(57)【要約】【課題】石膏ボード廃材を処理する際に発生する石膏が付着したボード原紙の処理法において、石膏付着の極めて少ないボード原紙を、乾式での処理で回収することを可能とした石膏付きボード原紙の処理方法を提供する。【解決手段】石膏が付着したボード原紙２の石膏を乾式破砕し、該石膏をボード原紙より遊離せしめてボード原紙を５回収する際に、上記乾式破砕によりボード原紙から遊離した石膏の破砕片４を粉砕領域から除去しながら破砕する。具体的には、上記乾式破砕が、遊離した石膏の破砕片が通過可能な目開きを有するスクリーン１上で行われ、該スクリーン１を通して遊離した石膏の破砕片４を破砕領域から除去しながら行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏が付着したボード原紙の石膏を乾式破砕し、該石膏をボード原紙より遊離せしめてボード原紙を回収するに際し、上記乾式破砕によりボード原紙から遊離した石膏の破砕片を粉砕領域から除去しながら破砕することを特徴とするボード原紙の回収方法。
【請求項２】
石膏が付着したボード原紙が、石膏ボード廃材を破砕して、石膏を主成分とする破砕物を分離して得られたものである請求項１記載のボード原紙の回収方法。
【請求項３】
石膏が付着したボード原紙の石膏を乾式破砕が、遊離した石膏の破砕片が通過可能な目開きを有するスクリーン上で行われ、該スクリーンを通して遊離した石膏の破砕片を除去しながら行われる請求項１又は２に記載のボード原紙の回収方法。
【請求項４】
上記スクリーンが、回転ドラム式のスクリーンによって構成され、粉砕媒体と石膏が付着したボード原紙とを該回転ドラム式スクリーン内に供給して乾式破砕を行う請求項３記載のボード原紙の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏ボード廃材を処理する際に発生する石膏が付着したボード原紙の処理法において、石膏付着の極めて少ないボード原紙を、乾式での処理で回収することを可能とした石膏付きボード原紙の処理方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
石膏ボード廃材の発生量は、年間約１５０万ｔであり、この内、約５０万ｔは生産時や家屋等の新築内装工事の端材で、石膏ボードメーカーがリサイクルを行っている。また、残りの約１００万ｔが、家屋等の建造物の改装・解体工事で排出され、埋立処分されている。このような石膏ボード廃材の発生量は年々増加する傾向にあり、埋立地の不足、環境問題の点から石膏ボード廃材の有効な処理方法が求められている。
【０００３】
石膏ボード廃材を有効にリサイクルするためには、石膏とボード原紙を分離する必要がある。かかる分離は、石膏ボードを乾式破砕することによって行われており、この際、石膏のみの破砕物と共に、石膏が付着したボード原紙が得られる。上記石膏が付着したボード原紙には、一般的に、ボード原紙とほぼ同重量の石膏が付着している。そのため、このボード原紙を故紙としてリサイクルするのは困難であった。また、ボード原紙に付着した石膏は、この石膏の微結晶がボード原紙の繊維と絡み合っている。このため、ボード原紙から石膏を分離することは非常に困難であった。
【０００４】
この石膏が付着したボード原紙から石膏が除去されたボード原紙を得るための方法として、石膏芯の少なくとも一部に石膏ボード用原紙が付着してなる石膏ボードの廃材を加熱した後、水を施して石膏芯から石膏ボード用原紙を分離させ、該分離した石膏ボード用原紙と石膏芯を構成する石膏とをそれぞれ回収する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、このように湿式で洗浄処理を行った場合、使用する水の量が多く、これによって発生する二水石膏の微粉スラリーの使用用途は、非常に限定される。一方で、これをろ過して二水石膏の粉体を得るためには、フィルタープレスなどの高価なろ過機が必要となる。また、この処理法では、石膏を一旦半水石膏にするための焼成処理が必要であり、これによって、エネルギーコストがかかるとともに、設備的に大掛かりとなる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２２１９３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、前記湿式法により石膏が付着したボード原紙からボード原紙を回収する方法において、水を使用することによる問題点を解決しながら、付着した石膏とボード原紙との分離も十分行うことができる処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた。