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JP2002088695A - 硬化体 - Google Patents

硬化体

Info

Publication number
JP2002088695A
JP2002088695A JP2001175502A JP2001175502A JP2002088695A JP 2002088695 A JP2002088695 A JP 2002088695A JP 2001175502 A JP2001175502 A JP 2001175502A JP 2001175502 A JP2001175502 A JP 2001175502A JP 2002088695 A JP2002088695 A JP 2002088695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
papermaking
cao
cured product
content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001175502A
Other languages
English (en)
Inventor
Kichiya Matsuno
吉弥 松野
Kenji Sato
健司 佐藤
Tetsuji Ogawa
哲司 小川
Toshihiro Nomura
敏弘 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2001175502A priority Critical patent/JP2002088695A/ja
Publication of JP2002088695A publication Critical patent/JP2002088695A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

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  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法安定性に優れる硬化体を提供する。 【解決手段】 製紙スラッジを含む原料溶液をワイヤー
シリンダー２２Ａを用いて抄造し、抄造体を搬送ベルト
２６に転写し、転写した抄造体をカッタ３６で裁断し、
プレス機９０で加圧し製紙スラッジの硬化体１を得る。
プレス機９０の加圧時の圧力を調整することで、平衡含
水率３％以下の硬化体を製造することができ、寸法安定
性に優れる硬化体１を提供することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、製紙スラッジを
板状に固めてなる硬化体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、種々の
産業廃棄物の有効利用が検討されている。例えば、これ
まで森林資源を大量に消費してきた建築産業において
は、建築資材を新たに産業廃棄物に求めることにより、
森林資源の消費量を抑えることが求められている。
【０００３】そこで、特開昭５５−１２８５３号には、
古新聞等の製紙スラッジをワイヤープレスして脱水し、
ドライヤーで乾燥させ、最後にホットプレスしたものが
開示されている。また、特開昭５２−９０５８５号に
は、製紙スラッジの硬化物の表面にパラフィンコートし
た硬化体が開示されている。更に、特開昭５０−１０１
６０４号には、製紙スラッジとガラス繊維などを混合し
た硬化体が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、製紙ス
ラッジを乾燥させてなる硬化体は水分を多く含むため、
寸法安定性が低く、水分を吸収すると膨張し、水分が少
なくなると収縮するので、用途が限定されていた。
【０００５】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、寸法安
定性に優れる硬化体及び該硬化体を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、製紙スラッジ
を硬化させてなり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａの酸化物からなる
無機非晶質体及び有機質繊維状物からなる複合硬化体で
あって、平衡含水率を３％以下にしたことを特徴とする
硬化体である。
【０００７】平衡含水率とは、温度２５℃、湿度３０％
の条件で、増減がない平衡状態に達した時の含水率であ
る。本発明では、製紙スラッジ中の有機繊維成分を複合
硬化体に対して７５重量％以下に調整し、かつ、無機非
晶質体中のＣａの量を、ＣａＯに換算量で、複合硬化体
に対して３重量％以上に調整することで、吸湿性を低下
させたものである。有機繊維（パルプ繊維成分）は吸湿
しやすいため、これを減らすことで、Ｃａ成分は吸湿を
阻害するため、これを増やすことで平衡含水率を調整で
きる。
【０００８】平衡含水率を３％以下に調整することで、
水分を吸収し難くなり、膨張収縮による寸法変化という
課題が解消される。このため、湿度が高い場所での使用
が可能になり、用途が広がるのである。
【０００９】更に、硬化体の表面に、一部を露出させて
被覆を施したことで、吸水防止と、吸湿した場合の乾燥
を両立でき、寸法変化を抑止できる。
【００１０】製紙スラッジを硬化させてなり、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ｃａの酸化物からなる無機非晶質体及び有機繊維状
物からなる複合硬化体であって、前記有機質繊維状物の
含有量が７５％以下であり、Ｓの酸化物をＳＯ3の換算
で０．１重量％以上含む硬化体である。有機質繊維状物
の量が少ないため、水分の吸収量が少なく、一方、ＳＯ
3は、一定量のみを吸湿する作用があるため、平衡含水
率を３％を越え、６％未満にできる。６％未満に調整す
ることで、湿度が高い環境でも寸法変化率を抑制でき
る。ある程度水を含んでいる状態であれば、湿度が上が
っても吸湿し難いからである。
【００１１】
【発明の実施の形態】ここでは先ず、後述するこの発明
の複合硬化体の製造方法で製造する複合硬化体の構造に
ついて、図１の模式図に基づき説明する。この複合硬化
体１は、２種以上の酸化物の系からなる無機非晶質体２
を含み、該無機非晶質体２中に有機質繊維状物３が混在
してなることを基本とする。ここでいう２種以上の酸化
物の系からなる無機非晶質体とは、酸化物（１）−酸化
物（２）・・・−酸化物（ｎ）系（但しｎは自然数であ
り、酸化物（１）、酸化物（２）、・・・酸化物（ｎ）
は、それぞれ異なる酸化物）の非晶質体である。
【００１２】このような非晶質体は、正確な定義づけが
困難であるが、２種以上の酸化物を固溶あるいは水和反
応等させることにより生成する、非晶質の化合物である
と考えられる。このような無機非晶質の化合物は、蛍光
Ｘ線分析により、酸化物を構成する元素（Ａｌ、Ｓｉ、
Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚ
ｎから選ばれる少なくとも２種以上）が確認され、Ｘ線
回折による分析のチャートでは２θ：１０°〜４０°の
範囲でハローが見られる。このハローは、Ｘ線の強度の
緩やかな起伏であり、Ｘ線チャートでブロードな盛り上
がりとして観察される。なお、ハローは半値幅が２θ：
２°以上である。
【００１３】上記複合硬化体１は、まず無機非晶質体２
が強度発現物質となり、しかも有機質繊維状物３が無機
非晶質体２中に分散して破壊靱性値を改善するため、曲
げ強度値や耐衝撃性を向上させることができる。また、
強度に異方性がなく、均質な硬化体が得られる。さら
に、非晶質体であるため、低密度で充分な強度が得られ
るという利点もある。
【００１４】なお、上記非晶質体が強度発現物質となる
理由は定かではないが、結晶質の構造に比べてクラック
の進展が阻害されるためではないかと推定される。ま
た、結晶質中に比べて非晶質中の方が繊維状物が均一に
分散しやすいことから、破壊靱性値も向上すると考えら
れる。その結果、釘を打ち込んだり貫通孔を設けても、
クラックが生じないために、建築材料などの加工を必要
とする材料に最適なものとなる。
【００１５】ここで、酸化物としては、金属および／ま
たは非金属の酸化物を使用でき、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ2 Ｏ5 、ＳＯ3 、
