(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙その他の紙類を利用した緩衝材等再生成形物において、
接着剤その他のバインダーを用いないで、解繊処理した紙類と粉砕処理した熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を原料〔以下、原料粉末。〕として、金型投入し、圧縮、加熱することにより複合化して得られ、粉末成形性を増補し、かつ、発泡体の性質を除去した剛性材又は準剛性材として供される紙類−ポリウレタン複合再生成形物であって、
紙類を乾式で解繊処理することにより、その粒径又は片状長さを１mm以下に切り刻んで得られる綿状物５０〜７５重量％と、熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を粉砕処理して得られ、その粒径が 0.3〜0.5 mm範囲で断片形状が不定形な突起要素を有する微細粉末５０〜２５重量％とを混合してなる原料粉末を、金型内で圧密一体化し、かつ、加熱雰囲気中で保持し、板厚５〜15mmの成形ボード、又は板厚15mm以上の成形ブロックとする最終形状に賦型化してなることを特徴とする紙類−ポリウレタン複合再生成形物。
【請求項２】
古紙その他の紙類を利用した緩衝材等再生成形物の製造方法において、
接着剤その他のバインダーを用いないで、解繊処理した紙類と粉砕処理した熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を原料〔以下、原料粉末。〕として、金型投入し、圧縮、加熱することにより複合化して得られ、粉末成形性を増補し、かつ、発泡体の性質を除去した剛性材又は準剛性材を得るようにした紙類−ポリウレタン複合再生成形物の製造方法であって、
紙類を乾式で解繊処理することにより、その粒径又は片状長さを１mm以下に切り刻んで得られる綿状物５０〜７５重量％と、熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を粉砕処理して得られ、その粒径が 0.3〜0.5 mm範囲で断片形状が不定形な突起要素を有する微細粉末５０〜２５重量％とを混合してなる原料粉末を調製し、金型投入後、所定圧下量に至るまで加圧して圧密一体化し、かつ、 100〜150 ℃の加熱雰囲気中で所定時間保持することにより、板厚５〜15mmの成形ボード、又は板厚15mm以上の成形ブロックとする最終形状に賦型化することを特徴とする紙類−ポリウレタン複合再生成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、古紙その他の紙類を利用した緩衝材等再生成形物に係り、詳しくは、乾式で解繊処理した紙類と、該解繊処理に用いた粗粉砕装置及び解繊処理装置により粉砕処理した熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を原料とし、接着剤その他のバインダーを用いないで圧縮、加熱することにより得られる紙類−ポリウレタン複合再生成形物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、古紙を利用した緩衝材等の再生物（概して成形体）については幾つかの提案があった。例えば、特開昭５２−１３０７８８号及び特開平０６−１７９４６９号を参照。
【０００３】
本出願人は、先に、古紙を解繊した綿状物に水分を供給して海綿状物とし、成形後乾燥させて得られる緩衝能力に優れた緩衝材等再生物の製造方法について提案してきた。〔特許第３１６８４７８号；以下、特許発明Ａ。〕
【０００４】
ここでは、主に乾燥した古紙を用い、成形工程で保形性を増補するために少量のデンプン糊（糊材すなわちサイズ材）を添加し賦型化する。したがって、原料成分としての接着剤その他のバインダーは使用しない。
【０００５】
一方、ポリウレタンフォーム廃材の再生処理方法は、粉砕処理したチップフォームに接着剤その他のバインダーを塗布又は混合し、加熱、賦型化することがよくおこなわれてきた。しかしながら、接着剤その他のバインダーや蒸気加熱を要するため、環境保全上の問題が指摘されてきた。
【０００６】
こうしたなかで、上記従来法における接着剤その他のバインダーを不要として、粉砕処理後、板厚制御下で加熱、圧縮、成形し、発泡体の性質を残した再生ポリウレタン成形シートを得るポリウレタフォームの再生方法の提案があった。〔特許第２９９３２５０号；以下、先願特許発明イ。〕
【０００７】
ここでは、再生処理における粒径範囲、加熱処理における予熱範囲、加熱圧縮成形における温度範囲及び圧縮範囲（密度指標）を制限条件としている。このことは、発泡体としての性質を残すことに有意性を見ており、加熱圧縮成形における温度範囲及び圧縮範囲（密度指標）を重要視しているものと推認される。
【０００８】
したがって、粉砕処理における粒径範囲は、常法のチップフォームと同様の粗粉砕のレベルにとどまり、ことさら有意な条件となっていない。具体的には、粒径１mmで密度0.75g/ccに成形した再生物は、発泡体の性質を残しても所望の物性効果が得られず、最適粒径５mmで密度0.85g/ccより大に成形した再生物は、発泡体の性質が失われるとしていずれも排除している。
【０００９】
ところで、本発明者らは、古紙等の繊維含有材料の再生利用に関し、該繊維含有材料の粗粉砕から解繊までを効率的におこなう解繊装置（粗粉砕装置を含む）を提案してきた。〔特許第３０５１９８１号；以下、特許発明Ｂ。〕
【００１０】
