(57)【要約】繊維状廃棄物から成形品を製造する設備および方法。当該設備は、繊維状廃棄物の一部と少なくとも水とを混合させる手段、廃棄物と水との混合物を移送させる少なくとも１つのコンベヤーベルト（１０）を有して成る。混合物を押圧して余分な水を脱水させる第１プレス（１２）、およびコンベヤーベルト（１０）と協働して、混合物を押圧および振動させる第２プレス（１４）が設けられている。混合物は、バッファータンク（９）からコンベヤーベルト（１０）上に置かれ、２つのプレス（１２、１４）の間に配置された平行ノズル（１３）を通過することになる。各々のプレスは、コンベヤーベルト（１２ａ、１６）および各ベルトを駆動させるローラー（１１、１２ｂ）を有して成る。
2005530056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状廃棄物から成形品を製造する設備であって、
- 繊維状廃棄物の一部分を少なくとも水と混合させる手段、
- 廃棄物と水との混合物を移送させる少なくとも１つのコンベヤーベルト、
- 前記混合物を押圧し、前記混合物から余分な水を脱水する第１プレス、
- 前記コンベヤーベルトと協働するように設けられ、前記混合物を押圧および振動させる第２プレス、ならびに
- 前記押圧された混合物を所定の長さの部材に切断する手段
を有して成る設備。
【請求項２】
第１プレスおよび／または第２プレスが、
- 前記混合物を支持するコンベヤーベルトの支持面に対向して配置される１つ以上の押圧面、ならびに
- 対向する側面
を有して成り、
押圧面と側面と支持面との間で混合物が押圧されると脱水されるように、少なくとも１つの押圧面および／または側面および／または支持面が穿孔されている、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
１つ以上の押圧面が、混合物およびコンベヤーベルトに対して振動する、請求項２に記載の設備。
【請求項４】
側面が混合物に対して振動する、請求項２または３に記載の設備。
【請求項５】
コンベヤーベルトが混合物に対して振動する、請求項２に記載の設備。
【請求項６】
押圧面とコンベヤーベルトの支持面との間の距離が移送方向に減少する、請求項２〜５のいずれかに記載の設備。
【請求項７】
前記距離は、第１プレスおよび／または第２プレスが上方または下方に動かされることによって調節される、請求項６に記載の設備。
【請求項８】
加圧面および／または側面によって、混合物が移送される、請求項２〜７のいずれかに記載の設備。
【請求項９】
第１プレスおよび／または第２プレスが、穿孔されたコンベヤーベルトを有して成る、請求項１〜８のいずれかに記載の設備。
【請求項１０】
混合物厚さを均一にする目的で、前記コンベヤーベルトに対向するように配置される平行ノズルを更に有して成る、請求項１〜９のいずれかに記載の設備。
【請求項１１】
前記部材を乾燥させるオーブンを更に有して成る、請求項１〜１０のいずれかに記載の設備。
【請求項１２】
前記混合物または部材を乾燥後に押圧する更なるプレスを有して成る、請求項１〜１０のいずれかに記載の設備。
【請求項１３】
脱水前に混合物をグラインドするミルを有して成る、請求項１〜１２のいずれかに記載の設備。
【請求項１４】
前記廃棄物、水およびポリマーを設備内で移送させるポンプ手段を有して成る、請求項１〜１３のいずれかに記載の設備。
【請求項１５】
前記部材に切断されるまでは、前記設備内で列状に繋がった状態で混合物が連続的に移送される、請求項１〜１４のいずれかに記載の設備。
【請求項１６】
押圧面が、１つ以上の振動押圧要素を有して成る、請求項２〜１５のいずれかに記載の設備。
【請求項１７】
振動押圧要素が、偏心押圧要素から成る、請求項１６に記載の設備。
【請求項１８】
第１プレスおよび／または第２プレスは、１つ、２つまたはそれ以上の別個の振動押圧面を有して成り、当該振動押圧面が隣接して配置され、前記混合物を支持するコンベヤーベルトに対して異なるレベルで配置されている、請求項２〜１７のいずれかに記載の設備。
【請求項１９】
第１プレスおよび／または第２プレスが、フィルターベルトプレスである、請求項１〜１８のいずれかに記載の設備。
【請求項２０】
繊維状廃棄物を押圧する装置であって、
対向する上面および下面を有して成り、
前記繊維状廃棄物が前記上面と下面との間で押圧されると前記繊維状廃棄物が脱水されるように、前記上面および下面の一方の少なくとも一部は穿孔されており、また
前記上面および下面の少なくとも一方が前記繊維状廃棄物に対して振動するようになっている、
装置。
【請求項２１】
上面および下面が穿孔されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
上面および下面が互いに振動する、請求項２０または２１に記載の装置。
【請求項２３】
上面および下面の少なくとも一方が前記繊維状廃棄物を移送させる、請求項２０〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
請求項１〜１９のいずれかに記載の設備の第２プレスの特徴を含んで成る、請求項２０〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
繊維状廃棄物から成形品を製造する方法であって、
- 繊維状廃棄物原料を供給する工程、
- 前記原料を少なくとも水と混合させる工程、
- コンベヤーベルト上にて廃棄物と水との混合物を移送して、前記混合物を押圧および脱水する第１プレスに通す工程、
- 前記混合物を押圧および振動させる第２プレスに前記混合物を通す工程、ならびに
