特許 6976462 セルロース系原料含有樹脂シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6976462

(24)【登録日】2021年11月11日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】セルロース系原料含有樹脂シート

(51)【国際特許分類】

   C08L 1/02 20060101AFI20211125BHJP

   C08L 23/12 20060101ALI20211125BHJP

   C08L 23/16 20060101ALI20211125BHJP

   C08J 5/18 20060101ALI20211125BHJP

   B32B 27/18 20060101ALI20211125BHJP

   B32B 27/32 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   C08L1/02

   C08L23/12

   C08L23/16

   C08J5/18CEP

   C08J5/18CES

   B32B27/18 Z

   B32B27/32 E

【請求項の数】17

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2020-562948(P2020-562948)

(86)(22)【出願日】2019年11月25日

(86)【国際出願番号】JP2019045977

(87)【国際公開番号】WO2020137301

(87)【国際公開日】20200702

【審査請求日】2021年5月21日

(31)【優先権主張番号】特願2018-247190(P2018-247190)

(32)【優先日】2018年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】597022540

【氏名又は名称】株式会社環境経営総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110002181

【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰ−ＦＯＣＵＳ

(72)【発明者】

【氏名】松下 敬通

【審査官】 尾立 信広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１３１５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００７０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６８３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００４５４７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５６−０３４７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０６１５３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５７−１１５４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１５４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０７９５５３００（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｌ １／００− １０１／１４

Ｃ０８Ｋ ３／００− １３／０８

Ｃ０８Ｊ ５／１２− ５／２２

Ｂ３２Ｂ １／００− ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルロース系原料を含有した樹脂製のシートであって、
平均粒径が２０〜１００μｍのセルロース系原料を５０〜６０質量部と、
ＪＩＳ Ｋ７２１０−１：２０１４に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定されたメルトフローレートが１〜３の第１ポリオレフィン系樹脂を１８〜３０質量部と、
前記メルトフローレートが６〜１１の第２ポリオレフィン系樹脂を５〜２６質量部と、
前記メルトフローレートが６〜１０のエラストマーを１〜１６質量部とからなる主原料の合計を１００質量部とする割合で含み、
前記第１ポリオレフィン系樹脂および前記第２ポリオレフィン系樹脂はＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して測定された曲げ弾性率が７００ＭＰａ以上であり、前記エラストマーは前記曲げ弾性率が２００ＭＰａ以下であり、
前記第１ポリオレフィン系樹脂及び前記第２ポリオレフィン系樹脂が共にポリプロピレンであり、
前記エラストマーは、エチレン−プロピレンを単量体として含んでなる共重合体であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項2】

請求項１に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
前記セルロース系原料が微細紙粉であり、前記微細紙粉を前記主原料の５１〜５６質量部とすることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
前記主原料１００質量部に対して２〜１０質量部となる割合の添加材を含み、
前記添加材が、高級脂肪酸を原料とする分散剤を１．８〜４．０質量部と、外部滑材を０．２〜０．５質量部とを含むことを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項4】

請求項３に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
前記添加材が、着色料含有樹脂を０〜６．０質量部をさらに含むことを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
少なくとも一方の面にポリオレフィン系樹脂被覆層が設けられていることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
前記第１ポリオレフィン系樹脂の質量部と前記第２ポリオレフィン系樹脂の質量部は、前記エラストマーの質量部に対して２倍以上５倍以下であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
厚さが０．８ｍｍ以下であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
幅が１０００ｍｍ以上であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートであって、
前記セルロース系原料含有樹脂製シートの全体に対する前記セルロース系原料の質量の割合が５０％以上であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートからなるコア層と前記コア層の両面に設けられた被覆層とを備える樹脂製のシートであって、
前記セルロース系原料の質量の割合が４５％以上５５％以下であり、
シート厚さが０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定された引張破断伸び率の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が１００％以上であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項11】

請求項１〜９のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートからなるコア層と前記コア層の両面に設けられた被覆層とを備える樹脂製のシートであって、
前記セルロース系原料の質量の割合が４５％以上５５％以下であり、
シート厚さが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定された引張破断伸び率の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が１０％以上であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項12】

前記被覆層はポリオレフィン系樹脂からなる、請求項１０または請求項１１に記載のセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項13】

ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定された引張降伏点強度の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が４ＭＰａ以上である、請求項１０または請求項１１に記載のセルロース系原料含有樹脂製シート。

【請求項14】

請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載のセルロース系原料含有樹脂製シートを製造するためのセルロース系原料含有樹脂ペレットであって、
密度が１．１５ｇ／ｃｍ^３以上１．２０ｇ／ｃｍ^３以下であり、
ＪＩＳ Ｋ７２１０−１：２０１４に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定されたメルトフローレートが０．７〜１．５であり、
ＪＩＳ Ｋ７１６１に準拠して測定された引張弾性率が２６００ＭＰａ以下であることを特徴とするセルロース系原料含有樹脂ペレット。

【請求項15】

ＪＩＳ Ｋ７１６１に準拠して測定された伸び率が３％以上であることを特徴とする請求項１４に記載のセルロース系原料含有樹脂ペレット。

【請求項16】

前記伸び率が５０％以上であることを特徴とする請求項１５に記載のセルロース系原料含有樹脂ペレット。

【請求項17】

前記引張弾性率が２０００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１６に記載のセルロース系原料含有樹脂ペレット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セルロース系原料を含有した樹脂シートであって、特に微細紙粉を含有し、成型加工に適したシートに関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、マイクロプラスチックによる世界的海洋汚染が問題となっている。統計では、毎年約８００トンのマイクロプラスチックが海に流出していることが明らかになった。このマイクロプラスチックは、環境中に存在する微小なプラスチック粒子であり、特に海洋環境において極めて大きな問題になっていると指摘されている。

