JPH0351665B2 - - Google Patents
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- JPH0351665B2 JPH0351665B2 JP54114047A JP11404779A JPH0351665B2 JP H0351665 B2 JPH0351665 B2 JP H0351665B2 JP 54114047 A JP54114047 A JP 54114047A JP 11404779 A JP11404779 A JP 11404779A JP H0351665 B2 JPH0351665 B2 JP H0351665B2
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- calcined gypsum
- gypsum
- water
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- calcined
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/102—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B11/00—Calcium sulfate cements
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
本発明は、焼石膏及び石膏ボードの製造方法に
関する。 連続的に焼成した焼石膏スタツコは、焼成以外
の製造法によるスタツコと比べて物性が異なつて
いる。 連続焼性した石膏としての硫酸カルシウムにあ
つては多量の微粒子が生じ勝ちである。即ち連続
焼成した石膏に加水しスラリーを作るような湿式
混合を行うとき硫酸カルシウムに微細化が起き、
多量の微粒子が生成することになる。例えば連続
焼成の石膏粒子の平均粒径は焼成直後は約19ミク
ロンであるが、そのスタツコに湿式混合を行つた
とき、1〜3ミクロンの微粒子が急速に石膏粒子
から微細化される。 この微細化は水和させる観点から見れば望まし
い特性であり、石膏製品の作成時に水和速度が早
く、粒子の微細化によつて粒子の表面積が増大す
ることにより石膏製品化を図つたとき粒子相互の
結合度が高くなり強度の大きい製品を供し得る。
一方石膏粒子の微細化による表面積の増大は反面
湿式混合時に水和量が多量になる。 石膏ボードを自動的に製造するとき、含水量の
多い石膏ボードから過剰の水を除くために費やす
時間とエネルギーは膨大なものになる。 ある程度の過剰な水は石膏ボードの製造に当た
り、焼石膏を適宜に流動させ、石膏スラリーに適
切な流動性を与えるために必要である。即ち連続
焼成によつて得られる焼石膏の分散状態における
粘稠度は100−150c.c.である。本発明による石膏ボ
ード製法における分散粘稠度とは、標準的な重量
100gのスタツコが強力なせん断力をもつて、例
えば高速ブレンダーで7秒間混合されて分散され
る場合に標準的な粘度即ち流動度を得る必要な水
量の度合いを意味するものである。従つて分散粘
稠度は適宜の数値で表されるが、この数値はスタ
ツコの種類および流動性によつて変化する。 一方スタツコとは硫酸カルシウム半水加物であ
り、石膏ボード製造ライン上で標準的な粘度を得
るに必要な水量を含んだスラリである。また分散
粘稠度100−150c.c.とはスタツコ100部に対し85−
100の水を含むことを意味する。即ちこの場合適
切な分散粘稠度は実験室試験によつて求められた
が、100c.c.の分散粘稠度は(高速ブレンダーで7
秒間混合し分散させたスタツコ100gにおいて)
石膏ボード製造ライン上で標準的な粘性を得るた
めに、スタツコ100部につき約85部の水を混合し
たとき得られた。且つスタツコ100部に対し約100
部の水を混合したとき、150c.c.の分散粘稠度が得
られた。 更に石膏ボード製造時に焼石膏スラリの流れ速
度は焼石膏スラリの硬化時間と“急速硬化性”に
依存する、即ち連続焼成による焼石膏は通常温度
上昇に応じて硬化時間を8分間に調整し、急速硬
化速度を9〓/分とすることが好ましい。 また焼石膏の連続処理にあつては焼石膏に加え
る水の量を少なくし、水を加えて処理した石膏の
原料を石膏ボードの自動製造装置のスラリ混合機
に連続的に供給する。 このとき少量の水を完全に焼石膏に混合させて
ヒール処理し、石膏ボード製造において生乾きで
あるが一見乾燥している状態にする。 ヒール処理とは少量の自由水により焼石膏粒子
表面を短時間、好ましくは1〜10分間囲繞せし
め、粒子が必要以上に微細化され水溶することを
防ぐことを意味し、スラリを混合するとき、焼石
膏粒子が加水により微細化され過ぎてミクロンサ
イズに微細化されることが阻止され得る。換言す
