JP4177473B2 - 電磁波吸収材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙解繊パルプを利用した電磁波吸収材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用が叫ばれており、その一環として古紙についてもリサイクルが進んでいるが、しかしそのリサイクル率はまだ凡そ５０％程度である。その理由はリサイクル回数が増えると、古紙の繊維が切断されて短くなり、リサイクル製品の強度が低下するためである。
【０００３】
一方、古紙をごみとして焼却処分すると、ごみの中に塩素を含む化合物が含まれている場合（実際には、ごみから塩素を含む化合物を完全に分離するのは非常に困難である）、有害なダイオキシンが発生し、世界的に問題となっている。
【０００４】
また、最近、外出時にパソコンや携帯電話、ゲーム機等の電子機器類を携帯して乗物等種々の場所で使用するようになって来ているため、使い捨て式の一次電池や充電式の二次電池の用途が非常に拡大して来ている。
【０００５】
しかし、一次電池は使用により特性が劣化し、使用不可能となって廃電池となることは勿論であるが、二次電池でも充放電を繰り返すと特性が劣化し、使用不可能となって廃電池となる。
【０００６】
そこで、これらの廃電池を焙焼し、もとの元素等に戻し、リサイクルしようという提案が種々なされている。
【０００７】
一方、古くから使用されている磁気テープやプリペードカードには、塗膜成分として磁性粉末が使用されているが、磁気テープやプリペードカードの製造工程において発生した規格外品に塗布されている塗膜成分または使用済みの磁気テープやプリペードカードに塗布されている塗膜成分は資源の有効利用のために回収することが種々提案されている。しかし、何れの回収手段も回収コストが嵩み、現実のものとはなっていない。
【０００８】
さらに、近年、電子機器類、特に情報ネットワーク関連機器が多く使用されているが、これらの機器や高圧線からは電磁波が乱れ飛んでおり、このため、電磁波による電子機器類の誤動作、人体への悪影響が問題になっている。
【０００９】
そこで、電子機器の誤動作や人体への悪影響を防止するために、種々の電磁波吸収材が提案されており、その例としては、例えば次のようなものがある。
【００１０】
すなわち、
ｉ）アルミニウムや銅のような電気伝導性に優れた材料をプラスチック素材に混練して成形したもの、
ｉｉ）繊維素材に導電性を付与させるため、銀メッキ等の金属メッキを繊維素材に施したもの、
ｉｉｉ）解繊繊維とガンマー酸化鉄と合成樹脂とを混合し、混合物を加熱圧縮したもの、
等がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の各電磁波吸収材のうちｉ）及びｉｉ）の吸収材は製造コストが嵩み、ｉｉｉ）の吸収材は解繊繊維とガンマー酸化鉄の比重が異なるため、乾式で均一に混合するのが難しく、従って、同じ吸収材でも場所によって電磁波吸収効果に相違が生じ、不均質な吸収材となる。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、繊維が切断されて短くなった古紙をも利用して紙のリサイクル率を高めると共にリチウムイオン二次電池の製造工程で生じる廃材、使用済みの廃電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素等の導電性物質や、パーマロイ粉末、鉄を主成分とした金属粉末、廃磁気テープあるいは廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発分等の磁性物質を有効利用した、安価な電磁波吸収材料の製造方法を提供することを目的としてなしたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
古紙を所定の長さ或は径に切断する古紙切断工程と、
該古紙切断工程で切断された古紙に機械的なシェアを加えて綿状に解繊する古紙解繊工程と、
該古紙解繊工程で解繊した古紙のパルプに湿気を与え或はバインダを加える古紙解繊パルプ湿潤化工程と、
該古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化した古紙パルプを圧縮、加熱し、成形する湿潤化パルプ成形工程と、
導電性物質或は磁性物質を有機溶剤やバインダと共に一定時間粉砕し、分散する電磁波吸収塗料製造工程と、
前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物に前記電磁波吸収塗料製造工程で製造した電磁波吸収塗料を含浸又は塗布する電磁波吸収塗料含浸、塗布工程と、
該電磁波吸収塗料含浸、塗布工程で電磁波吸収塗料が含浸又は塗布された前記成形物を乾燥させる乾燥工程と、
を経る電磁波吸収材の製造方法であって、
前記電磁波吸収塗料製造工程で使用する導電性物質は、リチウムイオン二次電池の製造工程で生じた廃材、使用済み廃電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素のうち少なくとも何れかひとつである。
【００１４】
また、本発明は、
古紙を所定の長さ或は径に切断する古紙切断工程と、
該古紙切断工程で切断された古紙に機械的なシェアを加えて綿状に解繊する古紙解繊工程と、
該古紙解繊工程で解繊した古紙のパルプに湿気を与え或はバインダを加える古紙解繊パルプ湿潤化工程と、
該古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化した古紙パルプを圧縮、加熱し、成形する湿潤化パルプ成形工程と、
導電性物質或は磁性物質を有機溶剤やバインダと共に一定時間粉砕し、分散する電磁波吸収塗料製造工程と、
前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物に前記電磁波吸収塗料製造工程で製造した電磁波吸収塗料を含浸又は塗布する電磁波吸収塗料含浸、塗布工程と、
該電磁波吸収塗料含浸、塗布工程で電磁波吸収塗料が含浸又は塗布された前記成形物を乾燥させる乾燥工程と、
を経る電磁波吸収材の製造方法であって、
前記電磁波吸収塗料製造工程で使用する磁性物質は、廃磁気テープや廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発成分のうちの少なくとも何れかひとつである。
更に、本発明では、前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物を所定の厚さにスライスする成形物スライス工程を経るものであり、前記乾燥工程の後に、成形物の少なくとも片面に化粧板を貼着する化粧板貼り付け工程を経るものである。
【００１５】
従って、本発明では、あらゆる古紙と、リチュウムイオン二次電池の製造工程で生じる廃材、使用済み廃電池に組み込まれている負極板等の導電物質、廃磁気テープあるいは廃プリペードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発成分等の磁性物質を使用できるため、廃品のリサイクル率を向上させて環境保護や省資源化に貢献することが可能となり、従って安価な電磁波吸収材料を提供することができ、しかも電磁波障害を確実に防止でき、時代を先取りした画期的な効果を得ることができる。
【００１６】
本発明では、電磁波吸収塗料を含浸させあるいは塗布した成形物の少くとも片面に化粧板を貼着した場合には、直ちに建築材料として使用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１〜図１０は本発明の実施の形態の一例を示している。
【００１９】
本発明の実施の形態において、電磁波吸収材を製造する場合には、先ず、古紙を１０〜５０ｍｍ程度の長さ（または直径）に切断した後（古紙切断工程）、機械的シェアを加えて綿状に解繊（古紙解繊工程）する必要があり、これらの古紙切断工程及び古紙解繊工程を行う装置の全体図は図１に示されている。
【００２０】
図１中、１は古紙を１０〜５０ｍｍ程度の大きさに切断するためのターボカッタ、２はターボカッタ１で切断されて定量供給用のロータリバルブ３を通って送り込まれた古紙切片をブロワ４から吹き込まれる空気により空気輸送するための古紙切片輸送管である。
