JPH11286001A - 古紙からなる板状成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、主原料として古紙とフェノール系樹
脂とからなる古紙含有フェノール系樹脂成形材料を成形
した古紙を利用した板状成形品を提供することにある。 【構成】古紙とフェノール系樹脂とを主原料とする古紙
含有フェノール系樹脂成形材料を、成形圧力１００ｋｇ
ｆ／ｃｍ^２以下、温度１６０〜１７０℃、成形時間９０
／ｍｍ〜６０秒／ｍｍの条件下で成形して得られ、少な
くとも４００ｋｇｆ／ｃｍ^２の曲げ強さを有し、密度が
１．０〜１．３ｇ／ｃｍ^３で吸水率が３０％以下である
古紙を主成分とする板状成形品である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、古紙を利用した板
状成形品に関し、さらに詳しくは本発明は古紙９０〜６
０重量部とフェノール系樹脂１０〜４０重量部を主成分
とする古紙含有フェノール系樹脂成形材料を１００ｋｇ
ｆ／ｃｍ^２以下の比較的低圧で成形して得られる少なく
とも４００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の曲げ強さを有し、吸水
率３０％以下で、密度１．０〜１．３ｇ／ｃｍ^３である
古紙からなる板状成形品に関する。

【０００２】本発明に係るフェノール系樹脂成形材料は
成形性に優れており低圧でホットプレス等により容易に
成形することができ、成形された板状成形品は外観が良
好で曲げ強度等の機械的強度にすぐれており、従来の木
質系ボードに替わる建材として利用できるものである。
さらに本発明は、古紙をパルプ原料として利用する場合
における従来のアルカリ処理や脱墨処理等を行うことな
く、古紙をそのまま使用することができるので安価であ
り古紙の再利用化として資源の有効利用、再資源化に有
用である。

【０００３】

【従来の技術】従来、繊維板等の木質系ボードの製造方
法は、繊維を水中で綿状に解繊し、脱水、樹脂処理し、
または樹脂処理を行うことなく、ボード状に成形するい
わゆる湿式法による方法と、古紙を解繊して得た古紙パ
ルプまたは古紙パルプと繊維との混合物に樹脂を混合し
た後加熱成形する乾式法による方法がある。

【０００４】近年、大量に発生する古紙を再利用し有効
活用することが省資源、環境保護等の点から急務となっ
ており、古紙の再利用方法が種々検討されている。古紙
を大量に再利用する方法は、例えば、緩衝材や緩衝性ボ
ードの原料として利用する方法がある。この場合、古紙
をリファイナーにより水で解繊して古紙パルプとし、こ
れを金型で成形、乾燥するいわゆる湿式法による、たと
えば卵パック用ケース等の緩衝性成形品がある。

【０００５】古紙をリファイナーで解繊した古紙パルプ
にポリオレフィン樹脂繊維等の熱可塑性樹脂繊維を混合
し、ウエブを成形したのち加熱、圧着成形した緩衝材等
として利用される古紙ボードが知られている（たとえば
特開平９−１５１３、９−１９９０７、９−２２０７０
９）。または、古紙に合成パルプを加えリファイナー等
により混合・解繊したのちシート状とし、これをホット
プレスにより圧着してシート状成形品とする方法（例え
ば特公昭５２−２０５８８）が知られている。また、古
紙パルプと繊維とを熱硬化性樹脂と混合した後、加熱成
形してパレット等の成形体とすることが知られている
（たとえば特開昭５６−４１１４２）。

【０００６】このように、古紙を再利用する種々の方法
や再利用した製品が報告されているが、いわゆる湿式法
により水で綿状に解繊した含水古紙パルプを金型等で成
形、乾燥する方法が主に緩衝材、吸音材、断熱材等に利
用されている。また湿式法の欠点を改良する方法とし
て、乾式法による上記の特開昭５６−４１１４２や特開
平９−１５１３、９−１９９０７、９−２２０７０９等
が報告されている。これらは古紙パルプに熱可塑性樹脂
の繊維や、熱可塑性樹脂などを配合して古紙のみのを使
用した場合の緩衝性の欠点や械的強度等を改良したもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、古紙の再利
用を目的とし、木質繊維等を補強材として使用したＭＤ
Ｆ（中質繊維板）やハードボードに匹敵する吸水率、密
度を有し、機械的強度にすぐれた古紙を利用した板状成
形品を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の大きさ
に裁断した古紙に水、または溶剤を添加しながら高速回
転攪拌混合機で古紙を解繊・粉砕し、これにフェノール
系樹脂とその他の添加剤成分を添加し、特定の温度に維
持しながらチップ化して得られた古紙とフェノール系樹
脂とを主成分とする古紙含有フェノール系樹脂成形材料
を、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の比較的低圧下で圧縮成
形して板状成形品とする。