れば、少量の自由水を焼石膏粒子に添加すること
によつて含水量の大巾な増大が防がれる反面、自
由水は焼石膏粒子相互を接合するように作用し、
特にこの作用は所定サイズ以下の極く微細な粒子
に対し顕著であるから、焼石膏を好適なサイズに
維持することができる。延いては焼石膏に加水・
混合工程を加えてスラリにする際も、粒子の急速
な微細化を防いで含水量を低下できる。 ヒール処理されたスタツコは石膏ボードの製造
に直ちに使用することが好適であるが、仮に材料
を直ちに使用しないときはスタツコの急速硬化性
が作用し不都合である。この急速硬化性はスタツ
コが硬化するときの温度時間曲線に沿つて発熱に
伴う温度上昇に従つて生ずる。 加水量を少なくし焼石膏に少量の水を加えて作
成される石膏ボードは、未処理の焼石膏を用いて
作成したボードに比べて同一の粘稠度を持つ場合
強度が弱いことが知られている。従つて連続焼成
によつて作られた焼石膏は、勿論石膏の原料にも
よるが、相対的に破壊強度が低くなり、商品価値
のないボードになる危惧がある。更にヒール処理
した焼石膏は上述のようにヒール処理した石膏材
料は保存が利かないから、直ちに使用する必要が
ある。 しかして本発明においては焼石膏の製法におい
て概して硬化時間、分散粘稠度、強度等々の条件
を良好にする。また本発明はヒール処理した硫酸
カルシウム半水加物を連続製造するに適し、加水
量を低減することにより消費エネルギーを節約で
きる。 即ち本発明の主たる目的は焼石膏の前処理時に
所要水量を低減でき、且つ石膏ボードの如き成形
品における破壊強度が使用に耐え得る程度の製品
を生産し得る製造方法を提供するにある。 更に本発明によれば焼石膏の連続処理時に所要
水量を低減させることにより、長期に安定に貯蔵
可能な焼石膏原料を提供する製造方法が提供され
る。 且つ本発明は焼石膏の連続処理時に、石膏ボー
ドの如き成形品の製造に際し20%以上の所要水量
を低減することにより成形品の強度を未処理の原
料より得たものに比べ少なくとも約90%増大させ
る製造方法を提供する。 米国特許第3480387号には完全に乾燥状態にあ
る焼石膏を加水に先立つて微粉砕することにより
成形品の強度を向上する構成が提案されており、
加水処理とヒール処理時の所要水量の低減によ
り、未処理の焼石膏に比べて強度が増大し得る。
また水処理とヒール処理の水の所要量の低減はヒ
ール処理し表面積を増加させるため水処理したス
タツコを粉砕する場合も損なわれないことが判明
している。 理論上ヒール処理により焼石膏粒子中の小さい
微粒子が少量の自由水によつて凝集され、大量の
加水を行い混合して硫酸カルシウムを二水化即ち
プラスターを生成するためにスラリーにするとき
に、粒子の急速な破壊を阻むように作用すると考
えられる。更にまた焼石膏の粉砕時にヒール処理
された粒子の表面積を増大せしめ、この後水の添
加による水和反応時に急速硬化のエネルギーを活
性化するものと思われる。 (実施例) 原材料の焼石膏は天然あるいは化学製品、ある
いはその混合物などいずれの石膏材料でもよく、
またバツチ式、あるいは連続式製法のいずれによ
つてもよい。石膏ボード用の材料としては望まし
くは連続釜式による焼石膏であり、通常分散粘稠
度が100−150c.c.のものである。無論分散粘稠度値
は石膏原料及び製法によつて異なる。天然品でも
化学品でもまたそれらの混合品であつても工業製
品でスタツコの袋詰製品は白色で品質が良好にさ
れる。上述の如く焼石膏はバツチ式、あるいは連
続釜式の焼成、あるいは加熱コンベヤ、回転焼成
炉、流動体焼成機あるいは加熱サイクロン式のガ
ス流動焼成炉のいずれでも製造され得る。 天然石膏を焼成した焼石膏は空気流通法で測定
した空〓度が焼成法あるいは原料石によつても異
なるが、略3000〜5500cm2/gである。また化学反
応で製造された石膏を焼成したものは1500〜2000
cm2/gである。化学反応によつて作成された焼石
膏材料は半水加物であり、すでに微粉砕されたも
のあるいは半粉砕されたもので、特に乾式生成し
た高密度高強度製品用などとして提供される。 本発明においては焼石膏に加える僅かな水の量
は先ず所定の水量低減作用を生ぜしめるように設
定される。通常これは焼石膏の所要量の1〜10%
になる。所要の水量低減による最大の効果を得る
には通常焼石膏の3%程度の自由水で十分である
ものと思われるが、その値は温度と原料石膏によ
つて定まる。加水処理は焼石膏全体に所要量の水
を添加するか、あるいは一部の石膏に水を加えて
残部の焼石膏と十分に混合してもよい。当然製造
工程においては蒸発による水分の消失があるの
で、スプレあるいはその他の手段で水を付加する
ことになるが、この場合も3%程度の自由水を持
つように水を付加することが望ましい。加水に当
たつては焼成直後高温の焼石膏であつても、冷却
