JPH0674390A - 紙製断熱構造材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用済みの古紙を利用するので安価であり、
断熱性や耐衝撃性、加工性に優れて構造材として広範囲
に利用でき、しかも焼却できるので使用後の処分が容易
で、資源の有効利用や環境対策上も極めて効果的なもの
である。 【構成】 古紙１をシュレッダー２にかけて細く裁断
し、回転刃５を設けたミキサー７で粉砕して綿状にほぐ
した紙１ｃに、水を含浸させた状態で32〜50％の小麦
粉、米粉、ゴムパウダーなどの植物性接着剤粉13を散布
した後、撹拌して表面の植物性接着剤粉13を液状化して
からブロック状又は板状など所定の形状に成型し、次い
でこのブロック又は板を加熱乾燥して糊状になった植物
性接着剤を固化させることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は使用済みの紙で形成した
紙製断熱構造材およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に魚などの生鮮食品などを梱包して
輸送する場合、断熱性に優れた発泡プラスチック容器が
多く用いられている。この発泡プラスチック容器は軽量
で安価であるが、使用後に処理する場合に有毒ガスや黒
煙が出るため家庭や工場などで焼却することができず、
また腐食しないので環境に悪影響を及ぼすためその使用
が環境上問題となってきている。また部屋の間仕切り材
として従来は石膏ボードや合板などが使用されている
が、石膏ボードは断熱材や耐火性に優れているが、重量
が重く、また脆いので孔明けや釘止めなどの加工がしに
くく、廃棄処分も面倒である。また合板は加工が容易で
あるが価格が高い上、断熱性が劣るなどの欠点があっ
た。

【０００３】また近年、資源のリサイクルが盛んになり
新聞や雑誌など使用済の古紙を回収して、これを解かし
てパルプ状態に戻してから再び製紙した再生紙が使用さ
れるようになってきた。しかしながらこの再生紙は製造
コストが高く、またシュレッダーにかけて細い紐状に裁
断した紙はパルプ繊維が短く切断されてしまうため再生
紙に利用できず、焼却するか埋立てるしかその処分方法
がなかった。このため、品質の高いワープロ用紙やコピ
ー用紙などの使用済みの事務用紙をシュレッダーにかけ
て粉砕したものは全く利用価値がなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
み種々研究を行なった結果、シュレッダーにかけて粉砕
した紙や、新聞紙、雑誌など使用済みの古紙を利用する
ので安価であり、断熱性や耐衝撃性、加工性に優れて構
造材として広範囲に利用でき、しかも焼却できるので使
用後の処分が容易で、資源の有効利用や環境対策上も極
めて効果的な紙製断熱構造材およびその製造方法を提供
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下本発明を詳細に説明
する。使用済みの事務用紙、新聞紙、雑誌などの古紙１
を図１に示すようにシュレッダー２にかけて細い紐状に
裁断し、この紐状の紙１ａを容器３に入れ、ここに水４
を入れて溶解してゲル状の紙１ｂを作る。次いでこのゲ
ル状の紙１ｂを図示しない脱水機にかけて脱水した後、
ケース５の底部にモーターで回転する回転刃６を設けた
ミキサー７に入れて粉砕してほぐして綿状の紙１ｃを形
成する。

【０００６】この場合、シュレッダー２にかけて細い紐
状に裁断した紙１ａを水４でゲル状に溶解せずに直接、
ミキサー７に入れて粉砕して綿状にほぐしても良く、ま
た水４でゲル状に溶解してから脱水し、これを粒状に丸
めてからミキサー７に入れて粉砕しすると更に効率良く
綿状にほぐすことができる。

【０００７】次に図２に示すように、ベルトコンベアー
９の上方に設けたホッパー10から綿状の紙１ｃをベルト
コンベアー９の上に供給し、次いで噴射ノズル11から綿
状の紙１ｃに水４を噴射して含浸させた後、ホッパー12
に入れた小麦粉、米粉、ゴムパウダーなどの接着剤とな
る植物性接着剤粉13を水４を含浸した綿状の紙１ｃの表
面に散布して付着させる。

