JP2002371491A

JP2002371491A - 硬化体の製造方法及び硬化体の製造装置

Info

Publication number: JP2002371491A
Application number: JP2001178549A
Authority: JP
Inventors: Kichiya Matsuno; 吉弥松野; Kenji Sato; 健司佐藤; Satoshi Takahashi; 智高橋
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】製紙スラッジから硬化体を効率的に量産でき
る硬化体の製造方法及び硬化体の製造装置を提供する。【解決手段】原料溶液をろ水体２２Ａを用いて抄造
し、抄造体を搬送ベルト２３に転写した後に転送し、メ
ーキングロール３０に転写させながら多層化し、多層化
させた抄造体を所定の大きさに切断し、抄造体を脱水プ
レス機４０で脱水した後、乾燥硬化して硬化体１を得
る。一対のローラー４２、ローラー４４の間を通すこと
で抄造体２６の脱水を行うため、脱水を連続して行え、
製紙スラッジから硬化体を効率的に量産することが可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製紙スラッジを
板状に固めてなる硬化体を量産できる硬化体の製造方法
及び硬化体の製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、種々の
産業廃棄物の有効利用が検討されている。例えば、これ
まで森林資源を大量に消費してきた建築産業において
は、建築資材を新たに産業廃棄物に求めることにより、
森林資源の消費量を抑えることが提案されている。一
方、従来使用していた無機ボード、例えば、珪酸カルシ
ウム板、パーライト板、スラグ石膏板、木片セメント板
および石膏ボード等について、その低コスト化並びに高
機能化を実現が求められている。

【０００３】本発明者らは、紙の製造後に発生する製紙
スラッジを抄造した後、乾燥することで硬化させ、建築
用パネル等として有効に利用し得る硬化体の製造技術を
特願平１０−３５２５８６号として提案している。更
に、本発明者らは、製紙スラッジから効率的に抄造し、
得られた抄造体から硬化体を製造するための技術を特願
２０００−０７７７２２にて提案している。

【０００４】特願２０００−０７７７２２の技術では、
製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、
該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共
に、この抄造体を搬送ベルトに転写した後に転送し、搬
送ベルト上の抄造体を、硬質ローラーに転写させながら
多層化し、多層化させた抄造体を剥がして所定の大きさ
に切断し、切断した抄造体を複数枚積層した後、積層し
た抄造体をプレスし水分を調整してから乾燥させること
で製紙スラッジの硬化体を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願２
０００−０７７７２２の技術では、積層した抄造体をプ
レスしているため、効率的に水分を減らすことができ
ず、プレスに時間がかかり、製紙スラッジから効率的に
硬化体を量産できなかった。一方、抄造体を積層する前
に、１枚ずつプレスして脱水する方法も考え得るが、プ
レスにそれぞれ時間がかかり、効率的に硬化体を量産す
ることは、やはり困難である。

【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、製紙ス
ラッジから硬化体を効率的に量産できる硬化体の製造方
法及び硬化体の製造装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項１は、製紙スラッジからなる硬化体の製造
方法であって、製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を
用いて抄造して抄造体を製造し、製造した抄造体を、一
対のローラーを通して脱水し、脱水した抄造体を乾燥す
ることで硬化体を得ることを技術的特徴とする。

【０００８】また、請求項２は、製紙スラッジからなる
硬化体の製造方法であって、製紙スラッジを含む原料溶
液をろ水体を用いて抄造し、該ろ水体表面に製紙スラッ
ジの抄造体を付着させると共に、この抄造体を搬送ベル
トに転写した後に転送し、前記搬送ベルト上の抄造体
を、硬質ローラーに転写させながら多層化し、多層化さ
せた抄造体を所定の大きさに切断し、切断した抄造体
を、一対のローラーを通してして脱水し、脱水した抄造
体を乾燥することで硬化体を得ることを技術的特徴とす
る。

【０００９】請求項３は、製紙スラッジからなる硬化体
の製造装置であって、製紙スラッジを含む原料溶液を抄
造するろ水体と、該ろ水体表面の表面に付着した製紙ス
ラッジの抄造体を、転写した後に転送する搬送ベルト
と、前記搬送ベルト上の抄造体を転写させながら多層化
する硬質ローラーと硬質ローラー上に多層化させた抄造
体を所定の大きさに切断する切断器と切断した抄造体を
一対のローラーを通して脱水するプレス機と、脱水した
抄造体を乾燥し硬化体を得る乾燥機とを備えることを技
術的特徴とする。

【００１０】請求項１、請求項２の硬化体の製造方法及
び請求項３の硬化体の製造装置では、一対のローラーの
間を通すことで抄造体の脱水を行うため、脱水を連続し
て行え、製紙スラッジから硬化体を効率的に量産するこ
とが可能になる。また、一対のローラーの間を通すこと
で、抄造体を均一な厚みにすることができる。

【００１１】請求項４の硬化体の製造装置では、抄造体
を、可撓性を有する多孔質体を介在させてプレスして脱
水するため、硬化体内の水分を効率的に絞り出し、内部
に水分が集まってス（巣）ができるのを防げる。また、
硬化体の表面を荒らすことができるため、接着剤を介し
ての密着性を高めることができる。

【００１２】請求項５の硬化体の製造装置では、ローラ
ーに吸引装置が取り付けられているため、抄造体内の水
分を高い効率で減らすことができ、硬化体を効率的に製
造することが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここでは先ず、後述するこの発明
の複合硬化体の製造方法で製造する複合硬化体の構造に
ついて、図１の模式図に基づき説明する。この複合硬化
体１は、２種以上の酸化物の系からなる無機非晶質体２
を含み、該無機非晶質体２中に有機質繊維状物３が混在
してなることを基本とする。ここでいう２種以上の酸化
物の系からなる無機非晶質体とは、酸化物（１）−酸化
物（２）・・・−酸化物（ｎ）系（但しｎは自然数であ
り、酸化物（１）、酸化物（２）、・・・酸化物（ｎ）
は、それぞれ異なる酸化物）の非晶質体である。

【００１４】このような非晶質体は、正確な定義づけが
困難であるが、２種以上の酸化物を固溶あるいは水和反
応等させることにより生成する、非晶質の化合物である
と考えられる。このような無機非晶質の化合物は、蛍光
Ｘ線分析により、酸化物を構成する元素（Ａｌ、Ｓｉ、
Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚ
ｎから選ばれる少なくとも２種以上）が確認され、Ｘ線
回折による分析のチャートでは２θ：１０°〜４０°の
範囲でハローが見られる。このハローは、Ｘ線の強度の
緩やかな起伏であり、Ｘ線チャートでブロードな盛り上
がりとして観察される。なお、ハローは半値幅が２θ：
２°以上である。

