JP3641246B2 - 難燃性古紙ボードの製造方法及び難燃性古紙ボード - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は古紙ボード及びその製造方法に関し、詳しくは、新聞紙、雑誌、段ボールなどの古紙を主原料とする難燃性の古紙ボード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
工場やオフィス、あるいは一般家庭などから排出される多量の古紙は、環境保護、資源の有効活用などの見地から、近年、種々の用途に再利用されるようになっている。そして、その再利用方法の一つとして、古紙から建材用などに用いられる古紙ボードを製造する方法が知られている。
【０００３】
そして、古紙ボードの製造方法の一つに、例えば、古紙を乾式解繊した解繊ファイバーにバインダーを添加してなるボード原料を、熱板により熱圧締してボード状に成形するようにした古紙ボードの製造方法がある。
【０００４】
ところで、従来の古紙ボードは可燃性の紙系材料を主成分とするものであることから、難燃性あるいは不燃性が要求されるような用途には利用することができず、利用範囲が制約されるという問題点がある。
【０００５】
そこで、難燃剤を古紙ボードに使用して、古紙ボードを難燃化あるいは不燃化する試みがなされてきたが、未だ、十分な難燃性を備えた実用性を有する古紙ボードは得られていないのが実情である。
【０００６】
本願発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、古紙を主原料として用いて、難燃性を備えた古紙ボードを製造することが可能な難燃性古紙ボードの製造方法及び該製造方法により製造される難燃性古紙ボードを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法は、
乾式解繊された古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液が添加、混合された解繊ファイバーに、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液及び粉粒体状の難燃剤が添加、混合された解繊ファイバーに、熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料、及び熱硬化性樹脂系の接着剤が添加、混合された解繊ファイバーをマット状に予備成形する工程と、
前記マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設する工程と、
前記マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締することにより、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形する工程と
を具備することを特徴としている。
【０００８】
古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液を添加、混合するとともに、これに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合した後、さらに熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合し、マット状に予備成形した後、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締して、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形することにより、難燃性を備え、かつ、機械的強度などの特性に優れた古紙ボードを得ることが可能になる。
【０００９】
すなわち、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法においては、乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合するようにしているので、窒素系化合物の水溶液が解繊された古紙を主成分とする解繊ファイバーの細部にまで行き渡り、得られる古紙ボードに十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、さらに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合されていることから、難燃性を一層向上させることが可能になり、より信頼性の高い難燃性古紙ボードを得ることができるようになる。
【００１０】
また、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締するようにしているので、ボードの表面に十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性を向上させることが可能になる。さらに、熱圧締装置（例えばホットプレス装置）の熱板とボードとの離型性（剥離性）を良好に保つことが可能になり、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法をさらに実効あらしめることができる。
【００１１】
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂を主成分とするものを用い、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものを用いることにより、コストの増大を抑制しつつ、実用性の高い難燃性古紙ボードを効率よく製造することが可能になり、有意義である。
【００１２】
なお、本願発明において、液体難燃剤に用いられる窒素系化合物としては、塩基性化合物のグアニジンとスルファミン酸の塩であるスルファミン酸グアニジンやリン酸グアニジンなどのグアニジン系難燃剤、グアニル尿素系難燃剤、メラミン系難燃剤、アンモニウム塩などの種々のものを用いることが可能である。
【００１３】
また、粉粒体状の難燃剤としては、特に制約はなく、種々のものを用いることが可能であるが、好ましい例としては、水酸化アルミニウム系難燃剤、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムなどの薬剤、フライアッシュ、パーライト、シリカフラワーなどの粉体無機物質などが挙げられる。
【００１４】
また、無機質繊維状の不燃材料としては、ロックウール、ガラスウールなど種々のものを用いることが可能である。
【００１５】
また、熱硬化性樹脂系の接着剤としては、イソシアネート系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などを用いることが可能である。
【００１６】
なお、本願発明において、乾燥状態の解繊ファイバーとは、絶乾状態の解繊ファイバーに限られるものではなく、気相中の水分と平衡な量の水分を含んでいてもよく、実質的に水に濡れていない状態であればよい。但し、液体難燃剤を解繊ファイバーの細部にまでより確実に行き渡らせる見地からは、なるべく水分含有量が少ない方が望ましい。
【００１７】
また、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法によれば、古紙の割合を、乾燥基準で６５重量％程度にまで増やしても、難燃性を備えた古紙ボードを製造することができる。
【００１８】
また、請求項２の難燃性古紙ボードの製造方法は、熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合が、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合することを特徴としている。
【００１９】
熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合を、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合することにより、得られる古紙ボードを確実に難燃化することが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。なお、窒素系化合物の割合が、乾式基準で５重量％未満になると、解繊ファイバーの難燃化が不十分となり、また、２０重量％を超えると窒素系化合物水溶液中の水分量が多くなり、熱圧締工程における水分の蒸発による爆裂が発生しやすくなるため好ましくない。
【００２０】