した焼石膏であつてもよいが、高温であれば加水
量を大にする必要がある。 室温までに冷却した焼石膏には3%の水が適当
であり、一方高温の材料にはそれ以上の加水が望
ましい。この場合有効な処理方法においては焼石
膏の温度は220°F以下、望ましくは200〓以下で行
う必要がある。 焼石膏の表面に少量の自由水を持たせるには各
種の方法を採用できる。通常は、液水を焼石膏に
添加する。これに対し水蒸気を供給して石膏を冷
却し表面に水が凝縮するようにする方法、あるい
は石膏を予め冷却しておいてその表面に水蒸気を
供給する方法をとることもできる。また若干の強
度低下があつてもよいならば、適量より相当多量
の水、即ち10%程度を供給してもよく、特に石膏
材料を直ちに成形する際には望ましい。 焼石膏の抱水処理は容易であり、通常は1−7
分、好ましくは2−4分で遂行でき、且つ処理直
後直ちに次の工程に移ることが望ましい。上述の
加水によつて実現されるヒール処理に要する時間
は水の添加方法あるいは加水処理時の所要量によ
つて異なる。加水には通常大容量で急速回転する
ビーターあるいは羽付きブレンダーが用いられ
る。 大型ブレンダーを用いれば小容量で回転の遅い
連続式のブレンダーに比べヒール処理の所要時間
は少ない。また焼石膏をブレンダーから次工程の
処理個所に移送する間にヒール処理を行つてもよ
い。例えばスクリユーコンベヤあるいは他の運搬
手段においてその流速をヒール処理が行われる程
度にする。このとき石膏材料を粉砕工程、即ちス
ラリー混合機に移送する時間が調節される。この
運搬手段はブレンダーに加えられた水の量によつ
てヒール処理時の水の添加量が調節される。水の
添加が少量のヒール処理は短時間で行い得、3%
の含水量の場合1〜4分程度でよい。 ヒール処理を施した焼石膏は不安定で、長時間
貯蔵を行うとき好ましくは一部を乾燥状態にする
必要がある。適量以上の水が添加されたときにも
石膏ボードの連続製造工程を一時停止して、若干
の乾燥を行う必要がある。この乾燥によりヒール
処理を施した石膏材料において過剰の局部的な水
和状態あるいはこれに伴う不規則な流動性の発生
も防止できる。乾燥条件、即ち温度とは時間は石
膏材料に化学的に結合した水をも除去することが
ないように選定する必要がある。仮に時間とエネ
ルギーが低減できても過度の乾燥を避けることが
望ましい。乾燥処理は焼石膏材料を最終的に粉砕
する前に実施される。焼石膏材料を加水によりヒ
ール処理し、乾燥し、ある時間貯蔵し、次いで焼
石膏材料を粉砕して使用するようなときも、所要
水量を低減して強度を保持し得る点に本発明の利
点がある。一方加水としてヒール処理を施した焼
石膏を直ちに石膏ボード化するときは乾燥工程を
必要としない。 従つて加水処理した焼石膏材料を袋詰めのプラ
スターにする場合所望の乾燥状態に置くことによ
り安定して貯蔵できることになる。この場合添加
剤の種類および混合方法を適宜選択することによ
り、袋詰のプラスター等から石膏ボードを製造す
るようにもできる。例えば加水処理した焼石膏材
料に乾燥工程を採用することにより多様の製品が
得られる。乾燥工程は加水処理をした焼石膏を熱
ガス処理に行う、即ち300〓〜700〓の熱ガスで数
秒から数分処理し、且つこれを連続して約10分間
加熱することが望ましい。 連続生産工程においてヒール処理と乾燥処理は
別個に行う、即ち化水処理したスタツコを蓋付き
のスクリユーコンベヤにより抱水させるように1
〜4分間行い、この後乾燥空気によつて随時処理
を行う。次いで温風あるいはスタツコに対して不
活性のガス例えば燃焼廃ガスを用いて搬送中の焼
石膏材料から自由水を蒸発させる。焼成工程で発
生した燃焼廃ガスの一部を加水処理工程とボード
製造工程の間の搬送路に導入するかあるいは焼石
膏材料を加熱サイクロンと集塵バツグを通過させ
ることにより乾燥する。更に加水処理した焼石膏
材料を石膏ボード製造機に搬送する程程で若干の
蒸発乾燥も起きる。 処理された焼石膏材料は通常の添加剤を加えて
石膏壁板あるいはプラスターにより作られる多様
の製品材料となる。例えば焼石膏に対する通常の
化学的分散剤、流動剤としてのリグニン、リグニ
ン硫酸塩、リグニンスルフオン酸塩、それらの縮
合重合物を少量投入することにより水量を低減し
ても製品に悪影響が生じないことが判明した。こ
の場合生石膏100重量部に対して50重量部の水で
混合し得る。本発明の加水ヒール処理により石膏
ボードの製造に際し、所要水量を100部の焼石膏
材料に対し50〜85部に低減し得、これは従来製法
において所要水量が、100部の材料に対して85〜
100部を必要とするのに比べ、水量の大巾な低減
を図れる。 最適の実施例において、連続焼成された石膏は
1g当たりの表面積が3000〜5500cm2(ブレン法に
よる)であり、最適の3%の水量で処理されたと
き、原焼石膏の強度特性を完全に維持すると共