【００１５】上記複合硬化体１は、まず無機非晶質体２
が強度発現物質となり、しかも有機質繊維状物３が無機
非晶質体２中に分散して破壊靱性値を改善するため、曲
げ強度値や耐衝撃性を向上させることができる。また、
強度に異方性がなく、均質な硬化体が得られる。さら
に、非晶質体であるため、低密度で充分な強度が得られ
るという利点もある。

【００１６】なお、上記非晶質体が強度発現物質となる
理由は定かではないが、結晶質の構造に比べてクラック
の進展が阻害されるためではないかと推定される。ま
た、結晶質中に比べて非晶質中の方が繊維状物が均一に
分散しやすいことから、破壊靱性値も向上すると考えら
れる。その結果、釘を打ち込んだり貫通孔を設けても、
クラックが生じないために、建築材料などの加工を必要
とする材料に最適なものとなる。

【００１７】ここで、酸化物としては、金属および／ま
たは非金属の酸化物を使用でき、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂、ＣａＯ、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ₂Ｏ₅、ＳＯ₃、
Ｋ₂Ｏ、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＺｎＯか
ら選ばれることが望ましい。とりわけ、Ａｌ₂Ｏ₃−Ｓ
ｉＯ₂−ＣａＯ系またはＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ
−酸化物系からなる非晶質体、もしくはこれら非晶質体
の複合体が最適である。なお、後者の非晶質体における
酸化物は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＣａＯを除く金
属および／または非金属の酸化物の１種以上である。

【００１８】まず、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ系か
らなる非晶質体は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＣａＯ
の各成分の全部または一部が互いに固溶あるいは水和反
応などにより生成する非晶質構造を有する化合物であ
る。すなわち、Ａｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂、ＳｉＯ₂とＣａ
Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯ、そしてＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂
およびＣａＯの組合せで固溶あるいは水和反応等させる
ことにより生成する化合物のいずれかを含むと考えられ
る。

【００１９】このような無機非晶質の化合物は、蛍光Ｘ
線分析により、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａが確認され、Ｘ線回折
による分析のチャートでは２θ：１０°〜４０°の範囲
で上記ハローが見られる。

【００２０】また、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＣａＯ
以外に少なくとも１種の酸化物を加えた系、つまりＡｌ
₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ−酸化物系からなる非晶質体
は、上記Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ系での組み合わ
せ以外に、Ａｌ₂Ｏ₃と酸化物、ＳｉＯ₂と酸化物、Ｃ
ａＯと酸化物、Ａｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂と酸化物、ＳｉＯ
₂とＣａＯと酸化物、Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯと酸化物、そ
してＡｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂とＣａＯと酸化物の組合せで
固溶あるいは水和反応等させることにより生成する化合
物のいずれかを含むと考えられる。

【００２１】なお、前記酸化物が２以上、つまり、Ａｌ
₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ−酸化物（ｎ）系（ｎは２以
上の自然数）の非晶質体であれば、これらの酸化物、例
えば酸化物（１）、酸化物（２）・・・酸化物（ｎ）
（ｎは２以上の自然数で、酸化物（ｎ）は、ｎの値が異
なればそれぞれ異なる酸化物を意味し、かつＡｌ
₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣａＯを除いたものである）のそれ
ぞれから選ばれる少なくとも２種の組合せで固溶あるい
は水和反応等させることにより生成する化合物、Ａｌ₂
Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣａＯから選ばれる少なくとも２種の
組合せで固溶あるいは水和反応等させることにより生成
する化合物、さらに酸化物（１）、酸化物（２）・・・
酸化物（ｎ）（ｎは２以上の自然数）のそれぞれから選
ばれる少なくとも１種と、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏから選ばれる少なくとも１種との組合せで固溶あるい
は水和反応等させることにより生成する化合物のいずれ
かを含むと考えられる。

【００２２】このような無機非晶質の化合物は、蛍光Ｘ
線分析により、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａに加えて、酸化物を構
成する元素（Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｚｎから選ばれる少なくとも２種以上）が確認さ
れ、Ｘ線回折による分析のチャートでは２θ：１０°〜
４０°の範囲で上記ハローが見られる。

【００２３】ここで、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＣａ
Ｏと組み合わせる酸化物は、１種または２種以上であ
り、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣａＯを除く金属および／
または非金属の酸化物を使用でき、例えばＮａ₂Ｏ、Ｍ
ｇＯ、Ｐ₂Ｏ₅、ＳＯ₃、Ｋ₂Ｏ、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、
Ｆｅ₂Ｏ₃およびＺｎＯから選ぶことができる。この選
択は、複合硬化体に期待する特性を基準に行うことがで
きる。

【００２４】例えば、Ｎａ₂ＯまたはＫ₂Ｏは、アルカ
リなどで除去できるため、めっき処理に先立って除去処
理を行えば、複合硬化体表面の被めっき面が粗くなって
めっきのアンカーとして作用させることができる。Ｍｇ
Ｏは、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣａＯと固溶して強度発
現に寄与し、曲げ強度や耐衝撃性を大きく改善する。Ｐ
₂Ｏ₅は、骨との癒着を助けるため生体材料（人工歯
根、人工骨）に使用する場合は特に有利である。ＳＯ₃
は、殺菌作用があり抗菌建築材料に適している。ＴｉＯ
₂は、白系着色材であるとともに、光酸化触媒として作
用することから、付着した有機汚染物質を強制的に酸化
でき、光を照射しただけで洗浄できるという自浄力のあ
る建築材料、あるいは各種フィルター、反応触媒として
使用できるという特異な効果を有する。ＭｎＯは暗色系
の着色材、Ｆｅ₂Ｏ₃は明色系の着色材、ＺｎＯは白系
の着色材として有用である。なお、これらの酸化物は非
晶質体中にそれぞれ単独で存在していてもよい。

【００２５】上記非晶質体の組成物は、それぞれＡｌ₂
Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＣａＯに換算して、Ａｌ₂Ｏ₃：
複合硬化体の全重量に対して３〜５１重量％、Ｓｉ
Ｏ₂：複合硬化体の全重量に対して６〜５３重量％およ
びＣａＯ：複合硬化体の全重量に対して８〜６３重量％
で、かつそれら合計が１００重量％をこえない範囲にお
いて、含有することが好ましい。

【００２６】なぜなら、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が３重量％
未満あるいは５１重量％をこえると、複合硬化体の強度
が低下し、また、ＳｉＯ₂の含有量が６重量％未満ある
いは５３重量％をこえても、複合硬化体の強度が低下す
る。また、ＣａＯの含有量が８重量％未満あるいは６３
重量％をこえてもやはり複合硬化体の強度が低下するの
である。

【００２７】さらに、酸化物に換算してＣａＯ／ＳｉＯ
₂の比率を０．２〜７．９、ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の比率
を０．２〜１２．５に調整することが、強度の大きい硬
化体を得るのに有利である。