【０００９】

【発明の実施態様】すなわち本発明は、古紙９０〜６０
重量部、フェノール系樹脂１０〜４０重量部を主成分と
して含有する古紙含有フェノール系樹脂成形材料を、成
形圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の比較的低い圧力下
で、温度１６０〜１７０℃で成形して得られる板状成形
品であり、少なくとも４００ｋｇｆ／ｃｍ^２の曲げ強さ
を有し、吸水率３０％以下で、密度が１．０〜１．３ｇ
／ｃｍ^３である古紙からなる板状成形品に関する。

【００１０】本発明の古紙からなる板状成形品の製造に
使用される古紙含有フェノール系樹脂成形材料は下記に
より製造される。

【００１１】すなわち、３ｍｍ×３ｍｍ以下の大きさに
裁断された古紙９０〜６０重量部に、古紙重量と少なく
とも同量の水または溶剤を添加しながら高速回転攪拌混
合機により古紙を解繊・粉砕し、次いでフェノール系樹
脂１０〜４０重量部と顔料、離型剤、その他の添加剤、
必要に応じて硬化剤を攪拌下に添加しながら、４０℃以
下の温度に維持して混合してチップ化し、得られたチッ
プ状混合物を８０℃〜１００℃の温度で乾燥することに
より古紙含有フェノール系樹脂成形材料を得る。

【００１２】上記の古紙含有フェノール系樹脂成形材料
を使用した古紙からなる板状成形品の製造は、成形圧力
１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下、通常５０〜１００ｋｇｆ／
ｃｍ^２の比較的低圧下で、成形温度１６０℃〜１７０℃
で成形時間９０秒／ｍｍ〜６０秒／ｍｍの条件で圧縮成
形して板状の成形品とする。

【００１３】このようにして得られる板状の古紙からな
る成形品は、少なくとも４００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の曲
げ強さを示し、吸水率３０％以下で、密度１．０〜１．
３ｇ／ｃｍ^３（３ｍｍ厚）であり、ＭＤＦ（木質系繊
維）や素地ハードボードなどの木質系繊維ボードに匹敵
する性能を有し、表面が平滑で外観が良好な成形品であ
る。

【００１４】本発明において、板状成形品を製造に使用
される古紙含有フェノール系樹脂成形材料における古紙
の量は一般的には９０〜６０重量部であるが、好ましく
は８５〜６５重量部が使用される。古紙の使用割合が９
０重量部を超えあまりにも多量であると成形性が悪く良
好な成形品を得ることができないし、得られる成形品の
強度が不十分で、外観も良好な成形品が得られない。

【００１５】またフェノール系樹脂は１０〜４０重量部
が使用され、好ましくは１５〜３５重量部である。フェ
ノール系樹脂の使用割合が上記範囲より少ない場合は樹
脂の分散が不良で材料化が困難であり良好な成形材料と
ならない。樹脂の割合が多い場合には均一な形状を有す
る成形材料を得ることが困難であり好ましくない。した
がって、フェノール系樹脂の使用割合は上記の範囲で使
用されるのが好ましい。

【００１６】本発明の板状成形品の製造に用いられる古
紙は、パルプ質繊維であれば特に限定されるものでな
く、新聞紙、雑誌、本、封筒、包装紙など、またはコピ
ー用紙、コンピユータ等の打出し用紙等の上質紙、その
他にダンボール紙等が例示される。

【００１７】本発明における古紙含有フェノール系樹脂
成形材料を調製するにあたり、古紙は使用に際して裁断
機などにより予め３ｃｍ×３ｃｍ以下の大きさに裁断し
て使用する。古紙の大きさが上記より大きい場合には高
速回転攪拌混合機中において古紙が解繊され難いうえ
に、樹脂との混合が不均一で樹脂の含浸も不十分となり
得られる成形材料の形状が大きく不揃いで良好な成形材
料が得られ難く、成形性も悪く、外観が良好な成形品が
得られない。

【００１８】本発明に係る古紙含有フェノール系樹脂成
形材料には所望に応じて通常の成形材料に利用される無
機質充填材、たとえばクレー、タルク、珪酸カルシウ
ム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミ
ニウム、あるいは無機質繊維などを適宜使用することが
できる。

