平成8年度 研究報告 大分≠産業科学技術センター

木質系廃棄物各こよるポ叫㌍①研究−ポー ㌍性能に及ぼすスラ ッジの影響−】
中原 恵，大内 成司
材料開発部

Sしuゴさ・●つriミミiミiミ：ミご＄さ−翫ぷ−・dご．㌣さ濾恥山王；・basこ．j＊ユニミこS−Im別Ⅶenee OぞPape㌢−S且盈gも0増血e Boa，Pd S七㌘eng七b−

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習aterまalDevelopmen七Division
要旨
産業廃棄物による環境破壊や有用資源の枯渇化が進み）廃棄物のリサイクルや資源の有効利用の必要性が叫ばれている．これまで，木材加工や建築解体に伴って発生する木廃材や再生利用に陰りのみえる古紙の新たな再生利用技術についてク エコ・マテリアルとしての木質ボード開発に取り組んできたが，本研究では，このボード製造において木廃材小片を成型固化させる古紙パルプを得る技術としてき これまでの薬品による古紙再生技術に代わって蒸煮爆砕処理を試み，その際にパルプに混入するスラッジが木質ボードに与える影響について検討したので報告する．
その結果，古紙に含まれるスラッジはボードの曲げ性能に著しい影響は及ぼさないことを確認した。また，実際に数種の古紙について蒸煮爆砕処理を行い，それを用いて木質ボードを製造したが，やはり影響は認められなかった。
さらに，今回用いた蒸煮爆砕台紙パルプのうち巨額械パルプを主体とする新聞古紙パルプを用いたボードは，他の古紙パルプに比べてすぐれた曲げ性能を示した．

1緒言

開発が求められている．

これまで焼却や埋め立て処分されることが多かった木

そこで，前年度まで「エコ。マテリアルの開発研究」

廃材も，最近では小片や繊維に形を変えてタ いろいろなとして古紙パルプと廃木材小片による接着剤を漆如しなボードに利用されてきている。しかし，これらのボード

い木質ボードの製造技術とその性能について検討してきた。1〉j2）の多くが接着剤で固化され，その接着剤等によって引き起こされるホルマリンによる異臭は今日大きな住環境問

今回は，ボードの成型固化に必要な古紙パルプを効率

題となっている，また，これらは近い将来には再び廃棄的に得るために，古紙再生工程において爆砕処理技術を物と化すため，ゼロ。エミッションに向けた新たな技術活用することを検討した（ぎig．1）．

こ．二 ∴（A） 」 jq去フ」＝〇
パルノりこよる溶解（軟化・分散）アルカリ添コロ

熟成タワ帽

＝⇒蔓皿
フ⊂巨−テ一夕ー（液の浸透・分掌）（インクカ除去）スクリーン

F∈≡≡∋（B）」」⇒

ニー≡声コ＝⇒〔
箆＝去妻 ′ム」「サイレンサ【再蕉∈

水への浸潰
茶寮・爆砕

Fj9．1Re9enera七うon process oデ軸aS七epaper（A）Chemヰcalregeneratうon process（B）S七eam expてosう∀e generatうon process

ーーニニ一匹互

漂白処理（異物・活力コ物の除去）

界雷活性軌深沈

蒸気⊂∈：∃漂白剤深加平成8年度 研究報告 大分県産♯科学技術センターこれまで，古紙再生パルプとスラッジはタオフィス古の木材小片の中から分級によって12′〜24メッシュのもの

紙から再生紙トイレットペーパーを製造している県内製を用いたさ また，材料比較のために，12〜24メッシュの紙企業から提供いただいてきたが，これらは再生工程に竹材小片も用意した．

おいて薬品や界面清性割によって古紙の軟化やパルプ分2。3 材料の調整

散タ インク等の除去，スラッジの分離，さらにパルプの2，3．1スラッジの混入漂白という工程を経たものである．しかし，ボード製造

古紙スラッジは湿式成型の隙に均一に分散されずに沈に使用するパルプをこは必ずしもインク等の除去やパルプ殿しやすいため，スラッジに少量の水を加え，ボールミ漂白の必要性はないと考えられる．

ルにより20分間微粉砕してスラリー状にした後，所要割

一方，爆砕処理は，高温高圧蒸気を使用するために省合の古紙パルプを混合してさらに5分間微粉砕した。これ

エネルギーの観点からは問題は残るがタ薬品を用いずには，スラッジを均一に分散させるためのものである．な

短時間で古紙を再生できるため，薬品回収や廃液処理，お，ボールミル微粉砕によって古紙再生パルプが損傷等処理時間の点で大きなメリットになりタボードへの古紙を受ける可能性が高いが，スラッジの影響を調べること再生利用における廃液処理等設備投資の節約や製造工程を旨としたため，本実験における全てのパルプに同一条の効率化が期待できる，件の微粉砕処理を行うことにより無視した。