この開発技術によれば、繊維含有材料を粒径（片状のものであれば長さ）１mm以下に切り刻んで（粉砕して）解繊処理し綿状物となし得る。
【００１１】
そこで、本発明者らは特許発明Ｂをポリウレタンフォーム廃材の粉砕処理に用い上記同様の粉砕処理を試みた結果、粉砕をより微細化してゆくと、トゲ状突起を有する微細粉末状になることを確認した。この粉砕処理では、従来的なチップフォームの粒径より１桁低いオーダーの粒径にほぼ均一に粉砕可能であり、樹脂粉末の圧縮成形技術を適用できる。
【００１２】
こうしたなかで、ポリウレタンフォーム廃材を再生処理する場合に、発泡体の性質を除去した硬質の成形体（樹脂再生物）を得て、接着剤その他のバインダーを用いないで建材、剛性ボード、代替枠材その他の剛性材に転換しようとする着想を有するに至ったのである。そうすれば、ポリウレタンフォーム廃材の再生原料として利用価値が高まる。
【００１３】
この材料開発に関し、本出願人は、先に再生ポリウレタン成形体に関する提案をおこなってきた。〔特願２００１−３５６０００；以下、先願発明Ｃ。〕
【００１４】
先願発明Ｃでは、ポリウレタンフォーム廃材の粉砕処理における粒径の微細化（トゲ状突起を有する微細粉末化）が、出発原料（再生原料）として重要な構成要素となっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、材料開発の方向は上記した再生ポリウレタン成形体に留まるものではない。これまでに、本発明者らが獲得してきた古紙等の繊維含有材料の再生利用技術（先述の特許発明Ａ、Ｂ及び先願発明Ｃを含む。）をもってすれば、紙類とポリウレタンフォーム廃材との複合化が可能であり、新たな複合再生成形物の開発が期待される。ここでは、ポリウレタンの微細粉末化により、先願発明Ｃの場合と同様に、得ようとする複合再生成形物において発泡体の性質を温存することは目的とされない。より詳しくは、発泡体の性質を除去して再生利用する。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、乾式で解繊処理した紙類と、前記解繊処理に用いた粗粉砕装置及び解繊処理装置により粉砕処理した熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を原料とし、接着剤その他のバインダーを用いないで圧縮、加熱することにより得られる紙類−ポリウレタン複合再生成形物及びその製造方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために本発明は、古紙その他の紙類を利用した緩衝材等再生成形物において、接着剤その他のバインダーを用いないで紙類とポリウレタンを圧縮、加熱することにより得られる紙類−ポリウレタン複合再生成形物であって、紙類を乾式で解繊処理して得られる綿状物と熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を粉砕処理して得られる断片形状が不定形な突起要素を有する微細粉末を原料として圧密一体化し、かつ、最終形状に賦型化してなることを特徴とするものである。
【００１８】
また、その製造方法であって、紙類を乾式で解繊処理して得られる綿状物と、熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を粉砕処理して得られるトゲ状突起を有する微細粉末を混合し、所定圧下量に至るまで加圧して圧密一体化し、加熱雰囲気中で所定時間保持することにより最終形状に賦型化することを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、上記構成の複合再生成形物において、紙類の綿状物が５０〜７５重量％、熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材の微細粉末が５０〜２５重量％である。熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材の粉砕は、粒径10mm以下に粗粉砕した後、さらに繊維含有材料の解繊装置に投入して粒径 0.3〜0.5 mmのトゲ状突起を有する微細粉末とする。また、圧密一体化がみかけ比重 0.6〜1.2 を指標とする。加熱温度は 100〜150 ℃である。
【００２０】
そして、紙類（綿状物）とポリウレタン（微細粉末）を混合し、所定圧下量に至るまで加圧して圧密一体化し、加熱雰囲気中で所定時間保持することにより最終形状に賦型化する。
【００２１】
ここで、圧密一体化はみかけ比重 0.6〜1.2 を指標とするものであり、加熱温度は 100〜150 ℃である。
【００２２】
得られた複合再生成形物は、以下の性質を有する。
（１）熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材の微細粉末の粒径が 0.3〜0.5 mm範囲である。
（２）複合再生成形物の結合状態が融着および／または圧密により一体化している。
（３）複合再生成形物のみかけ比重が 0.6〜1.0 範囲である。
（４）複合再生成形物の硬度指標がゴム硬度計による80以上 100未満である。
（５）複合再生成形物が接着剤その他のバインダーを含有しない。
（６）複合再生成形物における複合組織が無方向性であって、紙類の繊維要素とポリウレタンのトゲ状突起要素が絡み合って結合しているものである。
【００２３】
好適には、板厚５〜15mmの成形ボード、又は板厚15mm以上の成形ブロックとして再生される。