【0003】

また、近年、プラスチックのリサイクルが盛んに行われているが、最近のプラスチックにはいろいろな添加物やコーティング剤等が添加されており、品質がばらばらであることから、年々リサイクルが困難になってきている。

【0004】

例えば、ＰＥＴボトルなどは、地方自治体で分別回収され、積極的にリサイクルが行われているが、ＰＥＴボトルに施されたコーティング剤等がネックとなり、リサイクル材料の品質が安定しない。このため、リサイクル材料の用途が限られ、再利用が進まず、一部の統計ではリサイクル材料の半数以上が焼却されているとの指摘がある。

【0005】

このような廃プラスチックを焼却する場合、焼却時のカロリーが高いため、焼却炉を傷めるおそれがある。また、プラスチックを焼却すると大量のＣＯ_２や有毒ガスが発生し、環境に悪影響を及ぼすため好ましくない。

【0006】

本願発明者等は、上記不都合に鑑み、プラスチックの使用量を減らして環境の改善を行うべく、プラスチックにセルロース系原料である微細紙粉を混合した成形材料を開発した。当該成形材料は、多くの製品においてプラスチックの代替原料として使用され、環境の改善に貢献している（特許文献１、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１−０４５８６６号公報

【特許文献2】特開２０１１−１３１５０８号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載の微細紙粉含有樹脂材料は、射出成形用の材料として優れており、原料を通常のプラスチックから変更するだけでよく、機械設備の変更もほぼ不要であるため、射出成形により成形される製品に多く用いられている。

【0009】

ところで、例えば電子レンジ用のご飯パックのような食品の容器に用いられている容器についても、上記微細紙粉含有樹脂材料を用いたいという要望が数多く発生している。そこで、本願発明者等は、このような容器に対応すべく、微細紙粉含有樹脂をシート状に成形することを試みた。

【0010】

しかしながら、射出成形用の微細紙粉含有樹脂材料で成形されたシートは、容器の形状に変形させる際の真空成型の段階で、成型不良が生じることが明らかとなった。これでは、近年需要が高まっているシート状の容器について、市場の要求に応えることができない。近年では、各企業においてライフサイクルアセスメントを考慮する努力が活発になってきており、このような要請に応えるためにも、微細紙粉含有樹脂材料によるシート状の容器の提供が急務となっている。特に、特許文献２に記載される製造方法より製造されたシートよりも真空成型性に優れるシートが求められている。

【0011】

本発明は、以上の点に鑑み、微細紙粉等のセルロース系原料を含有した樹脂からなるシートであって、特に成型加工に適したシートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様に係るセルロース系原料含有樹脂シートは、セルロース系原料を含有した樹脂製のシートであって、平均粒径が２０〜１００μｍのセルロース系原料を５０〜６０質量部と、メルトフローレートが１〜３の第１ポリオレフィン系樹脂を１８〜３０質量部と、メルトフローレートが６〜１１の第２ポリオレフィン系樹脂を５〜２６質量部と、メルトフローレートが６〜１０のエラストマーを１〜１６質量部とからなる主原料の合計を１００質量部とする割合で含み、第１ポリオレフィン系樹脂および第２ポリオレフィン系樹脂は曲げ弾性率が７００ＭＰａ以上であり、エラストマーは曲げ弾性率が２００ＭＰａ以下であることを特徴とする。なお、本明細書において、「メルトフローレート」は、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１：２０１４に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定されたメルトフローレートを意味する。また、本明細書において、「曲げ弾性率」は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して測定された曲げ弾性率を意味する。

【0013】

本発明のセルロース系原料含有樹脂シートによれば、真空成型を行った際にも良好な成型が可能となった。これにより、従来の成形（射出成形・押出成形）品のみならず、真空成型による容器のようなシート状のセルロース系原料含有樹脂を提供できる。このため、本発明によれば、石油製品等の石化資源のさらなる削減を促進することができる。

【0014】

また、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートによれば、成分全体の質量の過半数がセルロース系原料となるので、容器包装リサイクル法の定めによるリサイクルの対象から外れる。このため、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートによれば、本来の用途を終えた後は、通常の廃棄物としての焼却が可能となる。その際、含有されたセルロース成分により、通常のプラスチックと比較して、燃焼時のカロリーが低くなるので、焼却炉への負担も軽減することができる。

【0015】

以上のように、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートによれば、近年関心の高まりを見せるライフサイクルアセスメントへの対応にも大きな役割を果たすことができる。また、シート状の容器等における合成樹脂の使用量削減により、近年におけるマイクロプラスチックの削減も果たすことができる。

【0016】

また、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートにおいては、前記セルロース系原料を微細紙粉とし、前記微細紙粉を前記主原料の５１〜５６質量部としてもよい。微細紙粉の原料となる紙はいわゆるカーボンフリーの素材であるため、使用後の焼却の際にも環境への負荷が小さい。また、前記微細紙粉を前記主原料の５１以上とすることで、シートにした際に成分全体の質量の過半数とすることが容易となる。また、材料を溶融した際の流動性に鑑みると、微細紙粉は５６質量部以下とすることが好ましい。

