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WO2001094700A1 - Procede et dispositif de traitement de la boue resultant de la fabrication de papier, et corps solidifie - Google Patents

Procede et dispositif de traitement de la boue resultant de la fabrication de papier, et corps solidifie Download PDF

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Publication number
WO2001094700A1
WO2001094700A1 PCT/JP2001/004893 JP0104893W WO0194700A1 WO 2001094700 A1 WO2001094700 A1 WO 2001094700A1 JP 0104893 W JP0104893 W JP 0104893W WO 0194700 A1 WO0194700 A1 WO 0194700A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
papermaking
sludge
papermaking sludge
paper
cured product
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2001/004893
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiya Matsuno
Kenji Sato
Satoshi Ogawa
Toshihiro Nomura
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
Publication of WO2001094700A1 publication Critical patent/WO2001094700A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/01—Waste products, e.g. sludge
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/66—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for treating papermaking sludge, which can effectively utilize papermaking sludge generated at the time of recycling used paper. Also, the present invention relates to a cured product obtained by solidifying papermaking sludge into a plate shape.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-12853 discloses a papermaking sludge made from old newspapers and the like, which is dewatered by wire pressing, dried by a dryer, and finally hot pressed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-90585 discloses a cured product in which the surface of a cured product of papermaking sludge is paraffin-coated.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 50-110164 discloses a cured product obtained by mixing papermaking sludge with glass fiber.
  • An object of the present invention is to produce a cured product having a high density at a mass production level, to secure the dimensional stability of the cured product when absorbing moisture, and to prevent warpage.
  • the inventor has an idea of using the above-mentioned cured body as a panel-like flooring material.
  • the cured product has a relatively heavy specific gravity of 1.2 to 1.3, and the weight required to have a thickness of 2 Oram or more is large in order to obtain the required strength as a floor material. For this reason, it was expected that it would be difficult to handle the floor material when filling it into panels.
  • the present invention has been made to solve the problems described above, What is needed is to provide a cured product that is easy to handle.
  • the cured product obtained by drying the papermaking sludge contains a large amount of moisture, so that its dimensional stability is low. It expands when it absorbs moisture, and shrinks when it becomes less moisture, so its use is limited.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a cured product having excellent dimensional stability and a cured product. Disclosure of the invention
  • the inventors found that the density of the cured product was low and the dimensional stability was poor because the fibers of the waste paper were not loosened and the extraction of inorganic components between the fibers was insufficient. I understood. In addition, they found that the fibers could not be loosened sufficiently, so that the fibers could be entangled uniformly. Due to this non-uniformity, the rate of dimensional change during moisture absorption was large, and it was found that warping occurred.
  • the invention of claim 1 comprises: (a) a step of cooking paper; (b) a step of separating papermaking sludge from the cooked digest; and (c) a step of drying and hardening the papermaking sludge to obtain a cured product. . Since the paper is digested, the fibers of the waste paper are loosened, and the extraction of the inorganic components between the fibers is sufficient, and a high-density composite cured product is obtained.
  • a method for producing a cured product according to claim 2 is characterized by including at least the following steps:
  • papermaking sludge is formed using a filter body, and the papermaking sludge paperwork is adhered to the surface of the filter body, and the papermaking body is transferred to a transport belt.
  • a cured product that can be used as a floor material, a wall material, and the like can be obtained from papermaking sludge.
  • the paper is continuously formed using the drainage body, a cured product obtained by solidifying the papermaking sludge can be efficiently mass-produced.
  • the method for treating paper sludge of claim 3 is characterized by comprising at least the following steps:
  • the separated paper sludge is dewatered. Then, water is added to the dewatered papermaking sludge to adjust the concentration, and then papermaking is performed using a filter body.
  • dewatering the papermaking sludge separated at the papermaking factory it is easy to transport it to a papermaking sludge treatment facility equipped with a drainage body, and produce a cured product from the papermaking sludge so that it is commercially viable. can do.
  • the solid content is reduced to 5 to 50% by dehydration. If the solids content exceeds 50%, a demolition facility is required to adjust the concentration by adding water in the subsequent process. On the other hand, if it is less than 5%, it becomes liquid and is inconvenient to handle, and the weight increases and the transportation efficiency decreases.
  • the technical feature of the paper sludge treatment method according to claim 5 is that it comprises at least the following steps:
  • the cooked paper is washed with water to precipitate the papermaking sludge separated from the pulp, and then the raw material solution containing the precipitated papermaking sludge is formed using a filter body. That is, since the paper sludge separated from the pulp is precipitated and then formed into a paper, it is easy to adjust the concentration for the paper, and a cured product can be produced from the paper sludge so as to be commercially profitable. .
  • the method for treating paper sludge according to claim 6 is characterized by comprising at least the following steps:
  • the digested paper is washed with water, the concentration of the papermaking sludge separated from the pulp is adjusted, and a raw material solution containing the adjusted papermaking sludge is made using a filter, and the papermaking sludge is formed on the surface of the filter. Is adhered. That is, since the papermaking sludge separated from the pulp is made without dehydration and water addition corresponding to the dewatered amount, a cured product can be produced from the papermaking sludge so that it is commercially profitable.
  • papermaking sludge separated from pulp can be made without dehydration and water addition corresponding to the dewatered content.
  • a cured product can be produced from papermaking sludge so that it is profitable.
  • the technical feature of the papermaking sludge treatment apparatus according to claim 9 is to provide at least the following:
  • papermaking sludge is formed by using a filter body, the papermaking sludge sheet is attached to the surface of the filter body, and the sheet is transferred to a conveyor belt, and the transferred sheet is cured.
  • a cured product that can be used as a building material such as a floor material and a wall material can be obtained from papermaking sludge.
  • the paper is continuously formed using the filtrate, it is possible to mass-produce a hardened material obtained by solidifying the papermaking sludge efficiently.
  • claim 10 is a cured product comprising an inorganic amorphous material and a fibrous material
  • the corner has a chamfered shape.
  • Claim 11 is a cured product obtained by curing papermaking sludge, and has a technical feature that a chamfer is provided at a corner.
  • the corners of the cured body are chamfered, when used as a building material such as a panel-like flooring material, it is easy to handle and insert. Also, the corners are not chipped or broken. Furthermore, there is no squeaking noise generated by rubbing of the corners. Furthermore, they found that the sound insulation and vibration damping properties were improved.
  • the chamfer is provided with a round surface, it is easy to handle and insert easily when used as a floor panel.
  • the invention according to claim 14 is a composite cured product comprising an inorganic amorphous material composed of oxides of Si, Al, and Ca and an organic fibrous material obtained by curing papermaking sludge.
  • the cured product is characterized in that the ratio is 3% or less.
  • the equilibrium water content is the water content when the temperature reaches 25 ° C and the humidity reaches 30%, and when the equilibrium state is reached.
  • the organic fiber component in the papermaking sludge is adjusted to 75% by weight or less based on the composite cured product, and the amount of Ca in the inorganic amorphous material is converted into CaO, By adjusting it to 3% by weight or more based on the composite cured product, the hygroscopicity is reduced.
  • Organic fiber (pulp fiber component) easily absorbs moisture, so reducing it reduces Ca component, which impairs moisture absorption.
  • the equilibrium moisture content can be adjusted.
  • a hardened papermaking sludge a composite hardened body composed of an inorganic amorphous body composed of oxidized substances of Si, Al, and Ca and an organic fibrous substance,
  • the cured product has a content of the organic fibrous material of 75% or less and contains an oxide of S in an amount of 0.1% by weight or more in terms of SO 3 .
  • the equilibrium water content can be more than 3% and less than 6%. By adjusting to less than 6%, the dimensional change rate can be suppressed even in an environment with high humidity.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the composite cured product of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the composite cured product of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a paper mill according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of an apparatus for producing a cured body according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a raw material adjusting mechanism of the apparatus for producing a cured body shown in FIG.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of a papermaking mechanism of the apparatus for producing a cured body shown in FIG. 7 (A), (B) and (C) are explanatory views of the operation of the cutting rotary drum.
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C are explanatory diagrams of the operation of the inverter.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the press machine, (A), (B), and (C).
  • FIGS. 10 (A), (B) and (.C) are explanatory diagrams of the operation of the press machine.
  • the first 1 figure, (A), (B) is a cross-sectional view of a cured product to be used as flooring c
  • FIG. 12 is a plan view of a cured body used as a floor material.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of a paper mill according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of an apparatus for producing a cured body according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram of a raw material adjusting mechanism of the apparatus for producing a cured product shown in FIG.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram of a paper mill according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a graph showing the relationship between the content of CaO and bending strength / compression strength.
  • FIG. 20 is a graph showing the relationship between the content of CaO, nail pull-out strength, and fracture toughness.
  • FIG. 21 is a graph showing the transmission loss of the cured product.
  • FIG. 22 is a graph showing the loss factor of the cured product.
  • a composite cured product obtained by curing papermaking sludge has a chamfered corner. Therefore, when used as a building material, it is easy to fit, there is no chipped corner, and there is no squeaking noise generated by rubbing of the corner. Furthermore, surprisingly, it is possible to improve the sound insulation and vibration damping properties. This is presumed to be because the removal of the corners makes the board easier to move, making it easier to absorb sound energy.
  • the composite cured body 1 includes an inorganic amorphous body 2 composed of two or more types of oxides, and is basically composed of the inorganic amorphous body 2 and an organic fibrous substance 3 mixed therein.
  • inorganic amorphous substance comprising two or more oxides refers to an oxide (1) monoxide (2) ⁇ oxide (n) (where ri is a natural number) And oxides (1), oxides (2), Oxidation products ( ⁇ ) are different oxides.
  • amorphous substance formed by a solid solution or hydration reaction of two or more kinds of oxidized products.
  • inorganic amorphous compounds can be analyzed for the elements that make up the oxides (i.e., Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe, Zn). At least two types selected from the following), and a halo is observed in the range of 20: 10 ° to 40 ° in the analysis chart by X-ray diffraction. This halo is a gradual undulation of the intensity of X-rays, and is observed as a broad swell on the X-ray chart. The halo has a half width of 20: 2 ° or more.
  • the inorganic amorphous material 2 becomes a strength-expressing substance, and the organic fibrous material 3 is dispersed in the inorganic amorphous material 2 to improve the fracture toughness value.
  • Strength value ⁇ Impact resistance can be improved.
  • a homogeneous cured product having no anisotropy in strength can be obtained.
  • it since it is an amorphous body, there is an advantage that sufficient strength can be obtained at a low density.
  • amorphous material becomes a material exhibiting strength is not clear, but is presumed to be because the progress of cracks is inhibited as compared with the crystalline structure.
  • the fibrous material is more easily dispersed in the amorphous state than in the crystalline state, the fracture toughness value is considered to be improved. As a result, cracking does not occur even if a nail is driven or a through-hole is provided, making it optimal for materials that require processing, such as building materials.
  • the oxide it can be used an oxide of a metal contact Yopinomatawa nonmetal, A l 2 0. , S i 0 2, C a O, Na 2 0, MgO, P 2 0 5, S0 3, K 2 0, T i 0 ", MnO, be selected from F e 2 0 3 and Zeta eta Omicron desirable Above all, Al 2 0 3 —S i 0._J & 0 or 1 2 3 —S i ⁇ 2 —C a ⁇ —Oxide-based amorphous material, or a composite of these amorphous materials body is optimal. Note that the oxide in the latter amorphous body is one or more of a l 2 ⁇ 3, S I_ ⁇ oxides of metals and Z or nonmetal except 2 and Ca_ ⁇ .
  • a 1 2 0 3, S i 0 2 and C a O at least one Sani ⁇ pressurized example was the system in addition to, that is A l 2 0 3 - S i 0 2 - C A_ ⁇ _ Sani ⁇ non Akirashitsutai consisting -based, in addition to the combination of the above a 1 2 0 3 -S i 0 2 -C A_ ⁇ system, a 1 2 0 3 oxide, S i 0 2 with the oxide, C A_ ⁇ and Sani ⁇ , a 1 2 ⁇ 3 and S i 0 2 with the oxide, S i 0 2 and C a O oxide, a 1 2 0 3 and C a O oxide, and a 1 It believed to contain any of the 2 0 3 and S i 0 2 and C a O and the acid i dry matter of the resulting reduction Gobutsu by solid solution or hydration, etc. in combination.
  • the oxide is 2 or more, i.e., if the amorphous body of the A l 2 ⁇ 3 _S I_ ⁇ 2 _C AO- oxide (n) based (n is a natural number of 2 or more), these acids I Swords, eg oxide (1), acid (2) ⁇ , oxide (n) (n is a natural number of 2 or more, and oxide (n) is different if the value of n is different means oxide, and is a 1 2 0 3, S I_ ⁇ 2, C a O is obtained by excluding the) like the solid solution or hydration at least two yarn ⁇ combined selected from each compound produced by, a 1 2 0 3, S I_ ⁇ 2, compound C had in solid solution with at least two combination selected from a O produces by hydration or the like, an oxide (1 ), at least one Sani ⁇ product (2) ...
  • such inorganic amorphous compounds can be analyzed in addition to A 1, S i, and C a, as well as the elements (Na, Mg, P, S, K, T i, Mn , Fe and Zn), and the halo is observed in the range of 2 °: 10 ° to 40 ° in the chart of the analysis by X-ray diffraction.
  • a 1.0 3, S i 0 2 and C a O and oxides to be combined, one or Other is 2 or more
  • a l 2 ⁇ 3, S I_ ⁇ 2, C a O can use an oxide of a metal and Z or non excluding, for example, Na 2 ⁇ , MgO, P. 2 0 5, S_ ⁇ 3, K 2 0, T I_ ⁇ 2, MnO, can be selected from F e 2 0 3 and Z nO. This selection can be made based on the properties expected of the composite cured product.
  • Na 2 ⁇ or K 2 because can be removed with an alkali, by performing the removal process prior to plating treatment, thereby acting as an anchor with because rougher is the plated surface of the composite cured surface Can be.
  • MgO contributes to A 1 2 0 3, S i 0 2, C a O solid solution to strength development, greatly improve the bending strength Ya impact resistance.
  • P 2 O 5 is particularly advantageous when used in biomaterials (artificial roots, artificial bones) to aid in adhesion to bone.