その結果、石膏が付着したボード原紙の石膏を、水を使用しない乾式破砕する方法を採用し、且つ、かかる乾式破砕において、破砕によりボード原紙から遊離した石膏の破砕片（粉）を粉砕領域から除去しながら破砕することによって、ボード原紙と石膏とを効率よく分離できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、石膏が付着したボード原紙の石膏を乾式破砕し、該石膏をボード原紙より遊離せしめてボード原紙を回収するに際し、上記乾式破砕によりボード原紙から遊離した石膏の破砕片を粉砕領域から除去しながら破砕することを特徴とするボード原紙の回収方法である。
【００１０】
また、本発明において、石膏が付着したボード原紙は、石膏ボード廃材を破砕して、石膏を主とする破砕物を分離して得られたものが一般に使用される。
【００１１】
また、石膏が付着したボード原紙の石膏の乾式破砕は、遊離した石膏の破砕片が通過可能な目開きを有するスクリーン上で行い、該スクリーンを通して遊離した石膏の破砕片が除去されるようにして行う態様が好ましい。
【００１２】
更に、上記スクリーンを使用する態様において、該スクリーンを円筒形に加工したドラム式のスクリーンを回転せしめ、その内部に粉砕媒体と石膏が付着したボード原紙とを供給して乾式破砕を行う方法が好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の方法によれば、石膏ボード廃材から石膏の付着の少ないボード原紙と石膏の破砕片とを、乾式で効率よく回収することができる。従って、上記本発明で回収したボード原紙は、故紙として有効に使用することが可能であり、また、水を使用せず、加熱処理もしないため、回収処理におけるエネルギーおよび設備コストを著しく低減することが可能である。
【００１４】
上記効果の発現機構としては、以下のように推定される。即ち、石膏の付着したボード原紙の乾式破砕を、ボールミル等一般的な破砕機で行うと、破砕により遊離した石膏の破砕片がボード原紙より除去されずに破砕機内に留まる。そのため、破砕を続けると、該破砕片がより微細化されると共にボード原紙の繊維間に埋没して分離が困難な状態となる。これに対して、本発明の処理方法においては、乾式破砕により生成した破砕片は、直ちに除去されてボード原紙より隔離されるため、前記石膏の破砕片の微細化、及びボード原紙の繊維間への埋没が効果的に防止されることによるものと推定される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の処理方法を実施するための装置の一態様とその使用例を示す概略図
【図２】本発明の処理方法を実施するための装置の他の一態様とその使用例を示す概略図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明において、処理の対象となる石膏が付着したボード原紙は、該付着した石膏が乾式破砕可能な状態であれば、その由来は特に制限されない。一般には、石膏ボードの生産工程、建築現場の施行工程で発生する端材、残材としての石膏ボードや、改装・解体工事で建築廃材として発生する石膏ボードなどの石膏ボード廃材を乾式破砕して、石膏を主とする破砕物を分離して得られたものが挙げられる。
【００１７】
勿論、上記石膏ボード廃材そのものも石膏が付着したボード原紙であり、これを直接処理することも可能であるが、処理の効率化を図るためには、上記前工程を経て、ボード原紙に付着する石膏を可及的に減少させた後、本発明の処理に供することが好ましい。
【００１８】
上記ボード原紙への石膏の付着量は、石膏が付着したボード原紙の全重量に対して、６０重量％以下となるように、前記粉砕により石膏を除去しておくことが好ましい。
【００１９】
また、本発明において、上記石膏が付着したボード原紙の大きさは、特に限定されないが、前記破砕処理を行った際には、長手方向で１０〜２００ｍｍの大きさとなるのが一般的であり、この大きさがその後の処理においても好ましい。
【００２０】
本発明において、上記石膏が付着したボード原紙の石膏を乾式破砕して石膏をボード原紙より遊離せしめてボード原紙を回収するに際し、上記乾式破砕によりボード原紙から遊離した石膏の破砕片を粉砕領域から除去しながら破砕することを特徴とする。
【００２１】
