紙含有樹脂組成物、その製造方法及びそれから得た成形品
【課題】本発明の目的は、ＰＰＣ用紙等上質紙の古紙、再生困難なラミネート紙の全体を再利用して、資源の有効活用を目指した紙含有樹脂組成物を提供することにある。すなわち、紙の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗いエステル化された粉砕物、酸化チタン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。
【解決手段】本発明に係る紙含有樹脂組成物は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分である。
【解決手段】本発明に係る紙含有樹脂組成物は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上質紙、ラミネート紙の断裁屑、回収された上質紙若しくはラミネート紙の古紙又はこれらの混合物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系樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木質系材料と樹脂との混練物の成形性を向上させる目的で、紙に対する機械的・化学的処理を施すことによって木質系材料を微細化させると共に、成形用途に応じて樹脂を選定し、樹脂と混練する方法が採られている。この機械的・化学的処理の例として、所定の粒度まで粉砕した木質系材料を多塩基酸無水物などでエステル化して微細化し、樹脂との混練性を高める方法がある（例えば、特許文献１又は２を参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３６５１１１７号公報
【特許文献２】特許第３９３３３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、紙については、前記機械的・化学的処理例は見当たらず、機械的処理だけでは、紙の含有率をある範囲を超えて配合した場合は、成形加工時の熱流動性が低下したり、成形品の機械的強度が低下したりするなどの問題があった。
【０００５】
本発明の第一の目的は、成形品の機械的強度を低下させることなく、解砕又は粉砕された紙素材と熱可塑性樹脂とを混練して成形用組成物を作るときの混練組成物の熱溶融流動性を向上させることにある。すなわち、上質紙、ラミネート紙の断裁屑、回収された上質紙若しくはラミネート紙の古紙又はこれらの混合物の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗い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。紙の含有率を増加させることで、填料を除いた紙素材の含有量が従来以上に高めることも目的とする。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明に係る紙含有樹脂組成物は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物である場合が含まれる。
【００１１】
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紙素材に対して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。紙の未分散がなく均一に混合分散されやすい。
【００１２】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記アルカリ土類金属化合物がマグネシウム化合物であり、かつ、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。
【００１３】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記酸化チタンの含有量が紙素材に対して２〜１５質量％であることが好ましい。酸化チタンによって、紙含有樹脂組成物の流動性が改善され、機械的強度が向上する。
【００１４】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記紙がさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることが好ましい。上質紙、ラミネート紙の断裁屑、回収された上質紙若しくはラミネート紙の古紙又はこれらの混合物であり、さらし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。
【００１５】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記粉砕物の紙素材（填料を除く）の含有量が、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。
【００１６】
本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法は、さらしクラフトパルプを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、前記紙の粉砕物を多塩基酸無水物でエステル化する工程と、エステル化した紙粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを混練し、かつ、前記アルカリ土類金属化合物で有機酸を中和する工程と、得られた混練物をさらに二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法では、前記紙の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共に、粉砕が容易でロングラン操業できる。
【００１８】
本発明に係る紙含有樹脂成形品は、本発明の紙含有樹脂組成物で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
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さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する上質紙の裁断屑又は回収された上質紙の古紙及び／又はさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する原紙をベースとしたポリエチレンフィルムラミネート紙の断裁屑及び／又は該ポリエチレンフィルムラミネート紙の回収古紙と、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、前記紙の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗い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、ラミネート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。
【００２０】
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、解砕又は粉砕されたさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する上質紙の裁断屑又は回収された上質紙の古紙及び／又はさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する原紙をベースとしたポリエチレンフィルムラミネート紙の断裁屑及び／又は該ポリエチレンフィルムラミネート紙の回収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。
【００２１】
本発明の紙含有樹脂組成物の製造方法では、多塩基酸無水物及びアルカリ土類金属化合物による反応と、酸化チタンの機械的作用による微細化の促進によって、かつ、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流動性の良好な紙含有樹脂組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。また、発明の効果を奏する限り、実施形態を変形してもよい。
【００２３】
本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分である。前記紙は、さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることが好ましい。また、さらし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（グランドパルプ）等の中質紙とを組み合わせて、紙全体として、さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有している場合も含まれる。また前記紙は、針葉樹さらしクラフトパルプを含有する原紙をベースとしたラミネート紙、又は、該ラミネート紙とラミネート前のその原紙とを組み合わせたものでもよい。
【００２４】
