JPH01152008A - 石膏繊維ボード製造のための方法 - Google Patents

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］ 本発明は砕解した繊維材料と硫酸カルシウム二水化物か
ら懸濁液をｍｉｌ！ｔ、、、これを脱水してボードに成
形し、加熱して二水化物を半水化物に再結晶し、続いて
二水化物に変換する、石膏繊維ボード温度時のための方
法に関するものである。

［従来技術］ 石膏繊維ボードは石膏と繊維の混合物からなるボード状
の建材であり１石膏の比率が優り、通常は約８０から９
０％であり、繊維は通常紙繊維からなっている。

このような石膏繊維ボードの製造のための方法で公知の
ものにあっては、石膏が先ず乾燥か焼され、すなわち二
水化物からβ半水化物に転移される。　この時専ら半水
化物だけが乾式または湿式でＩｍ製した繊維と混合され
、また水和作用に必要な水を添加される。

湿式で砕解された紙繊維により繊維かすの形で製造され
た石膏繊維ボードは、乾燥砕解に比して約１０−５０％
高い曲げ強さを有することが明らかとなった。　のみな
らず繊維はより均質にボード各部に分布しており、この
ようなボードの外観も加工性も一層優れている。　この
種のボードの成形にはか焼した石膏、すなわち半水化物
および極めて高い３００から６００％の水分含有量の純
粋の紙繊維かすからなる懸濁液が必要である。

ボードの成形は大きな比率の除去によってのみ可能であ
る。　このためにドラムスクリーン（巻きつけ法）およ
び（または）フィルタベルトが使用される。　しかしこ
の湿式法においては、スクリーン面が凝結する石膏によ
り極めて早く汚れ、このため清掃手間が著しく、故障が
起き易くなることが明らかとなった。　湿式法のこれら
の欠点を避けるため、二水化物からなる建材を成形する
方法が提案された。

すなｔ）ちＤＥ−Ｏ８２６４９３００は、硫酸カルシウ
ムー二水化物と繊維からなる懸濁液を脱水によって成形
し乾燥することを提案している。

この方法は、半水化物への２回の再結晶と二水化物への
復帰によって得られる石膏の油圧結合剤特性を利用して
いない。　このためこの方法では結合剤の添加なしには
充分なボード品質が得られな１１゜ ＤＥ−ＰＳ２８１８１６９は石膏からなる成形体の製造
法を記載している。　この方法は天然石膏を用い繊維な
しに、また天然石膏の５−１０％の低い水分添加と、成
形時に６　Ｍ　ｐ　ａの高いプレス圧力で作業し、細孔
の少ない石膏製品の製造のために考えられている。　し
かしこの方法は石膏と湿った繊維からなる繊維を含む建
材の製造には技術的に適していない、　というのも湿式
砕解した紙繊維は１石膏繊維ボードに必要な１０から２
０％の量において、成形体における水分含有量が充分低
く、５から１０％の間にあるように原料石膏と混合する
ことはできないためである。　特に６　Ｍ　ｐ　ａの対
応する高い圧力でのプレスによる成形は、同じく問題に
ならない。

ＤＥ−Ｏ８２８１６４６６には、二水化物と繊維かすの
懸濁液から、脱水によりボードを成形し、これを１．５
から１０バールの圧力のもと１１５から１８０℃の温度
まで熱することが提案されている。　これらの条件のも
とで、二水化物からα半水化物への変換が行われる。　
続いて成形体が冷却され、圧力下でプレスされ、温室条
件のもとで約２時間から７日間貯蔵され、その後乾燥さ
れる。　この貯蔵時間は工業的製造過程には長すぎ、従
って不経済であるため、ＤＥ−ＰＳ３４１９５５８はＰ
Ｈ値〈７の石膏・繊維懸濁液をｍ製することを提案して
いる。　これによれば飽和気の中での３から５０分間の
ボード処理の後、二水化物からα半水化物への変換は、
すなわち圧力容器中にお（Ｘで、凝結時間を著しく短縮
するという。

しかし実際に明らかになったところでは、ｐＨ値の変化
も凝結時間を著しくは縮めなかった。　それは依然とし
て約１〜３日間である。　　１００”Ｃから１６０℃の
間の温度でのボードの湿式処理により、紙繊維から凝縮
遅延の働きをする物質が遊離されたという推測が容易に
考えられる。　脱水されたボードでの水の交換により、
凝結時間は約９から１２時間にさらに短縮されるが、し
かしこれは依然として経済的製造には長すぎる。