【００２１】
また５は古紙切片輸送管２を通って空気輸送された古紙切片を空気から分離するサイクロン、６はサイクロン５で空気から分離された古紙切片を一時的に貯留する貯留タンク、７は貯留タンク６の下部から定量供給用のロータリバルブ８を通って供給された古紙切片を搬送するためのスクリューコンベヤ等の搬送装置、９は搬送装置７から定量供給用のロータリバルブ１０を通って送給された古紙切片をブロワ１１から吹き込まれる空気により空気輸送するための古紙切片輸送管である。
【００２２】
さらに、１２は古紙切片輸送管９を通って送給されて来た古紙切片に機械的シェアを加えて綿状に解繊するためのターボミル、１３はターボミル１２で解繊されて得られた綿状の古紙解繊パルプをターボミル１２内に内蔵されている後述のスクリュー羽根３２ａ，３３ａにより生じる空気流により空気輸送するための古紙解繊パルプ輸送管、１４は古紙解繊パルプ輸送管１３を通って空気輸送された古紙解繊パルプを空気から分離するためのサイクロン、１５はサイクロン１４で空気から分離された古紙解繊パルプを一時的に貯留する貯留タンク、１６は貯留タンク１５に貯留されている古紙解繊パルプを定量的に取り出すためのロータリバルブである。
【００２３】
ターボカッタ１の詳細は図２に示されており、図２はターボカッタ１の縦断面図である。
【００２４】
すなわち古紙切断室１７内は、円筒状の室であり、その内部の一側面に４枚の回転刃１８を有する回転カッタ１９が取り付けられると共に、その内周面に４枚の固定刃２０が円周方向へ略等間隔に取り付けられている。上記回転カッタ１９は、外部に設けられた駆動モータによって回転駆動されるようになっており、これによって、内周面に対して若干の余裕を有する程度の長さとされた４枚の回転刃１８がこの古紙切断室１７内を３６０ｒｐｍ程度で回転されるようになっている。
【００２５】
またこの古紙切断室１７内の低部には、古紙切片を外部で回収するための排出口２１が設けられている。この排出口２１には、スクリーン２２が張設されており、ある程度の大きさにまで細かく切断された古紙切片のみがこのスクリーン２２を通過して下方のホッパ１７ａへ回収されるようになっている。
【００２６】
一方、古紙投入管２３は上記古紙切断室１７の頭部に連結されており、途中で二股に分岐したかたちになっている。この分岐した一方の管２３ａは古紙を投入するための投入口となるものである。また、分岐した他方の管２３ｂは、管２３ａの連結部から垂直に延在されており、その内部にはピストン２４が挿入されている。このピストン２４は、管２３ａから投入され管２３ａと管２３ｂが合流する地点にまで落下した古紙を古紙切断室１７にまで押し出すためのものである。
【００２７】
上述のターボカッタ１の具体的な装置条件の一例を示すと次のとおりである。
古紙切断室１７の寸法：外径６４０ｍｍ 円筒高さ５０５ｍｍ
回転刃１８の数：４枚
固定刃２０の数：４枚
スクリーン２２の孔径：２５ｍｍ
回転カッタ１９の主軸回転数：３６０ｒｐｍ
【００２８】
ターボミル１２の詳細は図３〜図５に示されている。
【００２９】
図３はターボミル１２の側面図であり、図４は図３のターボミル１２を図中左側から見た断面図であり、図５は図４の回転刃の一部を拡大して示す正面図である。
【００３０】
このターボミル１２は、古紙を綿状に解繊するものであり、円筒状の空間を有する解繊室２５内に、古紙を綿状に解繊して古紙解繊パルプとする解繊装置２６を有して構成されている。
【００３１】
上記解繊室２５の一面には、古紙を投入するための投入口２７が形成されている。また、他面側では、この解繊室２５に排出口２８が設けられ、古紙解繊パルプが空気流によって排出口２８から排出されるようになっている。そして、この解繊室２５の内周面には、図５の拡大図で示したように、凸状部２９が円筒軸と平行に多数形成されている。
【００３２】
この解繊室２５内に設置された解繊装置２６は、図５に示すように、周面に５０枚の回転刃３０が回転軸と平行に取り付けられた円筒状回転子３１が４つ並列して構成されている。このそれぞれの円筒状回転子３１は、解繊室２５の内径より若干小径となされており、その周面に取り付けられた回転刃３０と、解繊室２５の内壁に形成された凸状部２９との間にわずかに空間が形成されるようになっている。そして円筒状回転子３１の前後の投入口２７と排出口２８にスクリュー羽根３２ａ，３３ａが設けられた回転子３２，３３が取り付けられている。このスクリュー羽根３２ａ，３３ａは、投入口２７から投入された古紙切片を解繊室２５の内周面側に風送し、さらに解繊して得られた古紙解繊パルプを圧送する風力を与えるための空気流を生じさせるためのものである。
【００３３】
上述のターボミル１２の具体的な装置条件の一例を示すと次のとおりである。
円筒状回転子３１の寸法：外形７９０ｍｍ×幅１００ｍｍ
円筒状回転子３１の数：４個
解繊室２５内径：８００ｍｍ
円筒状回転子３１の主軸回転数：１，５００〜３，０００ｒｐｍ
吐出風量：３０ｍ３／分
【００３４】
古紙解繊パルプを成形する前処理として、古紙解繊パルプに湿気を与えたりあるいはバインダを添加する必要があるが（古紙解繊パルプ湿潤化工程）、斯かる古紙解繊パルプ湿潤化工程には図６に示すごときプラナタリー型の混合攪拌ミル３４が使用されている。図６は混合攪拌ミル３４の縦断面図である。
【００３５】
而して、混合攪拌容器３５内には、図示してない駆動装置により回転する縦軸３６が収納され、縦軸３６には攪拌羽根３７が取り付けられている。攪拌羽根３７としては、フック、スクリュウビータ、錨型フック、ビータ等が好ましい。
【００３６】
混合攪拌容器３５の上部には、混合攪拌容器３５内に収納されている古紙解繊パルプ３８に湿気あるいはバインダ３９を供給するためのノズル４０が接続されている。
【００３７】
古紙解繊パルプ湿潤化工程を経た古紙解繊パルプ３８は金型容器に充填されて圧縮、加熱し、成形する必要があるが（湿潤化パルプ成形工程）、斯かる湿潤化パルプ成形工程には、成形物を形成するために図７に示すごとき、成形装置４１が使用されている。図７は成形装置４１の断面図である。
【００３８】
而して、金型容器４２内の下部には、上下へ貫通する多数の孔が穿設された下目皿板４３が収納されるようになっていると共に、流体圧シリンダにより昇降する縦向きの加圧ロッド４４に接続された上目皿板４５が昇降可能に収納されるようになっている。上目皿板４５には、上下へ貫通する多数の孔が穿設されている。
【００３９】
金型容器４２の下部には、切り換えバルブ４６を解して真空ポンプ４７あるいは熱風もしくは蒸気発生器４８が接続されている。
【００４０】
電磁波吸収塗料としては、導電性物質あるいは磁性物質が必要であり、斯かる電磁波吸収塗料を得るためには、例えばリチウムイオン二次電池の製造工程で生じる廃材や使用済みの電池に組み込まれている負極板等を適宜切断したもの（顔料）を有機溶剤やバインダと一緒に一定時間粉砕、混合する必要がある（電磁波吸収塗料製造工程）。斯かる電磁波吸収塗料を製造するためには、図８に示すごときボールミル４９のごとき混合機が使用される。混合機としてはボールミル４９の他に粉砕効果と分散効果を兼備しているアトライタ、振動ミル等局所的に大きいパワーを有する混合機が良い。
【００４１】
而して、ボールミル４９のモータ等の駆動装置５０により回転駆動し得るよう水平支持された胴容器５１には、投入、取り出し口５１ａを介して顔料５２やスチールボール５３を収納し得るようになっている。
【００４２】
図７に示す成形装置４１で成形された成形物には、図８のボールミル４９で製造された電磁波吸収塗料を含浸あるいは塗布させる必要があるが（含浸または塗布工程）、電磁波吸収塗料を含浸させる含浸工程には、図９に示すごときディップ装置５４が使用される。
【００４３】
而して、図示してない駆動装置により移動駆動し得るようにしたチェーンコンベヤのごとき搬送装置５５には、移動駆動方向へ所要の間隔でハンガ５６を介して成形物５７を吊り下げ搬送し得るようになっている。
【００４４】
また、搬送装置５５は、中途部で成形物５７を搬送しつつ下降し再び上昇し得るようになっており、搬送装置５５が最も下降した位置には、浸漬した成形物５７に電磁波吸収塗料５８を含浸させるため電磁波吸収塗料５８の収納されたタンク５９が設置されている。