上質紙は、さらしクラフトパルプだけでつくった紙であり、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。また、その使用済みコピーの断裁屑、回収古紙であってもよい。資源の有効活用の効率が高まる。上質紙の原紙を構成するパルプは、広葉樹さらしクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を主体とし、その原紙中のＬＢＫＰの配合率は、少なくとも７０質量％以上である。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。
【００２５】
ラミネート紙は、原紙の片面又は両面に膜厚２０〜５０μｍのポリエチレン樹脂がラミネートされている。ここでラミネート紙は、液体容器用のラミネート紙、ラミネート紙の断裁屑又はラミネート紙の回収古紙のそれぞれ単独の使用、ラミネート紙及びラミネート紙の断裁屑の組み合わせの使用、ラミネート紙及びラミネート紙の回収古紙の組み合わせの使用、ラミネート紙の断裁屑及びラミネート紙の回収古紙の組み合わせの使用、又は、ラミネート紙とラミネート紙の断裁屑とラミネート紙と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。その代表例は、いわゆるミルクカートンと呼ばれる液体容器用のラミネート紙であり、若しくはその印刷断裁屑（以下、「印刷トリミング屑」という。）であり、又は、牛乳パックなどの回収古紙でもよい（以後、これらを総称して「ラミネート古紙」と呼ぶ。）。原紙は、坪量が３００〜５００ｇ／ｍ２、紙厚が０．４〜０．６ｍｍ、密度が０．７〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが好ましい。ラミネート紙の原紙を構成するパルプは、針葉樹さらしクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を主体とし、その原紙中のＮＢＫＰの配合率は、少なくとも７０質量％以上である。より好ましくは、８０質量％以上である。ＮＢＫＰが７０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。ラミネートされたフィルムの材料としては、例えば、低密度ポリエチレン樹脂又は高密度ポリエチレン樹脂である。
【００２６】
さらしクラフトパルプを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。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。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。ポリエチレンなどの熱溶融しやすい樹脂をラミネートしたラミネート紙を粉砕する場合には、粉砕粒径が細かくなる程、樹脂の熱溶融による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以上の粒径では、この種のトラブルが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。
【００２７】
本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、粉砕物及びポリオレフィン系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、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、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、ポリオレフィン系樹脂の含有量は、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％を超えると粉砕物の混入量が減ってリサイクル効率が劣る。さらに、前記ポリオレフィン系樹脂には、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブテン樹脂、メチルペンテン樹脂などがあり、より好ましくは、ポリプロピレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物であり、紙との相溶性の点でよい。
【００２８】
本実施形態で使用する多塩基酸無水物は、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸又は無水コハク酸などがあり、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、添加量は、紙素材に対して０．１〜５質量％の範囲で選ばれる。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がある。
【００２９】
本実施形態で使用するアルカリ土類金属化合物は、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛などがあり、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多塩基酸及び／又は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
。これらのうち酸化マグネシウムがより好ましく、添加量は、本実施形態に係る紙素材に対して０．１〜５質量％の範囲で選ばれる。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があり、また経済的に好ましくなくなる。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、酸化マグネシウムは、前記中和反応によってマグネシウム化合物となるため、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ときには、酸化マグネシウム換算で求める。
【００３０】
本実施形態で使用する酸化チタンは、樹脂と混練するときに無機充填物成分として付加されるが、白色顔料として有効であると同時に、混練時の機械的作用によってパルプ繊維の微細化が促進されることによって、紙含有組成物の流動性を改善する。本発明に係わる紙含有組成物では、酸化チタンの含有量が紙素材に対して２〜１５質量％が好ましい。３〜１０質量％がより好ましい。酸化チタンの含有量が２質量％未満では流動性改善の効果が不十分であり、２０質量％を超えると逆に流動性が低下する。また、無機充填物成分としての炭酸カルシウムは、白色顔料としても、流動性の改善に対しても有効ではない。
【００３１】
本実施形態の紙含有樹脂組成物では、必要に応じて、紙粉砕物及び樹脂以外の成分を含有させてもよい。例えば、流動性向上剤を添加してもよい。
【００３２】
本実施形態において使用される流動性向上剤の添加は、粉砕された紙粉砕物と樹脂を混練するときに配合する場合、又は紙含有樹脂組成物を成形するときに配合する場合のいずれの場合でもよい。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。なお、混練するときに流動性向上剤を配合する場合、成形時での効果だけでなく、混練時の摩擦による発熱を防止する効果も得られる。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。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施形態に係る紙含有樹脂組成物では、填料を除く紙素材の合計量が、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、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、原紙中の樹脂分、ラミネート紙の場合はラミネートフィルムを含む。
【００３５】
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が改善される。
【００３６】
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２．０〜５５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。ＭＦＲがこの範囲に入る紙含有樹脂組成物は、さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有した紙の粉砕物を含有しているにもかかわらず、紙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、紙粉砕物と樹脂との分散が十分に為されると、ＭＦＲは５５．０ｇ／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。
【００３７】
このように本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、さらしクラフトパルプを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、前記紙の粉砕物を多塩基酸無水物でエステル化する工程と、エステル化した紙粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを混練し、かつ、前記アルカリ土類金属化合物で有機酸を中和する工程と、得られた混練物をさらに二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有する製造方法で得ることができる。なお、ラミネート紙に、ラミネート前のその原紙を添加して使用してもよい。
