JPH0455131B2

JPH0455131B2 -

Info

Publication number: JPH0455131B2
Application number: JP62215088A
Authority: JP
Inventors: Takao Take; Heijiro Oonishi; Yasumasa Sakamoto; Kenichi Uchama
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1992-09-02
Also published as: JPS6461316A

Description

【発明の詳細な説明】

［従来の技術］本発明は従来得られているα型半水石膏と異な
る結晶形状を有するα型半水石膏の製造方法に関
する。［従来の技術・問題点］ α型半水石膏は少ない水で混練することができ
るため高強度の硬化体が得られる特徴を有してい
るので、型材及び医療用などに用いられている。
このα型半水石膏の結晶形状は六角柱状である。
しかし、建材用などの大量に使用する用途には今
まで使用されていない。この理由は低混水量に
するため媒晶剤を二水石膏に対し有機系媒晶剤で
は0.1〜0.5重量％と、無機系媒晶剤では１〜10重
量％と多量に使用しなければならず、媒晶剤を添
加することにより製造コストが高くなる。α型
半水石膏は凝結時間が一般に建材用に用いられて
いるβ型半水石膏に比較して長くかかる。この凝
結時間を早くするため、α型半水石膏を紛砕しよ
うとすると、結晶がβ型半水石膏に比べ緻密なた
め、紛砕性が悪く、紛砕時間がかかり、紛砕コス
トが高くなる。α型半水石膏を製造する従来の
方法は高さ／径比が0.5〜２程度の加圧反応器を
用い、反応器内部のスラリー濃度が完全に均一に
なるように強制撹拌しつつ行なわれるものであつ
たが、製品α型半水石膏に二水石膏が混在するの
を防止するには、水熱反応時間は30分〜２時間を
要し、生産性が低いなどの欠点がある。一方、β型半水石膏は二水石膏を温度120〜150
℃で乾式で加熱することにより造られるが、結晶
の外形は元の二水石膏のままの形状を保つてお
り、結晶内部はポーラスで微結晶の集合体となつ
ている。このため、このβ型半水石膏は紛砕性が良好で
少ないエネルギーで紛砕することができ、水を加
えて硬化体とする場合は凝結時間が早く、一般に
石膏ボード等の建材分野に利用されている。しかし、このβ型半水石膏は少ない水で混練す
ると流動性が得られないので、高水比で混練せざ
るを得ず、高強度の硬化体を得ることはできな
い。本発明の目的は従来のα型半水石膏の欠点であ
る被紛砕性が低い、凝結硬化が遅いなどの問題点
を解決することにある。［問題点を解決するための手段］本発明者らはα型半水石膏の前述の欠点である
紛砕性が悪い、凝結硬化が遅いなどの問題点を解
決するための小型の水熱反応装置を用いて種々の
反応条件及び装置の形状を変えて実験を行なつ
た。この実験を重ねていくなかで従来にない特殊な
形状を有するα型半水石膏結晶がある条件で得ら
れることを発見し、本発明を完成するに至つた。すなわち、本発明は加圧反応器を用いる二水石
膏スラリーの水熱反応によるα型半水石膏の製造
方法において、高さ／径比５／１〜15／１の加圧
反応器の下部から媒晶剤を含有してなる原料石膏
スラリーを装入し、反応器内の液の空塔速度を
0.2〜1.0cm／秒として水熱反応を行ない、加圧反
応器の上部から製品α型半水石膏を取り出すこと
を特徴とするα型半水石膏の製造方法に係る。［作用］本発明の製造条件と製品の特性を以下に説明す
る。加圧反応器の高さ／径比（ここで、径比は反応
器の断面が円の場合には直径を、正方形などの円
と断面が異なる場合には円に換算した径を意味す
る）が５／１〜15／１のように極めて細長い柱状
の加圧反応器の下部から媒晶剤の添加量の少ない
二水石膏原料スラリーを装入し、反応器内の液の
空塔速度を0.2〜1.0cm／秒と極めて遅くしている
ので、装入された二水石膏原料スラリーは装入口
部分でスラリー中の液分と固形分との比重の差に
より固形分は液分より上昇しづらく、このためこ
の部分のスラリー濃度は二水石膏原料スラリーの
濃度が例えば30％のときには約60％と２倍にも濃
くなる。このようにスラリー濃度が極めて高い帯
域では生成したα型半水石膏粒子相互の衝突が増
えるため結晶核生成数が増し、且つ媒晶剤の低添
加量により細長い結晶が多数できる。この結晶は
スラリーの流れ方向に並び、付着生成が結晶相互
接触により起こり、細長い結晶の集束塊ができ
る。この集束塊は加圧反応器上部へゆつくりと上昇
するに従い、即ち、スラリー濃度の低い帯域に移
動するに従い、集束塊の被覆結晶が行なわれる。
この被覆結晶速度は低濃度帯域で行なわれるか
ら、通常行なわれているような結晶成長パターン
となるので六角柱状の形状となると考えられる。なお、集束塊の内部の空〓孔は液が静止した状
態に近く、結晶生成速度が遅いため、空〓孔を結
晶生成により完全に充たすまでには至らず、空〓
孔を残したままの結晶となるものと考えられる。従つて、六角柱状結晶内部の長さ方向に空〓孔