に、粉砕により所要水量を低減させたことによる
特性低下もないことが判明した。未処理のスタツ
コ材料の粒子径と強度特性に対し少なくとも粉砕
を行うことにより通常強度の80%が回復されるこ
とも判明している。このとき天然石膏を焼成して
3000cm2/gの表面積をもち、所定の強度特性を持
たせるには、粉砕により表面積を7500〜9000cm2/
gに増加させる、即ち未処理の材料に対し表面積
を2.5〜3倍にする必要があり、強度低下が抑止
され焼石膏に要求される強度特性をもち得るが、
1〜3%の加水でヒール処理したものは十分な強
度を得るには粉砕により2倍程度、表面積を増加
させることが望ましい。一方、それ以上の加水処
理が行われる場合、未処理の焼石膏材料により所
定の高度を持たせようとするとき、2.5乃至4倍、
即ち3000〜8000cm2/gの表面積を持たせる必要が
ある。 更に焼石膏の粉砕の程度は水量の低減と相反す
る作用を持つ。即ち粒子が微細になるに応じ、水
の低減が次第に損なわれ、粉砕の低減が極めて高
くなると、水量の低減は困難となる。即ち処理を
した焼石膏に期待される表面積の増加は原材料の
固有の強度特性、加水処理をする前の粒子径、混
練の全過程を通じて使用した水量、ヒール作用の
時間、初期強度の回復等に寄与し得る。また粉砕
は衝撃粉砕機によつて行われることが望ましく、
アルパイン若しくはレーモンドミル、あるいはエ
ントレータミルなどが挙げられる。これらの粉砕
機により作用が均一な粒子を得ることができ、摩
擦熱を少なくするために冷却も容易である。摩擦
熱を考慮する必要がないときはグラインド式の機
械を用いてもよい。 当業者においては製品の強度は処理過程の粘稠
度に依ることが周知である。本発明では強度と粘
稠度とは良好に維持せしめるものとする。 実験例 1 連続焼成石膏を実験室規模で3%の加水処理
し、試料A、Bを得た。試料Aは強度が極めて高
く石膏ボードの生産者が求めるものとし、試料B
は強度が相対的に低く石膏材料の生産者が求める
限界レベルのものとした。これをスラリーにして
石膏ボードを作成した。この場合Aの表面積は
5060cm2/gであり、粘稠度が42.1lbs/ft3で圧縮
強度が556psiであつた。試料Bの表面積は4350
cm2/gで、粘稠度が42.1lbs/ft3で圧縮強度は
515psiであつた。 これらの試験において焼石膏の混合処理にはバ
ターソン ケーリー カンパニーのトウイン シ
エル ブレンダーのLB−P−8型で回転型液体
撹拌棒を備えたものを用いた。4000gを焼石膏を
室温で撹拌しつつ40秒間に室温の水180gを加え、
室温で3〜6分間加水即ち抱水処理した。ブレン
ダーに付着した試料の採取並びに水分の蒸発に相
応するよう3%の自由水をブレンダーに加水して
試料A1、B1を得た。この後焼石膏の強度と所要
水量を測定した。その結果を表1に示す。圧縮強
度は粘稠度が42.1lbs/ft3の試料の場合であり、
所要水量は比較し易くするため低減率で示した。
関する。 連続的に焼成した焼石膏スタツコは、焼成以外
の製造法によるスタツコと比べて物性が異なつて
いる。 連続焼性した石膏としての硫酸カルシウムにあ
つては多量の微粒子が生じ勝ちである。即ち連続
焼成した石膏に加水しスラリーを作るような湿式
混合を行うとき硫酸カルシウムに微細化が起き、
多量の微粒子が生成することになる。例えば連続
焼成の石膏粒子の平均粒径は焼成直後は約19ミク
ロンであるが、そのスタツコに湿式混合を行つた
とき、1〜3ミクロンの微粒子が急速に石膏粒子
から微細化される。 この微細化は水和させる観点から見れば望まし
い特性であり、石膏製品の作成時に水和速度が早
く、粒子の微細化によつて粒子の表面積が増大す
ることにより石膏製品化を図つたとき粒子相互の
結合度が高くなり強度の大きい製品を供し得る。
一方石膏粒子の微細化による表面積の増大は反面
湿式混合時に水和量が多量になる。 石膏ボードを自動的に製造するとき、含水量の
多い石膏ボードから過剰の水を除くために費やす
時間とエネルギーは膨大なものになる。 ある程度の過剰な水は石膏ボードの製造に当た
り、焼石膏を適宜に流動させ、石膏スラリーに適
切な流動性を与えるために必要である。即ち連続
焼成によつて得られる焼石膏の分散状態における
粘稠度は100−150c.c.である。本発明による石膏ボ
ード製法における分散粘稠度とは、標準的な重量
100gのスタツコが強力なせん断力をもつて、例
えば高速ブレンダーで7秒間混合されて分散され
る場合に標準的な粘度即ち流動度を得る必要な水
量の度合いを意味するものである。従つて分散粘
稠度は適宜の数値で表されるが、この数値はスタ
ツコの種類および流動性によつて変化する。 一方スタツコとは硫酸カルシウム半水加物であ
り、石膏ボード製造ライン上で標準的な粘度を得