［発明が解決しようとする課題］ 二水化物の懸濁液からなるボードの湿式成形と湿式砕解
された繊維およびα半水化物へのこれらのボードの湿式
再結晶の組み合わせによって生じる上記の方法の困難の
ため、本発明の課題は、湿式成形とボードの半水化物へ
の乾燥再結晶との新しい組み合わせにより、改善された
結果に達することである。

［課題を解決するための手段］ このため本発明の考えによれば、先ず原料石膏と、約３
００から６００％の含水量に湿式調製した繊維とからな
る懸濁液を適切な装置、たとえば巻き胴あるいはエンド
レスフィルタを用いて出来る限り、すなわち約３０−４
０％の熱雷水分に機械的に脱水し、この時ボードに成形
し、二水化物が空気中において無圧力で半水化物のβ形
に再結晶し、凝結に必要な水分がボードを通して吸収さ
れるのである。　石膏懸濁液の製作には天然石膏も、ま
たたとえば煙ガス脱硫石膏あるいは燐酸石膏のような化
学的に発生した石膏も使用することができ、後者はその
優れた脱水特性のためとりわけ適しており、すでに高い
水分含有量をもって得られるため、特に経済的である。

　β半水化物への再結晶の際に生じるボードは事実上完
全に乾燥している。　特に有利であるのは、再結晶が通
常圧力と大気中で行われるという事情である。ｍ水量に
生じる原料ボードはすでに大きな安定性を備えており、
これは湿った繊維の凝集と多くの水による成形によって
得られるものである。　本発明による方法はボードの成
形に圧力を必要としない、　ただしより高いボード密度
を希望する場合は、０．０５からＯ，１Ｍｐａ程度の低
い圧力を用いることができ、これは同時に表面の平滑化
、ボードの校正および追加の脱水に利用することができ
る。

原料ボードの乾燥か焼はボード温度１００℃から１７０
℃、好ましくは１１５℃から１４０℃までの間で行われ
る。　この時加熱段階の間の温度上昇は全く僅かであり
、迅速なか焼のために２℃／　ｍ　ｉ　ｎよりはるか以
上であることが望ましい。

意外なことに乾燥か焼の際に紙繊維の損傷やボード強度
の損失にはいたらない、　逆にか焼したボードは著しい
個有安定性と同時に高い弾性を有しており、従ってその
輸送はたとえばローラコンベヤで問題なく行うことがで
きる。　湿式成形と乾燥か焼との組み合わせは、Ｉｉ式
成形の際にボートド表面に純粋の繊維フィルタ層が生じ
、これがか焼装置を石膏破片による汚れから守るという
利点すらある。

別の方式は凝結のために必要な水分をボード各部に吸収
によって得る。　水蒸気を用いた噴射、浸漬あるいは飽
和は、これに反して役に立たないことが明らかとなった
が、これは乾燥物は最初水分を貢欲に吸収するが、しか
しその後繊維が膨れ上がり、水分がボード各部に充分深
くまで浸透しないためである。　従って水分の吸収の際
に化学量論的過剰でボードに注水するようにこの方法を
行うことは、本発明の枠内にある。　水分過剰が化学量
論的水分需要の少なくとも２．５倍、より良くは３−４
倍であるのが有利である。　ボードによって吸収された
水分は空隙を水で満たす。

吸収作用により水分は急速にボード各部とボード下側に
達する。　意外なことに吸収時間はボード厚さと密度に
応じて３０から６０秒、従ってα方式の場合よりもはる
かに短いことが明らかになった。　これは乾燥したボー
ドがより大きい細孔容量を有しており、水交換を行う必
要がないためである。　のみならず水分過剰の結果、浸
透性の相違があってもボードはあらゆる個所で完全に水
が浸透する。　充分な水によるボードの完全な浸透が、
均等で完全な結晶変換のための前提条件である。　凝結
時間は意外にも短く、促進剤の添加なしで１．５から２
．０時間までである。　このため本発明による方法は公
知の方法と異なり、何よりも経済的に実施することがで
きる。Ａ後に吸収の後にプレスが接続している。　これ
は浸透をさらに均等にし、ボードをさらに圧縮し、追加
の脱水と校正を行う、　　３０から６０秒のプレス時間
はたとえばボード密度を役１０％上昇させる。