【００４５】
次に本発明の実施の形態の作動について説明する。
【００４６】
図１、２に示すターボカッタ１によって古紙を切断するには、管２３ａから古紙を投入し、この古紙を古紙切断室１７にピストン２４によって押し出す。古紙切断室１７に押し出された古紙は、回転刃１８の回動によって生じる空気流によって古紙切断室１７内を浮遊しながら、回転刃１８と固定刃２０によって切断される（古紙切断工程）。切断によってある程度小さくなった古紙切片は、この古紙切断室１７の低部に張設されたスクリーン２２を通過し、下部のホッパ１７ａに回収される。
【００４７】
下部のホッパ１７ａに回収された古紙切片は、ロータリバルブ３により古紙切片輸送管２中へ切り出され、ブロワ４により古紙切片輸送管２内に吹き込まれる空気により、古紙切片輸送管２中を送給され、サイクロン５で分離されて貯留タンク６に貯留される。
【００４８】
貯留タンク６に貯留された古紙切片は、ロータリバルブ８により切り出されて搬送装置７へ供給され、搬送装置７の先端でロータリバルブ３により古紙切片輸送管９へ切り出され、ブロワ１１により古紙切片輸送管９中に吹き込まれる空気により、古紙切片輸送管９中を搬送されてターボミル１２へ送給される。
【００４９】
ターボミル１２によって古紙切片を綿状に解繊する際には、古紙切片輸送管９中を輸送されて来た古紙切片は、投入口２７から解繊室２５内に投入される。投入された古紙切片は、スクリュー羽根３２ａによって生じた空気流によって解繊室２５内を風送され、投入口２７から排出口２８へ至るまでの過程で、解繊室２５内の内周面に設けられた凸状部２９と円筒状回転子３１に設けられている回転刃３０の協働作用により解繊されつつ綿状になる（古紙解繊工程）。
【００５０】
而して、綿状になった古紙解繊パルプはスクリュー羽根３３ａによって排出口２８から排出され、古紙解繊パルプ輸送管１３を搬送されてサイクロン１４に至り、サイクロン１４で空気から分離された古紙解繊パルプは、貯留タンク１５に貯留される。
【００５１】
綿状の古紙解繊パルプを成形する際には、ロータリバルブ１６を解して適宜貯留タンク１５内の古紙解繊パルプを外部に取り出し、取り出した古紙解繊パルプを図６に示す混合攪拌容器３５に投入し、駆動装置により駆動される縦軸３６を介して攪拌羽根３７を回転させて古紙解繊パルプ３８を攪拌し、ノズル４０から古紙解繊パルプ３８内に湿気あるいはバインダ３９を投入し、さらに攪拌して前処理として古紙解繊パルプ３８を湿潤化する（古紙解繊パルプ湿潤化工程）。
【００５２】
古紙解繊パルプ３８は嵩が多いため、攪拌羽根３７は１００ｒｐｍ程度の低速で回転させる。
【００５３】
混合攪拌容器３５内の古紙解繊パルプ３８にノズル４０から湿気を与える場合には、低速攪拌中に、霧吹きで霧水を均一に古紙解繊パルプ３８に散布するか、もしくは低温の蒸気を古紙解繊パルプ３８に吹き付ける。
【００５４】
湿気は古紙解繊パルプ３８を成形できる程度とし、具体的には重量比で水分が約２０〜５０％程度となるようにする。
【００５５】
混合攪拌容器３５内の古紙解繊パルプ３８にノズル４０からバインダを添加する場合には、バインダは、水系の天然接着剤、例えば、澱粉、粉状のゼラチン、キトサンが好ましく、粉状体を水に加えた状態で古紙解繊パルプ３８に添加し、攪拌羽根３７により古紙解繊パルプ３８に均一に混合する。
【００５６】
古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化された湿潤化パルプは、図７に示す成形装置４１の金型容器４２内に下目皿板４３上に位置するよう、所定量収納され、金型容器４２内に収納された湿潤化パルプ６１の上方には、金型容器４２内に嵌合するよう上目皿板４５が載置され、上目皿板４５は流体シリンダにより作動する加圧ロッド４４により押されて金型容器４２内の湿潤化パルプ６１を押圧し、圧縮する。
【００５７】
また、上目皿板４５により湿潤化パルプ６１を押圧する際には、切り換えバルブ４６を適宜切り換えて真空ポンプ４７により湿潤化パルプ６１間の隙間の空気を排気し、また圧縮後には、切り換えバルブ４６を切り換えて熱風もしくは蒸気発生器４８から熱風または蒸気を下目皿板４３を通して湿潤化パルプ６１内に吹き込み、加熱する。而して、これにより成形物が得られる（湿潤化パルプ成形工程）。
【００５８】
金型容器４２は、成形物の形状、寸法に合わせて適切な形に設計する。また、金型容器４２に充填する古紙解繊パルプの量は、最終的な成形品に求められる強度等を考慮して決定されるが、防音性、断熱性等を高めるため、強度が問題とならない限り、充填量は少くして成形物の密度を小さくするのが良い。
【００５９】
電磁波吸収塗料を製造する際には、例えばリチウムイオン二次電池の電極の製造工程で生じる廃材や使用済みの廃電池に組み込まれている負極板を利用する。
【００６０】
リチウムイオン二次電池の廃材や廃電池の負極板は、銅箔上に炭素材料が塗布された構造になっており、導電性が非常に優れている。しかし、負極板は、テープ状のため均一に粉砕する必要がある。
【００６１】
また銅箔を粉砕すると新しい面が出来るが、新しい面は酸化しやすく、酸化すると電磁波を吸収するために必要な導電性がなくなるので、有機溶剤中で粉砕するのが望ましい。
【００６２】
而して、電磁波吸収塗料を製造する際には、例えば図８に示すボールミル４９に顔料５２としての負極板、及び有機溶剤、例えばメチルエチルケトン、トルエン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等により選ばれた１種類の有機溶剤、またはこれらの有機溶剤を混合した混合溶剤並にバインダをスチールボール５３と共に胴容器５１内へ収納し、一定時間粉砕し、分散し、電磁波吸収塗料を製造する（電磁波吸収塗料製造工程）。
【００６３】
バインダとしては、紙と接着するものであれば特に限定しないが、望ましくは、粉砕された銅粉と親和性があり、銅粉に対し吸着性のある極性基で変性されたものが良い。
【００６４】
また、電磁波吸収塗料の顔料として廃磁気テープ、特に現在主流であるメタルテープやコバルト被着酸化鉄系ビデオテープ等の磁性層を利用する場合には、先ず古紙の切断や解繊に使用したと同様のターボカッタ、ターボミルで基材より磁性層を剥離し、スクリーナ（（例）目開き：１．０２ｍｍ、線経：０．３２ｍｍ）で基材と磁性層を分離し、磁性層の粉末を得る必要がある。磁性層の粉末より電磁波吸収塗料を得る場合、磁性層の粉末は粉砕及び分散が比較的容易であるので、ボールミルのような混合機で充分である。廃磁気テープ等の磁性層のバインダが熱可塑性樹脂である場合、そのまま有機溶剤に溶かせば塗料となるが、殆どが熱硬化性樹脂であるので、先に述べたと同様に、紙と接着するバインダを少量添加するのが良い。
【００６５】
また、廃磁気テープの塗料を電磁波吸収塗料として利用する場合、塗料に含まれる有機溶剤を分離して残った不揮発分（スラッジ）をそのまま顔料として使用できる。
【００６６】
これらの顔料以外に、規格外の磁性粉末（コバルト被着酸化鉄系磁性粉、メタル系磁性粉、パーマロイ粉末等）も顔料として使用できる。また必要とあればこれらの顔料から得られた電磁波吸収塗料に難燃材を添加すると良い。
【００６７】
湿潤化パルプ成形工程で製造された成形物に電磁波吸収塗料を含浸する場合には、図９に示すディップ装置５４のタンク５９内に電磁波吸収塗料５８を収納しておき、搬送装置５５のハンガ５６に成形物５７を吊り下げ、搬送装置５５を移動させる。
【００６８】
このため、ハンガ５６に吊り下げられていた成形物５７は移動しつつタンク５９内の電磁波吸収塗料５８内に浸漬される結果、成形物５７には、電磁波吸収塗料５８が含浸される。
【００６９】
電磁波吸収塗料５８の含浸された成形物５７は、搬送装置５５に搬送されてタンク５９から外部へ移動し、熱風６０によって乾燥される。
【００７０】
電磁波吸収塗料５８は、図９に示すごとく成形物５７に含浸させても良いが、刷毛等により塗布しても良い。
【００７１】
電磁波吸収塗料の成形物に対する含浸量または塗布量と電磁波吸収効果は比例するので、電磁波吸収塗料の含浸量または塗布量は、電磁波吸収塗料の設計特性と物性により決定される。必要以上に多量に電磁波吸収塗料を含浸または塗布すると、成形物の空孔が減少し、その結果防音効果、断熱効果等が減少するので、これらのバランスを考慮した設計特性に応じて、含浸量または塗布量が決定される。