るに必要な水量を含んだスラリである。また分散
粘稠度100−150c.c.とはスタツコ100部に対し85−
100の水を含むことを意味する。即ちこの場合適
切な分散粘稠度は実験室試験によつて求められた
が、100c.c.の分散粘稠度は(高速ブレンダーで7
秒間混合し分散させたスタツコ100gにおいて)
石膏ボード製造ライン上で標準的な粘性を得るた
めに、スタツコ100部につき約85部の水を混合し
たとき得られた。且つスタツコ100部に対し約100
部の水を混合したとき、150c.c.の分散粘稠度が得
られた。 更に石膏ボード製造時に焼石膏スラリの流れ速
度は焼石膏スラリの硬化時間と“急速硬化性”に
依存する、即ち連続焼成による焼石膏は通常温度
上昇に応じて硬化時間を8分間に調整し、急速硬
化速度を9〓/分とすることが好ましい。 また焼石膏の連続処理にあつては焼石膏に加え
る水の量を少なくし、水を加えて処理した石膏の
原料を石膏ボードの自動製造装置のスラリ混合機
に連続的に供給する。 このとき少量の水を完全に焼石膏に混合させて
ヒール処理し、石膏ボード製造において生乾きで
あるが一見乾燥している状態にする。 ヒール処理とは少量の自由水により焼石膏粒子
表面を短時間、好ましくは1〜10分間囲繞せし
め、粒子が必要以上に微細化され水溶することを
防ぐことを意味し、スラリを混合するとき、焼石
膏粒子が加水により微細化され過ぎてミクロンサ
イズに微細化されることが阻止され得る。換言す
れば、少量の自由水を焼石膏粒子に添加すること
によつて含水量の大巾な増大が防がれる反面、自
由水は焼石膏粒子相互を接合するように作用し、
特にこの作用は所定サイズ以下の極く微細な粒子
に対し顕著であるから、焼石膏を好適なサイズに
維持することができる。延いては焼石膏に加水・
混合工程を加えてスラリにする際も、粒子の急速
な微細化を防いで含水量を低下できる。 ヒール処理されたスタツコは石膏ボードの製造
に直ちに使用することが好適であるが、仮に材料
を直ちに使用しないときはスタツコの急速硬化性
が作用し不都合である。この急速硬化性はスタツ
コが硬化するときの温度時間曲線に沿つて発熱に
伴う温度上昇に従つて生ずる。 加水量を少なくし焼石膏に少量の水を加えて作
成される石膏ボードは、未処理の焼石膏を用いて
作成したボードに比べて同一の粘稠度を持つ場合
強度が弱いことが知られている。従つて連続焼成
によつて作られた焼石膏は、勿論石膏の原料にも
よるが、相対的に破壊強度が低くなり、商品価値
のないボードになる危惧がある。更にヒール処理
した焼石膏は上述のようにヒール処理した石膏材
料は保存が利かないから、直ちに使用する必要が
ある。 しかして本発明においては焼石膏の製法におい
て概して硬化時間、分散粘稠度、強度等々の条件
を良好にする。また本発明はヒール処理した硫酸
カルシウム半水加物を連続製造するに適し、加水
量を低減することにより消費エネルギーを節約で
きる。 即ち本発明の主たる目的は焼石膏の前処理時に
所要水量を低減でき、且つ石膏ボードの如き成形
品における破壊強度が使用に耐え得る程度の製品
を生産し得る製造方法を提供するにある。 更に本発明によれば焼石膏の連続処理時に所要
水量を低減させることにより、長期に安定に貯蔵
可能な焼石膏原料を提供する製造方法が提供され
る。 且つ本発明は焼石膏の連続処理時に、石膏ボー
ドの如き成形品の製造に際し20%以上の所要水量
を低減することにより成形品の強度を未処理の原
料より得たものに比べ少なくとも約90%増大させ
る製造方法を提供する。 米国特許第3480387号には完全に乾燥状態にあ
る焼石膏を加水に先立つて微粉砕することにより
成形品の強度を向上する構成が提案されており、
加水処理とヒール処理時の所要水量の低減によ
り、未処理の焼石膏に比べて強度が増大し得る。
また水処理とヒール処理の水の所要量の低減はヒ
ール処理し表面積を増加させるため水処理したス
タツコを粉砕する場合も損なわれないことが判明
している。 理論上ヒール処理により焼石膏粒子中の小さい
微粒子が少量の自由水によつて凝集され、大量の
加水を行い混合して硫酸カルシウムを二水化即ち
プラスターを生成するためにスラリーにするとき
に、粒子の急速な破壊を阻むように作用すると考
えられる。更にまた焼石膏の粉砕時にヒール処理
された粒子の表面積を増大せしめ、この後水の添
加による水和反応時に急速硬化のエネルギーを活
性化するものと思われる。 (実施例) 原材料の焼石膏は天然あるいは化学製品、ある
いはその混合物などいずれの石膏材料でもよく、
またバツチ式、あるいは連続式製法のいずれによ
つてもよい。石膏ボード用の材料としては望まし
くは連続釜式による焼石膏であり、通常分散粘稠
度が100−150c.c.のものである。無論分散粘稠度値
は石膏原料及び製法によつて異なる。天然品でも
化学品でもまたそれらの混合品であつても工業製
