(57)【要約】【課題】粉粒状炭化物と紙とを使用して強度や板厚のばらつきの少ない高品質の炭成形物を製造することができる製造方法を提供する。【解決手段】紙を水の存在下で解繊した紙スラリーに粉粒状炭化物を混合して成形材料とし、この成形材料を加圧脱水成形する炭成形物の製造方法であって、紙スラリーに混合する前の粉粒状炭化物の含水率を予め計測し、成形材料中の粉粒状炭化物の乾燥重量、紙の乾燥重量、及び水重量の配合比率が一定になるように、紙スラリー中の紙量、粉粒状炭化物の混合量、及び計測した粉粒状炭化物の含水率を加味した成形材料中の総水量を演算設定し、この設定値とほぼ一致するように各材料を配合して成形材料を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙を水の存在下で解繊した紙スラリーに粉粒状炭化物を混合して成形材料とし、この成形材料を加圧脱水成形する炭成形物の製造方法であって、紙スラリーに混合する前の粉粒状炭化物の含水率を予め計測し、成形材料中の粉粒状炭化物の乾燥重量、紙の乾燥重量、及び水重量の配合比率が一定になるように、紙スラリー中の紙量、粉粒状炭化物の混合量、及び計測した粉粒状炭化物の含水率を加味した成形材料中の総水量を演算設定し、この設定値とほぼ一致するように各材料を配合して成形材料を製造することを特徴とする、炭成形物の製造方法。
【請求項２】
紙スラリーの製造時の紙量に対する水使用量の比率をほぼ一定とし、成形材料中の演算総水量に対する紙スラリー使用量中の水量に対する不足分だけ水を追加して成形材料を製造することを特徴とする、請求項１に記載の炭成形物の製造方法。
【請求項３】
紙スラリー使用量中の水量が成形材料中の演算総水量とほぼ等しくなるように、紙量に対する水使用量の比率を変えて紙スラリーを製造することを特徴とする、請求項１に記載の炭成形物の製造方法。
【請求項４】
紙スラリーと粉粒状炭化物との混合物を、紙スラリー製造用の解繊装置と同様の第二解繊装置に通した後にプレス装置に供給することを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の炭成形物の製造方法。
【請求項５】
成形材料を加圧脱水成形して仕上がり厚さより板厚の大きい一次板状成形品を製造し、この一次板状成形品を研削して仕上がり厚さに仕上げることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の板状炭成形物の製造方法。
【請求項６】
仕上がり炭成形品の全面または特定領域に、天然素材系の仕上げ材を塗布接着することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の炭成形物の製造方法。
【請求項７】
成形物の裁断に伴う端材、研削屑、粉塵などの成形物製造過程で発生する成形材料屑を必要に応じて破砕し、粉粒状炭化物と紙とを一定比率で含む粉粒状再利用材料として一定量を成形材料中に加えることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の炭成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒状炭化物と紙とを使用する炭成形物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙の解繊物をバインダーとして粉粒状炭化物を所定の形状に成形して成る炭成形物は、例えば特許文献１などによって知られている。この種の炭成形物は、バインダーとして使用されているものが無害で且つ廉価に入手できる天然系素材の紙であることと、炭が有する有害物質の吸着効果や吸湿効果、断熱効果、遮音（吸音）効果などの特性を活かして、建材その他種々の用途が考えられているが、バインダーとしての紙の解繊物は、粉粒状炭化物に絡み付くことによって機械的に粉粒状炭化物どうしを結合するものであるから、化学的に強力な接着効果が得られる化学的合成バインダーを使用するものと比較して、成形物の比重の僅かなばらつきや板状成形物の場合の板厚の僅かなばらつきでも、成形物の曲げ強度や曲げ破壊荷重に大きく影響するものである。
【特許文献１】特開平９−３０２８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、紙の解繊物をバインダーとして粉粒状炭化物を成形した炭成形物は、その製品としての品質、特に強度面での品質のばらつきを極力少なくするためには、成形物の比重や板状成形物の場合の板厚ができる限り一定になるように製造しなければならないのであるが、従来、この課題を達成できるような具体的な製造方法は提案されるに至っていなかった。例えば板状成形物の場合、紙を水の存在下で解繊した紙スラリーと粉粒状炭化物とを混合した成形材料をプレス装置の金型に充填して板状に加圧し、脱水乾燥させて板状成形物を製造するのであるが、この板状成形物の用途に応じて成形材料中の炭と紙の配合比を変えることや、板厚が一定になるようにプレスすることは試みられていたが、金型に充填される成形材料中の水量が成形物に対して及ぼす影響は考慮されていなかったのである。
【０００４】
