WO2005061133A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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water
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PCT/JP2004/018148
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Michio Nishi
Takehiro Tanaka
Shizuo Taira
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Yoshino Gypsum Co., Ltd.
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/026—Separating fibrous materials from waste
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/58—Construction or demolition [C&D] waste

Definitions

  • the present invention relates to a method for collecting gypsum board base paper and a gypsum board base paper collection apparatus.
  • the present invention relates to a gypsum board base paper recovery method and a gypsum board base paper recovery apparatus.
  • Gypsum boards are often used as building materials because they have fire resistance, sound insulation and the like and are economical.
  • Such a gypsum board has a plate-like structure obtained by covering a gypsum-based core material (hereinafter referred to as “coa”) with a gypsum board base paper (hereinafter referred to as “base paper”).
  • base paper gypsum board base paper
  • the gypsum board product with a thickness of 12.5 mm is composed of about 93% by weight (hereinafter abbreviated as “%”) gypsum and about 7% base paper.
  • This gypsum board is used everywhere in the building, and at the construction site, the remaining offcuts etc.
  • waste materials generated are called “new construction waste materials” and waste materials generated at demolition sites are called “demolition waste materials.”
  • the amount of new construction waste is estimated to be about 10% of the amount used during construction, and considering that the annual consumption of gypsum board is about 5 million tons, about 500,000 tons of new construction waste will become industrial waste. It is generated as an object. According to estimates by the Gypsum Board Association of Japan, the amount of demolition waste generated by demolition of existing buildings was approximately 900,000 tons in FY2002, and the amount of demolition waste is expected to increase in the future. Have been.
  • new construction waste materials have a recycling route established by the wide-area recycling business route approved by the Ministry of the Environment and the intermediate treatment business route approved by each prefectural governor. Approximately 50% of it is used as raw material for new gypsum board production.
  • the remaining new construction materials and demolition waste materials are disposed of by landfill, etc. like other industrial wastes.
  • Waste gypsum board with paper attached is treated as managed industrial waste, and is being further separated and recycled in accordance with the lack of residual landfills and the enforcement of the Construction Recycling Law. The driving force of social demands.
  • waste gypsum board is roughly crushed to a size of about 10 cm square, and then coarsely crushed gypsum board waste is finely ground to a size of several cm square.
  • the paper pieces of the crushed waste material gypsum board base paper are separated, and then the gypsum of the crushed gypsum board waste material is converted into a normal gypsum board raw material. This is done by blending into gypsum.
  • the gypsum content remains as dihydrate gypsum
  • the weight of the gypsum content adhering to the separated paper pieces is more than 50% of the weight of the paper pieces, and the sieving is performed. Even if the waste material is further sieved, the amount of gypsum on the piece of paper is reduced only by 5-10%.
  • the cause of the adhesion of the gypsum component to the paper piece is that the gypsum component of the gypsum dihydrate is needle-like crystals and bites into the paper piece of the gypsum board base paper. If the gypsum board waste material was wet or wet, there was a problem that troubles such as adhesion of waste material to the transportation device for transporting waste material and clogging of the sieve device were likely to occur.
  • the waste material recycling rate is as low as about 5%, it does not matter much if the entire amount of paper is recycled as it is. However, if the recycling rate of waste materials is about 10% or more, recycling the entire amount of paper will increase the paper content in the product core and reduce the fire protection performance of the gypsum board product. It is not preferable because a larger amount of kneading water is required in the production of gypsum board. In addition, there is a problem that pieces of paper are scattered around the core of the product, and the appearance of the gypsum board product is deteriorated. Thus, recycling of all paper is limited in terms of fire protection, productivity, quality, and so on. Therefore, it is becoming inevitable to remove paper from waste materials in order to improve the recycling rate of waste materials.
  • Patent Document 1 discloses that, after heating a gypsum board waste material having a gypsum board base paper adhered to at least a part of a gypsum core, water is applied to the gypsum board waste material to form a gypsum core strength gypsum board base paper.
  • a method for collecting base paper a method of immersing waste gypsum board waste material after heating (and after cooling) in a water tank to collect paper floating on the water surface (floating separation method), and heating A method of applying water to a gypsum board is disclosed.
