JP4378441B2 - Method for producing laminated molded body - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、繊維、特に古紙などから再生される繊維に好適な積層成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
新聞、雑誌、チラシ、印刷用紙、コピー用紙など、いわゆる紙の多くは、パルプより形成されている。これらは、木材自体が備えていた繊維構造をそのまま保持しており、使用後の紙、いわゆる古紙を加工してより高強度の材料としたり、水系溶媒中で攪拌することでスラリー状のパルプに再生したりできることが公知である。例えば、古紙の利用方法として、型枠材や壁材など、種々用途に利用されるボードの原料として利用する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、再生パルプのスラリーにフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を混合し、これを抄造、圧搾、乾燥させたシートを複数重ねた状態で、熱硬化温度以上の温度で加熱加圧することで、ボードを製造することができる。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−239918号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、寸法安定性があまり高くなく、成形後に反りや撓みが発生する場合がある。また、成形前に重ねたシートどうしの剥離強度が小さく、特に、水に浸漬したり、濡れたりしやすい環境では、剥離しやすい。
そこで、本発明では、変形性を抑制してパルプを用いた積層成形体を製造する方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、積層成形体の製造方法であって、天然繊維由来の繊維を70重量%以上含有する抄紙を熱硬化性バインダ液に浸漬させ、前記抄紙の圧搾・乾燥とで水分を除去する。また、この積層成形体の製造方法は、前記抄紙を熱硬化性バインダ液に浸漬するバインダを付与し、前記熱硬化性バインダの硬化温度より低い温度で前記抄紙を乾燥させる。そして、前記抄紙を所望数に積層した後に熱硬化性バインダの硬化温度以上の温度で加熱加圧をして前記所望数の積層体を一体化し、この一体化された積層体を加圧して圧縮状態を維持して、この圧縮状態を開放したときの前記積層体の膨張率が2%以下となる温度まで冷却することにより、成形終了後の圧力解放の後で起こる変形を低減することができ、反りや撓み、歪みなどの変形が小さい積層成形体を得ることができる。
又、請求項2積層成形体の製造方法は、一体化された積層体を加圧して圧縮状態を維持して冷却するときの温度を50℃以下になるまで冷却することによって、成形終了後の圧力解放の後で起こる変形を低減することができ、反りや撓み、歪みなどの変形が小さい積層成形体を得ることができる。
又、請求項3の積層成形体の製造方法は、含水率5%以下の抄紙を熱硬化性バインダ液に浸漬させると、抄紙への熱硬化性バインダ液の含浸を均一且つ良好にすることができ、寸法安定性を向上させることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の積層成形体の製造方法では、各種ボードを製造することができ、特に、強度、剛性、耐熱性などが求められるボードの製造に適する。例えば、建築物の床材や、机の天板、家具の構造材とされるボードの製造に適する。特に、少なくとも一面に印刷が施されたシートを付与して製造した積層成形体は、視認される部位に好適に使用できる。また、少なくとも一面に釘、ビスなどの保持力を高めるシートを付与して製造した積層成形体は、ビス、釘などが打たれるボードとしての使用に好ましく、例えば、机の天板などでは、脚部へのビス止めが可能である。
【0007】
本製造方法の実施形態について、図1〜4を参照して詳細に説明する。図1に示す製造方法では、大きく分けて層体形成工程1と、成形工程3とを備えている。以下、各工程について詳細に説明する。
【0008】
(層体形成工程)
層体形成工程1は、積層成形体の各層を形成する層体を形成する。層体形成工程1は、図1に示すように、抄紙形成処理S1と、圧搾・乾燥処理S3と、バインダ付与処理S5と、乾燥処理S7とを備えている。
【0009】
抄紙の原料として利用可能な材料は、少なくとも70重量%のパルプを含む。パルプは、ヴァージンパルプを使用しても良いが、古紙より再生した再生パルプを好適に用いることができる。再生パルプの原料とされる古紙は、新聞紙、電話帳、雑誌、段ボール、チラシ、包装紙、オフィスで使用されるコピー用紙や印刷用紙など、いわゆる紙や、パルプ由来の紙製品、例えば、紙おむつの該当部分や紙ナプキンなどである。ヴァージンパルプおよび古紙を構成するパルプは、特に限定されず、機械パルプやセミケミカルパルプ、ケミメカニカルパルプ、ケミカルパルプのいずれでも良い。歩留まりを良好にするため、リグニンの少ないケミカルパルプを用いることが好ましい。また、層体形成工程1で形成される複数の層体のうち、両表面に露出しない層体については、物性の調整を必要としない場合、漂白処理しないものを利用しても良い。再生パルプは、一般的には、古紙を適宜、リファイナなどで粉砕した後、脱インキ処理、除塵処理、また留め具、接着剤などの夾雑物の除去処理を施すことで得られる。