品でスタツコの袋詰製品は白色で品質が良好にさ
れる。上述の如く焼石膏はバツチ式、あるいは連
続釜式の焼成、あるいは加熱コンベヤ、回転焼成
炉、流動体焼成機あるいは加熱サイクロン式のガ
ス流動焼成炉のいずれでも製造され得る。 天然石膏を焼成した焼石膏は空気流通法で測定
した空〓度が焼成法あるいは原料石によつても異
なるが、略3000〜5500cm2/gである。また化学反
応で製造された石膏を焼成したものは1500〜2000
cm2/gである。化学反応によつて作成された焼石
膏材料は半水加物であり、すでに微粉砕されたも
のあるいは半粉砕されたもので、特に乾式生成し
た高密度高強度製品用などとして提供される。 本発明においては焼石膏に加える僅かな水の量
は先ず所定の水量低減作用を生ぜしめるように設
定される。通常これは焼石膏の所要量の1〜10%
になる。所要の水量低減による最大の効果を得る
には通常焼石膏の3%程度の自由水で十分である
ものと思われるが、その値は温度と原料石膏によ
つて定まる。加水処理は焼石膏全体に所要量の水
を添加するか、あるいは一部の石膏に水を加えて
残部の焼石膏と十分に混合してもよい。当然製造
工程においては蒸発による水分の消失があるの
で、スプレあるいはその他の手段で水を付加する
ことになるが、この場合も3%程度の自由水を持
つように水を付加することが望ましい。加水に当
たつては焼成直後高温の焼石膏であつても、冷却
した焼石膏であつてもよいが、高温であれば加水
量を大にする必要がある。 室温までに冷却した焼石膏には3%の水が適当
であり、一方高温の材料にはそれ以上の加水が望
ましい。この場合有効な処理方法においては焼石
膏の温度は220°F以下、望ましくは200〓以下で行
う必要がある。 焼石膏の表面に少量の自由水を持たせるには各
種の方法を採用できる。通常は、液水を焼石膏に
添加する。これに対し水蒸気を供給して石膏を冷
却し表面に水が凝縮するようにする方法、あるい
は石膏を予め冷却しておいてその表面に水蒸気を
供給する方法をとることもできる。また若干の強
度低下があつてもよいならば、適量より相当多量
の水、即ち10%程度を供給してもよく、特に石膏
材料を直ちに成形する際には望ましい。 焼石膏の抱水処理は容易であり、通常は1−7
分、好ましくは2−4分で遂行でき、且つ処理直
後直ちに次の工程に移ることが望ましい。上述の
加水によつて実現されるヒール処理に要する時間
は水の添加方法あるいは加水処理時の所要量によ
つて異なる。加水には通常大容量で急速回転する
ビーターあるいは羽付きブレンダーが用いられ
る。 大型ブレンダーを用いれば小容量で回転の遅い
連続式のブレンダーに比べヒール処理の所要時間
は少ない。また焼石膏をブレンダーから次工程の
処理個所に移送する間にヒール処理を行つてもよ
い。例えばスクリユーコンベヤあるいは他の運搬
手段においてその流速をヒール処理が行われる程
度にする。このとき石膏材料を粉砕工程、即ちス
ラリー混合機に移送する時間が調節される。この
運搬手段はブレンダーに加えられた水の量によつ
てヒール処理時の水の添加量が調節される。水の
添加が少量のヒール処理は短時間で行い得、3%
の含水量の場合1〜4分程度でよい。 ヒール処理を施した焼石膏は不安定で、長時間
貯蔵を行うとき好ましくは一部を乾燥状態にする
必要がある。適量以上の水が添加されたときにも
石膏ボードの連続製造工程を一時停止して、若干
の乾燥を行う必要がある。この乾燥によりヒール
処理を施した石膏材料において過剰の局部的な水
和状態あるいはこれに伴う不規則な流動性の発生
も防止できる。乾燥条件、即ち温度とは時間は石
膏材料に化学的に結合した水をも除去することが
ないように選定する必要がある。仮に時間とエネ
ルギーが低減できても過度の乾燥を避けることが
望ましい。乾燥処理は焼石膏材料を最終的に粉砕
する前に実施される。焼石膏材料を加水によりヒ
ール処理し、乾燥し、ある時間貯蔵し、次いで焼
石膏材料を粉砕して使用するようなときも、所要
水量を低減して強度を保持し得る点に本発明の利
点がある。一方加水としてヒール処理を施した焼
石膏を直ちに石膏ボード化するときは乾燥工程を
必要としない。 従つて加水処理した焼石膏材料を袋詰めのプラ
スターにする場合所望の乾燥状態に置くことによ
り安定して貯蔵できることになる。この場合添加
剤の種類および混合方法を適宜選択することによ
り、袋詰のプラスター等から石膏ボードを製造す
るようにもできる。例えば加水処理した焼石膏材
料に乾燥工程を採用することにより多様の製品が
得られる。乾燥工程は加水処理をした焼石膏を熱
ガス処理に行う、即ち300〓〜700〓の熱ガスで数
秒から数分処理し、且つこれを連続して約10分間
加熱することが望ましい。 連続生産工程においてヒール処理と乾燥処理は
別個に行う、即ち化水処理したスタツコを蓋付き
