JP4260809B2

JP4260809B2 - 石膏ボード用原紙の回収方法及び石膏ボード用原紙の回収装置

Info

Publication number: JP4260809B2
Application number: JP2005516446A
Authority: JP
Inventors: 美知男西; 雄大田中; 静雄平
Original assignee: Yoshino Gypsum Co Ltd
Current assignee: Yoshino Gypsum Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2024-12-06
Also published as: TWI329035B; KR20060116214A; JPWO2005061133A1; AU2004305353B2; EP1712303B1; WO2005061133A1; EP1712303A1; AU2004305353C1; AU2004305353A1; EP1712303A4; CN1898034A; US8157954B2; KR101442098B1; CN1898034B; KR101316767B1; CA2550814A1; PL1712303T3; CA2550814C; US20120153058A1; KR20120056903A

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏ボード用原紙の回収方法及び石膏ボード用原紙の回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石膏ボードは、それが、防耐火性、遮音性等を有し、経済的であるため、建築用資材として多用されている。このような石膏ボードは、石膏を主体とする芯材（以下、「コア」と呼ぶ。）を石膏ボード用原紙（以下、「原紙」と呼ぶ。）で被覆して得られる板状の構造物であり、厚さ１２．５ｍｍの石膏ボード製品は、約９３重量％（以下、「％」と省略する。）の石膏及び約７％の原紙で構成されている。この石膏ボードは、建築物のいたるところに使用されており、建築現場においては、使用部位の寸法に合せて切断された残りの端材等（以下、「廃材」と呼び、新築現場で発生する廃材を「新築廃材」と呼び、解体現場で発生する廃材を「解体廃材」と呼ぶ。）が発生している。新築廃材の発生量は、建築時の使用量の約１０％と推定され、石膏ボードの年間使用量が、約５００万トンであることを考えると、約５０万トンの新築廃材が、産業廃棄物として発生していることになる。また、既存建築物の解体により発生する解体廃材の発生量は、社団法人石膏ボード工業会の推計によれば２００２年度には約９０万トンであり、今後解体廃材の発生量は、増加すると予想されている。
【０００３】
これらの廃材のうち、新築廃材については、環境省認可の広域再生利用業ルート及び各都道府県知事認可の中間処理業ルートによって、リサイクルルートが確立されており、新築廃材の発生量の約５０％は、新たな石膏ボード製造用原料に利用されている。一方、残りの新築廃材及び解体廃材については、他の産業廃棄物と同様に埋立て等により処分されている。しかしながら、紙の付着した廃石膏ボードは、管理型産業廃棄物として取り扱われており、埋立て処分場の残容の量不足や建設リサイクル法の施行に伴い、より一層の分別リサイクルの推進が、社会的に望まれている。
【０００４】
以上のように、今後の廃材のリサイクル率の増加が見込まれているが、現在の石膏ボード廃材の原料石膏へのリサイクルは、まず、石膏ボード廃材を１０ｃｍ角程度の大きさに粗粉砕し、次に、粗粉砕された石膏ボード廃材を数ｃｍ角程度の大きさに微粉砕し、必要により粉砕された廃材を篩にかけることで、粉砕された廃材から石膏ボード用原紙の紙片を分離し、その後、粉砕された石膏ボード廃材の石膏を、通常の石膏ボード用原料の石膏に配合することによって、行われている。