【0010】
抄紙の原料には、パルプ以外に樹脂、エラストマー、ゴムなどの樹脂系材料が含まれていても良い。例えば、紙おむつでパルプシートと積層状に一体化されている樹脂フィルムが混入しても良い。樹脂系材料は、抄紙の形成を阻害しない大きさ、柔軟性を備えることが好ましい。例えば、粉砕、切断などによって粒子状、薄片状など微小化しておくことが好ましい。樹脂系材料は、抄紙の原料全体の30重量%以下とされる。30重量%を超えると、抄紙の形成を阻害したり、得られる積層成形体の物性を悪化させたりするおそれがある。
なお、抄紙の原料に無機質繊維や防腐剤、防虫剤など公知の添加材を添加しておくことができる。
【0011】
抄紙形成処理S1では、水中に分散されたパルプ(スラリー)をシート状に漉く。抄紙形成処理S1は、公知の抄造法によって行うことができる。例えば、帯状の網を利用する長網式、円筒状の網を利用する円網式、また、一組の無端ベルト状の網を利用するツインワイヤ式を利用することができる。図2に、長網式の抄造装置を示す。この装置は、装置後端(図2中左端)に所定の流量でスラリーを供給可能なヘッドボックス11を備え、ヘッドボックス11の先端にフォードリニアテーブル13を備えている。フォードリニアテーブル13は、金網材料で形成された無端縁のコンベヤベルトを有するベルトコンベヤ15を備えている。この装置で抄紙形成処理S1を行うには、ヘッドボックス11にスラリー状の抄紙原料を投入し、フォードリニアテーブル13のコンベヤベルトの上にスラリーを所定の速度で供給する。フォードリニアテーブル13では、スラリーを搬送するとともに、コンベヤベルト21から重力によって水を切り、コンベヤベルト上にパルプが堆積して得られる湿紙を形成する。抄紙形成処理S1で得られる湿紙は、そのまま連続して圧搾・乾燥処理S3に送ることができる。
【0012】
圧搾・乾燥処理S3は、抄紙形成処理S1で得られる湿紙から水分を除去する処理であり、抄造法で利用される公知の方法とすることができる。圧搾・乾燥処理S3は、抄紙形成処理S1に連続して行うことが一般的であり、図2に示す装置のように、抄紙形成処理S1の装置に後続して圧搾・乾燥処理S3の装置を備える公知の抄造機を用いて行うことができる。
【0013】
圧搾では、湿紙に含まれる水分をシート53を破断等しない範囲で除去するとともに、ろ過によって堆積したパルプに圧を加えて高密度化する。図2に示す装置は、抄紙形成処理部分の先端側に、複数段に配置された対を成すプレスロール17を備えており、プレスロール17間に図示しないフェルトを備えている。圧搾は、プレスロール17によって湿紙を挟みつつフェルトを押し付けて、湿紙から水を搾出するとともに、押し付けに係る圧力でフェルトを圧縮する。その後、プレスロール17による押し付け圧力が解除されるときのフェルトの復元を利用して湿紙の水分を吸い取る。
【0014】
乾燥処理では、湿紙を熱によって乾燥させて抄紙42とする。乾燥方法は、公知の方法であり、熱風を吹き付けるファンドライヤを用いる形態でも良いし、加熱されたドラム表面を接触させて乾燥させるシリンダドライヤを用いる形態でも良い。図2に示す装置では、乾燥処理部分は、圧搾処理部分の先端から進行方向(図2中右方向)に向かって、上下に二段で複数配列されたシリンダ19と、シリンダ19の外表面に密接するように配置された無端縁状のコンベヤベルト21とを備えている。シリンダ19は、その外表面が所定の温度に加熱されるようになっている。乾燥処理では、圧搾処理後の湿紙をコンベヤベルト21に沿って搬送することにより、シリンダ19からの熱によって湿紙を乾燥させて、抄紙42とする。
乾燥処理では、できるだけ抄紙42の含水率を低くすることが好ましく、少なくとも抄紙42の含水率が気乾含水率以下にする。好ましくは、含水率5%以下にすると、後述するバインダ付与処理S5で、バインダ液の含浸を抄紙42全体でより均一にすることができる。
【0015】
圧搾・乾燥処理S3で得られる抄紙の性質は、特に限定されない。例えば、机の天板(釘保持力の良い板材)を製造する場合には、3mmの抄紙とすると、バインダ付与処理S5において、熱硬化性バインダ液を良好に吸収できるとともに、浸漬によっても抄紙を構成するパルプが分散しにくいため、好ましい。
【0016】
図2に示す装置では、公知の抄造装置にあるように、乾燥処理部分の先端側にカレンダスタック23とリール25とを備えている。カレンダスタック23により、得られた抄紙42をさらに平滑にし、連続帯状に作製した抄紙42をリール25で巻き取ってロールにすることができる。
【0017】