  • this document describes, as an example, an operation in which the entire amount (1.3 lkg) of a piece of paper to which calcined gypsum is adhered is poured into 20 liters of water, and after gentle stirring, the paper piece is collected on a sieve. It is disclosed that by repeating the process three times, the calcined gypsum adhering to the paper piece could be completely washed, and a paper piece (dry weight: 693 g) was obtained without the gypsum adhering.
  • Patent Document 2 discloses that a rotatable horizontal water-permeable drum has a stock inlet at one end and a paper-stock outlet at the other end, and cleans water to the stock in the vented water drum.
  • a paper stock washing device provided with a device for supplying water
  • a weir plate extending in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the ventilation water drum is arranged at intervals in the axial direction, and a gap between adjacent weir plates is provided.
  • open plates for raising the stock liquid in the drum rotation direction are arranged at intervals in the circumferential direction, and the stock force input from the stock inlet is used to sequentially execute each washing zone formed between the weir plates.
  • Patent Document 1 JP-A-06-142638
  • Patent Document 2 JP 08-176985 A
  • the present invention provides a gypsum board base paper recovery method and a gypsum board base paper collection apparatus that can continuously and efficiently collect paper pieces of gypsum board base paper from gypsum board waste material.
  • the purpose is to.
  • the gypsum board base paper recovery method is a gypsum board base paper recovery method for recovering the gypsum board base paper from gypsum board waste material including a gypsum core and a gypsum board base paper adhered thereto. Crushing the gypsum board waste material, separating the gypsum component and the paper piece of the gypsum board base paper from the crushed gypsum board waste material, and separating the separated paper piece into a gypsum component adhered to the paper piece. To remove water by using a rotating drum type washing device.
  • a gypsum board base paper recovery device is a device for crushing gypsum board waste material, a device for separating the crushed gypsum board waste material calcined gypsum component and a paper piece, and a device for separating the separated paper piece.
  • a rotary drum-type washing device for washing with water to remove calcined gypsum adhering to the paper piece, and a device for dewatering the washed paper piece.
  • a gypsum board base paper collection method and a gypsum board base paper recovery apparatus capable of continuously and efficiently collecting paper pieces of a gypsum board base material. can do.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a process for treating waste gypsum board in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a gypsum board waste material treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a first aspect of the present invention is a method for collecting a gypsum board base paper for recovering the gypsum board base paper from a gypsum board waste material including a gypsum core and a gypsum board base paper adhered to the gypsum core, A step of crushing the board waste material, a step of separating the gypsum component and the paper piece of the gypsum board base paper from the crushed gypsum board waste material, and removing the separated gypsum component attached to the paper piece Washing with a rotating drum type washing device.
  • the method for collecting gypsum board base paper preferably further includes a step of baking the crushed gypsum board waste or the separated piece of paper, wherein the baking step is the same as that of the washing step. Provided before.
  • the method for collecting gypsum board base paper preferably further includes a step of dewatering the washed paper pieces.
  • the separated paper piece is partially applied to washing water.
  • the method further includes a step of pre-dispersing or mixing.
  • the ratio of the weight of the fresh water in the washing water to the weight of the separated paper pieces is in the range of 1: 5-1: 100.
  • the step of dewatering the paper piece includes squeezing and dewatering the washed paper piece.
  • a second aspect of the present invention is a gypsum board base paper recovery apparatus, which is an apparatus for crushing gypsum board waste material, and an apparatus for separating the crushed gypsum board waste material calcined gypsum and paper pieces.
  • a rotating drum type washing device for washing the separated paper pieces with water in order to remove calcined gypsum adhering to the paper pieces, and a device for dewatering the washed paper pieces.
  • the apparatus for collecting gypsum board base paper preferably further includes an apparatus for firing the crushed gypsum board waste material.
  • the apparatus for collecting gypsum board base paper preferably further includes an apparatus for dispersing or mixing the separated paper pieces in water before washing the separated paper pieces with water.
  • the dewatering device is a device that squeezes and dewaters the washed paper pieces.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a gypsum board waste material processing step in the embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a gypsum board waste material processing apparatus in the embodiment of the present invention.