  • so 3 has a bactericidal action and is suitable for antibacterial building materials.
  • T I_ ⁇ 2 together with a whitish coloring material, it either et acting as photooxidation catalysts, can be forcibly oxidize organic contaminants adhering, a self-cleaning power of Ru can be cleaned only by irradiation of light building It has a unique effect that it can be used as a material, various filters, and reaction catalysts.
  • MnO dark color colorant
  • F e 2 0 3 colorant bright color
  • Zn_ ⁇ is useful as a colorant whitish.
  • the composition of the amorphous body in terms of A 1 2 0 3, S i 0 2 and C a O, respectively, A 1 9 ⁇ q: 3 relative to the total weight of the composite cured body 51 wt 0 / 0, S i 0 9: 6 53 % by weight and C a O relative to the total weight of the double case hardened product: 3 63% by weight relative to the total weight of the composite hardened product, and the total is more than 100 wt% thereof It is preferable to contain it in a range that does not exist. When the content of CaO is 36% by weight, particularly high crushing toughness can be obtained. When the content is 663% by weight, the bending strength and the holding power of the nail can be improved.
  • the preferred content of each component is as follows. It goes without saying that the total amount of these oxides does not exceed 100% by weight.
  • T i 0. 0.1 to 8.7% by weight based on the total weight of the composite cured body
  • Mn O 0.1 to: 1.5% by weight based on the total weight of the composite cured product
  • the composition of Si, A1, and Ca in the present invention is the composition in the composite cured product, and is the total composition in the Ca-based crystal and the inorganic amorphous material. Therefore, when the inorganic substance is added, the composition includes the added inorganic substance.
  • the composition is tuned by selecting a papermaking sludge having a desired Ca component amount, mixing a plurality of papermaking sludges, and adjusting the composition by adding calcium carbonate and silica sand.
  • Papermaking sludge has various compositions, but generally has a low Ca component. This is because the pH is made acidic to agglomerate the papermaking sludge and does not remain on the side where the Ca component precipitates. If the desired composition cannot be obtained, it is necessary to add an inorganic component such as a carbonated calcium carbonate that appropriately mixes other papermaking sludges having different compositions. It should be noted that whether or not the amorphous structural force is present can be confirmed by X-ray diffraction.
  • Hydrogen Aluminum Silicate, Kaolinite, Zeolite, Gehlenite, syn, Anorthite, Melitite, Gehlenite-synthetic, tobermorite, xonotlite, ettringite and, S I_ ⁇ 2, Ai 2 ⁇ 3, C A_ ⁇ , N a 2 ⁇ , MgO, P 2 ⁇ 5, S_ ⁇ 3, K 2 0, T i O. , MnO, oxides such as F e 2 0 3 Oyopi ZnO, and crystal such as C a C0 3 (Calcite) may be mixed.
  • crystals are not considered to be strength-generating substances by themselves, but are considered to have effects such as improving the compressive strength by increasing the hardness and density, and suppressing the progress of cracks.
  • the content of the crystal is desirably 0.1 to 50% by weight, particularly 3 to 48% by weight, based on the total weight of the composite cured product. If the content of the crystal is less than 0.1% by weight, the effect of increasing the hardness and density to improve the compressive strength or suppressing the crack growth cannot be sufficiently obtained, and conversely, the content exceeds 50% by weight. This causes a decrease in bending strength.
  • C a as the crystals, Gehlenite, syn (C a 2 A 12 O 7), Melitite- synthetic (C a 2 (M g 0 5 A 1 0 5) (S i 1 5 A 10 5 O 7 )), Gehlenite-synthetic (C a 2 (Mg dilemma exert 5 A1. 7
  • halogen may be added to an amorphous material composed of at least two or more types of oxides.
  • This halogen acts as a catalyst for solid solution and hydrate formation reactions, and also acts as a combustion inhibitor. You. Its content is preferably from 0.1 to 1.2% by weight. This is because, 0. 1 wt 0/0 less than the strength is low, because generates harmful substances by combustion exceeds 1. 2% by weight.
  • As the halogen chlorine, bromine, and fluorine are preferable.
  • calcium carbonate (Calcite) may be added.
  • Calcium carbonate itself is not a strength-expressing substance, but it is thought that the amorphous body surrounding calcium carbonate contributes to the improvement of the strength by preventing cracks from developing.
  • the content of this calcium carbonate is desirably 48% by weight or less based on the total weight of the composite cured product. The reason for this is that if it exceeds 48% by weight, the flexural strength decreases. Further, the content is desirably 0.1% by weight or more. If the content is less than 0.1% by weight, it does not contribute to the improvement in strength.
  • the binder is desirably made of one or both of a thermosetting resin and an inorganic binder.
  • a thermosetting resin at least one resin selected from phenol resin, melamine resin, epoxy resin and urea resin is desirable.
  • the inorganic binder is preferably at least one selected from the group consisting of sodium silicate, silica gel, and alumina sol.
  • an organic fibrous material composed of a polysaccharide is used as the organic fibrous material mixed in the inorganic amorphous material. This is because polysaccharides exist OH groups are, have Chasse bound to A 1 2 0 3, S I_ ⁇ 2 or various compounds of C a O through hydrogen bonding.
  • the polysaccharide is desirably at least one compound selected from amino sugars, peruronic acid, starch, glycogen, inulin, lichenin, cenolerose, chitin, chitosan, hemicenolerose and pectin.
  • an organic fibrous material composed of these polysaccharides in general, pulp, pulp grounds, waste paper powder frames such as newspapers and miscellaneous articles are advantageously applied.
  • the content of the fibrous material is desirably 2 to 75% by weight. The reason for this is that if the content is less than 2% by weight, the strength of the composite cured product may be reduced, while if it exceeds 75% by weight, fire protection performance, water resistance and dimensional stability may be reduced. Furthermore, the average length of the fibrous material is desirably 10 to 1000 tm. Average length If the length is too short, no entanglement will occur, and if the length is too long, voids will be formed, and the strength of the composite cured product will be reduced.
  • the above composite cured product 1 is optimally obtained by drying and coagulating and curing paper sludge (scum).
  • papermaking sludge is a pulp residue containing inorganic substances, contains organic fibrous materials, and is low in cost because industrial waste is used as a raw material, thereby contributing to solving environmental problems.
  • the paper sludge itself has a function as a binder, and has an advantage that it can be formed into a desired shape by itself or by kneading with other industrial waste. .
  • a 1 2 0 3, S I_ ⁇ 2, C a O, N a 2 ⁇ , M g O, P n ⁇ 5, S_ ⁇ 3, K 2 0, T I_ ⁇ 2, M n O, crystal or the F e 2 0 3 and Z n O sol-like material is a precursor of these oxides, or composite thereof, at least one selected from halogen and calcium carbonate It generally contains seeds and water.
  • mixing the inorganic particles 4 in the composite cured body 1 improves the fire resistance or forms a strength-expressing substance by reacting with the amorphous body to form a strength-producing substance.
  • the specific gravity of the composite cured product can be adjusted by adjusting the amount of the inorganic particles.
  • the inorganic particles 4 at least one selected from calcium carbonate, calcium hydroxide, shirasu, shirasu balloon, perlite, aluminum hydroxide, silica, alumina, talc, calcium carbonate, and industrial waste powder can be used.
  • the industrial waste powder it is desirable to use at least one or more types of industrial waste powder selected from calcined powder of papermaking sludge, abrasive dust of glass, and crushed silica sand. This is because the use of these industrial waste powders can reduce costs and contribute to solving environmental problems.
  • the inorganic particles obtained by calcining the papermaking sludge can be obtained by subjecting the papermaking sludge to heat treatment at 300 to 150 ° C.
  • the inorganic particles thus obtained are amorphous, have excellent strength and toughness, and have a low density. Therefore, the inorganic particles can be dispersed in the composite cured product to achieve light weight.
  • rapid cooling is performed when papermaking sludge is fired at 300 ° C or higher and lower than 800 ° C, or after heat treatment at 300 ° C to 150 ° C, rapid cooling is performed.
  • the resulting inorganic particles are advantageous because they surely contain an amorphous body. It is desirable that the inorganic particles 4 have a specific surface area of 0.8 to 100 m 2 / g.
  • the inorganic particles 4 contain at least one or more inorganic substances selected from silica, anoremina, iron oxide, calcium oxide, magnesium oxide, potassium oxalate, sodium oxide, and phosphorus pentoxide. These are chemically stable, have excellent weather resistance, and have desirable characteristics as industrial materials such as building materials.
  • the average particle size of the inorganic particles 4 is too small or too large, sufficient strength cannot be obtained, so that the average particle size is preferably in the range of 1 to 100 ⁇ .
  • the content of the inorganic particles is desirably 10 to 90% by weight. That is, if the amount of the inorganic particles is too large, the strength is reduced, and if the amount of the inorganic particles is too large, the strength becomes brittle, and in any case, the strength is reduced.
  • the composite cured product 1 produced by the method of the present invention is used in various industries, and may be used as a new building material to replace calcium silicate plate, perlite board, plywood, gypsum board, sound insulation, vibration damping material, etc. Can be.
  • the composite cured product 1 produced by the method of the present invention is produced by the production method described below, so that the average moisture content is produced to 3% or less. Therefore, it has high dimensional stability and can be suitably used for the various industrial applications described above.
  • FIG. 3 An embodiment of a method and an apparatus for treating paper sludge according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 10.
  • FIG. 3 An embodiment of a method and an apparatus for treating paper sludge according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 10.
  • the papermaking sludge used in the manufacturing method of the present invention is generated at a papermaking factory that manufactures toilet paper and the like from high-quality waste paper (book, printing paper, information paper, kraft paper, and the like except for cardboard, newspaper, and magazines).
  • a hardened body is manufactured from papermaking sludge.
  • the paper mill is equipped with a digester 70 that digests high-quality waste paper with steam while adding caustic soda.
  • the used paper is stirred by the stirring means 72 to be in a liquid state.
  • this wastewater consists of papermaking sludge (inorganic materials and fine pulp) and water.
  • the wastewater from the washer 80 is led to the settling tank 86, where the papermaking sludge is settled.
  • the sedimentation tank 86 may add papermaking sludge discharged from another process, for example, papermaking sludge discharged in a papermaking process of a craft pipe.
  • a part of the supernatant liquid 88 in the sedimentation tank 86 is returned to the washing machine 80, used for separating pulp and papermaking sludge, and the rest is treated as wastewater.
  • the flocculant is a flocculant composed of any of aluminum sulfate, ferric chloride, polyaluminum chloride, sodium polyacrylate, polymethacrylate, polyacrylate, and polyacrylamide (added). Amounts of 0.01 to 5%) can be used.
  • the papermaking sludge settled in the sedimentation tank 86 is dehydrated by a screw press 92 having a pair of screws facing each other to form a block-shaped papermaking sludge with a solid content of 5 to 50%. 1 1 B is manufactured. By making the liquid papermaking sludge into a block shape, it is easy to transport and remove the hardened body to a manufacturing apparatus described later.
  • a digestion facility is required to adjust the concentration to 0.5 to 25% by weight, which can be made by adding water in a later process, and the production process for the cured product is required.
  • a mat with a solid content of 5 to 50% is obtained by dewatering using a screen dewatering machine 96 in which belts suspended in a mouth are arranged opposite to each other and then cutting. It is also preferable to produce a paper sludge 11F in the form of flakes or flakes.
  • FIG. 4 shows a manufacturing apparatus for manufacturing a cured product from the above-described block-shaped papermaking sludge 11B having a solid content of 5 to 50% or mat-shaped or flake-shaped papermaking sludge 11F.
  • 1 shows the entire configuration of the device.
  • the above-described paper mill and the apparatus for producing the cured body are placed at a distance from each other, and block, mat, or flake-shaped paper sludges 11B and 11F are provided from the paper mill. It is transported to the cured product manufacturing equipment.
  • the apparatus for producing the cured product includes a raw material adjusting mechanism 10 for adjusting the water content of the papermaking sludge to produce a slurry 14, a papermaking mechanism 20 for producing a papermaking body 26 from the slurry 14, and a papermaking body 26.
  • An inverting device 40 for inverting the paper a press 50 for laminating the paper 26 and pressurizing and dewatering, and a dryer 60 for drying the pressed paper and forming the cured body 1 Consists of
  • a raw material adjusting mechanism 10 for adjusting a raw material will be described with reference to FIG.
  • a block-shaped papermaking sludge 11-B or a mat-shaped or flake-shaped papermaking sludge 11-5F with a solid content of 5-50% is placed in a mixer 13 and the concentration is adjusted to a solid content of 0.5-25% by weight. Pour water so that it becomes.
  • a coagulant (a flocculant: added amount of 0. 0) composed of any one of aluminum sulfate, ferric chloride, aluminum polychloride, sodium polyacrylate, polymethacrylate, polyacrylate, and polyacrylamide.
  • organic fibers such as polyvinyl alcohol fibers (binder: 0.1 to 10% by weight) are added to the mixture and mixed in a mixer 13 to form a slurry 14. adjust.
  • organic fiber synthetic fibers such as polyethylene, polypropylene, and vinylon, pulp recovered from pipes and waste paper, and other fibrous industrial wastes can be used.
  • Raw materials can be added to paper sludge and various inorganic powders and resins.
  • the slurry 14 is temporarily stored in the chest tank 18.
  • the chest tank 18 is provided with a propeller for stirring, so that the solid content in the raw material does not settle.
  • a papermaking machine 26 is formed by the papermaking mechanism 20 from the slurry 14 containing the papermaking sludge whose water content has been adjusted.
  • a hardened body is manufactured by papermaking using a revolving drum of a net-like body. Since impurities drop off from the mesh, the impurities can be reduced and the brightness can be increased.
  • C a Increases the components and improves brightness. It also has high strength and nailing performance.
  • the brightness of the cured product can be N4 or more as a value based on the provisions of JIS Z8721.
  • JISZ 8721 sets the ideal black lightness to 0 and the ideal white lightness to 10, so that the perception of brightness is equal between these black lightness and white lightness.
  • Each color is divided into 10 parts and indicated by the symbols N0 to N10.