【００１９】古紙を高速回転攪拌混合機で解繊、粉砕す
る際には、水またはメタノール、エタノール等の通常フ
ェノール樹脂の溶剤として使用される低沸点の溶剤が使
用されるが、この水または溶剤は古紙を湿潤な状態にし
古紙の解繊を促す効果がある。しかしながら、必要以上
に多量を添加した場合には古紙がダンゴ状態となり、樹
脂の分散・混合が不均一で樹脂の含浸も不十分となり良
好な成形材料が得られない。

【００２０】水または溶剤の使用量は古紙の吸油量（吸
樹脂量）との関係で決められるが、使用する古紙量の略
同量（重量部）以上を目安に古紙の解繊の状態を観なが
ら所要量が決められる。したがって、水または溶剤の使
用量（添加量）は、実際には古紙の使用量または／およ
び古紙の品質、特に吸油量に左右され、古紙を良好な湿
潤状態に保つためには通常古紙量（重量）の同量以上の
量が使用される。水または溶剤の使用量が古紙量と同量
以下の場合は古紙が十分に解繊されず良好な成形材料が
得られない。

【００２１】本発明に使用される古紙含有フェノール系
樹脂成形材料は、上記したように、高速回転攪拌混合機
において、所定の大きさに裁断した古紙に水または溶剤
の所要量を添加し古紙を解繊、粉砕したのち、ついでフ
ェノール系樹脂の所要量を添加して４０℃以下の温度に
維持しながら混合してチップ化する。この際温度が４０
℃を超える高い温度では混合物の樹脂化が進み固結し易
くなり好ましくない。通常３０〜４０℃が適用される。
チップ状混合物は熱風循環乾燥機等の乾燥機で９０℃前
後の温度、通常８０〜１００℃において、目標の流れ値
（平行円板法により６０ｍｍ〜８０ｍｍ）となるまで乾
燥される。この乾燥に要する時間は通常９０分前後であ
る。乾燥温度が低い場合は乾燥に要する時間が長くなり
作業操作上好ましくなく、一方乾燥温度が高い場合は乾
燥のバラツキが生じ易くなり、成形品の外観不良を招く
結果となり好ましくない。

【００２２】本発明に使用されるフェノール系樹脂は、
フェノール性水酸基を有する芳香族化合物であり、具体
的には、フェノール、クレゾール、キシレノール、アル
キルフェノール、レゾルシノール等のフェノール性化合
物と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラホル
ムアルデヒド、フルフラール、環状ホルマール等のアル
デヒド類とを酸性触媒またはアルカリ性触媒の存在下に
縮合反応して得られるフェノール系樹脂、もしくはこれ
らの樹脂の変性樹脂、さらには他の熱硬化性樹脂、たと
えばエポキシ樹脂、アミノ系樹脂などとの共縮合反応さ
せた樹脂、また熱可塑性樹脂、他の熱硬化性樹脂とのポ
リマーアロイ等をあげることができる。一般にはいわゆ
るフェノール樹脂等のフェノール系樹脂が使用される。
これらのフェノール系樹脂は通常固形分濃度６０〜８０
％（重量）の液状で使用される。

【００２３】本発明の古紙含有フェノール系樹脂成形材
料の調製に使用れる高速回転攪拌混合機は、内部に回転
羽根を有する回転速度が可変で、温度調節が可能な混合
機であり、たとえばヘンシェルミキサー、スーパーミキ
サー等である。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。実施例におい
て特に断らない限り「部」は重量部、「％」は重量％を
指す。

【００２５】実施例１ 裁断機で２ｃｍ×３ｃｍの大きさに切断された新聞紙８
０部に、水９０部を添加しながらヘンシェルミキサーで
新聞紙を解繊・粉砕し、レゾール型フェノール樹脂２０
部（樹脂濃度７０％）とカーボンブラック１部およびス
テアリン酸亜鉛１部を添加しながら３０℃の温度で混合
しチップ化した。得られたチップ状混合物を９０℃の熱
風循環乾燥機で９０分乾燥し、平行円板法による流れ値
７０ｃｍのチップ状古紙含有フェノール系樹脂成形材料
を得た。この成形材料を成形圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ^２、
成形温度１６０℃、成形時間９０秒／ｍｍで厚さ３ｍｍ
の平板成形品を成形した。成形材料および成形品の物性
を表１に示す。

【００２６】実施例２ 新聞紙細片８０部の代わりにダンボール細片７０部、水
７０部、レゾール型フェノール樹脂の代わりにノボラッ
ク型フェノール樹脂３０部（樹脂濃度７０％メタノール
溶液、ヘキサミン３部を含む）を使用した以外は実施例
１と同様にして平行円板法による流れ値７５ｃｍのチッ
プ状古紙含有フェノール樹脂成形材料を得た。この成形
材料を実施例１と同様の条件で板状成形品を成形した。
成形材料および成形品の物性を表１に示す。