バインダ付与処理S5では、熱硬化性バインダ液51に抄紙42を浸漬して、抄紙42全体に熱硬化性バインダを付与する。熱硬化性バインダ液51は、熱硬化性バインダ成分が溶解または分散した液である。熱硬化性バインダとしては、フェノール樹脂、ウレア樹脂、ウレタン樹脂など公知のバインダを選択できるが、得られる積層成形体をより高強度とするために、フェノール樹脂を用いることが好ましい。また、熱硬化性バインダ液51の溶媒(分散媒)は、親水性であると、抄紙42に吸収されやすいため、好ましい。したがって、フェノール樹脂として水溶性フェノール樹脂を用いると、水や水と有機溶媒との混合溶媒などを用いることができ、好ましい。なお、溶媒としての水は、有機溶媒を用いる場合と異なり作業環境が悪化しにくい点からも好ましい。
【0018】
バインダ付与処理S5では、熱硬化性バインダ液の浴に、抄紙42を所定時間だけ浸漬する。図3に、バインダ付与処理装置の一実施形態を示す。図3の装置は、熱硬化性バインダ液51を貯留するバインダ槽27と、ロール状の抄紙42を回転可能に保持する回転軸29とを備えている。また、バインダ槽27内には、抄紙42を挟みつけて搬送する複数の誘導ロール31が設けられており、熱硬化性バインダ液51に浸漬しない位置に抄紙42を挟みつける除去ロール33が設けられている。この装置では、回転軸29に抄紙42のロールを設置して所定の回転で抄紙42を繰り出し、誘導ロール31によって抄紙42をバインダ槽27内に誘導する。これにより、抄紙42をバインダ槽27に貯留する熱硬化性バインダ液51に浸漬させる。その後、除去ロール33によって抄紙42を誘導して熱硬化性バインダ液51から取り出すとともに除去ロール33で余分な熱硬化性バインダ液51を搾り取る。その後、更に除去ロール33より先端側(図3中右側)に配置されたロール等の搬送手段によって乾燥処理S7に送る。
【0019】
抄紙42に付与するバインダの量は、主として熱硬化性バインダ濃度によって調節することができる。例えば、厚さ3mm、含水率5%の抄紙を作製した場合、水:水溶性フェノール樹脂の重量比が7:3の熱硬化性バインダ液を用いると、良好に熱硬化性バインダを抄紙42に付与することができる。
【0020】
乾燥処理S7では、熱硬化性バインダの硬化温度より低い温度で抄紙42を乾燥させる。例えば、硬化温度が135℃である水溶性フェノール樹脂をバインダとした場合、100℃以下の温度で乾燥させることにより、確実に硬化を防いで乾燥させることができる。この時点の乾燥では、後工程である成形工程において水蒸気が発生することによる破裂やガス膨れの発生を防止できる程度まで乾燥させる。具体的には、含水率20%以下であると良好に成形することができる。したがって、この乾燥処理S7は、常温での自然乾燥や送風乾燥でも良い。乾燥処理S7が完了すると、熱硬化性バインダを付与した抄紙を得ることができる。図3に示す乾燥処理の装置は、除去ロール33を通った抄紙42を搬送するコンベヤ35と、コンベヤ35を包囲するように設けられたファンドライヤ37とを備えている。この装置は、搬送と同時に抄紙42を乾燥させる。また、図3の先端(右端)には、カッター38が配置されており、この抄紙42を所定の大きさにカットして層体44に形成する。
【0021】
(成形工程)
成形工程3では、図4の上に示すように所望の数の層体44を積層状態にして、所望の厚み、形状に加圧成形するのと同時に積層状態で層体どうしを一体化する。成形工程3は、加熱加圧処理S9と冷却処理S11とを備えている。成形は、典型的には、図4の下に示すように、積層した複数の層体を両面から挟みつけることで加圧する一対の型39を用いて行う。
【0022】
図4の上に示すように、複数の層体44の積層時に、少なくとも一方の表面にシートを積層状態に配置して、複数の層体と同時に加熱加圧しても良い。これにより、少なくとも一面にシート53を備える積層成形体を得ることができる。シート53は、種々の機能を付与するために設けることができ、例えば、積層成形体への意匠の付与や、表面硬度や釘の保持力の向上、あるいは反りやパルプの欠け落ちの抑制などを目的として設けることができる。このように付与されるシート53は、成形工程3の熱に耐え得る素材から選択することができる。例えば、古紙の原料として前述した紙を用いることができる。また、熱硬化性バインダの硬化温度より融点の高い樹脂シートを用いることができ、例えば、ポリエステルシート(フィルム)やポリオレフィンシートでも良い。また、意匠性を目的として、適宜、織物、編物、手漉き和紙など表面に風合いを付与するシートを利用することができる。
シート53には、意匠性を付与するために、適宜、印刷を施しておくことができる。印刷は、シート53の材質に合わせて公知のインキで公知の印刷技術を用いて行うことができる。インキについても成形工程3における加熱に耐え得るものとされる。具体的には、油性インキを利用できる。
【0023】
例えば、画用紙やチタン紙などの紙をシートとして用いると、釘保持力を向上させることが可能であり、好ましい。また、これらは、紙への通常の印刷を行うことができるとともに、透明性が小さいため、釘保持力と意匠性の両方を向上させることができる。
なお、印刷は、層体形成工程1で作製した層体のうち、表面に配置されるものの表面に直接付与しておいても良い。
【0024】
加熱加圧処理S9での加熱は、上述した一対の型39として、型面の温度を所望に設定できる、いわゆるホットプレスを用いて行うことができる。加熱加圧処理S9では、積層された層体44の内部まで熱を伝達し、積層された層体全体の熱硬化性バインダを硬化させる。例えば、上述の硬化温度135℃の水溶性フェノール樹脂を含み、含水率20%程度の層体を6枚積み重ねた場合、150℃に加熱して約30分加圧すると良い。加熱加圧処理S9により、隣接する層体どうしが熱硬化性バインダによって互いに結合され、一体化する。