即ち、粉粒状炭化物は、その物性から明らかなように吸湿性（吸水性）に極めて優れたものであるから、炭化物製造時の冷却方法とその後の経過時間、配送環境、保管環境、季節などによって含水率が大きく変化するものであるだけでなく、最大含水率も、炭化物の素材によって異なるが、一般的には１００％以上で、素材の性状によっては数１００％にも達するほど大きいものである。従って、単純に見掛けの炭と紙との比率が一定になるように、含水率を考慮しないで気乾重量（乾燥させない常温での重量、以下同じ）で計量した一定量の炭化物と一定量の紙スラリーとを混合した成形材料の場合、成形材料の全量は一定になるが、使用する炭化物の含水率が大きくなるほど成形材料中の水の割合が増加すると共に正味の炭化物の割合が減少し、炭：紙の比率も変わってしまう。
【０００５】
また、仮に含水量を考慮して全乾重量（乾燥装置を用いて炭化物を１００℃〜１０５℃に加熱し、恒量に達したときの乾燥重量、以下同じ）に換算したときの重量が一定量となるように計量した炭化物と一定量の紙スラリーとを混合した成形材料の場合は、成形材料中の正味の炭化物と紙との割合は設定通り一定となるが、使用する炭化物の含水率が大きくなるほど成形材料中の総水量が増加し、成形材料の全量が増大する。即ち、何れにしても、単位重量当りの成形材料中の炭：紙：水の比率において、炭化物の割合が減少して水の割合が増大することになる。
【０００６】
上記のようにして得られた成形材料から板状成形物を製造する場合、当該成形材料を一定量だけ金型に充填し、一定厚さになるまで強制的に加圧する圧縮代一定のプレス方式では、板厚一定の板状成形物は得られるが、金型に充填される定量の成形材料中の炭：紙：水の比率において、上記のように炭化物の割合が減少して水の割合が増大すると、成形物の比重（密度）が小さくなり、強度低下につながる。換言すれば、使用する炭化物の含水率の増減に伴って成形物の強度にばらつきが生じることになる。また、一定の加圧力で加圧を停止する加圧力一定のプレス方式を採用した場合は、上記のように炭化物の割合が減少して水の割合が増大すると、成形物の板厚が減少する。換言すれば、使用する炭化物の含水率の増減に伴って成形物の板厚にばらつきが生じることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記のような従来の問題点を解消し得る炭成形物の製造方法を提供することを目的とするものであって、その特徴は、紙を水の存在下で解繊した紙スラリーに粉粒状炭化物を混合して成形材料とし、この成形材料を加圧脱水成形する炭成形物の製造方法であって、紙スラリーに混合する前の粉粒状炭化物の含水率を予め計測し、成形材料中の粉粒状炭化物の乾燥重量、紙の乾燥重量、及び水重量の配合比率が一定になるように、紙スラリー中の紙量、粉粒状炭化物の混合量、及び計測した粉粒状炭化物の含水率を加味した成形材料中の総水量を演算設定し、この設定値とほぼ一致するように各材料を配合して成形材料を製造する点にある。
【０００８】
上記の本発明方法を実施する場合、具体的には、請求項２に記載のように、紙スラリーの製造時の紙量に対する水使用量の比率をほぼ一定とし、成形材料中の演算総水量に対する紙スラリー使用量中の水量に対する不足分だけ水を追加して成形材料を製造することができる。また、これとは逆に、請求項３に記載のように、紙スラリー使用量中の水量が成形材料中の演算総水量とほぼ等しくなるように、紙量に対する水使用量の比率を変えて紙スラリーを製造することもできる。
【０００９】
また、請求項４に記載のように、紙スラリーと粉粒状炭化物との混合物を、紙スラリー製造用の解繊装置と同様の第二解繊装置に通した後にプレス装置に供給することができる。
【００１０】
建材など、板状の炭成形物を製造する場合、請求項５に記載のように、成形材料を加圧脱水成形して仕上がり厚さより板厚の大きい一次板状成形物を製造し、この一次板状成形物を研削して仕上がり厚さに仕上げることができる。
【００１１】
更に、請求項６に記載のように、仕上がり炭成形物の全面または特定領域に、天然素材系の仕上げ材、例えば澱粉、にかわ、ふのりなどの各種天然系糊類、漆喰や壁土などの各種天然系壁材類などを塗布接着することができる。
【００１２】
また、請求項７に記載のように、成形物の裁断に伴う端材、研削屑、粉塵などの成形物製造過程で発生する成形材料屑を必要に応じて破砕し、粉粒状炭化物と紙とを一定比率で含む粉粒状再利用材料として一定量を成形材料中に加えることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成の本発明に係る炭成形物の製造方法によれば、粉粒状炭化物の成形のためのバインダーとして実質的に無害な紙の解繊物を利用するものであるから、炭の特徴的な物性を十二分に活かした、真に安全無害な建材など各種炭成形物を得ることができるのであるが、具体的には、使用する粉粒状炭化物の含水率を考慮して、粉粒状炭化物の乾燥重量（全乾重量）、紙の乾燥重量（全乾重量）、及び水重量の配合比率が一定になるように各材料が配合された成形材料を製造し、この成形材料を加圧脱水成形して炭成形物を製造するのであるから、使用する粉粒状炭化物の含水率の多少に関係なく、換言すれば、含水率が大きな範囲で変動する粉粒状炭化物を使用するものでありながら、加圧脱水成形のためのプレス装置に供給される成形材料の単位重量当りの炭：紙：水の比率がほぼ一定になり、先に説明した圧縮代一定のプレス方式を利用する場合、加圧力一定のプレス方式を利用する場合の何れにおいても、成形物の比重のばらつき、延いては強度のばらつきを実質的に解消することができ、板状の炭成形物を加圧力一定のプレス方式を利用して成形する場合でも、板厚のばらつきを実質的に解消することができる。
【００１４】