しかし、石膏分が、二水石膏のままであるとき、粉砕された廃材を篩にかけると、分離した紙片に付着した石膏分の重量は、紙片の重量の５０％以上であり、篩にかけた廃材を、さらに篩にかけても、紙片に付着した石膏分は、５〜１０％だけ減少するのみである。紙片に対する石膏分の付着の原因は、二水石膏の石膏分が、針状結晶であり、石膏ボード用原紙の紙片にしっかりと食い込むためであると考えられる。加えて、石膏ボード廃材が、湿っていたり、濡れている場合には、廃材を輸送する輸送装置に対する廃材の付着、篩装置の目詰りなどのトラブルが発生し易いという問題があった。
【０００５】
また、廃材のリサイクル率が、５％程度と低い場合には、紙分の全量を、そのままリサイクルしても、さほど問題ではない。しかしながら、廃材のリサイクル率が、約１０％以上であると、紙分の全量のリサイクルは、製品コア中の紙分含有率が増加して、石膏ボード製品の防火性能が低下することがあり、石膏ボードの製造においてより多量の混練水を必要とするため、好ましくない。また、製品のコア部分に紙片が散見されるようになり、石膏ボード製品の見栄えも悪くなるという問題がある。このように、紙分の全量のリサイクルは、防火上、生産性、及び品質等の点で限界がある。よって、廃材のリサイクル率を向上させるためには、廃材からの紙分の除去は、不可避となりつつある。
【０００６】
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。従って、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方法が切望されている。
【０００７】
この出願に係る発明に関連する先行技術文献としては、次の特許文献１及び２が挙げられる。
【０００８】
特許文献１は、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いる石膏ボード廃材を加熱した後、石膏ボード廃材に水を施して石膏芯から石膏ボード用原紙を分離させ、分離した石膏ボード用原紙及び石膏芯を構成する石膏をそれぞれ回収することを特徴とする、石膏ボード廃材から石膏ボード用原紙及び石膏を回収する方法を開示する。
【０００９】
ここで、原紙の回収方法としては、加熱した（及び冷却した後）石膏ボード廃材を水槽に浸漬し、水面に浮上してくる紙を回収する方法（浮上分離法）、加熱した石膏ボードに水をかける方法等が開示されている。また、この文献は、実施例として、焼石膏が付着している紙片の全量（１．３１ｋｇ）を２０リットルの水中に投入し、軽く撹拌した後に、紙片を篩上に回収する操作を３回繰り返すことにより、紙片に付着した焼石膏を完全に洗浄することができ、石膏の付着してない紙片（乾燥重量６９３ｇ）が得られたことを開示している。
【００１０】
しかしながら、石膏が付着している紙片を連続的に水洗処理する具体的な手段及び条件は、開示されておらず、示唆されてもいない。
【００１１】
また、特許文献２は、回転可能に横架した通気通水ドラムの一端に紙料入口を、他端に紙料出口を夫々有し、通気通水ドラム内の紙料へ洗浄水を供給する装置を設けた紙料洗浄装置において、上記通気通水ドラムの内周面に沿って周方向に延在する堰板を軸方向に間隔的に配すると共に、隣接する堰板間に、紙料液をドラム回転方向に掻き上げる掻き板を周方向に間隔的に配し、上記紙料入口より投入された紙料が、上記堰板間に形成された各洗浄ゾーンを順次乗り超えて上記紙料出口に至ると共に、上記堰板間の各洗浄ゾーンにおいて通気通水ドラムの回転に伴い上記掻き板による紙料の周方向への掻き上げと重力による落流を繰り返す、繊維分の分散効果と置換洗浄効果（脱インキと除塵効果）を飛躍的に向上させることが可能な回転ドラム形洗浄装置を開示する。
【００１２】
しかしながら、石膏ボード廃材の予備破砕及び紙片分離のような前処理を施した後に、分離された紙片の洗浄に、回転ドラム形洗浄装置を適用することは、全く開示されておらず、示唆もされてない。
【特許文献１】
特開平０６−１４２６３８号公報
【特許文献２】
特開平０８−１７６９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、石膏ボード廃材から石膏ボード用原紙の紙片を、連続的に効率良く回収することが可能な石膏ボード用原紙の回収方法及び石膏ボード用原紙の回収装置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】
【００１４】
