレン類が使用可能である。本発明においては、焼却時におけるダイオキシンの発生を防ぐという観点より、ポリプロピレンまたはポリエチレンを主成分とするものが好適に用いられる。
【００４０】
あるいは、熱可塑性樹脂として、上記にて例示した各樹脂の代わりに、各種生分解性樹脂を使用しても良い。このような生分解性樹脂を使用することにより、さらなる環境負荷の低減を図ることが可能となる。なお、生分解性樹脂としては、特に限定されないが、酢酸セルロース（ＣＡ）、カプロラクトン―ブチレンサクシレート（ＣＬ−ＢＳ）、ポリブチレンアジペート・テレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンサクシネートアジペート変性（ＰＢＳＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリブチレンサクシネートカーボネート変性（ＰＥＣ）、ポリエチレンテレフタレートサクシネート（ＰＥＴＳ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、でん粉系樹脂（Ｓｔａｒｃｈ）などが挙げられる。
【００４１】
また、本実施形態においては、粉砕・混合工程により得られる紙−アルミ−樹脂混合物における紙成分の含有比率を、前記紙−アルミ−樹脂混合物全体１００重量％に対して、好ましくは、３０〜７０重量％の範囲、より好ましくは５０〜７０重量％の範囲、さらに好ましくは５１〜５６重量％の範囲となるように、アルミ含有紙容器の粗粉砕物および熱可塑性樹脂粒子を添加する。
【００４２】
紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、上記範囲とし、紙成分の含有率を比較的に高くすることにより、得られる紙−アルミ−樹脂混合物ペレットや成形品を焼却する際における燃焼エネルギーを低減することができ、結果として、環境負荷の軽減が可能となる。しかも、紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、５１重量％以上とすることにより、容器リサイクル法における紙に分類されることとなるため、紙として廃却が可能となる。
【００４３】
また、上記粉砕・混合を行う際には、必要に応じて、各種射出樹脂用の相溶化剤を使用しても良い。このような相溶化剤 としては、たとえば、分子内の主鎖中または側鎖に極性基を導入した変性オレフィン系重合体とビニル系重合体のグラフト共重合体を挙げることができる。このような極性基としては、たとえば、酸ハイドライド、カルボキシル基、酸無水物、酸アミド、カルボン酸エステル、酸アジド、スルフォン基、ニトリル基、イソシアン酸エステル、アミノ基、イミド基、水酸基、エポキシ基、オキサゾリン基、チオール基などが挙げられる。
【００４４】
また、粉砕・混合により得られる紙−アルミ−樹脂混合物としては、粒子径が、好ましくは３０〜５００μｍ程度、より好ましくは３０〜１００μｍ程度に微細に粉砕する。本発明においては、アルミ含有紙容器に含まれるアルミニウムフィルム層を良好に粉砕することができるため、紙−アルミ−樹脂混合物を上記のように微細化することができる。
【００４５】
次いで、得られた紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化し、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを得る。紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを得る方法としては、特に限定されないが、たとえば、ペレタイザーを使用する方法などが挙げられる。本発明においては、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットとしては、直径２〜３ｍｍ程度、高さ４〜６ｍｍ程度の円柱状とする。なお、本発明の紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化する際には、１００℃以上に加熱してもよい。
【００４６】
次いで、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを使用して、たとえば、射出成形により、所望の形状に成形し、成形品（再利用品）を得る。成形品としては、特に限定されないが、たとえば、牛乳箱、コンテナ、鉢、パレット、ダストボックス、自動販売機の部品、文房具、団扇のグリップなどの様々な成形品を得ることができる。このような本発明の紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを使用して得られる成形品は、比較的に多くの紙成分を含有しているため、焼却時の燃焼エネルギーを低減でき、環境への負荷の軽減が可能となる。特に、紙成分の含有量を、好ましくは５１重量％以上とすることにより、紙として廃却することが可能となるというメリットも有する。
【００４７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、上述した実施形態では、粉砕装置として、図１および図２に示す粉砕装置１を使用したが、固定刃と回転刃とを有し、しかも、所定の切断クリアランスを有するものであれば何でも良い。
また、上述した実施形態では、使用済みの飲料用の容器から、紙−アルミ−樹脂混合物および紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを製造する方法について、説明したが、本発明の製造方法は、使用済みの食料用の容器にも適用することができるのは、もちろんである。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００４９】