また、請求項３の難燃性古紙ボードの製造方法は、前記窒素系化合物の水溶液を、熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加することを特徴としている。
【００２１】
熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加することにより、熱圧締工程における水分の蒸発によるボードの爆裂を防止することが可能になるとともに、水分を蒸発させるために要する熱エネルギーの消費量を抑制して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００２２】
また、請求項４の難燃性古紙ボードの製造方法は、熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合が、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合することを特徴としている。
【００２３】
熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合を、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合することにより、得られる古紙ボードの難燃性をより確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００２４】
また、請求項５の難燃性古紙ボードの製造方法は、前記窒素系化合物が、常温で水に対して３０重量％以上の溶解度を有する物質を主成分とするものであることを特徴としている。
【００２５】
液体難燃剤に用いられる窒素系化合物として、常温で水に対して３０重量％以上の高い溶解度を有する物質を主成分とするものを用いることにより、熱圧締に供されるべき混合原料中に含まれる水分が多くなりすぎることを抑制して、熱圧締工程における多量の水分の蒸発による爆裂の発生を防止して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００２６】
また、請求項６の難燃性古紙ボードの製造方法は、前記窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、前記粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、前記無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものであることを特徴としている。
【００２７】
窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものである場合、十分な難燃性を備えた古紙ボードをより確実に得ることが可能になる。
【００２８】
また、請求項７の難燃性古紙ボードの製造方法は、
前記熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が、乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、
１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形すること
を特徴としている。
【００２９】
熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形することにより、十分な難燃性を備え、かつ、曲げ強度などの機械的強度に優れた古紙ボードを確実に、しかも効率よく製造することが可能になる。
なお、イソシアネート系接着剤を、乾燥基準で５〜１５重量％の割合で添加するようにしているのは、この範囲でイソシアネート系接着剤を添加することにより、比較的小さい薬剤コストで、強度の大きい難燃性古紙ボードを得ることが可能になることによる。
【００３０】
また、本願発明（請求項８）の難燃性古紙ボードは、
請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造された難燃性古紙ボードであって、
(ａ)古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、
(ｂ)窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％含有し、
(ｃ)難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％含有するとともに、
( ｄ ) 表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されていること
を特徴としている。
【００３１】
本願発明（請求項８）の難燃性古紙ボードは、請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造されたものであって、古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％の割合で含有し、難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％の割合で含有しているとともに、表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されているので、十分な難燃性を備えており、従来の古紙ボードでは用いることができなかったような難燃性あるいは不燃性が要求される用途に広く用いることができる。
【００３２】
なお、表面に水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設された構造を有する難燃性古紙ボードは、難燃性シート状材料により十分な難燃性が確保され、かつ、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性にも優れていることから、種々の用途に広く用いることが可能である。
【００３３】
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂が主成分として用いられ、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものが用いられた難燃性古紙ボードは、低コストでかつ、十分な難溶性や機械的強度などの特性を備えており、種々の用途に広く用いることができる。
【００３４】
また、請求項９の難燃性古紙ボードは、前記窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、前記粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、前記無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものであることを特徴としている。
【００３５】
窒素系化合物としてスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を用い、粉粒体状の難燃剤として水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料としてロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものを用いることにより、低コストで実用性の高い難燃性古紙ボードを提供することが可能になる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図１は本願発明の一実施形態にかかる難燃性古紙ボードの製造方法を示すフローシートである。
【００３７】
この実施形態の難燃性古紙ボードの製造方法は、図１に示すように、
(ａ)古紙を主成分とする古紙原料を粗粉砕する古紙粉砕工程Ａと、
(ｂ)粗粉砕された古紙原料を乾式解繊する古紙乾式解繊工程Ｂと、
(ｃ)乾式解繊された乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加する液体難燃剤添加工程Ｃと、
(ｄ)粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加する工程Ｄと、
(ｅ)バインダー（イソシアネート系接着剤）を添加・混合するバインダー添加工程Ｅと、
(ｆ)バインダー（イソシアネート系接着剤）が添加された混合原料を広げてマット状に成形する予備成形工程Ｆと、
(ｇ)マット状の予備成形体の上下（表裏）両面側に、難燃剤を含有させた難燃シートを配設する難燃シート配設工程Ｇと、