【0017】

また、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートにおいては、前記第１ポリオレフィン系樹脂及び前記第２ポリオレフィン系樹脂を共にポリプロピレンとしてもよい。ポリプロピレンは、セルロース系原料、特に微細紙粉と混合する際にこれらの原料を均一に分散させることができるため、シートにした際の品質を安定させることができる。このとき、エラストマーがプロピレンを単量体として含んでなる共重合体であることにより、エラストマーとポリプロピレンとが均一性高く混合することができる。

【0018】

また、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートにおいては、前記主原料１００質量部に対して２〜１０質量部となる割合の添加材を含み、前記添加材が、高級脂肪酸を原料とする分散剤を１．８〜４．０質量部と、外部滑材を０．２〜０．５質量部とを含んでいてもよい。当該構成によれば、良好な成型性を有する微細紙粉含有樹脂シートを提供することができる。ここで、外部滑材とは、粉末、固体、顆粒状の素材を加工する際に、素材と加工機との摩擦を軽減させる目的で使用される添加剤をいう。前記添加材は着色料含有樹脂を０〜６．０質量部をさらに含んでいてもよい。

【0019】

また、本発明のセルロース系原料含有樹脂シートにおいては、少なくとも一方の面にポリオレフィン系樹脂被覆層が設けられていてもよい。当該構成によれば、本発明のシートを食品用容器に用いる際に、ポリオレフィン系樹脂被覆層を食品のある側に配置することができるため、食品用包装容器に好適である。

【0020】

本発明のセルロース系原料含有樹脂シートは、次の（１）から（４）の構成の少なくとも１つをさらに備えていていもよい。
（１）第１ポリオレフィン系樹脂の質量部と前記第２ポリオレフィン系樹脂の質量部は、エラストマーの質量部に対して２倍以上５倍以下である。
（２）厚さが０．８ｍｍ以下である。
（３）幅が１０００ｍｍ以上である。
（４）セルロース系原料含有樹脂製シートの全体に対するセルロース系原料の質量の割合が５０％以上である。

【0021】

本発明の他の一態様に係るセルロース系原料含有樹脂製シートは、セルロース系原料を含有した樹脂製のシートであって、セルロース系原料の質量の割合が４５％以上５５％以下であり、次の（１）から（２）のいずれかの特徴を有する。
（１）シート厚さが０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定された引張破断伸び率の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が１００％以上である。
（２）シート厚さが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定された引張破断伸び率の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が１０％以上である。

【0022】

上記のセルロース系原料含有樹脂製シートは、次の（１）から（３）の構成の少なくとも１つをさらに備えていていもよい。
（１）セルロース系原料が微細紙粉であり、樹脂がポリオレフィン系の材料である。
（２）少なくとも一方の面にポリオレフィン系樹脂被覆層が設けられている。
（３）ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定された引張降伏点強度の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が４ＭＰａ以上である。

【0023】

本発明は、別の一態様において、上記のセルロース系原料含有樹脂製シートを製造するためのセルロース系原料含有樹脂ペレットを提供する。かかるペレットは、密度が１．１５ｇ／ｃｍ^３以上１．２０ｇ／ｃｍ^３以下であり、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１：２０１４に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定されたメルトフローレートが０．７〜１．５であり、ＪＩＳ Ｋ７１６１に準拠して測定された引張弾性率が２６００ＭＰａ以下である。上記のペレットは、ＪＩＳ Ｋ７１６１に準拠して測定された伸び率が、３％以上であることが好ましい場合があり、５０％以上であることがより好ましい場合がある。上記のペレットの引張弾性率は、２０００ＭＰａ以下であることが好ましい場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態のセルロース系原料（微細紙粉）含有樹脂シートの構成を示す断面図。

【図2】（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態の微細紙粉含有樹脂シートを製造するための装置を示す説明図。

【発明を実施するための最良の形態】

【0025】

次に、本発明のセルロース系原料含有樹脂製シートの実施形態の一例として、セルロース系原料に微細紙粉（微細な紙パウダー）を用いた微細紙粉含有樹脂シート１について、図１及び図２を参照して説明する。本実施形態の微細紙粉含有樹脂シート１は、真空成型される食品用の容器等に用いられるシートであって、以下の原料から構成されている。

【0026】

本実施形態の微細紙粉含有樹脂シート（以下「シート」と省略する。）１は、図１に示すように、微細紙粉含有樹脂からなるコア層２と、そのコア層２の表裏を覆うポリプロピレン層（以下「ＰＰ層」と省略する。）３，４とから形成された樹脂製のシート状の部材である。実施形態の一例としては、コア層２の厚さを０．２〜１．３ｍｍ、ＰＰ層３，４の厚さを８μｍ〜５０μｍとすることができる。このＰＰ層３，４は、本発明におけるポリオレフィン系樹脂被覆層に該当する。

【0027】

コア層２は、平均粒径が２０〜１００μｍの微細紙粉を５０〜６０質量部と、メルトフローレートが１〜３の第１ポリオレフィン系樹脂として第１ポリプロピレンを１８〜３０質量部と、メルトフローレートが６〜１１の第２ポリオレフィン系樹脂として第２ポリプロピレンを５〜２６質量部と、メルトフローレートが６〜１０のエラストマーを１〜１６質量部とを含み、前記微細紙粉と、前記第１ポリプロピレンと、前記第２ポリプロピレンと、前記エラストマーの合計が１００質量部となるような割合で混合される。