実施例１
まず、使用済みのアルミ含有飲料用紙パック及びアルミ含有食品用紙パック（アルミ含有紙容器）を、洗浄、粗粉砕、および養生撹拌による水分の除去を行うことにより、アルミ含有紙容器の粗粉砕物（フレコン）を得た。本実施例においては、アルミ含有紙容器の粗粉砕物中の紙成分の含有量は、５１重量％である。
【００５０】
そして、上記にて得られたアルミ含有紙容器の粗粉砕物と、ポリプロピレン粒子（熱可塑性樹脂粒子）とを、図１および図２に示す粉砕装置１を使用して、粉砕・混合し、平均粒子径が１００μｍである紙−アルミ−樹脂混合物を得た。本実施例においては、紙−アルミ−樹脂混合物中の紙成分の含有量が５１重量％、合計の重量が１５０ｋｇとなるように、所定量のアルミ含有紙容器の粗粉砕物と、所定量のポリプロピレン粒子（熱可塑性樹脂粒子）とを、それぞれ使用した。また、粉砕・混合時の粉砕装置１の回転数は、３，２５０ｒｐｍとし、粉砕装置１の回転刃１４と、固定刃１６ａと、の間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）は、ｔ＝３ｍｍとし、ポリプロピレン粒子としては、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、ｒ＝４ｍｍの粒状のポリプロピレンレジンを使用した。すなわち、本実施例では、ｒ／ｔ＝１．３３とした。
【００５１】
そして、得られた紙−アルミ−樹脂混合物を、顕微鏡を使用して確認したところ、アルミ含有紙容器に含まれていたアルミニウムフィルムが、微粉砕されており、射出に適した紙−アルミ−樹脂混合物となっていることが確認できた。
【００５２】
次いで、上記にて得られた紙−アルミ−樹脂混合物をペレット化し、直径３ｍｍ、高さ５ｍｍの紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを得た。次いで、この紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを使用し、射出成形により、板の形状の成形品を製造したところ、意匠性および成形性に優れた良好な成形品を得ることができた。
なお、実施例１では、熱可塑性樹脂粒子としてポリプロピレン粒子を使用した例を示したが、熱可塑性樹脂粒子としてポリエチレン粒子を使用した場合にも同様の結果を得ることができた。
【００５３】
比較例１
粉砕装置１の切断クリアランス（ｔ）を、１μｍとした以外は、実施例１と同様にして、紙−アルミ−樹脂混合物、紙−アルミ−樹脂混合物ペレット、および成形品を製造した。すなわち、比較例１においては、ｒ／ｔ＝４とした。
【００５４】
その結果、比較例１においては、紙−アルミ−樹脂混合物中に、一辺の長さが、２００〜５００μｍ程度の大きさのアルミニウム片が散見された。すなわち、アルミ含有紙容器中のアルミニウムフィルム層の粉砕が不十分となり、射出に適した紙−アルミ−樹脂混合物を得ることができなかった。
【００５５】
このように、比較例１のように、切断クリアランス（ｔ）を、１μｍと小さくし、ポリプロピレン粒子の最大長さの平均値（ｒ）に対する、切断クリアランス（ｔ）の大きさを小さくした場合においては、アルミニウムフィルム層の粉砕が不十分となった。一方で、本発明の実施例１においては、６μｍ〜８μｍ厚という非常に薄いアルミニウムフィルム層と、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が４ｍｍであるポリプロピレン樹脂とが、回転刃と固定刃との間に、良好にかみ合い、均一な微粉砕が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る粉砕装置の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１のIIＡ−IIＡ線に沿う要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のIIＢ部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１… 粉砕装置
２… ケーシング
４… 回転軸
６，８… 軸受け
１０… プーリ
１２… ローター
１４… 回転刃
１６… 外箱
１６ａ… 固定刃
１８… 投入口
２０… 取出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、飲料用、食品用の容器として使用されている紙製基材とアルミニウムフィルム層とを有する紙含有積層材を樹脂化し、再利用する際において、紙成分と樹脂成分との混合物である紙−アルミ−樹脂混合物を得る方法に係り、さらに詳しくは、紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジュース、お茶、酒等の飲料やヨーグルト等の食品を包装する容器として、紙製基材（板紙）の内面に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂層を介して、アルミニウムフィルム層が形成された紙パック容器が使用されている。このような紙パック容器においては、紙以外に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂に加えて、さらに、アルミニウムフィルムが含有されている。そのため、使用後の空容器から、これらの構成材料（紙、熱可塑性樹脂、アルミニウムフィルム）を分離回収することは困難であり、大部分が埋め立て処分や焼却処分されている。
【０００３】
