(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙を離解して古紙パルプスラリーをつくり、次いで該古紙パルプスラリーに非ホルムアルデヒド樹脂エマルジョンであるアクリル・スチレン樹脂エマルジョンと凝集剤を加えてパルプの表面で非ホルムアルデヒド樹脂を凝集沈澱させ、次いでこの系を濾過して分離した水を取り除き、濾過して得られたケーキを更に、プレスして出来るだけ水を除いた後、乾燥することを特徴とする古紙を用いた再生木材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁、床、天井、梁、柱、建具、家具等に使用出来る板状、柱状等の再生木材を古紙から安価に製造する方法に関する。なお、明細書中の「非ホルムアルデヒド樹脂」の用語は、ホルムアルデヒドを含有しない樹脂を言う。
【０００２】
【従来の技術】
ＪＩＳＡ−９５０５繊維板は、木材チップを原料に、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノール樹脂等を接合剤として、ホットプレスを用いて板状に成型したものである。その際結合剤として使用する、尿素樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノール樹脂等はホルムアルデヒドと縮合して得られた樹脂であるので、残存するホルムアルデヒドが、シックハウス症候群や化学物質過敏症を引き起こす有害物質として問題となっている。
非ホルムアルデヒド樹脂としては、水性高分子−イソシアネート系木材接着剤が合板関係に一部使用されているが、高価格の為普及していない。
古紙からリサイクルボードを作る報文としては、静岡県富士工業技術センターや大分県産業科学技術センター、森林総研等から多数出ているが、いずれも乾式法で、新聞古紙を解繊したものに建築廃材チップを混ぜたものやポリエチレンラミネート加工紙をスリットしたものに、接着剤なし或いはフェノール樹脂粉末を混ぜたり、或いはリグニンをオゾン酸化したものを結合剤として、高温高圧でホットプレスしてボードを作っている。
湿式法によるリサイクルボードを作る特許としては、特公平６−４３６８０があるが、これはパルパーかす、スクリーンかす、クリーナーかす、粉末スラッジ等の製紙廃棄物に大量の水を加え解砕して２〜４％の水性廃液にし、これに結合剤の熱硬化性フェノール系樹脂及び耐水剤のパラフィン系エマルジョンを混合し、一次成型機で脱水（第１段階面圧５〜１０ｋｇ／ｃｍ２ 、第２段階面圧１０〜３０ｋｇ／ｃｍ２ の２段階）、二次成型機は１７０〜１８０℃、約２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２ のホット多段プレスを用いて硬質繊維板を製造する特許である。
これに対し本発明の方法は、非ホルムアルデヒド樹脂エマルジョンを用い、超高温、超高圧のホットプレスを用いないで古紙より再生木材を製造する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
木の組成は一般にパルプ５０％、リグニン３０％、ペントザン１５％よりなり、製紙用パルプ製造は亜硫酸法では亜硫酸石灰を亜硫酸水溶液に溶解した溶液で、サルフエート法では苛性ソーダと硫化ナトリウムの混合液を用いて、リグニン、ペントザンを溶解除去してパルプのみを残すものである。
本発明は、リグニン、ペントザンの代わりに樹脂を結合剤として古紙パルプを固めて木材に戻す考えから出発した。
その場合、▲１▼前述の特許のような１７０〜１８０℃、約２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２ といった超高温、超高圧のホットプレスを使用しない。▲２▼尿素樹脂、尿素メラミン樹脂、フェノール樹脂等のホルムアルデヒドを含む接着剤を使用しない製造方法を考えた。
