JP2582052B2

JP2582052B2 - 水性廃液の１次成形方法

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Publication number: JP2582052B2
Application number: JP3198513A
Authority: JP
Inventors: 敏木村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPH08188998A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製紙廃棄物などの繊維
質廃棄物から得た水性廃液を効率よく脱水して予備的に
成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】板紙製造工場では、板紙原料として主に
クラフトパルプと古紙の混合物を使用し、このために板
紙製造工程で種々の製紙廃棄物が発生する。例えば、ク
ラフトパルプ製造時には大量のノット（蒸解）かすが生
じ、一方、古紙やパルプを離解する際にパルパーかすが
発生し、更に離解した古紙を適当な紙料と配合した後に
も各種のスクリーンかすやクリーナかす及び終末スラッ
ジが発生する。

【０００３】これらの製紙廃棄物において、一部のノ
ットかす及びクリーナかすは下級紙の原料とし、終末ス
ラッジは製紙プラントに再循環させ、及びチッパーダス
トなどはボイラーの燃料にしているけれども、繊維質廃
棄物の大部分は経済的且つ有効に処理する方法がなく、
しかもきわめて大量に発生するので、その処理に苦慮し
ているのが現状である。

【０００４】特に、使用済みの板紙を離解する際に生
じるパルパーかすなどの製紙廃棄物は、紙器や紙袋に付
着していたガムテープ，ビニルテープ，酢酸ビニル系接
着剤，プラスチックフィルム，綴り針，土砂などを含む
ので、埋立て処理以外に適当な処分方法がなく、この処
分方法は費用が掛るうえに公害発生の元凶であると非難
されている。

【０００５】また、繊維質廃棄物としては、官公庁や
大企業などにおいて、不用の文書を外部に持ち出されな
いようにシュレッダで細かく切り刻んだ紙類も該当し、
これは近年のＯＡ化の促進とともに激増している。シュ
レッダで切り刻まれた紙類は、幅が数ｍｍで長さが数十
ｍｍにすぎず、この紙類にサイズ剤やメラミン樹脂を含
浸したり、ビニルコーティングなどを施しているので、
現状では焼却又は埋立て処分する方法が行なわれている
だけである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】繊維質廃棄物の処理方
法として、例えば特公昭５６−１１５８１号公報が存在
する。この公報に記載の方法では、この廃棄物の主成分
である繊維物質（パルプ材など）をあらかじめ解砕する
工程を有しないため、得た繊維板に実用的な機械的強度
を付与することは実際上困難である。この方法のよう
に、予備成形と熱間加圧を行なうだけでゾル状物質から
芯体を製造すると、全製造時間が非常に長くなってきわ
めて不経済になってしまう。

【０００７】また、実開昭５５−１１６１５１号公報
の明細書には、製紙廃棄物を原料として用いてコンクリ
ート基礎杭用型枠材を製造することが開示されている。
この製造工程では、製紙廃棄物にアスファルト乳剤と硫
酸ばん土を加え、円網抄紙機で脱水した後に直ちに金型
内で約５分間加熱加圧するか、又は脱水用金型に流し込
んで真空脱水した後に熱圧金型で加熱圧縮成形してい
る。

【０００８】前記の方法のように、脱水直後において
含水率が約５０％を超える段階で加熱加圧してしまう
と、製品である型枠材内に水分が封入されやすい。この
結果、乾燥に要する熱圧金型の加熱時間が長くなって使
用電気量が極度に増えて不経済であり、製品である型枠
材の生産効率も非常に低下し、大型の実用プラント化は
実質上不可能になる。

【０００９】本発明は、製紙工場などから大量に排出
される繊維質廃棄物の処理に関する前記の諸問題を改善
するために提案されたものである。本発明は、繊維質廃
棄物を迅速且つ大量に処理するために、繊維質廃棄物か
ら得た水性廃液を２段階で脱水し且つ成形する方法を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る１次成形方法では、繊維質廃棄物から
金属片や土砂などを除去した後に小片状に解砕し、所定
の濃度に定めて流動性を高めた水性廃液を用いる。本発
明方法では、水性廃液に結合剤，耐水剤などを混合する
際に、該水性廃液の流動性を高めるためにその濃度を約
２〜４重量％に定めると好ましい。

【００１１】この水性廃液に結合剤，耐水剤などを添
加してから、図１に示すように、１次成形機１０の型枠
１９内に注入し、第１加圧盤１１を降下させて該加圧盤
及び受盤１５の貫通溝１３，１７から予備的に脱水し、
次に平板状の第２加圧盤を用い且つ型枠１９を除去して
比較的高圧で脱水して平板状に成形する。１次成形で水
性廃液を固体化させると、得た１次成形板の含水率は約
半分に低下する。