Ｋ2 Ｏ、ＴｉＯ2 、ＭｎＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＺｎＯか
ら選ばれることが望ましい。とりわけ、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 −ＣａＯ系またはＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＣａＯ
−酸化物系からなる非晶質体、もしくはこれら非晶質体
の複合体が最適である。なお、後者の非晶質体における
酸化物は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 およびＣａＯを除く金
属および／または非金属の酸化物の１種以上である。
【００１６】まず、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＣａＯ系か
らなる非晶質体は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 およびＣａＯ
の各成分の全部または一部が互いに固溶あるいは水和反
応などにより生成する非晶質構造を有する化合物であ
る。すなわち、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 、ＳｉＯ2 とＣａ
Ｏ、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯ、そしてＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2
およびＣａＯの組合せで固溶あるいは水和反応等させる
ことにより生成する化合物のいずれかを含むと考えられ
る。
【００１７】このような無機非晶質の化合物は、蛍光Ｘ
線分析により、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａが確認され、Ｘ線回折
による分析のチャートでは２θ：１０°〜４０°の範囲
で上記ハローが見られる。
【００１８】また、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 およびＣａＯ
以外に少なくとも１種の酸化物を加えた系、つまりＡｌ
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＣａＯ−酸化物系からなる非晶質体
は、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＣａＯ系での組み合わ
せ以外に、Ａｌ2 Ｏ3 と酸化物、ＳｉＯ2 と酸化物、Ｃ
ａＯと酸化物、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 と酸化物、ＳｉＯ
2 とＣａＯと酸化物、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯと酸化物、そ
してＡｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 とＣａＯと酸化物の組合せで
固溶あるいは水和反応等させることにより生成する化合
物のいずれかを含むと考えられる。
【００１９】なお、前記酸化物が２以上、つまり、Ａｌ
2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＣａＯ−酸化物（ｎ）系（ｎは２以
上の自然数）の非晶質体であれば、これらの酸化物、例
えば酸化物（１）、酸化物（２）・・・酸化物（ｎ）
（ｎは２以上の自然数で、酸化物（ｎ）は、ｎの値が異
なればそれぞれ異なる酸化物を意味し、かつＡｌ
2 Ｏ3、ＳｉＯ2 、ＣａＯを除いたものである）のそれ
ぞれから選ばれる少なくとも２種の組合せで固溶あるい
は水和反応等させることにより生成する化合物、Ａｌ2
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯから選ばれる少なくとも２種の
組合せで固溶あるいは水和反応等させることにより生成
する化合物、さらに酸化物（１）、酸化物（２）・・・
酸化物（ｎ）（ｎは２以上の自然数）のそれぞれから選
ばれる少なくとも１種と、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｃａ
Ｏから選ばれる少なくとも１種との組合せで固溶あるい
は水和反応等させることにより生成する化合物のいずれ
かを含むと考えられる。
【００２０】このような無機非晶質の化合物は、蛍光Ｘ
線分析により、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａに加えて、酸化物を構
成する元素（Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｚｎから選ばれる少なくとも２種以上）が確認さ
れ、Ｘ線回折による分析のチャートでは２θ：１０°〜
４０°の範囲で上記ハローが見られる。
【００２１】ここで、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 およびＣａ
Ｏと組み合わせる酸化物は、１種または２種以上であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯを除く金属および／
または非金属の酸化物を使用でき、例えばＮａ2 Ｏ、Ｍ
ｇＯ、Ｐ2 Ｏ5 、ＳＯ3 、Ｋ2Ｏ、ＴｉＯ2 、ＭｎＯ、
Ｆｅ2 Ｏ3 およびＺｎＯから選ぶことができる。この選
択は、複合硬化体に期待する特性を基準に行うことがで
きる。
【００２２】例えば、Ｎａ2 ＯまたはＫ2 Ｏは、アルカ
リなどで除去できるため、めっき処理に先立って除去処
理を行えば、複合硬化体表面の被めっき面が粗くなって
めっきのアンカーとして作用させることができる。Ｍｇ
Ｏは、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯと固溶して強度発
現に寄与し、曲げ強度や耐衝撃性を大きく改善する。Ｓ
Ｏ3 は、殺菌作用があり抗菌建築材料に適している。Ｔ
ｉＯ2 は、白系着色材であるとともに、光酸化触媒とし
て作用することから、付着した有機汚染物質を強制的に
酸化でき、光を照射しただけで洗浄できるという自浄力
のある建築材料、あるいは各種フィルター、反応触媒と
して使用できるという特異な効果を有する。ＭｎＯは暗
色系の着色材、Ｆｅ2 Ｏ3 は明色系の着色材、ＺｎＯは
白系の着色材として有用である。なお、これらの酸化物
は非晶質体中にそれぞれ単独で存在していてもよい。
【００２３】上記非晶質体の組成物は、それぞれＡｌ2
Ｏ3 、ＳｉＯ2 およびＣａＯに換算して、Ａｌ2 Ｏ3 ：
複合硬化体の全重量に対して３〜５１重量％、Ｓｉ
Ｏ2 ：複合硬化体の全重量に対して６〜５３重量％およ
びＣａＯ：複合硬化体の全重量に対して３〜６３重量％
で、かつそれら合計が１００重量％をこえない範囲にお
いて、含有することが好ましい。なお、ＣａＯの含有率
は、３〜６重量％の場合には、特に破壊靱性値の高いも
のが得られる。また、６〜６３重量％の場合は、曲げ強
度おより釘の保持力を向上させることができる。
【００２４】なぜなら、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量が３重量％
未満あるいは５１重量％をこえると、複合硬化体の強度
が低下し、また、ＳｉＯ2 の含有量が６重量％未満ある
いは５３重量％をこえても、複合硬化体の強度が低下す
る。また、ＣａＯの含有量が３重量％未満あるいは６３
重量％をこえてもやはり複合硬化体の強度が低下するの
である。
【００２５】さらに、酸化物に換算してＣａＯ／ＳｉＯ
2 の比率を０．２〜７．９、ＣａＯ／Ａｌ2 Ｏ3 の比率
を０．２を越え、１２．５以下に調整することが、強度
の大きい硬化体を得るのに有利である。
【００２６】また、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 およびＣａＯ
以外の酸化物として、Ｎａ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ2 Ｏ5 、Ｓ
Ｏ3 、Ｋ2 Ｏ、ＴｉＯ2 、ＭｎＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＺ
ｎＯのうち１種または２種以上を含有する場合、各成分
の好適含有量は次のとおりである。なお、これら酸化物
の合計量は、１００重量％を越えないことはいうまでも