【００３８】
次に本実施形態に係る紙含有樹脂成形品は、本実施形態に係る紙含有樹脂組成物を射出成形機によって成形して得られる。本実施形態に係る紙含有樹脂成形品は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜５５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。ここで、紙含有樹脂組成物を得る工程及び／又は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が好ましい。
【００３９】
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、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂及びアルカリ土類金属化合物、酸化チタンを少なくとも含有し、粉砕物及びポリオレフィン系樹脂が主要成分である。ここでＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜５５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。前記紙は好ましくは、ＮＢＫＰを５０質量％以上含有する。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。
【００４０】
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若しくは回収された上質紙の古紙、又はポリエチレンフィルムラミネート紙の断裁屑若しくは回収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填料を除く紙素材の合計量が、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。
【実施例】
【００４１】
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「％」「部」は、特に断らない限り「質量％」「質量部」を示す。
【００４２】
（実施例１）
［紙粉砕物のＡ及びＢの製造］
Ａ．ＬＢＫＰを９５質量％含有し、坪量６９ｇ／ｍ２、厚さ９２μｍ、密度０．７５ｇ
／ｃｍ３の抄紙工程で発生した上質ＰＰＣ用紙の端材の原紙を粉砕機（型式 ＢＯ‐２５
７５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。
Ｂ．ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙が、ＮＢＫＰを９０質量％含有し、坪量
３９３ｇ／ｍ２、厚さ０．４８ｍｍ、密度０．８２ｇ／ｃｍ３のミルクカートン印刷トリミング屑を粉砕機（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ポリエチレンフィルムラミネート紙の粉砕物を得た。
［紙含有樹脂組成物の製造］
次いで、前記Ａ、Ｂのそれぞれに対し、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）を、予備乾燥した紙の粉砕物に対し０．５質量％となる量を加え、エステル化を進めた。次に、エステル化した粉砕物に酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し８．０質量％となる量を加え、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）を紙の粉砕物に対し０．５質量％となる量を加え、ポリプロピレン樹脂（商品名 Ｊ-５０５１ＨＰ：出光石油化学社製）を紙の粉砕物に対し３０質量％となる量を加え、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。ここで、紙粉砕物のＡを用いたものを実施例１Ａとし、紙粉砕物のＢを用いたものを実施例１Ｂとする。
【００４３】
（実施例２Ａ）
実施例１の紙粉砕物のＡ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）を紙の粉砕物に対し０．５質量％から１．５質量％となる量に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し６．０質量％となる量を加え、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。
【００４４】
（実施例２Ｂ）
実施例１の紙粉砕物のＢ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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し６．０質量％となる量を加え、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。
【００４５】
（実施例３Ａ）
実施例２Ａの紙粉砕物の製造において、粉砕物の原紙がＬＢＫＰを７０質量％含有し、坪量６４ｇ／ｍ２、厚さ８８μｍ、密度０．７５ｇ／ｃｍ３の回収されたコピー用紙に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１０．０質量％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。
【００４６】
（実施例３Ｂ）
実施例２Ｂの紙粉砕物の製造において、粉砕物の原料を、ミルクカートン印刷トリミング屑から、ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙がＮＢＫＰを８０質量％含有し、坪量３６２ｇ／ｍ２、厚さ０．４７ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３の回収牛乳パックに変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１２．０質量％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。
【００４７】
（実施例４Ａ）
実施例３Ａの紙含有樹脂組成物の製造において、紙粉砕物の配合量を、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３Ａの紙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）を紙の粉砕物に対し１．５質量％から２．０質量％となる量に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し３．０質量％となる量を加え、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。
【００４８】
（実施例４Ｂ）
実施例３Ｂの紙含有樹脂組成物の製造において、紙粉砕物の配合量を、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３Ｂの紙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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し３．０質量％となる量を加え、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。
【００４９】
（実施例５Ａ）
実施例１Ａの紙含有樹脂組成物の製造における評価用射出成形品の製造において、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１２．０質量％となる量を加え、流動性向上剤として、エルカ酸アミド（商品名 アルフロー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。
【００５０】
（比較例１Ａ）
実施例１Ａの紙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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１．０質量％となる量を加え、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。
【００５１】
（比較例１Ｂ）
実施例１Ｂの紙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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し３．０質量％となる量を加え、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。
【００５２】
（比較例２Ａ）
