(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強繊維としてパルプを使用している無機質板の廃材を粉砕した再生材であって、再生材に含まれるパルプのフリーネスが上記無機質板に配合されていた新品のパルプのフリーネスの５０％以上で、再生材に含まれる固形分の粒度が１００μｍ以下であることを特徴とする再生材。
【請求項２】
再生材に含まれるパルプのアルカリ溶出量が、無機質板に配合されていたパルプのアルカリ溶出量の８０％以下であることを特徴とする請求項１記載の再生材。
【請求項３】
再生材のパルプに固形分が付着しているとともに、固形分の付着量が、重量比として、パルプ：付着固形分＝５０：５０〜３０：７０であることを特徴とする請求項１または２記載の再生材。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれかに記載の再生材が１００メッシュのふるいにかけたときのふるい上残留分であることを特徴とする再生材。
【請求項５】
請求項１ないし３いずれかに記載の再生材が１００メッシュのふるいにかけたときのふるい通過分であることを特徴とする再生材。
【請求項６】
無機質板の原料として、固形分重量で３０％以上の配合が可能とされる請求項１ないし５いずれかに記載の再生材。
【請求項７】
補強繊維としてパルプを使用している無機質板の廃材を、無機質板に含まれるパルプのフリーネスが新品のパルプのフリーネスの５０％以上で、無機質板に含まれる固形分の粒度が１００μｍ以下となるように粉砕することを特徴とする再生材の製造方法。
【請求項８】
ピンミル式の粉砕機により粉砕することを特徴とする請求項７記載の再生材の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし６いずれかに記載の再生材が原料として用いられていることを特徴とする無機質板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、再生材とその製造方法、およびその再生材を用いた無機質板に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、無機質板原料への配合量を増大することができ、マテリアルバランスを保つことができる再生材とその製造方法、およびその再生材を用いた無機質板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無機質板の製造過程において、また現場施工時においては、無機質板の端材や不良品等の廃材が大量に発生している。従来は、これらを産業廃棄物として処理していたが、最近では、資源枯渇、環境保護、およびコストの観点から、これらの廃材を原料として再利用する試みが種々検討されている。
【０００３】
この無機質板の再利用の方法としては、たとえば、無機質板の端材や不良品等の廃材を微細な粉末状に粉砕して再生材とし、原料に配合する方法が一般的に行われている。この方法では、得られる無機質板の強度低下の問題などから、再生材の配合量は最大でも２０％程度に抑えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、製造過程で発生するのに加え、現場から回収される無機質板の端材および不良品等の廃材の発生量を考慮すると、原料への再生材の配合量が３０％程度でないと、再生材量と再利用量とのマテリアルバランスがとれないのが現状である。
【０００５】
そこで、この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、無機質板原料への配合量を増大することができ、マテリアルバランスを保つことができる再生材とその製造方法、およびその再生材を用いた無機質板を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、以下の通りの発明を提供する。
【０００７】
すなわち、まず第１には、この出願の発明は、補強繊維としてパルプを使用している無機質板の廃材を粉砕した再生材であって、再生材に含まれるパルプのフリーネスが上記無機質板に配合されていた新品のパルプのフリーネスの５０％以上で、再生材に含まれる固形分の粒度が１００μｍ以下であることを特徴とする再生材を提供する。
【０００８】
そして、この出願の発明は、上記第１の発明について、第２には、再生材に含まれるパルプのアルカリ溶出量が、無機質板に配合されていたパルプのアルカリ溶出量の８０％以下であることを特徴とする再生材を、第３には、再生材のパルプの繊維分に固形分が付着しているとともに、固形分の付着量が、重量比として、パルプ：付着固形分＝５０：５０〜３０：７０であることを特徴とする再生材を、第４には、この再生材が１００メッシュのふるいにかけたときのふるい上残留分であることを特徴とする再生材を、第５には、この再生材が１００メッシュのふるいにかけたときのふるい通過分であることを特徴とする再生材を、第６には、無機質板の原料として、固形分重量で３０％以上の配合が可能とされる再生材を提供する。
【０００９】
そしてこの出願の発明は、第７には、補強繊維としてパルプを使用している無機質板の廃材を、無機質板に含まれるパルプのフリーネスが新品のパルプのフリーネスの５０％以上で、無機質板に含まれる固形分の粒度が１００μｍ以下となるように粉砕することを特徴とする再生材の製造方法を、第８には、ピンミル式の粉砕機により粉砕することを特徴とする再生材の製造方法を提供する。
