JPH04108665A

JPH04108665A - パルプスラッジを用いたセラミックス板の製造方法

Info

Publication number: JPH04108665A
Application number: JP2226373A
Authority: JP
Inventors: Satoru Nagai; 永井　了
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-27
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は製紙業から排出される製紙スラッジ（パルプス
ラッジ）の再利用、特にパルプスラッジを用いたセラミ
ックス板の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

製紙業から排出されるパルプスラッジの量は膨大である
。各工場より排出されるパルプスラッジの性質は、工場
により異なっているが、概略下記のような組成になって
いる。

水分：　６１．４％　　固形分：３８゜６％固形分中繊
Ｍ　：　４４．３％（内８０メツシュ以上７．０％短繊
維その他３７．３％）固形背中無機物７５５．７％（クレー、カオリン、その
他）このようなパルプスラッジの恒久的処理の１方法として
、焼却処理がされている。

また、無機粉体を使用して湿式成形方法により無機質紙
を製造する方法として、例えば、次のような方法が知ら
れており、それらの方法を利用してパルプスラッジをシ
ート状に抄造したり、又は他の方法により成形したりし
て無機建材を製造する方法も種々提案されている。

ａ）シート化したセルローズ系又は無機質繊維のシート
に無機粉体を塗布してシートを製造する。

ｂ）繊維に無機材料を付着させシートを製造する。

Ｃ）セルローズ系パルプに無機粉体を混合したスラリー
をシート化して製造する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記パルプスラッジの焼却処理においては、焼却灰の投
棄場所にも限界があるとともに２次公害の発生の危険も
あり、根本的な解決策にはなっていない、また、種々の
提案されているその他のパルプスラッジの再利用方法は
、膨大な量を完全に利用できるよい方法にはまだ至って
いない。

パルプスラッジの焼却灰を用いて前記Ｃ）の方法により
シート状に抄造するには、これに含有する無機物はＳｉ
ｎｇが２６．３〜４５．６％、に１０　、　ＮａｚＯが
Ｏ，０５〜０．４％といずれも少なく、他の物を添加し
て組成の調整が必要であった。すなわち、パルプスラッ
ジと焼却灰のみから抄造したシートは、焼成する際、昇
温しでいくとパルプ繊維は低温において焼失してセラミ
ックス内に気孔を残す。さらに高温に昇温して１２００
〜１２５０°Ｃで焼成しても、通常は焼結せず吸水性は
高く、強度も弱く、建材として使用することができない
という問題点があった。

高温に昇温しで焼結する場合であっても、無機物体が焼
結時に収縮するとともに、パルプ繊維が消失してできた
気孔が、無機物体の昇温により収縮を助長して焼結体の
全収縮率は３０％にもなることがあり、正しい形状を維
持することができないという問題があった。

本発明は、前記問題点を解決するためなされたもので、
パルプスラッジを用いて無機物の配合を調整し、建材に
適したセラミックス板の製造方法を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のパルプスラッジを用いたセラミックス板の製造
方法は、焼却灰１５〜５５重量部と、珪石２０〜５５重
量部又は該２０〜５５重量部の珪石と長石１５〜３０重
量部又は可塑性粘土１５〜４０重量部、とを配合して粉
砕し、該粉末とアルミナ又はムライト繊維２〜１０重量
部とパルプスラッジを混合して調整スラリーを作成し、
該調整スラリーから成形し、焼成することを特徴とする
。

また、パルプスラッジを用いたセラミックス板の製造方
法は、前記焼却灰１００重量部に対してパルプスラッジ
ＩＯ〜１２（１重量部が含まれてなる調整スラリーを用
いて、抄造して成形し、焼成することを特徴とする。

また、パルプスラッジを用いたセラミックス板の製造方
法は、前記成形において、表面層と中間層とを異なる性
質の複層を有する積層セラミックス板にすることを特徴
とする。

本発明における焼却灰としては、各種の廃棄物、スラッ
ジの焼却灰が使用でき、パルプスラッジの焼却灰であれ
ば、パルプスラッジを焼却とスラリー用と両方に使用で
きるので都合がよい。