本発明による石膏ボード用原紙の回収方法は、石膏芯及びそれに接着した石膏ボード用原紙を含む石膏ボード廃材から前記石膏ボード用原紙を回収する石膏ボード用原紙の回収方法であって、前記石膏ボード廃材を破砕する工程、破砕された前記石膏ボード廃材から石膏分及び前記石膏ボード用原紙の紙片を分離する工程、並びに分離された前記紙片を、前記紙片に付着した石膏分を除去するために、回転ドラム型の洗浄装置を使用して水洗する工程を含み、前記分離された紙片を前記回転ドラム型の洗浄装置に導入する前に、前記分離された紙片を洗浄水の一部にあらかじめ分散又は混合する工程をさらに含む。
【００１５】
本発明による石膏ボード用原紙の回収装置は、石膏ボード廃材を破砕する装置、破砕された前記石膏ボード廃材から焼成石膏分及び紙片を分離する装置、分離された前記紙片を、前記紙片に付着した焼成石膏分を除去するために、水洗する回転ドラム型の洗浄装置、並びに水洗された前記紙片を脱水する装置を含み、前記分離された紙片を水洗する前に、前記分離された紙片を洗浄水の一部に分散又は混合する装置をさらに有する。
【００１６】
本発明によれば、石膏ボード廃材から石膏ボード用原紙の紙片を、連続的に効率良く回収することが可能な石膏ボード用原紙の回収方法及び石膏ボード用原紙の回収装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
［図１］本発明の実施形態における石膏ボード廃材の処理工程を示すフローチャートである。
［図２］本発明の実施形態における石膏ボード廃材の処理装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の第一の態様は、石膏芯及びそれに接着した石膏ボード用原紙を含む石膏ボード廃材から前記石膏ボード用原紙を回収する石膏ボード用原紙の回収方法であって、前記石膏ボード廃材を破砕する工程、破砕された前記石膏ボード廃材から石膏分及び前記石膏ボード用原紙の紙片を分離する工程、並びに分離された前記紙片を、前記紙片に付着した石膏分を除去するために、回転ドラム型の洗浄装置を使用して水洗する工程を含む。
【００１９】
上記石膏ボード用原紙の回収方法は、好ましくは、前記破砕された石膏ボード廃材又は前記分離された紙片を焼成する工程をさらに含み、前記焼成する工程は、前記水洗する工程の前に設けられる。
【００２０】
上記石膏ボード用原紙の回収方法は、好ましくは、水洗された前記紙片を脱水する工程をさらに含む。
【００２１】
上記石膏ボード用原紙の回収方法は、好ましくは、前記分離された紙片を前記回転ドラム型の洗浄装置に導入する前に、前記分離された紙片を洗浄水の一部にあらかじめ分散又は混合する工程をさらに含む。
【００２２】
上記石膏ボード用原紙の回収方法において、好ましくは、前記分離された紙片の重量に対する前記洗浄水における新水の重量の比は、１：５〜１：１００の範囲にある。
【００２３】
上記石膏ボード用原紙の回収方法において、好ましくは、前記分離された紙片を洗浄水の一部にあらかじめ分散又は混合する工程において、前記分離された紙片の重量に対する前記洗浄水の一部の重量の比は、１：１〜１：１５の範囲にある。
【００２４】
上記石膏ボード用原紙の回収方法において、好ましくは、前記紙片を脱水する工程は、前記水洗された紙片を圧搾すると共に脱水することを含む。
【００２５】
本発明の第二の態様は、石膏ボード用原紙の回収装置であって、石膏ボード廃材を破砕する装置、破砕された前記石膏ボード廃材から焼成石膏分及び紙片を分離する装置、分離された前記紙片を、前記紙片に付着した焼成石膏分を除去するために、水洗する回転ドラム型の洗浄装置、並びに水洗された前記紙片を脱水する装置を含む。
【００２６】
上記石膏ボード用原紙の回収装置は、好ましくは、前記破砕された石膏ボード廃材を焼成する装置をさらに含む。
【００２７】
上記石膏ボード用原紙の回収装置は、好ましくは、前記分離された紙片を水洗する前に、前記分離された紙片を水に分散又は混合する装置をさらに有する。
【００２８】
上記石膏ボード用原紙の回収装置において、好ましくは、前記脱水する装置は、前記水洗された紙片を圧搾すると共に脱水する装置である。
【００２９】