【0028】

本明細書において、ポリプロピレンとは、プロピレンを単量体として含む重合体からなり、曲げ弾性率が７００ＭＰａ以上である樹脂を意味する。したがって、上記の第１ポリプロピレンおよび第２ポリプロピレンは、曲げ弾性率が７００ＭＰａ以上である。

【0029】

本実施形態では、上記微細紙粉、第１ポリプロピレン、第２ポリプロピレン及びエラストマーを主原料としている。また、本実施形態では、この主原料１００質量部に対して、添加材として、分散剤を１．８〜４．０質量部と、外部滑材を０．２〜０．５質量部と、着色料含有樹脂を０〜６．０質量部を追加することができる。なお、上記質量部は、各原料の混合割合を調節するために用いられているため、実際には上記質量部の割合と同じ割合の配合で、大量の原料を配合して大量のシート１を製造することが可能である。

【0030】

本実施形態では、セルロース系原料として、紙を細かく粉砕した微細紙粉を用いている。原料となる紙は、例えば製紙工場において発生する破紙や損紙を用いることができる。紙の種類としては、バージンパルプを含むバージン紙の他、古紙、排紙等、様々な種類の紙を用いることができる。また、セルロース系原料としては、木材を原料とするパルプ、コウゾ又はミツマタ等の非木材を原料とするパルプの他、広くセルロースを含む原料を選択することができる。

【0031】

本実施形態では、微細紙粉の粒径を２０〜１００μｍとしているが、２０μｍ未満のものは、原料となるパルプや古紙を２０μｍ未満の粒径に加工するために複数の工程を必要とするので、紙粉の生産コストが高くなる。その結果、組成物や組成物を使用した成形品の生産コストが上昇することになるため好ましくない。また、粒径が１００μｍを超えるものは、紙粉が合成樹脂の中で分散不良を起こし、紙粉が合成樹脂中に嵩高な継粉を形成する場合があり、嵩高な継粉によって組成物の流動性が著しく低下してしまうことがある。

【0032】

また、本実施形態では、主原料の質量部を１００としたときの微細紙粉の質量部を５０〜６０質量部としている。このような質量の割合とすることにより、コア層２とＰＰ層３，４とを合わせたシート１において、微細紙粉の質量の割合を５０％以上とすることができる。これにより、シート１は、成分全体の質量の過半数がセルロース系原料となるので、容器包装リサイクル法の定めによるリサイクルの対象から外れることとなり、使用後の処理が容易なものとなる。

【0033】

なお、技術的には、微細紙粉の質量部を５０質量部未満とすることは容易である。一方、微細紙粉が６０質量部を超えると、材料を溶融した際の流動性が低下するため、シート１を形成することが困難となる。なお、本願発明者等が種々実験を行った結果、微細紙粉の質量の割合を５０％以上とするために、微細紙粉の質量部を５１以上とすることが好ましい。また、材料を溶融した際の流動性に鑑みると、微細紙粉を５６質量部以下とすることが好ましい。

【0034】

本実施形態では、合成樹脂として、メルトフローレートが異なる第１ポリプロピレンと第２ポリプロピレンを用いている。第１ポリプロピレンは、メルトフローレートが１〜３である。第２ポリプロピレンは、メルトフローレートが６〜１１である。このように、本実施形態では、流動性の低い第１ポリプロピレンと、比較的流動性の高い第２ポリプロピレンを混合させて用いている。

【0035】

流動性の低い第１ポリプロピレンは、シート１となった際に真空成型等の加工時の延びをよくするために用いられる。一方で、第１ポリプロピレンの比率が高くなりすぎると、シート１を製造する際の溶融原料の流動性が低くなり、幅の広いシート１の製造が困難となる。

【0036】

流動性の低い第２ポリプロピレンは、第１ポリプロピレンと混合させることにより、シート１を製造する際の溶融原料の流動性を良好なものにするために用いられる。一方で、この第２ポリプロピレンの比率が高くなりすぎると、シート１となった際の真空成型等の加工時の延びが低下して加工性が悪くなる傾向にある。

【0037】

本実施形態においては、第１ポリプロピレンと第２ポリプロピレンとの混合割合を調節することで、製造効率がよく、加工性の高いシート１の製造を可能としている。第１ポリプロピレンと第２ポリプロピレンとの混合割合は、上記質量部の範囲において、セルロース系原料の混合割合との関係で調整を行う。

【0038】

本実施形態では、第１ポリプロピレンのメルトフローレートを１〜３としており、質量部を１８〜３０質量部としている。第１ポリプロピレンのメルトフローレートを１未満とすると、原料を溶融した際の流動性が確保できないおそれがある。逆に、第１ポリプロピレンのメルトフローレートが３を超えると、第２ポリプロピレンとの差が小さくなり、シート１とした際の加工時の延びが不十分となるおそれがある。

【0039】

本実施形態では、主原料の質量部を１００としたときの第１ポリプロピレンの質量部を１８〜３０としているが、１８質量部未満の場合はシート１とした際の加工時の延びが不十分となるおそれがあり、３０質量部を超えるものは原料を溶融した際の流動性が確保できないおそれがある。

【0040】

また、本実施形態では、第２ポリプロピレンのメルトフローレートを６〜１１としており、質量部を５〜２６としている。第２ポリプロピレンのメルトフローレートが６未満では、原料の溶融時の流動性が不良となるおそれがある。一方で、第２ポリプロピレンのメルトフローレートが１１を超えると、シート１とした際の加工時の延びが不十分となるおそれがある。