【００７２】
電磁波吸収塗料を含浸または塗布した段階の成形物は建築材料として使用可能であるが、成形物の両面または片面に化粧板を貼着すると、見栄えが良好の製品となり、そのまま天井板、壁板等の建築材料として使用できる。
【００７３】
なお、湿潤化パルプ成形工程で得られた成形物に電磁波吸収塗料を含浸または塗布する際には、必要に応じて成形物を所定の厚さにスライスしても良い。
【００７４】
前述の各工程を図示すると、図１０に示すようになる。
【００７５】
上述のごとき電磁波吸収塗料を含浸あるいは塗布した成形物を建築材料等に用いた場合、成形物に電磁波が当ると、電磁波吸収塗料に電流が生じて熱となり、その結果、電磁波が吸収される。
【００７６】
【実施例】
［実施例１］
Ｉ）成形物の作成
古新聞紙をターボカッタで、約１０ｍｍに切断し、次いでターボミルで解繊し解繊パルプを得た。解繊パルプを万能混合攪拌機に入れ、超音波噴霧器で霧水を与えながら１００ｒｐｍで１５分間攪拌した。
【００７７】
湿潤化パルプ５０ｇを１００ｍｍ×１００ｍｍ×５０ｍｍの金型に圧入し、１０５℃で１５分間加熱し成形物を作成した。成形後の成形物を１０ｍｍの厚みにスライスし、成形物試料とした。
【００７８】
ＩＩ）電磁波吸収塗料の特性
内容積、３．４ｌのボールミルに、４ｍｍφのスチールボール、１０ｋｇを入れ、リチウムイオン二次電池の負極板を約１０ｍｍの大きさに切り、３２０ｇ仕込んだ。
【００７９】
さらに、ウレタンバインダ（固形分：２５％）、３２０ｇとメチルエチルケトン１３６０ｇを加え、２４時間混合し、電磁波吸収塗料を作成した。
【００８０】
ＩＩＩ）電磁波吸収塗料の成形物への含浸
先に作成した成形物試料を電磁波吸収塗料に１時間浸漬し、充分に電磁波吸収塗料を含浸させ、次いで熱風乾燥して試料を作成した。
【００８１】
［実施例２］
電磁波吸収塗料の作成において、リチウムイオン二次電池の負極基板材料の銅箔を使用し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８２】
［実施例３］
電磁波吸収塗料の作成において、１０〜５０μｍの偏平なパーマロイ粉末を使用し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８３】
［実施例４］
電磁波吸収塗料の作成において、ＶＨＳビデオテープより剥離した磁性塗膜を使用し、振動ミルで１０時間混合して電磁波吸収塗料を作成し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８４】
［実施例５］
電磁波吸収塗料の作成において、８ミリビデオテープより剥離した磁性塗膜を使用し、振動ミルで１０時間混合して電磁波吸収塗料を作成し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８５】
［実施例６］
成形物の作成において、古紙解繊パルプに対し１０％の澱粉を加え混合し、成形物試料を作成し、それ以外は実施例１と同様にして電磁波吸収塗料を含浸させ成形物試料を作成した。
【００８６】
［実施例７］
実施例１で製造した電磁波吸収塗料を含浸させる代りに、刷毛で成形物試料の表面に電磁波吸収塗料を塗布し、試料を作成した。
【００８７】
［実施例８］
実施例１で作成した試料の片面に０．５ｍｍ厚のベニヤ板製の化粧板をフェノール樹脂で接着し成形物試料を作成した。
【００８８】
［比較例］
実施例１において、スライス後の成形物試料（電磁波吸収塗料未含浸）を比較試料とした。
【００８９】
上記の実施例で作成した成形物試料の周波数５００ＭＨｚにおける電磁波吸収率を測定した。［表１］に示す通り、各実施例の成形物試料は、優れた電磁波吸収効果があることが分かった。
【００９０】
【表１】
成形物試料の電磁波吸収率
┌────┬──────────┐
│ │電磁波吸収率（ｄＢ）│
├────┼──────────┤
│実施例１│ ３８ │
│実施例２│ ３５ │
│実施例３│ ５５ │
│実施例４│ ５０ │
│実施例５│ ５２ │
│実施例６│ ３７ │
│実施例７│ ３０ │
│実施例８│ ４０ │
│比較例 │ ２ │
└────┴──────────┘
【００９１】
【発明の効果】
本発明の電磁波吸収材の製造方法によれば、何れの請求項においてもあらゆる古紙と、リチウムイオン二次電池の電極の製造工程で生じる廃材や使用済みの電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素等の導電性物質、廃磁気テープや廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発分等の磁性物質を使用できるため、廃品のリサイクル率を向上させて環境保護や省資源化に貢献することができると共に安価な電磁波吸収材を提供することができ、しかも電磁波障害を確実に防止できるという、時代を先取りした画期的な効果を奏することができ、また請求項４の場合には、そのままで見栄えの良い建築材料として使用できるという種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態において、古紙切断工程及び古紙解繊工程に用いる装置の概要を示す側面図である。
【図２】 本発明の実施の形態において古紙切断工程に用いるターボカッタの概略縦断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態において古紙解繊工程に用いるターボミルの概略側面図である。
【図４】 図３のターボミルを図中左側から見た断面図である。
【図５】 図４に示す回転刃の一部を拡大して示す正面図である。
【図６】 本発明の実施の形態において古紙解繊パルプ湿潤化工程に用いる混合攪拌ミルの概略縦断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態において湿潤化パルプ成形工程に用いる成形装置の概略縦断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態において電磁波吸収塗料製造工程に用いるボールミルの概略縦断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態において電磁波吸収塗料含浸工程に用いるディップ装置の概略縦断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態における各工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３８ 古紙解繊パルプ
５７ 成形物
５８ 電磁波吸収塗料
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙解繊パルプを利用した電磁波吸収材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用が叫ばれており、その一環として古紙についてもリサイクルが進んでいるが、しかしそのリサイクル率はまだ凡そ５０％程度である。その理由はリサイクル回数が増えると、古紙の繊維が切断されて短くなり、リサイクル製品の強度が低下するためである。
【０００３】
一方、古紙をごみとして焼却処分すると、ごみの中に塩素を含む化合物が含まれている場合（実際には、ごみから塩素を含む化合物を完全に分離するのは非常に困難である）、有害なダイオキシンが発生し、世界的に問題となっている。
【０００４】
また、最近、外出時にパソコンや携帯電話、ゲーム機等の電子機器類を携帯して乗物等種々の場所で使用するようになって来ているため、使い捨て式の一次電池や充電式の二次電池の用途が非常に拡大して来ている。
【０００５】
しかし、一次電池は使用により特性が劣化し、使用不可能となって廃電池となることは勿論であるが、二次電池でも充放電を繰り返すと特性が劣化し、使用不可能となって廃電池となる。
【０００６】
そこで、これらの廃電池を焙焼し、もとの元素等に戻し、リサイクルしようという提案が種々なされている。