- 前記押圧された混合物を所定の長さの部材に切断する工程
を含んで成る、方法。
【請求項２６】
第１プレスおよび／または第２プレスは、前記コンベヤーベルトと協働するようになっており、
前記第１プレスおよび／または第２プレスが、
- 前記混合物を支持するコンベヤーベルトの支持面に対向して配置される１つ以上の押圧面、ならびに
- 対向する側面
を有して成り、
押圧面と側面と支持面との間で混合物が押圧されると脱水されるように、少なくとも１つの押圧面および／または側面および／または支持面が穿孔されており、また
前記押圧面、側面および支持面の少なくとも１つは、混合物に対して振動する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
振動工程の後に、高い温度で混合物を乾燥させる工程を更に含んで成る、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
脱水工程には、ベルトプレスを通るように混合物を移送させることが含まれる、請求項２５〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
脱水工程の後に、コンベヤー上の前記混合物を平行ノズルを通して移送させる工程を更に含んで成る、請求項２５〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記第２プレスまたは静止型プレスによって行われる第３押圧工程を更に含んで成る、請求項２５〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記コンベヤーベルトに送る前に、混合物をミキサーからバッファータンクに送る、請求項２５〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
バッファータンクに入れる前に、グラインダーまたはミルで混合物をグラインドする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
混合工程には、混合物の含水率が７０〜９０％となるように原料を混合する工程が含まれる、請求項２５〜３２にいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
第２押圧工程後に、混合物の含水率が３０〜６０％となる、請求項２５〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
乾燥工程には、１２０〜２４０℃、例えば１５０〜２２０℃の範囲の温度での乾燥が含まれる、請求項２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
混合物の含水率が約２〜１２％以下、例えば５％以下になるように、充分に時間をかけて乾燥工程を実施する、請求項２５〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
コンベヤーベルトは、混合物から余分な水が脱水されるように穿孔されている、請求項２５〜３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
混合物を列状に繋がった状態でコンベヤーベルト上で連続的に移送させる、請求項２５〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
第１プレスおよび／または第２プレスにおいて混合物を移送させる速度は、１〜１０ｍ／分、例えば、２〜９ｍ／分、３〜８ｍ／分、４〜７ｍ／分、または５〜６ｍ／分である、請求項２５〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の設備を用いて実施する、請求項２５〜３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
繊維状廃棄物原料が、
- ３０〜４０％の水、および
- ６０〜７０％の固形分
を含んで成り、前記固形分が、
- ３０〜４０％のセルロース繊維、
- ６５〜７０％の石灰、粘土およびカオリン、ならびに
- ２〜８％のアミンまたは石鹸屑等の他の成分
から成る、請求項２５〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
充填材を加えることによって固形分の割合を増加させる、請求項２５〜４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
充填材は、混合物を好ましい長さに切断する際に生じる屑材および／または製造プロセスで生じるダストから成る、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
原料をポリマーと混合させる、請求項２５〜４３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、繊維状廃棄物から成形品（または成型品、ｓｈａｐｅｄ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を製造する方法および設備に関する。特に、本発明は、紙からパルプを再成形した後に残るパルプに起因した原料から成形品を製造する方法および設備に関する。
【０００２】
本発明の背景
再生紙を再処理することに関連する１つの問題点は、繊維長さが非常に短いために残余パルプの約３０％を用いることができないことである。本発明は、紙からパルプを再成形した後に残るパルプに起因した原料から成形品を製造するための方法および設備に関する。
