(57)【要約】【課題】紙やセルロース繊維の含有率が十分に低減されており、セメント用石膏等に好適に使用することのできる再資源化された石膏を、容易に得ることのできる石膏ボード廃材の処理方法を提供する。【解決手段】石膏ボード廃材粉砕物を準備する工程（Ａ）と、前記石膏ボード廃材粉砕物から、静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去する工程（Ｂ）と、を含む石膏ボード廃材の処理方法。そして、工程（Ａ）で準備される石膏ボード廃材粉砕物中の紙とセルロース繊維の含有量は0.5〜2.0質量％とすることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボード廃材粉砕物を準備する工程（Ａ）と、前記石膏ボード廃材粉砕物から、静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去する工程（Ｂ）と、を含むことを特徴とする石膏ボード廃材の処理方法。
【請求項２】
工程（Ａ）で準備される石膏ボード廃材粉砕物中の紙とセルロース繊維の含有量が0.5〜2.0質量％である請求項１に記載の石膏ボード廃材の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の石膏ボード廃材の処理方法により得られた石膏を含むセメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏ボード廃材の処理方法、特に、石膏ボード廃材から、セメント原料として再利用することのできる石膏を回収するための処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の改装・解体や新築内装工事等に伴って大量に排出される石膏ボード廃材は、その大部分が再利用されることなく廃棄され、埋立て処分されているのが現状である。
近年、石膏ボード廃材の発生量は年々増加する傾向にあり、石膏ボード廃材を廃棄処分するための埋立地の確保が困難になりつつあることや、環境保全の観点等から、石膏ボード廃材を再利用することが求められている。
【０００３】
石膏ボード廃材の再利用方法としては、石膏ボード廃材中の石膏を、セメントの石膏成分として利用することが検討されている。例えば、石膏ボード廃材から乾式破砕により紙を除去して得られる回収石膏を石膏成分の少なくとも一部として含有することを特徴とするコンクリート用ポルトランドセメントが提案されている（特許文献１）。
一方、石膏ボード廃材から分離された紙片については、紙片に付着した石膏分が少ないほど、より多くの紙片を、故紙原料、農業用（肥料用）原料、及びその他の産業の用途にリサイクルできるので、石膏ボード廃材から石膏分をほとんど含有しない紙片を分離することも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載される石膏ボード廃材から乾式破砕により紙を除去する方法において、紙片に付着する石膏分が少なくしようとした場合には、石膏ボード廃材から回収された石膏に、紙やセルロース繊維を多く含むため、そのままの状態でセメント原料として使用すると、セメント組成物のフロー値の低下などの弊害が起こることがある。
また、紙やセルロース繊維を多く含む回収石膏では、セメント用石膏以外の用途（例えば、石膏ボード用石膏等）に使用することも困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、紙やセルロース繊維の含有率が十分に低減されており、セメント用石膏、その他の用途（石膏ボード用石膏等）に好適に使用することのできる再資源化された石膏を、容易に得ることのできる石膏ボード廃材の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、石膏ボード廃材粉砕物から静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去すれば、紙とセルロース繊維の含有率を低減させることができ、この石膏をセメント原料用の石膏等として好適に用い得ることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［３］を提供するものである。
［１］石膏ボード廃材粉砕物を準備する工程（Ａ）と、前記石膏ボード廃材粉砕物から、静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去する工程（Ｂ）と、を含むことを特徴とする石膏ボード廃材の処理方法。