を有する結晶が得られるものと思われる。本発明の二水石膏原料スラリーには媒晶剤を添
加する。この媒晶剤は有機系媒晶剤及び無機系媒
晶剤に分けることができ、無機系媒晶剤としては
硫酸アルミニウム、硫酸鉄、硫酸マグネシウムな
どが用いられている。また、有機系媒晶剤として
はクエン酸、コハク酸、マレイン酸、酒石酸等の
酸類及びこれらの塩類が主として用いられてい
る。これらの媒晶剤の添加量は従来のα型半水石
膏製造に用いられる添加量の１／５〜１／10と少
ない。例えば有機系媒晶剤の場合には原料である
二水石膏100重量部に対して0.02〜0.1重量部、好
ましくは0.03〜0.07重量部である。また、無機系
媒晶剤の場合には二水石膏100重量部に対して0.2
〜１重量部、好ましくは0.4〜0.7重量部である。また、本発明に用いる加圧反応器内部温度は従
来の反応温度と同じで良く、また、加圧反応器の
加熱方法は蒸気を直接反応器内に吹き込むか、反
応器をジヤケツトで加熱する等の種々の加熱方法
を用いることができ、反応器内部を均一な温度に
なるようにすれば良い。本発明の方法により得られるα型半水石膏は六
角柱状結晶内部に長さ方向の空〓孔を有するから
実比表面積に近い値を示すと思われるBET窒素
ガス吸着法によれば従来の製造方法により得られ
たものの約３〜４倍である。従つて、本発明方法
により得られるα型半水石膏は反応性が高い。凝
結時間を水和終結時間で比較すると、通常のα型
半水石膏が60〜80分であるのに比較し、30〜50分
と早い。紛砕性はボールミル紛砕試験では紛砕時間が同
じ紛末度には１／２〜１／３ですみ、紛砕経費を
大幅に低下することができる。本発明の方法により得られるα型半水石膏は結
晶形状が特異なため、混水量は通常のα型半水石
膏の30〜40％に対し、40〜50％と若干高くなる
が、β型半水石膏の70〜80％に比較して大幅に低
く、建材用としては支障なく使用することができ
る。また、媒晶剤の添加量が少ないために、製造
コストが大幅に下がると共にこの製造に伴う排水
処理を必要としないか、または必要としてもその
処理費用は少なくてすむ。本発明方法により得られるα型半水石膏を製造
する際の原料となる二水石膏としては排脱石膏、
天然石膏等を使用することができ、なお、りん酸
化学石膏は媒晶剤として無機系媒晶剤を使用する
場合には格別の処理を必要としないが、有機系媒
晶剤を使用する場合には中和処理を行なう必要が
ある。また、亜硫酸カルシウムについては予め酸
化処理を行なえば使用することができる。［実施例］実施例１第１図に記載する装置を使用して本発明方法に
従つてα型半水石膏を製造した。反応器の寸法は
高さ1000cm、直径100mmで、その容積は7.85で
あるが、モータ５により駆動する撹拌器６の体積
と反応器上部空間部分を除いた有効容積は７で
あつた。二水石膏スラリータンク１内に原料二水
石膏（排脱石膏−１）100重量部、水280重量部、
コハク酸ソーダ0.05重量部の配合で二水石膏スラ
リーを造り、スラリーポンプ２により反応器下部
から100mmの位置に連続的に100／時間の割合で
装入口３から装入し、反応器上部から100mmの位
置の製品スラリー排出口７により連続的に取り出
し、過機８で過し、乾燥機９で乾燥して製品
１０とした。なお、反応器内部の温度は反応器下
部から200mmの位置の蒸気吹込口４から蒸気を吹
込むことにより140℃を維持した。なお、液の空
塔速度は0.36cm／秒であつた。運転を開始してから1.5時間後に安定になり、
第２図に示すスラリー濃度パターンを示した。ま
た、この時のスラリーのα化率を第２図に併記す
る。運転開始後、３時間後に得られたα型半水石膏
の分析結果は化合水6.26％と一般に使われている
α型半水石膏の化合水値6.2±0.2％の範囲内であ
つた。また、平均粒子径32μであつた。得られた
α型半水石膏の諸特性を第１表に、結晶の電子顕
微鏡写真を第３図ａ及びｂ示す。なお、第３図ａ
の倍率は500倍であり、第３図ｂの倍率は5000倍
である。実施例２原料二水石膏を排脱石膏−２に代えた以外は実
施例１と同様の操作によりα型半水石膏を製造し
た。得られたα型半水石膏の諸特性を第１表に示
し、結晶の電子顕微鏡写真を第４図ａ及びｂに示
す。なお、第４図ａの倍率は500倍であり、第４
図ｂの倍率は5000倍である。比較例１実施例１と同一の二水石膏（排脱石膏−１）を
使用し、40の加圧反応器で１時間回分式でα型
半水石膏を製造した。反応条件は反応温度140℃、
スラリー濃度30％、コハク酸ソーダ添加量は0.5
重量％である。得られたα型半水石膏の諸特性を
第１表に示し、結晶の電子顕微鏡写真を第５図ａ
及びｂに示す。なお、第５図ａの倍率は500倍で
あり、第５図ｂの倍率は2000倍である。比較例２原料二水石膏を排脱石膏−２に代えた以外は比
較例１と同じ方法でα型半水石膏を製造した。得
られたα型半水石膏の諸特性を第１表に示し、結
晶の電子顕微鏡写真を第６図ａ及びｂに示す。な
お、第６図ａの倍率は500倍であり、第６図ｂの
倍率は2000倍である。