  • the gypsum board to which the method for collecting gypsum board base paper according to the present invention is applied generally has a structure in which a gypsum core is covered with gypsum board base paper, and the shape of the gypsum board waste material Is in the form of a plate, a lump, or a powder.
  • a crushing step is provided before the heating step in order to uniformly heat the waste material.
  • waste gypsum board is crushed to an appropriate size.
  • the crushing method is not particularly limited, and crushing is performed by ordinary compression, impact, shear, friction, cutting, and the like.
  • a four-shaft crusher is preferably used.
  • the degree of crushing of the gypsum board waste material must be such that the gypsum core can be uniformly heated even if the gypsum adheres or remains partially adhered to the bonding surface of the base paper with the gypsum core. I just need.
  • the major diameter of the crushed piece of gypsum board waste material is preferably 100 mm or less, more preferably 20 mm or less.
  • the crushed gypsum board waste is sent to the next firing step.
  • the crushed gypsum board waste may be heated as it is, or the paper piece after the crushing step may be sieved and only the paper piece separated in advance by the sieve may be fired.
  • crushed gypsum board waste material Before heating, the crushed gypsum board waste material is sieved, the gypsum (dihydrate gypsum) powder that has passed through the sieve is reused as a gypsum raw material, and only the base paper to which the gypsum remaining on the sieve has adhered is calcined. You may send to a formation process. Adopting such a sieving process can greatly improve the efficiency of treating gypsum board waste.
  • the crushed gypsum board waste material may be heated directly using a rotary kiln or the like or indirectly using a vertical pot or the like.
  • the heating temperature may be any temperature at which gypsum (gypsum dihydrate) can be transferred to hemihydrate gypsum or a form containing a part of soluble anhydrous gypsum in hemihydrate gypsum (plastered gypsum). 100—200.
  • the preferred calothermal temperature range is 130-190. C.
  • the solubility of gypsum dihydrate in water is 0.181 g at 3 ° C and 0.204 g at 50 ° C. Therefore, waste gypsum board must be washed with water as it is. Can be done.
  • the solubility of j8 type hemihydrate gypsum is 1.006 g at 3 ° C. and 0.426 g at 50 ° C., therefore, in this firing step, it is necessary to convert gypsum to gypsum.
  • the gypsum component is more easily dissolved in water, so that the washing effect in the subsequent washing step can be further enhanced.
  • the crushing step and the firing step described above can be performed simultaneously. It is also possible to combine a step of separating gypsum and board base paper into the crushing step and the z or baking step.
  • a method of crushing gypsum board waste material in one chamber heated to a predetermined temperature there is a method of crushing gypsum board waste material in one chamber heated to a predetermined temperature.
  • a predetermined temperature and air volume by blowing hot air at a predetermined temperature and air volume, crushing and baking are performed, and separation of gypsum and board base paper is promoted, so that these multiple processes can be performed efficiently at once. it can.
  • the baking step may be omitted.
  • the heated crushed gypsum board waste is roughly separated into gypsum board base paper and gypsum by a process such as dry sieving. Collect pieces of gypsum board base paper.
  • the separation method at this time may be any dry method, for example, a method using a vibration sieve or a rotary sieve.
  • the size of the sieve is 2 to 20 mm, preferably 5 to 8 mm.
  • the recovered calcined gypsum can be reused as a raw material such as gypsum board. In this embodiment, a 5 mm centrifugal sieve is used.
  • the heated gypsum board waste material is subjected to a sieving process, the calcined gypsum powder that has passed through the sieve is collected, and only the piece of paper with calcined gypsum remaining on the sieve is transported to the next washing step.
  • a sieving process the calcined gypsum powder that has passed through the sieve is collected, and only the piece of paper with calcined gypsum remaining on the sieve is transported to the next washing step.
  • about 20 to 50% by weight (hereinafter simply referred to as%) of gypsum is attached to the separated pieces of paper before washing!
  • a commonly used continuous transportation means can be adopted, and examples thereof include a belt-type or packet-type conveyor or a snake conveyor, a screw-type transportation means, and pneumatic transportation.
  • pneumatic transport a transported paper piece is transported through a tubular transport path using air as a medium, and a low-pressure transport (low-density transport) method generally used conventionally is preferable.