  • the actual lightness measurement contrasts with the color chart corresponding to NO to N10.
  • the first place of the decimal point is 0 or 5.
  • the lightness of the cured product can be N4 or more as a value based on the provisions of JIS Z 8721, so that coloring and decoration can be performed.
  • the papermaking mechanism 20 includes three bats 21A, 21B, and 21C that store the slurry 14, and wire cylinders 22A, 22B, and 22C that are provided in the knot and that form the slurry 14.
  • a transfer belt 23 that transfers and transports the paper 26 formed by the cylinders 22A, 22B, and 22C, and a cutting rotation that winds and cuts the paper 26 that has been transported by the transport belt 23 to a predetermined thickness. It includes a drum 30, a cutter 36 for cutting the paper 26, and a belt conveyor 38 for transporting the paper 26.
  • the wire cylinders 22A, 22B and 22C have a diameter of 70 cm and are formed in a single basket.
  • the drainage body for draining papermaking
  • the papermaking body 26 can be continuously formed from the raw material solution 14, and the papermaking sludge can be efficiently produced. It is possible to mass-produce the cured product in a short time.
  • the water permeated through the wire cylinders 22A, 22B, 22C is returned to the mixer 13 shown in FIG. 5 via the pipe 17a and the vacuum pump 17.
  • the papermaking product 26 can be formed from the raw material solution 14 with high efficiency, and the cured product can be efficiently mass-produced from the papermaking sludge.
  • the rotation speed of the wire cylinder is set to 60 rotations Z.
  • the number of rotations is preferably 1 to 100 times / minute. It is a force that makes it possible to make a papermaking product 26 from the raw material solution 14 with high efficiency, and to be able to mass-produce a cured product from papermaking sludge efficiently.
  • the rotating drum is lower than one rotation Z, the papermaking efficiency is low.
  • the number of rotations exceeds 100 rotations, it becomes difficult to form a papermaking article with a uniform thickness.
  • three wire cylinders 22A, 22B, and 22C are provided in parallel, but one or more wire cylinders can be used.
  • the meshes of the wire cylinders 22A, 22B and 22C are formed at # 60 (the number of meshes per inch is 60).
  • the mesh of the wire cylinders 22A, 22B and 22C is preferably # 40 to 150.
  • the reason is that the raw material solution (slurry) 14 can be formed with high efficiency and the papermaking body 26 can be efficiently produced, and the high-density cured body can be efficiently mass-produced from papermaking sludge.
  • the mesh is coarser than # 40, only the inorganic amorphous material comes off from the raw material solution, and the density and strength of the cured product decrease.
  • the mesh is finer than # 150, the removal of water will be poor, and it will not be possible to produce a paper from the raw material solution with high efficiency. Since floc is formed in the papermaking sludge (raw material solution) by the coagulant, the papermaking can be performed efficiently.
  • the concentration of the raw material solution containing papermaking sludge is desirably 0.5 to 25% by weight of solid content. This is because the papermaking property from papermaking sludge can be improved and the cured product can be efficiently mass-produced. That is, if the concentration is less than 0.5%, it is not possible to efficiently use a wire cylinder (filtration body) to make a paper from the raw material solution, and if it exceeds 25%, the uniformity of the product is reduced. . 3 to 6% is particularly desirable in terms of papermaking efficiency.
  • the transfer belt 23 that transfers and transports the paper formed by the wire cylinders 22 A, 22 B, and 22 C is made of felt having a width of lm, and is suspended by rollers 34.
  • a suction box 24 is provided, and dehydration is performed while suction is performed by a vacuum pump 17. That is, the belt 23 adsorbs the moisture of the raw material 14 including the papermaking sludge into the pores of the filter, and the adsorbed moisture is adsorbed to the vacuum pump 17 side through the suction box 24, as shown in FIG. Returned to mixer 13 shown.
  • the belt 23 is made of felt, but instead of this, a porous resin having continuous pores, a porous rubber, a material obtained by solidifying inorganic fibers with a binder or the like, a sintered metal, a porous metal, or the like is used.
  • a belt in which a block of a metal or a porous metal is fixed with a flexible binder such as rubber can be used.
  • the transport belt 23 is formed of a porous body having continuous pores, and is dewatered while being transported by the transport belt 23, so that the moisture in the papermaking body 26 can be efficiently reduced. .
  • the transport speed of the transport belt 23 is set to 48 mZ, and the wire cylinders 22 A, 22 B, 22 C, and the rotary drum for cutting are synchronized with this. 30 and the belt conveyor 38 are driven by a motor (not shown).
  • the transport speed of the transport belt 23 is desirably 5 to 8 OmZ. This is because a paper having an appropriate thickness can be formed from the raw material solution with high efficiency, and the cured body can be efficiently mass-produced.
  • the conveying speed is lower than 5 m / min, a thick paper can be formed, but the paper forming efficiency is low.
  • the transport speed exceeds 8 OmZ the paper becomes thin, it is difficult to make the thickness uniform, and the paper may be cut.
  • the cutting rotary drum 30 for winding and cutting the paper conveyed by the conveyor belt 23 to a predetermined thickness is formed to have a diameter of 64 cm (outer circumference 2 m) and retain water on the surface. It has a storage groove 32 and a piano wire 31 housed in a housing groove 33 located near the groove 32.
  • the cutting rotary drum 3'0 winds the surface of the papermaking body 26 conveyed from the conveyor belt 23 on the surface thereof while forming a multilayered structure.
  • the cutter 36 when the other cut end is conveyed to the corresponding position of the force cutter 36, the cutter 36 is lowered to the belt conveyor 38 side, and the papermaking body 26 The cut end of the sheet and the unlaminated paperboard conveyed on the conveyor belt 23 are separated.
  • the paper body on the conveyor belt 23 is multilayered while being transferred to the rotary drum 30 for cutting, and when the multilayered paper body 26 reaches a predetermined thickness, a predetermined size is obtained. Cut into pieces.
  • the rotary drum for cutting enables the continuous formation of the paper 26 with a uniform thickness (1.5 cm) and a large size (l mX 2 m), so mass production of the cured body is efficient. It becomes possible.
  • a cutter 36 for cutting the papermaking body 26 having one end cut by the cutting rotary drum 30 at regular intervals is provided. Therefore, it is possible to efficiently form the papermaking body 26 having a predetermined length (2 m).
  • the thickness of the papermaking body 26 is set to 1.5 cm, but the thickness is desirably 2 cm or less. If the thickness is 2 cm or less, papermaking is easy and handling is easy even in transportation.
  • the reversing device 40 for reversing the paper body will be described with reference to FIG. In the manufacturing apparatus according to the present embodiment, as described later, since the sheet bodies are alternately stacked while being inverted, the sheet bodies 26 are inverted every other sheet.
  • the reversing device 40 includes a transport device 42 for sucking and transporting the papermaking body, a table 44, a reversing plate 46, and a force. As shown in FIG. 8 (A), the papermaking body 26 on the belt conveyor 38 is placed on the reversing plate 46 by the force transfer device 42. The reversing plate 46 is driven to reverse the paper body 46 (see FIG. 8 (B)). Then, as shown in FIG.
  • the inverted papermaking machine 26 is transferred to the press machine 50 shown in FIG. 4 by the force transfer device 42.
  • the binder is added to the slurry "′′ 14 to make the papermaking body 26 flexible, so that handling after cutting is facilitated.
  • FIG. 9 (A) the press machine 50 includes a female mold 54 having a concave portion 54A and a female mold 52 fitted into the concave portion 54A. Fine through holes 54 a and 52 a for extracting moisture generated when the paper is pressed are formed in the forgos type 52, respectively.
  • the press machine 50 is provided with a curtain coater 56 for applying the raw material solution 14 to the papermaking body 26 (see FIG. 9 (B)).
  • FIG. 9 (A) refer to FIG. 8 (C) as the lowermost layer in the recess 54A of the female mold 54.
  • FIG. 9 (B) the raw material solution 14 is applied by a curtain coater 56 to the upper surface of the papermaking body 26, that is, the bonding surface with the upper layer papermaking body.
  • the amount of raw material solution, per papermaking product one layer, a solid content is 5 0 g Zm 2 ⁇ 5 0 0 g Zm 2 is preferred.
  • the curtain coater 56 is used, but various coating devices such as a roll coater can be used.
  • the papermaking material 26 on the belt conveyor 38 is not turned over to the concave portion 54 A of the female mold 54 as the second layer of papermaking material, as shown in FIG. Will be carried in.
  • the inverted papermaking body 26 of the third layer is placed, and after applying the raw material solution 14, the fourth layer is formed.
  • the (top) non-inverted paper 26 is placed and the lamination is completed.
  • four layers are laminated, but any number of two or more layers may be used, and even one thin sheet may be used when manufacturing a thin cured product.
  • the female mold 52 is depressed, and a press is performed at 6 O kgm 2 (see FIG. 10 (B)). At this time, the water that seeps out of the papermaking body 26 is led out through the through holes 54a and 52a. Thereafter, the female mold 52 is raised (see FIG. 10 (C)), and the composite cured body 1 formed by pressurization is taken out of the female mold and transported to the dryer 60.
  • the pressurization is performed in the mold (concave portion 54A), even if the pressurization is performed at a high pressure, the papermaking body 26 does not break, and the high-strength cured body 1 can be produced from the papermaking sludge at a high yield. It can be manufactured.
  • dehydration is performed at the time of pressurization. The curing step by drying can be completed in a short time. Further, since a plurality of papermaking sludge papermaking bodies are laminated with the raw material solution 14 interposed therebetween, a multilayer cured body free of peeling can be produced.
  • the pressure press is desirably performed at 10 to 25 O Kg m 2 . If the pressing is performed at less than 10 kg / cm 2 , the required strength cannot be obtained. On the other hand, the strength cannot be increased by press-pressing over 250 Kg m 2 , and the press machine becomes larger and more expensive.
  • a plurality of papermaking sludge papermaking products obtained by papermaking the raw material solution using a wire cylinder (filtration body) are laminated. This is because it is inefficient to obtain a thickness and a paper body by papermaking.Thus, a thin paperboard is efficiently formed from papermaking sludge and laminated to produce a cured body of the required strength and thickness. I do. As a result, the mass of the cured product is efficiently produced from the papermaking sludge.
  • the papermaking sludge is efficiently formed by forming the papermaking body to have a thickness of 20 cm or less, and the cured body having the required strength and thickness is manufactured by laminating the papermaking sludge. . For this reason, it becomes possible to efficiently mass-produce the cured product from papermaking sludge.
  • the papermaking bodies 26 are laminated while alternately inverting the lamination surface. That is, since the papermaking body 26 is laminated while reversing the direction in which the warpage occurs, the cured body 1 formed by laminating the papermaking body 26 does not warp and delamination does not occur.
  • the exposed surface is the surface that was in contact with the rotating drum, and the uneven surface that was in contact with the conveyor belt 32 made of felt is inside, The surface of the laminated cured product can be smoothed.
  • the cured product 1 having a uniform specific gravity (in the range of 1.2 to 1.3) is mass-produced from papermaking sludge. Can be.
  • the lamination since the lamination is performed in the female mold 54, it is not necessary to transfer the laminated papermaking body, which is suitable for mass production. In the present embodiment, the layers are stacked in the mold 54, but it is also possible to transfer the sheets into the mold after the lamination.
  • the dryer 60 includes an electric heater 62 and a fan 64, and performs drying at a temperature of 80 to 200. Perform in C.
  • the dryer 60 includes an electric heater 62, but an infrared heater, steam, a solar dryer, or the like can be used instead. Since the cured product largely shrinks due to a change in water content, it is desirable to dry the product for a certain period of time by natural drying and then to dry it for drying in order to maintain the shape stability.
  • the cured body 1 that has passed through the drying process is further transported and is then subjected to a predetermined Cut to size. Cutting is performed with a cutter or a saw placed on the conveyor.
  • the corner is chamfered with a grinder, and a C surface is provided.
  • the hardened body 1 is formed as a panel-like (plate-like) floor material that provides a hollow portion for arranging computer wiring. Therefore, the cured body 1 is formed to have a thickness (h) of 25 mm and a width (w) of 5 Ocm.
  • the C plane is preferably formed to have a length of 0.1 to 2 mm. As a result, when used as a panel-like flooring material, it is easy to handle and insert. Also, the corners are not chipped and broken. As shown in Fig. 11 (A), there is an advantage that the processing is easy when forming the C plane.
  • the R surface is preferably formed with a radius of l to 5 ram. This makes it easy to handle and fill when used as a panel-like flooring. Also, the corners are not chipped and broken.
  • the chamfering may be performed after curing or at the time of molding before curing.
  • the composite cured body 1 is inspected for warpage or the like by an inspection machine (not shown).
  • X-ray sensors and infrared sensors can be used as inspection equipment.
  • the presence or absence of chipped cracks may be inspected by an image processing device or the like.
  • composition was as follows in terms of oxide.
  • the pulp was calcined at 1100 ° C and measured from the weight loss.
  • Pulp 51.4 wt%, so 3 0. 5 wt% S i 0 2 24. 2 wt%, P 2 O 5: 0. 2 wt% l 2 0 3 14. 0 C 1: 0. 2 wt% C a O: 8.0% by weight, Z ⁇ : 0.1
  • FIG. 1 As a panel-like flooring that provides a hollow part for arranging wiring for the computer
  • the placed cured body 1 is shown in FIG.
  • the figure shows a state in which one cured body 1 has been removed, and the wiring 102 arranged under the cured body 1 can be inspected.
  • the hardened body 1 is chamfered, it is easy to remove and insert the hardened body even after construction, and to minimize injuries even if the worker accidentally falls on the foot or the like. Can be suppressed.
  • the separated papermaking sludge is dewatered by the screw press 92 and the screen dewatering machine 96. Then, water is added to the dewatered paper sludge to adjust the concentration, and then the paper is made using a filter body.
  • dewatering the paper sludge separated at the paper mill it is easy to transport the paper sludge to a paper sludge treatment facility equipped with a drainage body, and the cured product from the paper sludge can be commercially profitable. Can be manufactured.
  • the apparatus for producing a cured body is placed in a different place from the paper mill. For this reason, a block-shaped papermaking sludge 11B or a mat-shaped or flaked papermaking sludge 11F having a solid content of 5 to 50% was produced at a papermaking factory so as to facilitate transportation.