ここで、ボード原紙から遊離した石膏の破砕片の粉砕領域からの除去は、乾式破砕によりボード原紙より石膏が破砕片として遊離した後、できるだけ速やかに行うことが好ましい。そして、この操作により破砕片が粉砕領域に滞留することで、粉砕が進行し、微粉化した破砕片がボード原紙に埋没して除去が困難になる現象を効果的に防止できる。
【００２２】
本発明において、上記乾式破砕の方法は、公知の方法が特に制限無く使用される。例えば、石膏が付着したボード原紙を粉砕媒体と共に撹拌する方法、撹拌翼（パドル）により石膏が付着したボード原紙を撹拌する方法が一般的である。
【００２３】
上記した一つの態様である粉砕媒体を使用する態様において、粉砕媒体は、石膏が付着したボード原紙のボード原紙に付着した石膏との撹拌時の接触により、該石膏を粉砕できる程度の耐摩耗性があればよく、その種類、大きさおよび形状は、使用する装置の構造等によって適宜決定すればよい。代表的には、上記粉砕媒体の種類として、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などが挙げられる。また、天然鉱物を使用することも可能である。かかる天然鉱物としては、コンクリートの粗骨材として一般的に使用される硬質砂岩や天然石膏などが挙げられる。上記天然石膏の粉砕物を粉砕媒体として使用した場合、粉砕媒体の磨耗に起因する異物の混入を防ぐことができる。この粉砕媒体として用いる石膏は、天然の二水石膏または無水石膏の大型結晶を適度に粉砕したものが、工業的に入手可能である。
【００２４】
また、粉砕媒体の大きさとしては、石膏付きボード原紙から、石膏を効率よく粉砕、分離するために、平均粒径が１０〜１００ｍｍ、更に２０〜５０ｍｍであることが好ましい。また、形状としては、球形、俵型、不定形等特に制限されず、単一の形状、複数種の形状を組み合わせて粉砕媒体として使用することができる。
【００２５】
本発明において使用する粉砕媒体の量は特に制限されない。使用する粉砕媒体の種類によって適宜調整すればよい。効率的には、石膏付きボード原紙の質量に対して５〜３０重量倍、更に１０〜２０重量倍の量で処理するのが好ましい。
【００２６】
一方、前記撹拌翼（パドル）により石膏が付着したボード原紙を撹拌する方法において、撹拌翼は、装置の大きさや処理量、更には破砕効率等を勘案して、形状、大きさ、更には、運転時の回転速度が決定される。
【００２７】
本発明において、前記乾式破砕を行いながら、その破砕領域より破砕により遊離した石膏の破砕片を除去する方法は、特に制限されないが、最も効率的に分離を行う方法としては、前記乾式破砕を、破砕により遊離した石膏の破砕片（大部分は、粒径１ｍｍ以下の粉状体である。）が通過可能な目開きを有するスクリーン上で行うことが好ましい。かかる態様によれば、粉砕により生成した破砕片は、選択的にスクリーンを通過して除去され、スクリーン上には、破砕片、特にスクリーンを通過し得る微粉は殆ど存在しない状態が維持される。
【００２８】
本発明において、上記スクリーンの目開きの大きさは、０．５〜５ｍｍ、更に１〜３ｍｍが好ましい。
【００２９】
また、本発明において、上述の乾式破砕による処理は回分式、連続式どちらで行ってもよい。
【００３０】
以下、本発明の回収方法に使用する代表的な装置とその使用例を示す、図１、２に従って、本発明をより具体的に説明する。
【００３１】
図１は、前記スクリーン１として、円筒形に加工したドラム式のスクリーンを使用し、該スクリーンを回転せしめながら、その内部に粉砕媒体３と石膏が付着したボード原紙２とを供給して乾式破砕を行う態様を示す。図において、右側に表示した円は、上記ドラムの側断面図である。
【００３２】
図において、石膏が付着したボード原紙２は、破砕領域、即ち、回転するドラム式のスクリーン内に供給され、ここで、粉砕媒体３と共に撹拌され、付着する石膏が破砕される。そして、上記破砕によって遊離した石膏の破砕片４は、逐次スクリーン１を通過して取り出される。
【００３３】
上記態様において、粉砕媒体３は、ドラム式のスクリーン１内に仕込んでおいてもよいし、石膏が付着したボード原紙と一緒に供給してもよい。また、乾式粉砕後のボード原紙５と粉砕媒体３とを一緒に取り出する場合は、両者を適当な選別手段、例えば、比重差による風選等の方法により選別することができる。また、粉砕媒体が鉄などの磁性を有する金属であれば、磁選機により分離してもよい。更に、図１に示すように、選別された粉砕媒体３は、破砕領域に循環して再使用してもよい。
【００３４】