【0025】
冷却処理S11では、加熱加圧処理S9での圧縮状態を維持して50℃以下まで冷却する。加熱加圧処理S9と冷却処理S11との間で、圧力の解放を発生させないように、典型的には、加熱加圧処理S9で加圧をした対を成す型間の距離を保ったまま、すなわち、図4の下に示す位置関係を保持したままとする。冷却処理S11は、型39の型面の温度設定を解除して、あるいは、50℃未満の所望の温度に設定して放置することで行える。冷却時間は、例えば、上述の加熱加圧処理S9の条件で行った積層一体化された層体(積層成形体)では、型面の温度設定を解除することにより、約30分で50℃以下まで冷却することが可能である。
【0026】
ここで、冷却処理S11の後、型39を開いて圧力を解放すると、積層成形体46は若干膨張する。このときの膨張率が大きい場合、この時点において反り、歪み、撓みが発生しやすい。したがって、冷却処理S11では、上記温度条件に加えて圧力解放前後での膨張率が層体積層方向、すなわち厚み方向において0.3%以下となるように冷却することが好ましい。
冷却処理S11の完了後、圧力解放して積層成形体46を得る。この後、適宜、バリ取りやカッティングなどして所望の製品5とすることができる。
【0027】
この方法によって得られる積層成形体46は、反り、撓み、歪みなどの変形が小さく剥離強度が高い。すなわち、成形工程3で加熱加圧処理S9の後に冷却処理S11を設けることにより、熱硬化性バインダが十分硬くなった状態で圧力解放するため、内部応力によっても積層成形体46が変形しにくい。また、抄紙42を形成後に、抄紙42を熱硬化性バインダ液51へ浸漬させて熱硬化性バインダを抄紙42に付与するため、抄紙42の表面に確実、且つ均一に熱硬化性バインダを付与することができる。この結果、加熱加圧処理S9によって層体44間を確実に結合することができ、剥離しにくくなる。また、水に浸漬させても、剥離しにくく、例えば、耐水性が必要とされる洗面室や台所の床材への利用可能性がある。特に、バインダ付与処理S5前に、抄紙42を含水率5%以下まで乾燥させることにより、より均一に熱硬化性バインダ液51を抄紙42に浸透させることができる。これにより、積層成形体46の変形を良好に抑制することができる。また、熱硬化性バインダ液51の浸透性が良いため、熱硬化性バインダが良好に浸潤する。したがって、積層成形体46全体の強度をより均一に高めることができ、強度や剛性、釘保持力などの向上が期待できる。
【0028】
また、上記製造方法では、プラスチックなどを含む材料をパルプとして使用することができる。したがって、本製造方法で得られる積層成形体46を使用後、粉砕し、再生パルプ化することで、本製造方法の抄紙の原料として使用できることが期待される。なお、上述の方法で作製した積層成形体46におけるフェノール樹脂含有量は、例えば、3%程度であり、これをパルプ化した場合、70重量%以上がパルプより成る原料が得られるものと考えられる。
さらに、シート53を少なくとも一面に付与した積層成形体46は、シート53によって所望の機能が付与された機能性成形体となる。
【0029】
なお、本発明は上記実施形態に限定されないことはもちろんである。
例えば、抄紙42をロール形成することなくそのままバインダ付与処理S5から乾燥処理S7まで一連の工程で行っても良い。あるいは、抄紙42を所定の大きさにカットしてからバインダ付与処理S5以降を行っても良い。
【0030】
【発明の効果】
本発明では、変形性を抑制してパルプを用いた積層成形体を製造する方法を提供することにより、より広範な用途で良好に使用できる積層成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る積層成形体の製造方法を示すフローチャートである。
【図2】抄紙形成処理から圧搾・乾燥処理までを一連の操作で行う装置の一実施形態を示す平面図である。
【図3】バインダ付与処理を行う装置の一実施形態を示す平面図である。
【図4】成形工程を示す平面図である。
【符号の説明】
1 層体形成工程
3 成形工程
5 製品
11 ヘッドボックス
13 フォードリニアテーブル
15 ベルトコンベヤ
17 プレスロール
19 シリンダ
21 コンベヤベルト
23 カレンダスタック
25 リール
27 バインダ槽
29 回転軸
31 誘導ロール
33 除去ロール
35 コンベヤ
37 ファンドライヤ
38 カッター
39 型
42 抄紙
44 層体
46 積層成形体
51 熱硬化性バインダ液
53 シート
S1 抄紙形成処理
S3 圧搾・乾燥処理
S5 バインダ付与処理
S7 乾燥処理
S9 加熱加圧処理
S11 冷却処理[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a laminated molded article suitable for fibers, particularly fibers regenerated from waste paper.