実施例１Ａ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）を紙粉砕物に対し０．５質量％から無添加に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を無添加とし、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。
【００５３】
（比較例２Ｂ）
実施例１Ｂ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。
【００５４】
（比較例３Ａ）
実施例３Ａ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）を紙粉砕物に対し０．５質量％から無添加に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１８．０質量％となる量を加え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。
【００５５】
（比較例３Ｂ）
実施例３Ｂ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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１８．０質量％となる量を加え、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。
【００５６】
（比較例４Ａ）
実施例３Ａ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）を紙粉砕物に対し１．５質量％から無添加に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を無添加とし、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。
【００５７】
前記実施例、比較例で用いた紙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を次の方法で行い、その結果を表１と表２に示した。
【００５８】
＜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。
【００５９】
＜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。
【００６０】
＜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。
×：繊維の未分散多数あり、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。
【００６１】
＜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。
【００６２】
＜射出成形品の変色＞
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。
【００６３】
＜射出成形品の臭気＞
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。
【００６４】
＜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。
【００６５】
＜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。
【００６６】
＜ＩＺＯＤ（アイゾット衝撃強度）＞
ＡＳＴＭ Ｄ２５６‐０４「Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｗＰｅｎｄｕｌｕｍ Ｉｍｐａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｎｏｔｃｈｅｄ Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」（ノッチなし）に準じて測定した。
【００６７】
＜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。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
実施例１Ａ及び２Ａでは、上質紙の原紙のＬＢＫＰが９５質量％のＰＰＣ用紙の端材を使用して、また実施例１Ｂ及び２Ｂでは、ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙のＮＢＫＰが９０質量％のミルクカートン印刷トリミング屑を使用して紙含有樹脂組成物を作製した。実施例１Ａ及び２Ａの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、また、実施例１Ｂ及び２Ｂのいずれの紙含有樹脂組成物も、ＮＢＫＰの含有量が高いにもかかわらず、粉砕物のエステル化と二軸押出機の混練とによって均一分散できたため、繊維分散性と成形性とが良好であり、得られた成形品は、変色及び臭気もなかった。実施例１Ａ及び１Ｂでは、酸化チタンの添加量が多いためその効果によって熱流動性（ＭＦＲ）が向上している。
【００７１】
実施例３Ａ及び４Ａでは、紙の原紙のＬＢＫＰが７０質量％の回収されたコピー用紙を使用して、また実施例３Ｂ及び４Ｂでは、ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙のＮＢＫＰが８０質量％の回収牛乳パックを使用して紙含有樹脂組成物を作製した。実施例３Ａ及び４Ａの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、また、実施例３Ｂ及び４Ｂのいずれの紙含有樹脂組成物も、ＮＢＫＰの含有量が高いにもかかわらず、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３Ａ及び３Ｂでは、酸化チタンの添加量が多いためその効果によって熱流動性（ＭＦＲ）が向上している。
【００７２】
実施例５Ａは、実施例１Ａの配合と比較して、酸化チタンの添加量をさらに多くし、かつ、流動性向上剤を添加して評価用射出成形品を作製した。実施例１Ａと同様に流動性は良好であった。
【００７３】
比較例１Ａ、１Ｂでは、粉砕物の粉砕粒径が大きい為、分散性が不十分となり繊維分酸性と成形性が不良であり、また、中和剤を添加しなかった為、得られた成形品は、変色及び臭気が見られた。
【００７４】
比較例２Ａ〜４Ａ、２Ｂ、３Ｂでは、無水マレイン酸が無添加の為、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２Ａ、４Ａ、２Ｂでは中和剤を添加しなかった為、得られた成形品は、変色及び臭気が見られた。また、比較例３Ａ，３Ｂでは、酸化チタンの含有量が高く、強度の低下が見られた。
【００７５】
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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上質紙、ラミネート紙の断裁屑、回収された上質紙若しくはラミネート紙の古紙又はこれらの混合物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系樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木質系材料と樹脂との混練物の成形性を向上させる目的で、紙に対する機械的・化学的処理を施すことによって木質系材料を微細化させると共に、成形用途に応じて樹脂を選定し、樹脂と混練する方法が採られている。この機械的・化学的処理の例として、所定の粒度まで粉砕した木質系材料を多塩基酸無水物などでエステル化して微細化し、樹脂との混練性を高める方法がある（例えば、特許文献１又は２を参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３６５１１１７号公報
【特許文献２】特許第３９３３３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、紙については、前記機械的・化学的処理例は見当たらず、機械的処理だけでは、紙の含有率をある範囲を超えて配合した場合は、成形加工時の熱流動性が低下したり、成形品の機械的強度が低下したりするなどの問題があった。
【０００５】
本発明の第一の目的は、成形品の機械的強度を低下させることなく、解砕又は粉砕された紙素材と熱可塑性樹脂とを混練して成形用組成物を作るときの混練組成物の熱溶融流動性を向上させることにある。すなわち、上質紙、ラミネート紙の断裁屑、回収された上質紙若しくはラミネート紙の古紙又はこれらの混合物の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗い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。紙の含有率を増加させることで、填料を除いた紙素材の含有量が従来以上に高めることも目的とする。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明に係る紙含有樹脂組成物は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物である場合が含まれる。
【００１１】