従って飽和蒸気のもとでのか焼と半水化物のα形を用い
て作業する技術の現況に比して、著しい利点が得られる
。　これまでは飽和蒸気の使用により成形したボードの
乾燥過剰を避け、続く半水化物の二水化物への再水和作
用に必要とするのと少なくとも同じ水量をボード中に維
持しようとした−　このためエネルギー節約の観点にい
たり、すなわち再水和作用に必要な水量を、水の気化熱
が著しく高くなった後に初めて気化させようとした。　
しかしこの期待はほとんど充たされないままであった。

　飽和蒸気処理に続く圧力低下の際に、ボードの中に残
った水分が気化によって逃れるのを避けることが困難と
なった。　これによってボードは過度に乾燥し、このた
め最終的には最後まで残った水分では再水和作用に全く
不足することとなる。　ボードの中に残った水分は熱処
理の際に繊維から不純物を吸収し、これが石膏の凝結過
程を遅延させ、この方法はこのため経済的にほとんど実
施不可能となる。　のみならずこの方法の不連続作業方
式は、オートクレーブが各熱処理の後冷却される結果に
いたる、　このためオートクレーブに蓄えられた熱が失
われる。　最後にはα石膏の使用よりボードの強度を改
善しようという希望があった。　飽和蒸気のもとでのα
半水化物へのか焼の際に、これが凝結ずつ時、空気中か
焼で生しるβ半水化物よりも高い強度が得られるという
ことが前提とされた。　この期待も充たされなかった。

　ボードの強度は最初テストで得た値には達しなかった
。

［実　施　例］ 本発明のその他の特徴、詳細はおよび利点は、方法に用
いられる設備の系統略図を用いる以下の説明から明らか
となる。

この設備は、貯蔵庫１からの脱硫設備から来た（−１わ
ゆるＲＥＡ石膏を使用することを前提としている。　貯
蔵庫１からの当初材料はコンベヤ３と配量装置４を経て
タンク５に供給され、この中で石膏は、用水タンク２か
らの水と懸濁液となる。

石膏懸濁液は全部が、または一部がミル６、たとえばチ
ューブミルなどの中で希望の粒度に粉砕される。　この
粒度はたとえばＢｌａｉｎｅ数１゜０００から３．５０
０の間に相当するものとすることができ、これは従来通
常の微細度に相当する破砕装置６から微細に粉砕された
材料はサイロ７に達する。

これと平行して貯蔵庫８から古紙が取り出されコンベヤ
９を通じて砕解装置１０に供給され、この装置には同時
に用水タンク２からの水が加えられる。　古紙は繊維に
なるまで砕解される。　古紙の代わりにもとより植物質
または鉱物質のその他の繊維も用いることができ、これ
は本方式の根本的変更を意味しない。

砕解装置１０で生じた繊維質と水からなる繊維かすは、
貯蔵タンク１１に送られ、そこからサイロ７から来る微
細粉砕された石膏と同槙、ミキサ１２に導かれる。　繊
維と石膏からなる混合物は、それぞれの必要条件に適っ
た比率に相当する。

たとえば１：１０の範囲である。

ミキサ１２から混合物は装置１３での成形と同時に脱水
に供給される。　この装置はたとえば上下を脱水フィル
タベルトが回転するエンドレスフィルタ機として装備さ
れている。　フィルタベルトの間で成形されたボードは
、ＷＩ層配分機１４を通じて連続加熱炉１５に入り、こ
の中で最初の処理段階として乾燥過程が行われる。　こ
れは約１５−２５分間続く。　これに第２の処理段階が
か焼の形で続き、このためにも約１５−２５分間の時間
を見積っておかねばならない。　大気圧下にある循環す
る空気はこの時、処理媒体の役割を果たす、　空気温度
は連続加熱炉１５の前半で約２５０℃から３００℃まで
であるが、これに反して後半では約１７０℃から１９０
℃までである。

空気湿度は従って明らかに飽和値以下であり、たとえば
水１ｋｇに０．１から０．５ｋｇである。

成形されたボードは周辺温度（たとえば約２０℃で連続
加熱炉１５に入る。　ここで最初の処理過程ではボード
の温度は熱した空気との接触により約１００℃まで上昇
する。　しかしこれによってボードは乾燥するだけであ
る。　か焼は事実上行われない。　ボードがなお遊離し
た水分を含んでいる限り、その温度は冷却限界温度以上
に上昇することはできない、　ボードが炉１５のほぼ半
ばを通過すると、遊離した温気はほぼゼロに下がってい
る。　ここでボードの温度が再び上がると、か焼が始ま
る。　この時あまりに著しい温度上昇を避けるため、炉
１５のこの部分で循環する空気の温度は低く保たれる。

