(57)【要約】【課題】炭化繊維による高密度の多空隙構造を備え、高い吸収性能と吸着性能を発揮する、園芸用植生床材、脱臭材、吸湿材、防腐材、建材等における吸収材や抗菌材等として適した古紙製炭化粒状材を提供する。【解決手段】古紙を粉砕して成る粉砕古紙７を主成分とし、該粉砕古紙７を圧縮し造粒した造粒体１０から成り、該粉砕古紙７の圧縮造粒体１０の表面を覆う鉱物質材１７から成る被覆層１１を有し、該鉱物質被覆層１１で被覆した粉砕古紙７の圧縮造粒体１０を焼成し炭化して成る古紙製炭化粒状材１０′。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙を粉砕して成る粉砕古紙を主成分とする；該粉砕古紙を圧縮し造粒した造粒体から成る；該粉砕古紙の圧縮造粒体の表面を覆う鉱物質材から成る被覆層を有する；該鉱物質被覆層で被覆した粉砕古紙の圧縮造粒体を焼成し炭化して成る；ことを特徴とする古紙製炭化粒状材。
【請求項２】
抄紙用濾布を通過した廃パルプを主成分とする；該廃パルプを圧縮し造粒した造粒体から成る；該廃パルプの圧縮造粒体の表面を覆う鉱物質材から成る被覆層を有する；該鉱物質被覆層で被覆した廃パルプの圧縮造粒体を焼成し炭化して成る；ことを特徴とするパルプ製炭化粒状材。
【請求項３】
上記圧縮造粒体中にベントナイト又はゼオライト又はバーミキュライト又はシリカゲルから成る多孔質材を含有することを特徴とする請求項１記載の古紙製炭化粒状材又は請求項２記載のパルプ製炭化粒状材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は園芸用植生床材、脱臭材、吸湿材、防腐材、建築資材、土壌改良材、バクテリア着床材、水の浄化材等として用いられる、古紙を原料とする古紙製炭化粒状材、又は抄紙時の廃パルプを原料とするパルプ製炭化粒状材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、その［００２３］、［００２４］に記載するような可燃物、即ち木材や竹そのものを粉砕した粒子又は粉末と、ベントナイト（鉱物質材）とを混練し、この混練により上記粒子又は粉末の個々をベントナイトで被覆し、これを焼成して炭化して成る炭化材を開示している。
【０００３】
この炭化材は、ベントナイトによる被覆によって上記粒子又は粉末の炭化を健全に促すことができるものの、結局はリグニンや水分等を多量に含有する木材や竹を炭化することに帰し、炭化時にこれらリグニンや水分等が消失した炭化粒子又は炭化粉末は炭化繊維分が極端に少なく、空洞、即ち巣を過度に生成し、吸収性能や吸着性能に著しく劣る問題点を有している。
【０００４】
他方特許文献２においては、古紙を原料とする再生紙工場から排出される工場排水処理汚泥（ペーパースラッジ）を造粒し、これを焼成して炭化して成る炭化材を開示している。
【０００５】
この炭化材は環境汚染の原因となっているペーパースラッジ、即ち再生紙工場から排出される工場排水処理汚泥を再利用する点で有効であるが、この工場排水処理汚泥中の繊維分は１０〜２０％程度と少なく、他は粘土状物であるため、特許文献１に記載の炭化材より更に繊維分が少なく、粘土状物が主成分であるため、高空隙率を得ることができず、粘土状物が吸収性能や吸着性能等を悪化する問題点を有している。
【特許文献１】特許第３３６４０６５号公報