【０００７】
一方、古くから使用されている磁気テープやプリペードカードには、塗膜成分として磁性粉末が使用されているが、磁気テープやプリペードカードの製造工程において発生した規格外品に塗布されている塗膜成分または使用済みの磁気テープやプリペードカードに塗布されている塗膜成分は資源の有効利用のために回収することが種々提案されている。しかし、何れの回収手段も回収コストが嵩み、現実のものとはなっていない。
【０００８】
さらに、近年、電子機器類、特に情報ネットワーク関連機器が多く使用されているが、これらの機器や高圧線からは電磁波が乱れ飛んでおり、このため、電磁波による電子機器類の誤動作、人体への悪影響が問題になっている。
【０００９】
そこで、電子機器の誤動作や人体への悪影響を防止するために、種々の電磁波吸収材が提案されており、その例としては、例えば次のようなものがある。
【００１０】
すなわち、
ｉ）アルミニウムや銅のような電気伝導性に優れた材料をプラスチック素材に混練して成形したもの、
ｉｉ）繊維素材に導電性を付与させるため、銀メッキ等の金属メッキを繊維素材に施したもの、
ｉｉｉ）解繊繊維とガンマー酸化鉄と合成樹脂とを混合し、混合物を加熱圧縮したもの、
等がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の各電磁波吸収材のうちｉ）及びｉｉ）の吸収材は製造コストが嵩み、ｉｉｉ）の吸収材は解繊繊維とガンマー酸化鉄の比重が異なるため、乾式で均一に混合するのが難しく、従って、同じ吸収材でも場所によって電磁波吸収効果に相違が生じ、不均質な吸収材となる。
【００１２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、繊維が切断されて短くなった古紙をも利用して紙のリサイクル率を高めると共にリチウムイオン二次電池の製造工程で生じる廃材、使用済みの廃電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素等の導電性物質や、パーマロイ粉末、鉄を主成分とした金属粉末、廃磁気テープあるいは廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発分等の磁性物質を有効利用した、安価な電磁波吸収材料の製造方法を提供することを目的としてなしたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
古紙を所定の長さ或は径に切断する古紙切断工程と、
該古紙切断工程で切断された古紙に機械的なシェアを加えて綿状に解繊する古紙解繊工程と、
該古紙解繊工程で解繊した古紙のパルプに湿気を与え或はバインダを加える古紙解繊パルプ湿潤化工程と、
該古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化した古紙パルプを圧縮、加熱し、成形する湿潤化パルプ成形工程と、
導電性物質或は磁性物質を有機溶剤やバインダと共に一定時間粉砕し、分散する電磁波吸収塗料製造工程と、
前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物に前記電磁波吸収塗料製造工程で製造した電磁波吸収塗料を含浸又は塗布する電磁波吸収塗料含浸、塗布工程と、
該電磁波吸収塗料含浸、塗布工程で電磁波吸収塗料が含浸又は塗布された前記成形物を乾燥させる乾燥工程と、
を経る電磁波吸収材の製造方法であって、
前記電磁波吸収塗料製造工程で使用する導電性物質は、リチウムイオン二次電池の製造工程で生じた廃材、使用済み廃電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素のうち少なくとも何れかひとつである。
【００１４】
また、本発明は、
古紙を所定の長さ或は径に切断する古紙切断工程と、
該古紙切断工程で切断された古紙に機械的なシェアを加えて綿状に解繊する古紙解繊工程と、
該古紙解繊工程で解繊した古紙のパルプに湿気を与え或はバインダを加える古紙解繊パルプ湿潤化工程と、
該古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化した古紙パルプを圧縮、加熱し、成形する湿潤化パルプ成形工程と、
導電性物質或は磁性物質を有機溶剤やバインダと共に一定時間粉砕し、分散する電磁波吸収塗料製造工程と、
前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物に前記電磁波吸収塗料製造工程で製造した電磁波吸収塗料を含浸又は塗布する電磁波吸収塗料含浸、塗布工程と、
該電磁波吸収塗料含浸、塗布工程で電磁波吸収塗料が含浸又は塗布された前記成形物を乾燥させる乾燥工程と、
を経る電磁波吸収材の製造方法であって、
前記電磁波吸収塗料製造工程で使用する磁性物質は、廃磁気テープや廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発成分のうちの少なくとも何れかひとつである。
更に、本発明では、前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物を所定の厚さにスライスする成形物スライス工程を経るものであり、前記乾燥工程の後に、成形物の少なくとも片面に化粧板を貼着する化粧板貼り付け工程を経るものである。
【００１５】
従って、本発明では、あらゆる古紙と、リチュウムイオン二次電池の製造工程で生じる廃材、使用済み廃電池に組み込まれている負極板等の導電物質、廃磁気テープあるいは廃プリペードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発成分等の磁性物質を使用できるため、廃品のリサイクル率を向上させて環境保護や省資源化に貢献することが可能となり、従って安価な電磁波吸収材料を提供することができ、しかも電磁波障害を確実に防止でき、時代を先取りした画期的な効果を得ることができる。
【００１６】
本発明では、電磁波吸収塗料を含浸させあるいは塗布した成形物の少くとも片面に化粧板を貼着した場合には、直ちに建築材料として使用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１〜図１０は本発明の実施の形態の一例を示している。
【００１９】
本発明の実施の形態において、電磁波吸収材を製造する場合には、先ず、古紙を１０〜５０ｍｍ程度の長さ（または直径）に切断した後（古紙切断工程）、機械的シェアを加えて綿状に解繊（古紙解繊工程）する必要があり、これらの古紙切断工程及び古紙解繊工程を行う装置の全体図は図１に示されている。
【００２０】
図１中、１は古紙を１０〜５０ｍｍ程度の大きさに切断するためのターボカッタ、２はターボカッタ１で切断されて定量供給用のロータリバルブ３を通って送り込まれた古紙切片をブロワ４から吹き込まれる空気により空気輸送するための古紙切片輸送管である。
【００２１】
また５は古紙切片輸送管２を通って空気輸送された古紙切片を空気から分離するサイクロン、６はサイクロン５で空気から分離された古紙切片を一時的に貯留する貯留タンク、７は貯留タンク６の下部から定量供給用のロータリバルブ８を通って供給された古紙切片を搬送するためのスクリューコンベヤ等の搬送装置、９は搬送装置７から定量供給用のロータリバルブ１０を通って送給された古紙切片をブロワ１１から吹き込まれる空気により空気輸送するための古紙切片輸送管である。
【００２２】
さらに、１２は古紙切片輸送管９を通って送給されて来た古紙切片に機械的シェアを加えて綿状に解繊するためのターボミル、１３はターボミル１２で解繊されて得られた綿状の古紙解繊パルプをターボミル１２内に内蔵されている後述のスクリュー羽根３２ａ，３３ａにより生じる空気流により空気輸送するための古紙解繊パルプ輸送管、１４は古紙解繊パルプ輸送管１３を通って空気輸送された古紙解繊パルプを空気から分離するためのサイクロン、１５はサイクロン１４で空気から分離された古紙解繊パルプを一時的に貯留する貯留タンク、１６は貯留タンク１５に貯留されている古紙解繊パルプを定量的に取り出すためのロータリバルブである。
【００２３】
ターボカッタ１の詳細は図２に示されており、図２はターボカッタ１の縦断面図である。