のスクリユーコンベヤにより抱水させるように1
〜4分間行い、この後乾燥空気によつて随時処理
を行う。次いで温風あるいはスタツコに対して不
活性のガス例えば燃焼廃ガスを用いて搬送中の焼
石膏材料から自由水を蒸発させる。焼成工程で発
生した燃焼廃ガスの一部を加水処理工程とボード
製造工程の間の搬送路に導入するかあるいは焼石
膏材料を加熱サイクロンと集塵バツグを通過させ
ることにより乾燥する。更に加水処理した焼石膏
材料を石膏ボード製造機に搬送する程程で若干の
蒸発乾燥も起きる。 処理された焼石膏材料は通常の添加剤を加えて
石膏壁板あるいはプラスターにより作られる多様
の製品材料となる。例えば焼石膏に対する通常の
化学的分散剤、流動剤としてのリグニン、リグニ
ン硫酸塩、リグニンスルフオン酸塩、それらの縮
合重合物を少量投入することにより水量を低減し
ても製品に悪影響が生じないことが判明した。こ
の場合生石膏100重量部に対して50重量部の水で
混合し得る。本発明の加水ヒール処理により石膏
ボードの製造に際し、所要水量を100部の焼石膏
材料に対し50〜85部に低減し得、これは従来製法
において所要水量が、100部の材料に対して85〜
100部を必要とするのに比べ、水量の大巾な低減
を図れる。 最適の実施例において、連続焼成された石膏は
1g当たりの表面積が3000〜5500cm2(ブレン法に
よる)であり、最適の3%の水量で処理されたと
き、原焼石膏の強度特性を完全に維持すると共
に、粉砕により所要水量を低減させたことによる
特性低下もないことが判明した。未処理のスタツ
コ材料の粒子径と強度特性に対し少なくとも粉砕
を行うことにより通常強度の80%が回復されるこ
とも判明している。このとき天然石膏を焼成して
3000cm2/gの表面積をもち、所定の強度特性を持
たせるには、粉砕により表面積を7500〜9000cm2/
gに増加させる、即ち未処理の材料に対し表面積
を2.5〜3倍にする必要があり、強度低下が抑止
され焼石膏に要求される強度特性をもち得るが、
1〜3%の加水でヒール処理したものは十分な強
度を得るには粉砕により2倍程度、表面積を増加
させることが望ましい。一方、それ以上の加水処
理が行われる場合、未処理の焼石膏材料により所
定の高度を持たせようとするとき、2.5乃至4倍、
即ち3000〜8000cm2/gの表面積を持たせる必要が
ある。 更に焼石膏の粉砕の程度は水量の低減と相反す
る作用を持つ。即ち粒子が微細になるに応じ、水
の低減が次第に損なわれ、粉砕の低減が極めて高
くなると、水量の低減は困難となる。即ち処理を
した焼石膏に期待される表面積の増加は原材料の
固有の強度特性、加水処理をする前の粒子径、混
練の全過程を通じて使用した水量、ヒール作用の
時間、初期強度の回復等に寄与し得る。また粉砕
は衝撃粉砕機によつて行われることが望ましく、
アルパイン若しくはレーモンドミル、あるいはエ
ントレータミルなどが挙げられる。これらの粉砕
機により作用が均一な粒子を得ることができ、摩
擦熱を少なくするために冷却も容易である。摩擦
熱を考慮する必要がないときはグラインド式の機
械を用いてもよい。 当業者においては製品の強度は処理過程の粘稠
度に依ることが周知である。本発明では強度と粘
稠度とは良好に維持せしめるものとする。 実験例 1 連続焼成石膏を実験室規模で3%の加水処理
し、試料A、Bを得た。試料Aは強度が極めて高
く石膏ボードの生産者が求めるものとし、試料B
は強度が相対的に低く石膏材料の生産者が求める
限界レベルのものとした。これをスラリーにして
石膏ボードを作成した。この場合Aの表面積は
5060cm2/gであり、粘稠度が42.1lbs/ft3で圧縮
強度が556psiであつた。試料Bの表面積は4350
cm2/gで、粘稠度が42.1lbs/ft3で圧縮強度は
515psiであつた。 これらの試験において焼石膏の混合処理にはバ
ターソン ケーリー カンパニーのトウイン シ
エル ブレンダーのLB−P−8型で回転型液体
撹拌棒を備えたものを用いた。4000gを焼石膏を
室温で撹拌しつつ40秒間に室温の水180gを加え、
室温で3〜6分間加水即ち抱水処理した。ブレン
ダーに付着した試料の採取並びに水分の蒸発に相
応するよう3%の自由水をブレンダーに加水して
試料A1、B1を得た。この後焼石膏の強度と所要
水量を測定した。その結果を表1に示す。圧縮強
度は粘稠度が42.1lbs/ft3の試料の場合であり、
所要水量は比較し易くするため低減率で示した。
【表】
表1からヒール処理により25%の水が低減さ
れ、加水処理量が顕著に低下するが、例えば試料
B1では加水処理後の強度の低下は未処理のもの
の低下に比べ少ないものの、実際のボードの生産
用としては低過ぎるものになつた。通常ボードの
生産用としてはヒール処理後の圧縮強度が原材料
の強度の80%以上を確保することが求められ、従
