JPH11147213A

JPH11147213A - パルプ系ボード及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11147213A
Application number: JP33367297A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kanzawa; 泰弘神沢; Toshio Ishida; 敏夫石田; Tadaaki Tajiri; 忠昭田尻
Original assignee: Kimura Chemical Plants Co Ltd
Current assignee: Kimura Chemical Plants Co Ltd
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ強度や、耐湿性、耐水性などに関し、良
好な特性を有し、かつ、経済性に優れたパルプ系ボード
及びその製造方法を提供する。【解決手段】パルプ系繊維に、ポリイソシアネート化
合物を３．０〜２０．０重量％、ポリオレフィン系分岐
繊維を１．０〜５０．０重量％の割合で配合したボード
材料を、熱板を押圧することにより加熱しながら圧締す
るホットプレス法によりプレスして所定の形状に成形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明はパルプ系ボードに
関し、詳しくは、新聞紙、雑誌、段ボールのような古紙
などのパルプ系の材料を主原料とするパルプ系ボード及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
工場、オフィス、あるいは一般家庭などから排出される
古紙を原料としたパルプ系ボードが、土木用あるいは建
築用の型枠材、壁材、床材、防水材などの用途に広く用
いられるようになっている。

【０００３】ところで、古紙を原料とするパルプ系ボー
ドにおいては、曲げ強度、耐湿性、耐水性などの特性に
関する要求を十分に満たすことは必ずしも容易ではな
い。そこで、これらの特性を向上させるために、古紙を
解繊することにより得られるパルプ系繊維にポリイソシ
アネート化合物を配合したパルプ系ボードが提案されて
いる。上記のようにポリイソシアネート化合物を相当の
割合で配合したパルプ系ボードにおいては、確かにそれ
なりに優れた特性を得ることができるが、ポリイソシア
ネート化合物が高価なため、コストが増大するという問
題点がある。

【０００４】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、曲げ強度や、耐湿性、耐水性などに関し、良好な
特性を有し、かつ、経済性に優れたパルプ系ボード及び
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明（請求項１）のパルプ系ボードの製造方法
は、パルプ系繊維に、ポリイソシアネート化合物を３．
０〜２０．０重量％、ポリオレフィン系分岐繊維を１．
０〜５０．０重量％の割合で配合したボード材料を、熱
板を押圧することにより加熱しながら圧締するホットプ
レス法によりプレスして所定の形状に成形することを特
徴としている。

【０００６】パルプ系繊維に、ポリイソシアネート化合
物及びポリオレフィン系分岐繊維を上記の割合で配合し
たボード材料を、ホットプレス法によりプレスして所定
の形状に成形することにより、パルプ系繊維とポリオレ
フィン系分岐繊維とが絡み合い、かつ、両者が絡み合っ
た状態でポリイソシアネートにより接着、結合された強
固な結束構造が形成され、曲げ強度、耐湿性、耐水性な
どのパルプ系ボードとしての諸特性が向上する。また、
通常、ポリオレフィン系分岐繊維には水分が含まれてい
ることから、ポリイソシアネート化合物とポリオレフィ
ン系分岐繊維に含まれる水分の反応により、上述の結束
構造がより形成されやすいという特徴がある。その結
果、高価なポリイソシアネート化合物を添加することに
より所望の特性を得るようにした従来のパルプ系ボード
に比べて、ポリイソシアネート化合物の使用量を減らす
（すなわち、ポリオレフィン系分岐繊維を配合すること
により、ポリイソシアネート化合物の使用量を減らす）
ことが可能になり、コストの低減を図ることが可能にな
る。なお、ポリオレフィン系分岐繊維の例としては、ポ
リエチレン分岐繊維（特に高密度ポリエチレン分岐繊
維）、ポリプロピレン分岐繊維などがあり、また、市販
の分岐繊維としては、三井石油化学工業株式会社製のＳ
ＷＰ（登録商標）などが例示される。