【０００３】
透過性を有するフィルターベルト上に原料を置き、間隔が漸次狭まるローラーに通すことによって押圧して脱水する技術は、英国特許出願公開明細書（ＧＢ）第１４０５５８７号にて既知となっている。部材を圧力下および加熱下で保持しつつ脱水するためにモールドは穿孔され得る。
【０００４】
国際公開（ＷＯ）第９４／１９５３９号には、ある原料に基づいて製造された成形品が開示されている。その原料は、水、短い繊維、および微細な鉱物粒子から主に構成されており、第１押圧工程では凝集体が製造されるフィルタープレスの間で押圧して乾燥させた後、第１乾燥工程で部分的に乾燥させ、次いで、第２押圧工程で押圧して、最終的には第２乾燥工程で乾燥させる。開示されている発明は、「バッチプロセス」であって、連続的に部材を製造するプロセスではない。この発明は、紙を再パルプ化する際に生じる廃水および紙を再製造するためのパルプ材から繊維を回収する際に、繊維と粒子とを廃水から分離する方法と同様の方法である。
【０００５】
再生紙の残余パルプから成形品を製造する更なる装置および方法は、例えば米国特許（ＵＳ）第５１３４０２３号, ドイツ特許（ＤＥ）第１００４１７６５号, 国際公開（ＷＯ）第０２／０８５１９号および国際公開（ＷＯ）第００／０９３０５号に開示されている。
【０００６】
本発明の目的は、強度および厚さが一定の成形品を製造する設備を提供することである。
【０００７】
本発明の目的は、「バッチプロセス」ではなく、連続的に成形品を製造するための設備であって、製造の切り替え時間（例えば、種々の長さの部材間における切り替え）が最小限となっている設備を提供することである。
【０００８】
更に、種々の部材を製造することに対して柔軟性を有する成形品製造設備を提供することも目的である。
【０００９】
また、更に廃棄物の割合が最低限度となる成形品製造方法を提供することも目的である。
【００１０】
このような目的は、以下で説明する本発明の設備および方法によって達成される。
【００１１】
発明の説明
第１要旨において、本発明は、繊維状廃棄物から成形品を製造する設備であって、
- 繊維状廃棄物の一部分を少なくとも水と混合させる手段、
- 廃棄物と水との混合物を支持して移送させる少なくとも１つのコンベヤーベルト、
- 前記混合物を押圧（または加圧もしくは圧搾）し、前記混合物から余分な水分を脱水する第１プレス（または第１圧搾機）、
- 前記コンベヤーベルトと協働するように設けられ、前記混合物を押圧すると共に振動させる第２プレス（または第２圧搾機）、および
- 前記押圧された混合物を所定の長さの部材（ｅｌｅｍｅｎｔ）に切断する手段
を有して成る設備に関する。
【００１２】
好ましくは、混合手段は、攪拌機をタンク内に備えている。タンク内には、繊維状材料、水（およびポリマー（以下参照））が送り込まれることになり、それらが一体的に混合されることになる。
【００１３】
設備は、コンベヤーベルトの上方の位置にコンテナーを有して成る。このコンテナーは、コンベヤーベルトに常に材料が送られることを確実にするバッファー・コンテナーである。
【００１４】
コンベヤーベルトは前記コンテナーの下方に配置され得る。そのような場合、混合物がベルト上に直接的に置かれることになり、混合物が前記第１プレス（好ましくはベルトプレス）の方向に移送されることになる。
【００１５】
ベルトプレスは、混合物を支持するコンベヤーベルトの支持面に対向するように配置された押圧面、およびベルトプレスの間で側方からコンベヤーベルトからこぼれてしまわないように設けられた側面を有するボックスを有して成る。従って、押圧面および支持面によって混合物が一体的に押圧されることになる。
【００１６】
ベルトプレスは、混合物を支持するコンベヤーベルトと同様な速度で運転されるコンベヤーベルトを有して成る。押圧面とコンベヤーベルトの支持面との間の距離は、混合物が押圧されるように移送方向に減少している。例えば水圧シリンダー（または油圧シリンダー）または手動でベルトプレスを上方または下方へ動かすことによって、前記距離を調整することができる。
【００１７】
好ましくは、前記押圧面および支持面は、混合物を脱水するように穿孔されている（または細孔が設けられている）。
【００１８】
好ましくは、第２プレスは、
- 前記混合物を支持するコンベヤーベルトの支持面に対向して配置される１つ以上の押圧面、および
- 対向する側面
を有して成り、
押圧面と側面と支持面との間で混合物が押圧されると脱水されるように、少なくとも１つの前記押圧面および／または側面および／または支持面が穿孔されており、また
押圧面、側面および支持面の少なくとも１つが混合物に対して振動するようになっている。
【００１９】
第１プレスが、本特許出願で説明される第２プレスの特徴を含んでいてもよいことは理解されよう。
【００２０】
第２プレスの押圧面が、混合物に対して振動および偏心押圧（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ  ｐｒｅｓｓｉｎｇ）してもよいものの、押圧面が混合物に対して振動圧のみを供する態様が好ましい。第２プレスには偏心押圧要素等の振動要素が１つ以上備えられてもよい。好ましくは、第２プレスの各々の押圧面に２つの偏心押圧要素が設けられている。その２つの偏心押圧要素は、単一の押圧要素が使用される場合とは違って、「ダブル」に押圧する効果を同じフェーズ内で供するように作用することになる。押圧面は、スチール製プレートから成る。
【００２１】
好ましくは、第２プレスは、混合物がプレスを通って送られるように、混合物を支持するコンベヤーベルトと同じ速度で運転されるコンベヤーベルトを有して成る。第２プレスのコンベヤーベルトは、押圧の間で混合物が脱水されるように穿孔されていることが好ましい。