焼却灰を１５〜５５重量部としたのは、少なすぎると焼
却灰の処分対策として劣り、多すぎると他の無機物を加
えても建材に適用できるセラミックス板が得にくい、珪
石を２０〜５５重量部としたのは、建材に適用できるセ
ラミックス板とするため強度、吸水性、収縮率等の物性
を確保するためである。又珪石と１５〜３０重量部の長
石を用いることとしたのは、珪石のみでは焼却灰の組成
によっては焼結性等がわるいので、それらの性質を改善
して建材に適用できるセラミックス板とするためである
。又珪石と長石の代わりに可塑性粘土１５〜４０重量部
を用いることとしたのは、珪石のみ又は珪石と長石では
焼却灰の組成によっては、特に粒子結合が弱く、強度、
吸水性等の性質が劣るので、これらの性質をよくするた
めである。

また、アルミナ又はムライト繊維２〜ＩＯ重量部とした
のは、特に焼成収縮を減らすとともに、曲強度を向上さ
せるためである。少なすぎるとこれらの効果が発揮でき
ないからからであり、多すぎると経済的に不利になるか
らである。

原料の粉砕は、原料の状態により湿式、乾式いずれも適
用でき、原料に通した方法でよいが、製品をスラリーか
ら湿式で成形するので湿式粉砕が適している。粉砕され
た粉粒体の粒度、形状は、セルローズバルブとの機械的
な絡み、抄造機のワイヤーによる影響、歩留などに影響
するのでこれらに留意して決められるが、通常は１００
メツシユ以下が好ましい。

固体が均一に分布したスラリーを形成するには、セルロ
ーズバルブによる無機質微粒子の吸着をよくする必要が
ある。この吸着は、無機質微粒子が水媒体中で呈するコ
ロイド的性質による静電気的吸着と繊維の表面積増大（
叩解処理）等による物理的吸着との相乗効果によって達
成される。静電気的吸着を高めるため、セルローズ中の
ＯＨ基の一部が軽度にカチオン化することが望ましく、
物理的吸着効果を増大させるためには、セルローズバル
ブを叩解処理して繊維の比表面積を大きくし、機械的な
絡みを促進させることが必要である。

成形方法として、長網式、九網弐等の抄造によりシート
状にする方法が例示され、抄造において、パルプスラッ
ジの量を多くすると軽量で強度の小さいシートが得られ
、無機質粉体を多くすると緻密な硬質のシートが得られ
る。よって、異なる性質の層を形成するには、パルプス
ラッジと無機質粉体の配合を変えればよい。例えば、表
面層の形成用にはパルプスラッジの量を少なくして、無
機質粉体を多くし、中間層用は、逆の配合とする。

抄造したシートを成形するには、所望の性質を形成する
シートを板構造に積層し、圧縮ロールにより圧縮して脱
水し、乾燥する０例えば、湿りシートの厚さが１−のも
のを用いるとすると、硬い緻密な湿りシートを３枚重ね
、更にその上に軽量配合の湿りシートを１０枚重ね、更
にその上に硬い緻密な湿りシートを３枚重ねることによ
り、異なる性質の層を形成し、圧縮して脱水するととも
に、各層を密着一体化する。この圧縮・脱水のときに、
模様の付いたロールで圧縮脱水すればシートに模様を形
成することができる。また、特別の形状を要するのであ
れば、湿りシートを切断し、所望の金型にいれてプレス
成形する等により成形する。また、積層の際、中間層を
金網で形成すると成型時に形を保持するのに便利であり
、中間層を波形シートで気泡を有するように形成すると
か気泡層形成材を用いて気泡を発生するように形成する
と軽量シートを得ることができ、また、ハニカム状のセ
ラミックス等を挟む等すると、所望の強度、物性の用途
に適したセラミックス板に成形することができるので、
好ましい。

また、異形物の他の成形方法として、真空唆引成型方法
が例示される。この方法では、連通細孔でできている金
型、金網から形成された成型面を有した金型を用いて調
整スラリー中に金型を浸漬し、真空吸引して成型面に固
形分を積層・成形する０層の厚さは吸引によってきめる
ことができる。

異なる性質の層に形成するには、前記のように異なる配
合のスラッジを用いて順次真空吸引して成形する。

以上のようにして成形した成形品の乾燥は、熱風、赤外
線等の乾燥方法によりする。焼成は、可塑性粘土、焼却
灰等の性質によって大きく変わるが、通常は１１００〜
１２５０℃で行う。

