JPH06293360A

JPH06293360A - 古紙を原料とした緩衝材の製造方法

Info

Publication number: JPH06293360A
Application number: JP5098895A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Shioda; 博一塩田; Yoshihito Kakihara; 與志人柿原
Original assignee: V M C KK; Kobe Steel Ltd
Current assignee: V M C KK; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】天然繊維素材である古紙を使用して、経済
性、弾力性、軽量性、表面平滑性（ごみ発生防止）の条
件を満足させる緩衝材を製造できる古紙を原料とした緩
衝材の製造方法を提供する。【構成】古紙を乾式で解繊して嵩高の綿状体となし、
この綿状体を機械的に圧縮して成型すると共に、水を噴
霧した後乾燥させてパルプ繊維を接着結合させるように
なす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は古紙の再利用中、各種商
品の包装用に使用されている緩衝材としての利用に適し
た、古紙を原料とした緩衝材の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】家電機器等の工場製品から包装食品まで
多くの商品は、工場から需要家までの流通の過程での損
傷を防ぐために緩衝材を包装時に充填している。古く
は、この種緩衝材としては天然繊維である木綿が使用さ
れたが、石油化学の進歩により安価軽量なポリスチレン
発砲充填材やウレタンフォームが多量に提供され、近時
はほとんどこれらの人工高分子材料にその用途を占めら
れるようになっている。

【０００３】また、上記人工高分子材料の代替としてパ
ルプ、特に、紙として一度使用された古紙を使用するこ
とが一部提案されているが、この古紙を緩衝材に使用す
る方法として実用化されているものは、古紙を単に丸め
て使用するもの、古紙を細かく裁断して高分子製の袋に
収納するもの、細かく裁断した古紙に接着剤を加えて所
定の形状に成型したもの等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の人
工高分子製の緩衝材は、原料自体が非常に安定した化学
特性を持ち、腐敗菌によって分解されないのと、焼却す
ると有害ガスを発生するので環境破戒が大きく、また焼
却すると異常高温を発生して焼却炉を破損することがあ
り焼却処分も困難であるという課題を有している。

【０００５】また、古紙を再利用する従来法は、古紙を
単に丸める方法は、緩衝能力に均一性が保証されないと
いう課題を有し、また、人工高分子製の袋や接着剤を使
用するものは、該緩衝材を破棄処分する際に。人工高分
子製緩衝材と同じ課題を有することになり、さらには、
人工高分子製緩衝材よりは高価となる傾向を有し広く実
用化されるには至っていない。

【０００６】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、天然繊維素材である古紙を使用して、緩衝材と
して要求される、経済性、弾力性、軽量性、表面平滑性
（ごみ発生防止）の条件を満足させる緩衝材を製造でき
る古紙を原料とした緩衝材の製造方法を提供することを
目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、古紙を乾式で解繊して嵩高の綿状体と
なし、この綿状体を機械的に圧縮して成型すると共に、
水を噴霧した後乾燥させてパルプ繊維を接着結合させる
ようになしたことを特徴とした技術的手段を講じたもの
である。

【０００８】

【作用】それ故、本発明方法は、古紙を乾式で解繊する
と嵩高な綿状体となる作用を呈する。元来、紙はパルプ
繊維を抄紙工程で圧縮密着させてあるので、パルプ繊維
状に解繊すれば乾燥状態では、パルプ繊維が疎に絡み合
った綿状体となってその容量を１０倍以上の嵩高となる
ものである。