［２］工程（Ａ）で準備される石膏ボード廃材粉砕物中の紙とセルロース繊維の含有量が0.5〜2.0質量％である上記［１］に記載の石膏ボード廃材の処理方法。
［３］上記［１］又は［２］に記載の石膏ボード廃材の処理方法により得られた石膏を含むセメント。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の石膏ボード廃材の処理方法によると、石膏ボード廃材粉砕物から静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去するという簡易な方法によって、石膏ボード廃材から回収される石膏中の紙やセルロース繊維の含有率を大きく低減させることができる。
本発明の処理方法により得られた石膏は、紙やセルロース繊維の含有率が小さいため、セメント用石膏、その他の用途（石膏ボード用石膏等）として好適に使用することができる。よって、石膏ボード廃材から紙やセルロース繊維を除去せずに、石膏を再資源化した場合と比べて、石膏ボード廃材の処理量、及び再資源化した石膏の使用量を増大させることができる。その結果、廃棄処分される石膏ボード廃材の量を削減することができ、石膏ボード廃材の埋立処分地の確保の問題なども軽減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の石膏ボード廃材の処理方法について詳細に説明する。
本発明の石膏ボード廃材の処理方法は、石膏ボード廃材粉砕物を準備する工程（Ａ）と、前記石膏ボード廃材粉砕物から、静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去する工程（Ｂ）と、を含む。
【００１１】
［工程（Ａ）］
本工程は、石膏ボード廃材粉砕物を準備する工程である。
本発明の処理方法の対象となる石膏ボード廃材としては、廃棄物として扱われる石膏ボードであればよく、例えば、石膏ボードの生産時や新築内装工事等で発生する石膏ボードの端材や、建築物の改装・解体工事等で発生する石膏ボード等が挙げられる。
石膏ボードは、石膏を主体とする芯材を、石膏ボード用原紙で被覆した板状の構造を有するものである。
石膏ボードにおける石膏と紙の割合は、厚さ12mmの石膏ボードの場合、石膏が93質量％程度、紙が7質量％程度である。
セメント原料として用いる石膏成分中に紙やセルロース繊維が含まれていると、セメント組成物のフロー値の低下などの弊害が起こることがある。本発明では、後述する工程（Ｂ）において、石膏ボード廃材から紙やセルロース繊維を最終的に除去するものであるが、工程（Ｂ）における紙やセルロース繊維の除去を効率的に行うために、本工程において、紙とセルロース繊維をある程度（好ましくは紙とセルロース繊維の合計量が0.5〜2.0質量％、より好ましくは紙とセルロース繊維の合計量が0.5〜1.0質量％）除去しておくことが好ましい。
本工程において、石膏ボード廃材粉砕物中の紙とセルロース繊維の合計量を0.5質量％以下にしようとすると、石膏ボード廃材から石膏分をほとんど含有しない紙片を分離することが困難となり、石膏ボード廃材から分離された紙片の有効利用が図れなくなる虞がある。一方、本工程で得られる石膏ボード廃材粉砕物中の紙とセルロース繊維の合計量が2.0質量％を超えると、工程（Ｂ）における紙やセルロース繊維の除去を効率的に行うことが困難となるので好ましくない。
【００１２】
本工程での紙とセルロース繊維の除去方法としては、
（ａ）石膏ボード廃材をジョークラッシャで解砕した後、乾式篩を用いて紙やセルロース繊維と石膏とを分離する方法、
（ｂ）石膏ボード廃材をロール間で圧縮し、石膏分を粉状にして紙と石膏を分離する方法、（ｃ）市販の石膏ボード粉砕分別機を用いる方法、
などを挙げることができる。
石膏ボード廃材粉砕物の最大粒径は、好ましくは5mm以下、より好ましくは2.5mm以下、特に好ましくは1.5mm以下である。該最大粒径が5mmを超えると、工程（Ｂ）における紙やセルロース繊維の除去、特に紙の除去の効率が低下するので好ましくない。なお、1.5mmメッシュの乾式篩を用いて紙やセルロース繊維と石膏とを分離した場合は、石膏ボード廃材粉砕物（最大粒径：1.5mm以下）中には、紙はほとんど存在しなくなり、工程（Ｂ）においてセルロース繊維を効率的に除去することができる。
石膏ボード廃材の粉砕方法としては、上述の（ａ）〜（ｃ）の紙の除去方法における粉砕方法等が挙げられる。
