JPH0931232A - セルロース物質を発泡させた緩衝断熱材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝撃吸収力が大きいので緩衝材として非常に
有用であり、その内部に無数の気孔が形成されているの
で断熱効果が非常に高く、自然において通常のセルロー
ス物質よりも一層速く分解されて公害の問題を惹起しな
いのみでなく廃資源の再生及び活用で公害を防止するこ
とができ、いわゆるグリーン製品として輸出商品の包装
副資材として活用される緩衝断熱材及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 セルロース物質を叩解し脱水した後、こ
れに通常の水溶性接着剤及び通常の発泡剤を添加して望
む形態に湿式で発泡させ乾燥させて緩衝断熱材を製造す
る方法、及びその方法によって得られる緩衝断熱材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセルロース物質を発
泡させた緩衝断熱材及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】商品の包装において緩衝材は運搬及び保
存中の商品の破損及び変形を防止するために必ず使用さ
れる重要な副材料である。

【０００３】このような緩衝材はそれ自体に弾性がある
か又は衝撃を吸収する性質を必ず持っていなくてはなら
ない。

【０００４】従来は、このような緩衝材料としてはプラ
スチック物質を発泡させて使用してきた。例えば、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン
酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、変性ＥＶＡ、軟質ＰＶＣ、フェノキシ樹脂、ブタ
ジエン樹脂等の汎用プラスチック物質を発泡させて得ら
れた発泡プラスチック物質や；又は天然ゴム、ＳＢＲ系
ゴム、スチレン−ブタジエン系熱可塑性ゴム、ブタジエ
ンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−
プロピレン共重合体ゴム（ＥＭＰ）、ポリクロロプロピ
レンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴ
ム、シリコンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ス
チレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロロヒド
リンゴム、プロピレンオキサイドゴム、エチレン酢酸ビ
ニルゴム、熱可塑性ゴム等の弾性体自体を利用するか又
は異物を発泡させて得られた緩衝体を使用して来た。

【０００５】このうち、安価なポリエチレン フォーム
や又はポリスチレン フォームが多く使用されてきてい
る。

【０００６】しかし、このようなプラスチック物質や又
はゴム物質等は緩衝材としての特性は優秀であるが、こ
れ等は自然の環境において分解されないので環境公害を
起こし、殊に、これ等を燃焼させる時有毒性ガスを発生
するので、既に先進国ではこれらのプラスチック発泡体
や又は天然又は合成ゴム材質の緩衝材の使用を禁止して
おり、将来Ｇｒｅｅｎ ｒｏｕｎｄ下では全世界的にそ
の使用が規制されざるを得ない。

【０００７】また、このような問題点を解決するため、
パルプや又はセルロース物質等をそのまま成形して緩衝
材として使用されてもいる。

【０００８】しかし、このような緩衝材は、その衝撃吸
収力が落ちて緩衝材としての役割を十分にできないので
その使用が制約されてきた。

【０００９】このようなセルロース物質からなる緩衝材
としては、次のような米国特許明細書に記載されたもの
が挙げられる。

【００１０】米国特許第５，２３０，９４３号明細書に
は、非−平板状の皿状の形状を有する自由流れ緩衝充填
材が記載されている。

【００１１】米国特許第４，９３７，１３１号明細書に
は、生分解性の紙などのロール状のシート原料を加工し
て得られる可撓性を有する緩衝充填材が記載されてい
る。

【００１２】米国特許第５，３１２，６６５号明細書に
は、複数の充填材単位からなり、各充填材単位が少なく
とも２つの紙製のリングを互いのリング外面を接して結
合してなるルーズ−フィル充填材が記載されている。

【００１３】米国特許第５，３０８，６７７号明細書に
は、弓形又は幾何学的形状の断面を有する平らな基部
と、基部の一面から切り抜かれて逆向きの弧を成して突
出する複数の凸部からなる包装詰め物が記載されてい
る。

【００１４】米国特許第５，１７３，３５２号明細書に
は、自然弾性を有する複数の細長い帯状の紙材の各々
を、その自然弾性を横断するように複数回折り重ねて長
さ方向に圧縮して製造した弾性充填材が記載されてい
る。

【００１５】米国特許第５，１５１，３１２号公報に
は、新聞紙をリサイクル成形して得られる軽量で非嵌合
性のピーナッツ様充填材であって、中空二重壁殻構造、
好ましくは、カップ形の構造で、フランジ、開口部及び
一体成形された二重壁分離体を有するものが記載されて
いる。