尚、請求項２に記載の方法によれば、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく紙量に対する水使用量の比率をほぼ一定にしながら紙スラリーを製造することができるので、紙スラリーを製造するために使用する解繊装置の構造や処理能力、当該解繊装置に対する給水設備の給水能力、使用する紙材料の材質や破砕度、その他の条件に照らして最も効率よく紙スラリーを製造できる給水量を定めて紙スラリーを製造することができる。勿論、この請求項２に記載の方法とは逆に、請求項３に記載のように、紙スラリー使用量中の水量が成形材料中の演算総水量とほぼ等しくなるように、紙量に対する水使用量の比率を変えて紙スラリーを製造することもできるのであるが、この方法を採用するときは、紙スラリーと粉粒状炭化物とを混合する混合装置や当該混合装置に紙スラリーを供給するライン中、若しくは紙スラリーの一時貯蔵タンクに対し、給水設備を併設する必要がなくなる。
【００１５】
また、請求項４に記載の構成によれば、紙スラリーと粉粒状炭化物との混合物を再度第二解繊装置に通して、紙繊維の一層の微細化と粉粒状炭化物の粒度の一層の微細化を図ると共に、紙繊維の毛羽立ちを促進することができ、この結果、紙繊維と粉粒状炭化物との絡み結合強度を高め、炭成形物の強度アップが期待できるのであるが、紙スラリーと粉粒状炭化物とを混合する前の紙スラリー製造段階で紙繊維の必要な微細化などを図ると共に紙スラリーに混合する前に粉粒状炭化物の粒度調整を行った後、両者を混合させる場合と比較して、両者が混合した状態で第二の解繊装置にかけた方が両者、即ち、紙繊維と粉粒状炭化物とが均等に混ざり合い、従って、紙繊維と粉粒状炭化物との絡み結合強度を高める効果が十分に発揮され、最終的には十分な強度を有し且つ均質な高品質の炭成形物を製造することができる。
【００１６】
建材など、板状の炭成形物を製造する場合、請求項５に記載の構成によれば、最初から仕上がり厚さになるように成形材料の充填量や圧縮代を決定して製造する場合と比較して、求める炭成形物の仕上がり厚さが少々薄いものであっても、或いは使用する粉粒状炭化物の粒度が比較的大きいために成形物の表面の凹凸度合いが大きくなるような状況においても、最終的には、厚み寸法精度が高く且つ表面の平滑性に優れた高品質の炭成形物を製造することができる。
【００１７】
尚、本発明製造方法で製造された炭成形物は、紙繊維によって粉粒状炭化物を機械的に結合一体化しただけのものであるから、他物の接触や振動などによる表面からの微粉炭化物の剥離欠落やこれに伴う接触物への汚れ付着の恐れは完全に回避できないものであるが、請求項６に記載の方法によれば、このような問題点を、炭成形物の表面に形成される天然系糊類や天然系壁材類などの被膜によって防止できる。しかも、被膜形成物質が天然系のものであって、本来の安全無害性を損なうことはない。勿論、形成される被膜は、炭成形物の表面の通気性、即ち、炭成形物の有害ガス吸着性能や調湿性能を損なわない性状でなければならないので、塗布材料の粘度や単位面積当りの塗布量は考慮しなければならない。このような観点から、塗布材料の塗布接着手段としては、どぶ漬け法よりもローラー塗り、刷毛塗り、スプレー塗りなどの方法が好ましい。更に、塗布箇所は炭成形物の全面である必要はなく、建材などで現場施工後には人が接触する恐れのない箇所に使用されるようなものであって、施工時の取り扱いに際して表面からの微粉炭化物の剥離欠落を抑制できれば良い場合は、サイズ調整などのための切断小口や板厚仕上げのための研削表面などに限定して塗布することもできる。
【００１８】
また、本発明方法によって製造される炭成形物は、サイズ調整などのための裁断や板厚仕上げのための表面研削などを伴う場合、その物性から明らかなように、炭化物の粉塵が発生する。これら粉塵や成形物の裁断に伴う端材、研削屑などの成形物製造過程で発生する成形材料屑は回収し、これを請求項７に記載の方法に従って再利用すれば、炭化物の廃棄が実質的に無くなって資源の有効活用につながるだけでなく、製造現場周辺の環境を良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の具体的実施例を添付図に基づいて説明すると、図１において、１は破砕装置、２は第一解繊装置（グラインデル）、３は紙スラリー貯蔵タンク、４は混合装置（ミキサー）、５は第二解繊装置（グラインデル）、６はプレス装置、７は乾燥ラック、８は乾燥装置である。第一解繊装置２及び第二解繊装置５は、２つの相対回転する一組の砥石間で材料を磨り潰す形式のもので、一組の砥石の一方が固定され、他方の砥石のみが回転駆動されるタイプのものと、一組の砥石の両方が互いに逆方向に回転駆動されるタイプのものとがあり、何れのものも一組の砥石間の間隙は自在に調整することができる。
【００２０】
破砕装置１には、この破砕装置１で破砕細片化された破砕紙を第一解繊装置２に搬送する搬送手段９が併設され、第一解繊装置２には、この第一解繊装置２に給水する給水配管１０と、この第一解繊装置２から紙スラリーを貯蔵タンク３に送給する送給配管１１が併設されている。貯蔵タンク３には、この貯蔵タンク３から紙スラリーを混合装置４に送給する送給配管１２が併設され、混合装置４には、この混合装置４に粉粒状炭化物を供給する搬送手段１３（例えば空気流利用のコンベヤであるエアロベイヤーなど）、不足水を補うための給水配管１４、及びこの混合装置４から混合材料を第二解繊装置５に送給する送給配管１５が併設されている。第二解繊装置５には、この第二解繊装置５から成形材料をプレス装置６に送給する送給配管１６が併設されている。