  • the low-pressure transport method uses the velocity energy of the transport air, and the transport wind speed of the paper piece needs to be about 5-50 mZ seconds, depending on the transported paper piece and the transport distance. The paper fragments fly while floating in the piping.
  • the low-pressure transport method includes a pressure-feeding type that transports a piece of paper at a positive pressure inside the pipe, a suction type that transports a piece of paper at a negative pressure, and a suction pressure-feeding type that transports a piece of paper using a combination of positive and negative pressures. , They can be used even if they differ!
  • the transport speed of the piece of paper is 5-50 mZ seconds
  • the mixing ratio of the transported material and the transport air is 5 or less
  • the length of the transport pipe is 10-300 m.
  • a rotating drum type washing device In the paper piece washing process in the method for collecting gypsum board base paper according to the present invention, a rotating drum type washing device is used.
  • the rotary drum type washing device has, for example, a paper piece inlet at one end of a rotatably mounted ventilation water-permeable drum, a paper piece outlet at the other end of the ventilation water-permeable drum, and a ventilation water-permeable drum. It is a device that can supply cleaning water to the paper pieces inside.
  • a rotating drum type washing device as a rotating cylindrical sieve, a horizontal air-permeable water drum is rotated, and at the same time, a paper chip entrance force of the drum is fed into the drum, and the paper chip is discharged from the paper sheet outlet. Let it drain.
  • the cleaning water is supplied to the paper piece and the cleaning water containing the paper piece is agitated, and the cleaning water containing the gypsum removed from the paper piece is passed through the drum peripheral wall. Drain out of.
  • the cleaning apparatuses disclosed in JP-A-08-176985 and JP-A-11-189981 can be suitably used.
  • the number of rotations of the rotating drum is set as appropriate, but is usually 50 rpm, and the size of the mesh of the drum is 80 mesh (about 0.177 mm)-5 mm.
  • the ratio of the weight of the washing water to the weight of the water is in the range of 5 to 100 times, preferably 10 to 60 times.
  • the washing water is supplied from the inner and outer cylinders of the rotating drum, and the water containing the gypsum used for washing the paper at the front stage (hereinafter referred to as “white water”) is circulated and reused.
  • the use of fresh water in the part can reduce the total amount of fresh water used in the entire cleaning process.
  • the ratio of the weight of the washing water to the weight of the supplied paper piece is less than 5 times, the effect of replacing the plaster attached to the paper piece with water cannot be sufficiently obtained, and the gypsum of the final cleaning product (paper piece) will not be obtained. It is difficult to reduce the amount of adhesion. On the other hand, if the weight ratio exceeds 100 times, the improvement of the washing effect is low and the amount of fresh water used increases, and the increase in the amount of fresh water used is not economically efficient.
  • the present invention when a piece of paper before washing is put into a rotating drum, heating is performed in a previous step. Paper pieces dried in this manner may be directly charged. In this case, when the dried pieces of paper come into contact with the washing water in the drum, the pieces of paper aggregate together to form a lump, and the pieces of paper are sufficiently washed in the subsequent water washing. Because of no separation and dispersion, the desired cleaning effect may not be obtained. In order to avoid such inconvenience, in a preferred embodiment of the present invention, before the paper piece is put into the rotating drum, the paper piece is wetted in advance with a part of the washing water or dispersed or mixed in the washing water. .
  • water is put in a tank-type stirring and washing tank provided with a stirring means, and water in the tank-type stirring and washing tank is stirred while a piece of paper is put into the water of the tank-type stirring and washing tank. Then, a piece of paper wetted with water or dispersed or mixed with water is put into the rotating drum. In this way, a plurality of pieces of paper that do not agglomerate in the drum are sufficiently separated and washed with water by stirring.
  • the ratio of the weight of the part of the washing water to the weight of the separated piece of paper is 1: 1 to 1: 15, preferably 1: 3 to 1:10. If the weight ratio is 1: 1 or less, there is a force S that coagulation of paper pieces cannot be sufficiently avoided in the rotating drum. On the other hand, if the weight ratio exceeds 1:15, the dispersing effect of the paper fragments is not only sufficient, but the size of the apparatus for preliminary dispersion or mixing becomes large.