次に、本発明の実施形態を図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態における石膏ボード廃材の処理工程を示すフローチャートであり、図２は、本発明の実施形態における石膏ボード廃材の処理装置の構成を概略的に示す図である。
【００３０】
本発明による石膏ボード用原紙の回収方法が適用される対象としての石膏ボードは、一般に、石膏芯の側面が石膏ボード用原紙で被覆された構造を有し、石膏ボード廃材の形状は、板状、塊状、又は粉状である。
【００３１】
本発明による石膏ボード用原紙の回収方法を適用する前の段階として、対象となる収集された石膏ボード廃材から異物を除去する処理などが行われる。このようにして準備された廃材は、本発明による石膏ボード用原紙の回収方法の工程に従って以下のように処理される。
【００３２】
［破砕工程］
特に、板状や塊状の石膏ボード廃材の場合には、廃材を均一に加熱できる大きさにするために、加熱工程の前に破砕工程を設ける。破砕工程においては、石膏ボード廃材が、適度な大きさに破砕される。破砕方法は、特に限定されず、破砕は、通常の圧縮、衝撃、せん断、摩擦、及び切断等によって行われる。本発明においては、４軸粉砕機が好適に使用される。石膏ボード廃材の破砕の程度は、石膏芯との原紙の接着面に石膏が、付着又は一部密着したままであってもよく、破砕された石膏芯を均一に加熱できるような大きさであればよい。石膏ボード廃材の破砕片の長径は、好ましくは、１００ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２０ｍｍ以下である。
【００３３】
［焼成工程］
破砕された石膏ボード廃材を次の焼成工程に送る。この場合、破砕された石膏ボード廃材を、そのまま加熱してもよいが、破砕工程後の紙片を篩にかけ、篩によって予め分離された紙片のみを焼成してもよい。すなわち、破砕された石膏ボード廃材を加熱する前に、この破砕された石膏ボード廃材を篩にかけ、篩を通過した石膏（二水石膏）の粉を石膏原料として再利用し、篩上に残った石膏が付着した原紙のみを、焼成工程に送ってもよい。このような篩の工程を採用すると、石膏ボード廃材の処理の効率を大幅に向上させることができる。
【００３４】
また、この焼成工程への破砕品の搬送の途中において、金属除去用の磁石又は磁力選別機等を用いて、原紙から金属異物等を除去することが推奨される。
【００３５】
本発明の焼成工程における加熱方法としては、破砕された石膏ボード廃材を、ロータリーキルンなどを用いて直接加熱してもよく、竪釜などを用いて間接的に加熱してもよい。また、加熱温度は、石膏（二水石膏）を、半水石膏又は半水石膏中に可溶性無水石膏を一部含む形態（焼石膏）に転移することができる温度であればよく、例えば、１００〜２００℃の範囲にある。好ましい加熱温度の範囲は、１３０〜１９０℃である。上記の範囲における温度では、通常、０．２５〜３時間、好ましくは１〜２時間、石膏ボード廃材を加熱することが望ましい。
【００３６】
二水石膏の１００ｇの水に対する溶解度は、３℃において０．１８１ｇであり、５０℃においては０．２０４ｇであるため、石膏ボード廃材を、そのままでも水で洗浄することができる。しかしながら、例えば、β型半水石膏の溶解度は、３℃において１．００６ｇであり、５０℃において０．４２６ｇであり、従って、この焼成工程で、二水石膏を焼石膏に転移することによって、石膏分は、水に対してさらに容易に溶解するため、後の水洗工程での洗浄効果をさらに高めることができる。
【００３７】
なお、本発明の好ましい実施態様として、上記の破砕工程と焼成工程を同時に行うこともできる。また、破砕工程及び／又は焼成工程に、石膏とボード原紙を分離させる工程を組み合わせることも可能である。
【００３８】
このような方法としては、例えば、所定温度に加熱されたチャンバー内で石膏ボード廃材を破砕する方法が挙げられる。また、さらに所定の温度と風量の熱風を吹き込むことで、破砕及び焼成を行うと共に石膏とボード原紙の分離を促進させることで、これらの複数の工程を一時に効率よく行うことができる。
【００３９】
なお、本発明による石膏ボード用原紙の回収方法においては、焼成工程を省略してもよい。
【００４０】
［分離工程］