【００１６】米国特許第５，２１３，８６７号明細書に
は、紙製の正四面体ルーズ−フィル充填材が記載されて
いる。

【００１７】米国特許第４，５６６，８３１号明細書に
は、外被中に水分を低減させた木粉フィラーを密封した
衝撃吸収緩衝物が記載されている。

【００１８】米国特許第４，１０９，０４０号明細書に
は、ロール状の紙などのシート材を使用して製造される
比較的高密度の構造を有する緩衝充填材が記載されてい
る。

【００１９】しかし、パルプや廃紙（紙屑）のようなセ
ルロース物質を直接発泡させて製造した緩衝及び断熱効
果を現す緩衝材は、今まで開発されたことがない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パルプや廃
紙（紙屑）のようなセルロース物質を直接発泡させて得
られる緩衝及び断熱効果を現す緩衝材、及びその好適な
製造方法を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、長い間研
究を重ねた結果、廃新聞紙やその他の廃紙又はパルプの
ようなセルロース物質を通常の発泡剤及び通常の水溶性
接着剤と共に湿式で発泡させて乾燥させれば、元来のセ
ルロース物質の容積の１２０乃至５００％程度に発泡さ
せることができ、このように発泡された発泡セルロース
は非常にその衝撃の吸収が大きいので緩衝材として大変
有用であり、またその内部に無数の気孔が形成されてい
るので断熱効果も非常に高いという驚くべき事実を発見
して本発明を完成した。

【００２２】また、このように製造されたセルロース物
質を利用した緩衝断熱材は緩衝効果及び断熱効果が極め
て卓越しているのみでなく、その内部に無数の気孔が形
成されているので、自然において通常のセルロース物質
よりも遥かに速く分解して公害問題を起こさないだけで
なく、廃資源を再生及び活用することにより公害を防止
することができ、ウルグアイラウンドにも適合し、いわ
ゆるグリーン製品（Ｇｒｅｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ）とし
て輸出商品の包装の副資材として広く活用することがで
きる。

【００２３】従って、本発明の目的は、セルロース物質
を接着剤及び発泡剤と共に、所望の適当な容積に発泡さ
せ乾燥させて得られたセルロース物質を利用した緩衝、
断熱材を提供することである。

【００２４】本発明のまた別の目的は、セルロース物質
を接着剤及び発泡剤と共に発泡させ乾燥させてセルロー
ス物質を利用した緩衝、断熱材を製造する方法を提供す
ることである。

【００２５】すなわち、本発明は、セルロース物質を叩
解し脱水した後、これに通常の水溶性接着剤及び通常の
発泡剤を添加して望む形態に湿式で発泡させ乾燥させて
製造した緩衝断熱材を提供するものである。

【００２６】また、本発明は、セルロース物質を叩解し
脱水した後、ここに通常の水溶性接着剤及び通常の発泡
剤を添加し、望む形態で湿式で発泡させ乾燥させて緩衝
断熱剤を製造する方法を提供するものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明で使用し得るセルロース物
質としては、パルプ、廃紙及びその他通常のセルロース
物質を意味する。

【００２８】本発明で使用し得る接着剤としては、澱粉
糊料、ソジウムカルボキシメチルセルロース、エチルセ
ルロース、メチルセルロース、アルギン酸ソジウム、カ
ゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、
ポリビニルアセテート（ＰＶＡｃ）、及びその他通常の
水溶性接着剤を１種又は２種以上を混合して使用でき
る。

【００２９】これら接着剤の使用量は接着剤の種類、接
着力等によって異なり得るが、通常０．１乃至２０％
（重量）を使用することができる。

【００３０】本発明においては、通常の発泡剤を使用し
て発泡させる。発泡剤としてはアゾジカーボンアミド
（Azodicarbonamide； ＡＤＣＡ）、アゾビスホルムア
ミド（Azobisformamide； ＡＢＦＡ）、アゾビスイソ
ブチロニトリル（Azobisisobutyronitrile； ＡＩＢ
Ｎ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（N,N′-di
nitroso Pentamethylene Tetramine； ＤＰＴ）、ｐ−
トルエンスルホニルヒドラジド（p-Toluenesulfonylhyd
razide； ＴＳＨ）、ｐ，ｐ′−オキシビス（ベンゼン
スルホニル）ヒドラジド（p,p′-Oxybis（benzenesulfo
nyl)hydrazide；ＯＢＳＨ）等の有機発泡剤、炭酸アン
モニウム、炭酸水素ナトリウム等の無機発泡剤を使用す
ることができる。