【表】第１表より、実施例１及び２の未紛砕製品α型
半水石膏は比較例１及び２の未紛砕製品に比べ、
その比表面積はブレーン法では大きな差は認めら
れないが、BET法では実施例１及び２の比表面
積は比較例１及び２の約４倍と著しく大きい。こ
れは第３図ａ，ｂ及び第４図ａ，ｂに示す如く、
α型半水石膏結晶内部の長さ方向に空〓孔を有す
るためと考えられる。また、ボールミルによる紛砕テストで本発明方
法による製品の被紛砕性の良さが証明され、ボー
ルミル10分間紛砕品のブレーン値は実施例１及び
２で3800及び4200cm²／ｇであるのに対し比較例１
及び２では2100及び2400cm²／ｇと小さく、同一プ
レーン値とするには比較例１のようにボールミル
で20分間の紛砕時間を要する。このことにより実施例１及び２の本発明方法に
よる製品は被紛砕性が高いことがわかる。凝結時
間は実施例１及び２の未紛砕製品、ボールミル10
分間紛砕製品とを比較例１及び２のものに比べ速
い。反面、未紛砕製品の混水量は比較例１及び２
のものに比べ実施例１及び２では約1.5倍と高い。
しかし、これをボールミル紛砕によりブレーン値
を同等とすると混水量も同等となる。［発明の効果］本発明方法により得られるα型半水石膏は特殊
な結晶形状を有し、従来の製造方法によるα型半
水石膏に比較し、凝結時間が速くなり、被紛砕性
が高い。更に、本発明方法によれば、特殊な結晶
形状を有するα型半水石膏を多量に製造すること
ができるから、従来余り使用されていなかつた石
膏ボード等の建材分野への適用が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に使用した装置を示す図であ
り、第２図は実施例１の運転を開始してから1.5
時間後のスラリー濃度パターンとα化率を示すグ
ラフ図であり、第３図ａ，ｂは実施例１により得
られたα型半水石膏の結晶の電子顕微鏡写真であ
り、第４図ａ，ｂは実施例２により得られたα型
半水石膏の結晶の電子顕微鏡写真であり、第５図
ａ，ｂは比較例１により得られたα型半水石膏の
結晶の電子顕微鏡写真であり、第６図ａ，ｂは比
較例２により得られたα型半水石膏の結晶の電子
顕微鏡写真である。図中：１…二水石膏スラリー
タンク、２…スラリーポンプ、３…装入口、４…
蒸気吹込口、５…モータ、６…撹拌機、７…排出
口、８…過機、９…乾燥機、１０…製品。

Claims

【特許請求の範囲】１加圧反応器を用いる二水石膏スラリーの水熱
反応によるα型半水石膏の製造方法において、高
さ／径比５／１〜15／１の加圧反応器の下部から
媒晶剤を含有してなる原料石膏スラリーを装入
し、反応器内の液の空塔速度を0.2〜1.0cm／秒と
して水熱反応を行ない、加圧反応器の上部から製
品α型半水石膏を取り出すことを特徴とするα型
半水石膏の製造方法。２媒晶剤が有機系媒晶剤である特許請求の範囲
第１項記載の製造方法。３有機系媒晶剤の添加量が二水石膏100重量部
に対して0.02〜0.1重量部である特許請求の範囲
第１項または第２項記載の製造方法。４媒晶剤が無機系媒晶剤である特許請求の範囲
第１項記載の製造方法。５無機系媒晶剤の添加量が二水石膏100重量部
に対し0.2〜１重量部である特許請求の範囲第１
項または第４項記載の製造方法。