(ｈ)両面側に難燃シートが配設された予備成形体を、熱板により所定条件で熱圧締してボード状に成形する熱圧締工程（ホットプレス工程）Ｈと、
(ｉ)ボード状に成形された成形体を養生し、最終製品（難燃性古紙ボード）にまで仕上げる養生・製品仕上工程Ｉとを備えている。
但し、上記(ｇ)の、予備成形体の表裏両面側に、難燃シートを取り付ける工程は省略される場合もある。
【００３８】
上記古紙粉砕工程Ａは、新聞紙、雑誌、段ボールなどの古紙原料を、乾式解繊機に供給できる状態になるまで粗粉砕する工程である。
なお、粗粉砕された古紙原料が供給される場合には、粉砕が不要な場合もある。
【００３９】
また、古紙乾式解繊工程Ｂは、粗粉砕された古紙原料を乾式解繊する工程であり、この工程で、古紙原料が十分解繊されファイバー状になる。
【００４０】
また、液体難燃剤添加工程Ｃは、乾式解繊された解繊ファイバーに、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加する工程であり、この実施形態では、スルファミン酸グアニジン又は硫酸アンモニウムの水溶液を用いた。
なお、この液体難燃剤添加工程Ｃでは、乾燥状態にある解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）が添加され、解繊ファイバーの細部にまで行き渡るように十分に混合される。
なお、乾燥状態とは、絶乾状態に限られるものではなく、気相中の水分と平衡な量の水分を含んでいてもよく、実質的に水により濡れていない状態であればよいが、液体難燃剤を解繊ファイバーの細部にまで十分に行き渡らせるためには、水分含有量が少ない方が望ましい。
【００４１】
また、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加する工程Ｄは、水酸化アルミニウムなどの粉粒体状（固体状）の難燃剤及び／又はロックウールやガラスウールなどの無機質繊維状の不燃材料を添加する工程であり、この工程においては、粉粒体状の難燃剤と無機質繊維状の不燃材料は両方を添加するようにしてもよく、また、いずれか一方のみを添加するようにしてもよい。
なお、粉粒体状の難燃剤と無機質繊維状の不燃材料は両方を添加する場合において、粉粒体状の難燃剤と無機質繊維状の不燃材料は両方同時に添加してもよく、また、いずれか一方を先に添加してもよい。
【００４２】
また、バインダー添加工程Ｅは、バインダー（イソシアネート系接着剤）を添加、混合する工程である。なお、イソシアネート系接着剤としては、ここでは、ジフェニルメタンジイソシアネートを用い、表１に示すような割合で添加、混合した。
【００４３】
また、予備成形工程Ｆは、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料、及び熱硬化性樹脂系の接着剤が添加、混合された解繊ファイバーをマット状に予備的に成形する工程である。
【００４４】
また、難燃シート配設工程Ｇは、マット状の予備成形体の上下（表裏）両面側に、難燃剤を含有させた難燃シートを配設する工程であり、難燃シートとして、難燃剤（水酸化アルミニウム）を含有する熱硬化性樹脂（フェノール樹脂）含浸ラミネート紙を用いた。
【００４５】
また、熱圧締工程（ホットプレス工程）Ｈは、両面側に難燃シートが配設されたマット状の予備成形体を、熱板により所定の条件で熱圧締してボード状に成形する工程である。
なお、この実施形態では、
(ａ)初期圧締圧力 ： ２．０ＭＰａ
(ｂ)加熱温度 ： １８５℃
(ｃ)熱圧締時間 ： １０分
の条件で熱圧締を行った。
【００４６】
これにより、図２に示すように、古紙を解繊した解繊ファイバーと、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）と、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料と、イソシアネート系接着剤を所定の割合で含有するボード本体層１の表裏両面側に難燃シート２ａ，２ｂが配設された構造を有する、最終の仕上げ工程前のボード（難燃性古紙ボード）３が形成される。
【００４７】
また、養生・製品仕上工程Ｉは、熱圧締工程Ｈで成形されたボードをプレカットし、冷却した後、養生し、その後、養生したボード（難燃性古紙ボード）を切断、トリミングして、所定の寸法の最終製品（難燃性古紙ボード）に仕上げる工程である。
【００４８】
表１及び表２に、液体難燃剤の種類、添加量、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料の種類及び添加量、バインダー（イソシアネート系接着剤）の添加量、難燃シートの使用の有無、ボード厚みなどを変化させて作製した難燃性古紙ボードについて調べた難燃性などの特性の測定結果を示す。
なお、各原料の割合（添加量）は、いずれも、熱圧締工程前の段階における混合原料中の割合（乾式基準）である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
表１及び２に示すように、本願発明の方法により製造された難燃性古紙ボードは、１０分間が経過するまでの総発熱量が小さく、十分な難燃性又は準難燃性を備えていることがわかる。これは、上述のように、乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合することにより、液体難燃剤が、解繊された古紙を主成分とする解繊ファイバーの細部にまで到達するため、古紙ボードに十分な難燃性が付与されることによるものである。
【００５２】
また、本願発明の方法により製造された難燃性古紙ボードは、曲げ強度に関しても良好な特性を備えていることがわかる。
【００５３】
なお、比較のため、水に濡れた状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を、表１のNo.５と同じ条件で添加し、その他の条件を同一とした場合、１０分間が経過するまでの総発熱量が１５MJ/m2と大きくなり、十分な難燃性を確保することができなくなることが確認された。
【００５４】
なお、表１，２には示していないデータも含めて、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法によれば、古紙の割合を、乾燥基準で６５重量％程度にまで増やしても、難燃性を備えた古紙ボードが得られることが確認されている。
【００５５】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法は、古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液を添加、混合するとともに、これに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合した後、さらに熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合し、マット状に予備成形した後、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有させた難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締して、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形するようにしているので、難燃性を備え、かつ、機械的強度などの特性に優れた古紙ボードを得ることが可能になる。
【００５７】
すなわち、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法においては、乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合するようにしているので、窒素系化合物の水溶液が解繊された古紙を主成分とする解繊ファイバーの細部にまで行き渡り、得られる古紙ボードに十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、さらに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合されていることから、難燃性を一層向上させることが可能になり、より信頼性の高い難燃性古紙ボードを得ることができる。
【００５８】