施釉を行うことにより、平滑な緻密な表面のセラミック
ス板を製造でき、耐候性が陶器瓦と同様なものが得られ
る。

〔作　用）本発明に係るセラミックス板の製造方法は、焼却灰１５
〜５５重量部と、珪石２０〜５５重量部又は該２０〜５
５重量部の珪石と長石１５〜３０重量部又は可塑性粘土
１５〜４０重量部、とを配合して粉砕し、該粉末とアル
ミナ又はムライト繊維２〜１０重量部とパルプスラッジ
とを混合して調整スラリーを作成し、該調整スラリーか
ら成形し、焼成するから、焼成時の気孔の形成が抑えら
れて焼結され、収縮も大きくなく、吸水性に優れ、強度
も優れたセラミックス板が得られる。

特に、焼却灰１００重量部に対しパルプスラッジ１０〜
１２０重量部が含まているパルプスラッジを用いること
が、シート成形の作業上に好ましい。

また、表面層と中間層とを異なる配合のスラリ−用いて
成形し、複層のセラミックス板とすると、製品の使用上
、重量、強度等適宜に選択が可能になるので好ましい。

スラリーから成型するので、抄造、真空吸引等により成
形でき、処理が容易である。また、釉薬を塗布して焼成
してセラミックス板を製造すれば耐候性に優れたものに
なる。

スラリーから抄造により成形するには、抄造機によりシ
ート化する。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１１）粉末原料の調整パルプスラッジ焼却灰　５０ｇ珪砂　　　　　　　　　５０゜水　　　　　　　　　　　　１００　ｇを磁器ボールと
ともにボットミルに入れて１２時間粉砕する。粒径は３
００メツシュ全通とした。

２）繊維原料の調整パルプスラッジ　　　１５３ｇ（内固形分６１ｇ）ムラ
イト繊維　　　　　　６．５ｇ水　　　　　　　　　１６５７８　　ｇこの繊維原料を
小型ミキサーにて３分間解砕混合し、これに前記粉末原
料を加え、更に１分間撹拌混合する。この混合されたス
ラリーをジャーテスターにて撹拌しながら、凝集粘結剤
メイバム（明放化学工業■）　０．０５ｇを加え、続い
てサイナミ。

ド３０３ＥＳ（三井東圧化学■）０．１２ｇを添加して
凝集収束化させ調整スラリーを作成した。

３）成型最大真空度　７０ｃｍ（減圧層）抄網　　　　上網＝８０メツシュ下網：パンチングメタル成型方法　　直径２３ＣＩ　　　ＩＩＩさ８ｍｍの実験
用真空唆引成型装置を用いて、配合スラリー中のスラッ
ジ濃度１．０％、真空吸引度３０〜６０ｃｍＨｇ、吸引
時間２分の条件で成型した。

４）乾燥成型した湿りシートはコールドプレスにて４ｍｍ厚のス
ペーサーを介在させて締切圧としてプレス脱水した０次
いで、熱風乾燥機にて８０℃で１２時間乾燥した。

５）焼成釉薬の調整福島長石４０重量部石灰石　１２重量部福島珪石１６重量部焼タルク１６重量部酸化亜鉛１７重量部の割合の原料を水、磁器ボールとともにボットミルに入
れて１００分間湿式粉砕し釉泥漿を造った。

前記５）で乾燥したシートを１５　Ｘ　１５Ｃ１に切断
して、調整した釉薬を吹きつけ、施釉した。これをＨ型
匣鉢に載せて小型ガス炉にて、１１８０℃で酸化焼成し
た。その物性は、下記の通りであった。

全収縮　　　　　１２．４％２４時間吸水率　　４０．１％２時間煮沸吸水率４２．５％飽和係数　　　　　０，９４曲げ強度　　　　６５．６ｋｇ／ｃｊ水と粘土５重量部ルチール５重量部酸化鉄　５重量部酸化錫　５重量部嵩比重　　　　　　１．０５これによると、建材として充分に使用できる物性にする
ことができる。

実施例２パルブスランジ５５ｇ（水分６０％、固形分４０％）と
ムライト繊維４．９ｇ、水］　２６９０ｇを小形ミキサ
ーにて３分間解砕混合し、これに前記実施例１の粉末原
料２００ｇ（水を含む）を加え、更に１分間撹拌混合す
る。この混合されたスラリーをジャーテスターにて撹拌
しながら、凝集粘結剤メイバム（明放化学工業■）　０
．０３９ｇを加え、続いてサイナミ７ド３０３ＢＳ　（
三井東圧化学■）　０．０６５ｇを添加して凝集収束化
させ調整スラリーを作成した。