ない。 Ｎａ2 Ｏ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
２重量％ ＭｇＯ ：複合硬化体の全重量に対して０．３〜１
１．０重量％ Ｐ2 Ｏ5 ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜７．
３重量％ ＳＯ3 ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜３．
０重量％ とくに０．１〜３．５重量％ Ｋ2 Ｏ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
２重量％ ＴｉＯ2 ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜８．
７重量％ ＭｎＯ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
５重量％ Ｆｅ2 Ｏ3 ：複合硬化体の全重量に対して０．２〜１
７．８重量％ ＺｎＯ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
８重量％ これら酸化物の含有量を上記範囲に限定した理由は、上
記範囲を逸脱すると複合硬化体の強度が低下するからで
ある。なお、本発明でいうＳｉ、Ａｌ、Ｃａの組成は、
複合硬化体中の組成であり、Ｃａ系結晶および無機非晶
質体中の全量の組成となる。したがって、無機物質が添
加されている場合は、添加された無機物質を含めた組成
である。
【００２７】本発明では、組成の整調は、所望のＣａ成
分量の製紙スラッジを選択する方法、複数の製紙スラッ
ジを混合して組成整調する方法、炭酸カルシウムや珪砂
などを添加して組成調整する方法が採用されている。製
紙スラッジは種々の組成のものがあるが、一般にＣａ成
分が少ない。これは、製紙スラッジを凝集させるために
ｐＨを酸性にするため、Ｃａ成分が沈殿する側に残留し
ないからである。所望の組成のものが入手できない場合
は、組成の異なる他の製紙スラッジを適宜混合するか、
炭酸カルシウムなどの無機成分を添加する必要がある。
【００２８】なお、非晶質構造か否かは、Ｘ線回折によ
り確認できる。すなわち、Ｘ線回折により２θ：１０°
〜４０°の領域でハローが観察されれば、非晶質構造を
有していることを確認できる。なお、この発明では、完
全に非晶質構造となっているもの以外に、非晶質構造中
にHydrogen Aluminium Silicate 、Kaolinite 、Zeolit
e 、Gehlenite,syn 、Anorthite 、Melitite、Gehlenit
e-synthetic 、tobermorite 、xonotlite 、ettringite
や、ＳｉＯ2 、Ａl 2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、Ｐ2 Ｏ5 、ＳＯ3 、Ｋ2 Ｏ、ＴｉＯ2 、ＭｎＯ、Ｆ
ｅ2 Ｏ3 およびＺｎＯなどの酸化物、そしてＣａＣＯ3
（Calcite ）などの結晶体が混在していてもよい。
【００２９】これら結晶体は、それ自体が強度発現物質
になるとは考えられないが、例えば、硬度および密度を
高くして圧縮強度を改善したり、クラックの進展を抑制
するなどの効果があると考えられる。なお、結晶体の含
有量は、複合硬化体の全重量に対して０．１〜５０重量
％、特に３〜４８重量％であることが望ましい。なぜな
ら、結晶体が０．１重量％未満では、硬度および密度を
高くして圧縮強度を改善したり、クラックの進展を抑制
するなどの効果が十分得られず、逆に５０重量％を超え
ると、曲げ強度低下を招くからである。
【００３０】ちなみに、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の
結晶性化合物がHydrogen AluminiumSilicate 、Kaolini
te 、Zeolite 、Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ系の結晶性化合物
がCalcium Aluminate 、ＣａＯ−ＳｉＯ2 系の結晶性化
合物がCalcium Silicate、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −Ｃａ
Ｏ系の結晶性化合物がGehlenite,syn 、Anorthite であ
り、またＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＣａＯ−ＭｇＯ系の結
晶性化合物がMelitite、Gehlenite-synthetic である。
さらに、上記結晶体としてはＣａを含むものが望まし
く、Gehlenite,syn （Ｃａ2 Ａｌ2 Ｏ7 ）、Melitite-s
ynthetic（Ｃａ2 （Ｍｇ0.5 Ａｌ0.5 ）（Ｓｉ1. 5 Ａｌ
0.5 Ｏ7 ））、Gehlenite-synthetic （Ｃａ2 （Ｍｇ
0.25Ａｌ0.75）（Ｓｉ1.25Ａｌ0.75Ｏ7 ））、Anorthit
e,ordered （Ｃａ2 Ａｌ2 Ｓｉ2 Ｏ8 ）、炭酸カルシウ
ム（Calcite ）を含有していても良い。
【００３１】またこの発明の製造方法で製造する複合硬
化体では、少なくとも２種以上の酸化物の系からなる非
晶質体中に、ハロゲンを添加してもよい。このハロゲン
は、固溶体、水和物の生成反応の触媒となり、また燃焼
抑制物質として作用する。その含有量は、０．１〜１．
２重量％が望ましい。なぜなら、０．１重量％未満では
強度が低く、１．２重量％を越えると燃焼により有害物
質を発生するからである。ハロゲンとしては、塩素、臭
素、フッ素が望ましい。
【００３２】同様に、炭酸カルシウム（Calcite ）を添
加していてもよい。炭酸カルシウムそれ自体は強度発現
物質ではないが、炭酸カルシウムの周囲を非晶質体が取
り囲むことにより、クラックの進展を阻止するなどの作
用により強度向上に寄与すると考えられる。この炭酸カ
ルシウムの含有量は、複合硬化体の全重量に対して４８
重量％以下が望ましい。この理由は、４８重量％を越え
ると曲げ強度が低下するからである。また、０．１重量
％以上が望ましい。０．１重量％未満では、強度向上に
寄与しないからである。
【００３３】さらに、結合剤を添加することも、強度の
さらなる向上や、耐水性、耐薬品性および耐火性の向上
に、有利である。この結合剤としては、熱硬化性樹脂お
よび無機結合剤のいずれか一方または両方からなること
が望ましい。熱硬化性樹脂としては，フェノール樹脂，
メラミン樹脂，エポキシ樹脂，ユリア樹脂から選ばれる
少なくとも１種以上の樹脂が望ましい。無機結合剤とし
ては，珪酸ソーダ，シリカゲル及びアルミナゾルの群か
ら選ばれる少なくとも１種以上が望ましい。
【００３４】次に、この発明の複合硬化体の製造方法に
おいて無機非晶質体中に混在させる有機繊維状物は、多
糖類からなる有機質繊維状物を使用する。なぜなら、多
糖類にはＯＨ基が存在し、水素結合によりＡｌ2 Ｏ3 、
ＳｉＯ2 またはＣａＯの各種化合物と結合しやすいから
である。
【００３５】この多糖類は、アミノ糖、ウロン酸、デン
プン、グリコーゲン、イヌリン、リケニン、セルロー
ス、キチン、キトサン、ヘミセルロースおよびペクチン
から選ばれる少なくとも１種以上の化合物であることが
望ましい。これら多糖類からなる有機質繊維状物として
は、一般に、パルプや、パルプかす、新聞や雑誌などの
故紙の粉砕物が有利に適合する。
【００３６】なお、上記繊維状物の含有率は、２〜７５
重量％であることが望ましい。この理由は、２重量％未
満では複合硬化体の強度が低下し、一方７５重量％を越
えると後述するように加圧時の圧力を高めても平衡含水
率が３％以下にならず、寸法安定性に欠けるからであ
る。また、防火性能、耐水性、寸法安定性などが低下す
るおそれがあるからである。ここで、繊維状物の含有率
は、２〜５０重量％であることが、低い圧力で平衡含水
率を３％に調整できるため、特に望ましい。さらに、繊
維状物の平均長さは、１０〜１０００μｍが望ましい。
平均長さが短すぎると絡み合いが生じず、また長すぎる
と空隙が生じて複合硬化体の強度が低下しやすいからで
ある。
【００３７】以上の複合硬化体１は、紙スラッジ（スカ
ム）を乾燥させて凝集硬化させたものが最適である。す
なわち、製紙スラッジは、無機物を含むパルプかすであ
り、有機質繊維状物を含んでおり、産業廃棄物を原料と
して使用するため低コストであり、環境問題の解決に寄
与するからである。しかも、この製紙スラッジは、それ
自体がバインダーとしての機能を有しており、それ自体