【００１２】本発明方法で得た１次成形板の含水率は
約半分に低下するが、これでも未だ含水率が高いので、
所望の加熱装置例えば赤外線装置や熱風加熱によって乾
燥する。用いる赤外線装置は、一般に暗赤外線装置であ
るけれども、遠赤外線装置などを使用できる場合もあ
る。赤外線装置を通過すると、１次成形板の含水率は約
２２〜２５％に低下する。

【００１３】本発明方法において、１次成形機から排
出された濾液や洗浄液をタンクを経て混合槽又は解砕槽
に戻すと好ましい。このような閉回路によって、本発明
方法における装置から排出される廃液の量を可能限り減
らし、これが公害発生の原因となることを防止する。

【００１４】

【作用】本発明方法によって水性廃液を固体化させ、得
た１次成形板の含水率は約半分好ましくは約４０〜４５
％になり、その厚みは流入時の約４０〜４５％に減少す
る。この際に、１次成形板の含水率が約５０％を超えて
いないので、次の水分蒸発工程において加熱時間を比較
的短くでき、使用電気量も少なくてよい。

【００１５】本発明方法では、繊維質廃棄物例えばパ
ルプや古紙を離解する際に発生するパルパーかす，各種
のスクリーンかすやクリーナかすなどを有効に処理で
き、これがシュレッダで細かく切り刻んだ紙類，使用済
みのファックス用紙やコピー用紙などのＯＡ関係の廃棄
物であってもよい。本発明方法では、繊維質廃棄物にガ
ムテープ，ビニルテープ，酢酸ビニル系接着剤，プラス
チックフィルムなどを含んでいてもよい。

【００１６】

【実施例】本発明方法を図２に基づいて工程順に説明す
る。製紙廃棄物の内で固形物の多いパルパーかす，各種
のスクリーンかすやクリーナかす１は、繊維板の品質及
び水性廃液の流動性を高めるために、まず解砕槽２に投
入して小片状（例えば約５ｍｍ以下の長さ）に解砕す
る。解砕槽２では、内容物の攪拌を行なうとともに、１
台又は２台の湿式解砕機３（例えば商品名スルーザーポ
ンプ、小松ゼノア製）を通して循環させる。解砕槽２の
底部４からは、解砕不可能な綴り針などの金属片，土砂
を除去する。

【００１７】解砕された内容物は、一般に移送ポンプ
（図示しない）を経てサイクロン５を通過し、ここで残
存する金属片や土砂などを完全に除去し、ついで該サイ
クロンから所望に応じてスクリーンやローラ脱水器（図
示しない）を経て混合槽６に投入する。解砕の必要がな
いチップ状のノットかす，各種のスラッジなどは、所望
に応じて混合槽６に直接投入してもよい。

【００１８】混合槽６では、濃度測定器７によって水
性廃液の濃度を約２〜４重量％に定めて、該水性廃液の
流動性を高めるとともに、薬品槽８から結合剤，耐水剤
などを加えて強く攪拌する。一例として、結合剤は熱硬
化性フェノール系樹脂（例えば商品名ＳＫ剤、大日本イ
ンキ化学工業社製）であり、耐水剤はパラフィン系エマ
ルジョン（例えば商品名ＷＲ＋Ｎ液、大日本インキ化学
工業社製）である。

【００１９】熱硬化性フェノール系樹脂の添加量は、
水性廃液の絶乾量１００重量部に対して約２〜８重量部
であり、一般に添加量が多いほど繊維板の機械的強度が
高くなるけれども、所定量を超えると機械的強度は上昇
せず且つ所定量以下では硬質繊維板として使用できなく
なる。一方、耐水剤の添加量は、水性廃液の絶乾量１０
０重量部に対して約１〜３重量部であり、この範囲内が
繊維板の所定の耐水性を維持させるうえで有効である。
この場合には、更に結合剤と耐水剤の定着のために、硫
酸ばん土を適量添加して水性廃液のｐＨ値を４.５〜５.
０に調整するとともに、所望に応じて薬品槽８から塗料
などを添加してもよい。

【００２０】こうして得た水性廃液は、水を分散媒と
したゾル状物質であり、例えば遠心ポンプ（図示しな
い）を経て原料タンク９に送る。原料タンク９では攪拌
を行ない、ついで水性廃液は所望に応じて計量タンク
（図示しない）を介して１次成形機１０へ定量送入す
る。