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紙素材に対して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。紙の未分散がなく均一に混合分散されやすい。
【００１２】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記アルカリ土類金属化合物がマグネシウム化合物であり、かつ、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。
【００１３】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記酸化チタンの含有量が紙素材に対して２〜１５質量％であることが好ましい。酸化チタンによって、紙含有樹脂組成物の流動性が改善され、機械的強度が向上する。
【００１４】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記紙がさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることが好ましい。上質紙、ラミネート紙の断裁屑、回収された上質紙若しくはラミネート紙の古紙又はこれらの混合物であり、さらし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。
【００１５】
本発明に係る紙含有樹脂組成物では、前記粉砕物の紙素材（填料を除く）の含有量が、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。
【００１６】
本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法は、さらしクラフトパルプを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、前記紙の粉砕物を多塩基酸無水物でエステル化する工程と、エステル化した紙粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを混練し、かつ、前記アルカリ土類金属化合物で有機酸を中和する工程と、得られた混練物をさらに二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る紙含有樹脂成形品の製造方法では、前記紙の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共に、粉砕が容易でロングラン操業できる。
【００１８】
本発明に係る紙含有樹脂成形品は、本発明の紙含有樹脂組成物で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
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さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する上質紙の裁断屑又は回収された上質紙の古紙及び／又はさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する原紙をベースとしたポリエチレンフィルムラミネート紙の断裁屑及び／又は該ポリエチレンフィルムラミネート紙の回収古紙と、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、前記紙の粉砕粒径を細かくすることなく、粒径の粗い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、ラミネート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。
【００２０】
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、解砕又は粉砕されたさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する上質紙の裁断屑又は回収された上質紙の古紙及び／又はさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する原紙をベースとしたポリエチレンフィルムラミネート紙の断裁屑及び／又は該ポリエチレンフィルムラミネート紙の回収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。
【００２１】
本発明の紙含有樹脂組成物の製造方法では、多塩基酸無水物及びアルカリ土類金属化合物による反応と、酸化チタンの機械的作用による微細化の促進によって、かつ、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流動性の良好な紙含有樹脂組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。また、発明の効果を奏する限り、実施形態を変形してもよい。
【００２３】
本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分である。前記紙は、さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることが好ましい。また、さらし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（グランドパルプ）等の中質紙とを組み合わせて、紙全体として、さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有している場合も含まれる。また前記紙は、針葉樹さらしクラフトパルプを含有する原紙をベースとしたラミネート紙、又は、該ラミネート紙とラミネート前のその原紙とを組み合わせたものでもよい。
【００２４】
上質紙は、さらしクラフトパルプだけでつくった紙であり、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。また、その使用済みコピーの断裁屑、回収古紙であってもよい。資源の有効活用の効率が高まる。上質紙の原紙を構成するパルプは、広葉樹さらしクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）を主体とし、その原紙中のＬＢＫＰの配合率は、少なくとも７０質量％以上である。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。
【００２５】
ラミネート紙は、原紙の片面又は両面に膜厚２０〜５０μｍのポリエチレン樹脂がラミネートされている。ここでラミネート紙は、液体容器用のラミネート紙、ラミネート紙の断裁屑又はラミネート紙の回収古紙のそれぞれ単独の使用、ラミネート紙及びラミネート紙の断裁屑の組み合わせの使用、ラミネート紙及びラミネート紙の回収古紙の組み合わせの使用、ラミネート紙の断裁屑及びラミネート紙の回収古紙の組み合わせの使用、又は、ラミネート紙とラミネート紙の断裁屑とラミネート紙と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。その代表例は、いわゆるミルクカートンと呼ばれる液体容器用のラミネート紙であり、若しくはその印刷断裁屑（以下、「印刷トリミング屑」という。）であり、又は、牛乳パックなどの回収古紙でもよい（以後、これらを総称して「ラミネート古紙」と呼ぶ。）。原紙は、坪量が３００〜５００ｇ／ｍ２、紙厚が０．４〜０．６ｍｍ、密度が０．７〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲にあることが好ましい。ラミネート紙の原紙を構成するパルプは、針葉樹さらしクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を主体とし、その原紙中のＮＢＫＰの配合率は、少なくとも７０質量％以上である。より好ましくは、８０質量％以上である。ＮＢＫＰが７０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。ラミネートされたフィルムの材料としては、例えば、低密度ポリエチレン樹脂又は高密度ポリエチレン樹脂である。
【００２６】
さらしクラフトパルプを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。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。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。ポリエチレンなどの熱溶融しやすい樹脂をラミネートしたラミネート紙を粉砕する場合には、粉砕粒径が細かくなる程、樹脂の熱溶融による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以上の粒径では、この種のトラブルが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。
【００２７】