のみで、又は、他の産業廃棄物と混練することにより、
所望の形状に成形できる利点を有する。
【００３８】また、製紙スラッジ中には、パルプの他
に、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＣａＯ、Ｎａ2 Ｏ、Ｍｇ
Ｏ、Ｐ2 Ｏ5 、ＳＯ3 、Ｋ2 Ｏ、ＴｉＯ2 、ＭｎＯ、Ｆ
ｅ2 Ｏ3およびＺｎＯの結晶もしくはこれら酸化物の前
駆体であるゾル状物、またはそれらの複合物、ハロゲン
および炭酸カルシウムから選ばれる少なくとも１種、そ
して水を含むのが、一般的である。
【００３９】ここで、図２に示すように、複合硬化体１
中に、無機粒子４を混在させることが、防火性を向上さ
せたり、非晶質体と反応して強度発現物質を形成して強
度を向上するのに有利であり、この無機粒子量を調整す
ることにより、複合硬化体の比重を調整することもでき
る。
【００４０】上記無機粒子４としては、炭酸カルシウ
ム、水酸化カルシウム、シラス、シラスバルーン、パー
ライト、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、タル
ク、炭酸カルシウム、産業廃棄物粉末から選ばれる少な
くとも１種以上を使用できる。特に、産業廃棄物粉末と
しては、製紙スラッジの焼成粉末、ガラスの研磨屑、お
よび珪砂の粉砕屑から選ばれる少なくと１種以上の産業
廃棄物粉末を用いることが望ましい。なぜなら、これら
産業廃棄物粉末を使用することにより、低コスト化を実
現でき、さらに環境問題の解決に寄与できるからであ
る。
【００４１】なお、製紙スラッジを焼成した無機粒子
は、製紙スラッジを３００〜１５００℃で加熱処理する
ことによって得られる。かくして得られる無機粒子は、
非晶質であり、強度および靱性に優れ、かつ密度も小さ
いため、複合硬化体に分散させることにより軽量化を実
現できる。また、製紙スラッジを３００℃以上８００℃
未満で焼成した場合および、３００〜１５００℃で加熱
処理後、急冷することによって得られる無機粒子は、確
実に非晶質体を含むため有利である。無機粒子４は、比
表面積が、０．８〜１００ｍ2 ／ｇであることが望まし
い。０．８ｍ2 ／ｇ未満では、非晶質体と無機粒子の接
触面積が小さくなり強度が低下してしまい、逆に１００
ｍ2 ／ｇを越えるとクラック進展や硬度の向上といった
効果が低下して結果的に強度が低下する。
【００４２】さらに、無機粒子４中には、シリカ、アル
ミナ、酸化鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化カリウム、酸化ナトリウム、五酸化リンから選ばれる
少なくとも１種以上の無機物が含まれるていることが望
ましい。これらは化学的に安定で耐候性に優れ、建築材
料などの産業材料として望ましい特性をそなえているか
らである。
【００４３】この無機粒子４は、その平均粒子径が小さ
すぎても大きすぎても充分な強度が得られないため、１
〜１００μｍの範囲にあることが望ましい。無機粒子の
含有量は、１０〜９０重量％であることが望ましい。す
なわち、無機粒子が多すぎると強度が低下し、逆に無機
粒子の量が多すぎるともろくなり、いずれにしても強度
が低下するからである。
【００４４】この発明の方法で製造した複合硬化体１
は、各種産業において利用され、ケイ酸カルシウム板、
パーライトボード、合板、石膏ボードなどに代わる新た
な建築材料を始めとして、プリント配線板のコア基板な
どの電子材料に使用することができる。
【００４５】この発明の方法で製造した複合硬化体１
は、後述する製造方法で製造することで、平衡含水率を
３％以下に製造してある。このため、高い寸法安定性を
備え、上述した種々の産業用途に好適に用いることがで
きる。
【００４６】次に、この発明に係る硬化体の製造方法及
び硬化体の製造装置の実施例について図３〜図９を参照
して説明する。この発明の製造方法では、複合硬化体の
原料に製紙スラッジを他の産業廃棄物と昆練することな
く使用する。この発明の製造方法で使用する製紙スラッ
ジとしては、印刷・情報用紙、クラフト紙、チタン紙、
ティッシュペーパー、ちり紙、トイレットペーパー、生
理用品、タオル用紙、工業用雑種紙または家庭用雑種紙
等を製造する際のパルプ製造工程、古紙等の原料処理工
程、抄造工程などで排出される製紙スラッジが望まし
い。製紙スラッジは、丸東窯材社が取扱っている。
【００４７】図３は、硬化体の製造装置の全体の構成を
示している。硬化体の製造装置は、製紙スラッジを調整
しスラリー１４を生成する原料調整機構１０と、スラリ
ー１４から抄造体２６を抄造する抄造機構２０と、抄造
体２６を反転するための反転装置４０と、抄造体２６を
積層してから加圧し脱水を行うプレス機５０と、プレス
された抄造体を乾燥して硬化体１を形成する乾燥機６０
とからなる。
【００４８】本抄造法では、網状体の回転ドラムを利用
し抄造して硬化体を製造しており、網目から不純物が脱
落するため、不純物を低減させることができ、明度を高
くすることが可能である。また、炭酸カルシウムを含有
してなる硬化体であって、前記硬化体中のＣａ、Ａｌ、
Ｓｉの量が、それぞれＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ 2に換
算してＣａＯ／ＳｉＯ2の比率０．２から７．９、Ｃａ
Ｏ／Ａｌ2Ｏ3の比率が０．２から１２．５に調整されて
なるため、Ｃａ成分が多くなり、明度が向上する。ま
た、強度、釘打ち性能も高いからである。このため、硬
化体の明度としては、ＪＩＳ Ｚ ８７２１の規定に基
づく値でＮ４以上にできる。
【００４９】なお、ＪＩＳ Ｚ ８７２１は、理想的な
黒の明度を０とし、理想的な白の明度を１０とし、これ
らの黒の明度と白の明度との間でその明るさの知覚が等
歩度となるように各色を１０分割し、Ｎ０からＮ１０の
記号で表示したものである。実際の明度の測定は、Ｎ０
からＮ１０に対応する色票と対比する。この場合の少数
点１位は０または５とする。硬化体の明度としては、Ｊ
ＩＳ Ｚ ８７２１の規定に基づく値でＮ４以上にでき
るため、着色や装飾を施すことが可能になる。
【００５０】先ず、原料の調整を行う原料調整機構１０
について、図４（Ａ）を参照して説明する。上記原料１
１と、水１２とを、後述する吸引脱水により濃度を固形
分０．５〜２５重量％となるように計量して混合器１３
内に入れ、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ塩化ア
ルミニウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリ
ル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル
アミドのいずれかから成る凝集剤（フロック剤：添加量
０．０１〜５％）及びビニロン繊維等の有機繊維（バイ
ンダ：添加量０．１〜１０重量％）を添加し、混合器１
３にて混合してスラリー１４を調整する。有機繊維（バ
インダ）は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン
などの合成繊維、パイプ、古紙から回収されるパルプ、
その他、繊維状の産業廃棄物などを用いることができ
る。原料は製紙スラッジに、更に各種無機粉末や樹脂を
添加することができる。
【００５１】このスラリー１４を、底部にフィルター１
６が設けられた脱水容器１５を使用して吸引脱水する。
吸引脱水することにより、濃度が固形分０．５〜２５重
量％となるようにする。吸引脱水では、製紙スラッジの
繊維が配向しないため、得られる複合硬化体に反りやク
ラックが発生しにくい。
【００５２】この脱水容器１５の底部は真空ポンプ１７
と連結しており、真空ポンプ１７の稼働により水分を吸
引する。フィルター１６は特に限定されないが、焼結金
属、多孔金属板（直径１〜５mmの穴があいた金属板）、
多孔質セラミックフィルター、多孔質の樹脂、ガラス繊
維板などを使用できる。脱水容器１５にて水分調整され
た原料１４を、チェストタンク１８内に一時貯留する。
該チェストタンク１８には、攪拌用のプロペラが備えら
れており、原料中の固形分が沈降しないようになってい
る。
【００５３】なお、本実施例では、脱水容器１５により
水分を調整しているが、図４（Ｂ）に示すように、脱水
容器１５を用いることなく、混合器１３への水の添加量
のみで含水率を調整することも可能である。
【００５４】引き続き、上記水分調整を行った製紙スラ
ッジを含むスラリー１４から抄造機構２０にて抄造体２
６を生成する。スラリー（原料溶液）中には、セメント
