(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボード用の混水量が６１〜８７％の範囲にある焼石膏の製造方法において、原料石膏にカルボン酸類を配合して焼成することを特徴とする焼石膏の製造方法。
【請求項２】
原料石膏に配合するカルボン酸類が、コハク酸またはその塩、リンゴ酸またはその塩、クエン酸またはその塩、酒石酸またはその塩、マレイン酸またはその塩、及びグルコン酸またはその塩の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載の焼石膏の製造方法。
【請求項３】
原料石膏に配合するカルボン酸類の割合が、原料石膏あたり０．０１〜１０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１または２記載の焼石膏の製造方法。
【請求項４】
原料石膏は、リサイクル石膏を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の焼石膏の製造方法。
【請求項５】
リサイクル石膏の割合が原料石膏の２〜５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の焼石膏の製造方法。
【請求項６】
石膏ボードの製造方法において、請求項１乃至５記載のいずれかの方法により得た焼石膏を使用することを特徴とする石膏ボードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料石膏を焼成して焼石膏を製造する方法、およびその焼石膏を使用する石膏ボードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼石膏は、化学石膏、天然石膏などの原料石膏をそれぞれ単独または混合して、焼成し、主に二水石膏である原料石膏を、主に半水石膏に転移させて製造される。
【０００３】
上記で得られた焼石膏は、適量の水を加えて泥状にすると二水和物となって速やかに固化するので、さまざまな石膏製品の原料として好適に使用されるが、例えば石膏ボード製造用原料として使用される。
【０００４】
石膏ボードは、二水石膏を主体とする芯を石膏ボード用原紙で被覆してなる板状体であり、製造に際し、焼石膏、接着助剤、硬化促進剤、軽量化を図るための泡、その他の添加剤等、更には、混和材及び水とを混練し、この結果得られた焼石膏スラリーを上下の石膏ボード用原紙の間に流し込み、板状に成形し、しかる後、硬化後に粗切断し、強制乾燥後に製品寸法に切断される。
【０００５】
上記のように製造された石膏ボードは、防耐火性、遮音性、施工性及び経済性等から建築用内装材として広く使用されている。近年、産業廃棄物の減容化の社会的要請から、新築時及び解体時の廃石膏ボードの石膏ボードメーカーへのリサイクル率が増すに伴い、リサイクル石膏の石膏ボード用原料石膏への配合比率も向上している。しかし、リサイクル率の向上に伴い、主にリサイクル石膏の石膏結晶が微細であることに起因して、焼石膏スラリーに適度な流動性を持たせるための焼石膏の混水量が増大し、石膏ボードの乾燥工程において乾燥させなければならない余剰水が増大するため必要な乾燥エネルギーが増大し、石膏ボードの生産性が大幅に低下するという問題点がある。
【０００６】
石膏ボードを製造するために使用される焼石膏の混水量低減のための先行技術として次のようなものがある。
［０００７］
例えば、特公平３−５１６６５号公報（特許文献１）において、焼石膏原料をブレンダーに運ぶ工程と、焼石膏原料に、重量比で該原料の約１％乃至約１０％の範囲で、水を混合せしめて、少量の自由水により焼石膏粒子表面を短時間、粒子が必要以上に微細化され水溶することを防ぐ如きヒール処理する工程と、前記のヒール処理を施した焼石膏を高温で乾燥する工程と、乾燥し、ヒール処理した焼石膏を、石膏粒子の表面積を増加させるために粉砕し、それによってその表面が石膏ボード内の強度増加の割合を高め、かつ最終強度を高めるために水と反応させる工程とを含有してなることを特徴とし、加水処理しない焼石膏に比べ、約２０％の混水量が低減できる焼石膏の製造方法が開示されている。しかしこの方法では、焼石膏の混水量が低減でき必要な乾燥エネルギーは削減できるものの、凝結時間が遅延するために石膏ボードの製造速度を低下させなければならない、又は、石膏ボードの製造速度を低下させないためには、多量の凝結促進剤を用いなければならず石膏ボードの諸物性が低下するという問題点があった。さらにこの方法では、新たな加水処理装置と加水処理後の焼石膏の残存自由水を乾燥させる乾燥機が必要で、設備の煩雑さや、設置費用の増大を招き、焼石膏を製造する際のコストが高くなるという問題点があった。
特許文献１：特公平３−５１６６５号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００８］
本発明は、原料石膏を焼成して得る焼石膏の製造方法に関し、リサイクル石膏を石膏原料として使用しても混水量の増大を招くことなく、かつ凝結時間が遅延しない焼石膏を提供することを目的とする。
［０００９］
本発明の他の目的は、上記の製造方法によって得られた焼石膏を利用する石膏ボードの製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
［００１０］
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、原料石膏にカルボン酸類を配合して焼成することにより、混水量が少なくかつ凝結時間が遅延しない焼石膏が得られることを見出し本発明に至った。
［００１１］