【００２１】
プレス装置６は、下型６ａに対し加圧手段で昇降駆動される上型６ｂを有するもので、第二解繊装置５から供給される成形材料を受け入れるホッパー１７とこのホッパー１７内の成形材料を下型６ａ内に定量づつ充填する定量充填器１７ａを備えている。下型６ａは定量充填器１７ａから成形材料を受け入れる材料受入位置Ｐ１と上型６ｂの真下の成形位置Ｐ２との間で往復移動できるものであり、上型６ｂの真下の成形物受取位置Ｐ３（成形位置Ｐ２と同じ位置）と成形物取出位置Ｐ４との間を前記下型６ａと連動して往復移動する成形物取出し用台１８が併設されている。尚、上型６ｂには、成形物を下型６ａ内から引き上げる成形物吸着手段が設けられている。乾燥ラック７は、成形物を支持する棚板（メッシュパネルなど）が複数段に架設されたもので、成形物を収納した乾燥ラック７を乾燥装置８内に移動収納させて、成形物の乾燥を行う。
【００２２】
紙スラリーの原材料である紙としては、牛乳などの飲料パック、新聞紙、ＯＡ紙などの回収古紙が主として使用でき、これら回収古紙が所定体積に圧縮されたものが入手できるので、これを破砕装置１において破砕細片化する。紙スラリーと混合される粉粒状炭化物としては、竹炭や各種樹木から製造される木炭の他、建築時の廃材や建物解体材などの木質系資源の炭化物、コーヒー滓などの食品残渣資源の炭化物などを適当な破砕手段で破砕細片化したものが使用できる。
【００２３】
図１に示す製造ラインでの炭成形物の製造の流れを説明すると、破砕装置１で破砕細片化された破砕紙が搬送手段９で第一解繊装置２に単位時間当り設定流量で送給されると同時に、当該第一解繊装置２に給水配管１０より設定流量で給水され、破砕紙が水の存在下で磨り潰されてスラリー化され、紙：水が設定比率の紙スラリーが製造され、これが送給配管１１により貯蔵タンク３に送られて貯蔵される。
【００２４】
成形材料を製造するときは、所定粒度の粉粒状炭化物が所定量だけ搬送手段１３により混合装置４に投入されると同時に、所定量の紙スラリーが貯蔵タンク３より送給配管１２を通じて混合装置４に供給され、更に、予め決定された不足水量分だけ給水配管１４より混合装置４に供給される。ここで比重が大きく異なる粉粒状炭化物と紙スラリーとが均等にむらなく混ざり合うように、これら材料は混合装置４が内蔵する撹拌翼が回転駆動されている状況において一定流量で必要時間をかけて投入される。投入された材料が十分に混合されたならば、この混合材料が送給配管１５を通じて第二解繊装置５に供給される。
【００２５】
第二解繊装置５は、その磨り潰し作用により、混合材料中の粉粒状炭化物や紙繊維の一層の微細化と両者の絡み付きの助長を図るものであるが、特にその必要のないときは、第二解繊装置５の一組の砥石間の間隙を十分に広げておき、混合装置４からの混合材料をして単に当該第二解繊装置５を経由させるだけでも良いし、この第二解繊装置５自体を省き、送給配管１５で混合装置４からの混合材料をプレス装置６のホッパー１７に直接送給するようにしても良い。また、仮想線で示すように、プレス装置６のホッパー１７に直接送給する分岐送給配管１９と送給経路切換手段２０とを設け、混合装置４からの混合材料を第二解繊装置５に送給する状態とプレス装置６のホッパー１７に直接送給する状態とを切換手段２０の切り換え操作により選択できるようにしても良い。
【００２６】
何れにしても混合装置４からの混合材料は最終的に成形材料としてプレス装置６のホッパー１７に送給される。プレス装置６では、下型６ａに対し上型６ｂを上昇限まで上昇させた状態で、下型６ａを成形位置Ｐ２から材料受入位置Ｐ１に移動させる。このとき成形物取出し用台１８は、成形物取出位置Ｐ４から成形物受取位置Ｐ３（成形位置Ｐ２）に移動する。而して、材料受入位置Ｐ１に移動した下型６ａに対し、ホッパー１７内の成形材料を定量充填器１７ａにより一定量だけ充填する。この実施形態では、下型６ａ及び上型６ｂは板状体の成形のために構成されたものであって、下型６ａは平面矩形の浅い容器形のものとなるから、例えば下型６ａをその移動方向（例えば長さ方向）に一定速度で移動させながら、定量充填器１７ａを下型６ａの移動方向と直交する水平方向（例えば左右幅方向）に往復移動させる状態で定量充填器１７ａから下型６ａ内への成形材料の充填を行うことにより、当該下型６ａの全域に均等に成形材料を充填することができる。勿論、下型６ａ内に充填された成形材料を下型６ａの全域に均すための手段を併用しても良い。
【００２７】
下型６ａに対する一定量の成形材料の充填が済めば、当該下型６ａを材料受入位置Ｐ１から成形位置Ｐ２に移動復帰させる。このとき成形物取出し用台１８は、成形物受取位置Ｐ３（成形位置Ｐ２）から成形物取出位置Ｐ４に移動する。係る状態で、上昇限位置で待機していた上型６ｂを降下させ、下型６ａ内の成形材料を加圧脱水成形させる。この場合、下型６ａ内の成形材料を粉粒状炭化物が圧縮破壊されない程度に設定された一定圧力で加圧する加圧力一定プレス方式と、高さ調整可能なストッパーなどで設定された下降限レベルまで上型６ｂを強制降下させて下型６ａ内の成形材料を設定厚さまで圧縮させる圧縮代一定プレス方式とが選択できる。尚、加圧力一定プレス方式を採用する場合の加圧力は、成形物の用途に応じて求められる物性を得るために、粉粒状炭化物が圧縮破壊されるような高圧とすることも可能である。
【００２８】