【００２８】また、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＣａＯ
以外の酸化物として、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ₂Ｏ₅、Ｓ
Ｏ₃、Ｋ₂Ｏ、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＺ
ｎＯのうち１種または２種以上を含有する場合、各成分
の好適含有量は次のとおりである。なお、これら酸化物
の合計量は、１００重量％を越えないことはいうまでも
ない。Ｎａ₂Ｏ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．２重量％ＭｇＯ：複合硬化体の全重量に対して０．３〜１１．０重量％Ｐ₂Ｏ₅ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜７．３重量％ＳＯ₃ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜３．５重量％Ｋ₂Ｏ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．２重量％ＴｉＯ₂ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜８．７重量％ＭｎＯ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．５重量％Ｆｅ₂Ｏ₃：複合硬化体の全重量に対して０．２〜１７．８重量％ＺｎＯ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．８重量％これら酸化物の含有量を上記範囲に限定した理由は、上
記範囲を逸脱すると複合硬化体の強度が低下するからで
ある。

【００２９】なお、非晶質構造か否かは、Ｘ線回折によ
り確認できる。すなわち、Ｘ線回折により２θ：１０°
〜４０°の領域でハローが観察されれば、非晶質構造を
有していることを確認できる。なお、この発明では、完
全に非晶質構造となっているもの以外に、非晶質構造中
にHydrogen Aluminium Silicate 、Kaolinite 、Zeolit
e 、Gehlenite,syn 、Anorthite 、Melitite、Gehlenit
e-synthetic 、tobermorite 、xonotlite 、ettringite
や、ＳｉＯ₂、Ａl ₂Ｏ₃、ＣａＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、Ｐ₂Ｏ₅、ＳＯ₃、Ｋ₂Ｏ、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃およびＺｎＯなどの酸化物、そしてＣａＣＯ₃
（Calcite ）などの結晶体が混在していてもよい。

【００３０】これら結晶体は、それ自体が強度発現物質
になるとは考えられないが、例えば、硬度および密度を
高くして圧縮強度を改善したり、クラックの進展を抑制
するなどの効果があると考えられる。なお、結晶体の含
有量は、複合硬化体の全重量に対して０．１〜５０重量
％であることが望ましい。なぜなら、結晶体が０．１重
量％未満では、硬度および密度を高くして圧縮強度を改
善したり、クラックの進展を抑制するなどの効果が十分
得られず、逆に５０重量％を超えると、曲げ強度低下を
招くからである。

【００３１】ちなみに、上記Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の
結晶性化合物がHydrogen AluminiumSilicate 、Kaolini
te 、Zeolite 、Ａｌ₂Ｏ₃−ＣａＯ系の結晶性化合物
がCalcium Aluminate 、ＣａＯ−ＳｉＯ₂系の結晶性化
合物がCalcium Silicate、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｃａ
Ｏ系の結晶性化合物がGehlenite,syn 、Anorthite であ
り、またＡｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ−ＭｇＯ系の結
晶性化合物がMelitite、Gehlenite-synthetic である。
さらに、上記結晶体としてはＣａを含むものが望まし
く、Gehlenite,syn （Ｃａ₂Ａｌ₂Ｏ₇）、Melitite-s
ynthetic（Ｃａ₂（Ｍｇ_0.5Ａｌ_0.5）（Ｓｉ_1. ₅Ａｌ
_0.5Ｏ₇））、Gehlenite-synthetic （Ｃａ₂（Ｍｇ
_0.25Ａｌ_0.75）（Ｓｉ_1.25Ａｌ_0.75Ｏ₇））、Anorthit
e,ordered （Ｃａ₂Ａｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈）、炭酸カルシウ
ム（Calcite ）を含有していても良い。

【００３２】またこの発明の製造方法で製造する複合硬
化体では、少なくとも２種以上の酸化物の系からなる非
晶質体中に、ハロゲンを添加してもよい。このハロゲン
は、固溶体、水和物の生成反応の触媒となり、また燃焼
抑制物質として作用する。その含有量は、０．１〜１．
２重量％が望ましい。なぜなら、０．１重量％未満では
強度が低く、１．２重量％を越えると燃焼により有害物
質を発生するからである。ハロゲンとしては、塩素、臭
素、フッ素が望ましい。

【００３３】同様に、炭酸カルシウム（Calcite ）を添
加していてもよい。炭酸カルシウムそれ自体は強度発現
物質ではないが、炭酸カルシウムの周囲を非晶質体が取
り囲むことにより、クラックの進展を阻止するなどの作
用により強度向上に寄与すると考えられる。この炭酸カ
ルシウムの含有量は、複合硬化体の全重量に対して４８
重量％以下が望ましい。この理由は、４８重量％を越え
ると曲げ強度が低下するからである。また、０．１重量
％以上が望ましい。０．１重量％未満では、強度向上に
寄与しないからである。

【００３４】さらに、結合剤を添加することも、強度の
さらなる向上や、耐水性、耐薬品性および耐火性の向上
に、有利である。この結合剤としては、熱硬化性樹脂お
よび無機結合剤のいずれか一方または両方からなること
が望ましい。熱硬化性樹脂としては，フェノール樹脂，
メラミン樹脂，エポキシ樹脂，ユリア樹脂から選ばれる
少なくとも１種以上の樹脂が望ましい。無機結合剤とし
ては，珪酸ソーダ，シリカゲル及びアルミナゾルの群か
ら選ばれる少なくとも１種以上が望ましい。

【００３５】次に、この発明の複合硬化体の製造方法に
おいて無機非晶質体中に混在させる有機繊維状物は、多
糖類からなる有機質繊維状物を使用する。なぜなら、多
糖類にはＯＨ基が存在し、水素結合によりＡｌ₂Ｏ₃、
ＳｉＯ₂またはＣａＯの各種化合物と結合しやすいから
である。

【００３６】この多糖類は、アミノ糖、ウロン酸、デン
プン、グリコーゲン、イヌリン、リケニン、セルロー
ス、キチン、キトサン、ヘミセルロースおよびペクチン
から選ばれる少なくとも１種以上の化合物であることが
望ましい。これら多糖類からなる有機質繊維状物として
は、一般に、パルプや、パルプかす、新聞や雑誌などの
故紙の粉砕物が有利に適合する。

【００３７】なお、上記繊維状物の含有率は、２〜７５
重量％であることが望ましい。この理由は、２重量％未
満では複合硬化体の強度が低下し、一方７５重量％を越
えると防火性能、耐水性、寸法安定性などが低下するお
それがあるからである。さらに、繊維状物の平均長さ
は、１０〜１０００μｍが望ましい。平均長さが短すぎ
ると絡み合いが生じず、また長すぎると空隙が生じて複
合硬化体の強度が低下しやすいからである。