しかし、昨今の資源の再利用が求められている実情から、たとえば、このようなアルミニウムフィルムを含有する飲料用容器や食品用容器において、紙製基材から熱可塑性樹脂およびアルミニウムフィルムを分離する方法が提案されている。具体的には、紙製基材から、熱可塑性樹脂およびアルミニウムフィルムを分離する方法として、これらを機械的に剥離する方法、これらの積層材に含有されている水溶性化合物層を、水に溶解させ分離する方法、などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記のように、紙製基材から、熱可塑性樹脂およびアルミニウムフィルムを分離する方法には、大量の水を使用する必要があり、しかも、処理時間が非常に長くなってしまうという問題や、さらに、一度これらを分離しても、分離した熱可塑性樹脂に紙成分が再付着してしまい、そのため、紙と熱可塑性樹脂を完全に分離することが困難であるという問題があった。
【０００５】
一方で、紙製基材と樹脂とを積層してなる樹脂フィルムラミネート紙を粉砕し、さらに、これに熱可塑性樹脂を加えて、紙−樹脂混合物を得る方法が、開示されている（たとえば、特許文献１）。この特許文献１においては、樹脂フィルムラミネート紙と熱可塑性樹脂とを、粉砕・混合し、その後、成形することにより、紙−樹脂混合物からなる成形品（再利用品）を得ている。
【０００６】
しかしながら、この文献では、アルミニウムフィルム層を有していない樹脂フィルムラミネート紙を対象としており、そのため、上記のような飲料用や食品用の容器として使用されているアルミニウムフィルム層を有する容器を粉砕しようとしても、次のような問題があった。すなわち、アルミニウムフィルム層部分が６〜８μｍ程度であるため、水平方向のクリアランスが数ｍｍである粉砕刃に接触しても、粉砕刃の間をすり抜け、粉砕されずに排出されてしまい、結果として、粉砕を良好に行うことができないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−５８２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、たとえば、飲料用や食品用の容器として使用されている紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して、紙−アルミ−樹脂混合物を得る際に、アルミニウムフィルム層部分の粉砕不良を有効に防止し、良好な粉砕物を得ることができ、しかも、５０％以上の石油資源を、紙とアルミニウムフィルムとの複合廃材に置き換えることで、環境負荷を低減する紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような製造方法により得られた紙−アルミ−樹脂混合物をペレット化して得られ、成形性に優れ、しかも環境負荷の低い紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合する際に、粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、各粒子の最大長さが所定範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法は、
少なくとも紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法であって、
粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、前記固定刃と回転刃との間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）に対して、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記熱可塑性樹脂粒子として、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、上記範囲にある粒子を使用するため、熱可塑性樹脂粒子（レジンペレット）の大きさを利用して、アルミニウムフィルム層を抱きこみながらクリアランスで圧縮後、粉砕される。樹脂の持つ圧縮反発弾性と金属箔（アルミニウムフィルム）の応力破断を用いて、均一な破砕が可能であった。そのため、飲料用や食品用の容器等として使用されているアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合して得られる紙−アルミ−樹脂混合物を、好ましくは３０〜１００μｍ程度と微細に粉砕することができ、しかも、紙成分、アルミ成分、および熱可塑性樹脂成分を、均一に混合することができる。
【００１２】
なお、前記熱可塑性樹脂粒子の“最大長さ”とは、たとえば、熱可塑性樹脂粒子が、フレーク状（薄片状、断片状、層状）の場合には、その粒子の略中心を通る長さのうち、最大の長さを意味する。また、熱可塑性樹脂粒子が、略球形である場合には、その粒子の粒子径を意味する。
【００１３】
また、上述の互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置としては、複数の回転刃を有する回転円板が、高速回転することにより、互いに相対する前記固定刃と回転刃との間に存在する被粉砕物を、粉砕・混合可能な構造を有しているものであれば良い。
【００１４】
本発明の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法において、前記紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率が、前記紙−アルミ−樹脂混合物全体１００重量％に対して、３０〜７０重量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは５０〜７０重量％の範囲、さらに好ましくは５１〜５６重量％の範囲である。