また、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締するようにしているので、ボードの表面に十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性を向上させることが可能になる。さらに、熱圧締装置（例えばホットプレス装置）の熱板とボードとの離型性（剥離性）を良好に保つことが可能になり、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法をさらに実効あらしめることができる。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂を主成分とするものを用い、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものを用いることにより、コストの増大を抑制しつつ、実用性の高い難燃性古紙ボードを効率よく製造することが可能になり、有意義である。
【００５９】
また、請求項２の難燃性古紙ボードの製造方法のように、熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合を、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合するようにした場合、得られる古紙ボードを確実に難燃化することが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００６０】
また、請求項３の難燃性古紙ボードの製造方法は、熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加するようにしているので、熱圧締工程における水分の蒸発によるボードの爆裂を防止することが可能になるとともに、水分を蒸発させるために要する熱エネルギーの消費量を抑制して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００６１】
また、請求項４の難燃性古紙ボードの製造方法のように、熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合を、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合するようにした場合、得られる古紙ボードの難燃性より確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００６２】
また、請求項５の難燃性古紙ボードの製造方法のように、液体難燃剤に用いられる窒素系化合物として、常温で水に対して３０重量％以上の高い溶解度を有する物質を主成分とするものを用いた場合、熱圧締に供されるべき混合原料中に含まれる水分が多くなりすぎることを抑制して、熱圧締工程における多量の水分の蒸発による爆裂の発生を防止して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００６３】
また、請求項６の難燃性古紙ボードの製造方法のように、窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものである場合、十分な難燃性を備えた古紙ボードをより確実に得ることが可能になる。
【００６４】
また、請求項７の難燃性古紙ボードの製造方法のように、熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形するようにした場合、十分な難燃性を備え、かつ、曲げ強度などの機械的強度に優れた古紙ボードを確実に、しかも効率よく製造することが可能になる。
【００６５】
また、本願発明（請求項８）の難燃性古紙ボードは、請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造されたものであって、古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％の割合で含有し、難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％の割合で含有しているとともに、表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されているので、十分な難燃性を備えており、従来の古紙ボードでは用いることができなかったような難燃性あるいは不燃性が要求される用途に広く用いることができる。
また、表面に水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設された構造を有する難燃性古紙ボードは、難燃性シート状材料により十分な難燃性が確保され、かつ、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性にも優れていることから、種々の用途に広く用いることが可能である。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂が主成分として用いられ、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものが用いられた難燃性古紙ボードは、低コストでかつ、十分な難溶性や機械的強度などの特性を備えており、種々の用途に広く用いることができる。
【００６６】
また、請求項９の難燃性古紙ボードのように、窒素系化合物としてスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を用い、粉粒体状の難燃剤として水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料としてロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものを用いることにより、低コストで実用性の高い難燃性古紙ボードを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態にかかる難燃性古紙ボードの製造方法を示すフローシートである。
【図２】 本願発明の一実施形態にかかる古紙ボードの製造方法において形成された最終の仕上げ工程前のボード（難燃性古紙ボード）を示す図である。
【符号の説明】
１ ボード本体層
２ａ，２ｂ 難燃シート
３ 最終の仕上げ工程前の難燃性古紙ボード
Ａ 古紙粉砕工程
Ｂ 古紙乾式解繊工程
Ｃ 液体難燃剤添加工程
Ｄ 粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料の添加工程
Ｅ バインダー添加工程
Ｆ 予備成形工程
Ｇ 難燃シート配設工程
Ｈ 熱圧締工程（ホットプレス工程）
Ｉ 養生・製品仕上工程
【発明の属する技術分野】
本願発明は古紙ボード及びその製造方法に関し、詳しくは、新聞紙、雑誌、段ボールなどの古紙を主原料とする難燃性の古紙ボード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
工場やオフィス、あるいは一般家庭などから排出される多量の古紙は、環境保護、資源の有効活用などの見地から、近年、種々の用途に再利用されるようになっている。そして、その再利用方法の一つとして、古紙から建材用などに用いられる古紙ボードを製造する方法が知られている。
【０００３】
そして、古紙ボードの製造方法の一つに、例えば、古紙を乾式解繊した解繊ファイバーにバインダーを添加してなるボード原料を、熱板により熱圧締してボード状に成形するようにした古紙ボードの製造方法がある。
【０００４】
ところで、従来の古紙ボードは可燃性の紙系材料を主成分とするものであることから、難燃性あるいは不燃性が要求されるような用途には利用することができず、利用範囲が制約されるという問題点がある。
【０００５】
そこで、難燃剤を古紙ボードに使用して、古紙ボードを難燃化あるいは不燃化する試みがなされてきたが、未だ、十分な難燃性を備えた実用性を有する古紙ボードは得られていないのが実情である。
【０００６】
本願発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、古紙を主原料として用いて、難燃性を備えた古紙ボードを製造することが可能な難燃性古紙ボードの製造方法及び該製造方法により製造される難燃性古紙ボードを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法は、
乾式解繊された古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液が添加、混合された解繊ファイバーに、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液及び粉粒体状の難燃剤が添加、混合された解繊ファイバーに、熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料、及び熱硬化性樹脂系の接着剤が添加、混合された解繊ファイバーをマット状に予備成形する工程と、