【００３８】以上の複合硬化体１は、紙スラッジ（スカ
ム）を乾燥させて凝集硬化させたものが最適である。す
なわち、製紙スラッジは、無機物を含むパルプかすであ
り、有機質繊維状物を含んでおり、産業廃棄物を原料と
して使用するため低コストであり、環境問題の解決に寄
与するからである。しかも、この製紙スラッジは、それ
自体がバインダーとしての機能を有しており、それ自体
のみで、又は、他の産業廃棄物と混練することにより、
所望の形状に成形できる利点を有する。

【００３９】また、製紙スラッジ中には、パルプの他
に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、Ｐ₂Ｏ₅、ＳＯ₃、Ｋ₂Ｏ、ＴｉＯ₂、ＭｎＯ、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃およびＺｎＯの結晶もしくはこれら酸化物の前
駆体であるゾル状物、またはそれらの複合物、ハロゲン
および炭酸カルシウムから選ばれる少なくとも１種、そ
して水を含むのが、一般的である。

【００４０】ここで、図２に示すように、複合硬化体１
中に、無機粒子４を混在させることが、防火性を向上さ
せたり、非晶質体と反応して強度発現物質を形成して強
度を向上するのに有利であり、この無機粒子量を調整す
ることにより、複合硬化体の比重を調整することもでき
る。

【００４１】上記無機粒子４としては、炭酸カルシウ
ム、水酸化カルシウム、シラス、シラスバルーン、パー
ライト、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、タル
ク、炭酸カルシウム、産業廃棄物粉末から選ばれる少な
くとも１種以上を使用できる。特に、産業廃棄物粉末と
しては、製紙スラッジの焼成粉末、ガラスの研磨屑、お
よび珪砂の粉砕屑から選ばれる少なくと１種以上の産業
廃棄物粉末を用いることが望ましい。なぜなら、これら
産業廃棄物粉末を使用することにより、低コスト化を実
現でき、さらに環境問題の解決に寄与できるからであ
る。

【００４２】なお、製紙スラッジを焼成した無機粒子
は、製紙スラッジを３００〜１５００℃で加熱処理する
ことによって得られる。かくして得られる無機粒子は、
非晶質であり、強度および靱性に優れ、かつ密度も小さ
いため、複合硬化体に分散させることにより軽量化を実
現できる。また、製紙スラッジを３００℃以上８００℃
未満で焼成した場合および、３００〜１５００℃で加熱
処理後、急冷することによって得られる無機粒子は、確
実に非晶質体を含むため有利である。無機粒子４は、比
表面積が、０．８〜１００ｍ²／ｇであることが望まし
い。０．８ｍ²／ｇ未満では、非晶質体と無機粒子の接
触面積が小さくなり強度が低下してしまい、逆に１００
ｍ²／ｇを越えるとクラック進展や硬度の向上といった
効果が低下して結果的に強度が低下する。

【００４３】さらに、無機粒子４中には、シリカ、アル
ミナ、酸化鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化カリウム、酸化ナトリウム、五酸化リンから選ばれる
少なくとも１種以上の無機物が含まれるていることが望
ましい。これらは化学的に安定で耐候性に優れ、建築材
料などの産業材料として望ましい特性をそなえているか
らである。

【００４４】この無機粒子４は、その平均粒子径が小さ
すぎても大きすぎても充分な強度が得られないため、１
〜１００μｍの範囲にあることが望ましい。無機粒子の
含有量は、１０〜９０重量％であることが望ましい。す
なわち、無機粒子が多すぎると強度が低下し、逆に無機
粒子の量が多すぎるともろくなり、いずれにしても強度
が低下するからである。

【００４５】この発明の方法で製造した複合硬化体１
は、各種産業において利用され、ケイ酸カルシウム板、
パーライトボード、合板、石膏ボードなどに代わる新た
な建築材料を始めとして、義肢、人工骨、人工歯根用の
医療材料、プリント配線板のコア基板、層間樹脂絶縁層
などの電子材料に使用することができる。

【００４６】次に、この発明に係る硬化体の製造方法及
び硬化体の製造装置の第１実施形態について図３〜図９
を参照して説明する。この発明の製造方法では、複合硬
化体の原料に製紙スラッジを他の産業廃棄物と昆練する
ことなく使用する。この発明の製造方法で使用する製紙
スラッジとしては、印刷・情報用紙、クラフト紙、チタ
ン紙、ティッシュペーパー、ちり紙、トイレットペーパ
ー、生理用品、タオル用紙、工業用雑種紙または家庭用
雑種紙等を製造する際のパルプ製造工程、古紙等の原料
処理工程、抄造工程などで排出される製紙スラッジが望
ましい。製紙スラッジは、丸東窯材社が取扱っている。

【００４７】図３は、硬化体の製造装置の全体の構成を
示している。硬化体の製造装置は、製紙スラッジを調整
しスラリー１４を生成する原料調整機構１０と、スラリ
ー１４から抄造体２６を抄造する抄造機構２０と、抄造
体２６を一対のローラー４２、４４を通して脱水を行う
脱水機４０と、プレスされた抄造体を乾燥して硬化体１
を形成する乾燥機５０と、単板の硬化体１を複数枚圧着
させる圧着プレス機６０とからなる。

【００４８】先ず、原料の調整を行う原料調整機構１０
について、図４（Ａ）を参照して説明する。上記原料１
１と、水１２とを、後述する吸引脱水により濃度を固形
分０．５〜２５重量％となるように計量して混合器１３
内に入れ、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化ア
ルミニウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリ
ル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル
アミドのいずれかから成る凝集剤（フロック剤：添加量
０．０１〜５％）及びビニロン繊維等の有機繊維（バイ
ンダ：添加量０．１〜１０重量％）を添加し、混合器１
３にて混合してスラリー１４を調整する。有機繊維（バ
インダ）は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン
などの合成繊維、パイプ、古紙から回収されるパルプ、
その他、繊維状の産業廃棄物などを用いることができ
る。原料は製紙スラッジに、更に各種無機粉末や樹脂を
添加することができる。

【００４９】このスラリー１４を、底部にフィルター１
６が設けられた脱水容器１５を使用して吸引脱水する。
吸引脱水することにより、濃度が固形分０．５〜２５重
量％となるようにする。吸引脱水では、製紙スラッジの
繊維が配向しないため、得られる複合硬化体に反りやク
ラックが発生しにくい。

【００５０】この脱水容器１５の底部は真空ポンプ１７
と連結しており、真空ポンプ１７の稼働により水分を吸
引する。フィルター１６は特に限定されないが、焼結金
属、多孔金属板（直径１〜５mmの穴があいた金属板）、
多孔質セラミックフィルター、多孔質の樹脂、ガラス繊
維板などを使用できる。脱水容器１５にて水分調整され
た原料１４を、チェストタンク１８内に一時貯留する。
該チェストタンク１８には、攪拌用のプロペラが備えら
れており、原料中の固形分が沈降しないようになってい
る。