【００２１】本発明方法で用いる１次成形機１０は、
図１に例示するような構造を有する。１次成形機１０に
おいて、上部の第１加圧盤１１は前面壁１２に多数の貫
通溝１３を有し、該前面壁の表面に金網１４を張設す
る。第１加圧盤１１は、真空ポンプ（図示しない）によ
って矢印Ｖの方向に搾水する。また、受盤１５の前面壁
１６にも多数の貫通溝１７を設け、該前面壁の表面に金
網１８を張設するとともに、受盤１５上に第１加圧盤１
１の外径にほぼ等しい内径の型枠１９を配置し、貫通溝
１７から落下する瀘液は矢印Ｆの方向に排出する。

【００２２】水性廃液は、矢印Ｌのように投入口２０
から型枠１９内に入る。型枠１９内の水性廃液２１は２
段階で搾水され、まず第１段階で第１加圧盤１１を矢印
Ｄの方向に移動して、例えば面圧約５〜１０Ｋｇ／ｃｍ
²で脱水する。ついで第２段階では、平板状の第２加圧
盤（図示しない）を用い且つ型枠１９を除去して、面圧
約１０〜３０Ｋｇ／ｃｍ²の高圧で脱水して平板状に成
形する。この結果、得た１次成形板の含水率は約５０％
以下好ましくは約４０〜４５％になり、その厚みは流入
時の約４０〜４５％である。

【００２３】１次成形機１０により排出された瀘液
は、瀘液タンク２２（図２）に送り、該瀘液タンクから
移送ポンプ（図示しない）を経て混合槽６に戻し、その
一部を排水として放出する。また、１次成形機１０で用
いた洗浄水は、瀘過タンク２３に送り、該瀘過タンクか
ら移送ポンプ（図示しない）を経て解砕槽２に戻す。

【００２４】得た１次成形板は、未だ含水率が高いの
で水分蒸発処理することを要し、このために加熱炉２４
を通過させると好ましい。この水分蒸発法には赤外線装
置例えば暗赤外線装置を用い、この暗赤外線装置（例え
ば商品名インフラスタイン、日本碍子社製）によって２
００〜２５０℃に加熱乾燥する。赤外線装置の代りに、
スチーム熱源による熱風加熱で乾燥してもよいが、生産
効率や設備面積などの点で暗赤外線装置の方が優れてい
る。加熱炉２４を通過すると、１次成形板の含水率は約
２２〜２５％に低下する。

【００２５】水分蒸発処理後の１次成形板は、更に２
次成形機２５によって規定の厚みにまで２次成形する。
２次成形機２５としては、例えば公知のホット多段プレ
スを用い、該プレスの熱板の温度は１７０〜１８０℃前
後、且つ面圧は約２０〜３０Ｋｇ／ｃｍ²に調整する。
２次成形によって、繊維板の含水率は１０％以下にな
る。

【００２６】得た単層繊維板２８は、順次スリッタ２
６によって耳切りを行ない、オートストッカ２７に積載
して倉庫に保管する。倉庫では１０〜１５日間保管し、
適当に調湿してから出荷すればよい。

【００２７】図３に示すように、単層繊維板２８に
は、製紙廃棄物中のガムテープ，ビニルテープ，酢酸ビ
ニル系接着剤，プラスチックフィルムなどが小片状で約
２０〜３０重量％残存するけれども、これらは高温の加
熱・加圧工程において大部分溶融され、融着物２９とし
て繊維板２８の機械的強度を高めるのに役立っている。

【００２８】この繊維板２８は、各種の繊維質固形物
３０を主成分として含有し、実質的にクラフト紙と類似
の性質を持っているから保温性・遮音性に優れ、且つ耐
水剤の存在によって耐水性・防湿性にも優れている。更
に、この繊維板２８は、１００℃の熱湯で２時間煮沸し
ても形状の変化が生じず、鋸による切断が可能で釘の保
持力も優秀であり、表面塗装を行なう場合でも化粧塗料
が良く伸びて剥離が生じない。

【００２９】この繊維板２８は、一般に単層で厚さ２
〜１５ｍｍまで可能であって、実質的にＪＩＳ−Ａ５９
０７に規定する硬質繊維板に相当する品質にでき、油，
樹脂などによって特殊処理を施すと曲げ強さをいっそう
大きくすることも可能である。また、主として耐圧が対
象になるパレットの桁などに使用する場合には、曲げ強
度をそれほど大きくしなくてもよいので、約５０ｍｍ以
下の厚みのものまで形成することができる。