[0002]
[Prior art]
Many so-called papers such as newspapers, magazines, flyers, printing papers, and copy papers are made of pulp. These retain the fiber structure of the wood itself, and process the used paper, so-called waste paper, to make it a higher-strength material, or stir it in an aqueous solvent to produce a slurry-like pulp. It is known that it can be reproduced. For example, as a method of using waste paper, a method of using it as a raw material for boards used for various purposes such as formwork and wall materials has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this method, a thermosetting resin such as a phenol resin is mixed with a slurry of recycled pulp, and this is heated and pressed at a temperature equal to or higher than the thermosetting temperature in a state where a plurality of sheets made of paper, pressed and dried are stacked. The board can be manufactured.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-239918
[Problems to be solved by the invention]
However, in this method, the dimensional stability is not so high, and warping and bending may occur after molding. In addition, the peel strength between the stacked sheets before molding is small, and particularly in an environment where the sheets are easily immersed in water or wet easily, they are easily peeled off.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a laminated molded body using pulp while suppressing deformability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is a method for producing a laminated molded body, wherein a papermaking containing 70% by weight or more of fibers derived from natural fibers is immersed in a thermosetting binder solution, and the papermaking is pressed and dried. And remove moisture. Moreover, the manufacturing method of this laminated molded body provides the binder which immerses the said papermaking in a thermosetting binder liquid, and dries the said papermaking at the temperature lower than the curing temperature of the said thermosetting binder. Then, after laminating the desired number of papers, the desired number of laminates are integrated by heating and pressing at a temperature equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting binder, and the integrated laminate is pressurized and compressed. By maintaining the state and cooling to a temperature at which the expansion rate of the laminate when the compressed state is released is 2% or less, deformation that occurs after pressure release after the molding can be reduced. In addition, it is possible to obtain a laminated molded body having small deformation such as warpage, bending, and distortion.
Further, in the method for producing a laminated molded body according to claim 2, the integrated laminated body is pressurized to maintain a compressed state and cooled to a temperature of 50 ° C. or lower until the temperature is reduced to 50 ° C. or lower. Deformation that occurs after pressure release can be reduced, and a laminated molded body with less deformation such as warping, bending, and distortion can be obtained.
Further, in the method for producing a laminated molded article according to claim 3, when papermaking having a water content of 5% or less is immersed in a thermosetting binder liquid, the impregnation of the thermosetting binder liquid into the papermaking can be made uniform and good. And dimensional stability can be improved.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method for producing a laminated molded body of the present invention, various boards can be produced, and is particularly suitable for the production of boards that require strength, rigidity, heat resistance and the like. For example, it is suitable for manufacturing boards used as building floor materials, desk tops, and furniture structural materials. In particular, a laminated molded body produced by applying a sheet on which at least one surface is printed can be suitably used for a visually recognized part. In addition, a laminated molded body produced by providing a sheet that enhances the holding power of nails, screws, etc. on at least one surface is preferable for use as a board on which screws, nails, etc. are struck. Screwing to the leg is possible.
[0007]
Embodiment of this manufacturing method is described in detail with reference to FIGS. The manufacturing method shown in FIG. 1 includes a layered body forming step 1 and a forming step 3 roughly. Hereinafter, each step will be described in detail.
[0008]
(Layer body forming process)
Layer body formation process 1 forms a layer body which forms each layer of a layered fabrication object. As shown in FIG. 1, the layered body forming step 1 includes a paper making process S1, a pressing / drying process S3, a binder applying process S5, and a drying process S7.
[0009]
Materials that can be used as a raw material for papermaking include at least 70% by weight of pulp. As the pulp, virgin pulp may be used, but recycled pulp regenerated from waste paper can be suitably used. Used paper for recycled pulp is so-called paper such as newspapers, telephone books, magazines, cardboard, flyers, wrapping paper, copy paper and printing paper used in offices, and paper products derived from pulp, such as paper diapers. The relevant part or paper napkin. The virgin pulp and the pulp constituting the waste paper are not particularly limited, and may be mechanical pulp, semi-chemical pulp, chemimechanical pulp, or chemical pulp. In order to improve the yield, it is preferable to use chemical pulp with less lignin. Moreover, about the layer body which is not exposed to both surfaces among the several layer body formed at the layer body formation process 1, when not adjusting a physical property, you may utilize what is not bleached. Generally, recycled pulp is obtained by appropriately pulverizing waste paper with a refiner or the like, and then performing deinking treatment, dust removal treatment, and removal of impurities such as fasteners and adhesives.
[0010]
In addition to pulp, the raw material for papermaking may contain resin-based materials such as resins, elastomers, and rubbers. For example, a resin film integrated with a pulp sheet with a paper diaper may be mixed. The resin material preferably has a size and flexibility that do not hinder the formation of paper. For example, it is preferable to reduce the particle size, flake shape, or the like by crushing or cutting. The resin-based material is 30% by weight or less of the entire papermaking raw material. If it exceeds 30% by weight, the formation of papermaking may be hindered or the physical properties of the resulting laminated molded article may be deteriorated.
It should be noted that known additives such as inorganic fibers, preservatives and insecticides can be added to the papermaking raw material.