  • an apparatus for producing a cured body is disposed in a paper mill. For this reason, as shown in Fig. 13, the screw press 92 for dewatering and the screen dewatering machine 96 are omitted, and the papermaking sludge 87 settled in the settling tank 86 is left as it is in Fig. 14. It is configured to be sent via a pipe 89 to a hardened body manufacturing apparatus shown in FIG. ,
  • FIG. 14 shows the configuration of a cured body manufacturing apparatus according to the second embodiment.
  • An apparatus for producing a cured product includes a raw material adjusting mechanism 110 for adjusting papermaking sludge to generate a slurry 14, and a papermaking mechanism 20 for forming a papermaking body 26 from the slurry 14 similar to the first embodiment.
  • a dryer 60 for forming
  • the raw material adjusting mechanism 110 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the raw material adjustment mechanism 110 feeds the papermaking paper sent from the settling tank 88 through the pipe 89.
  • the ludge 87 and water 12 are weighed into a mixer 13 by weighing so that the concentration becomes 0.5 to 25 (preferably 3 to 6)% by weight by solid-state dewatering described below.
  • Adjust 4 Organic fibers include synthetic fibers such as polyethylene, polypropylene, and vinylon, pipes, pulp recovered from waste paper, and fibrous industrial waste.
  • Raw materials can be made by adding various inorganic powders and resins to papermaking sludge.
  • concentration of the papermaking sludge sent from the sedimentation tank 86 is low, it is not particularly necessary to add water.
  • papermaking sludge discharged in another process may be added to the sedimentation tank 86.
  • the slurry 14 is subjected to suction dehydration using a dehydration container 15 provided with a filter 16 at the bottom.
  • a dehydration container 15 provided with a filter 16 at the bottom.
  • the concentration is adjusted to 0.5 to 25 (preferably 3 to 6)% by weight of the solid content.
  • the bottom of the dehydration vessel 15 is connected to a vacuum pump 17, and the vacuum pump 17 is operated to suck moisture.
  • the filter 16 is not particularly limited, but includes sintered metal, porous metal plate (metal plate with a hole having a diameter of l to 5 ram), porous ceramic filter, porous resin, glass fiber plate and the like. Can be used.
  • the raw material 14 whose water content has been adjusted in the dehydration container 15 is temporarily stored in a chest tank 18.
  • the chest tank 18 is provided with a propeller for stirring, so that solids in the raw material do not settle.
  • the raw material solution containing the precipitated papermaking sludge is made using a filter body. That is, the papermaking sludge separated from the pulp is settled before papermaking, so that the concentration can be easily adjusted.
  • dehydration is once performed at the paper mill, and the amount of water equivalent to the dewatered amount is not added to the cured product manufacturing equipment, Energy equivalent to dehydration can be saved.
  • a cured product can be produced from papermaking sludge to make it commercially viable.
  • papermaking sludge separated from pulp is efficiently formed in order to adjust the solid content to 0.5 to 25 (preferably 3 to 6) wt% in the dewatering vessel 15. This allows the production of hardened products from paper sludge to be commercially viable.
  • a device for producing a cured body is disposed in a paper mill.
  • the sedimentation tank 86 provided in the second embodiment is omitted, and the wastewater containing the papermaking sludge separated from the water washer 80 is connected to the second embodiment via a pipe 89. It is configured to be sent to a similar cured product manufacturing device.
  • the waste liquid having a high concentration of papermaking sludge at the start of pouring is sent to the hardened body manufacturing equipment side, and papermaking at the end of pouring It is preferable to treat the waste liquid having a low sludge concentration as a waste liquid, or to send the waste liquid to a hardened body manufacturing apparatus via a sedimentation tank as in the second embodiment.
  • the digested paper is washed with water, the concentration of the papermaking sludge separated from the pulp is adjusted, and the raw material solution containing the adjusted concentration of the papermaking sludge is filtered using a filter body!
  • the papermaking sludge is adhered to the surface of the filter body. That is, since the papermaking sludge separated from the pulp is once dehydrated in a papermaking factory, and water is not added in an amount equivalent to the dewatered amount in a hardened body manufacturing apparatus, energy equivalent to dewatering can be saved. No precipitation is performed. For this reason, cured products can be produced from papermaking sludge to make it commercially viable.
  • papermaking sludge separated from pulp is efficiently produced in order to adjust the solid content to 0.5 to 25 (preferably 3 to 6) wt% in the dewatering vessel 15. This allows the production of hardened products from paper sludge to be commercially viable.
  • the specific gravity was 1.16 in the first embodiment, 1.20 in the second embodiment, and 1.30 in the third embodiment. On the other hand, even under the same conditions as in the embodiment, when no cooking was performed, the specific gravity was 1.00. Thus, the inorganic components can be efficiently extracted by cooking.
  • the wire cylinder is # 60, the diameter is 70cm, the width is lm, the number of rotations is 60, the belt transfer speed is 48mZ, and the making roll is 64cm in diameter.
  • the size of the press mold was 180 OmmX 1000 bunks. Also, 45 push rods of 19 OmrnD were used.
  • the composition of the cured paper sludge obtained is shown below.
  • the specific gravity was 1.16.
  • Pulp 5 1. t% Mg O: 1.4% by weight
  • Example 2 Same as Example 1 except that the ratio of the amount of papermaking sludge discharged from kraft paper to the amount of papermaking sludge obtained by digestion was changed. That is, the amount of sludge obtained by cooking at a ratio of 1: 2 was increased.
  • composition of the cured paper sludge obtained is shown below.
  • Pulp 43.2 weight% M g O: 0. 9 weight 0/0
  • concentration was adjusted to 5% by dehydration in a dehydration vessel as shown in FIG.
  • the specific gravity was 1.20.
  • Papermaking was performed using papermaking sludge obtained by digestion.
  • the composition of the cured paper sludge obtained is shown below.
  • the specific gravity was 1.3.
  • Unfired papermaking sludge papermaking sludge of Mino Paper Co., Ltd. handled by Maruto Kiln Co., Ltd .: solid content 34% by weight, water content 66% by weight
  • acid washing was performed using a 2 N hydrochloric acid aqueous solution to remove the Ca component almost completely.
  • the amount of calcium carbonate was 55% by weight.
  • the amount of calcium carbonate was 65% by weight.
  • Samples were prepared by appropriately mixing ABC as described above, and papermaking was performed using the apparatus shown in FIG.
  • the wire cylinder is # 60, the diameter is 7 Ocm, the width is lm, the number of rotations is 60, the belt conveyance speed is 48mZ, and the making roll is 64cm in diameter.
  • the solid content of the raw material is 5%.
  • the size of the press mold was 1800 ram X l 000 mm. 45 push rods with 19 Omm mouth were used.
  • the results of measuring the flexural strength, compressive strength, nailing properties, lightness, and fracture toughness of the cured body are shown in the graphs of Figs.
  • Fig. 17 shows the relationship between Ca O / S i 0 2 and the compressive strength and lightness.
  • the vertical axis shows the compressive strength (KgZcni 2 ) and the lightness (N), and the horizontal axis shows Ca O / S i ⁇ 2 Is taken.
  • FIG. 18 C a O / A 1 2 ⁇ 3 and compressive strength shows the relationship between lightness, C compressive strength on the vertical axis (Kg / cm 2) and lightness (N) on the horizontal axis a OZA 1 2 0 The ratio of 3 is taken.
  • the first Figure 9 C a O content and the bending strength of, shows the relationship between the compressive strength, the content of C a O on the vertical axis bending strength 'compressive strength (Kg / cm 2) on the horizontal axis (% ) Is taken.
  • the nail pull-out strength is based on 2 OKgZcm 2, but is in the range of 4 to 63% by weight in terms of 0 & 0.
  • the compressive strength and lightness N4 0 or more can be achieved.
  • the color of the ink remains and the ink turns blackish.In the press method, it changes from N3.0 to 3.5, but in this papermaking method, it becomes N4.0 or more.
  • Example 1 the waste paper was not digested, but the waste liquid washed with the waste paper was mixed with the papermaking sludge of kraft pulp with a high fiber content. Even after the papermaking, the inorganic component was small, and the specific gravity was 0.8 in the following composition.
  • Pulp 74.0 wt.% Mg O: 0. 1 weight 0/0
  • the pulverized material and the sol solution were mixed, poured into a mold, dried at 100 ° C. for 24 hours, further impregnated with phenol resin, and cured at 60 ° C.
  • the average specific gravity is 0.98, the maximum specific gravity is 1.09, the minimum specific gravity is 0.90, and the variation is 11.2%.
  • the dimensional change rates of the example 1, the example 2, the example 3, the comparative example 1, and the comparative example 2 when immersed in water for 24 hours were measured. The results are shown. Also indicate the lightness. Furthermore, the transmission loss (d b) at 2000 Hz representing the sound insulation was measured.
  • the dimensional change rate is small, the density is high, the transmission loss is high, and the dimensional change is difficult. It is especially effective in building materials such as soundproofing, vibration damping materials, floor boards, ceiling boards, and wall materials, and is suitable as a building material.
  • a composite cured product obtained by curing papermaking sludge obtained by mixing A, B, and C in the above Example 4 at a ratio of 1: 3: 1 is cut into a size of 1 mm ⁇ 1 mm and a thickness of 2 mm.
  • a board A with a 1 mm C-plane, a board B with the same size and a 1 mm R-plane, and a board C with no chamfer were manufactured.
  • the present invention is particularly effective in building materials such as soundproofing materials, vibration damping materials, flooring materials, ceiling materials, and wall materials, and is easy to fit when used as a building material, and lacks corners. There is no squeak noise generated by rubbing of the corners. Furthermore, surprisingly, it is possible to improve sound insulation and vibration damping.
  • Example 2 The composition of the hardened papermaking sludge obtained by pacing in the same manner as in Example 1 is shown below.
  • the specific gravity was 1.16.
  • Pulp 51.2 weight% M g O: 1. 4 weight 0/0
  • T I_ ⁇ 2 1.0 weight 0/0 ⁇ ⁇ : 0
  • the cured composite was naturally dried at room temperature for one week to reduce the water content to 4%, and then dried at 140 ° C for 70 minutes.
  • the cured composite showed an equilibrium water content of 2.8% at 25 ° C and a humidity of 30%.
  • Example 2 Same as Example 1 except that the ratio of the amount of papermaking sludge discharged from kraft paper to the amount of papermaking sludge obtained by digestion was changed. That is, the amount of sludge obtained by cooking at a ratio of 1: 2 was increased.
  • composition of the cured paper sludge obtained is shown below.
  • Pulp 43.2 weight% M g O: 0. 9 weight 0/0
  • This composite cured product has an equilibrium moisture content at 25 ° C and a humidity of 30% 2.
  • This composite cured product showed an equilibrium moisture content of 4% at 25 ° C and a humidity of 30% (Example 8).
  • Unfired papermaking sludge papermaking sludge of Mino Paper Co., Ltd. handled by Maruto Kiln Co., Ltd .: solid content 34% by weight, moisture 66% by weight
  • 3020 parts by weight were prepared.
  • acid washing was performed using a 2N aqueous hydrochloric acid solution to partially remove the Ca component. Paper was made using this sludge.
  • the equilibrium moisture content was 5%.
  • Example 2 The same as in Example 1, but the waste paper obtained by crushing and washing the waste paper was mixed with the papermaking sludge of kraft pulp with a high fiber content without digesting the waste paper. Even after papermaking, the inorganic components were small, and the specific gravity was 0.8 with the following composition.
  • the equilibrium moisture content was 6%.
  • the composition is as follows.
  • Pulp 75.8 weight. /. Mg O: 0
  • Unfired papermaking sludge papermaking sludge of Mino Paper Co., Ltd. handled by Maruto Kiln Co., Ltd .: solid content 34% by weight, water content 66% by weight
  • 3020 parts by weight were prepared.
  • acid washing was performed using a 2N aqueous hydrochloric acid solution to partially remove the Ca component. Paper was made using this sludge.
  • the equilibrium moisture content was 6%.
  • Example 5 Example 6, Example 7, Example 8, and Comparative Example 4, Comparative Example 5, and Comparative Example 6, the dimensional change rate was measured when left at 30% humidity and 80% humidity for 1 week. did. The results are shown.
  • a composite cured product having an equilibrium water content of 3% or less has excellent dimensional stability at normal humidity, and a dimensional stability at high humidity of more than 3% and less than 6% at normal humidity.
  • a composite cured product with an equilibrium water content of 6% or more has poor dimensional stability under any conditions.
  • the cured product of the present invention has a small dimensional change rate, and is particularly effective in building materials such as soundproofing, vibration damping materials, floor boards, ceiling boards, and wall materials, and is suitable as a building material. .