【０００７】なお、ポリイソシアネート化合物を３．０
〜２０．０重量％の範囲で配合させるようにしたのは、
ポリイソシアネート化合物の割合が３．０重量％未満に
なると、曲げ強度などの特性が低下すること、２０重量
％を越えると添加効果に顕著な向上が認められず、いた
ずらにコストの増大を招くことによる。なお、ポリイソ
シアネート化合物の種類については特別の制約はなく、
ジフェニルメタンジイソシアネートその他種々のポリイ
ソシアネート化合物を用いることが可能である。

【０００８】また、ポリオレフィン系分岐繊維を１．０
〜５０．０重量％の割合で配合するようにしたのは、ポ
リオレフィン系分岐繊維が１．０重量％未満になると上
記の結束構造が十分に形成されなくなること、５０．０
重量％を越えるとボード表面がホットプレス装置の熱板
に付着し、容易にはがれなくなる場合が生じることによ
る。なお、ポリオレフィン系分岐繊維の配合割合の、よ
り好ましい範囲は２５〜４５重量％である。

【０００９】また、請求項２のパルプ系ボードの製造方
法は、前記パルプ系繊維が古紙を乾式解繊したものであ
ることを特徴としている。パルプ系繊維として、古紙を
乾式解繊したものを用いることにより、古紙から特性の
優れたパルプ系ボードを製造することが可能になり、資
源のリサイクルに寄与することができる。なお、本願発
明において、乾式解繊とは、例えば、「古紙を回転刃に
より粗破砕した後、必要に応じて、これに冷水又は温水
を噴霧して湿らせ、回転ピンにより２つの固定刃間に押
し込むことにより、ふやけた被解繊材料（古紙）をピン
の衝撃でささくれさせ、その部分をさらに他の被解繊材
料（古紙）と絡み合わせ、擦れ合わせることにより繊維
を解きほぐすこと」を意味するものであり、例えば、住
倉工業株式会社製の乾式紙片微細物解繊機などを用いる
ことにより行うことができる。

【００１０】また、請求項３のパルプ系ボードの製造方
法は、前記ポリオレフィン系分岐繊維として、繊維径約
２０〜６０μm、繊維長１〜５mmのポリオレフィン系分
岐繊維を用いることを特徴としている。ポリオレフィン
系分岐繊維として、繊維径約２０〜６０μm、繊維長１
〜５mmのものを用いることにより、上述の結束構造を確
実に形成することが可能になり、本願発明をより実効あ
らしめることができる。

【００１１】また、請求項４のパルプ系ボードの製造方
法は、前記ポリオレフィン系分岐繊維を前記パルプ系繊
維に配合するのに、風力を用い、旋風撹拌を行って両者
を混合させることを特徴としている。風力を用い、旋風
撹拌を行ってポリオレフィン系分岐繊維とパルプ系繊維
を混合することにより、両者を効率よく混ぜ合わせて上
述の結束構造を確実に形成することが可能になり、本願
発明を効率よく実施することが可能になる。

【００１２】また、請求項５のパルプ系ボードの製造方
法は、少なくとも表層部分に、パルプ系繊維に、ポリイ
ソシアネート化合物を２．０〜２０．０重量％、高密度
ポリエチレン分岐繊維を１．０〜５０．０重量％の割合
で配合した材料を用い、１８０〜２００℃の温度でホッ
トプレスを行って所定の形状に成形することを特徴とし
ている。

【００１３】表層を構成する材料として、パルプ系繊維
に、ポリイソシアネート化合物を２．０〜２０．０重量
％、高密度ポリエチレン分岐繊維を１．０〜５０．０重
量％の割合で配合した材料を用いることにより、１８０
〜２００℃の温度でホットプレスを行った場合にも良好
な離型性を確保して生産性を向上させることができるよ
うになるとともに、表面特性を向上させることが可能に
なる。

