平成7年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

故奴を利用した木質複合ボードの開発−エコ・マテリアルの開発一
中原 悪

材料開発部

Developmen七ofWood−basedCompositeqBoardfromWastepapersandWoodScraps
剛S七udy on ECO Materiarlsw
MegumiNAKAHARA
MaterialDevelopment Division
要旨

故紙再生時に発生する故紙スラッジは，成分分析により50％近い灰分を含むことが明らかになり，前年度開発した木質ボード（GluelessBoard）の難燃化をはかるために，このスラッジを表層とする複合ボードの製造技術と性能について検討した．その結果，複合ボードは，積層マットを熱庄園化した際に表層と芯層の収縮率に大きな差を生じて表層に亀裂を生じることから，前処理として芯層マットの加圧脱水が有効であった。
1．はじめに環境破壊や資源の枯渇が危倶されている今日，産業廃用されつつある。しかし，今後は成分を生かしたもっと量的な有効利用も必要である。

棄物のリサイクルやリニューアル，未利用資源の有効利用など，環境調和型の材料で，しかも環境負荷の小きい

2．研究方法技術が求められている。今日，木質系廃棄物としては，2．1供試材

年間3，746万m3（1991年）の建築解体材や加工廃材が発生し1）2），そのほとんどが焼却処分されている。

実験に供した木材パーティクルは，建築廃木材等をリングフレーカーで削った三層パーティクルボード用の粒

また，故紙の場合5低価格のバージンパルプとの競合や度＃12〜24の小片を用意した．また，故紙再生パルプは，上質故紙の回収率が低く，1993年では年間2，64

オフィス故紙と呼ばれるコピー用紙やコンピュータ用紙2万トンの故紙が発生するなかでパルプとして再生され等の上質故紙をパルパで離解してスラッジを除去したトているのは1，400万トンにすぎず，リサイクル率がイレットペーパー用再生パルプで，今回複合化に供する53％と上昇していないのが究状でありき有効な回収シ

故紙スラッジはその隙に発生したフレーク状の粘土質でステムや用途の拡大，環境負荷の小さい再生技術の開発あるが，実験上この形状では取り扱いが発しいため，少が課蓮となっている。

量の水を加えてボールミルで粉砕してスラリーとした．

本研究では，木質系廃棄物を再利用した「ェコ。マテリアル」の開発に取り組みタ これまでに，建築廃木材か

2．2 実験方法
2．2．1故紙スラッジの成分分析ら製造したパーティクル（木材小片）を上質故紙の再生パ

故紙スラッジを恒温乾燥器中で1050C全乾処理した

ルプによって成形固化させる，接着剤を添加しない木質

後き 白金皿で強熱（8000C）して灰分割合を測定し，さボ…ド（Gl㍑e互essParticle−board）を開発し3），その性らに蛍光Ⅹ線分析装置でその灰分の成分分析を行った．

能について研究を行ってきた4）．

2．2。2 ボードの製造実験

今年度はタ故紙からパルプを再生する特に発生する故接着剤を添加せずに成形囲化した木質ボ山ドの表裏に紙スラッジに着目しタ その成分について分析するとともスラッジを積層する複合化技術について研究を行った一に，先に開発した木質ボードと故紙スラッジとの複合化製造技術としては，湿式法を用い，①故紙再生パルプ技術について研究を行った．スラッジは，故紙再生にを水中に分散させ，その中に木材パーティクルを混入しよって年間約300万トンが排出され，産業廃棄物として撹はん後，フォーミング用型に流し込み，脱水してて有償で処分されてきており，その有効利用技術が求めボード芯層となるマットを製造する工程と，②この芯層られてきた。最近ではき焼成して濾過材や増量材等に利マットの表裏両面に故紙スラッジのスラリーを塗付して−49−平成7年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

表層を形成し，熱圧固化させる工程を組み合わせて，製加されているためであると考えられる。また，故紙を離造条件を検討した。その際，芯層を形成する木材パー解してスクリーニングする際に若干のパルプ分がスラッ

ティクルと故紙再生パルプの混合比は，これまでの木質ジに混入するため，スラッジの成形も容易であると考えボードの性能結果をもとに8：2（全乾重量比）とし，られる零 そこで，スラッジを成形し木質ボードと積層す芯層の目標密度を0．7g／cm3とした．製造するボードのることにより，この故紙スラッジの特性を生かした建築

サイズは，300mm￠の円盤状で，ホットプレス熱盤問内装用の難燃性ボードの製造を試みることとした。にデイスタンス。ピースを挟んで目標厚さを12mmとし3．2 ボードの製造実験た．またタスラツジの塗付量を0〜 26g／cm2として芯層故紙スラッジ層と木質ボード層を積層することによって複合化する技術について検討した．の厚さをボード全厚の2／3に設定した．
なお，ホットプレスの熱盤温度は1600Cで一定とし，まず，スラッジ表層と木質ボード芯層を湿式法で順次圧締の圧力や時間等について検討した．

フォーミングして積層する方法について実験を試みたが，2．2．3 複合ボードの性能試験

スラッジ層のフリーネスが悪いために困難であった。そ上記の製造方法によって試作した木質複合ボードからこで，今回は湿式法でフォーミングした木質ボード芯層

200×50×12（m）の曲げ用試験片と，50×50の表裏面にスラッジを塗付して三層マットを形成するこ×12（皿）のはく離用試験片を切り出し，JISの試験とにした．