【００２２】
好ましくは、第１および／または第２プレスは、それらのベルトの対向する側部に排水プレートを備えている（即ち、排水プレートは、混合物が移送される方向に対して対向するように備えられている）。そのような排水プレートによって、ベルトを通って排水された水がガイドされることになり、受容設備のような設備に送られる。前記混合物を支持して移送させるコンベヤーベルトの下方に排水プレートを設けてもよい。
【００２３】
好ましくは、各々のプレスにベルトが設けられているものの、第１プレスおよび第２プレスが同じコンベヤーベルトを用いる態様であってもよい。
【００２４】
あるベルトから別のベルトへと混合物を移送する必要がある場合、ベルトの間において、通過する混合物を支持する支持プレートを設けてもよい。そのようなプレートは、プレートと混合物との間の摩擦が減じられるように、例えばプレート上に水を流すノズルが用いられることによって水が流されているプレートであってもよい。
【００２５】
好ましくは、コンベヤーベルトの側部（または端部）は穿孔されていない。なぜなら、第１プレスおよび第２プレスの側部表面に最も近い混合物を脱水せず、それによって、側部表面と混合物との間の摩擦を最小限にするためである。湿った状態の混合物では、硬く乾燥した混合物ほど摩擦は大きくならない。それゆえ、例えばゴムの層でコーティングしてベルトの側部に孔を設けないようにしてもよい。好ましくはベルトの各々の側部の２〜３ｃｍ（ベルトの端部から中心に向かって測定される）は穿孔されていない。
【００２６】
しかしながら、第１プレスおよび第２プレスの側部表面に混合物を移動させる手段（コンベヤーベルトなど）を設けることによって、側部表面と混合物との間の摩擦を回避することもできる。
【００２７】
好ましくは、そのような第１プレスおよび第２プレスの側部表面は穿孔されていないものの、代替的な態様として、それらに孔を設けて脱水を向上させてもよい。
【００２８】
第２プレスには、振動と偏心押圧とが組み合わせた機能を設けることができる。または、振動するプレスと偏心押圧するプレスとの２つのプレスを第２プレスに設けることもできる。混合物が第２プレスを通って移送されることによって、安定した硬い形態の混合物が得られることになる。
【００２９】
好ましくは、第２プレスの１つ以上の押圧面が、混合物および混合物を移送させるコンベヤーベルトに対して上下に振動し、上方からコンベヤーベルトに向かって押圧した状態で混合物を振動させる。しかしながら、横方向、即ち、混合物の移送方向に対して垂直方向に押圧面を振動させてもよい。振動数は、５０〜２００Ｈｚであることが好ましく、例えば、６０〜１９０Ｈｚ、７０〜１８０Ｈｚ、８０〜１７０Ｈｚ、９０〜１６０Ｈｚ、１００〜１５０Ｈｚ、１１０〜１４０Ｈｚ、または１２０〜１３０Ｈｚである。
【００３０】
別法にて、混合物に対して側面を振動させたり、混合物に対してその混合物を支持するコンベヤーベルトを振動させたりしてもよい。しかしながら、混合物を支持するコンベヤーベルトを振動させるのではなく、第２プレスの押圧面を振動させることが有利となる。なぜなら、プロセスを制御するために、押圧させる間で視覚的に混合物を検査することが相当に容易となるからである。更に、コンベヤーベルト（その上には混合物が存在する）の全てを振動させるのではなく、加圧面のみを振動させる場合には、エネルギーが相当に節約される。
【００３１】
第２プレスの押圧面とコンベヤーベルトの支持面との間の距離は、移送方向に減少していることが好ましい。その距離は、混合物に加えられる押圧力を変更するために調整することができ、それによって、最終的な成形品を所望の強度にすることができる。なお、そのような距離は、第２プレスを上方または下方に動かすことによって調整することができる。
【００３２】
第２プレスは、１つ、２つまたはそれ以上の別個の振動押圧面を有していてもよい。振動押圧面は、混合物を支持するコンベヤーベルトに近接するようにそれとは異なるレベルで配置されており、移送方向において最初の第１押圧面は、ベルトを基準にして、隣の部分（即ち、隣の振動押圧面）よりも高い位置にある。
【００３３】
第２プレスに送られる前に、コンベヤーベルトに対向して配置される平行ノズルに混合物を通してもよく、それによって、混合物を一様な材料厚さにして、表面を滑らかにしてもよい。そのような平行ノズルには、混合物を移送させる独自のコンベヤーベルトが備えられていてもよい。
【００３４】
加圧された混合物を部材に切断した後、その部材をオーブン（または乾燥炉）にて高い温度で乾燥させてもよい。
【００３５】
必要ならば、第２押圧工程において、乾燥後に混合物を再度押圧してもよい。第２押圧工程は、上述の第２プレスで行ったり、例えば既知のタイプを含む静止型プレス（または固定プレス、ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｐｒｅｓｓ）で行ったりしてもよい。
【００３６】
好ましくは、ポンプ手段によって、繊維状廃棄物原料および水（およびポリマー（以下参照））を、それらの貯留エリアからタンクへと移送させる。
【００３７】
混合物を含むバッファータンクを設備に設けてもよい。バッファータンクから、混合物を支持するコンベヤーベルトの上方に位置する上述のバッファー・コンテナーへと混合物が移送されることになる。
【００３８】
更に、設備は、ミルまたはブレンダーを有して成っていてもよい。ミルまたはブレンダーは、混合物をバッファータンクに移送する前にグラインド（もしくは粉砕）または均一化する。