本発明の好ましい実施態様においては、洗浄工程に移行する前に、加熱された破砕した石膏ボード廃材を、乾式の篩分けなどの工程によって、石膏ボード用原紙及び石膏分を粗分離し、石膏ボード用原紙の紙片を回収する。このときの分離法は、乾式の任意の方法であればよく、例えば、振動篩又は回転篩を使用する方法が挙げられる。篩目の大きさは、２〜２０ｍｍであり、好ましくは、５〜８ｍｍである。回収した焼石膏は、石膏ボード等の原材料として、再利用することができる。本実施形態においては、５ｍｍの遠心篩を使用する。
【００４１】
加熱した石膏ボード廃材を篩工程にかけ、篩を通過した焼石膏粉を回収し、篩上に残った焼石膏の付着した紙片のみを、次の水洗工程の場所まで輸送する。このようにして分離された水洗前の紙片には、通常、約２０〜５０重量％（以下単に％と表示する）の石膏分が付着している。
【００４２】
紙片の輸送には、通常使用される連続輸送手段を採用することができ、例えば、ベルト式若しくはバケット式コンベヤ又はスネークコンベア、スクリュー方式の輸送手段、及び空気輸送などが、挙げられる。例えば、空気輸送においては、輸送される紙片を、空気を媒体として用いて、管状の輸送路を通じて輸送するが、従来から一般的に使われている低圧輸送（低密度輸送）方式が好ましい。低圧輸送方式は、輸送用空気の速度エネルギーを利用する輸送方式であり、紙片の輸送風速は、輸送される紙片及び輸送距離に応じて、５〜５０ｍ／秒程度であることが必要であり、紙片は、配管内を浮遊しながら飛行する。空気源としては、圧力変動に対して比較的一定の風量の空気を供給するルーツブロワを採用する。低圧輸送方式としては、正圧である管内の圧力で紙片を輸送する圧送式、負圧で紙片を輸送する吸引式、さらに正圧及び負圧の組み合わせで紙片を輸送する吸引圧送式が挙げられ、それらのいずれでも用いることができる。紙片の輸送風速は、５〜５０ｍ／秒であり、輸送物と輸送空気の混合比は、５以下であり、輸送配管の長さは、１０〜３００ｍである。この空気輸送のときにも、磁石又は磁力選別機等を用いて、又は紙片及び異物の比重差を利用して、再度、紙片から金属異物等を分別することが好ましい。
【００４３】
［水洗工程］
分離工程を通じて回収された紙片は、次に、水洗工程によって洗浄される。本発明による石膏ボード用原紙の回収方法における紙片の水洗工程では、回転ドラム型の洗浄装置を使用する。ここで、回転ドラム型の洗浄装置は、例えば、回転可能に横架した通気通水ドラムの一端に紙片入口を有し、通気通水ドラムの他端に紙片出口を有し、通気通水ドラム内の紙片へ洗浄水を供給することが可能な装置である。上述したように、石膏ボード廃材に予備破砕及び紙片分離を含む前処理を施した後に、回転ドラム型の洗浄装置を使用して、分離された紙片を水洗する。回転する筒状の篩としての回転ドラム型の洗浄装置においては、横架した通気通水ドラムを回転させると共に、ドラムの紙片入口から紙片をドラム内に投入し、紙片出口から紙片を排出させる。このとき、紙片が紙片入口より紙片出口へ至る間において、紙片に洗浄水を供給すると共に紙片を含む洗浄水を撹拌して、紙片から除去された石膏分を含む洗浄水を、ドラム周壁を通じてドラムの外へ排出する。このような回転ドラム型の洗浄装置としては、特開平０８−１７６９８５号及び特開平１１−１８９９８１号などで開示されている洗浄装置を好適に使用することができる。
【００４４】
回転ドラムの回転数は、適宜設定されるが、通常、１〜５０ｒｐｍであり、ドラムの篩目の大きさは、８０メッシュ（約０．１７７ｍｍ）〜５ｍｍであり、供給される紙片の重量に対する洗浄水の重量の比は、５〜１００倍の範囲であり、好ましくは１０〜６０倍である。なお、回転ドラムの回転数が、高くなるほど、水による石膏の置換効果、すなわち洗浄効果が高くなる傾向がある。また、洗浄水は、回転ドラムの内筒及び外筒より供給してよく、前段部分の紙片洗浄に使用した石膏分を含む水（以下、「白水」と呼ぶ。）を循環再利用し、後段部分に新水を用いると、洗浄処理工程の全体で使用する新水の総使用量を減少させることができる。
【００４５】
この供給された紙片の重量に対する洗浄水の重量の比が、５倍未満であると、紙片に付着した石膏の水による十分な置換効果が得られず、最終洗浄品（紙片）の石膏付着量を低減することが困難である。一方、この重量比が、１００倍を越えると、洗浄効果の向上は低く、使用する新水の量が、多くなり、新水の使用量の増加は、経済的に効率的でない。