実施例Ｉと同様にして調整スラリーを用いてシートを成
形し、乾燥し、焼成して得た板の物性は、下記の這りで
あった。

全収縮　　　　　１１．６％２４時間吸水率　　１４．５％２時間煮沸吸水率１７．９％飽和係数　　　　　０，８Ｉ曲げ強度　　　　１９８．７ｋｇ／ｃｆｆｌ嵩比重　　
　　　　１．７にれによると、建材として充分に使用できる物性を持って
いる。

実施例３実施例１及び実施例２と同様にして調整スラリーを作り
、先ず実施例２の調整スラリーを用いて厚さ５ｍ＋ｓに
真空吸引成形した。次いで、この表面に実施例１の調整
スラリーを用いて厚さ１０＋ｕ＋に真空吸引して積層成
形した。更に実施例２の調整スラリーを用いて厚さ５−
に真空吸引して積層成形した。積層成形したシートをプ
レス脱水して厚さ１２−■とした。このシートを実施例
１と同様にして乾燥し、焼成して得た板の物性は、下記
の通りであった。

全収量　　　　　　１１．８％２４時間吸水率　　４２．２％２時間煮沸吸水率５０．４％飽和係数　　　　　０．８３曲げ強度　　　　１１２　　ｋｇ／ｃｊ嵩比重　　　　
　　１．３９これによると、建材として充分に使用できる物性を持っ
ている。

実施例４ ■）粉末原料の調整パルプスラッジ焼却灰　５０ｇ珪砂　　　　　　　　　５０ｇ水　　　　　　　　　　　　　１８５　ｇを磁器ボール
とともにボンドミルに入れて１２時間粉砕する。粒径は
３００メツシュ全通とした。

２）繊維原料の調整パルプスラッジ　　１．０７ｇ（内固形分４２．８ｇ）
ムライト繊維　　　　　５．７ｇ水　　　　　　　　ｌ７０００　　ｇこの繊維原料を小型ミキサーにて３分間解砕混合し、こ
れに前記粉末原料を加え、更に１分間撹拌混合する。こ
の混合されたスラリーをジャーテスターにて撹拌しなが
ら、凝集粘結側メイハム（明成化学工業■）　０．０３
ｇを加え、続いてサイナミツド３０３ＥＳ（三井東圧化
学■）０．１５ｇを添加して凝集収束化させ調整スラリ
ーを作成した。

実施例１と同様にしてこの調整スラリーを用いてシート
を成形し、乾燥し、焼成して得た板の物性を表−１に示
した。

実施例５〜実施例８実施例４とはパルプスラッジの濃度のみを変えて、実施
例４と同様にして調整スラリーを作成し、それを用いて
シートを成形し、乾燥し、焼成して得た板の物性を合わ
せて表−１に示した。

〔発明の効果〕

前記のように本発明は、焼却灰とパルプスラッジと珪石
等とを組成調整したスラリーから抄造して焼成するので
、大きなセラミックス板を製造できるとともに、屋根材
、壁材等の建材として使用できる強度、吸水性のセラミ
ックス板を製造することができる０表面に釉薬を施すと
、耐候性が陶器瓦と同様な屋根瓦が得られる。

さらに、パルプスラッジを投棄処分によらずに再利用に
より処分できるので、投棄場所も不要になる。

表−１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）焼却灰１５〜５５重量部と、珪石２０〜５５重量
部又は該２０〜５５重量部の珪石と長石１５〜３０重量
部又は可塑性粘土１５〜４０重量部、とを配合して粉砕
し、該粉末とアルミナ又はムライト繊維２〜１０重量部
とパルプスラッジを混合して調整スラリーを作成し、該
調整スラリーから成形し、焼成することを特徴とするパ
ルプスラッジを用いたセラミックス板の製造方法。
（２）前記１項記載の焼却灰１００重量部に対しパルプ
スラッジ１０〜１２０重量部が含まれてなるパルプスラ
ッジを用いたセラミックス板の製造方法。
（３）前記１項記載の成形において、表面層と中間層と
を異なる性質を有する複層のセラミックス板とすること
を特徴とするパルプスラッジを用いたセラミックス板の
製造方法。