[0011]
In the papermaking process S1, pulp (slurry) dispersed in water is spread in a sheet form. The papermaking process S1 can be performed by a known papermaking method. For example, a long net type using a belt-like net, a circular net type using a cylindrical net, or a twin wire type using a pair of endless belt nets can be used. FIG. 2 shows a long net-type paper making apparatus. This apparatus includes a head box 11 capable of supplying slurry at a predetermined flow rate at the rear end (left end in FIG. 2) of the apparatus, and a Ford linear table 13 at the front end of the head box 11. The Ford linear table 13 includes a belt conveyor 15 having an endless conveyor belt formed of a wire mesh material. In order to perform the paper forming process S1 with this apparatus, a slurry paper raw material is put into the head box 11, and the slurry is supplied onto the conveyor belt of the Ford linear table 13 at a predetermined speed. The Ford linear table 13 transports the slurry and drains water from the conveyor belt 21 by gravity to form wet paper obtained by depositing pulp on the conveyor belt. The wet paper obtained in the papermaking process S1 can be continuously sent to the pressing / drying process S3 as it is.
[0012]
The pressing / drying process S3 is a process for removing moisture from the wet paper obtained in the papermaking process S1, and can be a known method used in the papermaking method. The pressing / drying process S3 is generally performed continuously after the papermaking process S1, and the apparatus of the pressing / drying process S3 is followed by the apparatus of the papermaking process S1 as shown in FIG. It can carry out using the well-known paper machine provided.
[0013]
In the pressing, moisture contained in the wet paper is removed within a range that does not break the sheet 53, and pressure is applied to the pulp accumulated by filtration to increase the density. The apparatus shown in FIG. 2 is provided with a pair of press rolls 17 arranged in a plurality of stages on the front end side of the paper making process portion, and a felt (not shown) is provided between the press rolls 17. The pressing presses the felt while sandwiching the wet paper with the press roll 17 to squeeze out the water from the wet paper and compresses the felt with the pressure involved in the pressing. Thereafter, the moisture of the wet paper is sucked using the restoration of the felt when the pressing pressure by the press roll 17 is released.
[0014]
In the drying process, the wet paper is dried by heat to form the paper 42. The drying method is a known method, and a form using a fan dryer that blows hot air may be used, or a form using a cylinder dryer that is dried by contacting the heated drum surface. In the apparatus shown in FIG. 2, the drying process part is arranged on the outer surface of the cylinder 19 and a plurality of cylinders 19 arranged vertically in two stages from the tip of the squeeze process part toward the traveling direction (right direction in FIG. 2). And an endless conveyor belt 21 arranged in close contact with each other. The outer surface of the cylinder 19 is heated to a predetermined temperature. In the drying process, the wet paper after the squeezing process is transported along the conveyor belt 21, so that the wet paper is dried by the heat from the cylinder 19 to obtain the papermaking 42.
In the drying process, it is preferable to reduce the moisture content of the papermaking 42 as much as possible, and at least the moisture content of the papermaking 42 is set to the air-drying moisture content or less. Preferably, when the water content is 5% or less, it is possible to make the impregnation of the binder liquid more uniform throughout the papermaking 42 in a binder application process S5 described later.
[0015]
The property of the papermaking obtained by pressing and drying process S3 is not specifically limited. For example, in the case of manufacturing a desk top plate (a plate material having a good nail holding power), if the paper is made of 3 mm, the binder application process S5 can absorb the thermosetting binder liquid well, and the paper can also be made by dipping. The constituent pulp is preferable because it is difficult to disperse.
[0016]
In the apparatus shown in FIG. 2, as in a known papermaking apparatus, a calendar stack 23 and a reel 25 are provided on the front end side of the drying process portion. With the calendar stack 23, the obtained paper 42 can be further smoothed, and the paper 42 produced in a continuous belt shape can be wound around the reel 25 to form a roll.
[0017]
In the binder application process S <b> 5, the papermaking 42 is immersed in the thermosetting binder liquid 51 to apply the thermosetting binder to the entire papermaking 42. The thermosetting binder liquid 51 is a liquid in which a thermosetting binder component is dissolved or dispersed. As the thermosetting binder, a known binder such as a phenol resin, a urea resin, or a urethane resin can be selected, but it is preferable to use a phenol resin in order to increase the strength of the obtained laminated molded body. The solvent (dispersion medium) of the thermosetting binder liquid 51 is preferably hydrophilic because it is easily absorbed by the papermaking 42. Therefore, when a water-soluble phenol resin is used as the phenol resin, water, a mixed solvent of water and an organic solvent, or the like can be used, which is preferable. Note that water as a solvent is preferable from the viewpoint that the working environment is unlikely to deteriorate unlike the case of using an organic solvent.
[0018]
In the binder application process S5, the papermaking 42 is immersed in a thermosetting binder liquid bath for a predetermined time. FIG. 3 shows an embodiment of a binder application processing apparatus. The apparatus shown in FIG. 3 includes a binder tank 27 that stores a thermosetting binder liquid 51 and a rotating shaft 29 that rotatably holds a roll-shaped paper-making paper 42. The binder tank 27 is provided with a plurality of guide rolls 31 that sandwich and transport the papermaking 42, and a removal roll 33 that sandwiches the papermaking 42 at a position where the papermaking 42 is not immersed in the thermosetting binder liquid 51. ing. In this apparatus, a roll of papermaking 42 is installed on the rotary shaft 29, and the papermaking 42 is fed out with a predetermined rotation, and the papermaking 42 is guided into the binder tank 27 by the guide roll 31. Thereby, the papermaking 42 is immersed in the thermosetting binder liquid 51 stored in the binder tank 27. Thereafter, the papermaking 42 is guided by the removing roll 33 and taken out from the thermosetting binder liquid 51, and the excess thermosetting binder liquid 51 is squeezed out by the removing roll 33. Thereafter, the sheet is further sent to the drying process S7 by a conveying means such as a roll arranged on the leading end side (right side in FIG. 3) from the removing roll 33.