【００４６】
本発明においては、水洗前の紙片を回転ドラム内に投入するとき、前工程で加熱により乾燥した紙片をそのまま投入してもよい。しかしながら、この場合には、乾燥した紙片が、ドラム内で洗浄水に接触したとき、紙片同士が凝集して塊を形成して、その後の水洗浄においても紙片が十分に分離及び分散しないため、所望の洗浄効果が得られないことがある。このような不都合を回避するために、本発明の好ましい実施態様においては、紙片を回転ドラムに投入する前に、紙片を予め洗浄水の一部で濡らしておく又は洗浄水に分散若しくは混合させる。好ましい実施態様として、撹拌手段を具えたタンク式撹拌洗浄槽に水を入れておき、タンク式撹拌洗浄槽の水に紙片を投入しながら、タンク式攪拌洗浄槽内の水を撹拌する。そして、予め水で濡らされた又は水に分散若しくは混合された紙片を回転ドラム内に投入する。このようにして、ドラム内において紙片同士が凝集することなく、複数の紙片が十分に分離され、撹拌によって水で洗浄される。紙片を洗浄水の一部にあらかじめ濡らしておく又は水に分散若しくは混合する工程において、分離された紙片の重量に対する洗浄水の一部の重量の比は、１：１〜１：１５であり、好ましくは、１：３〜１：１０である。この重量の比が、１：１以下であると、回転ドラム内で紙片同士の凝集を十分に回避することができないことがある。一方、この重量の比が、１：１５を超えると、紙片の分散効果は、十分すぎるばかりでなく、予備の分散若しくは混合のための装置が、大きくなる。
【００４７】
なお、本発明においては、洗浄水の一部又は全部として、温水又は熱水を使用することもできる。さらに必要に応じて、（塩酸水溶液などの）弱酸性水等を使用してもよい。これらの洗浄水を使い分けることにより、紙片に付着した石膏分（二水石膏又は半水石膏（焼石膏））を、効率良く溶解させて、すなわち、水で置換して、紙片を洗浄することができる。
【００４８】
［脱水工程］
洗浄工程の後に、紙片は、脱水処理される。本発明による石膏ボード用原紙の回収方法における脱水工程に用いられる脱水方法としては、ローラーにより紙片を圧縮又は圧搾する方法、遠心分離機を使用する方法などのような通常の脱水手段を用いることができる。本発明の好ましい態様では、脱水手段として圧搾機を使用する。圧搾機としては、紙片の圧縮又は圧搾などの方法によって、紙片に含まれる水分を減少させる任意の圧搾機を用いることができ、例えば、製紙等の目的で通常用いられているスクリュープレスなどが挙げられる。スクリュープレスのスクリュー回転数は、適宜、選択されるが、好ましくは、おおよそ３〜２０ｒｐｍである。この脱水工程によって、水分中に溶解し含有されている石膏分の濃度を、大幅に（約０．２重量％程度）低下させることができ、その結果、紙片に含まれる石膏分も減少させることができる。
【００４９】
以上の本実施形態の工程は、例えば、図２に示す構成の装置によって実施することができ、石膏ボード廃材に混入した異物等を取り除く処理、石膏ボード廃材の破砕、破砕した石膏ボード廃材の焼成、廃材からの紙片の分離（選別）、水中における紙片の予備分散、紙片の洗浄、洗浄した紙片の脱水及び脱水した紙片の回収の各工程を通じて、石膏ボード廃材が、順次連続的に処理される。
【００５０】
以上説明した洗浄工程により、石膏ボード廃材から石膏ボード用原紙の紙片を、連続的に効率良く回収することができる。すなわち、石膏が付着した紙片から、石膏分がほとんど付着してない紙片を連続的に回収することができる。また、水で洗浄された紙片を圧搾脱水することによって、含水率の少ない紙片を得ることができる。さらに、破砕された石膏ボード廃材又は分離された紙片のみを所定条件下で焼成して、紙片に付着した二水石膏を半水石膏に転移させた後に、水洗及び脱水の工程を行うことによって、石膏ボード用原紙の紙片における石膏の含有量を、より一層低減させることができる。すなわち、石膏の含有量がより少ない紙片を分離及び回収することができる。結果として、従来技術によるバッチ式処理に比較して紙片の回収処理の生産性が格段に向上する。
【００５１】