本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、粉砕物及びポリオレフィン系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、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、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、ポリオレフィン系樹脂の含有量は、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％を超えると粉砕物の混入量が減ってリサイクル効率が劣る。さらに、前記ポリオレフィン系樹脂には、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリブテン樹脂、メチルペンテン樹脂などがあり、より好ましくは、ポリプロピレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物であり、紙との相溶性の点でよい。
【００２８】
本実施形態で使用する多塩基酸無水物は、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸又は無水コハク酸などがあり、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、添加量は、紙素材に対して０．１〜５質量％の範囲で選ばれる。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がある。
【００２９】
本実施形態で使用するアルカリ土類金属化合物は、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛などがあり、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多塩基酸及び／又は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
。これらのうち酸化マグネシウムがより好ましく、添加量は、本実施形態に係る紙素材に対して０．１〜５質量％の範囲で選ばれる。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があり、また経済的に好ましくなくなる。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、酸化マグネシウムは、前記中和反応によってマグネシウム化合物となるため、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ときには、酸化マグネシウム換算で求める。
【００３０】
本実施形態で使用する酸化チタンは、樹脂と混練するときに無機充填物成分として付加されるが、白色顔料として有効であると同時に、混練時の機械的作用によってパルプ繊維の微細化が促進されることによって、紙含有組成物の流動性を改善する。本発明に係わる紙含有組成物では、酸化チタンの含有量が紙素材に対して２〜１５質量％が好ましい。３〜１０質量％がより好ましい。酸化チタンの含有量が２質量％未満では流動性改善の効果が不十分であり、２０質量％を超えると逆に流動性が低下する。また、無機充填物成分としての炭酸カルシウムは、白色顔料としても、流動性の改善に対しても有効ではない。
【００３１】
本実施形態の紙含有樹脂組成物では、必要に応じて、紙粉砕物及び樹脂以外の成分を含有させてもよい。例えば、流動性向上剤を添加してもよい。
【００３２】
本実施形態において使用される流動性向上剤の添加は、粉砕された紙粉砕物と樹脂を混練するときに配合する場合、又は紙含有樹脂組成物を成形するときに配合する場合のいずれの場合でもよい。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。なお、混練するときに流動性向上剤を配合する場合、成形時での効果だけでなく、混練時の摩擦による発熱を防止する効果も得られる。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。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施形態に係る紙含有樹脂組成物では、填料を除く紙素材の合計量が、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、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、原紙中の樹脂分、ラミネート紙の場合はラミネートフィルムを含む。
【００３５】
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が改善される。
【００３６】
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２．０〜５５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。ＭＦＲがこの範囲に入る紙含有樹脂組成物は、さらしクラフトパルプを７０質量％以上含有した紙の粉砕物を含有しているにもかかわらず、紙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、紙粉砕物と樹脂との分散が十分に為されると、ＭＦＲは５５．０ｇ／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。
【００３７】
このように本実施形態に係る紙含有樹脂組成物は、さらしクラフトパルプを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、前記紙の粉砕物を多塩基酸無水物でエステル化する工程と、エステル化した紙粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを混練し、かつ、前記アルカリ土類金属化合物で有機酸を中和する工程と、得られた混練物をさらに二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、を有する製造方法で得ることができる。なお、ラミネート紙に、ラミネート前のその原紙を添加して使用してもよい。
【００３８】
次に本実施形態に係る紙含有樹脂成形品は、本実施形態に係る紙含有樹脂組成物を射出成形機によって成形して得られる。本実施形態に係る紙含有樹脂成形品は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜５５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。ここで、紙含有樹脂組成物を得る工程及び／又は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が好ましい。
【００３９】
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、多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂及びアルカリ土類金属化合物、酸化チタンを少なくとも含有し、粉砕物及びポリオレフィン系樹脂が主要成分である。ここでＡＳＴＭ Ｄ１２３８‐０４ｃで規定したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）（試験温度＝１９０℃、試験荷重＝１０ｋｇ）が２．０〜５５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。前記紙は好ましくは、ＮＢＫＰを５０質量％以上含有する。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。
【００４０】
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若しくは回収された上質紙の古紙、又はポリエチレンフィルムラミネート紙の断裁屑若しくは回収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填料を除く紙素材の合計量が、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。
【実施例】
【００４１】
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「％」「部」は、特に断らない限り「質量％」「質量部」を示す。
【００４２】
（実施例１）
［紙粉砕物のＡ及びＢの製造］
Ａ．ＬＢＫＰを９５質量％含有し、坪量６９ｇ／ｍ２、厚さ９２μｍ、密度０．７５ｇ
／ｃｍ３の抄紙工程で発生した上質ＰＰＣ用紙の端材の原紙を粉砕機（型式 ＢＯ‐２５
７５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。
Ｂ．ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙が、ＮＢＫＰを９０質量％含有し、坪量
３９３ｇ／ｍ２、厚さ０．４８ｍｍ、密度０．８２ｇ／ｃｍ３のミルクカートン印刷トリミング屑を粉砕機（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ポリエチレンフィルムラミネート紙の粉砕物を得た。
［紙含有樹脂組成物の製造］