[0019]
The amount of the binder applied to the papermaking 42 can be adjusted mainly by the thermosetting binder concentration. For example, when a paper having a thickness of 3 mm and a water content of 5% is prepared, if a thermosetting binder liquid having a water: water-soluble phenol resin weight ratio of 7: 3 is used, the thermosetting binder is favorably formed into the paper 42. Can be granted.
[0020]
In the drying process S7, the papermaking 42 is dried at a temperature lower than the curing temperature of the thermosetting binder. For example, when a water-soluble phenol resin having a curing temperature of 135 ° C. is used as a binder, it can be reliably dried by being dried at a temperature of 100 ° C. or lower. In the drying at this time, the drying is performed to such an extent that it is possible to prevent the occurrence of rupture or gas bulging due to the generation of water vapor in the subsequent forming step. Specifically, when the water content is 20% or less, it can be molded satisfactorily. Therefore, the drying process S7 may be natural drying at normal temperature or blow drying. When drying process S7 is completed, the papermaking which provided the thermosetting binder can be obtained. The drying apparatus shown in FIG. 3 includes a conveyor 35 that conveys the papermaking 42 that has passed through the removing roll 33, and a fan dryer 37 that is provided so as to surround the conveyor 35. This apparatus dries the papermaking 42 simultaneously with the conveyance. Further, a cutter 38 is disposed at the front end (right end) in FIG. 3, and the paper making 42 is cut into a predetermined size and formed into a layered body 44.
[0021]
(Molding process)
In the molding step 3, as shown in FIG. 4, a desired number of layer bodies 44 are put into a laminated state, and pressed into a desired thickness and shape, and at the same time, the layer bodies are integrated in a laminated state. The molding process 3 includes a heating and pressing process S9 and a cooling process S11. The molding is typically performed using a pair of molds 39 that pressurize by sandwiching a plurality of laminated layers from both sides, as shown in the lower part of FIG.
[0022]
As shown in FIG. 4, at the time of laminating the plurality of layer bodies 44, a sheet may be disposed in a laminated state on at least one surface and heated and pressed simultaneously with the plurality of layer bodies. Thereby, a laminated molded body provided with the sheet 53 on at least one surface can be obtained. The sheet 53 can be provided to give various functions. For example, the design can be applied to the laminated molded body, the surface hardness and the nail holding power can be improved, or the warpage and pulp can be prevented from falling off. It can be provided as a purpose. The sheet 53 applied in this way can be selected from materials that can withstand the heat of the molding step 3. For example, the paper described above can be used as a raw material for waste paper. Further, a resin sheet having a melting point higher than the curing temperature of the thermosetting binder can be used, and for example, a polyester sheet (film) or a polyolefin sheet may be used. In addition, for the purpose of design, a sheet that imparts a texture to the surface, such as a woven fabric, a knitted fabric, or handmade Japanese paper, can be used as appropriate.
The sheet 53 can be appropriately printed in order to impart design properties. The printing can be performed using a known printing technique with a known ink according to the material of the sheet 53. The ink can withstand the heating in the molding step 3. Specifically, oil-based ink can be used.
[0023]
For example, it is preferable to use paper such as drawing paper or titanium paper as a sheet because the nail holding force can be improved. Moreover, these can perform normal printing on paper, and since transparency is small, both nail holding power and designability can be improved.
In addition, you may provide printing directly on the surface of what is arrange | positioned among the layer bodies produced in the layer body formation process 1 at the surface.
[0024]
The heating in the heat and pressure treatment S9 can be performed using a so-called hot press that can set the temperature of the mold surface as desired as the pair of molds 39 described above. In the heat and pressure treatment S <b> 9, heat is transmitted to the inside of the laminated layer body 44, and the thermosetting binder of the entire laminated layer body is cured. For example, in the case where six layered bodies containing the water-soluble phenol resin having a curing temperature of 135 ° C. and having a moisture content of about 20% are stacked, the layer is heated to 150 ° C. and pressurized for about 30 minutes. By the heat and pressure treatment S9, the adjacent layer bodies are bonded to each other by the thermosetting binder and integrated.
[0025]
In the cooling process S11, the compressed state in the heating and pressurizing process S9 is maintained and the cooling is performed to 50 ° C. or lower. In order not to generate a pressure release between the heating and pressurizing process S9 and the cooling process S11, typically, while maintaining the distance between the molds that form a pair pressurized in the heating and pressurizing process S9, That is, the positional relationship shown in the lower part of FIG. 4 is maintained. The cooling process S11 can be performed by canceling the temperature setting of the mold surface of the mold 39 or by leaving it at a desired temperature lower than 50 ° C. The cooling time is, for example, 50 ° C. or less in about 30 minutes by releasing the temperature setting of the mold surface in a layered and integrated layered body (laminated molded body) performed under the conditions of the above-described heating and pressing treatment S9. It is possible to cool down to
[0026]
Here, after the cooling process S11, when the pressure is released by opening the mold 39, the laminated molded body 46 expands slightly. If the expansion rate at this time is large, warping, distortion, and deflection are likely to occur at this point. Therefore, in the cooling treatment S11, in addition to the above temperature conditions, it is preferable to cool so that the expansion rate before and after the pressure release is 0.3% or less in the layered body stacking direction, that is, the thickness direction.