【特許文献２】特許第３３５２０１９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る古紙製炭化粒状材又はパルプ製炭化粒状材は、炭化繊維を高密度に凝集した構造を有し、繊維間空隙と繊維自身の空隙による高密度の多空隙構造を同炭化粒状材に付有せしめ、高吸収性能、高吸着性能を発揮するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は古紙を粉砕して成る粉砕古紙を主成分とし、該粉砕古紙を圧縮し造粒した造粒体から成り、該粉砕古紙の圧縮造粒体の表面を鉱物質材から成る被覆層にて被覆し、該鉱物質被覆層で被覆した粉砕古紙の圧縮造粒体を焼成し炭化して成る古紙製炭化粒状材を提供する。
【０００８】
又他例として、抄紙用濾布を通過した廃パルプを主成分とし、該廃パルプを圧縮し造粒して造粒体を形成し、該廃パルプの圧縮造粒体の表面を鉱物質材から成る被覆層で覆い、該鉱物質被覆層で被覆した廃パルプの圧縮造粒体を焼成し炭化して成るパルプ製炭化粒状材を提供するものである。
【０００９】
上記圧縮造粒体中には、ベントナイト又はゼオライト又はバーミキュライト又はシリカゲルから成る多孔質材を含有せしめる。これら鉱物質粒子は空隙度を調整し、造粒作業を容易にする。殊にベントナイトは粘性を有し、自らでは粒状化し難い上記粉砕古紙並びに廃パルプの粒状化をより容易にする。
【発明の効果】
【００１０】
上記古紙製炭化粒状材又はパルプ製炭化粒状材は、何れも同粒状材に炭化繊維による高密度の多空隙構造を与え、高い吸収性能と吸着性能を発揮し、園芸用植生床材、脱臭材、吸湿材、防腐材、建材等における吸収材や抗菌材等として適性を富有する。ひいては古紙及び廃パルプの適性利用、省資源に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、先ず古紙を原料とする古紙製炭化粒状材の最良の実施形態について説明する。
【００１２】
雑誌、新聞紙、オフィスから排出されるコピー用紙、飲食物容器、紙を使用した建材等の古紙は入手が容易で、極めて安価である。殊に再生紙テープをスパイラル状に多重巻きした構造の紙管は、後記する粉砕によって均一に離解することができ、且つ単位体積当たりの紙管から多量の粉砕古紙を得ることができる。
【００１３】
上記古紙を原料として用い、これをハンマークラッシャーに代表される粉砕機にかけ粉砕し、粉砕古紙７を得る。
【００１４】
即ち図１に示すように、所定のメッシュ度のスクリーンを持った固定胴１内にその上部供給口２を通して事前に細分化した古紙３を連続的に供給し、上記固定胴１内にはその中心から放射状に延びた支持棒６の先端にハンマー４を自由回動可に軸支したものを内蔵し、該ハンマー４を固定胴１の内面に沿って回転させて上記細分化した古紙３を固定胴１の内周面に設けた固定歯５とハンマー４との間で摺擦し、引きちぎるように粉砕する。
【００１５】
所定の大きさに粉砕された粉砕古紙７は上記スクリーンを通して連続的に排出され、このハンマークラッシャーによって粉砕された粉砕古紙７は古紙製粒状体を組成する上で好適な粉砕形体を呈する。
【００１６】
図２Ａに示すように、この粉砕古紙７はその一部にほぐされないで未離解紙片８を原形として保有しつつ、この未離解紙片８の周辺に離解された棉状の離解繊維９を有する。
【００１７】
又は図２Ｂに示すように、粉砕古紙７は全体が離解されて綿状を呈する離解繊維９から成る。
【００１８】
上記ハンマークラッシャーによって粉砕された粉砕古紙７は、上記図２Ａ、図２Ｂに示す形態を有する棉状古紙であり、この粉砕古紙（棉状古紙）７を圧縮造粒機にかけ圧縮し造粒する。
【００１９】
上記圧縮造粒体１０は粉砕古紙７を主成分とする。実施例１として、上記粉砕古紙７を１００％用い、圧縮造粒する。
【００２０】
又は実施例２として、下記に例示する重量比に従い、上記粉砕古紙７に、ベントナイト又はゼオライト又はバーミキュライト又はシリカゲルから成る多空隙構造の鉱物質材１６の一又は二以上を混合し造粒する。殊にベントナイトは比較的安価に入手でき、水に触れると粘泥状を呈し、造粒時のバインダーとして有効である。