次いで、前記Ａ、Ｂのそれぞれに対し、無水マレイン酸（商品名 無水マレイン酸：日本油脂社製）を、予備乾燥した紙の粉砕物に対し０．５質量％となる量を加え、エステル化を進めた。次に、エステル化した粉砕物に酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し８．０質量％となる量を加え、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）を紙の粉砕物に対し０．５質量％となる量を加え、ポリプロピレン樹脂（商品名 Ｊ-５０５１ＨＰ：出光石油化学社製）を紙の粉砕物に対し３０質量％となる量を加え、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。ここで、紙粉砕物のＡを用いたものを実施例１Ａとし、紙粉砕物のＢを用いたものを実施例１Ｂとする。
【００４３】
（実施例２Ａ）
実施例１の紙粉砕物のＡ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）を紙の粉砕物に対し０．５質量％から１．５質量％となる量に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し６．０質量％となる量を加え、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。
【００４４】
（実施例２Ｂ）
実施例１の紙粉砕物のＢ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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し６．０質量％となる量を加え、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。
【００４５】
（実施例３Ａ）
実施例２Ａの紙粉砕物の製造において、粉砕物の原紙がＬＢＫＰを７０質量％含有し、坪量６４ｇ／ｍ２、厚さ８８μｍ、密度０．７５ｇ／ｃｍ３の回収されたコピー用紙に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１０．０質量％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。
【００４６】
（実施例３Ｂ）
実施例２Ｂの紙粉砕物の製造において、粉砕物の原料を、ミルクカートン印刷トリミング屑から、ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙がＮＢＫＰを８０質量％含有し、坪量３６２ｇ／ｍ２、厚さ０．４７ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３の回収牛乳パックに変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１２．０質量％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。
【００４７】
（実施例４Ａ）
実施例３Ａの紙含有樹脂組成物の製造において、紙粉砕物の配合量を、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３Ａの紙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）を紙の粉砕物に対し１．５質量％から２．０質量％となる量に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し３．０質量％となる量を加え、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。
【００４８】
（実施例４Ｂ）
実施例３Ｂの紙含有樹脂組成物の製造において、紙粉砕物の配合量を、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３Ｂの紙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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し３．０質量％となる量を加え、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。
【００４９】
（実施例５Ａ）
実施例１Ａの紙含有樹脂組成物の製造における評価用射出成形品の製造において、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１２．０質量％となる量を加え、流動性向上剤として、エルカ酸アミド（商品名 アルフロー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。
【００５０】
（比較例１Ａ）
実施例１Ａの紙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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１．０質量％となる量を加え、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。
【００５１】
（比較例１Ｂ）
実施例１Ｂの紙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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し３．０質量％となる量を加え、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。
【００５２】
（比較例２Ａ）
実施例１Ａ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）を紙粉砕物に対し０．５質量％から無添加に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を無添加とし、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。
【００５３】
（比較例２Ｂ）
実施例１Ｂ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。
【００５４】
（比較例３Ａ）
実施例３Ａ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）を紙粉砕物に対し０．５質量％から無添加に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１８．０質量％となる量を加え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。
【００５５】
（比較例３Ｂ）
実施例３Ｂ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、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を紙の粉砕物に対し１８．０質量％となる量を加え、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。
【００５６】
（比較例４Ａ）
実施例３Ａ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）を紙粉砕物に対し１．５質量％から無添加に変更し、酸化チタン（商品名 タイペークＡ-２２０：石原産業社製）を無添加とし、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。
【００５７】
前記実施例、比較例で用いた紙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を次の方法で行い、その結果を表１と表２に示した。
【００５８】
＜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。
【００５９】
＜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。
【００６０】
＜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。
×：繊維の未分散多数あり、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。
【００６１】
＜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。
【００６２】
＜射出成形品の変色＞
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。
【００６３】
＜射出成形品の臭気＞
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。
【００６４】
＜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。
【００６５】
＜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。
【００６６】
＜ＩＺＯＤ（アイゾット衝撃強度）＞