【００１５】
紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、上記範囲とし、紙成分の含有率を比較的に高くすることにより、得られる紙−アルミ−樹脂混合物ペレットや成形品を焼却する際における燃焼エネルギーを低減することができる。そのため、環境負荷を軽減することが可能となる。特に、紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、５１重量％以上とし、紙以外の成分、すなわちアルミニウム成分および熱可塑性樹脂成分等のその他の成分の含有比率を４９重量％以下とすることにより、環境負荷の軽減効果に加えて、容器リサイクル法における紙に分類されることとなるため、紙として廃却が可能となるという利点を有する。一方で、紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率が高すぎると、樹脂の流れ特性であるＭＦＲ（メルトフローレート）が低下し、成形性が悪化してしまう。そして、結果として、歩留まりが下がり、偏肉の無い良好な成形品が得られなくなる傾向にある。そのため、紙成分の含有量の上限は、上記範囲とすることが好ましい。
【００１６】
本発明の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法において、前記熱可塑性樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、種々の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。なかでも、本発明においては、焼却時におけるダイオキシンの発生を防ぐという観点より、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）を主成分とするものが好適に用いられる。
【００１７】
本発明の紙−アルミ−樹脂混合物ペレットは、上記いずれかの方法により得られる紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化することにより得ることができる。
【００１８】
本発明の成形品は、上述の紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを射出成形などの方法により、所望の形状に成形することにより得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法によると、熱可塑性樹脂粒子として、所定の大きさを有する熱可塑性樹脂粒子を使用するため、飲料用や食品用の容器等として使用されているアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材を、微細に粉砕することができ、さらには、得られる粉砕物を均一に混合することができる。そのため、従来、再利用が困難であったアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材から、良好に成形可能な紙−アルミ−樹脂混合物を得ることができる。
【００２０】
しかも、本発明の製造方法により得られる紙−アルミ−樹脂混合物は、その後、ペレット化し、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットとし、次いで、所望の形状に成形することにより、有効に再利用することができる。特に、本発明によると、従来において、再利用が困難であったアルミニウムフィルム層を含有する紙積層材を有効に再利用できるというメリットに加え、好ましくは、紙成分の含有量を５１重量％以上とすることにより、焼却時における燃焼エネルギーを低減できるとともに、紙として廃却することができ、環境への負荷の軽減が可能となるというメリットも有する。なお、本発明においては、前記紙含有積層材は、少なくともアルミニウムフィルム層を含有していれば良く、その含有形式は特に限定されないが、たとえば、アルミニウムフィルム層が、紙製基材と積層されている形で含有されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る粉砕装置の断面図、
図２（Ａ）は図１のIIＡ−IIＡ線に沿う要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のIIＢ部分の拡大断面図である。
【００２２】
本実施形態においては、紙製基材と、アルミニウムフィルム層と、を含有する紙積層材の一例としての使用済みのアルミ含有飲料用紙パック及びアルミ含有食品用紙パック（以下、適宜、アルミ含有紙容器という）を樹脂化し、成形品とすることにより、使用済みの飲料用の容器を再利用する方法を説明する。もちろん原料としては、生産工程から排出される切り落とし抜きかす、端材であってもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態においては、使用済みのアルミ含有紙容器を再利用に際しては、次の工程を採用する。
すなわち、まず、使用済みの飲料用の容器を洗浄し、次いで、これを粗粉砕する。そして、粗粉砕物から余分な水分を除去する。その後、水分を除去した粗粉砕物を、熱可塑性樹脂粒子とともに、粉砕装置に投入し、粉砕・混合することにより紙−アルミ−樹脂混合物とする。