【０００９】そこで、嵩高となった綿状体に機械的圧縮
力を加えて成型すると、パルプ繊維間の間隙は潰れて収
縮する。しかし、乾燥しているパルプ繊維は弾性を有し
ているので、機械的圧縮を解いて放置すると、やがてパ
ルプ繊維間には間隙が復元することになる。そこで、機
械的圧縮を加える前に、あるいは機械的圧縮を加えた後
パルプ繊維間の間隙が完全に復元する前に水を噴霧する
と、表面が湿潤しパルプ繊維の弾性は低下し、湿潤した
部位はパルプ繊維が密に絡み合った状態を保持する。そ
して、この噴霧した水は、繊維間に毛細管現象で入り込
み、濡れた繊維どうしを水素結合させる。そして、古紙
には、パルプ繊維の他に、該パルプ繊維どうしを結合す
る填料（澱粉糊等）を含んでいるので湿潤するとこれら
填料は溶けて接着材として機能するので、密に絡み合っ
た状態で乾燥させると、パルプ繊維どうしを接着結合
し、機械的圧縮による成型と、填料の湿潤、乾燥による
パルプ繊維の接着結合とにより成型性・保形性を確保す
る作用を呈するものである。

【００１０】また、上記填料の湿潤、乾燥によるパルプ
繊維の接着結合に、圧縮成形を加えることで、表面円滑
化の作用を呈するものである。

【００１１】さらに、紙の填料には澱粉糊以外に、粘土
や粘土系の薬品が混入されているのでこれらが乾燥する
にしたがってパルプ繊維を強固に結合し、上記表面円滑
化作用とあいまって、表面からパルプ繊維がばらけるの
を防ぐ作用を呈するものである。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面にしたがっ
て説明する。まず、本発明は古紙を乾式で解繊して嵩高
の綿状体となす。

【００１３】古紙を乾式で解繊するには、従来公知な粉
砕機（原料に機械的力を弱く、長時間にわたって作用さ
せるものが適する。）等が使用できるが、本実施例では
「図２」「図３」に最も明らかに示すごとき解繊機４を
使用している。すなわち、４１が解繊機４の本体で、こ
の本体４１には一端側（図２右側）に古紙を取り込む取
入口４２を、他端側に（図手前側に）解繊したパルプ原
料を排出する排出口４３を設け、さらに該本体４１内に
は一端側から他端側（図において、奥手前方向）に水平
に設けた駆動軸４６によって高速回転する回転子４４を
収納してある。

【００１４】そして、上記回転子４４は多数の放射状翼
４４ａ，４４ａ，４４ａ・・・で構成され、一方、本体
４１の放射状翼４４ａ，４４ａ，４４ａ・・・の先端よ
り所定の距離離れた位置にある内壁には奥手前方向に沿
って多数のライナー４５，４５，４５・・・を設け凹凸
面となしてある。なお、上記駆動軸４６の一端側には送
風翼４７が取付けられ、取入口４２より排出口４３に向
けて古紙を空気輸送するようになしてある。なお、「図
１」中、３が空気油送管で、この空気油送管３の途中に
解繊機４を介挿し、上流端は空気取り入れ孔として開口
し、該解繊機４の上流部位に後記古紙ホッパー１の排出
口を連通させ、解繊機４の下流側端は後記フォーミング
マシーン６の部位まで延設している。

【００１５】なお、「図２」「図３」中、４４ｂは各放
射状翼４４ａのセンターに取り付けたリード板で、この
リード板４４ｂはアルミニューム板等の屈曲可能な板材
で形成され、先端の自由端側は凹凸面近くを高速通過す
ることで共鳴振動するようになしてある。また、４８は
ディストリビュータで、流路を屈曲させると共に、途中
を放射状に仕切って古紙の流れが局所的に偏らないよう
に均一に流れるようになしてある。

【００１６】したがって、上記解繊機４の取入口４２に
「図１」に示す古紙ホッパー１の排出口を連通させる
と、古紙ホッパー１内の古紙（本実施例では、古紙を２
×８ｍｍ角程度に予め裁断したものを使用している。）
は順次解繊機４内に流入し、本体４１の内壁に衝突し
て、リード板４４ａの共鳴振動による音場エネルギーも
加わって、次第に解繊されて綿毛状になって排出口４３
より流出する。