【００１４】また、本願発明（請求項６）のパルプ系ボ
ードは、上記本願発明のパルプ系ボードの製造方法によ
り製造されたパルプ系ボードであって、パルプ系繊維
と、ポリイソシアネート化合物３．０〜２０．０重量％
と、ポリオレフィン系分岐繊維１．０〜５０．０重量％
とを含有することを特徴としている。

【００１５】本願発明のパルプ系ボードは、パルプ系繊
維と、ポリイソシアネート化合物と、ポリオレフィン系
分岐繊維を上記の割合で含有しており、パルプ系繊維と
ポリオレフィン系分岐繊維とが絡み合い、かつ、両者が
絡み合った状態でポリイソシアネートにより接着、結合
された強固な結束構造が形成されているため、パルプ系
ボードに要求される、曲げ強度、耐湿性、耐水性などに
関し、十分な特性を実現することができる。

【００１６】また、請求項７のパルプ系ボードは、少な
くとも表層部分が、パルプ系繊維と、ポリイソシアネー
ト化合物２．０〜２０．０重量％と、ポリオレフィン系
分岐繊維１．０〜５０．０重量％を含有する材料から形
成されていることを特徴としている。少なくとも表層部
分を、パルプ系繊維と、ポリイソシアネート化合物２．
０〜２０．０重量％と、ポリオレフィン系分岐繊維１．
０〜５０．０重量％を含有する材料から構成することに
より、表面特性を向上させることが可能になるととも
に、製造時のホットプレス工程における離型性を向上さ
せることが可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。な
お、この実施形態では、漫画本（古紙）を用いてパルプ
系ボード（古紙ボード）を製造する場合を例にとって説
明する。図１は本願発明の一実施形態にかかるパルプ系
ボードの製造方法を示すフローシートである。

【００１８】この実施形態のパルプ系ボードの製造方法
は、図１に示すように、主要な工程として、古紙原料
（パルプ系ボード原料）を粗粉砕する粉砕工程Ａと、粗
粉砕された古紙原料を乾式解繊する乾式解繊工程Ｂと、
接着剤としてポリイソシアネート化合物を添加する接着
剤添加工程Ｃと、ポリオレフィン系分岐繊維を添加する
分岐繊維添加工程Ｄと、ポリイソシアネート化合物及び
ポリオレフィン系分岐繊維が添加された配合ボード材料
を所定の形状、厚さに積層する（広げる）積層工程Ｅ
と、積層された配合ボード原料を予備的にプレスする予
備プレス工程Ｆと、予備プレスされた配合ボード材料を
所定の温度に加熱しながら加圧してボード状に成形する
成形工程（ホットプレス工程）Ｇと、成形体を最終製品
（パルプ系ボード）にまで仕上げる製品仕上工程Ｈとを
備えている。

【００１９】粉砕工程Ａは、漫画本（古紙原料）を、予
備的に粗粉砕する工程である。なお、粗粉砕された古紙
原料が供給される場合には、粉砕工程Ａが不要な場合も
ある。

【００２０】また、古紙原料の含水率が低く、乾式解繊
工程Ｂにおいて、温度が上昇して解繊時に発生する紙粉
に着火するおそれがある場合には、粉砕工程Ａの後に、
解繊後の古紙原料が所定の含水率となるように水をスプ
レーする工程を設けることも可能である。

【００２１】また、乾式解繊工程Ｂは、粗粉砕された古
紙原料を乾式解繊する工程であり、この工程で、古紙原
料が十分に解繊されファイバー状になる。なお、この乾
式解繊工程Ｂでは、大気空気により解繊対象物である古
紙原料中の水分がある程度除去される。

【００２２】また、接着剤添加工程Ｃは、接着剤として
ポリイソシアネート化合物を添加、混合する工程であ
る。なお、ポリイソシアネート化合物としては、ここで
は、ジフェニルメタンジイソシアネートを用い、添加量
をドライベースで７重量％とした。