そして、このようにして得られた紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化し、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットとする。最後に、得られた紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを、所望の形状に成形し、成形品（再利用品）とする。
以下、詳細に説明する。
【００２４】
まず、原料となる使用済みのアルミ含有紙容器を準備する。このような使用済みのアルミ含有紙容器としては、飲料用や食品用に用いられるアルミ含有紙パックが挙げられ、具体的には、紙製基材（板紙）の内面に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂層を介して、アルミニウムフィルム層が形成された紙パック容器を原料として用いる。
【００２５】
次に、上記にて準備した使用済みのアルミ含有紙容器について、水やオゾン発生器を組み合わせ、脱臭しながら、洗浄を行う。アルミ含有紙容器の洗浄は、主に、アルミ含有紙容器の内面に付着している飲料等を除去することを目的とし、通常、水を使用して行われる。
【００２６】
次いで、上記にて洗浄したアルミ含有紙容器を、粗粉砕し、アルミ含有紙容器の粗粉砕物を得る。粗粉砕は、アルミ含有紙容器が、微粉砕に用いる粉砕装置に入るような適当な大きさとするために行われる。このような粗粉砕は、通常、プラスチック粉砕用の装置を使用して行われる。粗粉砕は、得られるアルミ含有紙容器の粗粉砕物は、一辺の大きさが、好ましくは５〜１０ｍｍ、厚さが、好ましくは０．４〜０．８ｍｍの四角形状とする。
【００２７】
次いで、得られたアルミ含有紙容器の粗粉砕物から余分な水分を除去するために、乾燥を行う。粗粉砕物の乾燥は、タンブラーなどを使用して、養生撹拌することにより、粗粉砕されたアルミ含有紙容器に含まれている水分を空気中に蒸散させる方法により行う。本発明においては、粗粉砕後に、乾燥を行うことにより、余分な水分の除去を簡便かつ効率的に行うことができる。
【００２８】
そして、得られたアルミ含有紙容器の粗粉砕物を、熱可塑性樹脂粒子とともに、図１に示す粉砕装置１に投入し、紙−アルミ−樹脂混合物とする。
本発明は、このような粉砕装置１に、アルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、を投入し、粉砕・混合を行う際に、所定の大きさを有する熱可塑性樹脂粒子を使用する点に最大の特徴を有する。
以下、まず、粉砕・混合に使用する粉砕装置１について説明し、次いで、粉砕装置１を使用したアルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、の粉砕・混合について説明する。
【００２９】
本実施形態において、アルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、の粉砕・混合に使用する粉砕装置１は、図１に示すように、ケーシング２の端部に設けられた一対の軸受け６，８により保持された回転軸４を有している。そして、この回転軸４は、ローター１２を介し、回転刃１４とともに、回転自在となっており、回転軸４および回転刃１４は、プーリ１０に掛けられたベルトを介してモーター（図示省略）により、高速回転するような構造となっている。
【００３０】
そして、高速回転する回転刃１４と、図２（Ａ）に示すような複数の固定刃１６ａを有する外箱１６との間で、アルミ含有紙容器の粗粉砕物および熱可塑性樹脂粒子を粉砕可能な構造となっている。なお、粉砕装置１においては、アルミ含有紙容器の粗粉砕物および熱可塑性樹脂粒子は、ともに投入口１８から投入され、粉砕装置１内で粉砕・混合され、紙−アルミ−樹脂混合物として、取出口２０から取り出されることとなる。
【００３１】
本実施形態においては、図２（Ｂ）に示すように、粉砕装置１の回転刃１４と、固定刃１６ａと、の間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）が、好ましくは２〜４ｍｍの範囲、より好ましくは３〜４ｍｍの範囲である。切断クリアランス（ｔ）が小さすぎると、回転刃１４と固定刃１６ａとが接触してしまい、摩耗による紙−アルミ−樹脂混合物への摩耗粉の混入が発生するおそれがある。一方、大きすぎると微粉砕が困難となる。
【００３２】
回転刃１４の長さは、特に限定されないが、通常５０〜１００ｍｍ程度である。同様に、固定刃１６ａの刃の長さは、通常２〜５ｍｍ程度である。また、粉砕・混合時の粉砕装置１の運転条件としては、特に限定されないが、回転数は、通常３，０００〜１０，０００ｒｐｍ、温度は、室温とする。
【００３３】
そして、このような粉砕装置１を使用して、アルミ含有紙容器の粗粉砕物と、熱可塑性樹脂粒子と、を粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を得る。
【００３４】
本発明においては、熱可塑性樹脂粒子として、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、上述の切断クリアランス（ｔ）に対して、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することを最大の特徴とする。最大長さの平均値（ｒ）が、このような範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することにより、アルミ含有紙容器の粗粉砕物に含有されているアルミニウムフィルム層を良好に粉砕することが可能となり、したがって、アルミ含有紙容器の微粉砕が可能となる。
【００３５】