【0041】

本実施形態では、主原料の質量部を１００としたときの第２ポリプロピレンの質量部を５〜２６としているが、５質量部未満の場合は原料を溶融した際の流動性が確保できないおそれがあり、２６質量部を超える場合はシート１とした際の加工時の延びが不十分となるおそれがある。

【0042】

本実施形態においては、上記材料にメルトフローレートが６〜１０のエラストマーを１〜１６質量部加えている。エラストマーは、ゴム状の弾性を示す高分子の総称であり、一般にエラストマーと呼ばれている物質から、可塑性エラストマーであるいわゆる「ゴム」も含まれる。このエラストマーとしては、スチレン系、塩化ビニル系、オレフィン系、ウレタン系、又はスチレン系エラストマー等の可塑性エラストマーを用いることができる。

【0043】

本実施形態に係るエラストマーは、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以下であることが好ましい。本実施形態に係るシートは、曲げ弾性率が７００ＭＰａ以上であるポリプロピレン樹脂と、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以下であるエラストマーとを含むことにより、相当量のセルロース系原料が含まれていながら、真空成型されたときにシート１の厚さにばらつきが生じにくくなる。ここで、本実施形態に係るエラストマーは、プロピレンを単量体として含んでなる共重合体である。

【0044】

このため、本実施形態によれば、真空成型性に優れるシート１が得られる。このシート１の優れた真空成型性をより安定的に確保する観点から、第１ポリプロピレンおよび第２ポリプロピレンの曲げ弾性率は１０００ＭＰａ以上であることが好ましい場合があり、エラストマーの曲げ弾性率は１００ＭＰａ以下であることが好ましい場合がある。エラストマーの曲げ弾性率は７０ＭＰａ未満であることがより好ましい場合がある。

【0045】

本実施形態において、エラストマーのメルトフローレートを６〜１０にしているのは、エラストマーのメルトフローレートが６未満の場合、原料の溶融時の流動性が不良となるおそれがあり、メルトフローレートが１０を超えると、シート１とした際の加工時の延びが不十分となるおそれがあるためである。

【0046】

また、主原料の質量部を１００としたときのエラストマーの質量部が１を下回ると、シート１とした際の加工時の延びが不十分となるおそれがある。エラストマーの質量部が１６質量部を超えると、シート１とした際の強度が不足するおそれがある。

【0047】

本実施形態に係るセルロース系原料含有樹脂シートにおいて、第１ポリプロピレンの質量部と第２プロピレンの質量部の総和は、エラストマーの質量部に対して２倍以上５倍以下であることが好ましい。第１ポリプロピレンの質量部と第２プロピレンの質量部の総和のエラストマーの質量部に対しする比率（比率１）が５以下であることにより、シート１の真空成型性をより安定的に高めることができる。比率１が２以上であることにより、セルロース系原料含有樹脂シートの強度をより安定的に高めることができる。

【0048】

その他、本実施形態では、主原料に対する添加剤として、微細紙粉を樹脂中に分散させる分散剤と、後述するＴダイ１７の導出口におけるいわゆる目ヤニを防止するための外部滑材と、シート１の色合いを調節する着色料含有樹脂を加えている。この着色料含有樹脂は、例えば白色であれば酸化チタン（ＴｉＯ_２）、黒色であればカーボンブラック等を含有するポリエチレン樹脂等が用いられる。色彩はこれらの白や黒には限定されず、種々の色を用いることができる。

【0049】

分散剤として高級脂肪酸を原料とする材料が例示され、その具体例として、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸などの高級脂肪酸、その有機塩（アミドなど）や金属塩（カルシウム塩、マグネシウム塩など）が挙げられる。本実施形態では、ポリプロピレンに加えてエラストマーを含有させることにより、相当量のセルロース系原料が含まれていながら、真空成型されたときにシート１の厚さにばらつきが生じにくくなる。このため、シート１は、分散剤の種類やその含有量に強く依存することなく、真空成型性に優れる。

【0050】

ＰＰ層３，４は、原料に食品容器用のグレードを有するバージンポリプロピレンを用いている。このＰＰ層３，４に用いられる材料は、一般的に広く用いられているポリプロピレンを含む樹脂材料（ポリプロピレン樹脂）を使用することができ、シート成形用に用いられるものであれば、特にメルトフローレート等は限定されない。

【0051】

本実施形態では、上記の各原料を、図示しないペレット製造装置に投入して加熱混練し、原料ペレット５としている。製造された原料ペレット５は、図２に示すシート製造装置１０に投入され、最終的にシート１となる。図２は、本実施形態のシート１を製造するシート製造装置１０を示す概略図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその側面図を示す。

【0052】

シート製造装置１０は、図２に示すように、原料ペレット５が投入されるメインホッパ１１と、メインホッパ１１から原料ペレット５を導入して押出機１４に送り出すための導入部１３と、原料ペレット５を加熱しながら搬送する押出機１４と、押出機１４内に設けられたスクリュー（図示省略）を駆動するための駆動部１２を備えている。

【0053】

また、押出機１４の前方には、原料ペレット５が溶融された溶融原料を下流側に送り出すギヤポンプ１５と、後述するポリプロピレン樹脂と溶融原料とを合流させるフィードブロック１６と、フィードブロック１６から導出される溶融樹脂を幅方向に広げて押し出すＴダイ１７が設けられている。