【００３１】これら発泡剤の使用量は、全体重量に対し
０．５乃至２０％（重量）を使用することができる。セ
ルロース物質はそのまま使用でき、廃紙の場合は異物質
を除去し、これを叩解した後脱水して使用する。脱水後
の水分の含量はほぼ３０％程度である。この廃紙を５０
−８０％（重量）を使用する。

【００３２】製造工程中での水分含量は１０−３０％
（重量）である。

【００３３】これを工程別に表せば次の通りである。

【００３４】１．パルプ化工程：（廃紙を使用する場
合） 各種の廃紙を水と共に粉砕してパルプを製造する工程。
パルプを使用する場合はそのまま使用し、この工程は省
略される。

【００３５】２．スクリーニング工程：（廃紙を使用す
る場合） 第１工程で製造されたパルプから各種の不純物（ビニー
ル等の各種プラスチック物質、鉄粉、土又は砂の中の不
純物）を選別して除去する工程。パルプを使用する場合
は、この工程は省略される。

【００３６】３．リファイニング（Ｒｅｆｉｎｉｎｇ）
工程：第２工程において得られたパルプをより一層繊細
な繊維質に作る工程。使用する廃紙によっては本工程は
省略することもできる。

【００３７】４．脱水工程：第２工程で得られたもの
（第３工程が省略される場合）又は第３工程で得られた
ものを脱水機で脱水して水分の含量が約１０−３０％
（重量）になるよう通常の脱水機で脱水する。

【００３８】５．混合工程：第４工程で得られたもの又
は純粋なパルプを水溶性接着剤、発泡剤又は必要であれ
ば水分と共に混合する。

【００３９】６．予熱工程 第５工程で得られた混合物を摂氏約３０−９０度に予熱
する。（発泡剤で炭酸アンモニウムを使用する場合には
低い温度で予熱し、分解温度が比較的に高い発泡剤を使
用する場合は高い温度で予熱する。） ７．成形及び２次発泡工程：第６工程で得られた予熱さ
れた混合物を望む形態の成形枠に入れ、約７０−１５０
度（摂氏）で加熱して成形及び発泡させる。分解温度の
低い炭酸アンモニウムを発泡剤として使用する場合は低
い温度で発泡させ得る。

【００４０】８．乾燥工程：第７工程で得られた成形及
び発泡されたものを乾燥させて発泡体を製造する。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。

【００４２】実施例１ 廃紙１ｋｇを水約６００ｍｌに入れ叩解させる。叩解さ
れた廃紙物質から各種の不純物を除去し脱水して水分含
量が約３０％（重量）になるようにする。

【００４３】別途にゼラチン約２０ｇを約６０度の水に
溶解して約３０％（重量の）濃度にする。ソジウムカル
ボキシメチルセルロース（ソジウムＣＭＣ）約２ｇを水
に溶解して約３％（重量）の濃度にする。ゼラチン溶液
とソジウムＣＭＣ溶液を混合し、これに発泡剤としてア
ゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）約１０ｇを合わ
せ叩解した廃紙と混合し全体を約８５度に加熱させる。
加熱された混合物を一定した成形枠に投入し、約１２０
度に加熱して成形及び発泡させる。発泡されたものを乾
燥炉で乾燥させて約１５０％（容積）で発泡された発泡
製品を製造する。

【００４４】実施例２ パルプ１ｋｇに水を入れた水分含量を約２５％になるよ
うに調節する。別途にアルギン酸ソーダ３０ｇを水に溶
解して約２０％（重量）の濃度に調節した後パルプに混
合させ、ここに炭酸アンモニウム約３ｇを冷水に溶解し
て約１０％（重量）にした後、パルプに均質に混合す
る。この混合物を約４０度に加熱し成形枠に入れて約８
０度に加熱して成形及び発泡させ乾燥させて約２００％
（容積）に発泡された発泡製品を製造する。

【００４５】実施例３ 廃紙１ｋｇを水約６００ｍｌに入れ叩解した後、各種の
不純物を除去し脱水して水分含量が約３０％になるよう
にする。別途に澱粉３０％を熱水１００ｍｌに入れて沸
かして澱粉糊料を除去して冷却させた後、これに発泡剤
としてアゾビスホルムアミド（ＡＢＦＡ）１０ｇを混合
する。この混合物をパルプと混合する。次に約９０度で
加熱した後成形枠に投入し、約１５０度に加熱して成形
及び発泡させる。発泡されたものを乾燥炉で乾燥させて
約２００％（容積）に発泡された発泡製品を製造する。