などの無機バインダーや樹脂などの有機バインダーを添
加してもよい。この抄造機構２０について、図５を参照
して説明する。抄造機構２０は、スラリー１４を貯留す
る３連のバット２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、バット内に
配設され、スラリー１４を抄造するワイヤーシリンダ２
２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２
２Ｂ、２２Ｃにて抄造された抄造体２６を転写し、搬送
する搬送ベルト２３と、搬送ベルト２３にて搬送された
抄造体２６を所定の厚みまで巻回し切断する切断用回転
ドラム３０と、抄造体２６を切断するためのカッタ３６
と、抄造体２６を搬送するベルトコンベア３８とを備え
る。
【００５５】ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ
は、直径７０cmで、幅１mmに形成されている。本実施例
では、ろ水（抄造）を行うろ水体が網状体より構成され
る回転ドラム（ワイヤーシリンダ）から成るため、原料
溶液１４から抄造体２６を連続して抄造でき、製紙スラ
ッジから効率的に硬化体を量産することが可能となる。
ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを透過した水
は、パイプ１７ａ及び真空ポンプ１７を介して図４
（Ａ）に示す混合器１３へ戻される。
【００５６】また、本実施例では、ワイヤーシリンダ２
２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを搬送ベルト２３に沿って３台併
設し、当該搬送ベルト２３に多層化させながら抄造体２
６を転写する。このため、原料溶液１４から抄造体２６
を高効率で抄造でき、製紙スラッジから効率的に硬化体
を量産することが可能となる。なお、本実施例では、ワ
イヤーシリンダの回転数が６０回転／分に設定されてい
る。この回転数は、１〜１００回／分が望ましい。原料
溶液１４から抄造体２６を高効率で抄造でき、製紙スラ
ッジから効率的に硬化体を量産することが可能となるか
らである。ここで、回転ドラムが１回転／分よりも低い
と、抄造効率が低い。一方、回転数が１００回転／分を
越えると、均一な厚みで抄造体が出来にくくなる。本実
施例では、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを
３台併設したが、１台以上何台でも用いることができ
る。
【００５７】なお、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、
２２Ｃの網目は♯６０（１インチ当たりの網目数６０）
に形成されている。ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、
２２Ｃの網目は♯４０〜１５０が望ましい。原料溶液
（スラリー）１４から抄造体２６を高効率で抄造でき、
製紙スラッジから効率的に密度の高い硬化体を量産する
ことが可能となるからである。ここで、♯４０よりも網
目が荒いと、原料溶液から無機非晶質体のみが抜けて硬
化体の密度及び強度が低下する。一方、♯１５０よりも
網目が細かいと、水分の抜けが悪くなり、原料溶液から
抄造体を高効率で抄造できなくなる。なお、凝集剤によ
り製紙スラッジ（原料溶液）中にフロックができている
ので、効率的に抄造を行うことができる。
【００５８】製紙スラッジを含む原料溶液の濃度は、固
形分０．５〜２５重量％であることが望ましい。製紙ス
ラッジからの抄造性を向上させ、効率的に硬化体を量産
することができるからである。即ち、濃度が０．５％未
満では、効率的に原料溶液からワイヤーシリンダ（ろ水
体）を用いて抄造することができず、２５％を越える
と、製品の均一性が低下するからである。
【００５９】ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ
にて抄造された抄造体を転写し、搬送する搬送ベルト２
３は、幅１ｍのフェルトからなり、ローラ３４にて懸架
されており、裏面に吸引ボックス２４を設けて、真空ポ
ンプ１７で吸引しながら脱水を行っている。即ち、該ベ
ルト２３は、製紙スラッジを含む原料１４の水分をフェ
ルトの気孔内へ吸着し、吸着した水分が吸引ボックス２
４を経て真空ポンプ１７側へ吸着され、図４（Ａ）に示
す混合器１３へ戻される。この第１実施例では、ベルト
２３をフェルトから構成したが、この代わりに、連続し
た気孔を有する多孔質の樹脂、多孔質のゴム、無機繊維
を結合剤などで固めたもの、焼結金属、多孔金属、多孔
金属のブロックをゴム等の可撓性を有するバインダで固
めたベルト、などを使用することができる。本実施例
は、搬送ベルト２３が連続する気孔を有する多孔質体で
構成され、搬送ベルト２３で搬送しながら脱水するた
め、効率的に抄造体２６中の水分を減らすことができ
る。
【００６０】また、本実施例では、搬送ベルト２３の搬
送速度が４８ｍ／分に設定されており、これと同期する
ように、ワイヤーシリンダ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、切
断用回転ドラム３０及びベルトコンベア３８が図示しな
いモータにより駆動されている。搬送ベルト２３の搬送
速度は、５〜８０ｍ／分であることが望ましい。原料溶
液から適度な厚さの抄造体を高効率で抄造でき、効率的
に硬化体を量産することが可能となるからである。ここ
で、搬送速度が５ｍ／分よりも低いと、抄造体を厚く抄
造できる反面、抄造効率が低い。一方、搬送速度が８０
ｍ／分を越えると、抄造体が薄くなり、均一な厚みにし
難くなると共に、抄造体が切れることがある。
【００６１】搬送ベルト２３にて搬送された抄造体を所
定の厚みまで巻回し切断する切断用回転ドラム３０は、
直径６４cm（外周２m）に形成されており、表面に水を
滞留させる貯留溝３２と、この溝３２の近傍に位置する
収容溝３３に収容されたピアノ線３１とを備える。該切
断用回転ドラム３０は、表面に搬送ベルト２３から搬送
された抄造体２６を多層化させながら巻回する。
【００６２】そして、抄造体２６が所定の厚み（１．５
cm）に達し、これが図示しないセンサで検出されると、
収容溝３３内のピアノ線３１が押し出される。貯留溝３
２に沿った位置で抄造体２６は、含水率が高く、ピアノ
線３１が押し出されると、貯留溝３２に沿って切断さ
れ、図６（Ａ）に示すように、切断端がベルトコンベア
３８側に倒れかかる。そして、切断用回転ドラム３０の
回転及びベルトコンベア３８の搬送に伴い、所定の厚み
の抄造体２６がベルトコンベア３８上まで搬送される
（図６（Ｂ）参照）。ここで、図６（Ｃ）に示すよう
に、他方の切断端がカッタ３６の対応位置まで搬送され
ると、カッタ３６がベルトコンベア３８側へ降ろされ、
抄造体２６の切断端と搬送ベルト２３上を搬送される未
積層の抄造体とが分離される。
【００６３】本実施例では、搬送ベルト２３上の抄造体
を、切断用回転ドラム３０に転写させながら多層化し、
多層化させた抄造体２６が所定厚さに達した段階で所定
の大きさに切断する。切断用回転ドラムにより、均一の
厚み（１．５cm）及び大きさ（１m×２m）の抄造体２６
を連続的に成形することができるので、硬化体を効率的
に量産することが可能になる。
【００６４】また、本実施例では、切断用回転ドラム３
０にて一端の切断された抄造体２６を一定間隔で切断す
るカッタ３６を備える。このため、効率的に所定長（２
m）の抄造体２６を形成することができる。なお、本実
施例では、抄造体２６の厚みを１．５cmとしたが、厚み
は２cm以下であることが望ましい。２cm以下の厚みであ
れば、抄造が容易であり、また、搬送等においても扱い
易い。
【００６５】抄造体を反転するための反転装置４０につ
いて、図７を参照して説明する。本実施例の製造装置で
は、後述するように抄造体を交互に反転しながら積層す
るため、１枚おきに抄造体２６が反転される。反転装置
４０は、抄造体を吸着して搬送する搬送装置４２と、テ
ーブル４４と、反転板４６とから成る。
【００６６】図７（Ａ）に示すように、ベルトコンベア
３８上の抄造体２６が、搬送装置４２によって反転板４
６上に載置される。反転板４６が駆動され、抄造体４６
を反転させる（図７（Ｂ）参照）。そして、図７（Ｃ）
に示すように反転された抄造体２６が、搬送装置４２に
よって図３中に示すプレス機５０へ搬送される。なお、
上述したように、本実施例では、スラリー１４にバイン
ダを添加することで抄造体２６に可撓性を持たせ、切断
後の扱いを容易にしてある。