従来においては、アルミ含有紙容器のアルミニウムフィルム層を微粉砕することが困難であったため、飲料用の容器として好適に用いられているアルミ含有紙容器と、熱可塑性樹脂と、を均一かつ良好に分散させることができなかった。特に、このようなアルミ含有紙容器に含まれているアルミニウムフィルム層が６〜８μｍ厚と非常に薄いため、従来においては、切断クリアランス（ｔ）を、１μｍと非常に小さくすることにより、アルミニウムフィルム層の破砕を試みていた。しかしながら、このように切断クリアランス（ｔ）を、１μｍと小さくした場合においても、アルミニウムフィルム層を微粉砕することはできなかった。
これに対して、本発明においては、使用する熱可塑性樹脂粒子の最大長さの平均値（ｒ）と、切断クリアランス（ｔ）とを、上記所定範囲に設定することにより、アルミ含有紙容器のアルミニウムフィルム層の微粉砕を可能とした。なお、この理由としては、切断クリアランス（ｔ）に、熱可塑性樹脂粒子とアルミニウムフィルムとが、一緒に狭着し、圧縮された熱可塑性樹脂粒子の反発弾性により、アルミニウムフィルムがせん断応力破壊することによると考えられる。
【００３６】
熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）と、上述の切断クリアランス（ｔ）との比は、その上限は、ｒ／ｔ≦２．５であり、好ましくはｒ／ｔ≦２、より好ましくはｒ／ｔ≦１．７である。また、下限は、ｒ／ｔ＞１であり、好ましくはｒ／ｔ≧１．２５、より好ましくはｒ／ｔ≧１．３である。ｒ／ｔ≦１、すなわち、熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、切断クリアランス（ｔ）よりも小さいと、熱可塑性樹脂粒子が、上述のように回転刃１４と固定刃１６ａとの間に、熱可塑性樹脂粒子が挟まれなくなってしまうため、本発明の効果を得ることができない。また、ｒ／ｔ＞２．５、すなわち、熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、切断クリアランス（ｔ）に対して大きすぎると、アルミニウムフィルム層が、回転刃１４と固定刃１６ａとの間にかみ合わなくなってしまい、アルミニウムフィルム片が微粉砕されずに、残存してしまう。
【００３７】
また、熱可塑性樹脂粒子の各粒子の最大長さの平均値（ｒ）としては、具体的には、好ましくは４〜５ｍｍ程度である。
【００３８】
なお、本実施形態において、熱可塑性樹脂粒子の“最大長さ”とは、たとえば、熱可塑性樹脂粒子が、フレーク状（薄片状、断片状、層状）の場合には、その粒子の略中心を通る長さのうち、最大の長さを意味する。また、熱可塑性樹脂粒子が、略球形である場合には、その粒子の粒子径を意味する。
【００３９】
このような熱可塑性樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、種々の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。このような熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド類、ポリスチレン、ポリスチレン共重合体等のポリスチレン類が使用可能である。本発明においては、焼却時におけるダイオキシンの発生を防ぐという観点より、ポリプロピレンまたはポリエチレンを主成分とするものが好適に用いられる。
【００４０】
あるいは、熱可塑性樹脂として、上記にて例示した各樹脂の代わりに、各種生分解性樹脂を使用しても良い。このような生分解性樹脂を使用することにより、さらなる環境負荷の低減を図ることが可能となる。なお、生分解性樹脂としては、特に限定されないが、酢酸セルロース（ＣＡ）、カプロラクトン―ブチレンサクシレート（ＣＬ−ＢＳ）、ポリブチレンアジペート・テレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンサクシネートアジペート変性（ＰＢＳＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリブチレンサクシネートカーボネート変性（ＰＥＣ）、ポリエチレンテレフタレートサクシネート（ＰＥＴＳ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、でん粉系樹脂（Ｓｔａｒｃｈ）などが挙げられる。
【００４１】
また、本実施形態においては、粉砕・混合工程により得られる紙−アルミ−樹脂混合物における紙成分の含有比率を、前記紙−アルミ−樹脂混合物全体１００重量％に対して、好ましくは、３０〜７０重量％の範囲、より好ましくは５０〜７０重量％の範囲、さらに好ましくは５１〜５６重量％の範囲となるように、アルミ含有紙容器の粗粉砕物および熱可塑性樹脂粒子を添加する。
【００４２】
紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、上記範囲とし、紙成分の含有率を比較的に高くすることにより、得られる紙−アルミ−樹脂混合物ペレットや成形品を焼却する際における燃焼エネルギーを低減することができ、結果として、環境負荷の軽減が可能となる。しかも、紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率を、５１重量％以上とすることにより、容器リサイクル法における紙に分類されることとなるため、紙として廃却が可能となる。
【００４３】
また、上記粉砕・混合を行う際には、必要に応じて、各種射出樹脂用の相溶化剤を使用しても良い。このような相溶化剤 としては、たとえば、分子内の主鎖中または側鎖に極性基を導入した変性オレフィン系重合体とビニル系重合体のグラフト共重合体を挙げることができる。このような極性基としては、たとえば、酸ハイドライド、カルボキシル基、酸無水物、酸アミド、カルボン酸エステル、酸アジド、スルフォン基、ニトリル基、イソシアン酸エステル、アミノ基、イミド基、水酸基、エポキシ基、オキサゾリン基、チオール基などが挙げられる。