前記マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設する工程と、
前記マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締することにより、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形する工程と
を具備することを特徴としている。
【０００８】
古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液を添加、混合するとともに、これに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合した後、さらに熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合し、マット状に予備成形した後、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締して、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形することにより、難燃性を備え、かつ、機械的強度などの特性に優れた古紙ボードを得ることが可能になる。
【０００９】
すなわち、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法においては、乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合するようにしているので、窒素系化合物の水溶液が解繊された古紙を主成分とする解繊ファイバーの細部にまで行き渡り、得られる古紙ボードに十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、さらに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合されていることから、難燃性を一層向上させることが可能になり、より信頼性の高い難燃性古紙ボードを得ることができるようになる。
【００１０】
また、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締するようにしているので、ボードの表面に十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性を向上させることが可能になる。さらに、熱圧締装置（例えばホットプレス装置）の熱板とボードとの離型性（剥離性）を良好に保つことが可能になり、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法をさらに実効あらしめることができる。
【００１１】
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂を主成分とするものを用い、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものを用いることにより、コストの増大を抑制しつつ、実用性の高い難燃性古紙ボードを効率よく製造することが可能になり、有意義である。
【００１２】
なお、本願発明において、液体難燃剤に用いられる窒素系化合物としては、塩基性化合物のグアニジンとスルファミン酸の塩であるスルファミン酸グアニジンやリン酸グアニジンなどのグアニジン系難燃剤、グアニル尿素系難燃剤、メラミン系難燃剤、アンモニウム塩などの種々のものを用いることが可能である。
【００１３】
また、粉粒体状の難燃剤としては、特に制約はなく、種々のものを用いることが可能であるが、好ましい例としては、水酸化アルミニウム系難燃剤、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムなどの薬剤、フライアッシュ、パーライト、シリカフラワーなどの粉体無機物質などが挙げられる。
【００１４】
また、無機質繊維状の不燃材料としては、ロックウール、ガラスウールなど種々のものを用いることが可能である。
【００１５】
また、熱硬化性樹脂系の接着剤としては、イソシアネート系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などを用いることが可能である。
【００１６】
なお、本願発明において、乾燥状態の解繊ファイバーとは、絶乾状態の解繊ファイバーに限られるものではなく、気相中の水分と平衡な量の水分を含んでいてもよく、実質的に水に濡れていない状態であればよい。但し、液体難燃剤を解繊ファイバーの細部にまでより確実に行き渡らせる見地からは、なるべく水分含有量が少ない方が望ましい。
【００１７】
また、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法によれば、古紙の割合を、乾燥基準で６５重量％程度にまで増やしても、難燃性を備えた古紙ボードを製造することができる。
【００１８】
また、請求項２の難燃性古紙ボードの製造方法は、熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合が、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合することを特徴としている。
【００１９】
熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合を、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合することにより、得られる古紙ボードを確実に難燃化することが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。なお、窒素系化合物の割合が、乾式基準で５重量％未満になると、解繊ファイバーの難燃化が不十分となり、また、２０重量％を超えると窒素系化合物水溶液中の水分量が多くなり、熱圧締工程における水分の蒸発による爆裂が発生しやすくなるため好ましくない。
【００２０】
また、請求項３の難燃性古紙ボードの製造方法は、前記窒素系化合物の水溶液を、熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加することを特徴としている。
【００２１】
熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加することにより、熱圧締工程における水分の蒸発によるボードの爆裂を防止することが可能になるとともに、水分を蒸発させるために要する熱エネルギーの消費量を抑制して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００２２】
また、請求項４の難燃性古紙ボードの製造方法は、熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合が、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合することを特徴としている。
【００２３】
熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合を、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合することにより、得られる古紙ボードの難燃性をより確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００２４】
また、請求項５の難燃性古紙ボードの製造方法は、前記窒素系化合物が、常温で水に対して３０重量％以上の溶解度を有する物質を主成分とするものであることを特徴としている。
【００２５】
液体難燃剤に用いられる窒素系化合物として、常温で水に対して３０重量％以上の高い溶解度を有する物質を主成分とするものを用いることにより、熱圧締に供されるべき混合原料中に含まれる水分が多くなりすぎることを抑制して、熱圧締工程における多量の水分の蒸発による爆裂の発生を防止して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００２６】