発明者等の試験・研究によれば、古紙パルプスラリーに樹脂エマルジョンを混合したものをプレスして水を絞ると、有効な樹脂エマルジョンが廃水の方へ出てしまい、ケーキ中に残った樹脂エマルジョンも毛細管現象でケーキの表面へ表面へと移行していき、ケーキ乾燥後得られる成型品は表面が黒く硬く、中央部は樹脂分が少なく、脆く、曲げ強度の低いものしか得られなかった。
本発明の課題は、有害物質を含まない再生木材を古紙を原料として安価に、比較的簡単な手段で製造する方法を提供するにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく検討を進めた結果、古紙パルプスラリーに樹脂エマルジョンを混合後、凝集剤を少量添加してパルプの表面でエマルジョンを破壊して樹脂を凝集させて、パルプ、樹脂混合物を沈澱させ、この系を濾過脱水後得られたケーキを乾燥すれば曲げ強度の強い再生木材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。  即ち、本発明は古紙を離解して古紙パルプスラリーをつくり、次いで該古紙パルプスラリーに非ホルムアルデヒド樹脂エマルジョンであるアクリル・スチレン樹脂エマルジョンと凝集剤を加えてパルプの表面で非ホルムアルデヒド樹脂を凝集沈澱させ、次いでこの系を濾過して分離した水を取り除き、濾過して得られたケーキを更に、プレスして出来るだけ水を除いた後、乾燥することを特徴とする古紙を用いた再生木材の製造方法である。
【０００５】
【実施の態様】
原料の古紙としては特に限定されず、新聞紙、段ボール、オフィス紙、雑誌、更にこれらに広告が混ざったものや、シュレッダーに掛けた繊維の短いもの等、広い範囲のものを使用でき、リサイクル率の低い低級古紙を利用出来る。
例えば、古紙４〜５部、水１００部をパルパーに投入して３０〜９０分高速攪拌して古紙パルプスラリーを作る。次いでこのスラリーを混合釜に移し、非ホルムアルデヒド樹脂エマルジョンを加える。非ホルムアルデヒド樹脂としては特に限定されず、合成樹脂及び天然樹脂から自由に選べるが、アクリル・スチレン樹脂エマルジョンを用いた成型品は、特に耐水性良好で曲げ強度大で優れた再生木材が得られた。
凝集剤としては、アルミニウム、鉄等の２価以上の金属イオンをもつ塩、例えばポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、明礬等が使用できる。
樹脂エマルジョンとしてカチオン系も使えるが、この場合は凝固剤として少量のアルカリを添加する。
濾過助剤を系に加えると、濾過脱水が容易となり短時間でケーキが得られる。濾過助剤としては、珪藻土やセピオライトが使用できる。
混合割合の一例を示すと、固形物換算で、パルプ７０〜８０部、濾過助剤２０〜３０部、樹脂２０〜３０部、凝集剤０．０５〜０．２部が好結果を得た。混合の順番は任意に選べる。古紙パルプの一部をシラスバルーンのような無機充填材やセメント等に置換えることもできる。
次に、凝集物スラリーから水を濾過して出来るだけ取り除く方法の一例（バッチ式）を、図１に示す。濾布コンベアー（１）の上の型枠（２）の中に凝集物スラリーの所定量を流し込む。濾布コンベアーの下のサクションボックス（３）により水を吸引脱水する。上から脱水プレス（４）が下りてきて低圧で加圧脱水する。固形分１５〜２０％迄脱水される。成型品（５）は型枠（２）と脱水プレス（４）が上に上がった後に濾布コンベヤー（１）によりＡの位置に移動する。次いで、成型品（５）は減圧を利用した吸着移動装置（６）により台車の上に積み上げられ、乾燥室で乾燥して所望の再生木材が製造される。
濾過前に弁柄等の無機顔料を系に少量添加しておくと、木材の色に近似した成型品が得られる。