【００４４】
また、粉砕・混合により得られる紙−アルミ−樹脂混合物としては、粒子径が、好ましくは３０〜５００μｍ程度、より好ましくは３０〜１００μｍ程度に微細に粉砕する。本発明においては、アルミ含有紙容器に含まれるアルミニウムフィルム層を良好に粉砕することができるため、紙−アルミ−樹脂混合物を上記のように微細化することができる。
【００４５】
次いで、得られた紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化し、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを得る。紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを得る方法としては、特に限定されないが、たとえば、ペレタイザーを使用する方法などが挙げられる。本発明においては、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットとしては、直径２〜３ｍｍ程度、高さ４〜６ｍｍ程度の円柱状とする。なお、本発明の紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化する際には、１００℃以上に加熱してもよい。
【００４６】
次いで、紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを使用して、たとえば、射出成形により、所望の形状に成形し、成形品（再利用品）を得る。成形品としては、特に限定されないが、たとえば、牛乳箱、コンテナ、鉢、パレット、ダストボックス、自動販売機の部品、文房具、団扇のグリップなどの様々な成形品を得ることができる。このような本発明の紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを使用して得られる成形品は、比較的に多くの紙成分を含有しているため、焼却時の燃焼エネルギーを低減でき、環境への負荷の軽減が可能となる。特に、紙成分の含有量を、好ましくは５１重量％以上とすることにより、紙として廃却することが可能となるというメリットも有する。
【００４７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、上述した実施形態では、粉砕装置として、図１および図２に示す粉砕装置１を使用したが、固定刃と回転刃とを有し、しかも、所定の切断クリアランスを有するものであれば何でも良い。
また、上述した実施形態では、使用済みの飲料用の容器から、紙−アルミ−樹脂混合物および紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを製造する方法について、説明したが、本発明の製造方法は、使用済みの食料用の容器にも適用することができるのは、もちろんである。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００４９】
実施例１
まず、使用済みのアルミ含有飲料用紙パック及びアルミ含有食品用紙パック（アルミ含有紙容器）を、洗浄、粗粉砕、および養生撹拌による水分の除去を行うことにより、アルミ含有紙容器の粗粉砕物（フレコン）を得た。本実施例においては、アルミ含有紙容器の粗粉砕物中の紙成分の含有量は、５１重量％である。
【００５０】
そして、上記にて得られたアルミ含有紙容器の粗粉砕物と、ポリプロピレン粒子（熱可塑性樹脂粒子）とを、図１および図２に示す粉砕装置１を使用して、粉砕・混合し、平均粒子径が１００μｍである紙−アルミ−樹脂混合物を得た。本実施例においては、紙−アルミ−樹脂混合物中の紙成分の含有量が５１重量％、合計の重量が１５０ｋｇとなるように、所定量のアルミ含有紙容器の粗粉砕物と、所定量のポリプロピレン粒子（熱可塑性樹脂粒子）とを、それぞれ使用した。また、粉砕・混合時の粉砕装置１の回転数は、３，２５０ｒｐｍとし、粉砕装置１の回転刃１４と、固定刃１６ａと、の間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）は、ｔ＝３ｍｍとし、ポリプロピレン粒子としては、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、ｒ＝４ｍｍの粒状のポリプロピレンレジンを使用した。すなわち、本実施例では、ｒ／ｔ＝１．３３とした。
【００５１】
そして、得られた紙−アルミ−樹脂混合物を、顕微鏡を使用して確認したところ、アルミ含有紙容器に含まれていたアルミニウムフィルムが、微粉砕されており、射出に適した紙−アルミ−樹脂混合物となっていることが確認できた。
【００５２】
次いで、上記にて得られた紙−アルミ−樹脂混合物をペレット化し、直径３ｍｍ、高さ５ｍｍの紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを得た。次いで、この紙−アルミ−樹脂混合物ペレットを使用し、射出成形により、板の形状の成形品を製造したところ、意匠性および成形性に優れた良好な成形品を得ることができた。
なお、実施例１では、熱可塑性樹脂粒子としてポリプロピレン粒子を使用した例を示したが、熱可塑性樹脂粒子としてポリエチレン粒子を使用した場合にも同様の結果を得ることができた。
【００５３】
比較例１