【００５１】なお、本実施形態では、脱水容器１５によ
り水分を調整しているが、図４（Ｂ）に示すように、脱
水容器１５を用いることなく、混合器１３への水の添加
量のみで含水率を調整することも可能である。

【００５２】引き続き、上記水分調整を行った製紙スラ
ッジを含むスラリー１４から抄造機構２０にて抄造体２
６を生成する。スラリー（原料溶液）中には、セメント
などの無機バインダーや樹脂などの有機バインダーを添
加してもよい。この抄造機構２０について、図５を参照
して説明する。抄造機構２０は、スラリー１４を貯留す
る３連のバット２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、バット内に
配設され、スラリー１４を抄造するワイヤーシリンダ２
２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃにて抄造された抄造体２６を転写し、搬送
する搬送ベルト２３と、搬送ベルト２３にて搬送された
抄造体２６を所定の厚みまで巻回しながら積層するメー
キングロール３０と、メーキングロール３０上の抄造体
２６を切断して剥離するための剥離カッタ３１と、剥離
された抄造体２６を２．１ｍ長に切断するための切断カ
ッタ３６と、抄造体２６を搬送するベルトコンベア３８
とを備える。

【００５３】ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ
は、直径７０cmで、幅１．２ｍに形成されている。本実
施形態では、ろ水（抄造）を行うろ水体が、網状体より
構成される回転ドラム（ワイヤーシリンダ）から成るた
め、原料溶液１４から抄造体２６を連続して抄造でき、
製紙スラッジから効率的に硬化体を量産することが可能
となる。ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを透
過した水は、パイプ１７ａ及び真空ポンプ１７を介して
図４（Ａ）に示す混合器１３へ戻される。

【００５４】また、本実施形態では、ワイヤーシリンダ
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを搬送ベルト２３に沿って３台
併設し、当該搬送ベルト２３に多層化させながら抄造体
２６を転写する。このため、原料溶液１４から抄造体２
６を高効率で抄造でき、製紙スラッジから効率的に硬化
体を量産することが可能となる。なお、本実施形態で
は、ワイヤーシリンダの回転数が６０回転／分に設定さ
れている。この回転数は、１〜１００回／分が望まし
い。原料溶液１４から抄造体２６を高効率で抄造でき、
製紙スラッジから効率的に硬化体を量産することが可能
となるからである。ここで、回転ドラムが１回転／分よ
りも低いと、抄造効率が低い。一方、回転数が１００回
転／分を越えると、均一な厚みで抄造体が出来にくくな
る。本実施形態では、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２
Ｂ、２２Ｃを３台併設したが、１台以上何台でも用いる
ことができる。

【００５５】なお、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、
２２Ｃの網目は♯６０（１インチ当たりの網目数６０）
に形成されている。ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、
２２Ｃの網目は♯４０〜１５０が望ましい。原料溶液
（スラリー）１４から抄造体２６を高効率で抄造でき、
製紙スラッジから効率的に密度の高い硬化体を量産する
ことが可能となるからである。ここで、♯４０よりも網
目が荒いと、原料溶液から無機非結晶体のみが抜けて硬
化体の密度及び強度が低下する。一方、♯１５０よりも
網目が細かいと、水分の抜けが悪くなり、原料溶液から
抄造体を高効率で抄造できなくなる。なお、凝集剤によ
り製紙スラッジ（原料溶液）中にフロックができている
ので、効率的に抄造を行うことができる。

【００５６】製紙スラッジを含む原料溶液の濃度は、固
形分０．５〜２５重量％であることが望ましい。製紙ス
ラッジからの抄造性を向上させ、効率的に硬化体を量産
することができるからである。即ち、濃度が０．５％未
満では、効率的に原料溶液からワイヤーシリンダ（ろ水
体）を用いて抄造することができず、２５％を越える
と、製品の均一性が低下するからである。

【００５７】ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ
にて抄造された抄造体を転写し、搬送する搬送ベルト２
３は、幅１．２ｍのフェルトからなり、駆動ローラー３
４Ａ及び従動ローラー３４にて懸架されており、裏面に
吸引ボックス２４、２４及び吸引ボックス２７を設け
て、真空ポンプ１７及び真空ポンプ２８で吸引しながら
脱水を行っている。即ち、該ベルト２３は、製紙スラッ
ジを含む原料１４の水分をフェルトの気孔内へ吸着し、
吸着した水分が吸引ボックス２４を経て真空ポンプ１７
側へ吸着され、図４（Ａ）に示す混合器１３へ戻され
る。この第１実施形態では、ベルト２３をフェルトから
構成したが、この代わりに、連続した気孔を有する多孔
質の樹脂、多孔質のゴム、無機繊維を結合剤などで固め
たもの、焼結金属、多孔金属、多孔金属のブロックをゴ
ム等の可撓性を有するバインダで固めたベルトなどを使
用することができる。本実施形態は、搬送ベルト２３が
連続する気孔を有する多孔質体で構成され、搬送ベルト
２３で搬送しながら吸引ボックス２４、２４で脱水する
ため、効率的に抄造体２６中の水分を減らすことができ
る。これにより、硬化体を均質に構成することができ
る。

【００５８】また、本実施形態では、メーキングロール
３０の直前に置かれた吸引ボックス２７にて、抄造体２
６の水分をスラッジとの重量比で０．９以下、更に好適
には０．８以下に最終調整することで、メーキングロー
ル３０に転写される抄造体の水分を適切にするため、円
滑に転写させることができる。すなわち、抄造体２６の
水分が０．９を越えると、ベルト２３からメーキングロ
ール３０への転写が困難になると共に、転写された抄造
体がメーキングロール３０の回転に伴い発生する遠心力
で剥離することがあるが、水分を０．９以下にして比重
を軽くすることで、抄造体がメーキングロール３０から
剥離することがなくなり、硬化体を効率的に製造するこ
とが可能になる。

【００５９】また、本実施形態では、搬送ベルト２３の
搬送速度が４８ｍ／分に設定されており、これと同期す
るように、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが
図示しないモータにより駆動され、また、メーキングロ
ール３０及びベルトコンベア３８が図示しないモータに
より駆動ローラー３４Ａを介して駆動される。搬送ベル
ト２３の搬送速度は、５〜８０ｍ／分であることが望ま
しい。原料溶液から適度な厚さの抄造体を高効率で抄造
でき、効率的に硬化体を量産することが可能となるから
である。ここで、搬送速度が５ｍ／分よりも低いと、抄
造体を厚く抄造できる反面、抄造効率が低い。一方、搬
送速度が８０ｍ／分を越えると、抄造体が薄くなり、均
一な厚みにし難くなると共に、抄造体が切れることがあ
る。