【０００８】この場合、接着剤として植物性接着剤粉13
を用いるのは価格が安く、粘性のない粉の状態で散布し
た方が均一に綿状の紙１ｃに分散すると共に、焼却時に
有毒ガスの発生を防止でき、しかも腐食して土に戻すこ
とができるからである。この場合、化学合成接着剤を用
いると価格も高い上、粘性があって均一に分散しにく
く、その上、腐りにくく焼却する場合も公害状の問題が
あるからである。

【０００９】なお植物性接着剤粉13は小麦粉、米粉、ゴ
ムパウダーなどを単独で用いても混合して用いても良
い。また綿状の紙１ｃと植物性接着剤粉13との混合比率
は、植物性接着剤粉13が多い程、強度が増すが、反面コ
ストが高く重量が重く、しかも固くなるので、製品に対
して重量比で32〜50％の範囲が断熱性や耐える衝性、お
よび重量や強度のバランスの上から望ましい。この場
合、植物性接着剤粉13が32％未満では構造材として強度
が弱く、衝撃が加わったときに崩れ易いからである。ま
た50％を越えて多量に添加すると、強度は向上するが、
重量が重くなり価格が高くなるので上記範囲が好まし
い。

【００１０】このように綿状の紙１ｃに植物性接着剤粉
13を散布した後、図２に示すように再び噴射ノズル14か
ら再度水４を噴射して、綿状の紙１ｃの表面に付着した
植物性接着剤粉13を濡らして液状にする。この後、ベル
トコンベアー９から撹拌機15に供給し、ここで撹拌して
綿状の紙１ｃと液状になった植物性接着剤とを混合させ
る。この場合、糊のように液状の接着剤と綿状の紙１ｃ
を直接、撹拌機15に投入して撹拌すると、糊が綿状の紙
１ｃの表面に均一に付着しないで塊となってしまうの
で、植物性接着剤粉13を散布してから液状にして混合す
る上記方法が望ましい。

【００１１】このようにして液状となった接着剤が綿状
の紙１ｃの表面に均一に付着したら、図示しない成形型
に入れてブロック状又は板状など所定の形状に成型す
る。なお成型方法としては、型成形の外に、ホットプレ
ス、形枠取り、射出成型、ブロー成型などの方法を用い
ても良い。

【００１２】次に所定の形状に成型したブロック又は板
を電子レンジ等の電磁加熱機や高周波加熱機、あるいは
熱風乾燥や真空乾燥等により接着剤の水分を蒸発させて
植物性接着剤を固化させると、図３に示すように板状の
紙製断熱構造材16を形成することができる。この場合、
内部から加熱して短時間で固化させるには電磁加熱機や
高周波加熱機を用いると良い。

【００１３】このようにして得られた板状の紙製断熱構
造材16は、古紙１を原料としているので安価である。つ
まり古紙１は現在では再生紙としてしか利用できず、特
に現状では全く利用価値のないシュレッダー２で細く裁
断した紙１ａはその廃棄処分が面倒で、通常は焼却する
か埋立てるため、多量に安価に入手できるので資源の有
効利用にもなる。また板状の紙製断熱構造材16は軽量で
断熱性や耐衝撃性に優れているので電気製品や精密機器
の容器として発泡プラスチックに代わる優れた効果を有
するものである。

【００１４】更に板状の紙製断熱構造材16は原料が古紙
１と植物性接着剤粉13で形成されており焼却しても有毒
ガスや黒煙がでないので、使用後は家庭や工場でなどで
焼却でき、一般の焼却ごみとしてもごみ収集に出せるの
で処分が容易である。また屋外にそのまま放置しておけ
ば、雨に濡れて水分を吸収して次第に形が崩れ、更に腐
って土になるので処理が容易であり、畑に放置しておけ
ば有機肥料として利用することもできる。

【００１５】また所定の形状に成型した紙製断熱構造材
16の表面をプラスチックフイルムやプラスチック板で被
覆して防水性被覆を形成すれば、表面が水に濡れても内
部に水が浸透しないので、魚などの容器として水分を含
む生鮮食品の輸送に適している。また防水性被覆として
表面にワニスや蝋などを含浸させたものでも良く、間仕
切り材や、高温機器の断熱材として用いるときには、表
面を耐火処理したり耐火板を重ね合わせた構造としても
良い。また紙製断熱構造材16の表面に凹凸部を形成すれ
ば、衝撃時に凹凸部が先に崩れて衝撃を吸収して内部の
収納物を保護して、衝撃吸収性能を更に向上させること
ができる。また繊維やグラスファイバー等を混入すれ
ば、更に曲げ強度を向上させることができる。