【００６７】抄造体を加圧して脱水を行うプレス機５０
について、図８及び図９を参照して説明する。図８
（Ａ）に示すように、プレス機５０は、凹部５４Ａを備
えるメス型５４と、該凹部５４Ａへ嵌入するオス型５２
とから成り、メス型５４及びオス型５２には、抄造体を
加圧した際に発生する水分を導出するための微細な通孔
５４ａ、５２ａがそれぞれ形成されている。また、該プ
レス機５０には、抄造体２６に原料溶液１４を塗布する
ためのカーテンコーター５６が備えられている（図８
（Ｂ）参照）。
【００６８】プレス機５０での積層及び加圧について説
明する。先ず、図８（Ａ）に示すように、メス型５４の
凹部５４Ａに、最下層として、図７（Ｃ）を参照して上
述した反転装置４０にて反転されて上記切断用回転ドラ
ム３０との接触面側を下側に向けられた抄造体２６が、
搬送装置４２により搬入される。次に、図８（Ｂ）に示
すように、カーテンコーター５６により、抄造体２６の
上面、即ち、上層の抄造体との接着面に原料溶液１４が
塗布される。この原料溶液の量は、抄造体１層当たり、
固形分で５０ｇ／ｍ2〜５００ｇ／ｍ2が好適である。な
お、ここでは、カーテンコーター５６を用いているが、
ロールコーター等の種々の塗布装置を用いることができ
る。
【００６９】２層目の抄造体として、図８（Ｃ）に示す
ように、ベルトコンベア３８上の抄造体２６が反転され
ることなくメス型５４の凹部５４Ａへ搬送装置４２によ
り搬入される。その後、図９（Ａ）に示すように、原料
溶液１４を塗布した後、３層目の反転された抄造体２６
が載置され、原料溶液１４を塗布した後に４層目（最上
層）の反転されない抄造体２６が載置され積層が完了す
る。ここでは、４層を積層しているが、２枚以上ならば
何枚でも良く、薄い硬化体を製造する際には、１枚でも
可能である。
【００７０】その後、オス型５２を押し下げ、加圧プレ
スを６０Kg/cm2で行う（図９（Ｂ）参照）。この際、抄
造体２６から染み出る水分を、通孔５４ａ、５２ａを介
して外部へ導出する。その後、オス型５２を上げて（図
９（Ｃ）参照）、加圧により形成した複合硬化体１をメ
ス型から取り出し、乾燥機６０へ搬送する。
【００７１】本実施例では、加圧を型枠（凹部５４Ａ）
中で行うため、高圧で加圧しても抄造体２６が千切れな
くなり、製紙スラッジから高強度の硬化体１を高い歩留
まりで製造することが可能となる。また、オス型５２及
びメス側５４に抄造体２６から染み出る水分を抜くため
の通孔５２ａ、５４ａを備えるため、加圧の際に脱水を
行い、後の乾燥による硬化工程を短時間で完了させれ
る。また、製紙スラッジの抄造体を原料溶液１４を介在
させて複数積層せるため、剥離の生じない多層の硬化体
を製造することができる。
【００７２】加圧プレスは、１０〜２５０Kg/cm2で行う
ことが望ましい。加圧プレスを１０Kg/cm2未満で行う
と、硬化体の平衡含水率を３％以下にすることができな
い。一方、２５０Kg/cm2を越えて加圧プレスしても平衡
含水率を１％未満にすることができず、プレス機が大型
化・高価格化するからである。
【００７３】本実施例では、原料溶液をワイヤーシリン
ダ（ろ水体）を用いて抄造して得られた製紙スラッジの
抄造体を、複数積層せしめる。これは、抄造により厚い
抄造体を得ることは非効率的であるので、製紙スラッジ
から薄い抄造体を効率的に抄造し、積層することで必要
とする強度及び厚みの硬化体を製造する。これにより、
製紙スラッジから効率的に硬化体を量産する。
【００７４】また、本実施例の製造方法では、抄造体を
厚さ２０mm以下に形成することで、製紙スラッジを効率
的に抄造し、積層することで必要とする強度及び厚みの
硬化体を製造する。このため、製紙スラッジから効率的
に硬化体を量産することが可能になる。
【００７５】本実施例では、抄造体２６の積層面を交互
に反転させながら積層する。即ち、反りの発生する方向
を反対にしながら抄造体２６を積層するため、抄造体２
６を積層して成る硬化体１に反り、層間剥離を発生させ
ることがない。また、最上層及び最下層の抄造体につい
て、露出面を回転ドラムに接触していた面とし、フェル
トからなる搬送ベルト３２と接していた凹凸の付いた面
を内側にするため、積層してなる硬化体の表面を平滑に
することができる。
【００７６】更に、本実施例では、製紙スラッジを含む
原料溶液に凝集剤を添加して凝集させるため、製紙スラ
ッジから均質な比重（１．２〜１．３の範囲）の硬化体
１を量産することができる。更に、本実施例では、メス
型５４内で積層を行うため、積層した抄造体を移送する
必要がなく量産に適する。本実施例では、型枠５４内で
積層したが、積層後に型枠内に移送することも可能であ
る。
【００７７】上記プレス機５０にて加圧脱水乾燥して、
含水率を下げた後、引き続き、図示しない倉庫に１日〜
９０日程度保管し、水分が４〜６％になるまで自然乾燥
させる。その後、図４に示す乾燥機６０にて硬化反応を
進行させ、平衡含水率であ３％に近い値（例えば、３．
１〜３．９％）程度まで乾燥させる。乾燥機６０は、電
熱ヒータ６２とファン６４とを備え、乾燥を温度８０〜
２００℃で行う。乾燥機６０は、電熱ヒータ６２を備え
るが、この代わりに、赤外線ヒータ、蒸気、天日乾燥機
などを使用することができる。硬化体は、水分の変化に
より大きく収縮するため、ある程度まで自然乾燥により
時間をかけて乾燥を行った後、乾燥機にて乾燥させるこ
とが、形状の安定性のため望ましい。
【００７８】乾燥工程を経た硬化体１は、さらに搬送さ
れて、図示しない切断機で所定の大きさに切断される。
切断は、コンベア上に配設されたカッター、或いは、鋸
などで行う。切断された複合硬化体１は、最後に図示し
ない検査機で反りなどの検査を行う。検査機としては、
Ｘ線センサ、赤外線センサなどを使用できる。また、画
像処理装置などで欠けやクラックの有無を検査してもよ
い。
【００７９】上述した工程で得られた複合硬化体を、蛍
光Ｘ線分析装置（Rigaku製 RIX2100 ）を用いて分析し
た一例を下記に示す。酸化物に換算して、下記の組成で
あることが判った。なお、パルプについては、1100℃で
焼成して重量減少量から測定した。 記 パルプ： ５１．４ 重量％， ＳＯ3 ： ０．５ 重量％ ＳｉＯ2 ： ２４．２ 重量％， Ｐ2 Ｏ5 ：０．２ 重量％ Ａｌ2 Ｏ3 ：１４．０ 重量％， Ｃｌ： ０．２ 重量％ ＣａＯ： ８．０ 重量％， ＺｎＯ： ０．１ 重量％ ＭｇＯ： １．４ 重量％， その他： 微量 ＴｉＯ2 ： １．０ 重量％，
【００８０】上記複合硬化体１の一応用例として、コン
ピュータ用配線を配設すための中空部分を提供する床材
の構成について以下に説明する。すなわち、図１０
（Ａ）に示すように、硬化体１の表面に熱硬化性樹脂か
らなす被覆層６を設け、硬化体１の上面からの水分吸収
を防いである。熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂と異なり、
耐火性に優れ高温下でも軟化しないため、被覆層として
の機能が失われない。熱硬化性樹脂としては、フェノー
ル樹脂、メメラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、尿素樹脂などが適合する。
【００８１】本発明では、平衡含水率（温度２５℃、湿
度３０％）を３％以下にしたことにより、寸法変化を小
さくすることができ、建築用ボードとしては最適であ
る。
【００８２】図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）、図１０
（Ｄ）は、被覆層の別例を示している。図１０（Ｂ）
は、硬化体１の上面（表面）及び下面（裏面）に被覆層
６を設けた例であり、図１０（Ｃ）は、硬化体１の上面
及び側面に被覆層６を設けた例であり、図１０（Ｄ）
は、硬化体１の側面に被覆層６を設けた例である。これ
らの構成でも、一部を露出させて被覆層６を施してある
ため、硬化体が時間をかけて平衡含水率に至るようにす
ることができる。
【００８３】また、被覆層６として、樹脂中に繊維基材
を埋設した構造を採用することもできる。被覆層に充分
な剛性と耐衝撃性、さらに高い耐火性を付与するため、
被覆層における熱硬化性樹脂の含有量を、１０重量％〜
６５重量％の範囲にすることが望ましい。
【００８４】一方、繊維基材には、無機質繊維を用いる
ことが望ましい。なぜなら、被覆層６の強度を向上し、
かつ熱膨張率を小さくすることができるからである。無
機質繊維には、ガラス繊維、ロックウール、セラミック
ファイバー、ガラス繊維チョップドストランドマット、
ガラス繊維ロービングクロス、ガラス繊維コンティニュ