【００２４】
【実施例】
本発明の一実施例について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２５】
図１は、粉砕前のポリウレタンフォーム廃材の組織形状（結合状態）を示す模式図である。
【００２６】
図２は、粗粉砕後のポリウレタンフォーム廃材の断片形状（粒径）を示す模式図である。
【００２７】
図３は、トゲ状突起を有する微細粉末に粉砕したポリウレタンフォーム廃材の断片形状（粒径）を示す模式図である。
【００２８】
本発明の紙類−ポリウレタン複合再生成形物（以下、複合再生成形物。）は、紙類を乾式で解繊処理して得られる綿状物と熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材を粉砕処理して得られるトゲ状突起を有する微細粉末を原料として圧密一体化し、かつ、最終形状に賦型化してなるものである。ここで、接着剤その他のバインダーは用いない。
【００２９】
図示するように、ポリウレタンフォーム廃材を粒径10mm以下に粗粉砕した後、さらに繊維含有材料の解繊装置に投入して粒径 0.3〜0.5 mmのトゲ状突起を有する微細粉末とした再生原料を得るのであるが、本実施例では、解繊装置の多孔スクリーン（図示省略）のメッシュを0.5mm( 0.5パス) としたトゲ状突起を有する微細粉末を再生原料として供試した。
【００３０】
後述の表１に示す複合再生成形物Ａについて具体的な製造方法を述べる。なお、数値については、実験的規模にとどまっているが、本発明の要旨に影響するものではないことを断っておく。
【００３１】
長さ160 ×幅40×深さ250[mm] の成形金型内に常温で再生原料1800ml（重量65g)を充填し、上部から加圧重量５ｔを指標として漸次圧下することにより、脱気しながら圧縮していく。〔一次圧縮〕この間に金型を 100〜150 ℃（より好ましくは110〜130℃）に加熱する。脱気と加熱が進行すると、材料の内圧が変動し、加圧重量３ｔの指標が得られなくなるが、成形体の板厚が７mm前後となるところまでジャッキアップにより加圧調整しながら圧縮する。〔二次圧縮〕所定の圧下量に達した後、３〜５分加熱保持する。その後、加熱を停止し、放置冷却する。こうして得られた複合再生成形物Ａは、みかけ比重0.859 、ゴム硬度計による硬度97.2であった。複合再生成形物Ｂ〜Ｅも同様の手法で製作したものである。これらを表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003663512.tif 000002
【００３３】
上記同様の手法で加圧重量３ｔを指標として製作した複合再生成形物ａ〜ｃを得た結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
0003663512.tif 000003
【００３５】
表１及び表２を含む叙上の説明から理解されるように、本発明により得られる複合再生成形物は以下の性質を有する。
（１）熱硬化性ポリウレタンフォーム廃材の微細粉末の粒径が 0.3〜0.5 mm範囲である。
（２）複合再生成形物の結合状態が融着および／または圧密により一体化している。
（３）複合再生成形物のみかけ比重が 0.6〜1.0 範囲である。
（４）複合再生成形物の硬度指標がゴム硬度計による80以上 100未満である。
（５）複合再生成形物が接着剤その他のバインダーを含有しない。
（６）複合再生成形物における複合組織が無方向性であって、紙類の繊維要素とポリウレタンのトゲ状突起要素が絡み合って結合しているものである。
【００３６】
なお、表１及び表２に示した内容（製造条件）は、硬度指標から把握されるように、複合再生成形物の実用強度に問題がない剛性（又は準剛性）の獲得を考慮したものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなるものであり、これによれば樹脂粉末の圧縮成形技術を適用して、ポリウレタンフォーム廃材をトゲ状突起を有する微細粉末に粉砕して、解繊処理後の紙類（綿状物）と調製して金型投入し、脱気圧縮に続いて加熱圧縮成形することにより、吸水性を有した複合再生成形物を得ることができる。ここでは、接着剤その他のバインダーを用いることを要しないので、環境保全上の問題がない。
【００３８】
また、本発明の複合再生成形物は、紙類とウレタンの組成割合が比較的広く、加圧重量も３〜１０ｔ範囲で任意であるため、硬度の変更も選択可能である。もちろん、試作回数を重ねてゆけば、所望の硬度又はみかけ比重を有した規格製品を歩留りよく生産することができる。特に、緩衝材、電気材料、建材、各種ボード、代替枠材その他の剛性材又は準剛性材として用途開発可能であり、資源（廃材）の有効利用（再生利用）に寄与するという点で産業上有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉砕前のポリウレタンフォーム廃材の組織形状（結合状態）を示す模式図である。
【図２】粗粉砕後のポリウレタンフォーム廃材の断片形状（粒径１mm）を示す模式図である。
【図３】トゲ状突起を有する微細粉末に粉砕したポリウレタンフォーム廃材の断片形状（粒径0.5mm)を示す模式図である。
【符号の説明】
１  トゲ状突起を有する微細粉末（ポリウレタンフォーム廃材の粉砕断片）
【図１】
0003663512.tif 000004
【図２】
0003663512.tif 000005
【図３】
0003663512.tif 000006