【００１６】また紙製断熱構造材16は木材と同様に鋸で
切断できると共に、孔明けや、ねじ、釘などを取付けら
れ加工や組立が容易である。更に成型した紙製断熱構造
材16に圧力を加えて圧縮させて綿状の紙１ｃの繊維方向
を横方向に揃えると、更に硬くなり、強度や耐衝撃性が
向上すると共に、曲げ強度も向上させることができる。

【００１７】次に本発明の他の方法を説明する。先ず図
１に示すように古紙１をシュレッダー２にかけて細い紐
状に裁断し、この紐状の紙１ａを容器３に入れ、更に水
４を入れて溶解してゲル状の紙１ｂを作る。次にこのゲ
ル状の紙１ｂを図示しない脱水機にかけて脱水した後、
これを湿った状態で粒状に形成する。この粒状の紙１ｄ
を作る方法としては、例えば図４に示すように平な箱20
に脱水した紙を入れて、多数の丸棒21…を突設した剣山
状の撹拌器具22を用いて水平に回転させながら撹拌する
ことにより粒状に形成することができる。このように粒
状に形成した紙１ｄが湿った状態で、ホッパー12から植
物性接着剤粉13を散布して更に撹拌器具22で撹拌する
と、粒状の紙１ｄの表面に植物性接着剤粉13が均一に付
着して糊状となる。

【００１８】この後、半乾燥の状態で図１に示すように
ケース５の底部にモーターで回転する回転刃６を設けた
ミキサー７に入れて粉砕してほぐし、糊が付着した綿状
の紙１ｃを形成する。このように紙は粒状に丸めて、湿
った状態でミキサー７により粉砕した方が、細い綿状の
紙１ｃが形成できると共に、短時間で効率良くほぐすこ
とができ、しかも綿状にしてから植物性接着剤粉13を散
布するよりも、均一に付着するので少ない量の植物性接
着剤粉13で結合強度が得られる。

【００１９】次に図示しない成形型に充填して、ブロッ
ク状又は板状など所定の形状に成型する。この後、成型
したブロック又は板を電子レンジ等の電磁加熱機や高周
波加熱機、あるいは熱風乾燥や真空乾燥等により接着剤
の水分を蒸発させて植物性接着剤を固化させると、図３
に示すように板状の紙製断熱構造材16を形成することが
できる。更に、このように形成した紙製断熱構造材16に
圧力を加えて30〜60％程度圧縮すると、綿状の紙１ｃの
繊維方向が横方向に揃って更に硬くなり、強度や耐衝撃
性が向上すると共に、曲げ強度も向上させることができ
る。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図１に示す
方法により先ず古紙１として新聞紙をシュレッダー２に
かけて細い紐状に裁断し、この紐状の紙１ａを容器３に
入れ、水４を入れて溶解してゲル状の紙１ｂを作る。次
にこのゲル状の紙１ｂを脱水機にかけて脱水した後、こ
れを図４に示すように撹拌器具22を用いて水平に回転さ
せながら撹拌して直径数mm程度の粒状に丸める。次にこ
の粒状に丸めた紙１ｄを図１に示すようにミキサー７の
ケース５に入れて回転刃６で粉砕するとほぐされて綿状
の紙１ｃとなる。

【００２１】次に図２に示すように、ベルトコンベアー
９の上方に設けたホッパー10から綿状の紙１ｃをベルト
コンベアー９の上に供給し、次いで噴射ノズル11から綿
状の紙１ｃに水４を噴射して含浸させた後、ホッパー12
に入れた米粉を植物性接着剤粉13として水４を含浸した
綿状の紙１ｃの表面に散布して付着させる。この場合、
綿状の紙１ｃと米粉との混合比を下表のように変えた試
料Ｎｏ２〜Ｎｏ４を作成した。なお比較のために本発明
に規定する範囲を外れた試料Ｎｏ１、Ｎｏ５を作成し
た。なお紙重量および小麦粉の重量は乾燥状態で測定し
たものである。