本発明によれば、使用する回転ドラム型の洗浄装置の能力に依存するが、石膏の付着量が約５０重量％である紙片を、回転ドラム型の洗浄装置に投入する場合には、例えば、直径１．５ｍ及び長さ３．０ｍの回転ドラムを備えた１台の洗浄装置を使用して、１時間当たりで約１００ｋｇ〜４００ｋｇの石膏が付着した紙片を、所望の清浄さまで処理することができる。回転ドラムの径及び／又は長さを大きくすることによって、紙片の処理量も増加させることができる。
【００５２】
このようにして得られた紙片は、故紙原料、農業用（肥料用）原料、及びその他の産業の用途に使用することができるため、今後排出量の増大が見込まれる石膏ボード廃材のリサイクルに大きく貢献できる可能性がある。
【００５３】
次に本発明による石膏ボード用原紙の回収方法の具体的な実施例を説明する。
【００５４】
［実施例１］
異物を除去した石膏ボード廃材を、４軸粉砕機に投入して、石膏ボード廃材の破砕片の長径が、２０ｍｍ以下であるように石膏ボード廃材を破砕した。次に、篩目のサイズ１０ｍｍの回転篩を用いて、石膏ボード用廃材から篩上に石膏ボード用原紙の紙片を分離した。次に、得られた紙片を、ロータリーキルンを用いて１５０℃で２時間加熱して、紙片に付着した二水石膏の全てを焼石膏にした。さらに、加熱した紙片を、篩目のサイズ５ｍｍの回転式遠心篩に掛けて、紙片から焼石膏を分離し、試験用の紙片を篩上に選別した。次に、選別された紙片を空気輸送によりサイロに移送及び収集した。
【００５５】
本実施例１における水洗工程において、市販の回転ドラム型の洗浄装置を用いた。回転ドラム型の洗浄装置に供給される紙片の量は、１００ｋｇ／時であり、供給される新水の量は、５００ｋｇ（０．５トン）／時であり、篩目のサイズ３ｍｍ、回転数２０ｒｐｍの条件で洗浄された紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００５６】
また、回転ドラム型の洗浄装置に供給される紙片の石膏分（半水石膏又は焼石膏）の含有量は、３１．３％であった。なお、石膏分の含有量は、以下のようにして算出した。紙片のサンプル約１００ｇを４０℃で恒量乾燥させ、乾燥した紙片の重量を測定した。次に、乾燥した紙片を１００メッシュ（篩い目サイズ約０．１４９ｍｍ）篩上で水洗し、半水石膏を軽くすりつぶしながら洗い流し、篩上に残存した紙片及び紙粉を再度４０℃で恒量乾燥させ、乾燥した紙片及び紙粉の総重量を測定した。そして、当初の紙片のサンプルの重量に対する水洗前後の紙の成分（紙及び紙粉）の重量差を石膏分の含有量（％）と定義した。
【００５７】
水洗後の紙片のサンプルに含まれる石膏分の含有量は、濡れた紙片サンプルを一度４０℃で恒量乾燥させてから、１５０℃で３時間加熱することにより、含有する二水石膏を、半水石膏に転移させた後、上記の方法によって算出した。
【００５８】
また、紙片サンプルの含水率は、水洗後のサンプルを４０℃で恒量乾燥することによって、算出した。
【００５９】
［実施例２］
実施例１において、供給した新水の量を、１トン／時とした以外は、実施例１と同様に石膏ボード用原紙を処理し、紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００６０】
［実施例３〜８］
上記実施例１の水洗後に、スクリュープレスを用いて紙片に含まれる水分を圧搾脱水して、得られた紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００６１】
なお、実施例７及び８においては、水洗工程において予め紙片を水に分散若しくは混合した。紙片の予備分散に用いた洗浄水の一部の量は、紙片１００ｋｇ／時に対し、０．５〜１．０トン／時の範囲であった。
【００６２】
［実施例９及び１０］
実施例９においては、供給した新水の量を、新水による希釈倍率が５倍未満（４倍）であるように、減少させた以外は、実施例３と同様に石膏ボード用原紙を処理し、紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００６３】
実施例１０においては、供給した新水の量を、新水による希釈倍率が１００倍を超える（１１０倍）であるように、増加させた以外は、実施例３と同様に石膏ボード用原紙を処理し、紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００６４】