After completion of the cooling process S11, the pressure is released to obtain the laminated molded body 46. Thereafter, the desired product 5 can be obtained by deburring or cutting as appropriate.
[0027]
The laminated molded body 46 obtained by this method is small in deformation such as warping, bending, and distortion, and has high peel strength. That is, by providing the cooling treatment S11 after the heating and pressurizing treatment S9 in the molding step 3, the pressure is released in a state where the thermosetting binder is sufficiently hardened, so that the laminated molded body 46 is not easily deformed by internal stress. Moreover, since the papermaking 42 is immersed in the thermosetting binder liquid 51 and the thermosetting binder is applied to the papermaking 42 after the papermaking 42 is formed, the thermosetting binder is reliably and uniformly applied to the surface of the papermaking 42. be able to. As a result, the heat and pressure treatment S9 can reliably bond the layer bodies 44, and is difficult to peel off. Moreover, even if it is immersed in water, it is hard to peel off, for example, there exists a possibility of using for the washroom and the flooring of a kitchen in which water resistance is required. In particular, the thermosetting binder liquid 51 can be more uniformly permeated into the papermaking 42 by drying the papermaking 42 to a moisture content of 5% or less before the binder application processing S5. Thereby, a deformation | transformation of the laminated molded object 46 can be suppressed favorably. Further, since the permeability of the thermosetting binder liquid 51 is good, the thermosetting binder infiltrates well. Therefore, the strength of the entire laminated molded body 46 can be increased more uniformly, and improvement in strength, rigidity, nail holding power, and the like can be expected.
[0028]
Moreover, in the said manufacturing method, the material containing a plastic etc. can be used as a pulp. Therefore, it is expected that the laminated molded body 46 obtained by the present production method can be used as a raw material for papermaking in the present production method by pulverizing and regenerating pulp. In addition, the phenol resin content in the laminated molded body 46 produced by the above-described method is, for example, about 3%, and when this is pulped, it is considered that a raw material composed of 70% by weight or more is obtained. .
Furthermore, the laminated molded body 46 provided with at least one surface of the sheet 53 becomes a functional molded body provided with a desired function by the sheet 53.
[0029]
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the paper making process 42 may be performed in a series of steps from the binder applying process S5 to the drying process S7 without forming a roll. Alternatively, the binder application processing S5 and the subsequent steps may be performed after the papermaking 42 is cut into a predetermined size.
[0030]
【The invention's effect】
In the present invention, it is possible to obtain a laminated molded body that can be used satisfactorily in a wider range of applications by providing a method for producing a laminated molded body using pulp while suppressing deformability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a laminated molded body according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of an apparatus for performing a series of operations from a papermaking process to a pressing / drying process.
FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of an apparatus for performing a binder application process.
FIG. 4 is a plan view showing a molding process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Layer body formation process 3 Molding process 5 Product 11 Head box 13 Ford linear table 15 Belt conveyor 17 Press roll 19 Cylinder 21 Conveyor belt 23 Calendar stack 25 Reel 27 Binder tank 29 Rotating shaft 31 Guide roll 33 Removal roll 35 Conveyor 37 Fan dryer 38 Cutter 39 Mold 42 Papermaking 44 Layer body 46 Laminated molded body 51 Thermosetting binder liquid 53 Sheet S1 Papermaking process S3 Squeezing / drying process S5 Binder application process S7 Drying process S9 Heating and pressing process S11 Cooling process
Claims (3)
前記抄紙の圧搾・乾燥とで水分を除去し、
前記抄紙を熱硬化性バインダ液に浸漬するバインダを付与し、
前記熱硬化性バインダの硬化温度より低い温度で前記抄紙を乾燥させ、
前記抄紙を所望数に積層した後に熱硬化性バインダの硬化温度以上の温度で加熱加圧をして前記所望数の積層体を一体化し、
この一体化された積層体を加圧して圧縮状態を維持して、この圧縮状態を開放したときの前記積層体の膨張率が2%以下となる温度まで冷却する積層成形体の製造方法。A paper making containing 70% by weight or more of fibers derived from natural fibers is immersed in a thermosetting binder solution,
Remove moisture by pressing and drying the paper,
Giving a binder to immerse the papermaking in a thermosetting binder liquid,
Drying the paper at a temperature lower than the curing temperature of the thermosetting binder,
After laminating the desired number of papers, the desired number of laminates are integrated by heating and pressing at a temperature equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting binder,
A method for producing a laminated molded body, wherein the integrated laminated body is pressurized to maintain a compressed state, and cooled to a temperature at which the expansion coefficient of the laminated body is 2% or less when the compressed state is released.
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