成形材料の加圧脱水成形が完了すれば、下型６ａ内の成形物を上型６ｂが備える吸着手段で吸着させた状態で当該上型６ｂを上昇限位置まで上昇させ、空になった下型６ａを成形位置Ｐ２から材料受入位置Ｐ１に移動させて、前記の要領で成形材料の充填を開始させると共に、成形物取出し用台１８を成形物取出位置Ｐ４から成形物受取位置Ｐ３（成形位置Ｐ２）に移動させ、上昇限位置で成形物を吸着保持している上型６ｂを降下させ、成形物の吸着保持作用を解除して、成形物を成形物取出し用台１８上に移載させる。この後、上型６ｂを再度上昇限位置まで上昇させた状態で、成形材料が充填された下型６ａを材料受入位置Ｐ１から成形位置Ｐ２に移動させると同時に、成形物を支持した成形物取出し用台１８を成形物受取位置Ｐ３（成形位置Ｐ２）から成形物取出位置Ｐ４に移動させることにより、上型６ｂによる次のプレス作業が開始できると共に、成形物取出位置Ｐ４に移動した成形物取出し用台１８上から成形物を取り上げることができる。
【００２９】
成形物取出し用台１８上から取り上げた成形物は、乾燥ラック７の棚板上に載置し、所定枚数の成形物が収納された段階で当該乾燥ラック７を乾燥装置８内に移動させ、所定の含水率になるまで強制的に乾燥させる。
【００３０】
本発明方法は、例えば以上のような製造ラインにより実施することができるものであるが、以下に上記製造ラインにより板状炭成形物を製造する場合の具体的な実施形態を列記する。尚、製造パターンＡと製造パターンＢとは、本発明方法に基づかない実施形態であって、その後に説明する本発明方法に基づいた製造パターンＣと製造パターンＤとによって製造された炭成形物との物性の比較のために例示している。
【００３１】
製造パターンＡ〜Ｃに共通の条件は、次の通りである。製造パターンＤは、解繊装置２での紙スラリーの製造条件が異なり、他の条件は同一である。
１．解繊装置２での紙スラリーの製造条件
ａ  使用紙材……ＯＡ紙の回収古紙（含水率８％）
ｂ  １製造単位当りの紙スラリー製造量＝７１２ｋｇ
ｃ  １製造単位当りの仕込み重量比
（全乾重量での破砕紙：紙破砕水量）＝１：２２．７
ｄ  解繊装置２における一組の砥石間の空隙＝１００μｍ
従って、１製造単位当りの仕込み重量は、気乾重量での破砕紙＝３２ｋｇに対し紙    破砕用水量＝６８０ｋｇとなり、１製造単位当りの紙スラリーの組成は、全乾重量で    の紙成分＝３０ｋｇに対し水＝６８２ｋｇとなる。
使用紙材の含水率は、使用紙材の材質、破砕前の圧縮度、サイズ、その他によって    変動する。また、上記製造ラインでは、混合装置４に投入できる１回当りの材料の最    大量が決まるので、１製造単位当りの紙スラリー製造量は、混合装置４に投入できる    １回当りの材料の最大量と紙スラリーに所定の割合で混合される粉粒状炭化物の使用    量とに基づいて決定した。解繊装置２における一組の砥石間の空隙は、粉粒状炭化物    の配合割合、製造する炭成形物の用途に応じて要求される炭成形物の強度などに関係    して調整されるもので、上記の１００μｍは一例に過ぎない。
２．紙スラリーに混合する粉粒状炭化物の条件
ａ  竹炭……炭化温度＝６００℃〜８００℃、最小含水率１０％〜最大含水率                      １５０％のものまで、含水率の異なる６種類を準備した。
ｂ  粒度……粒径＝３ｍｍ〜５ｍｍ（一辺５ｍｍ目の篩と一辺３ｍｍ目の篩とで選                  別されたもの）
ｃ  炭：紙の配合割合＝炭８：紙２
粉粒状炭化物の素材、粒度、紙との配合割合は、製造する炭成形物の用途に応じて    要求される炭成形物の強度、吸着性能、板状成形物の場合の求められる板厚、コスト    面での制約などによって変えられるものであり、上記は一例に過ぎない。例えば、炭    に対する紙の配合割合は、炭１：紙９程度から炭９：紙１程度の範囲内で自由に設定    できる。
３．プレス装置６による板状成形物の成形条件
ａ  下型６ａの平面寸法＝１０８０ｍｍ×６６０ｍｍ
ｂ  成形材料の充填量＝３０．８ｋｇ（一定）
ｃ  加圧力一定プレス方式＝３４ｋｇ／ｃｍ２
ｄ  圧縮代一定プレス方式＝板厚１６ｍｍになるまで強制加圧
４．第二解繊装置５は、その砥石間空隙を、使用する粉粒状炭化物の粒度より小さくな    い５ｍｍに設定して、実質的には成形材料に対して機能しない状態にしておく。
【００３２】
製造パターンＡ（本発明との比較例１）
上記条件で製造された紙スラリー以外には不足水の追加調整（混合装置４への給水配管１４による不足水の補給）は行わない。そして上記条件２ｃに従って粉粒状炭化物を含水率に関係なく１製造単位当り気乾重量で１２０ｋｇ添加混合して成形材料を製造した。この場合の成形材料の組成は、使用炭の含水率別に列記すると、表１の通りであった。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
上記表1から明らかなように、使用する粉粒状炭化物の含水率が大きくなるに従って１製造単位当りの成形材料中の炭の正味重量（全乾重量）が少なくなると共に総水量が増大し、上記条件２ｃの炭：紙の配合割合も結果的に大きく異なってしまう。次の表２は、上記製造パターンＡに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｂで示すように下型に一定量（３０．８ｋｇ）充填するときの１金型当りの成形材料組成を示し、表３は、上記製造パターンＡに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｃに基づいて加圧力一定でプレス加工したときの板状成形物の物性を示し、表４は、上記製造パターンＡに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｄに基づいて圧縮代一定でプレス加工したときの板状成形物の物性を示している。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