  • hot water or hot water can be used as part or all of the washing water.
  • weakly acidic water such as aqueous hydrochloric acid
  • gypsum component gypsum dihydrate or gypsum hemihydrate (plastered gypsum) adhering to the paper pieces, that is, replace them with water to wash the paper pieces. it can.
  • the paper pieces are dewatered.
  • ordinary dewatering means such as a method of compressing or pressing a piece of paper with a roller and a method of using a centrifuge are used. be able to.
  • a pressing machine is used as the dewatering means.
  • any pressing machine that reduces the water content of the paper piece by a method such as compression or pressing of the paper piece can be used. Screw press and the like. The screw rotation speed of the screw press
  • the concentration of gypsum dissolved and contained in water can be significantly reduced (about 0.2% by weight), and as a result, the amount of gypsum contained in paper chips also decreases. Can be done.
  • the steps of the present embodiment described above can be performed by, for example, an apparatus having a configuration shown in Fig. 2, and a process for removing foreign substances and the like mixed in gypsum board waste material, crushing gypsum board waste material, crushed gypsum Gypsum board waste material is successively processed through firing of board waste material, separation (sorting) of paper pieces with waste material strength, preliminary dispersion of paper pieces in water, washing of paper pieces, dehydration of washed paper pieces, and collection of dehydrated paper pieces. Processed continuously.
  • the content of gypsum in the paper piece of the gypsum board base paper can be further reduced. That is, a paper piece having a lower gypsum content can be separated and collected. As a result, the productivity of the paper chip recovery process is significantly improved compared to the conventional batch process.
  • a piece of paper having an adhesion amount of gypsum of about 50% by weight is put into the rotary drum type cleaning device, For example, using a single washing device with a rotating drum of 1.5 m in diameter and 3.O m in length, a piece of paper with about 100 kg-400 kg of gypsum per hour can be processed to the desired cleanliness. Can be managed. Increasing the diameter and Z or length of the rotating drum can also increase the amount of paper processed.
  • the paper pieces obtained in this way can be used for waste paper raw materials, agricultural (fertilizer) raw materials, and other industrial uses, and therefore, gypsum board waste materials expected to increase in the future are expected to increase.
  • gypsum board waste materials expected to increase in the future are expected to increase.
  • the gypsum board waste material from which the foreign matter was removed was put into a 4-axis crusher, and the gypsum board waste material was crushed so that the major axis force of the crushed piece of the gypsum board was 20 mm or less.
  • a rotating sieve having a sieve size of 10 mm a piece of gypsum board base paper was separated on the gypsum board waste material sieve.
  • the obtained paper piece was heated at 150 ° C. for 2 hours using a rotary kiln, so that all of the dihydrate gypsum adhering to the paper piece was converted into calcined gypsum.
  • the heated piece of paper was passed through a rotary centrifugal sieve having a sieve size of 5 mm to separate calcined gypsum from the piece of paper, and a piece of paper for testing was selected on the screen.
  • the selected pieces of paper were transported to silos by air transport and collected.
  • Example 1 In the water washing step in Example 1, a commercially available rotary drum type washing apparatus was used.
  • the amount of paper pieces supplied to the rotating drum type washing device is 100 kgZ hour, the amount of fresh water supplied is 500 kg (0.5 ton) Z hour, sieve size 3 mm, rotation speed 20 rpm
  • the water content and the gypsum content of the paper pieces washed under the above conditions were measured.
  • the content of the gypsum component (semihydrate gypsum or calcined gypsum) in the paper piece supplied to the rotary drum type cleaning device was 31.3%.
  • the gypsum content was calculated as follows. Approximately 100 g of a paper chip sample was dried at 40 ° C. at a constant weight, and the weight of the dried paper chip was measured. Next, the dried paper pieces are washed on a 100-mesh (mesh size: about 0.149 mm) sieve, and the hemihydrate gypsum is washed off while gently crushing, and the paper pieces and paper powder remaining on the sieve are dried again at 40 ° C at a constant weight. The total weight of the dried paper pieces and paper powder was measured. The difference between the weight of the paper sample and the weight of the paper components (paper and paper powder) before and after washing was defined as the gypsum content (%).