また、請求項６の難燃性古紙ボードの製造方法は、前記窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、前記粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、前記無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものであることを特徴としている。
【００２７】
窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものである場合、十分な難燃性を備えた古紙ボードをより確実に得ることが可能になる。
【００２８】
また、請求項７の難燃性古紙ボードの製造方法は、
前記熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が、乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、
１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形すること
を特徴としている。
【００２９】
熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形することにより、十分な難燃性を備え、かつ、曲げ強度などの機械的強度に優れた古紙ボードを確実に、しかも効率よく製造することが可能になる。
なお、イソシアネート系接着剤を、乾燥基準で５〜１５重量％の割合で添加するようにしているのは、この範囲でイソシアネート系接着剤を添加することにより、比較的小さい薬剤コストで、強度の大きい難燃性古紙ボードを得ることが可能になることによる。
【００３０】
また、本願発明（請求項８）の難燃性古紙ボードは、
請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造された難燃性古紙ボードであって、
(ａ)古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、
(ｂ)窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％含有し、
(ｃ)難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％含有するとともに、
( ｄ ) 表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されていること
を特徴としている。
【００３１】
本願発明（請求項８）の難燃性古紙ボードは、請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造されたものであって、古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％の割合で含有し、難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％の割合で含有しているとともに、表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されているので、十分な難燃性を備えており、従来の古紙ボードでは用いることができなかったような難燃性あるいは不燃性が要求される用途に広く用いることができる。
【００３２】
なお、表面に水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設された構造を有する難燃性古紙ボードは、難燃性シート状材料により十分な難燃性が確保され、かつ、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性にも優れていることから、種々の用途に広く用いることが可能である。
【００３３】
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂が主成分として用いられ、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものが用いられた難燃性古紙ボードは、低コストでかつ、十分な難溶性や機械的強度などの特性を備えており、種々の用途に広く用いることができる。
【００３４】
また、請求項９の難燃性古紙ボードは、前記窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、前記粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、前記無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものであることを特徴としている。
【００３５】
窒素系化合物としてスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を用い、粉粒体状の難燃剤として水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料としてロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものを用いることにより、低コストで実用性の高い難燃性古紙ボードを提供することが可能になる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図１は本願発明の一実施形態にかかる難燃性古紙ボードの製造方法を示すフローシートである。
【００３７】
この実施形態の難燃性古紙ボードの製造方法は、図１に示すように、
(ａ)古紙を主成分とする古紙原料を粗粉砕する古紙粉砕工程Ａと、
(ｂ)粗粉砕された古紙原料を乾式解繊する古紙乾式解繊工程Ｂと、
(ｃ)乾式解繊された乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加する液体難燃剤添加工程Ｃと、
(ｄ)粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加する工程Ｄと、
(ｅ)バインダー（イソシアネート系接着剤）を添加・混合するバインダー添加工程Ｅと、
(ｆ)バインダー（イソシアネート系接着剤）が添加された混合原料を広げてマット状に成形する予備成形工程Ｆと、
(ｇ)マット状の予備成形体の上下（表裏）両面側に、難燃剤を含有させた難燃シートを配設する難燃シート配設工程Ｇと、
(ｈ)両面側に難燃シートが配設された予備成形体を、熱板により所定条件で熱圧締してボード状に成形する熱圧締工程（ホットプレス工程）Ｈと、
(ｉ)ボード状に成形された成形体を養生し、最終製品（難燃性古紙ボード）にまで仕上げる養生・製品仕上工程Ｉとを備えている。
但し、上記(ｇ)の、予備成形体の表裏両面側に、難燃シートを取り付ける工程は省略される場合もある。
【００３８】
上記古紙粉砕工程Ａは、新聞紙、雑誌、段ボールなどの古紙原料を、乾式解繊機に供給できる状態になるまで粗粉砕する工程である。
なお、粗粉砕された古紙原料が供給される場合には、粉砕が不要な場合もある。
【００３９】
また、古紙乾式解繊工程Ｂは、粗粉砕された古紙原料を乾式解繊する工程であり、この工程で、古紙原料が十分解繊されファイバー状になる。
【００４０】
また、液体難燃剤添加工程Ｃは、乾式解繊された解繊ファイバーに、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加する工程であり、この実施形態では、スルファミン酸グアニジン又は硫酸アンモニウムの水溶液を用いた。
なお、この液体難燃剤添加工程Ｃでは、乾燥状態にある解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）が添加され、解繊ファイバーの細部にまで行き渡るように十分に混合される。
なお、乾燥状態とは、絶乾状態に限られるものではなく、気相中の水分と平衡な量の水分を含んでいてもよく、実質的に水により濡れていない状態であればよいが、液体難燃剤を解繊ファイバーの細部にまで十分に行き渡らせるためには、水分含有量が少ない方が望ましい。
【００４１】
また、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加する工程Ｄは、水酸化アルミニウムなどの粉粒体状（固体状）の難燃剤及び／又はロックウールやガラスウールなどの無機質繊維状の不燃材料を添加する工程であり、この工程においては、粉粒体状の難燃剤と無機質繊維状の不燃材料は両方を添加するようにしてもよく、また、いずれか一方のみを添加するようにしてもよい。
なお、粉粒体状の難燃剤と無機質繊維状の不燃材料は両方を添加する場合において、粉粒体状の難燃剤と無機質繊維状の不燃材料は両方同時に添加してもよく、また、いずれか一方を先に添加してもよい。