【００３９】
設備では、第２プレスが用いられることによって成形品が連続的に製造するプロセスが実施され得るので、個々の部材に切断されるまでは、混合物が前記設備内で列状に繋がった状態で連続的に移送されることになる。
【００４０】
本発明の設備では、更なる均一な厚さおよび強度が成形品にもたらされる。なぜなら、混合物に加えられる圧力がより均一に分配されるからであり、また、混合物に対する脱水がより一定となるからである。なお、従来技術の静止押圧工程（または固定押圧工程）では、プレスの異なる脱水効率に起因して圧力が不均一に分配され得、そのような不均一な圧力によって強度が不均一となるので、部材が損なわれることになる。
【００４１】
静止型プレスを用いる場合、その側壁の外面に背圧がかかるように大きい水圧シリンダーを設ける必要がある。なぜなら、混合物を押圧するのに大きい圧力が必要であり、単一の押圧工程の間で主要な脱水をしなければならないからである。本発明の設備では、２つの押圧工程の間において混合物がコンベヤーベルト上で連続的に脱水されるので、押圧の間で第１プレスおよび第２プレスの側面に高い背圧を必要としない。それゆえ、水圧シリンダーがなくてもよく、従来技術の設備と比較して主となる設備コストを節約することができる。
【００４２】
成形品（好ましくはシート状である）は、添加物を用いなくても好ましい品質に製造することができる。しかしながら、化学添加物を廃棄物に加えることによって、製造速度を相当に向上させることができる（以下の段落を参照）。
【００４３】
水浄化および紙製造で用いられるような陽イオンポリマー（またはカチオンポリマー）を製造の間で原料に加えてもよい。それによって、水分が原料から除かれる効果がもたらされることになる。しかしながら、そのような好ましい効果を得るには混合比が非常に重要であり、場合によっては「短時間（または短期間）の」現象となってしまう。
【００４４】
ポリマーを用いることによって、原料の脱水時間を３０〜５５％にまで短縮させることができる。
【００４５】
陽イオンポリマーは、陽イオンポリマーアクリルアミド、陽イオンポリアミン、ジメチルジアリル塩化アンモニアポリマー、または陽イオン天然ポリマー（陽イオンスターチ、キサンタンゴム、イナゴマメゴム（ｃａｒｏｂ  ｔｒｅｅ  ｇｕｍ）等）から選択されるが、それらに限定されるものではない。
【００４６】
微粒子は、陰イオンであっても、陽イオンであってもよく、またベントナイト等の天然物であってもよい。または、微粒子は、陰イオンまたは陽イオンの形態の処理されたケイ酸またはポリアクリルアミド微粒子であってもよい。
【００４７】
酸を含むメラミンホルムアルデヒドまたはポリマーの縮合に基づいた他の系の樹脂ポリマー等を添加することも可能である。
【００４８】
材質の強度を高める目的で、ポリ水酸化物タイプのその他のポリマーを添加することも可能である。その場合のポリマーとは、ポリビニルアルコール、スターチ等のポリマーである。
【００４９】
更に、成形品を飽和状態にさせる既知の樹脂状添加物を添加することによって成形品に防水加工を施してもよい。そのような添加物としては、ポリアミド樹脂、または湿ったシート状材において疎水性を促すことになる反応性シリコンの内部重合を有する反応性シリコン系である。
【００５０】
バスルームなどの湿った所で最終品が使用されるように、種々の添加物を混合物に加えて、最終品を撥水性にしてもよい。
【００５１】
本発明の設備で製造される最終成形品の密度は、１〜２トン／ｍ３である。モジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）は２５００〜５０００Ｎ／ｍｍ２であり、強度は、２．５〜１０Ｎ／ｍｍ２となり得る。
【００５２】
第２要旨において、本発明は、繊維状廃棄物の混合物を押圧する装置に関する。その装置は、
− 対向する上面および下面を有して成り、
繊維状廃棄物が前記上面と下面との間で押圧されると前記繊維状廃棄物が脱水されるように、前記上面および下面の一方の少なくとも一部は穿孔されており、また
前記上面および下面の少なくとも一方が前記繊維状廃棄物に対して振動するようになっている。
【００５３】
下面は、混合原料を前記装置内で移送させるコンベヤーベルトから成っていてもよい。上面は、例えば第１要旨に関連して説明したような、振動プレス／偏心プレスの一部を構成する振動押圧面から成っていってもよい。
【００５４】
好ましくは、混合物の脱水効果が良好となるように、上面および下面が穿孔されている。
【００５５】
上面および下面は、混合物の振動／振盪効果が高まるように、相互に振動してもよい。
【００５６】
上面および下面は、混合物を移送させるようになっていてもよく、例えばコンベヤーベルトから成っていてもよい。
【００５７】
好ましくは、装置は、ベルト加圧の間で側方から混合物がコンベヤーベルトからこぼれてしまわないように対向する側面を更に有して成る。
【００５８】
前記押圧面および／または側面および／または支持面の少なくとも１つは穿孔されていてもよく、それによって、混合物がそのような面で加圧された際に混合物が脱水されるようにしてもよい。
【００５９】
第２要旨の装置は、第１要旨の設備の第１プレスまたは第２プレスの特徴のいずれかを含んで成っていてもよい。
【００６０】
第３要旨において、本発明は、繊維状廃棄物から成形品を製造する方法に関する。そのような方法は、
- 繊維状廃棄物原料を供給する工程、
- 前記原料を少なくとも水と混合させる工程、
- コンベヤーベルト上にて廃棄物と水との混合物を移送させ、押圧および脱水する第１プレスに送る工程、