爆砕処理では古紙スラッジを包含したままのパルプ原2，3．2 古紙の蒸煮爆砕料となる。古紙スラッジは，本来墳料やサイズ割として水に浸漬しておいた短冊状のPPCコピ岬古紙，新聞古紙，混入されている無機物や微細な繊維からなる産業廃棄物

コーヒーフィルター端材を（株）日阪製作所製の蒸煮爆砕であり，これをパルプと分離せずに再生利用できれば産装置を用いてタ それぞれ2000C，1。5貯aで5分間蒸煮し爆業廃棄物の低減と歩留まりの向上につながる．そこでク砕したものを乾燥した．

古紙再生パルプ中に含まれる灰分等スラッジがボードに2．4 ボードの製造どのような影響を及ぼすかという点について検討した．

2Q卑，て スラッジ混入ボードの製造スラッジの影響を調べるために，Tablelに示すように，古紙再生パルプ（あるいはパルプ＋スラッジ）と木材小片

2 実験方法2．2 供試材料の混合割合を全乾重量比で2：8とし，パルプに対するス

2．㌢て ■古紙再生パルプ∫ スラッジ

ラッジの割合を全乾重量比で0，H㌔2甘 30タ40％の5条県内の再生紙製造企業から提供されたもので，オフィ件とした。なお，ボ】ドは密度0。7g／cm3に設定した。

ス古紙から薬品処理によって再生されたトイレットペー

ボードの製造には，これまでに用いてきたファイバーパー用パルプとその暗に分離されたスラッジを用いたpボード湿式法を用いた。まず，古紙再生パルプ（あるいは2．2。2 爆砕古紙パルプパルプ＋スラッジ）を水中に均一に分散させき その中に木爆砕処理再生試験のために〉 同一全乾重量のPPCコピー

材小片を混入した後タ フオーミングして脱水し，ホット古紙夕新聞古紙，コーヒ脚フィルター端材を用意し，短プレスにより厚さ用mのディスタンスピースを挟んで160冊状に切断して水に浸漬しておいたむ また，供試材料中0Cで20分間熱圧し，厚ざ10！弧ヲ 300m角のボードを製造しの灰分を8時間の500◇C強熟により測定した．

■二，

2．2．3 二木竹廃材

2．卑．2 蒸煮爆砕パルプによるボード製造

建築廃材等から製造されたパ山テイクルポ叫ド心層用

蒸煮爆砕によって再生した原料を木材小片と2：8で混合

TablelÅsh co紙e鴎うn七he輝aSt印aPerS
古紙の種類 ‡9．loss

如編

考オフィス古紙T再生パルプースラッジ

53％ 47％ Slプ具1フCa等
7％PPCコピー古紙

上質紙（爆砕〉

上質紙

93％

7％PPCコピⅦ古紙

塗工紙

73％

27％カレンダー古紙

新 聞 紙

95％

5％ 新聞古紙王g．loss66．Ow七駕Ig．loss13．3wt㌔

Ash 9．山t㌔

触h ll．7㈲七鴛Fうg．：Ash ccntentうn a chemうcalgene「a七「〇n P「OCeSS

w22−平成8年度 研究韓尊 大分県産業科学技術センター

Tableニ 亡ombうnatlcln Of waste materlals

Slag／Pulp

0／100 用／80 20／80 30／7D 40／6D

W00dparもうcle（w七％）Pulp
P〕1pslag （wt％）

田田

4

田田

（Ashcon七en七；W七％） 2・4 3．て 3．さ ヰ．5 5．2
し，2。4．ほ同様の製造方法でボードを製造した．
2．5 ボードの性能試験◆ Wood pa「tjcてe製造したボードから長さ200mm，幅50mmの試験片を作製

蜜 Bamboc parいcle

し，JiS A5908に準拠して曲げ強度試験を行った。

用2030
Slag／pulp conten七（w七％）3 結果及び考察
3．1古紙申の灰分割合

Fうg．3Effect of slagpuIp contentin the

古紙中の灰分割合をTablel，Fig．2に示す．紙の種類

board

によって灰分の含有割合が大きく異なりタ 用途に応じて

MOR：Modulus of ruptureうn bendlng

填料やサイズ剤を適宜添加してあることがうかがえる。
オフィス古紙には約2割の灰分が含まれておりタ これまで使用してきた古紙再生パルプにはスラッジを除去しているにもかかわらず，その半分きつまりパルプ中にその1割強の灰分が含まれていることを確認した。また，
オフィス古紙全体のり細ミ産業廃棄物として排出されるス◆ラッジであり｝ その中に5割弱が灰分で，ほぼ同じ割合■旨・・・・＿