【0054】

押出機１４には、原料ペレット５を加熱搬送する際に生じるガスを押出機１４の内部から排出するための排気口１４ａが設けられている。この排気口１４ａの位置と数は、押出機１４の処理能力に応じて適宜変更することができる。

【0055】

Ｔダイ１７の前方には、Ｔダイ１７から押し出されたシート１の厚さ調節等を行うポリッシングロール機１８が設けられている。ポリッシングロール機１８の前方には、シート１の厚さを測定する厚さ測定器、或いはシート１の切断を行うカッター、及びシート１を巻き取る巻き取り機等が設けられている（いずれも図示省略）。

【0056】

図２（Ａ）に示すように、押出機１４の両側には、原料となるポリプロピレン樹脂２１を溶融してフィードブロック１６内に押し出すＰＰフィーダ２２，２３が設けられている。このＰＰフィーダ２２，２３によってフィードブロック１６内に供給されたポリプロピレン樹脂は、Ｔダイ１７から押し出された際にＰＰ層３，４としてコア層２の表裏両面を覆うようになっている。

【0057】

なお、図２（Ｂ）においては、ＰＰフィーダ２２，２３を見やすく図示するために、押出機１４の上下に配置した図となっているが、実際にはＰＰフィーダ２２，２３は押出機１４とほぼ同じ高さに設置されている。このようなシート製造装置１０を用いることにより、本実施形態によれば、幅が１０００ｍｍ以上のコア層２を備えるシート１を製造することが可能である。上記の製造方法によれば、シート１の厚さは、０．３ｍｍから１．３ｍｍの範囲で製造することが可能であり、０．３ｍｍから０．８ｍｍの範囲で安定的に製造することが可能である。

【0058】

（実施例１）
次に、本発明の実施例１について説明する。実施例１のシート１のコア層２は、表１に示すように、微細紙粉（商品名ＧＳＰ：環境経営総合研究所）が５３質量部と、メルトフローレート（表では「ＭＦＲ」）が１．１（２３０℃，２．１６Ｋｇ，ｇ／１０ｍｉｎ：以下同じ）であり、曲げ弾性率が１６０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１５６９ＭＰａ）である第１ポリプロピレン（商品名ＨＪ３４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が２８質量部と、メルトフローレートが７．４であり、曲げ弾性率が１２０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１１７６ＭＰａ）である第２ポリプロピレン（商品名Ｍ１４００：ＬＧ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）が５質量部と、メルトフローレートが８であり、曲げ弾性率が２０ＭＰａであるエラストマー（商品名ＶＳ３４０１：ダウケミカル）が１４質量部の割合で混合された主原料によって形成される。

【0059】

さらに、実施例１のシート１のコア層２には、分散剤であるステアリン酸カルシウム（商品名Ｃａ−Ｓｔ：日東化成工業）を３質量部、外部滑材である樹脂改質剤（商品名Ｌ−１０００：三菱ケミカル）を０．２質量部、着色料含有樹脂である酸化チタン含有ポリエチレン樹脂（商品名ＧＷ２０７０：大日精化工業）を３質量部、これらを追加で混合している。なお、実施例１のシート１はコア層２の厚さが０．３ｍｍから１．３ｍｍであって、コア層２の両側に厚さ１０μｍから５０μｍのＰＰ層３，４が設けられている。

【0060】

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２のシート（図示省略）は、表１に示すように、実施例１と異なるところは、第２ポリプロピレン（商品名Ｊ６４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が実施例１と異なる製品で、そのメルトフローレートが１０．６であり、曲げ弾性率が１３０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１２７４ＭＰａ）となっている点である。また、着色料含有樹脂は、カーボンブラック含有ポリエチレン樹脂（商品名ＰＥ−Ｍ ＳＳＣ ９００８６（ＫＥ）−Ｆ ＢＬＡＣＫ：大日精化工業）を２質量部としている。その他の成分は、実施例１と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0061】

（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。実施例３のシート（図示省略）は、表１に示すように、実施例１と異なるところは、第１ポリプロピレン（商品名ＨＪ３４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）の質量部が２０となっており、第２ポリプロピレン（商品名Ｊ６４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が実施例１と異なる製品で、質量部が２５となっている点である。

【0062】

また、実施例１とは異なり、メルトフローレートが８であり曲げ弾性率が６２．４ＭＰａであるエラストマー（商品名ＶＭ３０００：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ）が２質量部用いられている。その他、着色料含有樹脂である酸化チタン含有ポリエチレン樹脂（商品名ＧＷ２０７０：大日精化工業）の質量部が６となっている点が実施例１と異なっている。その他の成分は、実施例１と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0063】

（比較例１）
次に、比較例１について説明する。比較例１では、微細紙粉（商品名ＧＳＰ：環境経営総合研究所）が５１質量部と、メルトフローレートが１０．６である第２ポリプロピレン（商品名Ｊ６４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が３９量部と、メルトフローレートが８であり、曲げ弾性率が６２．４ＭＰａであるエラストマー（商品名ＶＭ３０００：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ）が１０質量部の割合で混合された主原料によって形成される。

【0064】

さらに、比較例１のシート１のコア層２には、分散剤であるステアリン酸カルシウム（商品名Ｃａ−Ｓｔ：日東化成工業）を２質量部、外部滑材である樹脂改質剤（商品名Ｌ−１０００：三菱ケミカル）を０．５質量部、着色料含有樹脂である酸化チタン含有ポリエチレン樹脂（商品名ＧＷ２０７０：大日精化工業）を７質量部、酸化防止剤（商品名アデカスタブＡＯ−６０：ＡＤＥＫＡ）を０．２質量部、これらを追加で混合している。なお、比較例１のシート１は、実施例１のようなＰＰ層３，４を有しない。