  • the content of the gypsum content in the water-washed paper sample is determined by first drying the wet paper sample at a constant weight of 40 ° C and then heating it at 150 ° C for 3 hours. After the water gypsum was transferred to hemihydrate gypsum, it was calculated by the above method.
  • the water content of the paper piece sample was calculated by drying the sample after water washing at a constant weight of 40 ° C.
  • Example 2 In Example 1, gypsum board base paper was treated in the same manner as in Example 1 except that the amount of supplied fresh water was changed to 1 ton hour, and the water content and the content of the gypsum content were measured.
  • Example 1 After washing with water in Example 1 above, the moisture contained in the paper pieces was squeezed and dewatered using a screw press, and the water content and the gypsum content of the obtained paper pieces were measured.
  • paper pieces were dispersed or mixed in water in advance in the water washing step. A part of the washing water used for the pre-dispersion of the paper
  • Example 9 the gypsum board base paper was treated in the same manner as in Example 3 except that the amount of supplied fresh water was reduced so that the dilution ratio with fresh water was less than 5 times (4 times). Then, the water content and the gypsum content of the paper piece were measured.
  • Example 10 except that the amount of supplied fresh water was increased so that the dilution ratio with fresh water exceeded 100 times (110 times), gypsum was used in the same manner as in Example 3.
  • the board base paper was processed, and the water content and gypsum content of the paper pieces were measured.
  • the piece of paper sieved after the crushing step used in Example 1 was sieved without firing, instead of applying a shearing force to the piece of paper with a roller or applying vibration to the piece of paper.
  • a piece of paper was repeatedly prepared so that the amount of gypsum as a dihydrate gypsum to the piece of paper was about 37.1% (corresponding to about 31.3% in terms of hemihydrate gypsum).
  • Example 8 In the washing step of Example 8, a paper piece which was not subjected to the baking step was used, and the amount of supplied fresh water was 10 ton Z hours with respect to the supplied paper piece amount lOOkgZ hours ( Example 11) or
  • Example 12 At 15 tons Z hour (Example 12), the paper piece was washed with water, and the water content and the gypsum content of the paper piece were measured.
  • Example 1 Existence Existence 100 0.5 5 None Exclusion 500 5.23
  • Example 2 Existence Existence 100 1 10 None None 480 2.54
  • Example 3 Existence Existence 1003 30 No Yes 46.2 1.03
  • Example 5 Yes Yes 200 14 70 No Yes 45.6 0.12
  • Example 6 Yes Yes 100 10 100 No Yes 42.8 0.20
  • Example 7 Yes Yes 100 3 30 Yes Yes 49.1 0.08
  • Example 9 Yes Yes 100 0.4 4 No Yes 45.5 5.82
  • Example 10 Yes Yes 100 1 1 1 10 No Yes 49.1 0.23 Example 1 Yes No 100 10 100 Yes Yes Yes 53.2 7.80
  • Example 12 Yes No 100 1 5 150 Yes Yes Yes 54.1 6.90 Comparative Example 1 No Yes 100 1 1 0 ⁇ Yes 48.8 8.40 Comparative Example 2 No Yes 100 5 50 ⁇ Yes 46.6 7.20

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Abstract

　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石膏ボード用原紙を連続的に効率よく回収するための石膏ボード用原紙の回収方法を提供する。石膏ボード用原紙の回収方法は、石膏ボード廃材を破砕する工程、破砕された石膏ボード廃材から石膏分及び石膏ボード用原紙紙片を分離する工程、並びに分離された紙片を、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。

Description

明 細 書
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 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 ァ」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。し力しながら、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ィ クル法の施行に伴い、より一層の分別リサイクルの推進力、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力 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、粉砕された廃材カゝら石膏ボード 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つ力りと食い込むためであると考えられる。カロえて、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力 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。し力しながら、廃材のリサイクル率力 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、石膏ボード廃材力 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、石膏ボード廃材力 石膏分をほとんど含有しな V、紙片を分離する方法が切望されて!、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力 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、石膏ボード廃材力も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 一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. 3 lkg)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 、紙片 (乾燥重量 693g)が得られたこ とを開示している。
[0010] し力しながら、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 方向に搔き上げる搔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 料力 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搔き 板による紙料の周方向への搔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] し力しながら、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
発明が解決しょうとする課題
[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カゝ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。