【００６０】搬送ベルト２３にて搬送された抄造体を所
定の厚みまで巻回し切断するメーキングロール３０は、
直径６７cm（外周２．１m）に形成されており、図中反
時計方向に７．５秒で１回転する様に設定されている。
該メーキングロール３０は、表面に水を滞留させる貯留
溝３２と、この溝３２の近傍に位置し、ローラーの軸線
と平行に形成された収容溝３３に収容された弾性部材３
５とを備える。弾性部材３５は、ゴムから成る。該メー
キングロール３０は、表面に搬送ベルト２３から搬送さ
れた抄造体２６を多層化させながら巻回する。

【００６１】そして、メーキングロール３０を所定数
（２０〜３０）回転させ、抄造体２６が所定の厚み（６
〜８mm）に達すると、メーキングロール３０の回転と同
期して弾性部材３５と当接するように剥離カッタ３１が
押し出される。貯留溝３２に沿った位置で抄造体２６
は、含水率が高く、剥離カッタ３１が押し出されると、
貯留溝３２に沿って切断され、図６（Ａ）に示すよう
に、切断端がベルトコンベア３８側に倒れかかる。そし
て、メーキングロール３０の回転及びベルトコンベア３
８の搬送に伴い、所定の厚みの抄造体２６がベルトコン
ベア３８上まで搬送される（図６（Ｂ）参照）。なお、
貯留溝３２は廃止することもできる。

【００６２】第１実施形態では、メーキングロール３０
上の抄造体を、外側から剥離カッタ３１を押し当てて切
断することにより剥がすため、メーキングロール３０に
転写させながら多層化させた抄造体２６を綺麗に剥がす
ことができ、製紙スラッジから効率的に硬化体を量産す
ることが可能になる。また、メーキングロール３０上の
抄造体２６の切断を、メーキングロール３０の回転数が
所定数に達した際に行うため、均一の厚みの抄造体を効
率的に生成することができる。また、剥離カッタ３１を
弾性部材３５に当接させメーキングロール３０上の抄造
体を切断するため、ステンレス製の剥離カッタ３１によ
って鉄製のメーキングロール３０の表面を傷付けること
がない。

【００６３】ここで、図６（Ｃ）に示すように、他方の
切断端が切断カッタ３６の対応位置まで搬送されると、
切断カッタ３６がベルトコンベア３８側へ降ろされ、抄
造体２６の切断端と搬送ベルト２３上を搬送される未積
層の抄造体とが分離される。

【００６４】本実施形態では、搬送ベルト２３上の抄造
体を、メーキングロール３０に転写させながら多層化
し、多層化させた抄造体２６が所定厚さに達した段階で
所定の大きさに切断する。メーキングロール３０によ
り、均一の厚み（６〜８mm）及び大きさ（１．２m×
２．１m）の抄造体２６を連続的に成形できるので、硬
化体を効率的に量産することが可能になる。

【００６５】また、本実施形態では、メーキングロール
３０にて一端の切断された抄造体２６を一定間隔で切断
する切断カッタ３６を備える。このため、効率的に所定
長（２．１m）の抄造体２６を形成することができる。
なお、本実施形態では、抄造体２６の厚みを６〜８mmと
したが、厚みは２cm以下であることが望ましい。２cm以
下の厚みであれば、抄造が容易であり、また、搬送等に
おいても扱い易い。

【００６６】抄造体を加圧して脱水を行う脱水機４０に
ついて、図７を参照して説明する。脱水機４０は、下側
ローラー４２と上側ローラー４４との１対のローラーか
ら成り、下側ローラー４２及び上側ローラー４４には、
図示しない多数の通孔が穿設されており、内側に設けた
吸引ボックス４７によって、真空ポンプ４８で吸引しな
がら脱水を行っている。また、下側ローラー４２及び上
側ローラー４４の表面にはフェルト４６が設けられてい
る。ここでは、フェルトを用いるが、この代わりに、濾
布、スポンジ等の種々の可撓性を有する多孔質体を用い
ることができる。

【００６７】脱水機４０での脱水について説明する。先
ず、上記切断された抄造体２６が、ベルトコンベア３８
によって下側ローラー４２と上側ローラー４４との間に
挿入される。次に、下側ローラー４２と上側ローラー４
４との間で５〜４０Kg/cm²の線圧力を加え、抄造体２６
の水分量をスラッジとの重量比で０．５未満に調整す
る。これにより、抄造体２６の厚みを約半分（３〜５m
m）にし、搬出側のベルトコンベア４９によって次の乾
燥機５０へ送る。

【００６８】第１実施形態では、一対のローラー４２、
ローラー４４の間を通すことで抄造体２６の脱水を行う
ため、脱水を連続して行え、製紙スラッジから硬化体を
効率的に量産することが可能になる。また、一対のロー
ラー４２、ローラー４４の間を通すことで、抄造体２６
を均一な厚みにすることができる。

【００６９】また、抄造体２６を、フェルト（可撓性を
有する多孔質体）４６を介在させてプレスして脱水する
ため、硬化体内の水分を効率的に絞り出し、内部に水分
が集まってス（巣）ができるのを防げる。更に、水分を
多量に含む抄造体がプレスの際に横方向へ延びて変形す
ることを防止できる。また、フェルトによって抄造体２
６の表面を荒らすことができるため、後述するように接
着剤を介しての密着性を高めることができる。

【００７０】第１実施形態では、下側ローラー４２及び
上側ローラー４４の内側に配設した吸引ボックス４７に
より脱水吸引を行うため、抄造体２６内の水分を高い効
率で減らすことができ、硬化体を効率的に製造すること
が可能になる。

【００７１】また、第１実施形態の製造方法では、単板
の抄造体を脱水させるため、単板の抄造体を積層してか
ら脱水するのに対して製造が容易である。

【００７２】なお、ローラー４２、４４間の線圧は、５
〜４０Kg/cm²であることが望ましい。５Kg/cm²未満で
は、水分量を０．５以下にすることができない。一方、
４０Kg/cm²を越えても水分量を効率的に減らすことがで
きず、脱水機４０が大型化・高価格化するからである。

【００７３】上記脱水機４０にて脱水して、含水率を下
げた後、引き続き、図８に示す乾燥機５０にてほぼ完全
に脱水して（水分量をスラッジとの重量比で０．０３未
満）硬化反応を進行させる。これにより強度に優れる硬
化体を製造できる。乾燥機５０は、搬送ローラー５１
と、熱風を吹き出す吹き出し口５４とを備え、搬送ロー
ラー５１のローラー５２に支持された抄造体２６に対し
て、上下の各吹き出し口５４から１３０〜１６０℃の熱
風を、風速２５m／sで吹き付け、抄造体２６を硬化反応
させて硬化体１にする。この乾燥機５０は、抄造体２６
に上下から熱風を吹き付け乾燥させるため、反りを発生
させることなく硬化体１を形成することができる。な
お、乾燥機５０は、熱風の吹き出し口５４を備えるが、
この代わりに、赤外線ヒータ、蒸気、天日乾燥機などを
使用することができる。