【００２３】分岐繊維添加工程Ｄは、ポリイソシアネー
ト化合物が添加されたパルプ系繊維に、ポリオレフィン
系分岐繊維（この実施形態では、高密度ポリエチレン
分岐繊維、ポリプロピレン分岐繊維）を添加する工程
であり、この実施形態では、風力を用い、旋風撹拌を行
って両者を混合させた。

【００２４】さらに、積層工程Ｅは、ポリイソシアネー
ト化合物及びポリオレフィン系分岐繊維が添加された古
紙原料（パルプ系ボード原料）を所定の形状、厚さに積
層する（広げる）工程である。

【００２５】また、予備プレス工程Ｆは、所定の形状、
厚さに積層されたパルプ系ボード原料を予備的にプレス
する工程であり、通常は、１５kgf/cm²以上の圧力でプ
レスが行われる。

【００２６】成形工程（ホットプレス工程）Ｇは、予備
プレスされたパルプ系ボード原料を所定の温度に加熱し
ながら加圧して、ボード状に成形する工程であり、この
工程で、ポリイソシアネート化合物が硬化して接着剤と
しての機能を発揮する。

【００２７】なお、この実施形態では、高密度ポリエチレン分岐繊維を配合したものについて
は１８０℃×１５分，圧力２０kgf/cm²の条件でホット
プレスを行い、ポリプロピレン分岐繊維を配合したものについては２
１５℃×１５分，圧力２０kgf/cm²の条件でホットプレ
スを行った。

【００２８】また、製品仕上工程Ｈは、成形体を切断、
トリミングして、所定の寸法の最終製品（パルプ系ボー
ド）に仕上げる工程である。

【００２９】この実施形態では、ポリオレフィン系分岐
繊維として、下記の高密度ポリエチレン分岐繊維及びポ
リプロピレン分岐繊維を用いた。高密度ポリエチレン分岐繊維平均繊維径：２５μm 平均繊維長：３mm 配合割合：４３重量％（ポリイソシアネート化合物の配合割合は上述の通り７
重量％）ポリプロピレン分岐繊維平均繊維径：５０μm 平均繊維長：１．５mm 配合割合：３０重量％（ポリイソシアネート化合物の配合割合は上述の通り７
重量％）

【００３０】そして、高密度ポリエチレン分岐繊維を
配合して１８０℃×１５分，圧力２０kgf/cm²の条件で
ホットプレスを行った試料と、ポリプロピレン分岐繊
維を配合して２１５℃×１５分，圧力２０kgf/cm²の条
件でホットプレスを行った試料について、厚さ、密度、
曲げ強度、剥離強度、含水率、吸水率、吸水厚さ膨張率
の諸特性を測定した。その結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】なお、比較のため、ポリオレフィン系分岐
繊維を配合していないパルプ系ボード（ポリイソシアネ
ート化合物の添加量７重量％、ホットプレス条件：１８
０℃×１５分，圧力２０kgf/cm²）について特性を測定
した。その結果を表１に併せて示す。

【００３３】表１において、曲げ強度は、１５０mmスパ
ン、５０mm／min曲げ速度、の条件で測定した値であ
り、吸水率は、２０℃の水の水面から約２cmの深さに２
４時間浸漬した後の吸水率である。

【００３４】また、表２に、本願発明の製造方法によ
り、表層にポリオレフィン系分岐繊維（ここでは、高
密度ポリエチレン分岐繊維、ポリプロピレン分岐繊
維）を配合した材料を用いて形成した積層構造のパルプ
系ボードの特性を示す。この積層構造のパルプ系ボード
は、芯層にポリオレフィン系分岐繊維を配合していない
材料を用い、表層にポリオレフィン系分岐繊維（高密
度ポリエチレン分岐繊維、ポリプロピレン分岐繊維）
を配合した材料を用いており、芯層とその表裏両面側に
配設された表層からなる積層構造を有している。