【００２２】この後、図２に示すように再び噴射ノズル
14から水４を噴射して、綿状の紙１ｃの表面に付着した
米粉を濡らして液状にする。この後、ベルトコンベアー
９から撹拌機15に供給し、ここで撹拌して綿状の紙１ｃ
と液状になった米粉糊とを混合させる。このように小麦
粉糊が綿状の紙１ｃの表面に均一に付着したら、図示し
ない成形型に入れてブロック状に成型する。次に成型し
たブロックを電子レンジで加熱した後、真空乾燥させて
米粉糊の水分を蒸発させて固化させ、板状の紙製断熱構
造材16を形成した。この紙製断熱構造材16の嵩比重を測
定した所、表１に示す結果が得られた。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記試料を縦横１００mm、厚さ４０mmの板
状の試料片を作成して、プレスにより圧力試験を行なっ
た。圧力試験は試料片に１０Ｋｇｆ／平方cmの荷重を加
えて圧縮した状態の試料片の厚さ寸法と、圧力を解除し
た後に復帰した状態の厚さ寸法を測定し、併せて復帰し
た寸法を測定した。この結果は表２に示す通りである。

【００２５】

【表２】

【００２６】また試料を縦横１００mm、厚さ４０mmの板
状の試料片を作成して、１Ｋｇの鉄ブロックを高さ１ｍ
の所から試料片に落下させて耐衝撃性を測定し、その結
果を表３に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】上記表２および表３の結果から実施例品の
Ｎｏ２〜Ｎｏ４は圧力を加えた時、３８〜５０％まで収
縮し、圧力を解除すると復帰寸法が７．５〜１０％復帰
し、緩衝特性に優れていることが確認された。また嵩比
重も０．３１〜０．４３と小さく軽量化を図ることが
で、しかも耐衝撃性にも優れていることが確認された。
また比較例品のＮｏ１はフェルト状で嵩比重は軽く断熱
容器としては良いが、構造材としては強度が低く、また
比較例品のＮｏ５は硬く強度が高く、耐衝撃性に優れて
いるが重量が重く価格も高くなるので経済的でない。

【００２９】次に本発明品の断熱特性を調べた。断熱特
性の試験は試料Ｎｏ３の厚板状の紙製断熱構造材16を用
いて、板厚２０mm、内寸法が縦横高さが夫々１００mmの
中空立方状の容器を作成し、ここに４０ｇの氷を入れ
て、常温２６℃に放置し、氷が解けるまでの時間を測定
した。また比較のために５０倍発泡の発泡スチロールで
同形状の容器を作成し、同一の条件で氷が解けるまでの
時間を測定した。この結果、本発明品は氷が解けるまで
２時間２５分かかり、発泡スチロール容器が３時間４５
分で、本発明品は発泡スチロール容器の６４％の断熱性
があり、通常の断熱材として十分使用できるものであ
る。

【００３０】また耐熱性の試験では試料Ｎｏ３の板材に
１０Ｋｇｆ／平方cmの荷重を加えて圧縮した板材の片面
中央をバーナーで２分間加熱したところ、表面が少し焦
げて黒くなったが内部は燃えずそのままの状態であっ
た。また比較のために５０倍発泡の発泡スチロール板を
同様にバーナーで加熱したところ２秒で着火して黒煙を
出しながら全体が燃えてしまった。また段ボール紙につ
いても同様にバーナーで加熱したところ１０秒で着火し
て孔が明き、全体に燃え広がっていった。従って本発明
は原料として紙を使用しているが、綿状の紙１ｃの表面
が硬化した糊で被覆されて互いに結着して板状に形成さ
れているので、段ボール紙等に比べて燃焼しにくくなっ
ているものと考えられる。従って断熱性と耐熱性に優れ
ているので表面を耐火処理した壁紙や耐火材で被覆して
高温機器の断熱材や部屋の間仕切り材としても使用する
ことができる。