【表３】
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【００３７】
【表４】
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【００３８】
上記表３及び表４で明らかなように、製造パターンＡの条件では、加圧力一定プレス方式と圧縮代一定プレス方式の何れを採用しても、使用する粉粒状炭化物の含水率に起因して曲げ強度に大きなばらつきが発生する結果となり、全く商品としての品質が得られないことが明らかである。
【００３９】
製造パターンＢ（本発明との比較例２）
製造パターンＡとの相違点は、上記条件２ｃに従って粉粒状炭化物を全乾重量に換算して添加混合した点のみである。従って、粉粒状炭化物の混合量は、その含水率に応じて変えている。この場合の１製造単位当りの成形材料の組成は、使用炭の含水率別に列記すると、表５の通りであった。
【００４０】
【表５】
2005307393.tif 000007
上記表５から明らかなように、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく１製造単位当りの炭：紙の配合割合は上記条件２ｃの通りに８：２一定とすることはできるが、使用する粉粒状炭化物の含水率が大きくなるに従って１製造単位当りの成形材料中の総水量が増大することになる。次の表６は、上記製造パターンＢに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｂで示すように下型に一定量（３０．８ｋｇ）充填するときの１金型当りの成形材料組成を示し、表７は、上記製造パターンＢに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｃに基づいて加圧力一定でプレス加工したときの板状成形物の物性を示し、表８は、上記製造パターンＢに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｄに基づいて圧縮代一定でプレス加工したときの板状成形物の物性を示している。
【００４１】
【表６】
2005307393.tif 000008
【００４２】
【表７】
2005307393.tif 000009
【００４３】
【表８】
2005307393.tif 000010
【００４４】
上記表７及び表８で明らかなように、製造パターンＢの条件では、加圧力一定プレス方式を採用した場合、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく曲げ強度（比重）がほぼ一定の板状炭成形物を得ることができるが、板厚におおきなばらつきが発生することになり、板厚のばらつきを無くすために圧縮代一定プレス方式を採用した場合は、使用する粉粒状炭化物の含水率のばらつきにより成形物の曲げ強度（比重）に大きなばらつきが発生することになり、何れも商品としての品質が得られないことが明らかである。
【００４５】
製造パターンＣ（本発明実施形態１）
紙スラリーに混合する前の粉粒状炭化物の含水率を予め計測し、成形材料中のそれぞれ全乾重量での粉粒状炭化物、紙、及び水の重量比が一定になるように、紙スラリーの使用量、粉粒状炭化物の混合量、及び計測した粉粒状炭化物の含水率を加味した成形材料中の総水量を演算設定する。そしてこの設定値とほぼ一致するように、前記一定条件１ａ〜１ｄで製造した１製造単位当り一定量の紙スラリーと、１製造単位当りの炭（全乾重量）：紙の配合割合が前記条件２ｃに従って８：２となる量の粉粒状炭化物とを混合すると共に、この粉粒状炭化物の含水率に応じて１製造単位当りの総水量が一定になるように混合装置４への給水配管１４を利用した不足水の追加調整を行った。この場合の成形材料の組成は、使用炭の含水率別に列記すると、表９の通りであった。
【００４６】
【表９】
2005307393.tif 000011
【００４７】
上記表９から明らかなように、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく１製造単位当りの炭：紙の配合割合は上記条件２ｃの通りに一定とすることができると同時に、１製造単位当りの炭：紙：水の配合割合も一定とすることができる。従って、使用する粉粒状炭化物の含水率別に列記するまでもなく、本製造パターンＣに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｂで示すように下型に一定量（３０．８ｋｇ）充填するときの１金型当りの成形材料組成は、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく、炭３．７ｋｇ、紙０．９ｋｇ、水２６．２ｋｇと一定となる。表１０は、上記製造パターンＣに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｃに基づいて加圧力一定でプレス加工したときの板状成形物の物性を示し、表１１は、上記製造パターンＣに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｄに基づいて圧縮代一定でプレス加工したときの板状成形物の物性を示している。