石膏ボード廃材における紙やセルロース繊維の除去と石膏の粉砕の順序は、紙セルロース繊維を除去した後に石膏を粉砕してもよいし、あるいは、石膏ボード廃材を粉砕して、所望の粒度の石膏粉砕物を得た後に、紙やセルロース繊維を除去してもよい。
【００１３】
［工程（Ｂ）］
本工程は、工程（Ａ）で得られた石膏ボード廃材粉砕物から、静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去する工程である。静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去する方法としては、例えば、工程（Ａ）で得られた石膏ボード廃材粉砕物を、静電気を帯電したパネル（以降、静電気帯電パネルと称す）と接触させて、紙やセルロース繊維を静電気帯電パネルに付着させることにより除去する方法が挙げられる。
静電気帯電パネルは、静電気発生効率、帯電効率等を鑑みて、例えば塩化ビニール系の帯電用プラスチック等、種々の帯電用のプラスチック板を用いて形成することができる。また、静電気帯電パネルへの静電気の帯電は、静電気帯電パネル表面をプラスチック等で摩擦する方法や、静電気発生装置により静電気帯電パネルに静電気を印加する方法などで行うことができる。
【００１４】
本工程は、具体的には、
（１）工程（Ａ）で得られた石膏ボード廃材粉砕物をベルトコンベアーで輸送する際に、石膏ボード廃材粉砕物を複数回静電気帯電パネルと接触させる方法、
（２）工程（Ａ）で得られた石膏ボード廃材粉砕物を、バット等の容器内に敷き詰め、該容器に振動を加えながら、石膏ボード廃材粉砕物を複数回静電気帯電パネルと接触させる方法、
などにより行うことができる。
なお、上記（１）、（２）の方法において、石膏ボード廃材粉砕物と静電気帯電パネルとの接触時間は、3〜30秒間とすることが好ましく、5〜25秒間とすることがより好ましい。また、ベルトコンベアー上の石膏ボード廃材粉砕物や容器内の石膏ボード廃材粉砕物の高さ（厚さ）が大きすぎると紙やセルロース繊維の除去効率が低下し、高さ（厚さ）が小さすぎると回収石膏の生産量が低下するので、石膏ボード廃材粉砕物の高さ（厚さ）は、1〜4cmとするのが好ましく、2〜3cmとするのがより好ましい。
【００１５】
本工程においては、回収される石膏中の紙とセルロース繊維の合計量が0.3質量％以下になるように紙とセルロース繊維を除去するのが好ましく、0.2質量％以下となるように除去するのがさらに好ましく、0.1質量％以下となるように除去するのが特に好ましい。
【００１６】
なお、本発明においては、工程（Ｂ）の前又は後に、石膏ボード廃材粉砕物と水とを混合して、石膏ボード廃材粉砕物を水洗する工程（Ｃ）、又は、石膏ボード廃材粉砕物と水とを混合して、オゾンの存在下で石膏ボード廃材粉砕物を水洗する工程（Ｄ）、を含ませることができる。工程（Ｃ）又は（Ｄ）を含ませることによって、回収される石膏中の界面活性剤の含有率を低減させることができる。
【００１７】
本発明の処理方法によって得られる石膏は、紙とセルロース繊維の含有率が十分に低減されたものである。なお、石膏は、少なくとも回収時においては二水石膏の形態を有する。
本発明の処理方法により得られた石膏は、ほぼ全量が二水石膏であるので、そのまま／あるいは粉砕してセメント原料（石膏成分）として用いることができる。なお、セメント原料（石膏成分）として用いる場合のブレーン比表面積は、2000〜10000cm2/gであることが好ましい。
また、セメント原料（石膏成分）以外の用途、例えば、石膏ボード用石膏等として用いることもできる。
【００１８】
次に、本発明の処理方法によって得られた石膏を含むセメントについて説明する。
本発明の処理方法によって得られた石膏を、石膏成分として使用することのできるセメントとしては、二水石膏を用いるセメントであれば特に限定されないが、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、ジェットセメント、白色セメント等の特殊セメントや、セメント系土壌改良材等が挙げられる。中でも、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメントは、その生産量が多く、石膏ボード廃材の処理量を増大させることができるので、好ましい。
【００１９】
セメント（例えば、ポルトランドセメント）は、常法に従って、本発明の処理方法により得られた石膏と、セメントクリンカーとを混合することにより製造することができる。  セメント中の石膏の質量割合は、従来使用されている石膏（排脱石膏等）と同等である。