【００２１】
又は実施例３として、上記粉砕古紙７に、上記鉱物質材１６と適量の吸水性ポリマー又は澱粉を粘着材として配合する。
【００２２】
又は実施例４として、上記粉砕古紙７に、おが屑に代表される木粉又は竹粉等の有機廃材を適量配合し圧縮造粒するか、又は上記鉱物質材１６と木粉又は竹粉を適量配合し圧縮造粒する。
【００２３】
以下に上記実施例１乃至４に従った配合比（重量比）を示す。
＜実施例１＞
粉砕古紙              １００％
＜実施例２＞
粉砕古紙                ８０％〜９９％
ベントナイト              １％〜２０％
＜実施例３＞
粉砕古紙                ７０％〜９８％
吸水性ポリマー又は澱粉    １％〜１０％
ベントナイト              １％〜２０％
＜実施例４＞
粉砕古紙                ４０％〜９８％
木粉又は竹粉              １％〜４０％
ベントナイト              １％〜２０％
【００２４】
上記各実施例に示すように、上記粉砕古紙７は全体の４０％〜１００％の範囲で用いられる。
【００２５】
又上記実施例４において、木粉又は竹粉から成る有機廃材に代え、籾殻、おから、コーヒー残渣、茶がら、ヤシ殻、コーンコブ等の有機廃材を配合することができる。
【００２６】
上記何れの実施例においても、これら単材（実施例１）又は混合材（実施例２，３，４）全体を１００として、１％〜４０％の水分を加え、混練し上記圧縮造粒機にかけ造粒する。この圧縮造粒体１０は２〜２０ｍｍの範囲の大きさが適当である。
【００２７】
図３は上記圧縮造粒機の一例としてスクリューコンベア型圧縮造粒機を示している。上記粉砕古紙７又はその混合材に適量の水分を加え混練した上で、この混練材をシリンダー１２内に投入し、該シリンダー１２内のスクリューシャフト１３等の圧送手段により圧縮しつつ移送して、シリンダー１２前端の押し出しヘッド１４の多数の小孔１５から上記粉砕古紙７又はその混合材を棒状に圧縮しつつ押し出し、自然分断することにより図４Ａに示す上記圧縮造粒体１０を得る。
【００２８】
上記圧縮造粒機としては上記スクリューコンベア型圧縮造粒機の他、ペレッター、ブリケット、打錠機等を使用することができる。
【００２９】
打錠機により造粒する場合には、廃パルプ又はその混合材を無加水状態で凹型に充填し、ポンチにて圧縮し、定形に造粒する。
【００３０】
次に図４Ｂに示すように、上記圧縮造粒体１０の湿潤状態で、同造粒体１０の表面を鉱物質材１７から成る被覆層１１にて被覆する。
【００３１】
上記鉱物質材１７としては、石膏、ゼオライト、バーミキュライト、ベントナイト、炭酸カルシウム、クレイ、タルク等を選択して用いる。殊に高温で焼成した多空隙構造のバーミキュライト、ゼオライト（沸石）、ベントナイト等が有効である。
【００３２】
又前記のように、ベントナイトは水との親和力が強く、水に触れると吸収膨張して粘泥状を呈し、湿潤状態の圧縮造粒体１０の表面へのまぶし付け等による被覆時のバインダーとして適している。
【００３３】
これら鉱物質材１７の粉体を上記造粒直後の湿潤状態にある圧縮造粒体１０の外表面にまぶし付けし、被覆層１１を形成する。又は造粒後乾燥した圧縮造粒体１０の外表面に水分を噴霧し、表層部のみ湿潤状態を形成した後、上記鉱物質材１７の粉体をまぶし付けする。
【００３４】
上記鉱物質被覆層１１で被覆した粉砕古紙７を主成分とする圧縮造粒体１０を炭化炉内に投入し、４００℃〜９００℃の高温で焼成炭化し、古紙製炭化粒状材１０′を得る。この炭化装置としては特許文献１，２に示すものを適用できる。
【００３５】