【００４６】その他の発泡剤及び接着剤も実施例１−３
の方法を使用し実施して発泡されたセルロース製品を製
造することができる。

【００４７】堅い発泡体を製造するためには、接着剤の
使用量を少なくするか又は発泡度を少なくして製造する
ことができ、柔らかい発泡体を製造するためには発泡剤
を多く添加して発泡度を高めるか又は接着剤の使用量を
少なくして製造することもできる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の方法によって製造されたセルロ
ース物質発泡体は弾性が良いだけでなく軽くて断熱効果
も優秀であり、各種の緩衝材及び断熱材として使用する
ことができる。

【００４９】また、本発明の発泡体は人体に無害であ
り、生分解性のセルロース物質を使用するのみでなく、
使用した接着剤も人体に無害であり、使用した発泡体も
全て無毒性の気体に転換された人体に無害である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 裕秉 大韓民国ソウル特別市江東区成内２洞203 −49

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルロース物質を叩解し脱水した後、こ
   れに通常の水溶性接着剤及び通常の発泡剤を添加して望
   む形態に湿式で発泡させ乾燥させて製造した緩衝断熱
   材。
2. 【請求項２】 セルロース物質を固解し脱水した後、こ
   れに通常の水溶性接着剤及び通常の発泡剤を添加し、望
   む形態に元来の容積の１２０乃至５００％に発泡させ乾
   燥させて製造した請求項１記載の緩衝断熱材。
3. 【請求項３】 セルロース物質を叩解し脱水した後、こ
   れに水溶性接着剤として澱粉糊料、ソジウム カルボキ
   シメチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロ
   ース、アルギン酸ソーダ、カゼイン、ゼラチン、ポリビ
   ニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルアセテート（Ｐ
   ＶＡｃ）から選択された１種以上の水溶性接着剤及び通
   常の発泡剤としてアゾジカーボンアミド（Azodicarbona
   mide；ＡＤＣＡ）、アゾビスホルムアミド（Azobisform
   amide； ＡＢＦＡ）、アゾビスイソブチロニトリル（A
   zobisisobutyronitrile； ＡＩＢＮ）、ジニトロソペ
   ンタメチレンテトラミン（N,N′-dinitroso Pentamethy
   lene Tetramine； ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルホニル
   ヒドラジド(p-toluenesulfonylhydrazide）、ｐ，ｐ′
   −オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド（p,
   p′-oxybis(benzenesulfonyl)hydrazide； ＯＢＳ
   Ｈ）、炭酸アンモニウム及び炭酸水素ナトリウムから選
   択された１種以上の発泡剤を添加し湿式で発泡させ乾燥
   させて製造した請求項１又は２記載の緩衝断熱材。
4. 【請求項４】 セルロース物質を叩解し脱水した後、こ
   こに通常の水溶性接着剤及び通常の発泡剤を添加し、望
   む形態で湿式で発泡させ乾燥させて緩衝断熱材を製造す
   る方法。
5. 【請求項５】 セルロース物質を叩解し脱水した後、こ
   れに水溶性接着剤及び通常の発泡剤を添加し、望む形態
   で元来の容積の１２０乃至５００％に発泡させ乾燥させ
   て緩衝断熱材を製造する請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 紙屑（廃紙）を叩解し脱水した後、ここ
   に通常の水溶性接着剤として澱粉糊料、ソジウム カル
   ボキシメチルセルロース、エチルセルロース、メチルセ
   ルロース、アルギン酸ソーダ、カゼイン、ゼラチン、ポ
   リビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルアセテート
   （ＰＶＡｃ）から選択された１種以上の水溶性接着剤及
   び通常の発泡剤としてアゾジカーボンアミド（Azodicar
   bonamide； ＡＤＣＡ）、アゾビスホルムアミド（Azob
   isformamide； ＡＢＦＡ）、アゾビスイソブチロニト
   リル（Azobisisobutyronitrile； ＡＩＢＮ）、ジニト
   ロソペンタメチレンテトラミン（N,N′-dinitroso Pent
   amethylene Tetramine；ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルホ
   ニルヒドラジド(p-toluenesulfonylhydrazide）、ｐ，
   ｐ′−オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド
   （p,p′-oxybis(benzenesulfonyl)hydrazide； ＯＢＳ
   Ｈ）、炭酸アンモニウム及び炭酸水素ナトリウムから選
   択された通常の発泡剤を添加し、望む形態で元来の容積
   の１２０乃至５００％に発泡させ緩衝断熱材を製造する
   請求項４又は５記載の方法。