【００７４】なお、乾燥させ硬化させてなる硬化体１
は、上述したようにフェルト４６を介して加圧脱水して
あるため、表面粗度がＲmax０．０１〜１mmとなる。

【００７５】上記乾燥機５０にて硬化体１を形成した
後、引き続き、図９に示す圧着プレス機６０で、硬化体
１を積層する。先ず、図９（Ａ）に示すように平板の下
型６２に硬化体１を載置した後、ノズル６５から接着剤
６６を硬化体１の表面に均等に塗布する。ここで、接着
剤としては、例えば、酢酸ビニール、水性ビニールウレ
タン等を用いることができる。そして、図９（Ｂ）に示
すように硬化体１を、接着剤６６を介在させて４枚積層
する。その後、上型６４を押し下げ、５〜４０Kg/cm²で
１０分間加圧し、硬化体の積層体１００を得る。ここ
で、接着剤６６の厚みは約０．１mmに調整してある。な
お、加圧と同時に加熱することも可能である。

【００７６】硬化体の積層体１００は、さらに搬送され
て、図示しない切断機で所定の大きさに切断される。切
断は、コンベア上に配設されたカッター、或いは、鋸な
どで行う。切断された複合硬化体１は、最後に図示しな
い検査機で反りなどの検査を行う。検査機としては、Ｘ
線センサ、赤外線センサなどを使用できる。また、画像
処理装置などで欠けやクラックの有無を検査してもよ
い。

【００７７】第１実施形態の硬化体の製造方法では、単
板の抄造体２６を加圧することで脱水した後、乾燥させ
るため、単板の抄造体を積層してから硬化させるのに対
して、製造が容易である。また、硬化体１を、接着剤６
６を介在させて積層し硬化体の積層体１００を得るた
め、単板の抄造体を積層してから硬化させた物に対し
て、耐水性及び強度に優れる。

【００７８】本実施形態では、原料溶液をワイヤーシリ
ンダ（ろ水体）を用いて抄造して得られた製紙スラッジ
の抄造体を、複数積層せしめる。これは、抄造により厚
い抄造体を得ることは非効率的であるので、製紙スラッ
ジから薄い抄造体を効率的に抄造し、積層することで必
要とする強度及び厚みの硬化体を製造する。これによ
り、製紙スラッジから効率的に硬化体を量産する。

【００７９】更に、本実施形態では、製紙スラッジを含
む原料溶液に凝集剤を添加して凝集させるため、製紙ス
ラッジから均質な比重（１．２〜１．３の範囲）の硬化
体１を量産することができる。

【００８０】本実施形態の製造方法では、単板の抄造体
２６を硬化させてなる硬化体１を、接着剤６６を介在さ
せて積層して、硬化体の積層体１００を得る。ここで、
硬化体１の表面粗度をＲmax０．０１〜１mmとすること
で、硬化体１と接着剤６６との密着性を高め、硬化体の
積層体１００の強度を高めることができる。

【００８１】この硬化体の積層体１００表面粗度による
強度変化の試験結果について図１１を参照して説明す
る。先ず、図１０（Ａ）に示すように、積層した硬化体
１００に曲げ荷重を加えた際に、表面粗度Ｒmax０．０
１mm未満では強度が低下した。即ち、表面粗度Ｒmax
０．０１mm未満では、硬化体１と接着剤６６との密着性
が低下し、硬化体の積層体１００の強度が低下するもの
と考えられる。

【００８２】次に、図１０（Ｂ）に示すように、中央の
接着剤６６から、半面ずつ硬化体の端部を突出させた硬
化体の積層体１００を形成し、せん断力を加えて破断を
生じせしめた。ここで、表面粗度Ｒmax１mm未満のもの
では、硬化体１中でクラックが入り、破断が生じた。一
方、表面粗度Ｒmax１mmを越えるものでは、硬化体１に
クラックが入る前に、中央の接着剤６６を境に、硬化体
１が左右に剥離した。即ち、表面粗度Ｒmax１mmを越え
ると、接着剤６６の量が増して接着性が下がると共に、
表面が脆くなり硬化体が剥がれ易くなって、積層した硬
化体のせん断強度が低下すると推測される。

【００８３】併せて、上記第１実施形態の製造方法によ
る硬化体の積層体１００と、上記特願２０００−０７７
７２２号の製造方法による硬化体との強度を比較した。
特願２０００−０７７７２２号の製造方法では、メーキ
ングロールに積層した抄造体を裁断してから、製紙スラ
ッジを介在させて積層した後、プレスして脱水し、乾燥
させて硬化体を得た。

【００８４】第１実施形態の硬化体の積層体１００と、
特願２０００−０７７７２２号の硬化体の積層体とは、
３０cm×３０cmのピースで上記曲げ及びせん断試験を行
ったところ、ほぼ同様な値を示した。しかしながら、６
０cm×６０cmのピースで試験を行ったところ、第１実施
形態の硬化体の積層体１００の方が、高い値を示した。
即ち、接着剤６６を介在させることで、硬化体の積層体
１００を大判にするほど強度が高まることが判明した。

【００８５】次に、１実施形態の製造方法による硬化体
の積層体１００と、特願２０００−０７７７２２号の硬
化体との耐水性を比較した結果について説明する。吸水膨張試験硬化体の積層体１００と、特願２０００−０７７７２２
号による硬化体とを、２４時間常温の水に水面３cmで浸
け、浸けた後の厚みの変化を測定した。この結果、硬化
体の積層体１００は、特願２０００−０７７７２２号に
よる硬化体と比較して、寸法変化が小さいことが判明し
た。特に、硬化体の積層体１００は、大判になると、形
状の安定性が高いことが明らかになった。これは、切断
した側面からの水分の吸収が一定なのに対して、接着剤
６６が防水効果を発揮し、表面及び裏面からの水分吸収
量が相対的に小さくなるためと考えられる。

【００８６】吸水曲げ試験硬化体の積層体１００と、特願２０００−０７７７２２
号による硬化体とを、２時間７０℃の水に浸けてから、
更に、２４時間常温の水に浸けた後、図１０（Ａ）に示
す曲げ試験を行った。。この結果、硬化体の積層体１０
０は、特願２０００−０７７７２２号による硬化体と比
較して、強度が高いことが判明した。特に、硬化体の積
層体１００は、大判になると、吸水による強度低下が少
ないことが明らかになった。これは、上述した理由によ
るものと考えられる。