【００２４】
すなわち古紙切断室１７内は、円筒状の室であり、その内部の一側面に４枚の回転刃１８を有する回転カッタ１９が取り付けられると共に、その内周面に４枚の固定刃２０が円周方向へ略等間隔に取り付けられている。上記回転カッタ１９は、外部に設けられた駆動モータによって回転駆動されるようになっており、これによって、内周面に対して若干の余裕を有する程度の長さとされた４枚の回転刃１８がこの古紙切断室１７内を３６０ｒｐｍ程度で回転されるようになっている。
【００２５】
またこの古紙切断室１７内の低部には、古紙切片を外部で回収するための排出口２１が設けられている。この排出口２１には、スクリーン２２が張設されており、ある程度の大きさにまで細かく切断された古紙切片のみがこのスクリーン２２を通過して下方のホッパ１７ａへ回収されるようになっている。
【００２６】
一方、古紙投入管２３は上記古紙切断室１７の頭部に連結されており、途中で二股に分岐したかたちになっている。この分岐した一方の管２３ａは古紙を投入するための投入口となるものである。また、分岐した他方の管２３ｂは、管２３ａの連結部から垂直に延在されており、その内部にはピストン２４が挿入されている。このピストン２４は、管２３ａから投入され管２３ａと管２３ｂが合流する地点にまで落下した古紙を古紙切断室１７にまで押し出すためのものである。
【００２７】
上述のターボカッタ１の具体的な装置条件の一例を示すと次のとおりである。
古紙切断室１７の寸法：外径６４０ｍｍ 円筒高さ５０５ｍｍ
回転刃１８の数：４枚
固定刃２０の数：４枚
スクリーン２２の孔径：２５ｍｍ
回転カッタ１９の主軸回転数：３６０ｒｐｍ
【００２８】
ターボミル１２の詳細は図３〜図５に示されている。
【００２９】
図３はターボミル１２の側面図であり、図４は図３のターボミル１２を図中左側から見た断面図であり、図５は図４の回転刃の一部を拡大して示す正面図である。
【００３０】
このターボミル１２は、古紙を綿状に解繊するものであり、円筒状の空間を有する解繊室２５内に、古紙を綿状に解繊して古紙解繊パルプとする解繊装置２６を有して構成されている。
【００３１】
上記解繊室２５の一面には、古紙を投入するための投入口２７が形成されている。また、他面側では、この解繊室２５に排出口２８が設けられ、古紙解繊パルプが空気流によって排出口２８から排出されるようになっている。そして、この解繊室２５の内周面には、図５の拡大図で示したように、凸状部２９が円筒軸と平行に多数形成されている。
【００３２】
この解繊室２５内に設置された解繊装置２６は、図５に示すように、周面に５０枚の回転刃３０が回転軸と平行に取り付けられた円筒状回転子３１が４つ並列して構成されている。このそれぞれの円筒状回転子３１は、解繊室２５の内径より若干小径となされており、その周面に取り付けられた回転刃３０と、解繊室２５の内壁に形成された凸状部２９との間にわずかに空間が形成されるようになっている。そして円筒状回転子３１の前後の投入口２７と排出口２８にスクリュー羽根３２ａ，３３ａが設けられた回転子３２，３３が取り付けられている。このスクリュー羽根３２ａ，３３ａは、投入口２７から投入された古紙切片を解繊室２５の内周面側に風送し、さらに解繊して得られた古紙解繊パルプを圧送する風力を与えるための空気流を生じさせるためのものである。
【００３３】
上述のターボミル１２の具体的な装置条件の一例を示すと次のとおりである。
円筒状回転子３１の寸法：外形７９０ｍｍ×幅１００ｍｍ
円筒状回転子３１の数：４個
解繊室２５内径：８００ｍｍ
円筒状回転子３１の主軸回転数：１，５００〜３，０００ｒｐｍ
吐出風量：３０ｍ３／分
【００３４】
古紙解繊パルプを成形する前処理として、古紙解繊パルプに湿気を与えたりあるいはバインダを添加する必要があるが（古紙解繊パルプ湿潤化工程）、斯かる古紙解繊パルプ湿潤化工程には図６に示すごときプラナタリー型の混合攪拌ミル３４が使用されている。図６は混合攪拌ミル３４の縦断面図である。
【００３５】
而して、混合攪拌容器３５内には、図示してない駆動装置により回転する縦軸３６が収納され、縦軸３６には攪拌羽根３７が取り付けられている。攪拌羽根３７としては、フック、スクリュウビータ、錨型フック、ビータ等が好ましい。
【００３６】
混合攪拌容器３５の上部には、混合攪拌容器３５内に収納されている古紙解繊パルプ３８に湿気あるいはバインダ３９を供給するためのノズル４０が接続されている。
【００３７】
古紙解繊パルプ湿潤化工程を経た古紙解繊パルプ３８は金型容器に充填されて圧縮、加熱し、成形する必要があるが（湿潤化パルプ成形工程）、斯かる湿潤化パルプ成形工程には、成形物を形成するために図７に示すごとき、成形装置４１が使用されている。図７は成形装置４１の断面図である。
【００３８】
而して、金型容器４２内の下部には、上下へ貫通する多数の孔が穿設された下目皿板４３が収納されるようになっていると共に、流体圧シリンダにより昇降する縦向きの加圧ロッド４４に接続された上目皿板４５が昇降可能に収納されるようになっている。上目皿板４５には、上下へ貫通する多数の孔が穿設されている。
【００３９】
金型容器４２の下部には、切り換えバルブ４６を解して真空ポンプ４７あるいは熱風もしくは蒸気発生器４８が接続されている。
【００４０】
電磁波吸収塗料としては、導電性物質あるいは磁性物質が必要であり、斯かる電磁波吸収塗料を得るためには、例えばリチウムイオン二次電池の製造工程で生じる廃材や使用済みの電池に組み込まれている負極板等を適宜切断したもの（顔料）を有機溶剤やバインダと一緒に一定時間粉砕、混合する必要がある（電磁波吸収塗料製造工程）。斯かる電磁波吸収塗料を製造するためには、図８に示すごときボールミル４９のごとき混合機が使用される。混合機としてはボールミル４９の他に粉砕効果と分散効果を兼備しているアトライタ、振動ミル等局所的に大きいパワーを有する混合機が良い。
【００４１】
而して、ボールミル４９のモータ等の駆動装置５０により回転駆動し得るよう水平支持された胴容器５１には、投入、取り出し口５１ａを介して顔料５２やスチールボール５３を収納し得るようになっている。
【００４２】
図７に示す成形装置４１で成形された成形物には、図８のボールミル４９で製造された電磁波吸収塗料を含浸あるいは塗布させる必要があるが（含浸または塗布工程）、電磁波吸収塗料を含浸させる含浸工程には、図９に示すごときディップ装置５４が使用される。
【００４３】
而して、図示してない駆動装置により移動駆動し得るようにしたチェーンコンベヤのごとき搬送装置５５には、移動駆動方向へ所要の間隔でハンガ５６を介して成形物５７を吊り下げ搬送し得るようになっている。
【００４４】
また、搬送装置５５は、中途部で成形物５７を搬送しつつ下降し再び上昇し得るようになっており、搬送装置５５が最も下降した位置には、浸漬した成形物５７に電磁波吸収塗料５８を含浸させるため電磁波吸収塗料５８の収納されたタンク５９が設置されている。
【００４５】
次に本発明の実施の形態の作動について説明する。
【００４６】
図１、２に示すターボカッタ１によって古紙を切断するには、管２３ａから古紙を投入し、この古紙を古紙切断室１７にピストン２４によって押し出す。古紙切断室１７に押し出された古紙は、回転刃１８の回動によって生じる空気流によって古紙切断室１７内を浮遊しながら、回転刃１８と固定刃２０によって切断される（古紙切断工程）。切断によってある程度小さくなった古紙切片は、この古紙切断室１７の低部に張設されたスクリーン２２を通過し、下部のホッパ１７ａに回収される。
【００４７】
下部のホッパ１７ａに回収された古紙切片は、ロータリバルブ３により古紙切片輸送管２中へ切り出され、ブロワ４により古紙切片輸送管２内に吹き込まれる空気により、古紙切片輸送管２中を送給され、サイクロン５で分離されて貯留タンク６に貯留される。
【００４８】
貯留タンク６に貯留された古紙切片は、ロータリバルブ８により切り出されて搬送装置７へ供給され、搬送装置７の先端でロータリバルブ３により古紙切片輸送管９へ切り出され、ブロワ１１により古紙切片輸送管９中に吹き込まれる空気により、古紙切片輸送管９中を搬送されてターボミル１２へ送給される。
【００４９】