【００４２】
また、バインダー添加工程Ｅは、バインダー（イソシアネート系接着剤）を添加、混合する工程である。なお、イソシアネート系接着剤としては、ここでは、ジフェニルメタンジイソシアネートを用い、表１に示すような割合で添加、混合した。
【００４３】
また、予備成形工程Ｆは、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料、及び熱硬化性樹脂系の接着剤が添加、混合された解繊ファイバーをマット状に予備的に成形する工程である。
【００４４】
また、難燃シート配設工程Ｇは、マット状の予備成形体の上下（表裏）両面側に、難燃剤を含有させた難燃シートを配設する工程であり、難燃シートとして、難燃剤（水酸化アルミニウム）を含有する熱硬化性樹脂（フェノール樹脂）含浸ラミネート紙を用いた。
【００４５】
また、熱圧締工程（ホットプレス工程）Ｈは、両面側に難燃シートが配設されたマット状の予備成形体を、熱板により所定の条件で熱圧締してボード状に成形する工程である。
なお、この実施形態では、
(ａ)初期圧締圧力 ： ２．０ＭＰａ
(ｂ)加熱温度 ： １８５℃
(ｃ)熱圧締時間 ： １０分
の条件で熱圧締を行った。
【００４６】
これにより、図２に示すように、古紙を解繊した解繊ファイバーと、窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）と、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料と、イソシアネート系接着剤を所定の割合で含有するボード本体層１の表裏両面側に難燃シート２ａ，２ｂが配設された構造を有する、最終の仕上げ工程前のボード（難燃性古紙ボード）３が形成される。
【００４７】
また、養生・製品仕上工程Ｉは、熱圧締工程Ｈで成形されたボードをプレカットし、冷却した後、養生し、その後、養生したボード（難燃性古紙ボード）を切断、トリミングして、所定の寸法の最終製品（難燃性古紙ボード）に仕上げる工程である。
【００４８】
表１及び表２に、液体難燃剤の種類、添加量、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料の種類及び添加量、バインダー（イソシアネート系接着剤）の添加量、難燃シートの使用の有無、ボード厚みなどを変化させて作製した難燃性古紙ボードについて調べた難燃性などの特性の測定結果を示す。
なお、各原料の割合（添加量）は、いずれも、熱圧締工程前の段階における混合原料中の割合（乾式基準）である。
【００４９】
【表１】
【表２】
表１及び２に示すように、本願発明の方法により製造された難燃性古紙ボードは、１０分間が経過するまでの総発熱量が小さく、十分な難燃性又は準難燃性を備えていることがわかる。これは、上述のように、乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合することにより、液体難燃剤が、解繊された古紙を主成分とする解繊ファイバーの細部にまで到達するため、古紙ボードに十分な難燃性が付与されることによるものである。
【００５２】
また、本願発明の方法により製造された難燃性古紙ボードは、曲げ強度に関しても良好な特性を備えていることがわかる。
【００５３】
なお、比較のため、水に濡れた状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を、表１のNo.５と同じ条件で添加し、その他の条件を同一とした場合、１０分間が経過するまでの総発熱量が１５MJ/m2と大きくなり、十分な難燃性を確保することができなくなることが確認された。
【００５４】
なお、表１，２には示していないデータも含めて、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法によれば、古紙の割合を、乾燥基準で６５重量％程度にまで増やしても、難燃性を備えた古紙ボードが得られることが確認されている。
【００５５】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法は、古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液を添加、混合するとともに、これに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合した後、さらに熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合し、マット状に予備成形した後、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有させた難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締して、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形するようにしているので、難燃性を備え、かつ、機械的強度などの特性に優れた古紙ボードを得ることが可能になる。
【００５７】
すなわち、本願発明（請求項１）の難燃性古紙ボードの製造方法においては、乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合するようにしているので、窒素系化合物の水溶液が解繊された古紙を主成分とする解繊ファイバーの細部にまで行き渡り、得られる古紙ボードに十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、さらに粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合されていることから、難燃性を一層向上させることが可能になり、より信頼性の高い難燃性古紙ボードを得ることができる。
【００５８】
また、マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設し、マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締するようにしているので、ボードの表面に十分な難燃性を付与することが可能になるとともに、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性を向上させることが可能になる。さらに、熱圧締装置（例えばホットプレス装置）の熱板とボードとの離型性（剥離性）を良好に保つことが可能になり、本願発明の難燃性古紙ボードの製造方法をさらに実効あらしめることができる。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂を主成分とするものを用い、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものを用いることにより、コストの増大を抑制しつつ、実用性の高い難燃性古紙ボードを効率よく製造することが可能になり、有意義である。
【００５９】
また、請求項２の難燃性古紙ボードの製造方法のように、熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合を、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合するようにした場合、得られる古紙ボードを確実に難燃化することが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００６０】
また、請求項３の難燃性古紙ボードの製造方法は、熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加するようにしているので、熱圧締工程における水分の蒸発によるボードの爆裂を防止することが可能になるとともに、水分を蒸発させるために要する熱エネルギーの消費量を抑制して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００６１】
また、請求項４の難燃性古紙ボードの製造方法のように、熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合を、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合するようにした場合、得られる古紙ボードの難燃性より確実に向上させることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。