- 前記混合物を押圧すると共に振動させる第２プレスに通す工程、ならびに
- 前記混合物を所定の長さの部材に切断する工程
を含んで成る。
【００６１】
前記混合物が第２プレスを通して移送されることによって、混合物がより安定的に硬くなる。
【００６２】
好ましくは、第１プレスおよび／または第２プレスは、コンベヤーベルトと協働するようになっており、
- 前記混合物を支持するコンベヤーベルトの支持面に対向して配置される１つ以上の押圧面、ならびに
- 対向する側面
を有して成り
押圧面と側面と支持面との間で混合物が押圧されると脱水されるように、少なくとも１つの前記押圧面および／または側面および／または支持面が穿孔されており、また
前記押圧面、側面および支持面の少なくとも１つは、前記混合物に対して振動する。
【００６３】
本発明の方法では、振動工程に引き続いて、高い温度で混合物を乾燥させる工程が更に含まれていてもよい。そのような工程は、オーブン内において高い温度で行われる。
【００６４】
脱水工程は、ベルトプレスに混合物を通すことを含んでいてもよい。そのようなベルトプレスは、例えば第１要旨に関連して説明したようなベルトプレスであってよく、穿孔されていてもよい。また、余分な水が排水されるために、混合物を支持するコンベヤーベルトが穿孔されていてもよい。
【００６５】
本発明の方法では、脱水工程に引き続いて、コンベヤー上の混合物を平行ノズルを通るように移送させる工程が更に含まれていてもよい。そのような平行ノズルは、振動プレスに入る前に混合物を滑らかな表面にして、より均一な厚さにするために主に設けられている。
【００６６】
（第２プレスでの押圧で得られる場合よりも）部材をより高い強度にして、より大きい密度にすることが必要とされる場合、第３押圧工程が本発明の方法に更に含まれていてもよい。第３押圧工程は、前記第２プレスまたは常套の静止型プレスで行ってよく、そのようなプレスが振動したり、偏心プレスであったり、または、対向して配置される２つのローラーの振動加圧面であったりしてもよい。なお、このような部材の更なる押圧工程が、部材をオーブンで乾燥させた後に含まれていてもよい。
【００６７】
混合物をコンベヤーベルトに送る前に、ミキサーからバッファータンクおよび／またはコンテナーへと混合物を移送（またはポンプ移送）させてもよい。これによって、原料が常にコンベヤー上に存在することになり、連続的な製造プロセスとなる。
【００６８】
混合物をより均一にするために、バッファータンクに入れる前に混合物をグラインダー（もしくは研磨機）またはミル（もしくは粉砕機）でグラインドしてもよい。
【００６９】
好ましくは、原料を混合する混合工程では、混合物の含水率が７５〜９０％にされるものの、最終成形品の用途に応じて含水率が異なっていてもよい。含水率は、５０〜９０％、例えば５５〜８５％、６０〜８０％、６５〜７５％、または７０％等である。
【００７０】
好ましくは、混合工程においては、原料と１種類以上の化学添加物（例えばポリマー）とが混合され得る。
【００７１】
原料は、水分、短いセルロース繊維および細かい鉱物粒子から実質的に成っている。セルロース繊維の乾燥重量基準で、押圧された原料の含水率が２０〜５０％、例えば２５〜４５％、３０〜４０％、または３５％となるように、ベルトプレスでの脱水工程が充分に時間をかけて行われる。
【００７２】
第２プレス後の混合物の含水率は、３０〜６０％となり得、例えば３５〜５５％、４０〜５０％、または４５％となり得る。
【００７３】
乾燥工程では、１２０〜２４０℃の範囲、例えば１５０〜２２０℃の範囲の温度で乾燥が行われ得る。乾燥工程は、材料の含水率がせいぜい約２〜１２％、例えば好ましくは５％となるように充分に時間をかけて行われ得る。
【００７４】
しかしながら、乾燥後の材料の含水率が約０％であってもよいものの、そのような場合は、しばしば、最終成形品の表面をコーティングして、吸湿を予防する必要がある。最終成形品が水分を吸収すると、反りが生じることになり、このことは、特により多くの最終成形品が相互に密接して置かれる場合に顕著となる。
【００７５】
混合物は、コンベヤーベルト上を列状に繋がった状態で連続的に移送される。混合物がプレスを通過する速度は、１〜１０ｍ／分であってよく、最終成形品の所望の強度に依存して、例えば２〜９ｍ／分、３〜８ｍ／分、４〜７ｍ／分、または５〜６ｍ／分であってよい。
【００７６】
プロセス制御ために加圧の間で混合物の目視確認がより容易となるように、混合物を支持するコンベヤーベルトが振動せず、第２プレスのみが振動することが有利となる。更に、混合物が載せられたコンベヤーベルト全体を振動させるのではなく、プレスのみを振動させる方が、必要エネルギーが大幅に節減されることになる。
【００７７】
また、第１プレスが、混合物を支持するコンベヤーベルトに対して混合物を振動および加圧する振動要素から成っていてもよい。
【００７８】
第１要旨の設備を用いることによって、また、例えば第２要旨の装置を用いることによって、第３要旨の方法を実施できることは理解されよう。
【００７９】
上述の要旨に関連して、繊維状廃棄物原料は、好ましくは、
- ３０〜４０％の水、および
- ６０〜７０％の固形分
を含んで成っており、前記固形分が、
- ３０〜４０％のセルロース繊維、
- ６５〜７０％の石灰、粘土およびカオリン、ならびに
- ２〜８％のアミンまたは石鹸屑等の他の成分
から成っている。
【００８０】
原料は、紙を再処理する際に廃棄されるパルプから成ることが好ましい。パルプは、通常、３０〜４０％の水が含まれるものの、固形分含量が２〜１０％のパルプからスタートすることも可能である。但し、その場合には、より効率の良い長時間の脱水が必要となる。