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Description

明 細 書 製紙スラッジの処理方法、 処理装置及び硬化体 技術分野
この発明は、 古紙再生の際に発生する製紙スラッジを有効に活用できる製紙 スラッジの処理方法及び処理装置に関するものである。 また、 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。
'冃：
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 ことが提案されている。
たとえば、 特開昭 5 5— 1 2 8 5 3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 5 2— 9 0 5 8 5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 5 0 - 1 0 1 6 0 4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。
し力 しながら、 いずれの技術も密度を十分高くすることができず、 吸湿時の 寸法安定性や反りといった問題は依然として残ったままである。
本発明は、 量産レベルで高い密度の硬化体を製造でき、 また、 硬化物の吸湿 時の寸法安定性を確保し、 反りを防止することを目的とする。
また、 本発明者は、 上記硬化体をパネル状の床材として用いるとの着想を持 つた。 しかしながら、硬化体は、比重が 1 . 2〜1 . 3と相対的に重く、 また、 床材としての必要強度を得るためには、 2 O ram以上の厚みが必要となる重量が 重くなる。 このため、 床材としてパネル状に填め込んでいく際に、 取り扱いが 困難であることが予想された。
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、 取り扱いが容易な硬化体を提供することにある。
また、 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。
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。 発明の開示
発明者らは精意研究した結果、 硬化体の密度が低く、 寸法安定性が悪い理由 は、 古紙の繊維がほぐれておらず、 繊維間の無機成分の抽出が不十分であるた めであることが分かった。 また、 繊維のほぐれが不十分であるため、 繊維同士 が均一に絡み合うことができす、 この不均一さのため、 吸湿時には寸法変化率 が大きく、 反りが生じることを知見した。
請求項 1の発明は、 （a ) 紙を蒸解する工程； （b ) 前記蒸解した蒸解物か ら製紙スラッジを分離する工程； （ c ) 製紙スラッジを乾燥硬化させて硬化体 を得る工程からなる。 紙を蒸解するため、 古紙の繊維がほぐれて、 繊維間の無 機成分の抽出が十分であり、 高い密度の複合硬化体が得られる。
また、 繊維が均一に絡み合うために、 吸湿時には寸法変化率が小さく、 反り が生じることもない。 この効果は、 請求項 2以下の発明についても同様にいえ ることは言うまでもない。
上述した課題を解決するため、 請求項 2の硬化体の製造方法は、 少なくとも 以下の工程を備えることを技術的特徴とする ：
( a ) 紙を蒸解する工程；
( b ) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程； ( c ) 製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該ろ水体表面に 製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送ベルトに転写す る工程、
( d ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
請求項 2では、 製紙スラッジをろ水体を用いて抄造し、.該ろ水体表面に製紙 スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送ベルトに転写し、 転 写した抄造体を硬化させることで、 製紙スラッジから床材、 壁材等に用い得る 硬化体を得ることができる。 ここで、 ろ水体を用いて連続的に抄造するため、 効率的に製紙スラッジを固めてなる硬化体を量産できる。
請求項 3の製紙スラッジの処理方法は、 少なくとも以下の工程を備えること を技術的特徴とする：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程；
(c) 分離した製紙スラッジを脱水する工程；
(d) 脱水した製紙スラッジに水分を加えて濃度調整する工程；
(e) 濃度調整された製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送 ベルトに転写する工程、
( f ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
請求項 3では、 分離した製紙スラッジを脱水する。 そして、 脱水した製紙ス ラッジに水分を加えて濃度調整してからろ水体を用いて抄造する。 即ち、 製紙 工場にて分離した製紙スラッジを脱水することで、 ろ水体を備える製紙スラッ ジの処理施設まで輸送することが容易になり、 商業的に採算が合うように製紙 スラッジから硬化体を製造することができる。
請求項 4では、 脱水で、 固形分を 5〜50%にする。 固形分が 50%を越え ると、後工程で水分を加えて濃度調整する際に、解織施設が必要となる。他方、 5%未満であると、 液状となり取り扱いが不便であると共に、 重量が増して搬 送の効率が低下する。
請求項 5の製紙スラッジの処理方法少なくとも以下の工程を備えることを技 術的特徴とする ：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸角早した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程；
(c) 分離した製紙スラッジを沈殿させる工程；
(d) 前記沈殿した製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該 ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送べ ルトに転写する工程、 ( e ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
請求項 5では、 蒸解した紙を水洗してパルプから分離した製紙スラッジを沈 殿させた後、沈殿した製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造する。 即ち、 パルプから分離した製紙スラッジを、 沈殿させてから抄造するため、 抄 造のための濃度調整が容易になり、 商業的に採算が合うように製紙スラッジか ら硬化体を製造することができる。
請求項 6の製紙スラッジの処理方法は、 少なくとも以下の工程を備えること を技術的特徴とする：
( a ) 紙を蒸解する工程； ， ( b ) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程； ( c ) 分離した製紙スラッジを濃度調整する工程；
( d ) 濃度調整された製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送 ベルトに転写する工程、
( e ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
請求項 6では、 蒸解した紙を水洗し、 パルプから分離した製紙スラッジを濃 度調整し、 濃度調整された製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造 し、 該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させる。 即ち、 パルプから分 離した製紙スラッジを、 脱水及び脱水分に相当する加水を行うことなく抄造す るため、 商業的に採算が合うように製紙スラッジから硬化体を製造することが できる。 '
請求項 7では、 濃度調整で固形分を 3〜 6 %にするため、 パルプから分離し た製紙スラッジを、 脱水及び脱水分に相当する加水を行うことなく抄造するこ とが可能となり、 商業的に採算が合うように製紙スラッジから硬化体を製造す ることができる。
請求項 9の製紙スラッジの処理装置は、 少なくとも以下を備えることを技術 的特 ί敫とする ：
( a ) 紙を蒸解する蒸解装置；
( b ) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する水洗装置； ( c ) 製紙スラッジを含む原料溶液を抄造し、 表面に製紙スラッジの抄造体を 付着させるろ水体；
( d ) 前記ろ水体の表面の抄造体を転写する転写ベルト；
( e ) 転写ベルトのろ水体を裁断する裁断装置；
( f ) 裁断されたろ水体を硬化させる硬化装置。
請求項 9では、 製紙スラッジをろ水体を用いて抄造し、 該ろ水体表面に製紙 スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送ベルトに転写し、 転 写した抄造体を硬化させることで、 製紙スラッジから床材、 壁材等の建築材料 に用い得る硬化体を得ることができる。 ここで、 ろ水体を用いて連続的に抄造 するため、 効率的に製紙スラッジを固めてなる硬化体を量産できる。
上述した課題を解決するため、 請求項 1 0は、 無機非晶質体と繊維状物とか らなる硬化体であって、
角部に面取り形成を有してなることを技術的特徴とする。
また、 請求項 1 1は、 製紙スラッジを硬化させてなる硬化体であって、 角部に面取り有してなることを技術的特徴とする。
本発明では、 硬化体の角部に面取り形成を施してあるため、 パネル状の床材 等の建築材料として用いる際に、 扱い易く、 填め込みが容易である。 また、 角 部が欠け、 割れることがない。 さらに、 角部がこすれて発生するきしみ音がな い。 更に、 遮音性、 制振性が向上することも見い出した。
面取りは、 C面を設けてあるため、 面取り加工が容易である。
面取りは、 R面を設けてあるため、 床材のパネル状にして用いる際に、 扱い 易く填め込みが容易である。
請求項 1 4の発明は、 製紙スラッジを硬化させてなり、 S i、 A l、 C a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。
平衡含水率とは、 温度 2 5 °C、 湿度 3 0 %の条件で、 増減がなレ、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 7 5重量％以下に調整し、かつ、無機非晶質体中の C aの量を、 C a O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、 C a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。
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。 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。
製紙スラッジを硬化させてなり、 S i、 A l、 C aの酸ィヒ物からなる無機非 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 S O 3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レ、る状態であれば、 湿度が上がつても吸湿し難いからで ある。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の複合硬化体の断面模式図である。
第 2図は、 この発明の複合硬化体の断面模式図である。
第 3図は、 本発明の第 1実施形態に係る製紙工場の概念図である。
第 4図は、 本発明の第 1実施形態に係る硬化体の製造装置の概念図である。 第 5図は、 第 4図に示す硬化体の製造装置の原料調整機構の概念図である。 第 6図は、 第 4図に示す硬化体の製造装置の抄造機構の概念図である。 第 7図は、 （A) 、 (B) 、 (C) は、 切断用回転ドラムの動作の説明図で ある。
第 8図は、 （A) 、 (B) 、 (C) は、 反転装置の動作の説明図である。 第 9図は、 （A) 、 (B) 、 (C) は、 プレス機の動作の説明図である。 第 10図は、 （A) 、 (B) (.C) は、 プレス機の動作の説明図である。 第 1 1図は、 （A) 、 (B) は、 床材として用いる硬化体の断面図である c 第 1 2図は、 床材として用いられた硬化体の平面図である。
第 1 3図は、 本発明の第 2実施形態に係る製紙工場の概念図である。
第 1 4図は、本発明の第 2実施形態に係る硬化体の製造装置の概念図である。 第 1 5図は、 第 1 4図に示す硬化体の製造装置の原料調整機構の概念図であ る。
第 1 6図は、 本発明の第 3実施形態に係る製紙工場の概念図である。
第 1 7図は、 C a O/ S i 0 2と圧縮強度、 明度との関係を示すグラフであ る。
第 1 8図は、 C a O/A l 2〇3と圧縮強度、 明度との関係を示すグラフであ る。
第 1 9図は、 C a O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。
第 2 0図は、 C a O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。
第 2 1図は、 硬化体の透過損失を示すグラフである。
第 2 2図は、 硬化体の損失係数を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
本発明の好適な形態においては、 製紙スラッジを硬化させた複合硬化体であ つて、 その角部が面取り形状となっている。 このため、 建築材料として使用し た場合にはめ込みやすく、 角部が欠けることもなく、 角部の擦れで発生するき しみ音もない。 さらに、 意外にも遮音性、 制振性を向上させることもできる。 これは、 角部がなくなることでボードが動きやすくなるため、 音のエネルギー を吸収しやすくなったためと推定される。
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、第 1図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、 酸ィ匕物 （1 ) 一酸化物 （2 ) · · ·—酸 化物 （n ) 系 （伹し riは自然数であり、 酸化物 ( 1 ) 、 酸化物 （2 ) 、 · · · 酸ィ匕物 （η) は、 それぞれ異なる酸化物） の非晶質体である。
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種以上の酸ィ匕物 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 （Αし S i、 Ca、 Na、 Mg、 P、 S、 K、 T i、 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 20 ： 10° 〜40° の範囲でハローが見られる。 このハロ 一は、 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 20 ： 2° 以上である。
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 げ強度値ゃ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。
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 壊靱十生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。
ここで、 酸化物としては、 金属おょぴノまたは非金属の酸化物を使用でき、 A l 20。、 S i 02 、 C a O、 Na 20、 MgO、 P205、 S03 、 K2 0、 T i 0„、MnO、 F e 203 および Ζ η Οから選ばれることが望ましい。 とりわけ、 A l 203— S i 0。_じ &0系または 1203— S i〇2— C a〇 —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、 A l 2〇3、 S i〇2および Ca〇を 除く金属および Zまたは非金属の酸化物の 1種以上である。
まず、 A 12〇3— S i 02— C a〇系からなる非晶質体は、 A 12〇3、 S i 02および C a O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、 A 1203と S i〇2、 3 102とじ &0、 A l 2〇3と C a O、 そして A 12〇3、 S i〇2お ょぴ C a O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。
このような無機非晶質の化合物は、 蛍光 X線分析により、 A 1、 S i、 C a が確認され、 X線回折による分析のチャートでは 20 ： 10° 〜40° の範囲 で上記ハローが見られる。
また、 A 1203、 S i 02および C a O以外に少なくとも 1種の酸ィ匕物を加 えた系、 つまり A l 203— S i 02— C a〇_酸ィ匕物系からなる非晶質体は、 上記 A 1203-S i 02-C a〇系での組み合わせ以外に、 A 1203と酸化物、 S i 02と酸化物、 C a〇と酸ィ匕物、 A 12〇3と S i 02と酸化物、 S i 02と C a Oと酸化物、 A 1203と C a Oと酸化物、 そして A 1203と S i 02と C a Oと酸ィヒ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。
なお、 前記酸化物が 2以上、 つまり、 A l 2〇3_S i〇2_C aO—酸化物 (n) 系 （nは 2以上の自然数） の非晶質体であれば、 これらの酸ィ匕物、 例え ば酸化物 （1) 、 酸ィヒ物 （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 A 1 203、 S i〇2、 C a O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種の糸且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、 A 1203、 S i〇2、 C a O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) 、 酸ィ匕 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、 A 1203、 S i〇2、 C a Oから選ばれる少なくとも 1種 との組合せで固溶あるレヽ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。
このような無機非晶質の化合物は、 蛍光 X線分析により、 A 1、 S i、 C a に加えて、 酸化物を構成する元素 （Na、 Mg、 P、 S、 K、 T i、 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 2 Θ ： 10° 〜40° の範囲で上記ハローが見られる。
ここで、 A 1。03、 S i 02および C a Oと組み合わせる酸化物は、 1種ま たは 2種以上であり、 A l 2〇3、 S i〇2、 C a Oを除く金属および Zまたは 非金属の酸化物を使用でき、 例えば Na 2〇、 MgO、 P.205、 S〇3、 K2 0、 T i〇2、 MnO、 F e 203および Z nO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。
例えば、 Na 2〇または K20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つき面が粗くなってめ つきのアンカーとして作用させることができる。
MgOは、 A 1203、 S i 02、 C a Oと固溶して強度発現に寄与し、 曲げ 強度ゃ耐衝撃性を大きく改善する。
P2O5は、 骨との癒着を助けるため生体材料 （人工歯根、 人工骨） に使用す る場合は特に有利である。
so3は、 殺菌作用があり抗菌建築材料に適している。