【００８７】引き続き、本発明の第２実施形態に係る硬
化体の製造装置について図１１及び図１２を参照して説
明する。図１１に示す第２実施形態の製造装置は、図３
を参照して上述した第１実施形態の製造装置とほぼ同様
である。但し、第２実施形態の製造装置では、一対のロ
ーラー４２、４４からなる脱水機４０の後に、加圧プレ
スにより抄造体内の水分量を更に下げるための第２脱水
機１４０が設けられている。また、脱水機４０のローラ
ー４２、４４の表面のフェルト、及び、ローラー４２、
４４内の吸引ボックスが省略されている。この第２実施
形態の製造装置では、ローラー４２、４４の表面のフェ
ルトを省略してあるため、容易にローラー４２、４４間
の線圧力を高めることができる。

【００８８】抄造体を加圧して脱水を行う第２脱水プレ
ス機１４０について、図１２を参照して説明する。図１
２（Ａ）に示すように、脱水プレス機１４０は、平板の
下型１４２と上型１４４とから成り、下型１４２及び上
型１４４の表面にはフェルト４６が設けられている。こ
こでは、フェルトを用いるが、この代わりに、濾布、ス
ポンジ等の種々の可撓性を有する多孔質体を用いること
ができる。

【００８９】脱水機４０での加圧脱水について説明す
る。先ず、図１２（Ｂ）に示すように、脱水機４０にて
脱水された抄造体２６が、ベルトコンベア４２により下
型１４２のフェルト４６上に搬入される。次に、図１２
（Ｃ）に示すように、上型１４４を押し下げ、加圧脱水
を５〜４０Kg/cm²で５分間行い、抄造体２６の水分量を
スラッジとの重量比で０．４５未満に調整する。これに
より、図１２（Ｄ）に示すように抄造体２６の厚みを約
半分以下（３〜５mm）にする。

【００９０】第２実施形態では、抄造体２６を、フェル
ト（可撓性を有する多孔質体）４６を介在させてプレス
して脱水するため、硬化体内の水分を効率的に絞り出
し、内部に水分が集まってス（巣）ができるのを防げ
る。更に、水分を多量に含む抄造体がプレスの際に横方
向へ延びて変形することを防止できる。また、フェルト
によって抄造体２６の表面を荒らすことができるため、
第１実施形態と同様に接着剤を介して積層する際の密着
性を高めることができる。

【００９１】なお、加圧プレスは、５〜４０Kg/cm²で行
うことが望ましい。加圧プレスを５Kg/cm²未満で行う
と、水分量を０．４５以下にすることができない。一
方、４０Kg/cm²を越えて加圧プレスしても水分量を効率
的に減らすことができず、第２脱水機１４０が大型化・
高価格化するからである。

【００９２】なお、第２実施形態では、脱水機４０のロ
ーラー４２、４４によって抄造体２６の厚みを均一にす
るため、硬化体１の厚みをほぼ完全に均一にすることが
可能になる。このため、圧着プレス６０での硬化体１の
積層の際に、高い圧力を加えても、硬化体１にクラック
が生じることが無くなる。なお、第２実施形態では、ロ
ーラー式の脱水機４０により抄造体を脱水した後、第２
脱水機１４０によりプレスして脱水したが、プレスした
後にローラーを通すことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の複合硬化体の断面模式図である。

【図２】この発明の複合硬化体の断面模式図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る硬化体の製造装
置の概念図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、原料調整機構の概念図で
ある。

【図５】抄造機構の概念図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、メーキングロー
ルの動作の説明図である。

【図７】脱水機の説明図である。

【図８】乾燥機の説明図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、圧着プレス機の
動作の説明図である。

【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係る積
層体の強度試験の説明図である。

【図１１】本発明の第２実施形態に係る硬化体の製造
装置の概念図である。

【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、第２
実施形態に係る硬化体の製造装置の脱水プレス機の説明
図である。

【符号の説明】

１複合硬化体２非晶質体３繊維状物４無機粉末５芯材６補強層１０原料調整機構１４原料溶液（スラリー）１５脱水容器１６フィルター１７真空ポンプ１８チェストタンク２０抄造機構２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃバット２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃワイヤーシリンダ２３搬送ベルト２４吸引ボックス２６抄造体２７吸引ボックス２８真空ポンプ３０メーキングロール３１剥離カッタ３２貯留溝３３収容溝３５弾性部材３６切断カッタ３８ベルトコンベア４０脱水機４２下側ローラー４４上側ローラー４６フェルト４７吸引ボックス４８真空ポンプ４９ベルトコンベア５０乾燥機５２搬送ローラー５４吹き出し口６０圧着プレス機６６接着剤１００硬化体の積層体１３１ワイヤー１４０第２脱水機

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ２１Ｈ 17/01 Ｄ２１Ｈ 17/01 Ｄ２１Ｊ 1/00 Ｄ２１Ｊ 1/00 (72)発明者高橋智岐阜県大垣市神田町２丁目１番地イビデン株式会社内Ｆターム(参考） 4D059 AA30 BD01 BE11 BE27 BE54 BG00 CC04 DA66 4L055 AG99 AH01 BF01 CJ01 FA22 GA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製紙スラッジからなる硬化体の製造方法
であって、製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造して
抄造体を製造し、製造した抄造体を、一対のローラーを通して脱水し、脱水した抄造体を乾燥することで硬化体を得ることを特
徴とする硬化体の製造方法。
【請求項２】製紙スラッジからなる硬化体の製造方法
であって、製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共
に、この抄造体を搬送ベルトに転写した後に転送し、前記搬送ベルト上の抄造体を、硬質ローラーに転写させ
ながら多層化し、多層化させた抄造体を所定の大きさに切断し、切断した抄造体を、一対のローラーを通してして脱水
し、脱水した抄造体を乾燥することで硬化体を得ることを特
徴とする硬化体の製造方法。
【請求項３】製紙スラッジからなる硬化体の製造装置
であって、製紙スラッジを含む原料溶液を抄造するろ水体と、該ろ水体表面の表面に付着した製紙スラッジの抄造体
を、転写した後に転送する搬送ベルトと、前記搬送ベルト上の抄造体を転写させながら多層化する
硬質ローラーと硬質ローラー上に多層化させた抄造体を
所定の大きさに切断する切断器と切断した抄造体を一対
のローラーを通して脱水するプレス機と、脱水した抄造体を乾燥し硬化体を得る乾燥機とを備える
ことを特徴とする硬化体の製造装置。
【請求項４】前記プレス機の前記一対のローラーの表
面に可撓性を有する多孔質体が配設されていることを特
徴とする請求項３の硬化体の製造装置。
【請求項５】前記プレス機の前記一対のローラーに水
分の吸引装置が配設されていることを特徴とする請求項
３又は請求項４の硬化体の製造装置。