【００１７】そして、パルプ繊維にはセルロースよりな
るパルプ繊維に種々の填料（澱粉糊、クレー、滑石、炭
酸カルシューム、チタン白等で、パルプ繊維を結合し、
紙の平滑度、不透明性、重量等を増加するため配合され
る。）が配合されているので、必要に応じてはパルプ繊
維と、填料とを分離する。この分離は古紙を解繊すると
比較的長い繊維物と、粒形が小さい粉状の填料及び付着
物（印刷インキ等）とになるので両者の分離は容易で、
篩分分離、分級分離等の従来の乾式分離装置が使用でき
る。

【００１８】なお、上記乾式分離装置の具体例としては
「図１」に示すごとき、従来公知な構成のサイクロン分
離装置５を使用すると、比重は小さいが大きくて重い繊
維はサイクロン本体５１の下部にたまり、比重は大きい
が小さくて軽い填料及び付着物は気流に随伴して上部排
出口５２から流出してバッグフィルター８等で捕集され
る。また、このサイクロン分離装置５のサイクロン本体
５１の下部にたまった繊維は気密ロータリーフィーダ５
４を介して下部排出口５３より順次取出すようになせば
よい。

【００１９】そして、本発明は上記綿状体を機械的に圧
縮して成型すると共に、水を噴霧した後乾燥させて繊維
を接着結合させる。

【００２０】上記機械的圧縮は、本実施例はベルトコン
ベヤー等からなるフォーミングマシーン６の途中に挟圧
ローラ７を設けて長尺マット状に圧縮成形するようにな
しているが、このホーミングマシーンは従来公知な造粒
機や、プレス成形機（雄型及び雌型を使用する。）を使
用してもよいものである。

【００２１】なお、噴霧した水を乾燥するには、自然放
置でもよいが、機械的圧縮力が残っている短時間の間に
強制的に乾燥するのが、成形寸法精度を向上でき、図示
例では加熱乾燥トンネル１１を使用している。

【００２２】また、上記水の噴霧は、ａ機械的圧縮の前に噴霧する方法と、ｂ機械的圧縮の後に噴霧する方法とがあり、また、噴
霧する水は，ｃ通常の水を使用する場合と、ｄ綿状繊維から填料を分離してこの填料を溶かした水
を使用する場合と、ｅ水に新たな接着剤を溶かし込んだものを使用する
か、綿状繊維から分離した填料に新たな接着剤を加えて
水に溶かし込んだものを使用する場合とが想定できるの
で、以下これらを説明する。

【００２３】まず、本発明において噴霧する水の量は、
パルプ繊維との重量比で１００％以下、通常パルプ繊維
全量の含水率が１００％を越えざる範囲であり、パルプ
繊維の外方から噴霧して含水させる。したがって、上記
ａ、ｂの方法のうち、機械的圧縮の前に水を噴霧する
か、圧縮後に水を噴霧するかの相違は、水がパルプ繊維
群の表面にのみ付着するか、奥まで付着するかの相違と
なって現れる。

【００２４】上記ａの方法であるパルプ繊維を解繊した
ままの状態で比較的多くの水を噴霧して、その後に機械
的に圧縮して成形すると、パルプ繊維は全体的に密とな
って保形性がよい成形物を得られるもので、「図１」の
右側のノズル１０ａより水を噴射し、挟圧ローラ７で挟
圧すると中心部まで比較的パルプ繊維が密に存在する緩
衝材となる。

【００２５】上記に対して、機械的圧縮後に比較的少な
い水を噴霧すると、すなわち、「図１」の左側のノズル
１０ｂより水を噴射すると、水はパルプ繊維群の奥まで
は届かないので、表面のみがパルプ繊維が密で中心部は
疎な緩衝材を得られることになる。