すなわち、請求項１に記載の発明は、石膏ボード用の混水量が６１％〜８７％の範囲にある焼石膏の製造方法であり、原料石膏にカルボン酸類を配合して焼成することを特徴とする。
請求項２に記載の発明による焼石膏の製造方法は、上記請求項１記載の焼石膏の製造方法において、原料石膏に配合するカルボン酸類が、コハク酸またはその塩、リンゴ酸またはその塩、クエン酸またはその塩、酒石酸またはその塩、マレイン酸またはその塩、及びグルコン酸またはその塩の少なくとも１種であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明による焼石膏の製造方法は、上記請求項１または２記載の焼石膏の製造方法において、原料石膏に配合するカルボン酸類の割合が、焼成して得られる焼石膏あたり０．０１〜１０ｗｔ％であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明による焼石膏の製造方法は、上記請求項１〜３記載の焼石膏の製造方法において、原料石膏は、リサイクル石膏を含むことを特徴とする。
請求項５に記載の発明による焼石膏の製造方法は、上記請求項１〜４記載の焼石膏の製造方法において、リサイクル石膏の割合が原料石膏の２〜５０ｗｔ％であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明による石膏ボードの製造方法は、上記請求項１〜５記載の方法により得た焼石膏を使用することを特徴とする。
発明の効果
［００１２］
本発明によれば、原料石膏にカルボン酸類を配合して焼成すると、混水量が少なくかつ凝結時間が遅延しない焼石膏を製造することができる。また、混水量の増大を招くリサイクル石膏を石膏原料として多量に使用しても、上記のように製造された焼石膏は混水量が少なくかつ凝結時間が遅延しないので、石膏ボードを製造する際の生産性を低減させることなく、石膏ボードを製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
［００１３］
以下、本発明の実施の形態を説明する。
［００１４］
本発明の焼石膏は、原料石膏にカルボン酸類を配合した後、焼成することによって製造される。
［００１５］
原料石膏に配合するカルボン酸類は、コハク酸、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウムなどのコハク酸またはその塩、リンゴ酸、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸カリウムなどのリンゴ酸またはその塩、クエン酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウムなどのクエン酸またはその塩、酒石酸、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウムなどの酒石酸またはその塩、マレイン酸またはその塩、及びグルコン酸またはその塩の少なくとも１種である。
カルボン酸類の配合量としては、原料石膏あたり０．０１〜１０ｗｔ％、より好ましくは０．０２〜２ｗｔ％である。カルボン酸類の配合量が１０ｗｔ％を超えると、カルボン酸類を多量に使うことによるコスト増となり好ましくない。カルボン酸類の配合量が０．０１ｗｔ％未満であると、焼石膏の混水量低減効果がほとんど得られないので好ましくない。
本発明の原料石膏としては、天然石膏または中和石膏もしくは副産石膏などの化学石膏を単独で、あるいはそれらの二種以上を混合したものが使用できる。主な化学石膏としてはリン酸石膏、フッ酸石膏、チタン石膏または排煙脱硫石膏などが例示される。
【００１６】
また、本発明の原料石膏には、リサイクル石膏を含んでもよい。
【００１７】
リサイクル石膏は、石膏ボードメーカーで自家発生する廃石膏ボード、新築時及び解体時に発生する廃石膏ボード等から回収されるリサイクル石膏であればいずれでも良い。
【００１８】
リサイクル石膏の通常の原料石膏への配合比率は、２〜５０ｗｔ％の範囲、より好ましくは１０〜３０ｗｔ％の範囲である。リサイクル率が少なければ回収されるリサイクル石膏を消化できず、リサイクル率が多すぎるとリサイクル石膏の石膏結晶が微細であるために得られる焼石膏も比表面積の大きい微結晶となり、石膏ボード製造上混水量が多くなり好ましくない。
【００１９】
焼成においては、当業者で用いられているケトル、ロータリーキルン等の焼成装置を用いて、常法でカルボン酸類を配合した原料石膏を焼成して焼石膏を得る。使用される焼成装置は、特に限定されるものではない。
【００２０】
本発明では、焼成後に得られた焼石膏は、さらにチューブミルなどの粉砕装置を用いて、粉砕してもよい。
こうして得られる焼石膏は、接着助剤、硬化促進剤及び軽量化を図るための泡、その他の添加剤等、更には、混和材及び水とを混練し、この結果得られた焼石膏スラリー（以下、泥漿という）を上下の原紙の間に流し込み、上下に配した成型ロールの間や上下のプレートの間を通して板状に成形し、しかる後、搬送ベルト上で硬化させ、粗切断し、強制乾燥後に製品寸法に切断して生産される通常の石膏ボード製造の原料等として有効に利用できる。
【実施例】
【００２１】
次に実施例により本発明を説明する。ただし、これらの実施例は本発明の一実施態様を示すに過ぎず、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００２２】
原料石膏としては、天然石膏４０ｗｔ％、および排煙脱硫石膏６０ｗｔ％の混合品の１００メッシュパス９０ｗｔ％のもの、天然石膏３５ｗｔ％、排煙脱硫石膏５５ｗｔ％、およびリサイクル石膏１０ｗｔ％の混合品の１００メッシュパス９０ｗｔ％のもの、および天然石膏２５ｗｔ％、排煙脱硫石膏４５ｗｔ％、およびリサイクル石膏３０ｗｔ％の混合品の１００メッシュパス９０ｗｔ％のものの３種類を用いた。