発明の効果
[0016] 本発明によれば、石膏ボード廃材力 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 力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 洗净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： 1一 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ェ 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カゝ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力 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ぐ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、原紙力 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ぐ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ぐ例えば 、 100— 200。Cの範囲にある。好ましいカロ熱温度の範囲は、 130— 190。C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 1一 2時間、石膏ボー ド廃材を加熱することが望まし 、。
[0036] 二水石膏の lOOgの水に対する溶解度は、 3°Cにおいて 0. 181gであり、 50°C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、 j8型半水石膏の溶解度は、 3°Cにおいて 1. 006gであり、 50°C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 z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一内で石膏ボー 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ぐ例えば、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!/、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 ルト式若しくはパケット式コンペャ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— 50mZ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!/ヽずれでも用 いることができる。紙片の輸送風速は、 5— 50mZ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、ドラムの紙片入口力 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、 1一 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 てよぐ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力 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 効果の向上は低ぐ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。し力しながら、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ぐ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力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 : 1一 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 と力 S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 ばかりでなぐ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、廃材力 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ェ 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、石膏ボード廃材力 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. Om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 Z又は長さを大きくすることによって、紙片 の処理量も増カロ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 片の長径力 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、石膏ボード用廃材力 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°C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、 lOOkgZ時であり、供給される 新水の量は、 500kg (0. 5トン） Z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°C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 °C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°Cで恒量乾燥させてから、 150°C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°C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 lにおいて、供給した新水の量を、 1トン Z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 lOOkgZ時に対し
、 0. 5— 1. 0トン Z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の洗浄工程にぉ ヽて、焼成工程を適用しな力つた紙片を使用し、供給した 紙片の量 lOOkgZ時に対する、供給した新水の量が、 10トン Z時 (実施例 11)又は
15トン Z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 1一 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 100 kg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 1一 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]
回転
紙片
ドラム型 新水 予備水 スクリユー 石膏 焼成の 希釈 含水率
投入量 投入量 分散の ブレスの 付着量 便用 有無 %
kg 時 トン/時 倍率 有無 有無 ¾ 有無 ブランク ― あり ― ― 一 ― ― 31.3 実施例 1 あり あり 100 0.5 5 なし なし 500 5.23 実施例 2 あり あり 100 1 10 なし なし 480 2.54 実施例 3 あり あり 100 3 30 なし あり 46.2 1.03 実施例 4 あり あり 100 5 50 なし あり 48.3 0.46 実施例 5 あり あり 200 14 70 なし あり 45.6 0.12 実施例 6 あり あり 100 10 100 なし あり 42.8 0.20 実施例 7 あり あり 100 3 30 あり あり 49.1 0.08 実施例 8 あり あり 200 10 50 あり あり 48.6 0.21 実施例 9 あり あり 100 0.4 4 なし あり 45.5 5.82 実施例 10 あり あり 100 1 1 1 10 なし あり 49.1 0.23 実施例 1 1 あり なし 100 10 100 あり あり 53.2 7.80 実施例 12 あり なし 100 1 5 150 あり あり 54.1 6.90 比較例 1 なし あり 100 1 1 0 ― あり 48.8 8.40 比較例 2 なし あり 100 5 50 ― あり 46.6 7.20

Claims

請求の範囲
[1] 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
を含むことを特徴とする石膏ボード用原紙の回収方法。
[2] 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。
[3] 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。
[4] 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請求項 1 に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
[5] 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 一 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。
[6] 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 : 1 5の範囲にある請求項 5に記載の石膏ボード用原紙の回収方法。
[7] 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。
[8] 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力 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
を含むことを特徴とする石膏ボード用原紙の回収装置。
[9] 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 8に記載の石膏ボード用原紙の回収装置。
[10] 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ことを特徴とする請求項 8に記載の石膏ボード用原紙の回収 装置。
[11] 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 8に記載の石膏ボード用原紙の回収装置。
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