上記態様は、回転ドラム式のスクリーンを使用する場合の例を示したが、図２に示すように、上記ドラム式のスクリーン１が回転しない構造で、該ドラム式のスクリーンの底部に長手方向に延在する撹拌翼（ハドル）６を取り付けた装置を使用し、上記ドラム式のスクリーン内に石膏が付着したボード原紙２を供給して、該撹拌翼６により撹拌することにより、ボード原紙に付着した石膏の破砕を行うことも可能である。そして、上記破砕によって遊離した石膏の破砕片４は、逐次スクリーン１を通過して取り出される。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を更に具体的に説明するため、実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３６】
なお、以下の実施例及び比較例において、ボード原紙に付着した石膏量は、以下の方法により求めた。
【００３７】
先ず紙に付着した石膏と、反応するのに十分な量の水酸化ナトリウム水溶液中に、石膏付きボード原紙を浸漬して１０分以上撹拌した。その後、これをろ過、洗浄し、このろ液および洗浄液中の溶解硫黄量から二水石膏換算することによって、ボード原紙に付着した石膏量を求めた。
【００３８】
また、実験に用いた石膏が付着したボード原紙の作成方法と仕様は、以下の通りである。
【００３９】
ジョークラッシャーを用いて石膏ボード廃材を粉砕した後、ふるいで石膏粉と分離し、約５０〜１００ｍｍの大きさの石膏付きボード原紙を採取した。この石膏付きボード原紙の石膏量は６０％であった。
【００４０】
実施例１
図１に示すように、目開き３ｍｍ、直径３００ｍｍ、長さ６００ｍｍの回転ドラム式のスクリーン１に、粉砕媒体３として、２０〜４０ｍｍの大きさにふるい分けした無水石膏１０ｋｇを投入し、これを回転数５０ｒｐｍで運転させながら、石膏が付着したボード原紙２を２００ｇ／ｈの速度で投入した。スクリーンから排出された粉砕媒体２である無水石膏は、一緒に出て来るボード原紙と風選により分離後、随時スクリーン内へ再投入した。ボード原紙の滞留時間を１時間に調整するようにスクリーンの運転条件を設定し、前記排出されたボード原紙を分析した結果、石膏の付着量は２％であった。
【００４１】
実施例２
実施例１において、バッチ運転を行った。即ち、石膏が付着したボード原紙５００ｇと、粉砕媒体３である、１５〜２０ｍｍの大きさふるい分けした硬質砂岩５ｋｇとを、前記円筒形スクリーン内に投入して蓋をした後、回転数５０ｒｐｍで１時間、混合撹拌した。その間、石膏の破砕片は円筒形のスクリーンの外に排出された。円筒形のスクリーン中から粉砕媒体を分離して回収したボード原紙の重量は４５０ｇで、石膏の付着量は１％であった。
【００４２】
実施例３
図２に示すように、目開き０．５ｍｍのスクリーンを、直径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒形に加工し、１０ｍｍ×１６ｍｍ×１ｍｍｔのステンレス製板を６枚配置した翼径５０ｍｍの撹拌羽を１６個取り付けた撹拌翼６を、円筒形のスクリーン内の底部に配置した。石膏が付着したボード原紙２を１０ｇ投入し、この円筒形スクリーンの両側に蓋をした。上記撹拌翼６を回転数１２００ｒｐｍで、１分間回転させた。その間、石膏の破砕片は円筒形のスクリーンの外に排出された。運転後にスクリーン内に残ったボード原紙の重量は３．４ｇで、石膏の付着量は０．５％だった。
【００４３】
比較例１
石膏が付着したボード原紙１０ｇを、内容積１リットルのロータリーカッターミルに投入した。ローターリーカッターの回転速度１０００ｒｐｍで５分間運転した。ミルから全量取り出し、目開き１ｍｍの振動ふるいでふるった。採取したボード原紙の石膏付着量は２３％であった。
比較例２  石膏が付着したボード原紙５００ｇと１５〜２０ｍｍの大きさにふるい分けした硬質砂岩５ｋｇを、直径４００ｍｍ、長さ４００ｍｍ、回転ドラム式のミルに投入し、回転数４０ｒｐｍで２時間、混合撹拌した。ミルから全量取り出し、目開き３ｍｍの振動ふるいでふるった。採取したボード原紙の石膏付着量は２１％であった。
【符号の説明】
【００４４】
１  スクリーン
２  石膏が付着したボード原紙
３  粉砕媒体
４  石膏破砕片
５  回収されたボード原紙
６  撹拌翼
【図１】
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【図２】
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