【００２６】すなわち、水の噴霧時期と噴霧量とを変更
することで、粗密性、軽量性、全体の弾性を調整するこ
とができることになり、商品の間に多数個の緩衝材を詰
め込む比較的小径の緩衝材の製造には後者のｂの方法で
製造することが比重が小さい割りに容積が大きく、弾性
が大きいので望ましく、内側に商品の外径に適合した空
部を形成して、該商品を空部にはめ込み保持する形式の
緩衝材の製造には、成形性のよさから前者のａの方法が
適するものである。

【００２７】次に、上記水の種類としては、通常の水を
使用する場合は、乾式解繊の際に填料を除去していない
場合に限られる。すなわち、綿状体の中に填料が混入し
た状態であるので、この填料をそのまま利用するもので
あるが、この方法は、前記ａの方法に適するもので、前
記ｂの方法に使用したところでは、填料が充分水に溶け
ないことがあり、填料による繊維接着力が不足し、中央
部に残った粉状の填料が使用中にゴミ状となって出てく
る欠点を有するものであった。

【００２８】したがって、填料は一度分離除去すること
が充分水に溶かすことができ、残った粉状の填料がゴミ
として出ないので望ましく、分離した填料は水に溶かし
て噴霧すると、表面に填料を集中させることができ、強
い接着性でパルプ繊維を接着結合できる。そこで、図示
実施例では、バッグフィルター８で捕集した填料を溶解
槽９で水に溶解させ、ノズル１０ａ，１０ｂより噴霧す
るようになしている。なお、該ノズル１０ａ，１０ｂは
上面側にのみ示しているが、パルプ繊維群の外面前面に
均一に水が噴霧されるように下面側にも設けることは無
論である。また、上記溶解槽９は填料の濃度を調整する
ようになし、分離除去した填料が多すぎる場合は、填料
の一部は廃棄し、足りない場合は、澱粉糊等の填料を追
加補充してもよく、さらには、バッグフィルター８で捕
集した填料は破棄して、新たな填料を所定割合で溶解槽
９内に投入するようになしてもよいものである。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上記のごときであるので、古
紙から多くの異なった形状や弾性のある表面平滑な緩衝
材を得ることのできる古紙を原料とした緩衝材の製造方
法を提供できるものである。

【００３０】また、本発明は原料が古紙と水のみである
ので、安価な緩衝材を得ることのできる古紙を原料とし
た緩衝材の製造方法を提供できるものである。

【００３１】そして、本発明の特筆すべき効果は、古紙
を乾式解繊しているので排水処理を必要とせず、原料が
古紙と水のみであるので、製造工程で、有害ガスや環境
を悪化する排ガスや排水の発生がない古紙を原料とした
緩衝材の製造方法を提供できることである。従来、古紙
を解繊するにはパルパーと称する機械で大量の水で撹拌
しつつパルプ繊維を融解しているが、この従来方法で
は、パルパーより大量の排水が発生し、多量の水資源が
用意できない都市部内ではその処理工場が得られないの
が現状であるが、排水の無い本発明法は、古紙の大発生
源である都市部内にもその製造工場を設けることが可能
で、多量の緩衝材使用地である大都市内で原料の調達か
ら製造までが行えるので、輸送コストも安価な古紙を原
料とした緩衝材の製造方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法を実施する装置例正面図である。

【図２】本発明に使用される乾式解繊機の一実施例一部
断面正面図である。

【図３】「図２」乾式解繊機の蓋を取り除いた側面図で
ある。

【符号の説明】

１古紙ホッパー２ロータリーフィーダ３空気輸送管４乾式解繊機５サイクロン分離装置６フォーミングマシーン７挟圧ローラ８バッグフィルター９溶解槽１０ａ，１０ｂノズル１１加熱乾燥トンネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】古紙を乾式で解繊して嵩高の綿状体とな
し、この綿状体を機械的に圧縮して成型すると共に、水
を噴霧した後乾燥させてパルプ繊維を接着結合させるよ
うになしたことを特徴とした古紙を原料とした緩衝材の
製造方法。