【００３５】

【表２】

【００３６】なお、表層に高密度ポリエチレン分岐繊維
を配合した材料を用いたものについては、１８０℃×１
５分，圧力２０kgf/cm²の条件でホットプレスを行い、
同じく表層にポリプロピレン分岐繊維を配合した材料を
用いたものについては、２１５℃×１５分，圧力２０kg
f/cm²の条件でホットプレスを行った。ボード材料の組
成やその他の条件は、表１の各試料の場合と同じであ
る。

【００３７】表１及び表２より、高密度ポリエチレン分
岐繊維及びポリプロピレン分岐繊維を配合した試料（パ
ルプ系ボード）においては、高密度ポリエチレン分岐繊
維及びポリプロピレン分岐繊維（ポリオレフィン系分岐
繊維）を配合していない試料に比べて、曲げ強度が大幅
に向上し、吸水率が大幅に減少していることがわかる。

【００３８】なお、上記実施形態では、パルプ系繊維
（ボード原料）として、漫画本を乾式解繊したものを用
いた場合について説明したが、新聞紙、段ボールなどを
原料として用いることも可能である。

【００３９】また、本願発明は、古紙に限らず、木材チ
ップを原料とするパルプ系ボードの製造方法にも適用す
ることが可能であり、その場合も上記実施形態の場合と
同様の効果を得ることができる。

【００４０】また、上記実施形態では、パルプ系繊維に
ポリオレフィン系分岐繊維を配合するのに、風力を用
い、旋風撹拌を行って両者を混合させるようにした場合
について説明したが、ポリオレフィン系分岐繊維の配合
方法はこれに限られるものではなく、他の方法を用いる
ことも可能である。

【００４１】また、上記実施形態では、ポリオレフィン
系分岐繊維として、高密度ポリエチレン分岐繊維及びポ
リプロピレン分岐繊維を用いた場合を例にとって説明し
たが、ポリオレフィン系分岐繊維としてはその他のもの
を用いることも可能である。

【００４２】なお、この実施形態では、ポリオレフィン
系分岐繊維の種類によって、ホットプレス工程での温度
条件を変えているが、実際には、ポリオレフィン系分岐
繊維の種類のみではなく、その配合割合、繊維径や繊維
長などを考慮して、適切な条件を選択することが望まし
い。

【００４３】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の
範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能
である。

【００４４】

【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
パルプ系ボードの製造方法は、パルプ系繊維に、ポリイ
ソシアネート化合物及びポリオレフィン系分岐繊維を上
記の割合で配合したボード材料を、ホットプレス法によ
りプレスして所定の形状に成形するようにしているの
で、パルプ系繊維とポリオレフィン系分岐繊維とが絡み
合い、かつ、両者が絡み合った状態でポリイソシアネー
トにより接着、結合された強固な結束構造が形成され、
曲げ強度、耐湿性、耐水性などの特性に優れたパルプ系
ボードを得ることが可能になる。また、高価なポリイソ
シアネート化合物を添加することにより所望の特性を確
保するようにした従来のパルプ系ボードに比べて、ポリ
イソシアネート化合物の使用量を減らして、コストの低
減を図ることが可能になる。

【００４５】また、請求項２のパルプ系ボードの製造方
法のように、パルプ系繊維として、古紙を乾式解繊した
ものを用いた場合、古紙から特性の優れたパルプ系ボー
ドを製造することが可能になり、資源のリサイクルに寄
与することができる。

【００４６】また、請求項３のパルプ系ボードの製造方
法のように、ポリオレフィン系分岐繊維として、繊維径
約２０〜６０μm、繊維長１〜５mmのものを用いた場
合、上述の結束構造を確実に形成することが可能にな
り、本願発明をより実効あらしめることができる。

【００４７】また、請求項４のパルプ系ボードの製造方
法のように、風力を用い、旋風撹拌を行ってポリオレフ
ィン系分岐繊維とパルプ系繊維を混合することにより、
両者を効率よく混ぜ合わせて上述の結束構造を確実に形
成することが可能になり、本願発明を効率よく実施する
ことが可能になる。