【００１０】
加えてこの出願の発明は、第９には、上記いずれかに記載の再生材が原料として用いられていることを特徴とする無機質板を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、上記の通りの特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１２】
この出願の発明者らは、無機質板の端材および不良品等の廃材を用いた再生材の調整について鋭意研究を重ねた結果、「廃材の粉末化＝繊維も固形分も粉末状に粉砕」という従来の観念を拭い去り、廃材中の繊維をできるだけ痛めないように粉砕することで、この再生材を使用して得られる無機質板の強度や生産性への悪影響を低下し、再生材の配合量を３０％程度にまで引き上げられることを見出すに至った。
【００１３】
すなわち、この出願の発明の再生材は、無機質板の端材および不良品等の廃材を粉砕した再生材であって、無機質板に配合されていたパルプと、その他の固形分とに大分したとき、再生材に含まれるパルプのフリーネスが無機質板に配合されていたパルプ、すなわち、新品のパルプのフリーネスの５０％以上で、再生材に含まれる固形分の粒度が１００μｍ以下であることを特徴としている。
【００１４】
ここで、フリーネス（濾水度）とは、繊維の水切れの良さを示す指標であって、値が小さくなるほど繊維の粉砕が進んでいることを示す。そしてこの出願の発明においては、このフリーネスを再生材中のパルプの繊維長分布および比表面積の特性を評価する指標として用いるようにし、この再生材に含まれるパルプのフリーネスが無機質板に配合されていたパルプのフリーネスの５０％以上となるように粉砕することで、廃材中のパルプをできるだけ痛めないように粉砕するようにしている。
【００１５】
また、廃材の粉砕が十分でないと、再生材としての利用は困難となリ、この再生材を利用して製造した無機質板の強度等の特性を著しく低下させることになる。そこでこの出願の発明においては、上記のパルプのフリーネスとともに、再生材中の固形分の粒度が、１００μｍ以下であるように規定を設けている。
【００１６】
これによって、再生材としての利用が好適となり、再生材として無機質板の原料に配合した場合に、新品のパルプのみを用いた場合とほぼ同等の強度を発現させることができ、固形分は主原料として用いるセメント粒子の隙間を埋め、高強度で緻密な無機質板を得ることができるのである。
【００１７】
またこの出願の発明の再生材は、パルプのアルカリ溶出量が、新品のパルプのアルカリ溶出量の８０％以下に抑制されている。パルプから溶出するアルカリ成分はセメントの硬化反応を阻害することが知られているが、この再生材ではアルカリ溶出量が抑制されているため、セメントの硬化反応の進行を促進する効果が得られることになる。
【００１８】
また、以上のようなこの出願の発明の再生材は、パルプに固形分が付着しているとともに、固形分の付着量が、重量比として、パルプ：付着固形分＝５０：５０〜３０：７０の範囲のものとして実現される。再生材のパルプに固形分が付着した状態であるとともに、固形分の付着量を特定の範囲のものとすることで、この再生材を無機質板の原料に配合した場合に、繊維としての特性が十分発現されるとともに、パルプとセメントとの結合力が高められることになる。
【００１９】
さらにこの出願の発明の再生材においては、上記の再生材を１００メッシュのふるいにかけてふるい上残留分とふるい通過分とに分けることで、その各々を新たな再生材として利用することができる。このふるい上残留分は、主として固形分が付着したパルプからなり、新品のパルプと比較して同等以上の補強効果を示す。また、ふるい通過分については、主として固形分からなり、パルプが少ないことで、無機質板以外の異材、たとえば肥料、タイル、レンガ等へ応用することができ、再利用範囲を拡大することができる。
【００２０】
以上のような優れた特性を有するこの出願の発明の再生材は、無機質板の原料として、固形分重量で３０％もしくはそれ以上の配合が可能とされる。従来は、固形分重量として２０％を超える配合では、得られる無機質板の強度等の物性を著しく劣化させていたが、この出願の発明の再生材によって３０％程度の配合が可能となり、再生材量と再利用量とのマテリアルバランスをとることができる。
【００２１】
そしてこの再生材が原料として用いられている無機質板は、従来の再生材を用いたものよりも強度等の特性に優れ、また新品の材料のみを用いた無機質板にもひけを取ることはない。
【００２２】
以上のこの出願の発明の再生材は、無機質板の廃材を、無機質板に含まれるパルプのフリーネスが５０％以上で、無機質板に含まれる固形分の粒度が１００μｍ以下となるように粉砕することで製造することができる。
【００２３】