アスストランドマット、ガラス繊維ペーパーのうち一種
以上を用いることが、低価格でかつ耐熱性並びに強度に
優れる点で好ましい。この繊維基材は、非連続の繊維を
マット状に成形したもの、または連続した長繊維を３〜
７ｃｍに切断してマット状にしたもの（いわゆるチョッ
プドストランドマット）、水で分散させてシート状にす
きあげたもの、連続した長繊維を渦巻き状に積層しマッ
ト状にしたもの、あるいは連続した長繊維を織りあげた
ものが、適用できる。
【００８５】さらに、繊維基材を含む被覆層の厚さは、
０．１ｍｍ〜３．５ｍｍとすることが望ましい。この範
囲に設定すると、充分な剛性、耐衝撃性などが得られ、
かつ高い加工性を維持できるからである。なお、被覆層
には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの
難燃化剤、ならびにシリカゾル、アルミナゾル、水ガラ
スなど一般に使用される無機質の結合剤を添加してもよ
い。
【００８６】この実施例では、一部を露出させて被覆層
を設けたが、被覆層の上、又は、被覆層の代わりに、化
粧板および化粧単板などによる化粧層を設けることもで
きる。これにより、耐衝撃性が向上して、凹みなどのキ
ズが生じにくくなり、化粧面がキズにより歪んで意匠性
を低下させることもない。
【００８７】（実施例１） （１） ＯＡ機器用上質古紙１０００重量部、水２００
０重量部および水酸化ナトリウムを１００重量部を混合
して、蒸解装置（内部に攪拌用の刃を持つ球状の釜）に
入れ、蒸気を吹き込みながら回転させて液状にした。 （２） ６０メッシュのスクリーン上に液状の蒸解物を
乗せて水を注ぎ入れ、パルプと製紙スラッジを含む排水
とに分離した。 （３） 次にこの排水を沈殿槽に蓄積した。さらにクラ
フト紙から排出される下記組成の製紙スラッジを１：１
の割合で添加混合した。固形成分中の組成は下記の通り パルプ： ７６．０重量％ ＭｇＯ： ０．１重量％ ＳｉＯ2： ６．０重量％ Ａｌ2Ｏ3： １３．５重量％ ＣａＯ： ２．６重量％ その他 微量 添加混合の結果、以下の組成となった。
【００８８】（４）この混合した製紙スラッジをスクリ
ュープレスし、フレーク状にした後、ビニロン繊維０．
３重量％および水を添加して固形分５％になるように、
スラリーを調整した。
【００８９】（５）このスラリーを用いて抄造した。ワ
イヤーシリンダは、♯６０、直径７０cm、幅１m、回転
数６０回転／分、ベルト搬送速度４８m／分、メーキン
グロールは直径６４cmである。プレスの金型の大きさ
は、１８００mm×１０００mmであった。また、押し棒
は、１９０mm□のものを４５本使用した。
【００９０】得られた製紙スラッジの硬化体の組成を下
記に示す。比重は１．１６であった。 パルプ：５１．２重量％ ＭｇＯ：１．４重量％ ＳｉＯ2：２４．２重量％ Ａｌ2Ｏ3：１４．０重量
％ Ｐ2Ｏ5：０．２重量％ ＣａＯ： ８．０重量％ Ｃｌ：０．２重量％ ＴｉＯ2： １．０重量％ ＺｎＯ：０．１重量％ その他 微量 （６）この複合硬化体を常温で１週間自然乾燥させて含
水率４％まで低下させたあと、１４０℃で７０分乾燥さ
せた。この複合硬化体は、２５℃、湿度３０％で平衡含
水率２．８％を示した。
【００９１】（実施例２）実施例１と同様であるが、ク
ラフト紙から排出される製紙スラッジと蒸解してえら得
る製紙スラッジの量の比率を変えた。すなわち、１：２
の割合で蒸解してえら得るスラッジ量を増やした。得ら
れた製紙スラッジの硬化体の組成を下記に示す。 パルプ：４３．２重量％ ＭｇＯ：０．９重量％ ＳｉＯ2：３０．０重量％ Ａｌ2Ｏ3：１４．３重量％ Ｐ2Ｏ5：０．１重量％ ＣａＯ： ９．８重量％ Ｃｌ：０．１重量％ ＴｉＯ2： ０．７重量％ ＺｎＯ：０．１重量％ その他 微量 更に、図４のような脱水容器で脱水して濃度を５％に調
整した。比重は１．２０であった。この複合硬化体は、
２５℃、湿度３０％で平衡含水率２．５％を示した。
【００９２】（実施例３）実施例１の混合スラリーに３
重量％の硫酸アルミニウムを添加した。 パルプ：４３．１重量％ ＭｇＯ：０．８重量％ ＳｉＯ2：２９．８重量％ ＳＯ3：０．８重量％ Ａｌ2Ｏ3：１４．１重量％ Ｐ2Ｏ5：０．１重量％ ＣａＯ： ９．７重量％ Ｃｌ：０．１重量％ ＴｉＯ2： ０．６重量％ ＺｎＯ：０．１重量％ その他 微量 この複合硬化体は、２５℃、湿度３０％で平衡含水率４
％を示した。
【００９３】（実施例４）未焼成の製紙スラッジ（丸東
窯材社の取り扱う美濃製紙株式会社の製紙スラッジ：固
形分３４重量％、水分６６重量％）３０２０重量部を用
意した。次に、２Ｎ塩酸水溶液を用いて、酸洗浄し、Ｃ
ａ成分を一部除去した。このスラッジを使用して抄造し
た。 パルプ：５１．２重量％ ＭｇＯ：１．６重量％ ＳｉＯ2：１８．６重量％ ＳＯ3：３．５重量％ Ａｌ2Ｏ3：２２．３重量％ Ｐ2Ｏ5：０．３重量％ ＣａＯ： ０．５重量％ Ｃｌ：０．１重量％ ＳＯ3： １．２重量％ ＺｎＯ：０．１重量％ その他 微量 平衡含水率は、５％となった。
【００９４】（実施例５）未焼成の製紙スラッジ（丸東
窯材社の取り扱う美濃製紙株式会社の製紙スラッジ：固
形分３４重量％、水分６６重量％）３０２０重量部を用
意した。次に、２Ｎ塩酸水溶液を用いて、酸洗浄し、Ｃ
ａ成分をほぼ完全に除去し、これを製紙スラッジＡとし
た。
【００９５】Ａ パルプ：５１．２重量％ ＭｇＯ：１．６重量％ ＳｉＯ2：１８．６重量％ ＳＯ3：３．５重量％ Ａｌ2Ｏ3：２２．３重量％ Ｐ2Ｏ5：０．３重量％ ＣａＯ： ０．０重量％ Ｃｌ：０．１重量％ ＳＯ3： １．２重量％ ＺｎＯ：０．２重量％ その他 微量
【００９６】また、丸東窯材社が取り扱う牧製紙株式会
社のインクジェットプリンタ用紙の製紙スラッジ；固形
分５１重量％、水分４９重量％をＢとした。 Ｂ パルプ：２１．８重量％ ＳｉＯ2：４．６重量％ Ａｌ2Ｏ3： ７．５重量％ Ｐ2Ｏ5：０．１重量％ ＣａＯ：６５．０重量％ Ｎａ2Ｏ：０．２重量％ ＳＯ3： ０．２重量％ その他 微量 炭酸カルシウムの量は、５５重量％であった。
【００９７】また、丸東窯材社が取り扱う牧製紙株式会
社のインクジェットプリンタ用紙の製紙スラッジ：固形
分５１重量％、水分４９重量％にさらに炭酸カルシウム
を１０重量％添加してＣとした。
【００９８】 Ｃ パルプ：１６．４重量％ ＳｉＯ2：２．６重量％ Ａｌ2Ｏ3： ５．５重量％ Ｐ2Ｏ5：０．１重量％ ＣａＯ：７５．０重量％ Ｎａ2Ｏ：０．１重量％ ＳＯ3： ０．２重量％ その他 微量 炭酸カルシウムの量は、６５重量％であった。
【００９９】以上Ａ、Ｂ、Ｃを適宜混合して試料を調整
して、図６の装置で抄造した。ワイヤーシリンダは、♯
６０、直径７０cm、幅１m、回転数６０回転／分、ベル
ト搬送速度４８m／分、メーキングロールは直径６４cm
である。また、原料の固形分濃度は５％である。プレス
の金型の大きさは、１８００mm×１０００mmであった。
また、押し棒は、１９０mm□のものを４５本使用した。
【０１００】硬化体を製造し、曲げ強度、圧縮強度、釘
打ち性、明度、破壊靱性を測定した結果を図１１〜図１
４のグラフに示す。図１１はＣａＯ／ＳｉＯ2と圧縮強
度、明度との関係を示し、縦軸に圧縮強度（Ｋg／cm2）
及び明度（Ｎ）を横軸にＣａＯ／ＳｉＯ2の割合を取っ
てある。図１２はＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3と圧縮強度、明度と
の関係を示し、縦軸に圧縮強度（Ｋg／cm2）及び明度
（Ｎ）を横軸にＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3の割合を取ってある。
図１３は、ＣａＯの含有量と曲げ強度・圧縮強度との関
係を示し、縦軸に曲げ強度・圧縮強度（Ｋg／cm2）を横
軸にＣａＯの含有量（％）を取ってある。図１４はＣａ
Ｏの含有量と釘引き抜き強度、破壊靱性との関係を示
し、縦軸に釘引き抜き強度（Ｋg／cm2）及び破壊靱性
（ＭＰａ・m1/2）を横軸にＣａＯの含有量（％）を取っ
てある。
【０１０１】破壊靱性は、ＣａＯ換算で３〜６重量％で
ピーク的に大きくなる。また、釘の引き抜き強度として
は、２０Ｋg／cm2が基準となるが、ＣａＯ換算で４〜６
３重量％の範囲となる。また、同様の傾向は、曲げ強度
や圧縮強度にも現れてくる。更に、ＣａＯ／ＳｉＯ2の
比率０．２から７．９、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3の比率が０．
２から１２．５に調整することで、圧縮強度および明度
Ｎ４．０以上を達成できる。
【０１０２】古紙を使用するため、インクの色が残存し