　連続加熱炉１５の終わりでボードは約１３０℃の温度
となっている。

その後、乾燥したボードはベルトコンベヤ１６の上に達
し、この上で吸収装置１７によって潅水される。　ここ
でボードの表面は出来る限り迅速完全に水で覆われるが
、これは注水管路１８を通じての均等な注水によって行
うことができる。　同時にボードの下側の負圧室１７は
、水分が出来るだけ迅速にボードに浸透吸収するように
す志。

この時、ボードの下側がすべての個所で水に湿されるま
でに限り水分を吸収しなければならない。

余分の水は用水タンク２ヘポンプで戻される。

続いて脱水されたボードはプレス１９に達し、ここでそ
の最終的な密度または厚さにプレスされ、その表面が校
正される。　たとえば対応する装置を用いて曲げ強さ６
．０から１０．ＯＮ／平方ｍｍでボード密度０．９から
１．２０ｋｐ／ｌが得られる。　プレス板は下側にフィ
ルタベルトを備えるのが適切であり、これは追加の脱水
を可能にし、あまりに急速な圧力構成時にボードが溶け
て流れるのを防止する。コンベヤ２０を通じてボードは
次に凝結区間２１に供給される。　ここで半水化物から
二水化物への最後の変換のもとて硬化が行われる。　こ
の過程は前に行われたベータか焼過程のため、なんらか
の凝結促進剤を添加することなしに、１．５から２時間
しかかからない。

乾燥装置２２に続いて完成したボードの縦横縁取りのた
めの装Ｒ２３と２４があり、その後、堆積２４の上に置
かれる。

［作　用］ 本発明は石膏ボード製造のための方法に関し、硫酸カル
シウム二水化物によって砕解した繊維材料から懸濁液を
調製し、これを脱水してボードに変形し、大気圧で加熱
して二水化物を半水化物に再結晶し、最後に水添加によ
り再び二水化物に変換し、その際に約３００から６００
％の含水量のｓ濁液が、脱水装置により約３０から４０
％に脱水され、二水化物が大気中において無圧力で半水
化物のβ形に再結晶され、凝結に必要な水分がボードを
通って吸収される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示した系統的作用説明ブロッ
ク図である。 １は貯蔵庫、２は用水タンク、３はコンベヤ、４は配量
装置、５はタンク、６は破砕装置、７はサイロ、８は貯
蔵庫、９はコンベヤ、１０は砕解装置、１１は貯蔵タン
ク、１２はミキサ、１４は階層配分機、１５は連続加熱
炉、１６はベルトコンベヤ、１７は負圧室、１８は注水
管路、１９はプレス、２０はコンベヤ、２１は凝結区間
、２２は乾燥装置、２３と２４は縁取り装置である。 特許出願人　プフライデラ　イントストリ　ゲーエムベ
ーハ　ラント　コンパニ カーゲ 代理人　弁理士　池　１）定−一　′−。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硫酸カルシウム二水化物で湿式砕解した繊維材料か
   ら懸濁液を調製し、これを脱水してボードに成形し、加
   熱して二水化物を半水化物に再結晶し、続いて二水化物
   に変換する石膏繊維ボード製造のための方法であつて、
   懸濁液が脱水装置によつて約３０−４０％の残留水分に
   脱水され、この時ボードに成形されること、二水化物が
   大気中において無圧力で半水化物の形に再結晶し、凝結
   に必要な水分がボードを通つて浸透吸収されることを特
   徴とする、石膏繊維ボード製造のための方法。 ２、乾燥か焼が１００℃から１７０℃の間、好ましくは
   １１５℃から１４０℃の間のボード温度時で行われるこ
   とを特徴とする、請求項１記載の石膏繊維ボード製造の
   ための方法。 ３、ボードが吸収時に化学量論的水過剰の注水を受ける
   ことを特徴とする、請求項３記載の石膏繊維ボード製造
   のための方法。 ４、水過剰が少なくとも化学量論的水需要の２５倍に相
   当することを特徴とする、請求項３記載の石膏繊維ボー
   ド製造のための方法。 ５、ボードが水の吸収の後、プレスで校正され必要に応
   じて脱水され、またさらに圧縮されることを特徴とする
   、請求項１から３までの１つに記載の石膏繊維ボード製
   造のための方法。