【００３１】また試料Ｎｏ３の板材をドリルで孔明け加
工したところ丸孔が形成され、更にこの試料に１０Ｋｇ
ｆ／平方cmの荷重を加えて圧縮した板材にねじを取付け
たところ木材と同様に強固に取付けることができた。ま
た釘を打ち付けたところ木材と同様に取付けることがで
きた。更にこの板材を鋸で切断したところ切断面がきれ
いに切断でき、木材に比べて切粉も少なく、軽量の構造
材として加工性に優れ強度も高いのでその用途は木材以
上に広いものである。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る紙製断熱
構造材およびその製造方法によれば、従来大部分が廃棄
や焼却されていた古紙を使用して、綿状の紙の表面が硬
化した糊で被覆されて互いに結着してブロック状又は板
状に形成されているので、軽量で安価でしかも強度が高
く、その上、断熱性と耐衝撃性に優れていると共に木材
と同様に加工性に優れた構造材料を得ることができ、し
かも焼却できると共に、土に埋めて肥料となるので使用
後の処分が容易で、資源の有効利用や環境対策上も極め
て有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により古紙を綿状の紙に加工する工
程を示す説明図である。

【図２】本発明方法により綿状の紙に植物性接着剤粉を
混合する工程を示す説明図である。

【図３】本発明方法により成型した板状の紙製断熱構造
材を示す斜視図である。

【図４】本発明方法により粒状の紙を加工する工程を示
す説明図である。

【符合の説明】

１ 古紙 １ａ 裁断した紙 １ｂ ゲル状の紙 １ｃ 綿状の紙 １ｄ 粒状の紙 ２ シュレッダー ３ 容器 ４ 水 ５ ケース ６ 回転刃 ７ ミキサー ９ ベルトコンベアー 10 ホッパー 11 噴射ノズル 12 ホッパー 13 植物性接着剤粉 15 撹拌機 16 紙製断熱構造材 22 撹拌器具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 綿状にほぐした紙を、32〜50％の小麦
   粉、米粉、ゴムパウダーなどの植物性接着剤で嵩比重0.
   3 〜0.5 に成型してなることを特徴とする紙製断熱構造
   材。
2. 【請求項２】 綿状にほぐした紙を、その繊維方向を横
   方向にそろえて32〜50％の小麦粉、米粉、ゴムパウダー
   などの植物性接着剤で接合したことを特徴とする紙製断
   熱構造材。
3. 【請求項３】 紙をシュレッダーにかけて細かく裁断
   し、回転刃を設けたミキサーで粉砕して綿状にほぐした
   紙に、水を含浸させた状態で32〜50％の小麦粉、米粉、
   ゴムパウダーなどの植物性接着剤粉を散布した後、撹拌
   して表面の植物性接着剤粉を液状化してからブロック状
   又は板状など所定の形状に成型し、次いでこのブロック
   又は板を加熱乾燥して植物性接着剤を固化させることを
   特徴とする紙製断熱構造材の製造方法。
4. 【請求項４】 紙をシュレッダーにかけて細かく裁断
   し、これを水中に浸漬してゲル状にしてから脱水し、こ
   れを回転刃を設けたミキサーで粉砕して綿状にほぐし、
   この綿状の紙を湿った状態で32〜50％の小麦粉、米粉、
   ゴムパウダーなどの植物性接着剤粉を散布した後、撹拌
   して表面の植物性接着剤粉を液状化してからブロック状
   又は板状など所定の形状に成型し、次いでこのブロック
   又は板を加熱乾燥して植物性接着剤を固化させることを
   特徴とする紙製断熱構造材の製造方法。
5. 【請求項５】 紙をシュレッダーにかけて細かく裁断
   し、これを水中に浸漬してゲル状にしてから脱水し、こ
   れを粒状に形成してから32〜50％の小麦粉、米粉、ゴム
   パウダーなどの植物性接着剤粉を散布して撹拌し、次い
   で粒状の紙を湿った状態で回転刃を設けたミキサーで粉
   砕して綿状にほぐし、この綿状にほぐした紙をブロック
   状又は板状など所定の形状に成型した後、このブロック
   又は板を加熱乾燥して植物性接着剤を固化させることを
   特徴とする紙製断熱構造材の製造方法。