て黒っぽくなり、プレス法では、Ｎ３．０から３．５と
なるが、本抄造法では、Ｎ４．０以上となる。平衡含水
率は、ＣａＯ換算で３重量％以下では５％、ＣａＯ換算
で３〜６３重量％で３％であった。
【０１０３】（比較例１）実施例１と同様であるが、古
紙を蒸解せず、古紙を砕いて水洗した廃液と繊維質の多
いクラフトパルプの製紙スラッジと混合した。抄造して
も無機成分が少なく、下記組成で比重が０．８であっ
た。 パルプ： ７５．５重量％ ＭｇＯ： ０．１重量％ ＳｉＯ2： ８．０重量％ Ａｌ2Ｏ3： １３．０重量％ ＣａＯ： ２．７重量％ その他 微量 平衡含水率は、６％となった。
【０１０４】（比較例２）クラフトパルプの製紙スラッ
ジに硫酸アルミニウム３重量％、炭酸カルシウム３重量
％添加した。組成は以下の通り。 パルプ： ７５．８重量％ ＭｇＯ： ０．１重量％ ＳｉＯ2： ５．９重量％ ＳＯ3：０．８重量％ Ａｌ2Ｏ3： １２．８重量％ ＣａＯ： ４．０重量％ その他 微量 平衡含水率は、６％となった。
【０１０５】（比較例３）未焼成の製紙スラッジ（丸東
窯材社の取り扱う美濃製紙株式会社の製紙スラッジ：固
形分３４重量％、水分６６重量％）３０２０重量部を用
意した。次に、２Ｎ塩酸水溶液を用いて、酸洗浄し、Ｃ
ａ成分を一部除去した。このスラッジを使用して抄造し
た。 パルプ：５１．２重量％ ＭｇＯ：１．６重量％ ＳｉＯ2：１６．６重量％ Ａｌ2Ｏ3：２０．３重量％ Ｐ2Ｏ5：０．３重量％ ＣａＯ： ０．５重量％ Ｃｌ：０．１重量％ ＳＯ3： １．２重量％ ＺｎＯ：０．１重量％ その他 微量 平衡含水率は、６％となった。
【０１０６】 （比較試験例１）ゾルゲル法 Ｃａ系結晶なし エチルアルコールと古紙を混ぜたものをボールミルで１
時間粉砕する。ついで、テトラエトキシシリケート４０
重量部、トリプロポキシアルミネート３０重量部、カル
シウムジメトキシド３０重量部、エチルアルコール６６
重量部、水１８重量部、０．１Ｎ塩酸を１重量部加えゾ
ル溶液を得た。粉砕物とゾル溶液を混合して、型枠に流
し込み、１００℃で２４時間乾燥させて、さらにフェノ
ール樹脂を含浸させて６０℃で硬化させた。この硬化物
をＸ線粉末回析で調べたところ、Ｃａ系結晶は存在しな
い。古紙中の炭酸カルシウムは塩酸で溶解したと思われ
る。平均比重は、０．９８、最大比重は１．０９、最小
比重は、０．９０でばらつきは１１．２％である。
【０１０７】さらに、実施例１、実施例２、実施例３、
実施例４及び比較例１、比較例２、比較例３について、
湿度３０％と湿度８０％で１週間放置した場合の寸法変
化率を測定した。その結果を示す。 平衡含水率 寸法変化Ｘ−Ｙ（３０％） 寸法変化Ｘ−Ｙ（８０％） 実施例１ ２．８ ３％ ５％ 実施例２ ２．５ ２％ ５％ 実施例３ ４ ５％ ２％ 実施例４ ５ ５％ ３％ 比較例１ ６ １０％ １１％ 比較例２ ６ １０％ １２％ 比較例３ ６ １１％ １２％
【０１０８】以上のように平衡含水率３％以下の複合硬
化体では、通常の湿度において、寸法安定性に優れ、平
衡含水率３を越え６％未満では、高い湿度での寸法安定
性に優れる。平衡含水率６％以上の複合硬化体では、ど
のような条件でも寸法安定性に劣る。
【０１０９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硬化体
は、寸法変化率が小さく、防音、制振材、床板、天井
板、壁材などの建築材料用途において特に有効であり、
建築材料として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の複合硬化体の断面模式図である。
【図２】 この発明の複合硬化体の断面模式図である。
【図３】 本発明の第１実施例に係る硬化体の製造装置
の概念図である。
【図４】 （Ａ）、（Ｂ）は、原料調整機構の概念図で
ある。
【図５】 抄造機構の概念図である。
【図６】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、切断用回転ドラ
ムの動作の説明図である。
【図７】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、反転装置の動作
の説明図である。
【図８】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、プレス機の動作
の説明図である。
【図９】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、プレス機の動作
の説明図である。
【図１０】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、被覆
層を設けた硬化体の断面図である。
【図１１】 ＣａＯ／ＳｉＯ2と圧縮強度、明度との関
係を示すグラフである。
【図１２】 ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3と圧縮強度、明度との関
係を示すグラフである。
【図１３】 ＣａＯの含有量と曲げ強度・圧縮強度との
関係を示すグラフである。
【図１４】 ＣａＯの含有量と釘引き抜き強度、破壊靱
性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 複合硬化体 ２ 非晶質体 ３ 繊維状物 ４ 無機粉末 ６ 被覆層 １０ 原料調整機構 １４ 原料溶液（スラリー） １５ 脱水容器 １６ フィルター １７ 真空ポンプ １８ チェストタンク ２０ 抄造機構 ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ バット ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ ワイヤーシリンダ ２３ 搬送ベルト ２４ 吸引ボックス ２６ 抄造体 ３０ 切断用回転ドラム ３１ ピアノ線 ３２ 貯留溝 ３３ 収容溝 ３６ カッタ ３８ ベルトコンベア ４０ 反転装置 ４２ 搬送装置 ４４ テーブル ４６ 反転板 ５０ プレス機 ５２ オス型 ５２ａ 通孔 ５４ メス型 ５４Ａ 凹部 ５４ａ 通孔 ５６ カーテンコーター ６０ 乾燥機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 哲司 岐阜県大垣市神田町２丁目１番地 イビデ ン株式会社内 (72)発明者 野村 敏弘 岐阜県大垣市神田町２丁目１番地 イビデ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2E162 FA04 FA08 FA18 FC01 FC02 4D059 AA30 BB02 BD18 BD32 BE14 BE15 BE25 BK08 CB04 CC04 DA03 DA15 DA19 DA54 DA70 DB34 EB01 4L055 AA11 AC09 AG99 AH01 BF04 EA13 EA32 FA18 GA24

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製紙スラッジを硬化させてなり、Ｓｉ、
    Ａｌ、Ｃａの酸化物からなる無機非晶質体及び有機質繊
    維状物からなる複合硬化体であって、 平衡含水率を３％以下にしたことを特徴とする硬化体。
  2. 【請求項２】 製紙スラッジを硬化させてなり、Ｓｉ、
    Ａｌ、Ｃａの酸化物からなる無機非晶質体及び有機質繊
    維状物からなる複合硬化体であって、 平衡含水率を３％を越え、６％未満にしたことを特徴と
    する硬化体。
  3. 【請求項３】 製紙スラッジを硬化させてなり、Ｓｉ、
    Ａｌ、Ｃａの酸化物からなる無機非晶質体及び有機繊維
    状物からなる複合硬化体であって、 複合硬化体中のＣａ成分がＣａＯに換算した含有量が３
    重量％以上であり、 前記有機質繊維状物の含有量が７５％以下であることを
    特徴とする硬化体。
  4. 【請求項４】 製紙スラッジを硬化させてなり、Ｓｉ、
    Ａｌ、Ｃａの酸化物からなる無機非晶質体及び有機繊維
    状物からなる複合硬化体であって、 前記有機質繊維状物の含有量が７５％以下であり、Ｓの
    酸化物を含むことを特徴とする硬化体。
  5. 【請求項５】 前記硬化体の表面の一部を露出させて被
    覆を施したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいず
    れか１の硬化体。
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