［実施例１］
原料石膏３ｋｇにコハク酸を原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例２］
原料石膏３ｋｇにコハク酸を原料石膏あたり２．０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例３］
原料石膏３ｋｇにコハク酸を原料石膏あたり８．０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例４］
原料石膏３ｋｇにコハク酸ナトリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例５］
原料石膏３ｋｇにコハク酸カリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例６］
原料石膏３ｋｇにリンゴ酸を原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例７］
原料石膏３ｋｇにリンゴ酸ナトリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例８］
原料石膏３ｋｇにリンゴ酸カリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例９］
原料石膏３ｋｇにクエン酸を原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例１０］
原料石膏３ｋｇにクエン酸ナトリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例１１］
原料石膏３ｋｇにクエン酸カリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例１２］
原料石膏３ｋｇに酒石酸を原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例１３］
原料石膏３ｋｇに酒石酸ナトリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例１４］
原料石膏３ｋｇに酒石酸カリウムを原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００cm2／gに調整した。
［実施例１５］
原料石膏３ｋｇにマレイン酸を原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン 比表面積を約８０００ｃｍ２／ｇに調整した。
［実施例１６］
原料石膏３ｋｇにグルコン酸を原料石膏あたり０．５０ｗｔ％配合して混合物を得た。前記混合物を小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン比表面積を約８０００ｃｍ２／ｇに調整した。
［比較例１］
原料石膏３ｋｇを小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、小型ポットミルを用いて粉砕し、焼石膏のブレーン比表面積を約８０００ｃｍ２／ｇに調整した。
［比較例２］ヒール処理
原料石膏３ｋｇを小型ケトルに仕込み、焼き上がり品温を１６５℃として１次焼成を行い、焼石膏を得た。焼石膏を室温に放冷後、そのうち３００ｇをポリ袋に入れ、水９ｇをスプレーして加えて、密閉し、直ちに１分間激しく攪拌した後に、乾燥機に入れ、設定温度を４０℃として２４時間放置して、焼石膏の残存自由水を蒸発させた。得られた焼石膏は、小型ポットミルを用いて、粉砕し、焼石膏のブレーン比表面積を約８０００ｃｍ２／ｇに調整した。
実施例１〜１６、及び比較例１〜２で得られた焼石膏サンプルを使用し、混水量と凝結時間についての物性試験を行った。
［００２３］
焼石膏の混水量、凝結時間の試験方法はＪＩＳ  Ｒ  ９１１２によった。各試験結果と原料配合を表１に示す。
［００２４］
実施例１〜１６、及び比較例１〜２で得られた焼石膏は原料石膏へのリサイクル石膏の配合比率が増えるにつれて混水量が増大したが、一方でリサイクル石膏の配合比率の違いによる凝結時間の変化は見られなかった。
［００２５］
実施例１で得られた焼石膏は、比較例１で得られた焼石膏よりも、混水量が１０％低減し、比較例２で得られた焼石膏よりも凝結時間が早くなる。
［００２６］
実施例２で得られた焼石膏は、実施例１で得られた焼石膏よりもさらに混水量が１０％低減し、同等の凝結時間を示している。これにより、コハク酸の添加量を０．５ｗｔ％から２．０ｗｔ％に増やすことにより、混水量の低減効果が高まることが確認された。
【００２７】
実施例３で得られた焼石膏は、実施例２で得られた焼石膏と同等の混水量を示している。これにより、コハク酸の配合量を２．０ｗｔ％から８．０ｗｔ％に増やすことによる、混水量のさらなる低減効果は十分に発揮されないことが確認された。
【００２８】
実施例４〜実施例１６で得られた焼石膏は、実施例１で得られた焼石膏と同等の混水量および凝結時間を示している。
【００２９】
以上のように、本発明は、原料石膏にカルボン酸類を配合して焼成することにより、混水量が低く、かつ凝結時間が短い焼石膏を製造することができることが確認された。
【００３０】
【表１】
0005167126.tif 000002
［その他］
なお、本願は２００６年６月２９日に出願した日本国特許出願２００６―１７９９８４号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の内容を本願に参照により援用する。