【0065】

（比較例２）
次に、本発明の比較例２について説明する。比較例２では、微細紙粉（商品名ＧＳＰ：環境経営総合研究所）が５５質量部と、メルトフローレートが０．６であり、曲げ弾性率が１６０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１５６９ＭＰａ）である第１ポリプロピレン（商品名ＨＢ２４０Ｔ：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が３０質量部と、メルトフローレートが１０．４であり、曲げ弾性率が１３０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１２７４ＭＰａ）である第２ポリプロピレン（Ｊ６４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が１２質量部と、メルトフローレートが８であり、曲げ弾性率が６２．４ＭＰａであるエラストマー（商品名ＶＭ３０００：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ）が３質量部の割合で混合された主原料によって形成される。

【0066】

さらに、比較例２のシートのコア層２には、分散剤であるステアリン酸カルシウム（商品名Ｃａ−Ｓｔ：日東化成工業）を３質量部、外部滑材である樹脂改質剤（商品名Ｌ−１０００：三菱ケミカル）を０．５質量部、着色料含有樹脂である酸化チタン含有ポリエチレン樹脂（商品名ＧＷ２０７０：大日精化工業）を３質量部、酸化防止剤（商品名アデカスタブＡＯ−６０：ＡＤＥＫＡ）を０．２質量部、これらを追加で混合している。

【0067】

（比較例３）
次に、本発明の比較例３について説明する。比較例３では、微細紙粉（商品名ＧＳＰ：環境経営総合研究所）が５３質量部と、メルトフローレートが０．５である第１ポリプロピレン（商品名ＨＢ２４０ＴＣ：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が２２質量部と、メルトフローレートが７．４である第２ポリプロピレン（Ｍ１４００：ＬＧ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）が５質量部と、メルトフローレートが８であるエラストマー（商品名ＶＭ３０００：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ）が１０質量部と、メルトフローレートが１．２（１９０℃）であるエラストマー（商品名ＥＰ９１８２：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ）が１０質量部の割合で混合された主原料によって形成される。

【0068】

さらに、比較例３のシートのコア層２には、分散剤であるステアリン酸カルシウム（商品名Ｃａ−Ｓｔ：日東化成工業）を３質量部、外部滑材である樹脂改質剤（商品名Ｌ−１０００：三菱ケミカル）を０．２質量部、これらを追加で混合している。なお、比較例３においては、着色料含有樹脂は混合していない。

【0069】

【表1】

【0070】

以上の実施例１〜３、及び比較例１〜３について、シートの状態、所定の形状で真空成型を行った状態、及び強度を評価した（表２）。実施例１のシート１は、シートの状態としても割れやムラ等がなく、幅も１，０５０ｍｍの幅まで安定してシートとすることができた。また、成型品とした際にも、割れ等が発生せず、非常に良好な結果を得ることができた。実施例３においては、真空成型時にシート側面にブリッジが発生し、量産における歩留まりが多少悪くなる傾向があるが、容器としての品質は良好であった。

【0071】

一方で、比較例１のシートは、コア層２に部分的にピンホール（破れ）が生成する不良が発生した。

【0072】

比較例２のシートは、シート化した状態は概ね良好であったが、成型品とした際に、一部に板厚の薄い部分が発生する等、強度が不足する不良品が発生し、製品として不適格となった。これは、シートの弾性不足が原因と思われる。

【0073】

比較例３のシートは、シート化した状態は良好であったが、成型品とした際に、気温マイナス２０℃での落下衝撃テストで不合格品が発生し、製品として不適格となった。これは、シートの低温時における弾性不足が原因と思われる。

【0074】

【表2】

【0075】

このように、本実施形態の実施例１〜３では、良好なシート部材を得ることができると共に、成型加工を行った場合でも良好な加工結果を得ることができ、強度も十分であった。一方で、比較例１〜３では、一部シートについて品質が安定しないものがあり、成型品として不適合となり、強度が不足する成型品が発生した。

【0076】

このように、本実施形態の実施例１〜３では、従来の材料では困難であった良好なシート部材及び成型品を量産レベルで実現することができた。これにより、シート状の成型品の原料としてセルロース系原料含有樹脂シートを用いることができるようになったので、石油製品等の石化資源のさらなる削減を促進することができる。さらに、本発明によれば、成型品の焼却時の環境負荷の低減、マイクロプラスチックの削減等、環境に配慮した製品を供給することができる。

【0077】

（実施例４）
本発明の条件を満たす樹脂製のシート１を製造するためのセルロース系原料含有樹脂ペレットを用意した。試験番号２−１から試験番号２−６に係るペレットは、微細な紙パウダー（環境経営総合研究所）が５５質量部と、メルトフローレートが１．１（２３０℃，２．１６Ｋｇ，ｇ／１０ｍｉｎ：以下同じ）であり、曲げ弾性率が１６０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１５６９ＭＰａ）である第１ポリプロピレン（商品名ＨＪ３４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が２６質量部と、メルトフローレートが１０．６であり、曲げ弾性率が１３０００ｋｇｆ／ｃｍ^２（１２７４ＭＰａ）である第２ポリプロピレン（商品名Ｊ６４０：Ｈｙｕｓｕｎｇ）が８質量部と、メルトフローレートが８であり、曲げ弾性率が６２．４ＭＰａであるエラストマー（商品名ＶＭ３０００：ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌｅ）が１１質量部との割合で混合された主原料によって形成される。