セメントの原料である石膏成分中の、本発明の処理方法により得られた石膏の使用割合は、好ましくは10〜40質量％、より好ましくは10〜30質量％である。工程（Ｃ）又は（Ｄ）を含ませた場合は、好ましくは30〜60質量％、より好ましくは30〜50質量％である。該使用割合を前記の好ましい数値範囲内とすれば、石膏ボード廃材の処理量の増大を図ることができ、また、従来セメント原料として使用されている排脱石膏等の使用量を削減することができる。なお、得られるセメントを用いて調製されるモルタル等は、紙やセルロース繊維の含有率が小さいため、排脱石膏のみを用いた場合とほぼ同等の物性（例えば、機械的強度、流動性等）を有するものである。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［１．石膏ボード廃材の粉砕処理］
石膏ボード廃材をロールクラッシャーで粉砕し、10mmメッシュ及び1.5mmメッシュの篩かけを行い、紙とセルロース繊維の合計量が0.6質量％である石膏ボード廃材粉砕物（Ａ）（最大粒径：1.5mm以下）を得た。
【００２１】
［２．石膏ボード廃材からの石膏の回収］
上記石膏ボード廃材粉砕物（Ａ）を、高さ（厚さ）が2.5cmとなるようにステンレスバット(35×27×4cm)に敷き詰め、該ステンレスバットに振動を加えながら、石膏ボード廃材粉砕物を１〜３回静電気帯電パネルと接触させた後、石膏（Ｂ）を回収した。なお、石膏ボード廃材粉砕物と静電気帯電パネルとの接触時間は20秒とした。静電気帯電パネルとしては、塩化ビニール製のプラスチック板(30×24×0.2cm)を使用し、静電気帯電パネルへの静電気の帯電は、塩化ビニール製のプラスチック板の表面を、塩化ビニール製のプラスチック板で摩擦することにより行った。
得られた石膏（Ｂ）中の紙とセルロース繊維の合計量を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2010214231.tif 000002
【００２３】
表１より、石膏ボード廃材粉砕物から、静電気を用いて紙やセルロース繊維を除去できることが確認された。
【００２４】
［３．普通ポルトランドセメントの製造］
［実施例１］
表１の石膏（Ｂ−３）と排脱二水石膏（市販品の普通ポルトランドセメントの製造に使用されているもの）の10：90（質量比）の混合物を、普通ポルトランドセメントクリンカーに対して、普通ポルトランドセメント中のSO3量が2.0質量％となるように加えて粉砕し、ブレーン値3230cm2/gの普通ポルトランドセメント（Ｃ−１）を製造した。
［実施例２］
表１の石膏（Ｂ−３）と排脱二水石膏（市販品の普通ポルトランドセメントの製造に使用されているもの）の20：80（質量比）の混合物を、普通ポルトランドセメントクリンカーに対して、普通ポルトランドセメント中のSO3量が2.0質量％となるように加えて粉砕し、ブレーン値3260cm2/gの普通ポルトランドセメント（Ｃ−２）を製造した。
［参考例１］
普通ポルトランドセメントクリンカーに対して、排脱二水石膏（市販品の普通ポルトランドセメントの製造に使用されているもの）を、普通ポルトランドセメント中のSO3量が2.0質量％となるように加えて粉砕し、ブレーン値3250cm2/gの普通ポルトランドセメント（Ｃ−３）を製造した。
【００２５】
［４．普通ポルトランドセメントの物性の評価］
普通ポルトランドセメント（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）について、下記に示す方法により、圧縮強さ及び空気量を測定した。結果を表２に示す。
（１）モルタルの圧縮強さ
ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）に準じて、モルタルの圧縮強さを測定した。なお、測定は、混練時から３日後、７日後、２８日後の３つの時点で行った。
（２）モルタルの空気量
上記（１）の圧縮強さの試験に用いた混練物の空気量を、モルタルエアメーター（丸東製作所社製；商品名：Ｃ１３−Ｓ）を用いて測定した。
【００２６】
【表２】
2010214231.tif 000003
【００２７】
表２より、本発明の処理方法により得られた石膏を用いた普通ポルトランドセメント（実施例１〜２）は、排脱二水石膏のみを用いた普通ポルトランドセメント（参考例１）とほぼ同等の圧縮強さを有することがわかる。