(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙細断機に古紙材と水とを投入して撹拌し、前記古紙材を細断して古紙パルプ材とする工程と、
ポリスチレン樹脂を塩化メチレン系有機溶剤にて溶解した溶液中に前記古紙パルプ材を投入、撹拌して繊維分散液とする工程と、
前記繊維分散液と、黒鉛、及び無機溶液からなる硬化剤を真空撹拌機に投入、粘性が出るまで均一に撹拌した混合物を生成する工程と、
前記混合物を所定形状の型に注入しプレス機で圧縮成型する際に通電用の端子を装着して成型し、水分及び前記塩化メチレン系有機溶剤分を除去した成型品を生成する工程と、
前記成型品を乾燥させて形成する工程とを有することを特徴とする不燃性発熱体人工木材の製造方法。
【請求項２】
前記古紙パルプ材と前記ポリスチレン樹脂分との混合比率（重量）は、７０：３０から６０：４０の範囲であることを特徴とする請求項１記載の不燃性発熱体人工木材の製造方法。
【請求項３】
前記無機溶液からなる硬化剤は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化コバルト、塩化ベリリウム、塩化ルビジウム、及び塩化臭素を混合した溶液であることを特徴とする請求項１記載の不燃性発熱体人工木材の製造方法。
【請求項４】
古紙細断機に古紙材と水とを投入して撹拌し、前記古紙材を細断して古紙パルプ材とする工程と、
ポリスチレン樹脂を塩化メチレン系有機溶剤にて溶解した溶液中に前記古紙パルプ材を投入、撹拌して繊維分散液とする工程と、
前記繊維分散液と、黒鉛、及び無機溶液からなる硬化剤を真空撹拌機に投入、粘性が出るまで均一に撹拌した混合物を生成する工程と、
前記混合物を所定形状の型に注入しプレス機で圧縮成型する際に通電用の端子を装着して成型し、水分及び前記塩化メチレン系有機溶剤分を除去した成型品を生成する工程と、
前記成型品を乾燥させて形成する工程とを有する製造工程により製造されたものであることを特徴とする不燃性発熱体人工木材。
【請求項５】
前記古紙パルプ材と前記ポリスチレン樹脂分との混合比率（重量）は、７０：３０から６０：４０の範囲であることを特徴とする請求項１記載の不燃性発熱体人工木材。
【請求項６】
前記無機溶液からなる硬化剤は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化コバルト、塩化ベリリウム、塩化ルビジウム、及び塩化臭素を混合した溶液であることを特徴とする請求項４記載の不燃性発熱体人工木材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙材を主成分とする人工木材に関し、特に、不燃性発熱体人工木材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、古紙材を利用した人工木材としては、先ず、古紙材を粉砕し、得られた粉体状の古紙材３０に対して樹脂分７０の割合で混合し、この混合物を加熱溶融し、固化していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の方法によって製造された人工木材は、古紙材に対する樹脂分の割合が多いことから、樹脂としての性質が強く、従って天然の木材よりも重量が重くなり、釘打ち、切断等その加工性も木材に比べて著しく悪いという欠点があった。
【０００４】
また、古紙材の混合割合が少ないことから、古紙材のリサイクルという面においても十分でなく、古紙材よりも価格的に高い樹脂分を多く使用することから、最終製品としての価格も高いものにならざるを得なかった。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の古紙の利用率の低さ、ならびに製品の品質の低さという問題点を解決し、高い割合で古紙材を含有するとともに、従来の古紙再生製品には見られない特異な性質として通電による発熱効果を有する不燃性発熱体人工木材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、古紙細断機に古紙材と水とを投入して撹拌し、前記古紙材を細断して古紙パルプ材とする工程と、ポリスチレン樹脂を塩化メチレン系有機溶剤にて溶解した溶液中に前記古紙パルプ材を投入、撹拌して繊維分散液とする工程と、前記繊維分散液と、黒鉛、及び無機溶液からなる硬化剤を真空撹拌機に投入、粘性が出るまで均一に撹拌した混合物を生成する工程と、前記混合物を所定形状の型に注入しプレス機で圧縮成型する際に通電用の端子を装着して成型し、水分及び前記塩化メチレン系有機溶剤分を除去した成型品を生成する工程と、前記成型品を乾燥させて形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記古紙パルプ材と前記ポリスチレン樹脂分との混合比率（重量）は、好ましくは７０：３０から６０：４０の範囲である。