【００３０】次に、本発明の更に具体的な実施例を説明
する。実施例１厚さ２.５ｍｍの繊維板を試験的に製造するために、板
紙製造工程で生じたパルパーかす５Ｋｇ（絶乾量、以下
同じ）及びヤンソンスクリーンかす５Ｋｇを用いる。こ
れらは水３４０リットルを含む解砕槽へ投入し、解砕機
（商品名スルーザーポンプ）で約１０分間解砕すると、
長さ約５ｍｍの小片状になる。この水性廃液を混合槽に
入れ、熱硬化性フェノール系樹脂（商品名ＳＫ剤）を絶
乾量５重量％添加して１０分間攪拌し、ついでパラフィ
ン系エマルジョン（商品名ＷＲ＋Ｎ液）を添加して５分
間攪拌してから、硫酸ばん土を絶乾量の３重量％添加し
て攪拌する。

【００３１】得た水性廃液６８リットルを、１次成形
機である加圧プレスの型枠（横９７５×縦９７５×高さ
２００ｍｍ）に送入し、面圧５Ｋｇ／ｃｍ2で約２５秒
間ついで面圧１５Ｋｇ／ｃｍ²で約２５秒間加圧する。
得た１次成形板は、厚さ３.９ｍｍ，重さ３.７Ｋｇ，含
水率４５％である。

【００３２】この１次成形板は、暗赤外線装置（商品
名インフラスタイン）の加熱炉を通過させ、水分１.１
リットルを蒸発させる時の使用電気量は１ＫＷ／分であ
る。次に２次成形を行ない、２次成形機のホットプレス
は熱源がスチームで、熱板温度が１８０℃であり、面圧
２０Ｋｇ／ｃｍ²で約２分間熱加圧する。最終製品は含
水率８％前後であり、その寸法は横９７５×縦９７５×
厚さ２.５±０.５ｍｍである。

【００３３】この繊維板の物性を、ＪＩＳ−Ａ５９０
５〜Ａ５９０７に従って測定すると下記の通りである。

【００３４】

【表１】注）試験項目の含水率までは、No.１からNo.３の平均値である。

【００３５】ＪＩＳ−Ａ５９０７に規定する硬質繊維
板Ｓ２００では、規準が比重０.８以上，含水率５〜１
３％，曲げ強さ２００Ｋｇ／ｃｍ²以上，吸水率３０％
以下であることを要し、この実施例の繊維板はすべての
規準に合格している。

【００３６】実施例２厚さ１２ｍｍの繊維板を試験的に製造するために、実施
例１と同様の製造装置を用い、且つ実施例１で得た水性
廃液３００リットルを加圧プレスの型枠に送入する。加
圧プレスでは、面圧１０Ｋｇ／ｃｍ²で約３０秒間つい
で面圧２０Ｋｇ／ｃｍ²で約３０秒間加圧すると、厚さ
１６ｍｍ，重さ１５Ｋｇ，含水率４５％の１次成形板と
なる。

【００３７】この１次成形板は、加熱炉を通して水分
５リットルを使用電気量４.５ＫＷ／分で蒸発させ、次
にホットプレスによって面圧２０Ｋｇ／ｃｍ²で約１０
分間熱加圧すると、最終製品の含水率は８％前後にな
る。

【００３８】得た繊維板は、ＪＩＳ−Ａ５９０７の規
準にすべて合格する。

【００３９】実施例３厚さ３ｍｍの繊維板を月産１０００００枚製造するため
に、月当りパルパーかす７０トン（絶乾重量、以下同
じ），ノットかす７５トン，終末スラッジ２４０トン，
調整スラッジ１８トンを用いる。パルパーかすだけは、
あらかじめ解砕槽において１ｍ³／分の割合で解砕す
る。

【００４０】これらの原料７６０Ｋｇ／時を実容積２
２ｍ³の混合槽に投入し、薬品槽から熱硬化性フェノー
ル系樹脂（商品名ＳＫ剤）（月間使用量２０トン）つい
でパラフィン系エマルジョン（商品名ＷＲ＋Ｎ液）（月
間使用量１０トン）を添加し、更に硫酸ばん土を加えて
水性廃液をｐＨ４.５〜５.０に調整する。

【００４１】得た水性廃液の水分は９６.５％であ
る。この水性廃液は、実容積２２ｍｍ³の原料タンクに
送って攪拌し、更に計量タンクで１枚分１１３Ｋｇを計
量する。

【００４２】１次成形機としては、油圧加圧方式のダ
ブルワイヤ及び高圧プレス（第１段階出力１２０トン、
第２段階出力３５０トン）（山本鉄工所製）を用い、型
枠の形状は横９２０×縦１８３０×高さ６８ｍｍであ
り、第１段階の面圧７Ｋｇ／ｃｍ²で水性廃液の含水率
が６０％、そして第２段階の面圧２０Ｋｇ／ｃｍ²で含
水率が４５％に低下する。