【００８１】
混合物に好ましい水分は、もちろんパルプに水を加えることによって得られるものであり、そのため、コンベヤーベルトに送られる前に７５〜９０％の水分を有する混合物を得ることができる。更に、１種類以上のポリマーを混合物に加えてもよい。そのようなポリマーとしては、例えば
材料を難燃性および／または撥水性にする添加剤（上記参照）等が挙げられる。
【００８２】
混合物の固形分含量を増加させるために、充填材（または添加剤）を加えてもよい。部材を所望の寸法に切断する際に削り取られる材料を充填材として再使用することが好ましい。また、製造プロセスで生じるダスト（または埃）を充填材として使用することも可能である。
【００８３】
繊維状廃棄物の原料の含水率は、１０〜９８％、例えば、１５〜９０％、２０〜８５％、２５〜８０％、３０〜７５％、３５〜７０％、４０〜６５％、４５〜６０％、または５０〜５５％である。
【００８４】
なお、本発明の範囲内において上述の要旨の特徴を組み合せることは可能である。
【００８５】
次に、本発明の方法の態様について説明する。
【００８６】
実施例
本発明の方法の好ましい態様として、固形分を６０％含む残余パルプを、既に水とポリマーとが入れられた混合機に入れる。ここでポリマーとは脱水作用を有するもの（ｄｉｕｒｅｔｉｃ）、または接合材もしくはその他の結合剤であり、原料と組み合わせることにより、最終成形品に充分な固さおよび強度を与えるものである。
【００８７】
原料は回転する混合機に入れられ、粉砕されて均一な混合物にされた後、ポンプでサイロに移送される。この時点で混合物は２５〜４０％の固形分を含んでいる。固形分含量の低い混合物の利点は、連続的な加圧処理に使用できることである。連続的な加圧処理では、混合物は、プレス（特に、本発明の振動および／または偏心プレス）を通して連続的に移送されることになる。固形分含量の低い混合物では速く脱水される。このような混合物内の水自体は脱水作用があり、混合物中の水分が多いほど、より迅速に脱水され、最終品の構造がより向上する。このことは、固形分含量が高いことを必要とする静止加圧とは対照的である。なぜなら、静止加圧では、静止型プレスに送られる時点の混合物は比較的硬く、安定的であることが必要とされるからである。
【００８８】
次いで、固形分含量の低い混合物はコンベヤーベルト上にてフィルターベルトプレスを通過することになる。フィルターベルトプレスでは、側面、底面および上面を有する長尺の円錐形調節可能ボックス／ケーシング内に混合物が押し出されることになる。ボックス／ケーシングの側面、底面および表面の１つ以上は穿孔されているので混合物の余分な水が脱水されることになる。上面とコンベヤーベルト面との間の距離が調節されるように、少なくとも上面が調節可能となっている。そのため、混合物に加えられる圧力が調節され、脱水量が調節されることになる。フィルターベルトプレスは、混合物を振動させる振動要素を有して成る。
【００８９】
混合物から十分な量の水が押圧／脱水されると、混合物が平行ノズル（振動部が設けられ得る平行ノズル）を通るように振動プレスに送られる。振動プレスでは、混合物が連続的に移送された状態で混合物が振動および加圧されるので混合物が比較的硬質で密質なものにされる。この段階では、振動プレス内を混合物が移送する速度を制御して、最終成形品を所望の強度に制御することができる。更に、振動プレスは、角度を調整することができ、また、スリット状開口部を有するため、最終成形品を所望の厚さおよび形状にすることができる。
【００９０】
引き続いて、部材はオーブンを通るように移送される。オーブンでは、倉庫保管および販売時に望ましい含水量に部材が乾燥される。オーブンの温度は１２０〜２４０℃の範囲であることが好ましい。必要に応じて混合物を移送して更に振動および振動プレスに付すことによって、更に密度を高めることができる。この時点のおいて、成形品は切断およびクリーニングすることができる。
【００９１】
静止型プレスで押圧することは既知である。静止型プレスでは、脱水時間が本発明のプロセスの場合よりもかなり長くなり、本発明のプロセスの脱水時間よりも約４〜８分長くなる。また、プロセスが静止型プレスの長さ（例えば、２〜５ｍ長さ）に依存するので、部材を列状に繋がった状態で移送することができない。このような問題は、振動および偏心プレスで解決されることになる。
【００９２】
振動および／または偏心プレスを用いることによって、圧力（ｋｇ／ｃｍ２）を入口から出口までの間で変化させることができる。原料は、石灰、カオリン、粘土、および約３０％の０．５〜０．８ｍｍ短繊維を含む好ましくない状態にあるので、本発明の方法を用いて最終成形品を満足のいく品質にするためには、特別な安定的な脱水手法ならびに規則正しい振動および／または偏心プレスが必要とされる。
【００９３】
本発明の態様では、ドラム脱水を有利に用いることができる。ドラム脱水は、フィルターベルト脱水と共に用いたり、フィルターベルト脱水と共には用いられなかったりするものである。ある場合では、押出し脱水および／またはスクリュープレス脱水なしで済ませることができる。本発明のプレスと同様に、ドラム脱水を用いることによって、製紙工場で生じる約２〜６％の固形分を含む材料を直接的に用いることができる。
【００９４】
図面の説明
次に、図面を参照して本発明の設備の好ましい態様を詳細に説明する。図１〜３は、繊維状廃棄物から成形品が製造される本発明の設備を示している。
【００９５】