T i〇2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、 F e 203は明色系の着色材、 Zn〇は白系の着色 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。 上記非晶質体の組成物は、 それぞれ A 1203、 S i 02および C a Oに換算 して、 A 19〇 q ：複合硬化体の全重量に対して 3 51重量0 /0、 S i 09 ：複 合硬化体の全重量に対して 6 53重量％および C a O：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、 C a Oの含有率は、 3 6重量％の 場合には、 特に破壌靱性値の高いものが得られる。 また、 6 6 3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。
なぜなら、 A 1203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、 S i 02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、 C aO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。
さらに、 酸化物に換算して C a O/S i 02の比率を 0. 2〜7. 9、 C a 〇/A 1203の比率を 0. 2を越え、 12. 5以下に調整することが、 強度の 大きレ、硬化体を得るのに有利である。
また、 A 1203、 S i 02および C a O以外の酸化物として、 Na 20、 M gO、 P205、 S〇3、 K2〇、 T i 02、 MnO、 F e 2〇3および Zn〇の 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。
Na 20 複合硬化体の全重量に対して 0. 1〜： I. 2重量％
Mg〇 ：複合硬化体の全重量に対して 3〜 1 1. 0重量％
P2O5 ：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. 5重量％ κ2ο 複合硬化体の全重量に対して 0. 1〜： 1. 2重量％
T i 0。 ：複合硬化体の全重量に対して 0. 1〜 8. 7重量％
Mn O ：複合硬化体の全重量に対して 0. 1〜： 1. 5重量％
F e 203 ：複合硬化体の全重量に対して 0. 2〜 1 7. 8重量％
Z 11 O ：複合硬化体の全重量に対して 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 S i、 A 1、 C aの組成は、複合硬化体中の組成であり、 C a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 が添カ卩されている場合は、 添カ卩された無機物質を含めた組成である。
本発明では、 組成の整調は、 所望の C a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、 炭酸カルシウムゃ珪砂 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 C a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、 C a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 ジを適宜混合する力 \ 炭酸力ルシゥムなどの無機成分を添加する必要がある。 なお、 非晶質構造力否かは、 X線回折により確認できる。 すなわち、 X線回 折により 2 Θ ： 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つ ているもの以外に、非晶質構造中に Hydrogen Aluminium Silicate、 Kaolinite、 Zeolite 、 Gehlenite, syn 、 Anorthite 、 Melitite、 Gehlenite- synthetic 、 tobermorite 、 xonotlite 、 ettringiteや、 S i〇2、 Ai2〇3、 C a〇、 N a 2〇、 MgO、 P2〇5、 S〇3、 K20、 T i O。、 MnO、 F e 203およぴ ZnOなどの酸化物、 そして C a C03 (Calcite ) などの結晶体が混在して いてもよい。
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。
ちなみに、 上記 A 12〇3— S i 02系の結晶性化合物が Hydrogen Aluminium
Silicate 、 Kaolinite 、 Zeolite 、 A 12〇 3— C a〇系の結晶性化合物が
Calcium Aluminate、 C a O— S i O 2系の結晶†生化合物が Calcium Silicate、 A 1203 -S i 02-C a O系の結晶性化合物が Gehlenite, syn 、 Anorthite であり、 また A 1 203- S i 02-C a O— M g〇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 C aを含むものが望ましく、 Gehlenite, syn (C a 2 A 12 O 7 ) 、 Melitite- synthetic (C a 2 (M g 0 5 A 10 5 ) (S i 1 5 A 10 5 O 7 ) ) 、 Gehlenite - synthetic (C a 2 (Mg„ „5A1。 7
5) (S i x 25 A 10 7507) ) , Anorthite, ordered (C a 2 A 12 S i 2
〇8) 、 炭酸カルシウム （Calcite ) を含有していても良い。
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0 /0 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。
同様に、 炭酸カルシウム （Calcite ) を添加していてもよい。 炭酸カルシゥ 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 4 8重量％以下が望ましい。 この理由は、 4 8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。
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 ょぴ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， フエノール樹脂， 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， シリ力ゲル及ぴ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。
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 O H基が存在し、 水素結合により A 1 2 0 3、 S i〇2または C a Oの 各種化合物と結合しゃすいからである。
この多糖類は、 アミノ糖、 ゥロン酸、 デンプン、 グリコーゲン、 ィヌリン、 リケニン、 セノレロース、 キチン、 キトサン、 へミセノレロースおよびぺクチンか 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 詰などの故紙の粉枠物が有利に適合する。
'なお、 上記繊維状物の含有率は、 2〜 7 5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 7 5重量％を越 えると防火性能、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。 さらに、 繊維状物の平均長さは、 1 0〜1 0 0 0 t m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 度が低下しゃすいからである。
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。
また、 製紙スラッジ中には、 パルプの他に、 A 1 2 0 3、 S i〇2、 C a O、 N a 2〇、 M g O、 P n〇5、 S〇3、 K 2 0、 T i〇2、 M n O、 F e 2 0 3およ び Z n O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。
ここで、 第 2図に示すように、 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。
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、 およぴ珪砂の粉碎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。
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 3 0 0〜1 5 0 0 °C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、 複合硬化体に分リ 散させることにより軽量ィ匕を実現できる。 また、 製紙スラッジを 3 0 0 °C以上 8 0 0 °C未満で焼成した場合および、 3 0 0〜： 1 5 0 0 °C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 . 8〜1 0 0 m 2 / gであることが望まし い。 0 . 8 m / 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 1 0 0 m Z 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。
さらに、 無機粒子 4中には、 シリカ、 ァノレミナ、 酸化鉄、 酸化カルシウム、 酸化マグネシウム、 酸ィヒカリウム、 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。
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、 1〜1 0 0 μ πιの範囲にあることが望ましい。 無機粒子の 含有量は、 1 0〜9 0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。
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 ィ酸カルシウム板、 パーライトボード、 合板、 石膏ボード、 遮音、 制振材料な どに代わる新たな建築材料として使用することができる。
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、 平均含水率を 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。
次に、 この発明に係る製紙スラッジの処理方法及ぴ処理装置の実施形態につ いて第 3図〜第 1 0図を参照して説明する。
この発明の製造方法で使用する製紙スラッジとしては、 上質古紙 （ダンボー ル、 新聞紙、 雑誌を除く書籍、 印刷 ·情報用紙、 クラフト紙、 等の古紙） から トイレツトぺーパ等を製造する製紙工場において発生する製紙スラッジから硬 化体を製造する。 先ず、 製紙工場の構成を第 3図を参照して説明する。 製紙工場は、 上質古紙 を苛性ソーダを加えながら蒸気で蒸解する蒸解装置 7 0を備える。 当該蒸解装 置 7 0内では、 攪拌手段 7 2にて古紙が攪拌され液状にされる。 液状となった 古紙は、 荒い目を有するスクリーン 7 6にて、 粗大異物 （本の背表紙の繊維、 ビニール紐等） を除去した後、 6 0メッシュのスクリーン 8 2に上方から水が 注がれる水洗器 8 0にて、 パルプ 8 4と、 製紙スラッジ （排水） とに分離され る。 即ち、 この排水は製紙スラッジ （無機材料及び微少パルプ） と水分とから なる。
水洗器 8 0からの排水は、 沈殿槽 8 6に導かれ、 製紙スラッジが沈殿させら れる。 この沈殿槽 8 6は、 他の工程から排出される製紙スラッジ、 例えば、 ク ラフトパイプの抄造工程で排出される製紙スラッジなどを加えてもよい。 ここ で、 沈殿速度を速めるため、 凝集剤を添加することが望ましい。 沈殿槽 8 6の 上澄み液 8 8は、 一部が上記水洗器 8 0に戻され、 パルプと製紙スラッジとの 分離に用いられ、 残りは排水として処理される。 凝集剤としては、 硫酸アルミ 二ゥム、 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 ずれかから成るフロック剤 （添加量 0 . 0 1 〜 5 %) を用いることができる。 一方、 沈殿槽 8 6にて沈降した製紙スラッジ 8 7を、 一対のスクリユーを対 向配置してなるスクリユープレス 9 2にて脱水し、 固形分 5〜 5 0 %のブロッ ク状の製紙スラッジ 1 1 Bを製造する。 液状の製紙スラッジを、' プロック状と することで、後述する硬化体の製造装置までの搬送及び取り极レ、を容易にする。 ここで、 固形分が 5 0 %を越えると、 後工程で水分を加えて抄造が可能な 0 . 5〜 2 5重量％に濃度調整する際に、 蒸解施設が必要となり、 硬化体の製造コ ストが上昇する。 他方、 5 %未満であると、 搬送の効率が低下し、 また、 液状 であるため取り扱いが困難なためである。 スクリュープレス 9 2を用いる代わ りに、 口一ラに懸架されたベルトを対向配置してなるスクリーン脱水機 9 6を 用いて脱水した後、 裁断することで、 固形分 5〜 5 0 %のマット状、 又は、 フ レーク状の製紙スラッジ 1 1 Fを製造することも好適である。
第 4図は、 上述した固形分 5〜 5 0 %のブロック状製紙スラッジ 1 1 B、 又 は、 マット状、 フレーク状の製紙スラッジ 1 1 Fから硬化体を製造する製造装 置の全体の構成を示している。 第 1実施形態では、 上述した製紙工場と、 硬化 体の製造装置とが離れた場所に置かれ、 製紙工場からブロック状、 マット状、 又は、 フレーク状の製紙スラッジ 1 1 B、 1 1 Fが硬化体の製造装置まで搬送 される。 該硬化体の製造装置は、 製紙スラッジの水分を調整しスラリー 1 4を 生成する原料調整機構 1 0と、 スラリー 1 4から抄造体 2 6を抄造する抄造機 構 2 0と、 抄造体 2 6を反転するための反転装置 4 0と、 抄造体 2 6を積層し てから加圧し脱水を行うプレス機 5 0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 6 0とからなる。
先ず、 原料の調整を行う原料調整機構 1 0について、 第 5図を参照して説明 する。 固形分 5〜5 0 %のブロック状製紙スラッジ 1 1 B、 又は、 マット状、 フレーク状の製紙スラッジ 1 1 Fを混合器 1 3内に入れ、 濃度を固形分 0 . 5 〜 2 5重量％となるように水を注ぐ。そして、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、 ポリ塩ィ匕アルミニウム、 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 · 0 1〜 5 %) 及ぴビニ口ン繊維等の有機繊維 （バイ ンダ：添加量 0 . 1〜 1 0重量％) を添カ卩し、 混合器 1 3にて混合してスラリ 一 1 4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。
このスラリー 1 4をチェストタンク 1 8内に一時貯留する。 該チェストタン ク 1 8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。
引き続き、 上記水分調整を行つた製紙スラッジを含むスラリー 1 4から抄造 機構 2 0にて抄造体 2 6を生成する。
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、 炭酸カルシゥムを含有してなる硬化体であって、
前記硬化体中の C a、 A l、 S iの量が、 それぞれ C a O、 A 1。0 3、 S i 02に換算して C a OZS i 02の重量比率 0. 2から 7. 9、 CaO/A l 2 O 3の重量比率が 0. 2から 12. 5に調整されてなるため、 C a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、 J I S Z 8721の規定に基づく値 で N 4以上にできる。
なお、 J I S 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、 N 0から N 10の記号で表示したもので ある。
実際の明度の測定は、 NO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 I S Z 87 21の規定に基づく値で N 4以上にできるため、 着色や装飾を施すことが可能 になる。
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カ卩してもよい。 この抄造機構 20について、 第 6図を参照 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 21 A、 21 B、 21 Cと、 ノ 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 22A、 22 B、 22 Cと、 ワイヤーシリンダ 22 A、 22B、 22 C 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を所定の厚みまで卷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ツタ 36と、 抄造体 26を搬送す るベルトコンベア 38とを備える。
ワイヤーシリンダ 22 A、 22B、 22Cは、 直径 70 cmで、 幅 1籠に形成 されている。 本実施形態では、 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、 22 Cを透過した水は、 パイ プ 1 7 a及び真空ポンプ 17を介して第 5図に示す混合器 13へ戻される。 また、 本実施形態では、 ワイヤーシリンダ 22 A、 22B、 22 Cを搬送べ ノレト 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 1 4から抄造体 2 6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 形態では、 ワイヤーシリンダの回転数が 6 0回転 Z分に設定されている。 この 回転数は、 1〜： 1 0 0回/分が望ましい。 原料溶液 1 4から抄造体 2 6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 力、らである。ここで、回転ドラムが 1回転 Z分よりも低いと、抄造効率が低い。 一方、 回転数が 1 0 0回転ノ分を越えると、 均一な厚みで抄造体が出来にくく なる。 本実施形態では、 ワイヤーシリンダ 2 2 A、 2 2 B、 2 2 C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。
なお、 ワイヤーシリンダ 2 2 A、 2 2 B、 2 2 Cの網目は # 6 0 ( 1インチ 当たりの網目数 6 0 ) に形成されている。 ワイヤーシリンダ 2 2 A、 2 2 B、 2 2 Cの網目は # 4 0 〜 1 5 0が望ましい。 原料溶液 （スラリー） 1 4力、ら抄 造体 2 6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、 # 4 0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、 # 1 5 0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。 製紙スラッジを含む原料溶液の濃度は、 固形分 0 . 5 〜 2 5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、 2 5 % を越えると、 製品の均一性が低下するからである。 3 〜 6 %が、 抄造効率の点 で特に望ましい。