ターボミル１２によって古紙切片を綿状に解繊する際には、古紙切片輸送管９中を輸送されて来た古紙切片は、投入口２７から解繊室２５内に投入される。投入された古紙切片は、スクリュー羽根３２ａによって生じた空気流によって解繊室２５内を風送され、投入口２７から排出口２８へ至るまでの過程で、解繊室２５内の内周面に設けられた凸状部２９と円筒状回転子３１に設けられている回転刃３０の協働作用により解繊されつつ綿状になる（古紙解繊工程）。
【００５０】
而して、綿状になった古紙解繊パルプはスクリュー羽根３３ａによって排出口２８から排出され、古紙解繊パルプ輸送管１３を搬送されてサイクロン１４に至り、サイクロン１４で空気から分離された古紙解繊パルプは、貯留タンク１５に貯留される。
【００５１】
綿状の古紙解繊パルプを成形する際には、ロータリバルブ１６を解して適宜貯留タンク１５内の古紙解繊パルプを外部に取り出し、取り出した古紙解繊パルプを図６に示す混合攪拌容器３５に投入し、駆動装置により駆動される縦軸３６を介して攪拌羽根３７を回転させて古紙解繊パルプ３８を攪拌し、ノズル４０から古紙解繊パルプ３８内に湿気あるいはバインダ３９を投入し、さらに攪拌して前処理として古紙解繊パルプ３８を湿潤化する（古紙解繊パルプ湿潤化工程）。
【００５２】
古紙解繊パルプ３８は嵩が多いため、攪拌羽根３７は１００ｒｐｍ程度の低速で回転させる。
【００５３】
混合攪拌容器３５内の古紙解繊パルプ３８にノズル４０から湿気を与える場合には、低速攪拌中に、霧吹きで霧水を均一に古紙解繊パルプ３８に散布するか、もしくは低温の蒸気を古紙解繊パルプ３８に吹き付ける。
【００５４】
湿気は古紙解繊パルプ３８を成形できる程度とし、具体的には重量比で水分が約２０〜５０％程度となるようにする。
【００５５】
混合攪拌容器３５内の古紙解繊パルプ３８にノズル４０からバインダを添加する場合には、バインダは、水系の天然接着剤、例えば、澱粉、粉状のゼラチン、キトサンが好ましく、粉状体を水に加えた状態で古紙解繊パルプ３８に添加し、攪拌羽根３７により古紙解繊パルプ３８に均一に混合する。
【００５６】
古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化された湿潤化パルプは、図７に示す成形装置４１の金型容器４２内に下目皿板４３上に位置するよう、所定量収納され、金型容器４２内に収納された湿潤化パルプ６１の上方には、金型容器４２内に嵌合するよう上目皿板４５が載置され、上目皿板４５は流体シリンダにより作動する加圧ロッド４４により押されて金型容器４２内の湿潤化パルプ６１を押圧し、圧縮する。
【００５７】
また、上目皿板４５により湿潤化パルプ６１を押圧する際には、切り換えバルブ４６を適宜切り換えて真空ポンプ４７により湿潤化パルプ６１間の隙間の空気を排気し、また圧縮後には、切り換えバルブ４６を切り換えて熱風もしくは蒸気発生器４８から熱風または蒸気を下目皿板４３を通して湿潤化パルプ６１内に吹き込み、加熱する。而して、これにより成形物が得られる（湿潤化パルプ成形工程）。
【００５８】
金型容器４２は、成形物の形状、寸法に合わせて適切な形に設計する。また、金型容器４２に充填する古紙解繊パルプの量は、最終的な成形品に求められる強度等を考慮して決定されるが、防音性、断熱性等を高めるため、強度が問題とならない限り、充填量は少くして成形物の密度を小さくするのが良い。
【００５９】
電磁波吸収塗料を製造する際には、例えばリチウムイオン二次電池の電極の製造工程で生じる廃材や使用済みの廃電池に組み込まれている負極板を利用する。
【００６０】
リチウムイオン二次電池の廃材や廃電池の負極板は、銅箔上に炭素材料が塗布された構造になっており、導電性が非常に優れている。しかし、負極板は、テープ状のため均一に粉砕する必要がある。
【００６１】
また銅箔を粉砕すると新しい面が出来るが、新しい面は酸化しやすく、酸化すると電磁波を吸収するために必要な導電性がなくなるので、有機溶剤中で粉砕するのが望ましい。
【００６２】
而して、電磁波吸収塗料を製造する際には、例えば図８に示すボールミル４９に顔料５２としての負極板、及び有機溶剤、例えばメチルエチルケトン、トルエン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等により選ばれた１種類の有機溶剤、またはこれらの有機溶剤を混合した混合溶剤並にバインダをスチールボール５３と共に胴容器５１内へ収納し、一定時間粉砕し、分散し、電磁波吸収塗料を製造する（電磁波吸収塗料製造工程）。
【００６３】
バインダとしては、紙と接着するものであれば特に限定しないが、望ましくは、粉砕された銅粉と親和性があり、銅粉に対し吸着性のある極性基で変性されたものが良い。
【００６４】
また、電磁波吸収塗料の顔料として廃磁気テープ、特に現在主流であるメタルテープやコバルト被着酸化鉄系ビデオテープ等の磁性層を利用する場合には、先ず古紙の切断や解繊に使用したと同様のターボカッタ、ターボミルで基材より磁性層を剥離し、スクリーナ（（例）目開き：１．０２ｍｍ、線経：０．３２ｍｍ）で基材と磁性層を分離し、磁性層の粉末を得る必要がある。磁性層の粉末より電磁波吸収塗料を得る場合、磁性層の粉末は粉砕及び分散が比較的容易であるので、ボールミルのような混合機で充分である。廃磁気テープ等の磁性層のバインダが熱可塑性樹脂である場合、そのまま有機溶剤に溶かせば塗料となるが、殆どが熱硬化性樹脂であるので、先に述べたと同様に、紙と接着するバインダを少量添加するのが良い。
【００６５】
また、廃磁気テープの塗料を電磁波吸収塗料として利用する場合、塗料に含まれる有機溶剤を分離して残った不揮発分（スラッジ）をそのまま顔料として使用できる。
【００６６】
これらの顔料以外に、規格外の磁性粉末（コバルト被着酸化鉄系磁性粉、メタル系磁性粉、パーマロイ粉末等）も顔料として使用できる。また必要とあればこれらの顔料から得られた電磁波吸収塗料に難燃材を添加すると良い。
【００６７】
湿潤化パルプ成形工程で製造された成形物に電磁波吸収塗料を含浸する場合には、図９に示すディップ装置５４のタンク５９内に電磁波吸収塗料５８を収納しておき、搬送装置５５のハンガ５６に成形物５７を吊り下げ、搬送装置５５を移動させる。
【００６８】
このため、ハンガ５６に吊り下げられていた成形物５７は移動しつつタンク５９内の電磁波吸収塗料５８内に浸漬される結果、成形物５７には、電磁波吸収塗料５８が含浸される。
【００６９】
電磁波吸収塗料５８の含浸された成形物５７は、搬送装置５５に搬送されてタンク５９から外部へ移動し、熱風６０によって乾燥される。
【００７０】
電磁波吸収塗料５８は、図９に示すごとく成形物５７に含浸させても良いが、刷毛等により塗布しても良い。
【００７１】
電磁波吸収塗料の成形物に対する含浸量または塗布量と電磁波吸収効果は比例するので、電磁波吸収塗料の含浸量または塗布量は、電磁波吸収塗料の設計特性と物性により決定される。必要以上に多量に電磁波吸収塗料を含浸または塗布すると、成形物の空孔が減少し、その結果防音効果、断熱効果等が減少するので、これらのバランスを考慮した設計特性に応じて、含浸量または塗布量が決定される。
【００７２】
電磁波吸収塗料を含浸または塗布した段階の成形物は建築材料として使用可能であるが、成形物の両面または片面に化粧板を貼着すると、見栄えが良好の製品となり、そのまま天井板、壁板等の建築材料として使用できる。
【００７３】
なお、湿潤化パルプ成形工程で得られた成形物に電磁波吸収塗料を含浸または塗布する際には、必要に応じて成形物を所定の厚さにスライスしても良い。
【００７４】
前述の各工程を図示すると、図１０に示すようになる。
【００７５】
上述のごとき電磁波吸収塗料を含浸あるいは塗布した成形物を建築材料等に用いた場合、成形物に電磁波が当ると、電磁波吸収塗料に電流が生じて熱となり、その結果、電磁波が吸収される。
【００７６】
【実施例】
［実施例１］
Ｉ）成形物の作成
古新聞紙をターボカッタで、約１０ｍｍに切断し、次いでターボミルで解繊し解繊パルプを得た。解繊パルプを万能混合攪拌機に入れ、超音波噴霧器で霧水を与えながら１００ｒｐｍで１５分間攪拌した。
【００７７】
湿潤化パルプ５０ｇを１００ｍｍ×１００ｍｍ×５０ｍｍの金型に圧入し、１０５℃で１５分間加熱し成形物を作成した。成形後の成形物を１０ｍｍの厚みにスライスし、成形物試料とした。