上記鉱物質被覆層１１は酸化雰囲気中で焼成した場合でも、粉砕古紙７を主成分とする圧縮造粒体１０の燃焼を来さずに、即ち粉砕古紙７等の燃焼を招来せずに、蒸し焼きの状態で健全に炭化せしめ、炭化した圧縮造粒体１０′の炭化形態を該被覆層１１で保形する。
【００３６】
次に抄紙用濾布を通過した廃パルプを原料とするパルプ製炭化粒状体１０′の最良の実施形態について説明する。このパルプ製炭化粒状体１０′は、抄紙用濾布を通過した廃パルプ７′を主成分とする。
【００３７】
上記抄紙機はパルプスラリーを毛布又は抄き網と称される濾布上に流しかけて湿紙層を形成し、これを濾布上においてプレス脱水又はバキューム脱水した後、濾布から剥離してドライヤーにて乾燥し抄紙するものであり、上記濾布を通し自然脱水又は強制脱水された白水は多量のパルプ繊維を残存しており、繰り返し使用されるが、最終的には廃液として他の離解や脱墨工程から排出される廃液と共に処分される。
【００３８】
図２Ｂに示すように、上記廃パルプ７′はその大部分が単繊維を主体としている。本発明においては、この離解や脱墨工程から排出される廃液と合流する前の濾布を通し脱水されたパルプ繊維を回収し、この廃パルプ７′を洗浄脱水した上で圧縮造粒機にかけ圧縮し造粒する。
【００３９】
上記圧縮造粒体１０は廃パルプ７′を主成分とする。実施例１として、上記廃パルプ７′を１００％用い、圧縮造粒する。
【００４０】
又は実施例２として、下記に例示する重量比に従い、上記廃パルプ７′に、ベントナイト又はゼオライト又はバーミキュライト又はシリカゲルから成る多空隙構造の鉱物質材１６の一又は二以上を混合し造粒する。殊にベントナイトは比較的安価に入手でき、水に触れると粘泥状を呈し、造粒時のバインダーとして有効である。
【００４１】
又は実施例３として、上記廃パルプ７′に、上記鉱物質材１６と適量の吸水性ポリマー又は澱粉を粘着材として配合し、造粒時のバインダーとする。
【００４２】
又は実施例４として、上記廃パルプ７′に、おが屑に代表される木粉又は竹粉等の有機廃材を適量配合し圧縮造粒するか、又は上記鉱物質材１６と木粉又は竹粉を適量配合し圧縮造粒する。
【００４３】
以下に上記実施例１乃至４に従った配合比（重量比）を示す。
＜実施例１＞
廃パルプ                １００％
＜実施例２＞
廃パルプ                ８０％〜９９％
ベントナイト              １％〜２０％
＜実施例３＞
廃パルプ                ７０％〜９８％
吸水性ポリマー又は澱粉    １％〜１０％
ベントナイト              １％〜２０％
＜実施例４＞
廃パルプ                ４０％〜９８％
木粉又は竹粉              １％〜４０％
ベントナイト              １％〜２０％
【００４４】
上記各実施例に示すように、上記廃パルプ７′は全体の４０％〜１００％の範囲で用いられる。
【００４５】
又上記実施例４において、木粉又は竹粉から成る有機廃材に代え、籾殻、おから、コーヒー残渣、茶がら、ヤシ殻、コーンコブ等の有機廃材を配合することができる。
【００４６】
上記何れの実施例においても、これら単材（実施例１）又は混合材（実施例２，３，４）全体を１００として、１％〜４０％の水分を加え、混練し上記圧縮造粒機にかけ造粒する。この圧縮造粒体１０は２〜２０ｍｍの範囲の大きさが適当である。
【００４７】
図３は上記圧縮造粒機の一例としてスクリューコンベア型圧縮造粒機を示している。上記廃パルプ７′又はその混合材に適量の水分を加え混練した上で、この混練材をシリンダー１２内に投入し、該シリンダー１２内のスクリューシャフト１３等の圧送手段により圧縮しつつ移送して、シリンダー１２前端の押し出しヘッド１４の多数の小孔１５から上記廃パルプ７′又はその混合材を棒状に圧縮しつつ押し出し、自然分断することにより図４Ａに示す上記圧縮造粒体１０を得る。