【００６２】
また、請求項５の難燃性古紙ボードの製造方法のように、液体難燃剤に用いられる窒素系化合物として、常温で水に対して３０重量％以上の高い溶解度を有する物質を主成分とするものを用いた場合、熱圧締に供されるべき混合原料中に含まれる水分が多くなりすぎることを抑制して、熱圧締工程における多量の水分の蒸発による爆裂の発生を防止して、効率よく難燃性古紙ボードを製造することが可能になる。
【００６３】
また、請求項６の難燃性古紙ボードの製造方法のように、窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものである場合、十分な難燃性を備えた古紙ボードをより確実に得ることが可能になる。
【００６４】
また、請求項７の難燃性古紙ボードの製造方法のように、熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形するようにした場合、十分な難燃性を備え、かつ、曲げ強度などの機械的強度に優れた古紙ボードを確実に、しかも効率よく製造することが可能になる。
【００６５】
また、本願発明（請求項８）の難燃性古紙ボードは、請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造されたものであって、古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％の割合で含有し、難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％の割合で含有しているとともに、表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されているので、十分な難燃性を備えており、従来の古紙ボードでは用いることができなかったような難燃性あるいは不燃性が要求される用途に広く用いることができる。
また、表面に水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設された構造を有する難燃性古紙ボードは、難燃性シート状材料により十分な難燃性が確保され、かつ、機械的強度などの基本的特性や、耐水性、耐湿性などの特性にも優れていることから、種々の用途に広く用いることが可能である。
また、熱硬化性樹脂としてフェノール系樹脂が主成分として用いられ、難燃剤として水酸化アルミニウムを主成分とするものが用いられた難燃性古紙ボードは、低コストでかつ、十分な難溶性や機械的強度などの特性を備えており、種々の用途に広く用いることができる。
【００６６】
また、請求項９の難燃性古紙ボードのように、窒素系化合物としてスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を用い、粉粒体状の難燃剤として水酸化アルミニウム、無機質繊維状の不燃材料としてロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものを用いることにより、低コストで実用性の高い難燃性古紙ボードを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の一実施形態にかかる難燃性古紙ボードの製造方法を示すフローシートである。
【図２】 本願発明の一実施形態にかかる古紙ボードの製造方法において形成された最終の仕上げ工程前のボード（難燃性古紙ボード）を示す図である。
【符号の説明】
１ ボード本体層
２ａ，２ｂ 難燃シート
３ 最終の仕上げ工程前の難燃性古紙ボード
Ａ 古紙粉砕工程
Ｂ 古紙乾式解繊工程
Ｃ 液体難燃剤添加工程
Ｄ 粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料の添加工程
Ｅ バインダー添加工程
Ｆ 予備成形工程
Ｇ 難燃シート配設工程
Ｈ 熱圧締工程（ホットプレス工程）
Ｉ 養生・製品仕上工程
Claims (9)
- 乾式解繊された古紙を主原料とする乾燥状態の解繊ファイバーに窒素系化合物の水溶液（液体難燃剤）を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液が添加、混合された解繊ファイバーに、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液及び粉粒体状の難燃剤が添加、混合された解繊ファイバーに、熱硬化性樹脂系の接着剤を添加、混合する工程と、
窒素系化合物の水溶液、粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料、及び熱硬化性樹脂系の接着剤が添加、混合された解繊ファイバーをマット状に予備成形する工程と、
前記マット状に予備成形された予備成形体の表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤を含有し、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含浸させたラミネート紙からなる難燃シートを配設する工程と、
前記マット状の予備成形体と同時に、一体に熱圧締することにより、密度０．８〜１．０ｇ／ｃｍ3、厚み６〜１５ｍｍのボードに成形する工程と
を具備することを特徴とする難燃性古紙ボードの製造方法。 - 熱圧締前の段階における混合原料中の窒素系化合物の割合が、乾式基準で５〜２０重量％となるように窒素系化合物の水溶液を添加、混合することを特徴とする請求項１記載の難燃性古紙ボードの製造方法。
- 前記窒素系化合物の水溶液を、熱圧締前の段階における混合原料中の全水分量が１０〜２２重量％の割合となるように添加することを特徴とする請求項１又は２記載の難燃性古紙ボードの製造方法。
- 熱圧締前の段階における混合原料中の粉粒体状の難燃剤及び無機質繊維状の不燃材料の合計量の割合が、乾式基準で１０〜３０重量％となるように粉粒体状の難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を添加、混合することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の難燃性古紙ボードの製造方法。
- 前記窒素系化合物が、常温で水に対して３０重量％以上の溶解度を有する物質を主成分とするものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性古紙ボードの製造方法。
- 前記窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、前記粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、前記無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の難燃性古紙ボードの製造方法。
- 前記熱硬化性樹脂系の接着剤としてイソシアネー卜系接着剤を用い、熱圧締前の段階における混合原料中のイソシアネート系接着剤の割合が、乾式基準で５〜１５重量％となるようにイソシアネート系接着剤を添加し、
１６０〜２２０℃に加熱された熱盤により熱圧締を行ってボードに成形すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の難燃性古紙ボードの製造方法。 - 請求項１〜７の難燃性古紙ボードの製造方法により製造された難燃性古紙ボードであって、
(ａ)古紙を解繊した解繊ファイバーを主成分とし、
(ｂ)窒素系化合物を乾式基準で５〜２０重量％含有し、
(ｃ)難燃剤及び／又は無機質繊維状の不燃材料を合計量で、乾式基準で１０〜３０重量％含有するとともに、
( ｄ ) 表面に、水酸化アルミニウムを主成分とする難燃剤と、フェノール系樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂を含有する難燃シート状材料が一体に配設されていること
を特徴とする難燃性古紙ボード。 - 前記窒素系化合物がスルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、及び硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種、前記粉粒体状の難燃剤が水酸化アルミニウム、前記無機質繊維状の不燃材料がロックウール又はガラスウールをそれぞれ主成分とするものであることを特徴とする請求項８記載の難燃性古紙ボード。
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