【００４８】
【表１０】
2005307393.tif 000012
【００４９】
【表１１】
2005307393.tif 000013
【００５０】
上記表１０及び表１１で明らかなように、製造パターンＣの条件では、加圧力一定プレス方式と圧縮代一定プレス方式の何れを採用しても、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく曲げ強度（比重）と板厚の何れもがほぼ一定の高品質の板状炭成形物を得ることができる。尚、図１に示した製造ラインでは、紙スラリーと粉粒状炭化物とを混合する混合装置４において不足水量を補うことになるが、製造された紙スラリーを一時貯蔵する貯蔵タンク３の容量と含水率がほぼ一定の粉粒状炭化物の在庫量との関係で、１つの貯蔵タンク３内の紙スラリーの全量を含水率がほぼ一定の粉粒状炭化物に対して混合使用できるときは、この貯蔵タンク３に貯蔵されている紙スラリー若しくは貯蔵タンク３に送給される紙スラリーに対して不足水量を補給することもできる。
【００５１】
製造パターンＤ（本発明実施形態２）
この製造パターンＤでは、先に説明した解繊装置２での紙スラリーの製造条件１ａ〜１ｄの内、含水率８％のＯＡ紙の回収古紙を使用する条件１ａと、解繊装置２における一組の砥石間の空隙を１００μｍとする条件１ｄは同一であり、紙スラリーに混合する粉粒状炭化物の条件２ａ〜２ｃも同一であるが、紙スラリーの製造において、１製造単位当りの紙スラリー製造量とその仕込み重量比（全乾重量での破砕紙：紙破砕水量）とを一定にするのではなく、使用する粉粒状炭化物の含水率に応じて紙スラリーの製造時の紙破砕水量を変え、水の追加調整を無くすものである。
【００５２】
即ち、この製造パターンＤでは、紙スラリーに混合する前の粉粒状炭化物の含水率を予め計測し、成形材料中のそれぞれ全乾重量での粉粒状炭化物、紙、及び水の重量比が一定（製造パターンＣと同一の１２０：３０：８６２）になるように、それぞれ気乾重量での紙スラリー中の紙の使用量、粉粒状炭化物の混合量、及び計測した粉粒状炭化物の含水率を加味した成形材料中の総水量を演算設定する。そしてこの設定値とほぼ一致するように、１製造単位分の紙スラリーを製造する際の一定量（全乾重量）の破砕紙に対して使用する紙破砕水量を変えるのである。従って、混合装置４への給水配管１４など、不足水の追加調整手段は不要である。この場合の成形材料の組成は、使用炭の含水率別に列記すると、表１２の通りである。尚、表１２では記載を省略したが、製造パターンＣと同様に、１製造単位当りの炭の全乾重量は１２０ｋｇとなり、１製造単位当りの成形材料中の総水量は、紙スラリー中の水量と炭の含水量とを加算した８６２ｋｇとなり、炭：紙：水の配合比率（ｋｇ）は、製造パターンＣと同一の１２０：３０：８６２となることは明らかである。
【００５３】
【表１２】
2005307393.tif 000014
【００５４】
この製造パターンＤによれば、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく１製造単位当りの炭：紙の配合割合は上記条件２ｃの通りに一定とすることができると同時に、水の追加調整無しに１製造単位当りの炭：紙：水の配合割合も一定とすることができる。従って、製造パターンＣを採用したときと同様に、本製造パターンＤに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｂで示すように下型に一定量（３０．８ｋｇ）充填するときの１金型当りの成形材料組成は、使用する粉粒状炭化物の含水率に関係なく、炭３．７ｋｇ、紙０．９ｋｇ、水２６．２ｋｇと一定となる。この結果、この製造パターンＤに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｃに基づいて加圧力一定でプレス加工したときの板状成形物の物性と、上記製造パターンＤに基づいて製造された成形材料を上記プレス条件３ｄに基づいて圧縮代一定でプレス加工したときの板状成形物の物性とは、製造パターンＣに基づいて製造された成形材料で成形された板状成形物の物性（表１０，１１）と同一になる。
【００５５】
本発明は、上記の製造パターンＣまたはＤによって製造された成形材料と、図１に基づいて説明した製造ラインとを利用して実施することができるものであるが、以下に本発明の応用実施形態の幾つかを列記する。
【００５６】
応用実施形態１
板厚の比較的薄い板状成形物を製造する場合、または板厚寸法精度の高い板状成形物を製造する場合、若しくは表面の平滑性が要求される板状成形物を製造する場合などには、乾燥工程を終了するかまたは乾燥工程終了前の含水率の若干高い板状成形物の表面（片面または両面）をサンダーなどにより研削することができる。勿論、板状成形物の平面寸法精度を高めたり、サイズ調整などのために、側辺を研削または切断することもできるし、１枚の板状成形物を複数枚に裁断分割することもできる。
【００５７】
応用実施形態２