［実施例１１及び１２］
実施例１で使用した破砕工程後に篩に掛けた紙片を、焼成を行わずに、代わりに、紙片にローラーで剪断力を与えながら、又は紙片に振動を与えながら、紙片を篩に掛けることを繰り返し、二水石膏としての石膏の紙片に対する付着量が、約３７．１％（半水石膏換算で約３１．３％に相当する）であるように紙片を調製した。
【００６５】
実施例８の洗浄工程において、焼成工程を適用しなかった紙片を使用し、供給した紙片の量１００ｋｇ／時に対する、供給した新水の量が、１０トン／時（実施例１１）又は１５トン／時（実施例１２）であるように、紙片の水洗処理を行い、紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００６６】
［比較例１〜２］
回転ドラム型洗浄装置を使用せず、実施例と同様に破砕及び焼成された紙片１００ｋｇを、１トン（比較例１）又は５トン（比較例２）の新水が供給された水槽に投入した。そして、紙が、石膏分と分離して、浮上又は部分的に水中に浮遊し、石膏分が、沈殿して、底に溜まるまで、しばらく静置することによって、紙片を洗浄した。洗浄した紙片を回収して、実施例と同様にスクリュープレスで圧搾脱水した。得られた紙片の含水率及び石膏分の含有量を測定した。
【００６７】
実施例１〜１２並びに比較例１及び２における石膏ボード用原紙の処理条件と及び測定値を下表に示す。
【００６８】
【表１】

Claims

石膏芯及びそれに接着した石膏ボード用原紙を含む石膏ボード廃材から前記石膏ボード用原紙を回収する石膏ボード用原紙の回収方法であって、
前記石膏ボード廃材を破砕する工程、
破砕された前記石膏ボード廃材から石膏分及び前記石膏ボード用原紙の紙片を分離する工程、並びに
分離された前記紙片を、前記紙片に付着した石膏分を除去するために、回転ドラム型の洗浄装置を使用して水洗する工程を含み、
前記分離された紙片を前記回転ドラム型の洗浄装置に導入する前に、前記分離された紙片を洗浄水の一部にあらかじめ分散又は混合する工程をさらに含むことを特徴とする石膏ボード用原紙の回収方法。
前記破砕された石膏ボード廃材又は前記分離された紙片を焼成する工程をさらに含み、
前記焼成する工程は、前記水洗する工程の前に設けられることを特徴とする請求項１に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
水洗された前記紙片を脱水する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
前記分離された紙片の重量に対する前記洗浄水における新水の重量の比は、１：５〜１：１００の範囲にある請求項１に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
前記分離された紙片を洗浄水の一部にあらかじめ分散又は混合する工程において、前記分離された紙片の重量に対する前記洗浄水の一部の重量の比は、１：１〜１：１５の範囲にある請求項４に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
前記紙片を脱水する工程は、前記水洗された紙片を圧搾すると共に脱水することを含むことを特徴とする請求項３に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
石膏ボード廃材を破砕する装置、
破砕された前記石膏ボード廃材から焼成石膏分及び紙片を分離する装置、
分離された前記紙片を、前記紙片に付着した焼成石膏分を除去するために、水洗する回転ドラム型の洗浄装置、並びに
水洗された前記紙片を脱水する装置
を含み、
前記分離された紙片を水洗する前に、前記分離された紙片を洗浄水の一部に分散又は混合する装置をさらに有することを特徴とする石膏ボード用原紙の回収装置。
前記破砕された石膏ボード廃材を焼成する装置をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の石膏ボード用原紙の回収装置。
前記脱水する装置は、前記水洗された紙片を圧搾すると共に脱水する装置であることを特徴とする請求項７に記載の石膏ボード用原紙の回収装置。