で微細繊維やインク等が含まれていることがわかる．

一策・−−・一＿．

3．2 スラッジ混入ボードの性能
次にタ 古紙パルプに対するスラッジ混合割合を変化させて製造した木質ボードの曲げ性能結果について5Fig．3，㊥ Wood par七1cleFig。4に示す。スラッジによる影響は若干認められるが，

謳 巨a†〔boo parいcle

家具や建築材料のコア材等へのボ血ドの利用を考えるとタ∴

この強度低下傾向は大きな問題とはいえない由

二ニニ：

Sla9／pulp con七en七（傾七冤〉

古紙再生によって分離されたスラッジを人為的に再度Fイ9．4Effect of slag／p〕1p co〔te［t七o MO∈

パルプに添加しない限りク ー般の古紙再生では極端な割of 七he board

洞OE：Modulus of elesいc代yln bendゴn9合のスラッジ混入は予想されない9 したがって，薬品による古紙再生でスラッジを分離除去しない過程のパルプや蒸煮爆砕処理で再生したパルプをボ…ドに用いても，ボ輌ドの製造においてはき パルプにスラッジをそのまま添加した搾に生じる無機物の分離や固形化は認められボードの強度への影響はほとんどないと考えられる．

ずタ均一なポ山ドの製造が可能であったb
ボードの曲げ性能についてはタyig．5タ Fまg．6に示す．

3．3 蒸煮爆砕古紙を用いたボードの性能

コピ…紙爆砕パルプやコーヒーフィルター端材爆砕パ

新聞古紙，PPCコピ加古紙，コーヒ鵬フィルタ両端材かルプを使用したボードには強度差は生じていない．

らそれぞれ2000C，i．5野aで5分間の蒸煮。爆砕によって得られたパルプ原料を用いて，ボードの製造を試みた。

一方う 新聞古紙爆砕パルプで製造したボードは極めて蒸煮爆砕処理によって得られたパルプ原料の平均収率大きな値を示している。これは，新聞古紙が機械パルプは86％であった。これは，蒸煮による紙添加物の溶出以を多く含みタ コピー紙等に用いられている化学パルプに外に，処理量と処理回数が少ないために装置のパイプ部比べてリグニン等の木材成分を多く含有していることにや捕集部に付着したものを十分に回収できなかったこと起因しているものと考えられるが，その分析，実証につにも起因するため，連続処理によって収率の向上は期待

いては今後の検討課題としたい．

できるものと考えられる。

−23一平成8年度 研究報告 大分県産♯科学技術センターの影響は少なかった．
（2）古紙再生技術として新聞古紙やコピー古紙など蒸煮爆砕処理を試み，短時間で容易に解繊できることがわかったQ このパルプには，処理前の古紙と同程度の灰分が含有されていた．
（3）蒸煮爆砕処理によって得られた古紙パルプで製造したボードに強度低下は認められず，蒸煮爆砕した新聞古紙パルプの場合は他のパルプよりもすぐれた曲げ性能を示した．
今後，蒸煮爆砕によるパルプの状態について調べるとÅBC

ともに，用途に応じたボード性能を付与するためにパルD

Kうnds of the puIpプの処理や混入材料等について研究を行う。

Fig．5 Effec七of kinds of柚e puIp to MORof the board
Legend；（Å）Chemjcaトre9enera七ed pulp

参考文献

（B）巨xplosive−deflbratedNewspaperpulp，

1）中原 恵，河辺純一，又木義博：第45回日本木材学会（C）ExploslVe¶de†1b「a七edPPC￣PaPe「Pulp∫（D）ExploslVe−de†うbrated Fう1ter−PaPer PUIp

大会要旨集（1995），573
2）中原 恵き河辺純一，又木義博：第46回日本木材学会
大会要旨集（1996），485

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6

ご〇Kl［ds of 七h舎 PUIp

F19．6 Effec七 of kヾnds of the pulp 七0 糾OEof the board
Lege［d；（A）Chemlcalwdefイbra七ed Paper pulp，（B）ExplosIve−d舎f柏「a七ed Ne髄SPaPe「P］1p（C）ExploslVe−deflb「a七ed PPC−PaPe「P〕1pタ（D）ExplosIVe−deflbra七ed Fイ1ter−PaPer Pulp

4 まとめ

古紙再生利用の一方法としてタ 古紙パルプを成形のバインダーとして利用することにより木廃材小片を成形固化させるボード製造技術について研究をすすめてきた．
今臥ボード製造に使用する古紙パルプを得るための古紙再生技術として蒸煮爆砕処理を試みたが，その時にはパルプ中にスラッジが混入することになる。そこで，スラッジがボード性能に及ぼす影響について調べ，次の結果を得た．
（り古紙スラッジはタ 古紙の種類によってその含有割合は異なるがタ スラソジ含有割合によるボードの曲げ性能へ

ー24−