製造された成形物（板状成形物に限定されない）の全表面、または使用時に手が触れるなどの特定表面、若しくは応用実施形態１に示したように研削や切断工程を経由して製造される板状成形物の研削面または切断面などの処理面に対して、天然素材系の仕上げ材、例えば澱粉、にかわ、ふのりなどの各種天然系糊類、漆喰や壁土などの各種天然系壁材類などを塗布接着することができる。一例を示すと、撹拌機（例えばジューサーミキサー）に澱粉約３０ｇに対して水約０．６リットルを加えて撹拌した澱粉糊を、乾燥重量で約２ｇ／ｍ２の塗布量で板状成形物の表面に塗布した。この結果、板状成形物の有害ガス吸着性能や調湿性能を低下させずに当該板状成形物取り扱い時の接触などによる微粉欠落を抑制できた。従って、板状成形物の取り扱いに伴う周辺雰囲気の汚染や取り扱い者の手の汚れなどを防止することができた。尚、成形物の表面着色のために、上記天然素材系の仕上げ材に適当な顔料や染料を加えることもできる。
【００５８】
応用実施形態３
応用実施形態１の採用によって発生する研削屑、粉塵、切断端材などを回収し、これを成形材料の一部として再利用する。具体的には、研削屑、粉塵、切断端材を適当な手段で収集し、これを搬送手段で図１に示す破砕装置１または別途設置した専用破砕装置に送給して破砕し、粉粒状炭化物の粒度と同程度かそれ以下の粒度の粉粒状再利用材料を調整する。この粉粒状再利用材料は、上記製造パターンＣ，Ｄに基づく本発明実施形態での出所から考察すれば、組成の炭：紙の割合が全乾重量で８：２であると看做すことができるものであり、実際の含水量は計測により予め求めておく。而して、この粉粒状再利用材料は、成形材料の一部として一定割合量を加えることになるが、一例を示すと、上記製造パターンＣ，Ｄに基づく１製造単位の成形材料が占める炭の全乾重量１２０ｋｇ＋紙の全乾重量３０ｋｇの総量１５０ｋｇの内、例えば３０％（全乾重量で５０ｋｇ）を前記粉粒状再利用材料に置換することができる。この場合、粉粒状再利用材料の含水率計測値が１０％であったとすれば、１製造単位の成形材料の炭：紙：水の割合が１２０：３０：８６２
（ｋｇ）であることが条件であるから、
粉粒状炭化物の全乾重量……８０ｋｇ
紙スラリー中の紙の全乾重量……２０ｋｇ
粉粒状再利用材料の気乾重量……約５５．６ｋｇ
総水量……８６２ｋｇ＝粉粒状炭化物の含水量＋紙スラリー中の水量＋粉粒状                                再利用材料の含水量（約５．６ｋｇ）
となる。勿論、製造パターンＣを採用するときは、上記総水量には、紙スラリー中の水量とは別に追加調整水量が加えられる。
【００５９】
この応用実施形態３における粉粒状再利用材料の混合割合は、上記の３０％に限定されるわけではなく、その組成から考察して、粉粒状再利用材料のみに所定の割合で水を加えて混合したものを成形材料として利用することも可能であるが、現実には、粉粒状再利用材料中の紙成分のバインダーとしての機能が低下していることが認められるので、新規に製造した紙スラリーは必要であり、この新規に製造した紙スラリーを加えることから、炭：紙の比率（一例は８：２）を維持するために新しい粉粒状炭化物の併用が必要になる。従って、実用的な粉粒状再利用材料の混合割合は、上限８０％程度とするのが望ましい。
【００６０】
応用実施形態４
上記の製造パターンＡ〜Ｄで製造された成形材料は、図１に示した製造ラインにおける第二解繊装置５の使用条件（砥石間空隙＝粉粒状炭化物の最大粒度＝５ｍｍ）から考察して、第二解繊装置５の解繊効果を実質的には受けていないと言えるが、実際には、この第二解繊装置５に送給される材料は既に紙スラリーと混合された粉粒状炭化物であるから、砥石間空隙が仮に粉粒状炭化物の最大粒度＝５ｍｍと等しいサイズに設定されていても、粉粒状炭化物の微細化と紙繊維との絡み付きの促進効果は得られる。しかしながら、この粉粒状炭化物の微細化と紙繊維との絡み付きの促進効果をより確実に得ようとするならば、第二解繊装置５の砥石間空隙を、使用する粉粒状炭化物の最大粒度よりも小さくするのが望ましい。例えば、非常に緻密で比重の高い炭成形物を製造するときは、第一解繊装置２の砥石間空隙と同様に、第二解繊装置５の砥石間空隙をμｍオーダーに設定することができる。単に微細化された粉粒状炭化物が必要であるならば、紙スラリーと混合するために混合装置４に投入される粉粒状炭化物自体の粒度を予め微細化したものを使用して、第二解繊装置５を省くことも考えられるが、この場合よりも、紙スラリーと混合された粉粒状炭化物を第二解繊装置５の磨り潰し作用を受けさせることにより、単に粉粒状炭化物を微細化させるだけでなく、紙繊維との均等な混合と絡み付きが促進され、より強度の高い高品質の成形物を成形することができるのである。
【００６１】
尚、本発明方法は、板状または形材のような一定断面形状の長尺成形物を製造する場合は、下型及び上型がそれぞれ無端状の循環回動構造の連続プレス成形装置や加圧押し出し成形装置などを利用する連続プレス方式を採用して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明方法の実施に利用される製造ラインの一例を示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    破砕装置
２    第一解繊装置（グラインデル）
３    紙スラリー貯蔵タンク
４    混合装置（ミキサー）
５    第二解繊装置（グラインデル）
６    プレス装置
６ａ    下型
６ｂ    上型
７    乾燥ラック
８    乾燥装置
９    搬送手段
１０，１４    給水配管
１１，１２，１５，１６    送給配管
１７    ホッパー
１７ａ    定量充填器
１８    成形物取出し用台
１９    分岐送給配管
２０    送給経路切換手段
【図１】
2005307393.tif 000015