天然木ツキ板や木目模様を印刷した紙を成型品（５）の表面に貼り付けて化粧することも出来る。また、再生木材の強度を上げるために、寒冷紗、プラスチックネット、金網、不織布等の網状や繊維状物質を再生木材の中に挟み込んだり、表面に貼ったりすることも出来る。更に針金や鉄筋も入れられるが、この場合は鋸引が出来ない。
本発明の再生木材は、スラリーを流し込む型枠の形状を変えることによって、板状、柱状に限定されず、所望の形状、大きさのものを比較的自由に成型できる。
実施例２では、図１に示すバッチ式の製造方法を採用したが、参考例と図２に示す連続式の製造方法を採用することもできる。
【０００６】
【実施例１】
水１００部とシュレッダーに掛けたオフィス古紙４、５部をパルパーに投入し、１．５時間離解した古紙パルプスラリーを攪拌機付混合釜に移す。次いで、セピオライト１〜１．５部、５５％アクリル・スチレン樹脂エマルジョン２．５〜３部、硫酸アルミニウム０．０５〜０．１部を加えて１０分間攪拌した。この系をフィルタープレスを通して水を除いた。最終７ｋｇ／ｃｍ２ 迄加圧して水が出なくなったところで、濾過残渣を取り出した。固形分１８〜２２％。これを８０〜１１０℃で乾燥してリサイクルボードを得た。性能は下記のとおりであった。
厚さ  １５ｍｍ
密度  ０．３１ｇ／ｃｍ３  
曲げ強度  ８．４Ｎ／ｍｍ２
【０００７】
【実施例２】
水１００部、新聞古紙４部を１時間パルパーに掛けて離解し古紙パルプスラリーを得た。次に攪拌機付混合釜に移し、固形分５０％のアクリル・スチレン樹脂エマルジョン２．５〜３部、米国産珪藻土（商品名セライト）１〜１．５部、弁柄０．０５〜０．０８部、ポリ塩化アルミニウム０．０５〜０．１部を加えて攪拌した。得られた固形分６％の凝集物スラリー１００ｋｇを図１の３尺×６尺の型枠（２）に流し込んだ。深さ約６０ｍｍ。次に、減圧４００ｍｍＨｇのサクションボックスにより水を吸引脱水すると同時に脱水プレス（４）の上定盤を下げて１０ｋｇ／ｃｍ２ で圧締した。次に上定盤を上げ濾布ベルトが動き成型品はＡの位置迄移動する。吸着移動装置（６）により台車に移される。１１０℃で乾燥後の製品は３尺×６尺×厚７ｍｍ。物性は
厚さ  ７ｍｍ
密度  ０．４２ｇ／ｃｍ３
曲げ強度１２．６Ｎ／ｍｍ２ であった。
これはＪＩＳ５９０５繊維板中ＭＤＦ５タイプ（密度０．３５〜０．８０ｇ／ｃｍ３ 曲げ強さ５．０Ｎ／ｍｍ２ 以上）に相当する。
ＭＤＦはホルムアルデヒドの放出が問題になるが、本発明品はその恐れはなく、環境にやさしい製品が得られる。
【０００８】
【参考例】
連続抄造方式の例を図２に示す。水１００部、雑誌古紙４、５部をパルパーに投入し、１時間離解後得た古紙パルプスラリーに、ロジン−ペンタエリスリトールエステルの乳化物（固形分５０％）２．５〜３部、中国産セピオライト１〜１．５部、硫酸アルミニウム０．０５〜０．１部を加えた凝集物スラリー（７）を槽（８）に満たす。この凝集物スラリーは濾布ベルト上に送られる。濾布ベルト（９）の下に多数のサクションボックス（Ｓ）を設けて４００ｍｍＨｇの減圧にて吸引する。凝集物スラリー（７）中の固形物は濾布ベルトの上に次第に吸着積層し、所定の膜厚になって槽（８）から出て来る。この固形物は多数のローラープレスとサクションボックスにより更に水を絞り取り、切断乾燥後製品とする。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、有害物質を含まない再生木材を、古紙を原料として安価に且つ高温・高圧を使用しない比較的簡単な操作で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバッチ式の製造方法の説明図。
【図２】本発明の連続式の製造方法の説明図。
【符号の説明】
１濾布コンベヤー
２型枠
３サクションボックス
４脱水プレス
５成型品
６吸着移動装置
７凝集物スラリー
８槽
９濾布ベルト
Ｓサクションボックス
【図１】
0003849962.tif 000002
【図２】
0003849962.tif 000003