ワイヤーシリンダ 2 2 A、 2 2 B、 2 2 C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 l mのフェルトからなり、 ローラ 3 4にて懸架 されており、 裏面に吸引ボックス 2 4を設けて、 真空ポンプ 1 7で吸引しなが ら脱水を行っている。 即ち、 該ベルト 2 3は、 製紙スラッジを含む原料 1 4の 水分をフヱ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 1 7側へ吸着され、 第 5図に示す混合器 1 3へ戻される。 この第 1実 施形態では、 ベルト 2 3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。 本実施形態は、 搬送ベル ト 2 3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 2 3で搬送し ながら脱水するため、 効率的に抄造体 2 6中の水分を減らすことができる。 また、 本実施形態では、 搬送ベルト 2 3の搬送速度が 4 8 mZ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 2 2 A、 2 2 B、 2 2 C、 切断用回転ドラム 3 0及びベルトコンベア 3 8が図示しないモータにより駆動 されている。 搬送ベルト 2 3の搬送速度は、 5〜8 O mZ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 5 m/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 8 O mZ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。
搬送ベルト 2 3にて搬送された抄造体を所定の厚みまで卷回し切断する切断 用回転ドラム 3 0は、直径 6 4 cm (外周 2 m) に形成されており、表面に水を滞 留させる貯留溝 3 2と、 この溝 3 2の近傍に位置する収容溝 3 3に収容された ピアノ線 3 1とを備える。 該切断用回転ドラム 3' 0は、 表面に搬送ベルト 2 3 から搬送された抄造体 2 6を多層化させながら卷回する。
そして、 抄造体 2 6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 3 3内のピアノ線 3 1が押し出される。 貯留溝 3 2に沿った位置で抄造体 2 6は、 含水率が高く、 ピアノ線 3 1が押し出される と、 貯留溝 3 2に沿って切断され、 第 7図 （A) に示すように、 切断端がベル トコンベア 3 8側に倒れかかる。 そして、 切断用回転ドラム 3 0の回転及びべ ノレトコンベア 3 8の搬送に伴い、 所定の厚みの抄造体 2 6がベルトコンベア 3 8上まで搬送される （第 7図 （B ) 参照） 。 ここで、 第 7図 （C ) に示すよう に、 他方の切断端が力ッタ 3 6の対応位置まで搬送されると、 カツタ 3 6がべ ルトコンベア 3 8側へ降ろされ、 抄造体 2 6の切断端と搬送ベルト 2 3上を搬 送される未積層の抄造体とが分離される。 本実施形態では、 搬送ベルト 2 3上の抄造体を、 切断用回転ドラム 3 0に転 写させながら多層化し、 多層化させた抄造体 2 6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 . 5 cm) 及 ぴ大きさ （l mX 2 m) の抄造体 2 6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。
また、 本実施形態では、 切断用回転ドラム 3 0にて一端の切断された抄造体 2 6を一定間隔で切断するカツタ 3 6を備える。このため、効率的に所定長（2 m) の抄造体 2 6を形成することができる。 なお、本実施形態では、抄造体 2 6 の厚みを 1 . 5 cmとしたが、 厚みは 2 cm以下であることが望ましい。 2 cm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。
抄造体を反転するための反転装置 4 0について、第 8図を参照して説明する。 本実施形態の製造装置では、 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 2 6が反転される。 反転装置 4 0は、 抄造体を吸 着して搬送する搬送装置 4 2と、 テーブル 4 4と、 反転板 4 6と力 ら成る。 第 8図 （A) に示すように、 ベルトコンベア 3 8上の抄造体 2 6力 搬送装 置 4 2によって反転板 4 6上に載置される。 反転板 4 6が駆動され、 抄造体 4 6を反転させる （第 8図 （B ) 参照） 。 そして、 第 8図 （C) に示すように反 転された抄造体 2 6力 搬送装置 4 2によって第 4図中に示すプレス機 5 0へ 搬送される。 なお、 上述したように、 本実施形態では、 スラリ^" 1 4にバイン ダを添加することで抄造体 2 6に可撓性を持たせ、 切断後の扱いを容易にして ある。
抄造体を加圧して脱水を行うプレス機 5 0について、 第 9図及び第 1 0図を 参照して説明する。 第 9図 （A) に示すように、 プレス機 5 0は、 凹部 5 4 A を備えるメス型 5 4と、 該凹部 5 4 Aへ嵌入するォス型 5 2とから成り、 メス 型 5 4及ぴォス型 5 2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 5 4 a、 5 2 aがそれぞれ形成されている。 また、 該プレス機 5 0には、 抄造体 2 6に原料溶液 1 4を塗布するためのカーテンコーター 5 6 が備えられている （第 9図 （B ) 参照） 。
プレス機 5 0での積層及び加圧について説明する。 先ず、 第 9図 （A) に示 すように、 メス型 5 4の凹部 5 4 Aに、 最下層として、 第 8図 （C) を参照し て上述した反転装置 4 0にて反転されて上記切断用回転ドラム 3 0との接触面 側を下側に向けられた抄造体 2 6が、 搬送装置 4 2により搬入される。 次に、 第 9図（B )に示すように、カーテンコーター 5 6により、抄造体 2 6の上面、 即ち、 上層の抄造体との接着面に原料溶液 1 4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 5 0 g Zm2〜 5 0 0 g Zm2が好適である。 なお、 ここでは、 カーテンコーター 5 6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。
2層目の抄造体として、 第 9図 （C ) に示すように、 ベルトコンベア 3 8上 の抄造体 2 6が反転されることなくメス型 5 4の凹部 5 4 Aへ搬送装置 4 2に より搬入される。 その後、 第 1 0図 （A) に示すように、 原料溶液 1 4を塗布 した後、 3層目の反転された抄造体 2 6が載置され、 原料溶液 1 4を塗布した 後に 4層目 （最上層） の反転されない抄造体 2 6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。
その後、 ォス型 5 2を押し下げ、 加圧プレスを 6 O Kgん m2で行う （第 1 0図 (B ) 参照） 。 この際、 抄造体 2 6から染み出る水分を、 通孔 5 4 a、 5 2 a を介して外部へ導出する。その後、ォス型 5 2を上げて（第 1 0図（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 6 0へ搬送す る。
本実施形態では、 加圧を型枠 （凹部 5 4 A) 中で行うため、 高圧で加圧して も抄造体 2 6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、 ォス型 5 2及ぴメ 側 5 4に抄造 体 2 6から染み出る水分を抜くための通孔 5 2 a、 5 4 a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 1 4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。
加圧プレスは、 1 0〜 2 5 O Kgん m2で行うことが望ましい。 加圧プレスを 1 0 Kg/cm2未満で行うと、 必要とされる強度を得ることができない。 一方、 2 5 0 Kgん m2を越えて加圧プレスしても強度を高めることができず、 プレス機が大 型化 ·高価格化するからである。 本実施形態では、 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 レ、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。
また、 本実施形態の製造方法では、 抄造体を厚さ 2 0讓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。
本実施形態では、 抄造体 2 6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 2 6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、 最上層及ぴ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 3 2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。
更に、 本実施形態では、 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、 本実施形態では、 メス型 5 4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。 本実施形態で は、 型枠 5 4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。 上記プレス機 5 0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〜 9 0日程度保管し、 水分が 3 %になるまで自然乾燥させ る。 その後、 第 4図に示す乾燥機 6 0にて完全に脱水して硬化反応を進行させ る。 乾燥機 6 0は、 電熱ヒータ 6 2とファン 6 4とを備え、 乾燥を温度 8 0 〜 2 0 0。Cで行う。 乾燥機 6 0は、 電熱ヒータ 6 2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 にて乾燥させることが、 形状の安定性のため望まし い。
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。
その後、 グラインダーで、 第 11図 （A) に示すように、 角部を面取りし、 C面を設ける。 硬化体 1は、 コンピュータ用配線を配設すための中空部分を提 供するパネル状 （板状） 床材として形成される。 このため、 硬化体 1は、 厚さ (h) 25mm, 幅 （w) 5 O cmに形成される。 C面は、 長さ 0. 1〜2赚に 形成することが好適である。 これにより、 パネル状の床材として用いる際に、 扱い易く、填め込みが容易である。また、角部が欠け、割れることがなくなる。 第 1 1図 （A) に示すように、 C面を形成する際には、 加工が容易である利点 がある。
一方、 第 1 1図 （B) に示すように面取りの際に、 R面を形成することも可 能である。 R面は、 半径 l〜5ramで形成することが好適である。 これによ り、 パネル状の床材として用いる際に、 扱い易く、 填め込みが容易である。 ま た、 角部が欠け、 割れることがなくなる。 なお、 面取りは、 硬化後でも、 硬化 前の成形時に行つてもよい。
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 などで欠けゃクラックの有無を検査してもよい。
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°C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％ S i 02 24. 2 重量％, P2O5 : 0. 2 重量％ l 203 14. 0 C 1 ： 0. 2 重量％ C a O ： 8. 0 重量％, Z ηθ : 0. 1
Mg O : 1. 4 重量％， その他：
T i o。 1. 0
コンビユータ用配線を配設すための中空部分を提供するパネル状床材として 配置された硬化体 1を第 1 2図に示す。 図中では、 1枚の硬化体 1が取り外さ れ、 硬化体 1の下に配置された配線 1 0 2が点検できるようになった状態を示 している。 この実施例では、 硬化体 1に面取りがなされているため、 施工後に も取り外し、 填め込み等が容易であるのに加えて、 誤って、 作業者が足等に落 としても、 怪我を最小に抑えられる。 また、 角部がこすれて発生するきしみ音 がない。
上述したように、 第 1実施形態では、 分離した製紙スラッジをスクリュープ レス 9 2、 スクリーン脱水機 9 6にて脱水する。 そして、 脱水した製紙スラッ ジに水分を加えて濃度調整してからろ水体を用いて抄造する。 即ち、 製紙工場 にて分離した製紙スラッジを脱水することで、 ろ水体を備える製紙スラッジの 処理施設まで輸送することが容易になり、 商業的に採算が合うように製紙スラ ッジから硬化体を製造することができる。
引き続き、 本発明の第 2実施形態に係る製紙スラッジの処理方法及び処理装 置について、 第 1 3図〜第 1 5図を参照して説明する。
第 1実施形態では、硬化体の製造装置が、製紙工場とは別の場所に置かれた。 このため、 搬送が容易なように製紙工場にて、 固形分 5〜5 0 %のブロック状 製紙スラッジ 1 1 B、 又は、 マット状、 フレーク状の製紙スラッジ 1 1 Fを生 成した。 これに対して、 第 2実施形態では、 硬化体の製造装置が製紙工場内に 配置される。 このため、 第 1 3図に示すように、 脱水のためのスクリュープレ ス 9 2、 スクリーン脱水機 9 6が省かれ、 沈殿槽 8 6にて沈降した製紙スラッ ジ 8 7がそのまま第 1 4図に示す硬化体の製造装置にパイプ 8 9を介して送ら れるように構成されている。 ，
' 第 2実施形態の硬化体の製造装置の構成を第 1 4図に示す。 硬化体の製造装 置は、 製紙スラッジを調整しスラリー 1 4を生成する原料調整機構 1 1 0と、 上記第 1実施形態と同様なスラリー 1 4から抄造体 2 6を抄造する抄造機構 2 0と、 抄造体 2 6を反転するための反転装置 4 0と、 抄造体 2 6を積層してか ら加圧し脱水を行うプレス機 5 0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 6 0とからなる。
第 2実施形態の原料調整機構 1 1 0について、第 1 5図を参照して説明する。 原料調整機構 1 1 0は、 沈殿槽 8 8からパイプ 8 9を介して送られた製紙ス ラッジ 8 7と、 水 1 2とを、 後述する吸引脱水により濃度を固形分 0 . 5〜2 5 (好適には 3〜 6 ) 重量％となるように計量して混合器 1 3内に入れ、 硫酸 アルミニウム、 塩化第二鉄、 ポリ塩ィ匕アルミニウム、 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：添カ卩量 0 . 0 1〜5 %) 及びビニ 口ン繊維等の有機繊維 （バインダ：添加量 0 . 1〜： 1 0重量0 /0) を添加し、 混 合器 1 3にて混合してスラリー 1 4を調整する。 有機繊維 (パインダ) 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。 ここ で、 沈殿槽 8 6から送られる製紙スラッジ濃度が低い場合には、 特に水を加え る必要がない。 また、 この沈殿槽 8 6には、 他の工程で排出される製紙スラッ ジを加えてもよい。
このスラリー 1 4を、 底部にフィルター 1 6が設けられた脱水容器 1 5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 . 5〜2 5 (好 適には 3〜 6 ) 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。 この脱水容器 1 5の底部は真空ポンプ 1 7と連結しており、 真空ポンプ 1 7 の稼働により水分を吸引する。 フィルター 1 6は特に限定されなレ、が、 焼結金 属、 多孔金属板 （直径 l〜5 ram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 1 5にて水 分調整された原料 1 4を、 チェストタンク 1 8内に一時貯留する。 該チェスト タンク 1 8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。
以降の工程は、 第 4図を参照して上述した第 1実施形態と同様であるため、 説明を省略する。 この第 2実施形態では、 蒸解した紙を水洗してパルプから分 離した製紙スラッジを沈殿させた後、 沈殿した製紙スラッジを含む原料溶液を ろ水体を用いて抄造する。 即ち、 パルプから分離した製紙スラッジを、 沈殿さ せてから抄造するため、 濃度調整が容易になる。 また、 製紙工場にて一旦脱水 して力 ら、 硬化体の製造装置にて脱水分に相当する量の加水を行わないため、 脱水に相当するエネルギーを節約できる。 このため、 商業的に採算が合うよう に製紙スラッジから硬化体を製造することができる。
また、 第 2実施形態では、 脱水容器 1 5にて固形分を 0 . 5〜2 5 (好適に は 3〜6 ) 重量％に調整するため、 パルプから分離した製紙スラッジを効率的 に抄造することが可能となり、 商業的に採算が合うように製紙スラッジから硬 化体を製造することができる。
引き続き、 本発明の第 3実施形態に係る製紙スラッジの処理方法及び処理 装置について、 第 1 6図を参照して説明する。
第 3実施形態では、 第 2実施形態と同様に硬化体の製造装置が製紙工場内に 配置される。 但し、 第 3実施形態では、 第 2実施形態で設けられていた沈殿槽 8 6が省かれ、 水洗器 8 0から分離された製紙スラッジを含む排水がパイプ 8 9を介して第 2実施形態と同様な硬化体の製造装置へ送られるように構成され ている。 なお、 水洗器 8 0では、 蒸解装置 7 0で蒸解された古紙に水を注ぐ際 に、注ぎ始めた際の製紙スラッジ濃度の高い廃液を硬化体の製造装置側へ送り、 注ぎ終わる際の製紙スラッジ濃度の低い廃液を、 廃液処理し、 又は、 第 2実施 形態と同様に沈殿槽を経て硬化体の製造装置へ送ることが好適である。
この第 3実施形態においては、 蒸解した紙を水洗し、 パルプから分離した製 紙スラッジを濃度調整し、 濃度調整された製紙スラッジを含む原料溶液をろ水 体を用！/、て抄造し、該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させる。即ち、 パルプから分離した製紙スラッジを、 製紙工場にて一旦脱水してから、 硬化体 の製造装置にて脱水分に相当する量の加水を行わないため、 脱水に相当するェ ネルギーを節約できる。 また、 沈殿を行わない。 このため、 商業的に採算が合 うように製紙スラッジから硬化体を製造することができる。
また、 第 3実施形態では、 脱水容器 1 5にて固形分を 0 . 5〜2 5 (好適に は 3〜6 ) 重量％に調整するため、 パルプから分離した製紙スラッジを効率的 に抄造することが可能となり、 商業的に採算が合うように製紙スラッジから硬 化体を製造することができる。
なお、 第 1実施形態では、 比重は 1 . 1 6、 第 2実施形態では、 1 . 2 0、 第 3実施形態では、 1 . 3 0であった。 一方、 実施形態と同様の条件でも、 蒸 解していない場合は、 比重 1 . 0 0となった。 このように、 蒸解により無機成分を効率的に抽出できる。
(実施例 1 )
( 1 ) O A機器用上質古紙 1 0 0 0重量部、 水 2 0 0 0重量部および水酸化 ナトリウムを 1 0 0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) 6 0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 7 6. 0重量％ Mg O： 0
S i 02 6. 0重量％
A 1 203 1 3. 5重量0 /0
C a O 2. 6重量％
その他 微量
添加混合の結果、 以下の組成となつた。
(4)この混合した製紙スラッジをスクリユープレスし、フレーク状にした後、 ビニ口ン繊維 0. 3重量％およぴ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。
(5) このスラリーを用いて抄造した。
ワイヤーシリンダは、 # 6 0、 直径 7 0cm、 幅 lm、 回転数 6 0回転ノ分、 ベ ルト搬送速度 48mZ分、メーキングロールは直径 6 4cmである。プレスの金型 の大きさは、 1 8 0 OmmX 1 0 0 0膽であった。 また、 押し棒は、 1 9 OmrnD のものを 4 5本使用した。
得られた製紙スラッジの硬化体の組成を下記に示す。 比重は 1. 1 6であつ た。
パルプ 5 1. t% Mg O： 1. 4重量％
S i 02 24. SO 0.