【００７８】
ＩＩ）電磁波吸収塗料の特性
内容積、３．４ｌのボールミルに、４ｍｍφのスチールボール、１０ｋｇを入れ、リチウムイオン二次電池の負極板を約１０ｍｍの大きさに切り、３２０ｇ仕込んだ。
【００７９】
さらに、ウレタンバインダ（固形分：２５％）、３２０ｇとメチルエチルケトン１３６０ｇを加え、２４時間混合し、電磁波吸収塗料を作成した。
【００８０】
ＩＩＩ）電磁波吸収塗料の成形物への含浸
先に作成した成形物試料を電磁波吸収塗料に１時間浸漬し、充分に電磁波吸収塗料を含浸させ、次いで熱風乾燥して試料を作成した。
【００８１】
［実施例２］
電磁波吸収塗料の作成において、リチウムイオン二次電池の負極基板材料の銅箔を使用し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８２】
［実施例３］
電磁波吸収塗料の作成において、１０〜５０μｍの偏平なパーマロイ粉末を使用し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８３】
［実施例４］
電磁波吸収塗料の作成において、ＶＨＳビデオテープより剥離した磁性塗膜を使用し、振動ミルで１０時間混合して電磁波吸収塗料を作成し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８４】
［実施例５］
電磁波吸収塗料の作成において、８ミリビデオテープより剥離した磁性塗膜を使用し、振動ミルで１０時間混合して電磁波吸収塗料を作成し、それ以外は実施例１と同一の条件で試料を作成した。
【００８５】
［実施例６］
成形物の作成において、古紙解繊パルプに対し１０％の澱粉を加え混合し、成形物試料を作成し、それ以外は実施例１と同様にして電磁波吸収塗料を含浸させ成形物試料を作成した。
【００８６】
［実施例７］
実施例１で製造した電磁波吸収塗料を含浸させる代りに、刷毛で成形物試料の表面に電磁波吸収塗料を塗布し、試料を作成した。
【００８７】
［実施例８］
実施例１で作成した試料の片面に０．５ｍｍ厚のベニヤ板製の化粧板をフェノール樹脂で接着し成形物試料を作成した。
【００８８】
［比較例］
実施例１において、スライス後の成形物試料（電磁波吸収塗料未含浸）を比較試料とした。
【００８９】
上記の実施例で作成した成形物試料の周波数５００ＭＨｚにおける電磁波吸収率を測定した。［表１］に示す通り、各実施例の成形物試料は、優れた電磁波吸収効果があることが分かった。
【００９０】
【表１】
成形物試料の電磁波吸収率
┌────┬──────────┐
│ │電磁波吸収率（ｄＢ）│
├────┼──────────┤
│実施例１│ ３８ │
│実施例２│ ３５ │
│実施例３│ ５５ │
│実施例４│ ５０ │
│実施例５│ ５２ │
│実施例６│ ３７ │
│実施例７│ ３０ │
│実施例８│ ４０ │
│比較例 │ ２ │
└────┴──────────┘
【００９１】
【発明の効果】
本発明の電磁波吸収材の製造方法によれば、何れの請求項においてもあらゆる古紙と、リチウムイオン二次電池の電極の製造工程で生じる廃材や使用済みの電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素等の導電性物質、廃磁気テープや廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発分等の磁性物質を使用できるため、廃品のリサイクル率を向上させて環境保護や省資源化に貢献することができると共に安価な電磁波吸収材を提供することができ、しかも電磁波障害を確実に防止できるという、時代を先取りした画期的な効果を奏することができ、また請求項４の場合には、そのままで見栄えの良い建築材料として使用できるという種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態において、古紙切断工程及び古紙解繊工程に用いる装置の概要を示す側面図である。
【図２】 本発明の実施の形態において古紙切断工程に用いるターボカッタの概略縦断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態において古紙解繊工程に用いるターボミルの概略側面図である。
【図４】 図３のターボミルを図中左側から見た断面図である。
【図５】 図４に示す回転刃の一部を拡大して示す正面図である。
【図６】 本発明の実施の形態において古紙解繊パルプ湿潤化工程に用いる混合攪拌ミルの概略縦断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態において湿潤化パルプ成形工程に用いる成形装置の概略縦断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態において電磁波吸収塗料製造工程に用いるボールミルの概略縦断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態において電磁波吸収塗料含浸工程に用いるディップ装置の概略縦断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態における各工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３８ 古紙解繊パルプ
５７ 成形物
５８ 電磁波吸収塗料
Claims (4)
- 古紙を所定の長さ或は径に切断する古紙切断工程と、
該古紙切断工程で切断された古紙に機械的なシェアを加えて綿状に解繊する古紙解繊工程と、
該古紙解繊工程で解繊した古紙のパルプに湿気を与え或はバインダを加える古紙解繊パルプ湿潤化工程と、
該古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化した古紙パルプを圧縮、加熱し、成形する湿潤化パルプ成形工程と、
導電性物質或は磁性物質を有機溶剤やバインダと共に一定時間粉砕し、分散する電磁波吸収塗料製造工程と、
前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物に前記電磁波吸収塗料製造工程で製造した電磁波吸収塗料を含浸又は塗布する電磁波吸収塗料含浸、塗布工程と、
該電磁波吸収塗料含浸、塗布工程で電磁波吸収塗料が含浸又は塗布された前記成形物を乾燥させる乾燥工程と、
を経る電磁波吸収材の製造方法であって、
前記電磁波吸収塗料製造工程で使用する導電性物質は、リチウムイオン二次電池の製造工程で生じた廃材、使用済み廃電池に組み込まれている負極板、銅箔、炭素のうち少なくとも何れかひとつであることを特徴とする電磁波吸収材の製造方法。 - 古紙を所定の長さ或は径に切断する古紙切断工程と、
該古紙切断工程で切断された古紙に機械的なシェアを加えて綿状に解繊する古紙解繊工程と、
該古紙解繊工程で解繊した古紙のパルプに湿気を与え或はバインダを加える古紙解繊パルプ湿潤化工程と、
該古紙解繊パルプ湿潤化工程で湿潤化した古紙パルプを圧縮、加熱し、成形する湿潤化パルプ成形工程と、
導電性物質或は磁性物質を有機溶剤やバインダと共に一定時間粉砕し、分散する電磁波吸収塗料製造工程と、
前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物に前記電磁波吸収塗料製造工程で製造した電磁波吸収塗料を含浸又は塗布する電磁波吸収塗料含浸、塗布工程と、
該電磁波吸収塗料含浸、塗布工程で電磁波吸収塗料が含浸又は塗布された前記成形物を乾燥させる乾燥工程と、
を経る電磁波吸収材の製造方法であって、
前記電磁波吸収塗料製造工程で使用する磁性物質は、廃磁気テープや廃プリペードカードの塗膜成分、廃磁気塗料不揮発成分のうちの少なくとも何れかひとつであることを特徴する電磁波吸収材の製造方法。 - 前記湿潤化パルプ成形工程で成形した湿潤化パルプの成形物を所定の厚さにスライスする成形物スライス工程を経る請求項１又は２に記載の電磁波吸収材の製造方法。
- 前記乾燥工程の後に、成形物の少なくとも片面に化粧板を貼着する化粧板貼り付け工程を経る請求項１乃至３の何れかに記載の電磁波吸収材の製造方法。
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