【0078】

また、分散剤であるステアリン酸カルシウム（商品名Ｃａ−Ｓｔ：日東化成工業）を３．１質量部、外部滑材である樹脂改質剤（商品名Ｌ−１０００：三菱ケミカル）を０．１質量部、着色料含有樹脂である酸化チタン含有ポリエチレン樹脂（商品名ＰＥＦ１００４ＷＨＴ：Ｐ＆Ｐ）を３質量部、これらを追加で混合している。試験番号２−７および試験番号２−８に係るペレットは、実施例３において用いたペレットと同じである。

【0079】

これらのペレットを用いてなるコア層２と、コア層２の両面に設けられるＰＰ層３，４とからなる樹脂製シート１（試験番号２−１から試験番号２−８）を押出成形にて製造した。ペレットの密度等の物性を表３に示し、シート１の物性を表４に示す。ペレットの物性は、ＡＳＴＭ ６３８−１に準拠するダンベル状の試験片を作成して測定した。シート１は、コア層２の両側に厚さ２０μｍから８０μｍの範囲のＰＰ層３，４を備えていた。シート１における微細紙粉の質量の割合は５１％であった。

【0080】

なお、表３において、ＭＦＲ（メルトフローレート）は、前述のとおり、ＪＩＳ Ｋ７２１０−１：２０１４（ＩＳＯ １１３３−１：２０１１）に準拠して、シリンダ内温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定されたメルトフローレートである。また、ペレットに関する、引張強度（単位：ＭＰａ）、引張弾性率（単位：ＭＰａ）および伸び率（単位：％）は、いずれもＪＩＳ Ｋ７１６１（ＩＳＯ ５２７−１：２０１２）に準拠して測定された値を意味する。

【0081】

表４において、シート１に関する、引張降伏点強度（単位：ＭＰａ）、引張破断強度（単位：ＭＰａ）および引張破断伸び率（単位：％）は、いずれもＪＩＳ Ｋ６２５１（ＩＳＯ ３７：２０１１）に準拠して測定された値である。表４には、各物性について、樹脂流れ方向（ＭＤ、押出成形の方向）の測定結果、ＭＤに垂直であってシート１の幅方向（ＴＤ、垂直方向）およびＭＤとＴＤとの平均値を示した。

【0082】

【表3】

【0083】

比較のため、表３には、特許文献２に開示される技術により製造されたペレットの物性を示した。特許文献２に係るペレットは、ＭＦＲ（メルトフローレート）が０．６以下であるため、シートの加工性および真空成型性のいずれにおいても本発明に係るペレット（試験番号２−１から試験番号２−８のペレット）よりも劣り、特に０．８ｍｍ以下の薄肉シートを製造することは不可能である。また、特許文献２に係るペレットは引張弾性率が高いため、真空成型における絞り加工の自由度が低い。本発明に係るペレットは、メルトフローレートが０．７〜１．５であり、引張弾性率が２６００ＭＰａ以下であるため、薄肉シートを製造しやすく、しかも、真空成型性に優れ、絞り加工が容易である。また、本発明に係るペレットは、伸び率が３％以上であるため、真空成型の際に破断が生じにくい。

【0084】

【表4】

【0085】

試験番号２−７および試験番号２−８のシート１を製造するために用いたペレットは、実施例３のシート１を製造するために用いたペレットと同じ材料であった。また、シート１におけるセルロース系原料（微細紙粉）の質量の割合が４５％以上５５％以下であった。

【0086】

試験番号２−１から試験番号２−６に係るシート１は、厚さ０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であって、引張破断伸び率の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が１００％以上である。また、引張降伏点強度の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が４ＭＰａ以上である。かかるシート１は真空成型性に優れる。

【0087】

試験番号２−６から試験番号２−８に係るシート１は、厚さ０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であって、引張破断伸び率の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が１０％以上である。また、引張降伏点強度の樹脂流れ方向と垂直方向との平均値が４ＭＰａ以上である。かかるシート１は真空成型性に優れる。

【0088】

なお、上記実施形態においては、比較例１以外ではコア層２の両面にＰＰ層３，４を設けているが、これに限らず、必要に応じて一方のＰＰ層３又はＰＰ層４のみとしてもよく、食品等に使用しないのであれば、コア層２のみで包装用容器等を形成してもよい。

【0089】

また、上記実施形態では、第１ポリオレフィン系樹脂及び第２ポリオレフィン系樹脂を共にポリプロピレンとしたが、ポリエチレン等の他のポリオレフィン系樹脂を用いてもよい。同様に、ポリオレフィン系樹脂被覆層として、ポリプロピレン樹脂を用いているが、これに限らず、ポリエチレン樹脂等の他のポリオレフィン系樹脂を用いてもよい。

【符号の説明】

【0090】

１…微細紙粉含有樹脂シート（セルロース系原料含有樹脂シート）
２…コア層
３，４…ＰＰ層（ポリオレフィン系被覆層）
５…原料ペレット
１０…シート製造装置
１１…メインホッパ
１２…駆動部
１３…導入部
１４…押出機
１４ａ…排気口
１５…ギヤポンプ
１６…フィードブロック
１７…Ｔダイ
１８…ポリッシングロール機
２１…ポリプロピレン樹脂
２２，２３…ＰＰフィーダ

【図1】

【図2】