A 1 203 1 4 P2O5 0. 2重量％
C a O 8. C 1 0. 2重量％ T i o2 Z ηθ： 0.
その他
(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％ M g O： 0. 9重量0 /0
S i 02： 30. 0重量％ SOs： 0. 5重量％
A 1203： 14. '205： 0.
C a O： 9. 8重量％ C 1 ： 0. 1
T i O―。： 0. 7重量。/。 Ζ η Ο： 0.
その他 微量
更に、 第 1 5図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。
(実施例 3 )
蒸解で得られた製紙スラッジを用いて抄造を実施した。
得られた製紙スラッジの硬化体の組成を下記に示す。比重は 1.3であった。
パルプ： 26. 8重量0 /0 Mg Ο： 1.
S i 02： 42. 4重量％ S O 3： 0. 1重量％
A 1203： 1 5. 0重量％ p2o5： 0. 1重量％
C a O： 13. 4重量％ C 1 ： 0. 1重量％
T i O 2： 1. 0重量％ Z ηθ： 0. 05重
その他 微量
(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、 2 N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 A とした。
A パルプ 51. Mg O
S i 02 18. SO 3.
Figure imgf000031_0001
C a O 0. C 1 ： 0.
SO^一 1. Z ηθ 0.
その他 微量
また、 〇 A機器用上質古紙を実施例と同様に蒸解して洗浄し、 製紙スラッジ Bを得た。
B
パルプ 21. S i O 4.
A 1203 7 Ρ,Ο 0
C a O 65. N a 20 0.
so3 0,
その他
炭酸カルシウムの量は、 55重量％であった。
また、 丸東窯材社が取り扱う牧製紙株式会社のインクジエツトプリンタ用紙 の製紙スラッジ：固形分 51重量0 /0、 水分 49重量0 /0にさらに炭酸カルシゥム (立方形状） を 10重量％添加して Cとした。
C
パルプ ― 16. 4重一量％ s i o2 2.
A 1203 5. 5重量％ P2OS 0
C a O 75. 0重量％ N a 90 0.
S03 0. 2重量％
その他
炭酸カルシウムの量は、 65重量％であった。
以上 A B Cを適宜混合して試料を調整して、 第 6図の装置で抄造した。 ワイヤーシリンダは、 #60、 直径 7 Ocm、 幅 lm、 回転数 60回転 分、 ベ ルト搬送速度 48mZ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、 1800ramX l 000mm であった。 また、 押し棒は、 19 Omm口のものを 45本使用した。 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 た結果を第 1 7図〜第 20図のグラフに示す。 第 1 7図は C a O/S i 02と 圧縮強度、 明度との関係を示し、 縦軸に圧縮強度 （KgZcni2) 及び明度 （N) を横軸に C a O/S i〇2の割合を取ってある。 第 18図は C a O/A 12〇3 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 C a OZA 1203の割合を取ってある。 第 1 9図は、 C a O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 C a Oの含有量 （％) を取ってある。 第 20図は C a Oの含有量と釘 引き抜き強度、 破壊靭性との関係を示し、 縦軸に釘引き抜き強度 (Kg/cm2) 及び破壊籾性 (MP a - m1/2) を横軸に C a Oの含有量 （％) を取ってある。 破壊靱性は、 0 &0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、 2 OKgZcm2が基準となるが、 0 &0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、 C a O/S i〇2の比率 0. 2から 7. 9、 C a〇/A l 2〇3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。
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
(比較例 1 )
実施例 1と同様であるが、 古紙を蒸解せず、 古紙を枠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,袓成で比重が 0. 8であった。
パルプ： 74. 0重量％ Mg O： 0. 1重量0 /0
S i O 2 ： 8. 0重量％
A 1203 ： 13. 5重量0 /0
C a O ： 2. 7重量％
その他 微量
(比較例 2)
また、 比較例 1と同様であるが、 抄造でなくプレス法にて硬化体を得たが、 下記組成で比重 . 0であった
パルプ： 74 Mg O： 0
S i 02： 9.
A 1203： 14. 0重量％
C a O： 2
その他
(比較試験例 3) ゾルゲル法 C a系結晶なし
エチルアルコールと古紙を混ぜたものをポールミルで 1時間粉砕する。 っ ヽ 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 3◦ 重量部、 カノレシゥムジメ トキシド 30重量部、 エチルアルコール 66重量部、 水 1 8重量部、 0. 1 N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°Cで 24時間乾燥させて、 さらにフヱ ノール榭脂を含浸させて 60 °C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、 C a系結晶は存在しない。 古紙 中の炭酸カルシゥ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。
さらに、 実施例 1、 実施例 2、 実施例 3及び比較例 1， 比較例 2について、 24時間浸水した場合の寸法変化率を測定した。 その結果を示す。 また、 明度 も記載する。 さらに、 遮音性を表す 2000Hzでの透過損失 （ d b ) を測定 した。
寸法変化 X— Y 寸法変化 Z 明度 透過損失 実施例 1 3% 20% N4. 5 55 実施例 2 2% 15% N 5. 0 55 実施例 3 1% 1 1% N5. 0 60 比較例 1 15% 40% N 3. 5 40 比較例 2 16% 38% N3. 5 35 比較例 3 20% 40% N 3. 0 30 このように、蒸解することにより、古紙から無機成分を取り除くことができ、 高い密度の複合硬化体と得ることができる。 また、 蒸解により繊維を均一にか らませることができるため、 吸湿時の寸法安定性にも優れるのである。
以上説明したように、 本発明は、 寸法変化率が小さく、 密度が高いため透過 損失も高く、 また、 寸法変化しにくい。 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。 上記実施例 4での Aと Bと Cを 1 ： 3 ： 1で混合した製紙スラッジを硬化さ せた複合硬化体を 1 mmX 1 mmの大きさで厚さ 2 mmに切りだし、 外周に長 さ 1 mmの C面を設けたボード A、 同じ大きさで 1 mmの R面を設けたボード B, 面取りしないボード Cを製造した。
ボード A、 B、 Cを第 12図のように敷き詰めて、 それぞれ上を歩いたとこ ろ、 ボード A、 Bではきしみ音が確認されなかったが、 ボード Cには、 きしみ 音が発生した。 きしみ音は、 ボード間の角部同士の擦れによって生じると思わ れるが、 本発明では、 角部がないためこのようなきしみ音がない。
さらに、 厚さ 2 ramで周波数 125から 4000Hzで音の透過損失と損失係 数を測定した。透過損失は遮音性を表し、損失係数は制振性を表す。第 21図、 第 22図にあるように、 面取り形状を設けることで、 通過損失と損失係数が大 きくなるという意外な結果がえられている。 面取りされることで、 ボードが震 動しやすくなり、 音のエネルギーを吸収しやすくなるのではないかと推定して いる。 ， したがって、 防音材、 制振材、 床材、 天井材、 壁材などの建築材料用途におい て特に有効である。
以上説明のように、 本発明は防音材、 制振材、 床材、 天井材、 壁材などの建 築材料用途において特に有効であり、 建築材料として使用した場合にはめ込み やすく、 角部が欠けることもなく、 角部の擦れで発生するきしみ音もない。 さ らに、 意外にも遮音性、 制振性を向上させることもできる。
(実施例 5)
実施例 1と同様に整調して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％ M g O： 1. 4重量0 /0
S i 02： 24. 2重量％ A 1203： 14.
P205： 0. 2重量％ C a O ： 8. 0重量％ C 1 ： 0.
T i〇 2 ： 1. 0重量0 /0 Ζ ηθ： 0
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°Cで 70分乾燥させた。この複合硬化体は、 25°C,湿度 30% で平衡含水率 2. 8 %を示した。
(実施例 6)
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％ M g O： 0. 9重量0 /0
S i 0- 30.
A 1203 14. P2〇5 0
C a O ： 9. C 1 ： 0. 1重量％
T i Ο „ 0 Z n〇 ： 0
その他 微量
更に、 第 1 5図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であつた。 この複合硬化体は、 25 °C、 湿度 30 %で平衡含水率 2.
5%を示した。
(実施例 7)
実施例 1の混合スラリ 3重量0 /0の硫酸アルミニゥムを添加した
パルプ： 43. Mg O ： 0.
S i 0。 ： 29. SO 3 0.
A l 203 14. P2O5 0.
C a O ： 9. C 1 ： 0. 1重量％
T i 02 ： 0 Z ηθ： 0
その他 微量
この複合硬化体は、 25 °C、 湿度 30 %で平衡含水率 4 %を示した, (実施例 8) 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. Mg O 1.
s i o2 18 6重量％ SO, 3.
A 1203 22 P2O5 0
C a O 0. C 1 0. 1重量％
so3 Ζ ηθ 0. 1重量％
その他 微量
平衡含水率は、 5 %となった。
(比較例 4)
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％ Mg O 0
S i 0。 8. 0重量％
A 1 2o3 13. 0重量％
C a O： 2.
その他
平衡含水率は、 6 %となつた。
(比較例 5 )
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0 /0、 炭酸カルシゥ ム 3重量％添加した。 組成は以下の通り。
パルプ： 75. 8重量。/。 Mg O： 0
S i O 5. 9重量％ S〇Q： 0
A 1203： 12. 8重量％
C a O： 4. 0重量％
その他
平衡含水率は、 6 %となつた。 (比較例 6 )
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. Mg O 1.
s i o2 16.
A l 203 20 P2O5 0.
C a〇 0. C 1 ： 0. 1重量％
so3 1. Ζ ηθ 0. 1重量％
その他 微量
平衡含水率は、 6 %となつた。
さらに、実施例 5、実施例 6、実施例 7、実施例 8及び比較例 4、比較例 5、 比較例 6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。
平後テ含水率 寸法変化 Χ_Υ (30%) 寸法変化 X— Υ (80%) 実施例 5 2 8 3% 5% 実施例 6 2 5 2% 5% 実施例 7 4 5% 2% 実施例 8 5 5% 3% 比較例 4 6 10% 1 1 % 比較例 5 6 10% 12% 比較例 6 6 1 1% 1 2%
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。
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。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする製紙スラッジの処理方 法：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸解した蒸解物から製紙スラッジを分離する工程；
(c) 製紙スラッジを乾燥硬化させて硬化体を得る工程。
2. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする製紙スラッジの処理方 法：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程；
(c) 製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該ろ水体表面に 製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送ベルトに転写す る工程、
( d ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
3. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする製紙スラッジの処理方 法：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程；
(c) 分離した製紙スラッジを脱水する工程；
(d) 脱水した製紙スラッジに水分を加えて濃度調整する工程；
(e) 濃度調整された製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送 ベルトに転写する工程、
( f ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
4. 前記 （c) での脱水で、 固形分を 5〜50%にすることを特徴とする請 求項 3の製紙スラッジの処理方法。
5. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする製紙スラッジの処理方 法：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程； (c) 分離した製紙スラッジを沈殿させる工程；
(d) 前記沈殿した製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用いて抄造し、 該 ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送べ ルトに転写する工程、
(e) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
6. 少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする！^氏スラッジの処理方 法：
(a) 紙を蒸解する工程；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する工程； (c) 分離した製紙スラッジを濃度調整する工程；
( d ) 濃度調整された製紙スラッジを含む原料溶液をろ水体を用レ、て抄造し、 該ろ水体表面に製紙スラッジの抄造体を付着させると共に、 この抄造体を搬送 ベルトに転写する工程、
( e ) 抄造体を硬化させて製紙スラッジの硬化体を得る工程。
7. 前記 （c) での濃度調整で、 固形分を 3〜 6%にすることを特徴とする 請求項 6の製紙スラッジの処理方法。
8. 少なくとも以下を備えることを特徴とする製紙スラッジの処理装置：
(a) 紙を蒸解する蒸解装置；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して製紙スラッジを分離する水洗装置； (c) 製紙スラッジを乾燥硬化させる硬化装置。
9. 少なくとも以下を備えることを特徴とする製紙スラッジの処理装置：
(a) 紙を蒸解する蒸解装置；
(b) 前記蒸解した蒸解物を水洗して、 製紙スラッジを分離する水洗装置；
(c) 製紙スラッジを含む原料溶液を抄造し、 表面に製紙スラッジの抄造体を 付着させるろ水体；
(d) 前記ろ水体の表面の抄造体を転写する転写ベルト ；
(e) 転写ベルトのろ水体を裁断する裁断装置； ·
(f ) 裁断されたろ水体を硬化させる硬化装置。
1 0. 無機非晶質体と繊維状物と力 らなる硬化体であって、
角部に面取り形成を有してなることを特徴とする硬化体。
1 1. 製紙スラッジを硬化させてなる硬化体であって、
角部に面取り形成を有してなることを特徴とする硬化体。
12. 面取りは、 C面を設けたことを特徴とする請求項 10又は 2の硬化体。
13. 面取りは、 R面を設けたことを特徴とする請求項 10又は請求項 1 2 の硬化体。
14. 製紙スラッジを硬化させてなり、 S i、 A l、 C a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。
15. 製紙スラッジを硬化させてなり、 S i、 A l、 C a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。
16. 製紙スラッジを硬化させてなり、 S i、 A l、 C a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 C a成分が C a O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。
17. 製紙スラッジを硬化させてなり、 S i、 A 1、 C a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。
18. 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 15〜請求項 1 7のいずれか 1の硬化体。
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