図１は、成形品を製造する第１工程を示している。原料１は、スクリューコンベヤー３でミキサー２に移送される。ミキサー２では、原料は、水４、ならびにポリマーおよび接着剤５（または接合材）等の種々の化学物質と混合されることになる。化学物質は、タンク６からミキサー２へとポンプ移送される。ミキサー２には、混合物を均質にする攪拌機８が備えられていてもよい。
【００９６】
混合の後、混合物は、ポンプミル（もしくは粉砕機）または研磨機８へ送られ、そこで、混合物が粉砕され、更に均質にされる。次いで、混合物はバッファータンク９に移送され、図２のコンベヤーベルトに送られるまで保管されることになる。
【００９７】
図２において、混合物はコンベヤーベルト１０上に連続的に送られるが、ベルトは連続的に前方に移動しているので、混合物が切断されることはなく列状に繋がった状態となる。ベルト１０は、ローラー１１によって駆動されるものであるが、余分な水をより脱水するために穿孔されていてもよい。まず、混合物は、フィルタープレス１２（ローラー１２ｂによって駆動するベルト１２ａを有している）を通るように移送される。フィルタープレス１２では、水平に広がるように混合物が連続的に押圧されることによって、余分な水が脱水される。ベルトプレスとコンベヤーベルトとの間の距離は、混合物が圧縮されるように進行方向に減少している、ベルトプレスから出てくる層の厚さは、５〜２０ｍｍ、例えば１０〜１５ｍｍである。
【００９８】
次いで、混合物は平行ノズル１３を通過する。平行ノズル１３では、振動プレス１４に送られる前に、材料の表面が滑らかにされ、材料が均一な厚さにされる。
【００９９】
振動プレス１４には、振動と押圧とを供する部分１５、およびコンベヤーベルトと同じ速度で移動するベルト１６が備えられている。振動プレスでは、混合物が望ましい厚さに押圧されるので、混合物が所望の強度になる。このような強度および厚さは、プレス１４とコンベヤーベルト１０との間の距離を変更することによって調整することができ、また、コンベヤーベルトの速度を変えて通過時間を変えることによっても調整することができる。
【０１００】
振動プレスは、連続的に移送される混合物を振動させることによって、混合物を比較的硬質で密質なものにする。振動および／または偏心プレスは、所望の圧力（例えばｋｇ／ｃｍ２）となるように上方または下方に調整することができるので、最終成形品を所望の強度にすることができる。
【０１０１】
振動プレスは、コンベヤーベルトに対して独立して振動するものの、コンベヤーベルト自体が振動してもよい。コンベヤーベルトが振動せず、プレスのみが振動する場合では、材料が置かれるコンベヤーベルト全体が振動する場合およびコンベヤーベルト全体とプレスが振動する場合と比べて、押圧工程での材料の目視確認がより容易となり、また、プレスを振動させるエネルギーがより少なくて済む。
【０１０２】
静止型プレスで押圧された製品と比較して、振動プレスによって処理された製品は、所定の強度に対してより均一で軽量な製品となることが試験を通じで判明している。その理由の１つとしては、繊維状材料がより良好に一体的に振動するので、繊維構造がより適切なものとなるからであり、所定の重量に対してより好ましい強度が得られるからである。
【０１０３】
静止型プレスを用いる場合、例えば厚さ１５ｍｍになるように混合物を押圧するために圧力を充分に高いレベルに維持しなければならず、また、混合物から圧力を解放すると、圧力が約３〜５ｍｍ膨張することになる。そのため、混合物に不必要にストレスを加えることになり、部材の層間剥離（ｄｅ−ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）などの好ましくない結果が引き起こされることになる。このような問題は、本発明の振動プレスを用いることによって解決されている。
【０１０４】
振動プレスを通過した後、使用目的に応じて所望の長さの部材／ボード１７に材料を切断（図示せず）することができる。
【０１０５】
設備には、列状に繋がった状態の材料を連続的に切断する切断ステーションが含まれていてもよい。部材／ボード１７は、例えば壁部材、成形されたドアまたは他の建材として用いることができる。
【０１０６】
次いで、部材／ボードは、第２コンベヤーで移送されることになり、ドライヤー１８を通過することになる。ドライヤー１８では、部材の乾燥重量基準で部材内の水分が約２〜１２％を超えない範囲となるように、例えば、５％になるように充分に時間をかけて部材が乾燥される。
【０１０７】
必要に応じて、乾燥後に部材／ボード１７を第２プレスで押圧してもよい。これは、
振動プレスで得られる場合よりも更に大きい強度と密度が最終成形品に必要とされる場合に行われるものである。
【０１０８】
この段階において、部材／ボードは出荷あるいは倉庫保管可能な段階にある。その後、部材を表面処理することが当然に可能であり、例えば所望の色に塗ったり、耐火材を用いて処理したりすることができる。
【０１０９】
上述の説明は、単に例示であり、本発明を制限するものと解されるものではない。本発明の他の変更および修正は、特許請求の範囲内において可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】図１は、 繊維状廃棄物から成形品を製造する際の前処理工程を示している。
【図２】図２は、繊維状廃棄物から成形品を製造する本発明の設備を示している。
【図３】図３は、繊維状廃棄物から成形品を製造する本発明の設備を示しており、乾燥後に押圧される態様を示している。
【図１】
2005530056.tif 000003
【図２】
2005530056.tif 000004
【図３】
2005530056.tif 000005
【国際調査報告】
2005530056.tif 000006
2005530056.tif 000007