ＡＳＴＭ Ｄ２５６‐０４「Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｗＰｅｎｄｕｌｕｍ Ｉｍｐａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｎｏｔｃｈｅｄ Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」（ノッチなし）に準じて測定した。
【００６７】
＜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。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
実施例１Ａ及び２Ａでは、上質紙の原紙のＬＢＫＰが９５質量％のＰＰＣ用紙の端材を使用して、また実施例１Ｂ及び２Ｂでは、ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙のＮＢＫＰが９０質量％のミルクカートン印刷トリミング屑を使用して紙含有樹脂組成物を作製した。実施例１Ａ及び２Ａの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、また、実施例１Ｂ及び２Ｂのいずれの紙含有樹脂組成物も、ＮＢＫＰの含有量が高いにもかかわらず、粉砕物のエステル化と二軸押出機の混練とによって均一分散できたため、繊維分散性と成形性とが良好であり、得られた成形品は、変色及び臭気もなかった。実施例１Ａ及び１Ｂでは、酸化チタンの添加量が多いためその効果によって熱流動性（ＭＦＲ）が向上している。
【００７１】
実施例３Ａ及び４Ａでは、紙の原紙のＬＢＫＰが７０質量％の回収されたコピー用紙を使用して、また実施例３Ｂ及び４Ｂでは、ポリエチレンフィルムラミネート紙の原紙のＮＢＫＰが８０質量％の回収牛乳パックを使用して紙含有樹脂組成物を作製した。実施例３Ａ及び４Ａの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、また、実施例３Ｂ及び４Ｂのいずれの紙含有樹脂組成物も、ＮＢＫＰの含有量が高いにもかかわらず、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３Ａ及び３Ｂでは、酸化チタンの添加量が多いためその効果によって熱流動性（ＭＦＲ）が向上している。
【００７２】
実施例５Ａは、実施例１Ａの配合と比較して、酸化チタンの添加量をさらに多くし、かつ、流動性向上剤を添加して評価用射出成形品を作製した。実施例１Ａと同様に流動性は良好であった。
【００７３】
比較例１Ａ、１Ｂでは、粉砕物の粉砕粒径が大きい為、分散性が不十分となり繊維分酸性と成形性が不良であり、また、中和剤を添加しなかった為、得られた成形品は、変色及び臭気が見られた。
【００７４】
比較例２Ａ〜４Ａ、２Ｂ、３Ｂでは、無水マレイン酸が無添加の為、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２Ａ、４Ａ、２Ｂでは中和剤を添加しなかった為、得られた成形品は、変色及び臭気が見られた。また、比較例３Ａ，３Ｂでは、酸化チタンの含有量が高く、強度の低下が見られた。
【００７５】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分であることを特徴とする紙含有樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物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。
【請求項３】
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紙素材に対して０．１〜５質量％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。
【請求項４】
前記アルカリ土類金属化合物がマグネシウム化合物であり、かつ、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。
【請求項５】
前記酸化チタンの含有量が紙素材に対して２〜１５質量％であることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の紙含有樹脂組成物。
【請求項６】
前記紙がさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載の紙含有樹脂組成物。
【請求項７】
前記粉砕物の紙素材（填料を除く）の含有量が、５１質量％以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の紙含有樹脂組成物。
【請求項８】
さらしクラフトパルプを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、
前記紙の粉砕物を多塩基酸無水物でエステル化する工程と、
エステル化した紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを混練し、かつ、前記アルカリ土類金属化合物で有機酸を中和する工程と、
得られた混練物をさらに二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、
を有することを特徴とする紙含有樹脂組成物の製造方法。
【請求項９】
前記紙の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８に記載の紙含有樹脂組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れか一つに記載の紙含有樹脂組成物で形成されていることを特徴とする紙含有樹脂成形品。
【請求項１】
多塩基酸無水物でエステル化された紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを少なくとも含有し、前記粉砕物及び前記ポリオレフィン系樹脂が主要成分であることを特徴とする紙含有樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン樹脂単独又はポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物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。
【請求項３】
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紙素材に対して０．１〜５質量％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。
【請求項４】
前記アルカリ土類金属化合物がマグネシウム化合物であり、かつ、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。
【請求項５】
前記酸化チタンの含有量が紙素材に対して２〜１５質量％であることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の紙含有樹脂組成物。
【請求項６】
前記紙がさらしクラフトパルプを７０質量％以上含有する紙であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載の紙含有樹脂組成物。
【請求項７】
前記粉砕物の紙素材（填料を除く）の含有量が、５１質量％以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の紙含有樹脂組成物。
【請求項８】
さらしクラフトパルプを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、
前記紙の粉砕物を多塩基酸無水物でエステル化する工程と、
エステル化した紙の粉砕物、ポリオレフィン系樹脂、アルカリ土類金属化合物及び酸化チタンを混練し、かつ、前記アルカリ土類金属化合物で有機酸を中和する工程と、
得られた混練物をさらに二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得る工程と、
を有することを特徴とする紙含有樹脂組成物の製造方法。
【請求項９】
前記紙の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８に記載の紙含有樹脂組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れか一つに記載の紙含有樹脂組成物で形成されていることを特徴とする紙含有樹脂成形品。
【公開番号】特開２００９−２２７８０３（Ｐ２００９−２２７８０３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４３１６（Ｐ２００８−７４３１６）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００２４１８１０）北越製紙株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００２４１８１０）北越製紙株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
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