粉砕装置１の切断クリアランス（ｔ）を、１μｍとした以外は、実施例１と同様にして、紙−アルミ−樹脂混合物、紙−アルミ−樹脂混合物ペレット、および成形品を製造した。すなわち、比較例１においては、ｒ／ｔ＝４とした。
【００５４】
その結果、比較例１においては、紙−アルミ−樹脂混合物中に、一辺の長さが、２００〜５００μｍ程度の大きさのアルミニウム片が散見された。すなわち、アルミ含有紙容器中のアルミニウムフィルム層の粉砕が不十分となり、射出に適した紙−アルミ−樹脂混合物を得ることができなかった。
【００５５】
このように、比較例１のように、切断クリアランス（ｔ）を、１μｍと小さくし、ポリプロピレン粒子の最大長さの平均値（ｒ）に対する、切断クリアランス（ｔ）の大きさを小さくした場合においては、アルミニウムフィルム層の粉砕が不十分となった。一方で、本発明の実施例１においては、６μｍ〜８μｍ厚という非常に薄いアルミニウムフィルム層と、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が４ｍｍであるポリプロピレン樹脂とが、回転刃と固定刃との間に、良好にかみ合い、均一な微粉砕が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る粉砕装置の断面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１のIIＡ−IIＡ線に沿う要部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のIIＢ部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１… 粉砕装置
２… ケーシング
４… 回転軸
６，８… 軸受け
１０… プーリ
１２… ローター
１４… 回転刃
１６… 外箱
１６ａ… 固定刃
１８… 投入口
２０… 取出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法であって、
粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、前記固定刃と回転刃との間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）に対して、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することを特徴とする紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法。
【請求項２】
前記紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率が、前記紙−アルミ−樹脂混合物全体１００重量％に対して、３０〜７０重量％の範囲である請求項１に記載の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂粒子が、ポリプロピレンまたはポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂からなる請求項１または２に記載の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化することにより得られる紙−アルミ−樹脂混合物ペレット。
【請求項１】
少なくとも紙製基材およびアルミニウムフィルム層を有する紙含有積層材と、熱可塑性樹脂粒子とを、互いに相対する固定刃および回転刃を有する粉砕装置を用いて、粉砕・混合し、紙−アルミ−樹脂混合物を製造する方法であって、
粉砕前の前記熱可塑性樹脂粒子として、前記固定刃と回転刃との間の最小距離である切断クリアランス（ｔ）に対して、各粒子の最大長さの平均値（ｒ）が、１＜ｒ／ｔ≦２．５の範囲にある熱可塑性樹脂粒子を使用することを特徴とする紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法。
【請求項２】
前記紙−アルミ−樹脂混合物中における紙成分の含有比率が、前記紙−アルミ−樹脂混合物全体１００重量％に対して、３０〜７０重量％の範囲である請求項１に記載の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂粒子が、ポリプロピレンまたはポリエチレンを主成分とする熱可塑性樹脂からなる請求項１または２に記載の紙−アルミ−樹脂混合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる紙−アルミ−樹脂混合物を、ペレット化することにより得られる紙−アルミ−樹脂混合物ペレット。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−３４７０３１（Ｐ２００６−３４７０３１Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７６８３２（Ｐ２００５−１７６８３２）
【出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５９６１７４８０２）東亜化学工業株式会社 (2)
【出願人】（０００００６１３８）明治乳業株式会社 (265)
【出願人】（３９９１０４８２２）株式会社ジャパンビバレッジ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５９６１７４８０２）東亜化学工業株式会社 (2)
【出願人】（０００００６１３８）明治乳業株式会社 (265)
【出願人】（３９９１０４８２２）株式会社ジャパンビバレッジ (7)
【Ｆターム（参考）】
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