法に準拠して曲げ試験とはく離試験を行い，従来の木質この三層マットをホットプレスによって囲化させたが，表層にひび割れや亀裂を生じたモ これは，スラッジ層と系ボード等との性能比較を行った。

芯層の熱圧乾燥による収縮率の差が大きいために表層に引っ張り応力が生じたためであると考えられる．また）3．研究結果および考察
3．1故紙スラッジの成分分析

ボードの製造，特に湿式製造でよくみられるパンクの発故紙スラッジの成分を分析した結果をTablelに示す生もみられた．これは，ボード内部の水分が熟圧によっが，スラッジ中の灰分の含有率が46．9％と比較的大きて外部蒸散を抑制されるために蓄積し，高い水蒸気圧をいことが判明した℡ これはタす亀ble2に示すように上質発生してパンクに至るものである。いずれの場合も，含紙の製造段階でサイズ剤や填料として多くの無機物が添有水分の影響が大きいことが明らかである．
この技術課題についてさらに検討した結果，芯層マッ

Tablel上質紙紙スラッジの成分分析
灰 分Ⅰヨ〔：て10「loミ5531wt469針撒

成分−● A1203 SjO2 CaO∃TlO＝F拍川Z［0（机狛

7 28 38 24il∃＋1婁 ■Table 2 上質紙の製造含有物

紙の種類構成内 容用途上質紙パルプCeluos サイズ剤ロジン，A12（SO4）3潜み止め 填料CaOコノTlヱ′Mg（SlO3り H）2JAlヱS用5（OH）㍉A1203′SlOJFe（H）2，Al（OH）3，etC．不透明度平滑性

トをフォーミング工程とスラッジの塗付による複合化の工程の間に芯層マットの熱圧脱水工程を入れることが有効であることがわかった．この工程は，フォーミングした芯層マットの両面に金網を敷いてホットプレスで2分間熟圧（1600Cき 5．6貯a）するもので，スラヅジを塗付した際に，低含水率で高温になった芯層が，水分除去の困難なスラッジ表層の水分を吸収するばかりでなく，

ポールミル

1流し込み

デノスタンスヒース

IJ／＼、、スラッジ①芯層の成形②飯圧縮（脱水）③スラッジの塗付

Flg．1木質ボードとスラッジとの複合化−50−④加熟圧締（如トプレス〉

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4．おわりに熱圧によって得た温度によって芯層の乾燥を速め，収縮故紙再生時に発生するスラッジを利用して難燃性の建差を軽減するのに好結果を生んだものと考えられる．
故紙スラッジの塗付による複合化工程では，熱圧した築内装材の開発を目標に，故紙で固化させた木質ボード

芯層マットの両面に，故紙スラッジのスラリーを塗付し，とスラッジとの複合化に取り組み，製造技術を開発した．

12mm厚さのデイスタンス・ピースを挟んでホットプレ

しかし，複合化技術研究に主眼をおいたため，材料性

スで固化させた。圧締条件は，2．1肝aで3分間熱圧し能の研究が不十分で，強度的には故紙で固化させた木質た後，ボード内部の水蒸気を抜くために0．7貯aに減圧ボードほどの強度が確保できず，満足できる材料性能をして20分間熱圧する二段圧締法を採用した．

得ることができなかった．

3．3 複合ボードの性能試験

今後，本研究の主旨である「廃棄物から高次リサイク

今回試作した木質複合ボードの性能についてTable3

ル可能な環境にやさしい材料の開発」に沿った，Fうg．2に示す．のシステムの確立を目指しながらき製造技術や材料性能スラッジ表層が硬いために曲げヤング率（MOE）はの改善に取り組みたい．

増加したが，曲げ強さ（MOR）は強度が低下した。これは，木質ボードからなる芯層部分にせん断すべりを生最後に，ご指導ご協力を賜った九州大学農学部林産学じたためで，芯層部の密度や原料配合比について検討す科の叉木義博教授をはじめ木材工学講座の皆様，広島工る必要があることを示唆している。また，はく離強さに業大学の中山勝夫教授，並びに材料をご提供いただいた

ついても，積層部分からのはく離はなかったものの，ひ大分製紙株式会社に深く謝意を表す．

じように低い値を示した。これには芯層部の密度が影響
参考文献しているものと考えられ，製造過程における芯層密度の1）本多淳裕。山田優：建設副産物・廃棄物のリサイクル，設定方法に一考が必要である．

（財）省エネルギーセンター，（1994）

Table3 ボードの性能
MOR

MOE

工．B．

故紙木質ボード 6．8

2．61

木質複合ボード 3．43。08

備 考

√▲ナウ
0．03

MDF

5．0以上 0．80以上 0．20 J王S5type

木毛セメント板

0．8〜4．5

HOR：曲げ強さ（N／m2）

MCE：曲げヤング率（×103N／mm2）

Ⅰ．B∴はく離強さ（N／mm2）∬D F：中質繊維板

2）日本木材青壮年団体連合会：ウッディレター，p2−5，
第137号き1995
3）中原恵：故紙パルプを利用した木質ボード及びその製造方法，特願平7−83318，1995
4）中原恵：大分県産業科学技術センター平成6年度研究報告，p26−31，（1995）

Fうg．2 エコ・マテリアルの開発＜廃棄物からリサイクル可能な環境にやきしい材料へ＞…51−