一般に、粉砕は、固体に圧縮（押す）、衝撃（たたく）、剪断（切る，折る）あるいは摩砕（擦る，すりつぶす）等の外力を与えて破壊し、元より粒径の小さな粒または粉にすることを言い、汎用されている粉砕機には、これらの外力を複合して粉砕を行うものが多い。そして、従来の再生材の製造においては、無機質板の廃材の粉砕装置としては、回転衝撃式粉砕ロータの中高速のものであって、圧縮および剪断力により粉砕するハンマーミルが広く用いられている。しかしながら、この出願の発明においては、上記のとおりの粉砕を行うために、衝撃および摩砕力による粉砕によって繊維が切断されるのを最小限に押さえ、かつ高い離解・分散効果が得られるピンミル式の粉砕機を用いることが好適な例として示される。このピンミル式の粉砕機によると、粉砕による温度上昇が少なく、粉砕品の粒度分布がシャープであって、粉砕粒度選択が容易になるという利点をも得ることができる。これによって、フリーネスドロップ（フリーネス値の低下）が抑制されるために、無機質板に含まれるパルプのフリーネスを無機質板に配合されていた、新品のパルプの５０％以上とすることができ、また固形分の粒度が１００μｍ以下となるように粉砕することができる。
【００２４】
以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この出願の発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００２５】
【実施例】
（実施例１〜３）
補強繊維としてパルプを使用している無機質板の製造過程で発生した端材を、ピンミル式粉砕機で粉砕して再生材を作製した。なお、この再生材の一部から繊維分を回収してフリーネスを測定したところ、新品のパルプのフリーネスの５０％以上であった。また、固形分については、平均粒径が１００μｍ以下で安定していることが確認された。
【００２６】
比較のために、従来の通り、ハンマーミル式粉砕機で粉砕して再生材を作製した。この場合の再生材の一部から繊維分を回収してフリーネスを測定したところ、新品のパルプのフリーネスの４０％以下であった。また、固形分については、平均粒径が１００μｍを超え、大きいものでは数ｍｍのものが含まれていた。
【００２７】
これらの再生材を原料中に０〜３０％配合してスラリーとし、抄造法により成形して脱水プレスにより加圧成形したのち、自然養生および１７０℃のオートクレーブ養生を行って無機質板を製造した。
【００２８】
これらの無機質板について、生産性、曲げ強度、耐久性を調べ、その結果を表１に示した。耐久性については、ＡＳＴＭ−Ｂ法による耐凍害性試験を行った後の、無機質板の膨潤度を調べることで評価した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
従来の再生材を用いた場合には、再生材の配合量は２０％以下の場合に生産性および強度、耐久性の良い無機質板が得られるのに対し、この出願の発明の再生材を用いた場合には、配合量を３０％とした場合であっても生産性および強度、耐久性の良い無機質板を得ることができることがわかった。
（実施例４）
実施例１〜３と同様にピンミル式粉砕機で得られた再生材を１００メッシュのふるいにかけ、ふるい上に残った部分（以下、再生材繊維分という）を回収した。
【００３１】
この再生材繊維分と、新品のパルプのアルカリ成分の溶出度を調べ、その結果を図１に示した。この再生材繊維分のアルカリ溶出度は、新品のパルプの８０％以下であることが確認された。
【００３２】
これらの再生材繊維分と、新品のパルプとを用いて無機質板を作製したところ、新品のパルプを用いた場合に比べ、再生材繊維分を用いた場合の方が無機質板の硬化度合いが速いことが確認された。
【００３３】
また、再生材繊維分と新品のパルプとを用い、十分に硬化させて無機質板を作製して、その引張り強度を測定した。その結果を図２に示した。図２より、この出願の発明の再生材は、再生材繊維分だけを用いても、新品のパルプを用いたのと同等の引張り強度の向上効果が得られることが示された。
（実施例５）
実施例４で得られた再生材繊維分を熱分析し、その結果から繊維成分の重量とセメント等固形成分の重量とを算出して結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
この出願の発明の再生材における再生材繊維分には、繊維のみならず、固形分が付着するなどして含まれていることがわかった。
（実施例６）
実施例１〜３と同様にピンミル式粉砕機で得られた再生材を１００メッシュのふるいにかけ、ふるいを通過した部分（以下、再生材固形分という）を回収した。
【００３６】
この再生材固形分を用いて無機質板を作製し、引張り強度を測定した。その結果を図３に示した。
【００３７】
また、比較のために、従来の再生材を用いて同様に無機質板を作製し、引張り強度を測定した。
【００３８】
図３より、この出願の発明の再生材固形分を用いた無機質板は、配合量が４０％の場合であっても引張り強度が５ＭＰａ超過と、優れた強度向上効果を有することが示された。
【００３９】
もちろん、この出願の発明は上記に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この出願の発明によって、無機質板原料への配合量を増大することができ、マテリアルバランスを保つことができる再生材とその製造方法、およびその再生材を用いた無機質板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】再生材繊維分とパルプのアルカリ溶出度を例示した図である。
【図２】再生材繊維分とパルプを配合した無機質板の引張り強度を例示した図である。
【図３】再生材固形分と従来の再生材を配合した無機質板の引張り強度を例示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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