【０００８】
また、前記無機溶液からなる硬化剤としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化コバルト、塩化ベリリウム、塩化ルビジウム、及び塩化臭素を混合した溶液を使用することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、古紙細断機に古紙材と水とを投入して撹拌し、前記古紙材を細断して古紙パルプ材とする工程と、ポリスチレン樹脂を塩化メチレン系有機溶剤にて溶解した溶液中に前記古紙パルプ材を投入、撹拌して繊維分散液とする工程と、前記繊維分散液と、黒鉛、及び無機溶液からなる硬化剤を真空撹拌機に投入、粘性が出るまで均一に撹拌した混合物を生成する工程と、前記混合物を所定形状の型に注入しプレス機で圧縮成型する際に通電用の端子を装着して成型し、水分及び前記塩化メチレン系有機溶剤分を除去した成型品を生成する工程と、前記成型品を乾燥させて形成する工程とを有する製造工程により製造されたものであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる不燃性発熱体人工木材の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。なお、この明細書において「古紙」とは、新聞、雑誌、電話帳等の多種の形態をなす使用済みの紙もしくは紙製品を指す。
【００１１】
図１において、インペラー２を備えた解離タンク１内には所定量の水が収容されており、この水の中に古紙が投入される。解離タンク１内において水中に浸漬された状態で古紙の紙質が膨潤した状態になったとき、インペラー２の作用で紙質の細断が行われ、繊維質が解離されて綿状になった繊維分散液が得られる。
【００１２】
一方、溶解タンク３内には、ポリスチレン樹脂の廃材等からなるポリスチレン材を有機溶媒に溶解したポリスチレン溶液が収容されている。有機溶媒は、ポリスチレン樹脂を溶解し得るものであればよく、塩化メチレン系有機溶媒、例えば塩化メチレン、トリクロロエチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロェチレン(パークロロエチレン)等、及びこれらの混合物が使用される。これらの有機溶媒は、比重が１．３〜１．６、沸点が４０〜１２０℃程度であり、取り扱いが容易である。
【００１３】
解離タンク１で得られた繊維分散液と、溶解タンク３で得られたポリスチレン溶液は、次の真空撹拌機４内に導入される。古紙パルプ材と前記ポリスチレン樹脂分との混合比率（重量）は、好ましくは７０：３０から６０：４０の範囲である。
【００１４】
また真空撹拌機４内には、天然黒鉛と無機薬品溶液とが同時に供給される。天然黒鉛は、本発明で得られる製品に導電性を与えるために添加される。
【００１５】
これらの各成分を真空撹拌機４内で撹拌することにより、古紙の綿状繊維の中に残留するセルローズ質に、溶解したポリスチレン樹脂が結合し、強固な組織を形成する。また、同時に添加された無機薬品溶液は、このセルローズ質とポリスチレン樹脂との結合をより強固なものとする硬化剤の作用をなす。また、この無機薬品溶液は、耐熱性、電気的抵抗をを向上させる作用をも有する。
【００１６】
このような無機薬品の例としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化コバルト、塩化ベリリウム、塩化ルビジウム、及び塩化臭素の混合液が挙げられる。
【００１７】
真空撹拌機４内で均一に練り合わされた各成分は、ある程度の粘性を示すペースト状の混合物となる。この混合物は、次のプレス機５に送られ、鉄枠の型内で均一に伸ばされ、板状に形を整えられて圧縮、成型される。またプレス機５には、成型物の相対向する端面において、通電のための端子が取り付けられる。この圧縮で絞り出された液体成分（水、有機及び無機溶媒など）は回収される。
【００１８】
プレス機５で成型された成型物は、次の乾燥機６に送られ、４０〜７０℃の温度で５〜６時間乾燥される。この乾燥により、成型物はソフトな感じで軽い木材にきわめて類似した状態となる。