【００２７】実施例３ ２ｃｍ×３ｃｍの大きさに裁断された雑誌、包装紙、コ
ピー済用紙等の混合古紙８５部に水・メタノール混合液
（水／メタノール＝１／１（重量比））１００部を添加
しながらスーパーミキサーで古紙を解繊・粉砕し、これ
に実施例１で使用したと同様のフェノール樹脂を１５
部、ベンガラ（顔料）１部およびステアリン酸亜鉛１部
を添加しながら３０℃の温度で混合してチップ化した。
得られたチップ状混合物を８５℃の熱風循環乾燥機で９
０分間乾燥し平行円板法による流れ値６５ｃｍのチップ
状の古紙含有フェノール系樹脂成形材料を得た。この材
料を実施例１と同様の条件で圧縮成形し平板成形品を得
た。成形材料および成形品の物性を表１に示す。

【００２８】比較例１ 実施例１の新聞紙８０部、水８０部の代わりに、新聞紙
９２部、水１００部、フェノール樹脂８部を使用した以
外は実施例１と同様にして成形材料を得た。この平行円
板法による流れ値５０ｃｍのチップ状古紙含有フェノー
ル樹脂成形材料を得た。これを実施例１と同様にして成
形して板状成形品を作製した。成形材料および成形品の
物性を表２に示す。

【００２９】比較例２ ダンボール細片５０部、ノボラック型樹脂５０部と、水
５０部を使用した以外は実施例２と同様にしてスーパー
ミキサーで混合しチップ化操作を行ったが混合機内で混
合物がベタツキ、ダンゴ状となり良好な成形材料が得ら
れなかった。

【００３０】比較例３ 実施例３において乾燥温度を１２０℃に設定して乾燥時
間を４０分に短縮して実施し、平行円板法による流れ値
７０ｃｍの古紙含有フェノール樹脂成形材料を得た。こ
の材料を実施例と同様にして板状成形品を作製した。成
形材料および成形品の物性を表２に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】物性の測定は以下により行った。

【００３４】流れ値：自社法の平行円板法による。試験
用圧縮プレス（２６ｔｏｎ）により、試料５ｇを１６０
℃の金型円板上で１００ｋｇｆ／ｃｍ^２（Ｇ）で６０秒
間加熱加圧して得られる円板部分の直径の値。

【００３５】成形性、外観：金型（８０ｍｍ×１５０ｍ
ｍ×３ｍｍ）により、１６０℃〜１７０℃で、１００ｋ
ｇｆ／ｃｍ^２以下の圧力で５分間加圧成形し、成形品の
外観を目視で観察し判定した。

【００３６】密度、曲げ強さ、吸水率：ＪＩＳ Ａ−５
９０５（１９９４）に準じて測定した。

【００３７】

【発明の効果】本発明による古紙からなる板状成形品
は、高い曲げ強さを有し、密度、吸水率は従来の木質系
繊維ボードに匹敵し、表面が平滑で外観が良好であり優
れた品質を有するもので、建材用として有用であるとと
もに、本発明は大量に発生する古紙をアルカリ処理や脱
墨処理を必要とせずそのまま使用するので安価であり、
古紙の再利用に好適で環境対策として有益であり、また
資源保護の観点からも有益なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】古紙９０〜６０重量部、フェノール系樹脂
   １０〜４０重量部を主成分として含有する古紙含有フェ
   ノール系樹脂成形材料を、成形圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ
   ^２以下、温度１６０〜１７０℃で成形して得られる、少
   なくとも４００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の曲げ強さを有し、
   吸水率３０％以下で、密度１．０〜１．３ｇ／ｃｍ^３で
   ある古紙からなる板状成形品。
2. 【請求項２】３ｃｍ×３ｃｍ以下の大きさに裁断された
   古紙９０〜６０重量部に、古紙重量と少なくとも同量の
   水または溶剤を添加しながら高速回転攪拌混合機により
   古紙を解繊・粉砕し、次いでフェノール系樹脂１０〜４
   ０重量部と顔料、離型剤、必要に応じて硬化剤を攪拌下
   に添加しながら、４０℃以下の温度に維持して混合して
   チップ状化し、得られたチップを８０〜１００℃の温度
   で乾燥することを特徴とする古紙含有フェノール系樹脂
   成形材料の製造法。
3. 【請求項３】古紙含有フェノール系樹脂成形材料が、請
   求項２記載の方法により得られた成形材料である請求項
   １記載の古紙からなる板状成形品。