【００４８】
上記圧縮造粒機としては上記スクリューコンベア型圧縮造粒機の他、ペレッター、ブリケット、打錠機等を使用することができる。
【００４９】
打錠機により造粒する場合には、廃パルプ又はその混合材を無加水状態で凹型に充填し、ポンチにて圧縮し、定形に造粒する。
【００５０】
次に図４Ｂに示すように、上記圧縮造粒体１０の湿潤状態で、同造粒体１０の表面を鉱物質材１７から成る被覆層１１にて被覆する。
【００５１】
上記鉱物質材１７としては、石膏、ゼオライト、バーミキュライト、ベントナイト、炭酸カルシウム、クレイ、タルク等を選択して用いる。殊に高温で焼成した多空隙構造のバーミキュライト、ゼオライト（沸石）、ベントナイト等が有効である。
【００５２】
又前記のように、ベントナイトは水との親和力が強く、水に触れると吸収膨張して粘泥状を呈し、湿潤状態の圧縮造粒体１０の表面へのまぶし付け等による被覆に適している。
【００５３】
これら鉱物質材１７の粉体を上記造粒直後の湿潤状態にある圧縮造粒体１０の外表面にまぶし付けし、被覆層１１を形成する。又は造粒後乾燥した圧縮造粒体１０の外表面に水分を噴霧し、表層部のみ湿潤状態を形成した後、上記鉱物質材１７の粉体をまぶし付けする。
【００５４】
上記鉱物質被覆層１１で被覆した廃パルプ７′を主成分とする圧縮造粒体１０を炭化炉に投入し、４００℃〜９００℃の高温で焼成炭化し、パルプ製炭化粒状材１０′を得る。この炭化装置としては特許文献１，２に示すものを適用できる。
【００５５】
上記鉱物質被覆層１１は酸化雰囲気中で焼成した場合でも、廃パルプ７′を主成分とする圧縮造粒体１０の燃焼を来さずに、即ち廃パルプ７′等の燃焼を招来することなく、蒸し焼きの状態で健全に炭化せしめ、炭化した圧縮造粒体１０′の炭化形態を被覆層１１にて保形する。
【００５６】
上記古紙製炭化粒状材１０′又はパルプ製炭化粒状材１０′は、粉砕古紙７又は廃パルプ７′の炭化繊維が高密度に凝集した構造を有し、繊維間と炭化繊維自身に多空隙構造を有する。又被覆層１１は鉱物質材１７の粉体の粒子間と粒子自身に多空隙構造を有し、全体として高吸収性能と高吸着性能を発揮する。
【００５７】
これらの集合材を園芸用植生床材、脱臭材、吸湿材、防腐材、建築資材、土壌改良材、バクテリア着床材、水の浄化材等に有効に用いることができ、比較的コストも安価である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】古紙の粉砕装置を概示する断面図。
【図２】Ａ、Ｂは粉砕古紙の態様を概示し、Ｂは廃パルプの態様をも概示する拡大平面図。
【図３】粉砕古紙又は廃パルプの圧縮造粒機を概示する断面図。
【図４】Ａは粉砕古紙又は廃パルプを主成分とする圧縮造粒体を概示する拡大断面図、Ｂは該圧縮造粒体に被覆を形成した状態と炭化後の状態を概示する拡大断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１…固定胴、２…上部供給口、３…細分化した古紙、４…ハンマー、５…固定歯、６…支持棒、７…粉砕古紙、７′…廃パルプ、８…未離解紙片、９…離解繊維、１０…圧縮造粒体、１０′…炭化粒状材、１１…被覆層、１２…シリンダー、１３…スクリューシャフト、１４…押し出しヘッド、１５…小孔、１６，１７…鉱物質材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005133255.tif 000005
【図４】
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