【００４３】得た１次成形板は重さ１０Ｋｇ／枚，厚
さ４.４ｍｍであり、生産能率は４〜１０ｍ／分であ
る。この１次成形板は、５０ＫＷの暗赤外線装置（商品
名インフラスタイン）を用いた加熱炉で水分蒸発処理を
行ない、該炉の使用電気量は２６０ＫＷ／時，処理能力
１９０枚／時である。この加熱炉によって、１次成形板
の水分蒸発量は１.５リットル／枚であり、その厚みは
４.０ｍｍになる。

【００４４】２次成形機としては、出力３５０トンで
段数が１０段階であるホット多段プレス（山本鉄工所
製）を用い、面圧２０Ｋｇ／ｃｍ²，熱板温度１７０℃
でサイクル２０回／時で２次成形すると、横９３０×縦
１８４０×厚さ３ｍｍの繊維板となる。次にスリッタで
８秒／枚の速度で耳切りを行ない、横９１０×縦１８２
０×厚さ３ｍｍの繊維板を得る。この繊維板は、積載枚
数４２０枚のオートストッカに積載して、倉庫に保管す
る。

【００４５】得た繊維板は、ＪＩＳ−Ａ５９０７の規
準にすべて合格する。

【００４６】

【発明の効果】本発明方法により、繊維質廃棄物の水性
廃液を固体化し、得た１次成形板の含水率は約半分に低
下する。これによって、次の水分蒸発工程において加熱
時間を短くすることが可能になり、該加熱炉の使用電気
量も少なくなるので経済的である。また、結果として最
終製品である単層繊維板の生産効率が高くなり、大型の
実用プラント化も可能になる。

【００４７】最終製品の単層繊維板は、自動車内装
材，建築資材，パレット，高速道路の遮音壁，建具，家
具などに使用できる。日本標準規格（ＪＩＳ）Ａ５９０
７に規定する硬質繊維板に相当する品質を有することが
可能であり、実用性の高いものである。この単層繊維板
は、従来はむしろ埋立てや焼却処理費用が必要な繊維質
廃棄物を原料として用いるためにきわめて安価である。

【００４８】本発明方法を実施すると、再利用できな
いか又は再利用が相当に不経済な繊維質廃棄物を迅速且
つ大量に処理できるので、省資源効果を生じ且つ公害の
発生防止にも寄与できる。本発明方法により、大量の繊
維質廃棄物を有効に処理することができ、これらを埋立
てるか又は海上投棄することによる深刻な土壌や海水の
汚染を回避するとともに、適当な埋立て場所の減少によ
る投棄費用の高騰も実質的に阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で用いる１次成形機の要部を示す
概略断面図である。

【図２】本発明方法を含む単層繊維板の製造工程を例
示するフローシートである。

【図３】図２の製造工程によって製造した単層繊維板
の斜視図である。

【符号の説明】

２解砕槽６混合槽１０１次成形機１１第１加圧盤１９型枠２８単層繊維板

フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−165100（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−64205（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−183753（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−128400（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−199896（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−128300（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−12853（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−21762（ＪＰ，Ａ) 特公昭51−42201（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭56−11581（ＪＰ，Ｂ２) 特表昭58−501825（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維質廃棄物から金属片や土砂などを除
去した後に小片状に解砕し、所定の濃度に定めて流動性
を高めた水性廃液を用い、これに結合剤，耐水剤などを
添加してから１次成形機の型枠内に注入し、第１加圧盤
を降下させて該加圧盤及び受盤の貫通溝から予備的に脱
水し、次に平板状の第２加圧盤を用い且つ型枠を除去し
て比較的高圧で脱水して平板状に成形する水性廃液の１
次成形方法。
【請求項２】１次成形機から排出された濾液や洗浄液
をタンクを経て混合槽又は解砕槽に戻す請求項１記載の
方法。
【請求項３】繊維質廃棄物から金属片や土砂などを除
去した後に小片状に解砕し、所定の濃度に定めて流動性
を高めた水性廃液を用い、これに添加剤を加えてから１
次成形機の型枠内に注入し、第１加圧盤を降下させて該
加圧盤及び受盤の貫通溝から予備的に脱水し、次に平板
状の第２加圧盤を用い且つ型枠を除去して比較的高圧で
脱水し、更に所望の加熱装置によって水分蒸発処理を行
なって含水率を低下させて平板状に成形する水性廃液の
１次成形方法。
【請求項４】１次成形機から排出された濾液や洗浄液
をタンクを経て混合槽又は解砕槽に戻す請求項３記載の
方法。