【００４８】また、請求項５のパルプ系ボードの製造方
法のように、表層を構成する材料として、パルプ系繊維
に、ポリイソシアネート化合物を２．０〜２０．０重量
％、高密度ポリエチレン分岐繊維を１．０〜５０．０重
量％の割合で配合した材料を用いることにより、１８０
〜２００℃の温度でホットプレスを行った場合にも良好
な離型性を確保して生産性を向上させることができるよ
うになるとともに、表面特性を向上させることが可能に
なる。

【００４９】また、本願発明（請求項６）のパルプ系ボ
ードは、パルプ系繊維と、ポリイソシアネート化合物
と、ポリオレフィン系分岐繊維を所定の割合で含有して
おり、パルプ系繊維とポリオレフィン系分岐繊維とが絡
み合い、かつ、両者が絡み合った状態でポリイソシアネ
ートにより接着、結合された強固な結束構造が形成され
ているため、パルプ系ボードに要求される、曲げ強度、
耐湿性、耐水性などに関し、所望の特性を実現すること
ができる。

【００５０】また、請求項７のパルプ系ボードのよう
に、少なくとも表層部分を、パルプ系繊維と、ポリイソ
シアネート化合物２．０〜２０．０重量％と、ポリオレ
フィン系分岐繊維１．０〜５０．０重量％を含有する材
料から構成するようにした場合、表面特性を向上させる
ことが可能になるとともに、製造時のホットプレス工程
における離型性を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態にかかるパルプ系ボード
（古紙ボード）の製造方法を示すフローシートである。

【符号の説明】

Ａ粉砕工程Ｂ乾式解繊工程Ｃ接着剤添加工程Ｄ分岐繊維添加工程Ｅ積層工程Ｆ予備プレス工程Ｇ成形工程（ホットプレス工程）Ｈ製品仕上工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 75/04 Ｃ０８Ｌ 75/04 Ｃ０９Ｊ 175/04 Ｃ０９Ｊ 175/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルプ系繊維に、ポリイソシアネート化合
物を３．０〜２０．０重量％、ポリオレフィン系分岐繊
維を１．０〜５０．０重量％の割合で配合したボード材
料を、熱板を押圧することにより加熱しながら圧締する
ホットプレス法によりプレスして所定の形状に成形する
ことを特徴とするパルプ系ボードの製造方法。
【請求項２】前記パルプ系繊維が古紙を乾式解繊したも
のであることを特徴とする請求項１記載のパルプ系ボー
ドの製造方法
【請求項３】前記ポリオレフィン系分岐繊維として、繊
維径約２０〜６０μm、繊維長１〜５mmのポリオレフィ
ン系分岐繊維を用いることを特徴とする請求項１又は２
記載のパルプ系ボードの製造方法。
【請求項４】前記ポリオレフィン系分岐繊維を前記パル
プ系繊維に配合するのに、風力を用い、旋風撹拌を行っ
て両者を混合させることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載のパルプ系ボードの製造方法。
【請求項５】少なくとも表層部分に、パルプ系繊維に、
ポリイソシアネート化合物を２．０〜２０．０重量％、
高密度ポリエチレン分岐繊維を１．０〜５０．０重量％
の割合で配合した材料を用い、１８０〜２００℃の温度
でホットプレスを行って所定の形状に成形することを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパルプ系ボー
ドの製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の方法によ
り製造されたパルプ系ボードであって、パルプ系繊維と、ポリイソシアネート化合物３．０〜２０．０重量％と、ポリオレフィン系分岐繊維１．０〜５０．０重量％とを
含有することを特徴とするパルプ系ボード。
【請求項７】少なくとも表層部分が、パルプ系繊維と、
ポリイソシアネート化合物２．０〜２０．０重量％と、
ポリオレフィン系分岐繊維１．０〜５０．０重量％を含
有する材料から形成されていることを特徴とする請求項
６記載のパルプ系ボード。