【００１９】
このようにして得られた不燃性発熱体人工木材の外観を図２に示す。図２において、符号１０は板状に成型された不燃性発熱体人工木材、１１、１２はそれに取り付けられたプラス側及びマイナス側の通電用端子である。
【００２０】
なお、プレス機５における成型時に端子を取り付ける代わりに、成型後、所定の箇所にクリップ状の端子を取り付けることも可能である。
【００２１】
以下に示した条件での実際の製造実施例を説明する。
図１に示した装置において、解離タンク１内に収容した水１１，４００ｃｃ中に６０５ｇの古紙を投入し、インペラー２を１４０ｒｐｍで１０分間、ついで３２０ｒｐｍで１０分間撹拌して繊維分散液とした。一方、溶解タンク３内で、ポリスチレン樹脂６０５ｇを１５１５ｃｃの有機溶媒に溶解してポリスチレン樹脂溶液とした。
【００２２】
この繊維分散液及びポリスチレン樹脂溶液を真空撹拌機に供給し、さらに天然黒鉛１５１５ｇ及び無機質溶液（商品名「トミゲル」）８２ｃｃを添加して１．５時間撹拌した。この混合液を、鉄枠内に充填し、下記の条件でプレスして、５００×５００×２８ｍｍの板状に成型した。
１回目プレス重量：１１４．１２ｋｇ
２回目プレス重量：８０．８２ｋｇ
３回目プレス重量：２５７．７２５ｋｇ
合計プレス重量  ：４５２．６６５ｋｇ
【００２３】
次に、プレスされた板を下記の条件で連続乾燥した。
乾燥温度    乾燥時間
４０℃      ２時間
６０℃      ３時間
７０℃      １時間
７０℃    １５時間
８０℃      ２時間
得られた不燃性発熱体人工木材のサイズは４８５×４８５×２４ｍｍ、重量は２７４８ｇであった。
【００２４】
このようにして製造された不燃性発熱体人工木材板に対して通電試験を行った。通電の条件を下記に、その結果を図３及び図４の表に示す。
（図３の表の条件）
形状：            １９６×１４５×１８ｍｍ
室温：            ２６．５℃
湿度：            ５３％
通電時間：        ６０分
（図４の表の条件）
形状：            ３００×２９７×２７ｍｍ
室温：            ２５．２℃
湿度：            ４１％
通電時間：        １２０分
【００２５】
図４の表からわかるように電圧１５Ｖ、消費電力約３０Ｗの少ない電力で本不燃性発熱体人工木材は、１０分後には約２５℃の温度上昇があり、非常に効率の良い発熱体であることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明の不燃性発熱体人工木材は導電性を有しているとともに、成型が容易であり、防水性も高いことから、下記のような用途を含む広汎な用途に適用できる。
１：  融雪、凍結防止の目的で屋根材、道路の下地。
２：  農業用ビニールハウス内の暖房。
３：  家屋の床、廊下、風呂場の暖房。
４：  駐車場敷地内の暖房。
５：  鉄道におけるポイントの融雪、凍結防止。
６：  バスタブ、便座。
このような用途では、山間部その他の電力供給が困難な場所においても、ソーラーシステムの発電量で十分にまかなえる。従って標識、信号機等の融雪にも最適である。
【００２７】
また古紙材の使用割合が高いことから、古紙材のリサイクルを促進することができる。また木材同様の剛性と、釘打ちやカンナがけ、のこぎり引き等が容易であるという高い加工性を有し、価格的にも安価に製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態において使用された不燃性発熱体人工木材を製造する装置を示す説明図である。
【図２】本発明の不燃性発熱体人工木材の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の不燃性発熱体人工木材板に対して１５Ｖの通電試験を行った結果の表である。
【図４】本発明の不燃性発熱体人工木材板に対して２０Ｖの通電試験を行った結果の表である。
【符号の説明】
１          解離タンク
２          インペラー
３          溶解タンク
４          真空撹拌機
５          プレス機
６          乾燥機
１０        不燃性発熱体人工木材板
１１、１２  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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