つて試料A1、B1共に商品化に不向きであつた。 次いで本発明に沿うべく上記試料A、Bに対し
上述と同様に3%の加水を行い室温で3〜4分間
抱水させヒール処理し、そのヒール処理後、更に
ヒール処理した石膏粒子の表面積を増加させるよ
う試料をレーモンドの試験機で粉砕した。このヒ
ール処理後の粉砕時の試験機は電動式で、315
UP型であり、直径6インチの箱状で、可転自在
の6個の振子ハンマーが粉砕盤の上に配列とれ
3600回転/分で動作せしめられるものであり、且
つ変換性のある篩が内設されていて微細粒子の粒
度を平均化し得る。この粉砕機を篩なしで作動し
て下表2の表面積を持つ焼石膏粉末A1、B1を得
た。また篩を機能させ表面積を増加させた試料
A2、B2も得た。その強度と所要水量を下表2に
示す。試料A1、A2では所要水量を20%以上低減
すると共に石膏試料の強度を80%以上留保でき
た。この場合90%を越えるような強度を確保する
ことは、市販石膏ボードの生産に際し極めて好ま
しい。更に具体的にはヒール処理後の圧縮強度が
500psi前後、あるいはこれを大巾に越えることが
望まれる。
れ、加水処理量が顕著に低下するが、例えば試料
B1では加水処理後の強度の低下は未処理のもの
の低下に比べ少ないものの、実際のボードの生産
用としては低過ぎるものになつた。通常ボードの
生産用としてはヒール処理後の圧縮強度が原材料
の強度の80%以上を確保することが求められ、従
つて試料A1、B1共に商品化に不向きであつた。 次いで本発明に沿うべく上記試料A、Bに対し
上述と同様に3%の加水を行い室温で3〜4分間
抱水させヒール処理し、そのヒール処理後、更に
ヒール処理した石膏粒子の表面積を増加させるよ
う試料をレーモンドの試験機で粉砕した。このヒ
ール処理後の粉砕時の試験機は電動式で、315
UP型であり、直径6インチの箱状で、可転自在
の6個の振子ハンマーが粉砕盤の上に配列とれ
3600回転/分で動作せしめられるものであり、且
つ変換性のある篩が内設されていて微細粒子の粒
度を平均化し得る。この粉砕機を篩なしで作動し
て下表2の表面積を持つ焼石膏粉末A1、B1を得
た。また篩を機能させ表面積を増加させた試料
A2、B2も得た。その強度と所要水量を下表2に
示す。試料A1、A2では所要水量を20%以上低減
すると共に石膏試料の強度を80%以上留保でき
た。この場合90%を越えるような強度を確保する
ことは、市販石膏ボードの生産に際し極めて好ま
しい。更に具体的にはヒール処理後の圧縮強度が
500psi前後、あるいはこれを大巾に越えることが
望まれる。
【表】
ここで粉砕により得たA1、A2、B1試料は上表
2の表面積を持つ粒子となつた。(試料A1では20
%増、試料A2、B1では86%増であつた。)且つ
水量の低減度は20%以上あるいはそれに近いレベ
ルに保持され、圧縮強度も有効に保持された。こ
のとき試料B2の如く12550cm2/gの表面積(これ
は原材料の3倍)をもつように微粉砕してしまう
と、所定の強度を持たせるには水の低減性が完全
に損なわれることも判明した。上述から明らかな
ように本発明に従いヒール処理後微粉砕する構成
をとつた試料の内試料A1においては僅か20%の
表面積の増加で494psi内外の圧縮強度(所要水量
の低減率は25%)が得られ、ボード生産に当たつ
て充分に商品化に耐え得る最適のものとなつた。 実施例 2 市販できるボードを生産するために3%の自由
水を加えてヒール処理する際、実施例1と処理工
程を変え、連続焼成とミキサーの中間に移送路を
配列し、この移送路内に加水処理を施す水平のパ
ドル付の連続式ミキサーを組み込んだ。このパド
ル式ミキサーは導入口と導出口を付設し連続作業
ラインに適合するように改良し、焼石膏の導入口
から6インチ離間したミキサーの壁面に3/8〜1/2
インチの溝付きニツプルを設け、このニツプルか
ら900ポンド/時の速度で水を噴射した。処理す
べき焼石膏は粒子表面積を3500cm2/gにしたもの
を用い、ミキサー中に連続的に10−12ton/時の
割合で供給した。焼石膏に対する加水はミキサー
内で行い、次いでミキサーより放出した。この後
焼石膏材料を蓋付きのクスリユーに導入し、この
中で3.5分間移動させ、ヒール処理を施した。ヒ
ール処理された焼石膏材料を直径12インチのパイ
プに投入した。このパイプ中には高速空気流を発
生せしめ、1分間に400lbの焼石膏材料を移送可
能に設けた。このパイプ内にヒール処理した材料
と1分間に5925ft3の石膏焼成炉の廃ガスを送入
した。このガスの温度は700〓で導出口の温度は
250〓であり、材料のガス移送と乾燥とを行う。 焼石膏材料をサイクロン並びに粉末補集バツク
に通過させ連続的に粉砕機に移送した。粉砕機に
はエントレータの遠心衝撃粉砕機を用い、直径27
インチで回転自在の12個のピン付回転子が5400/
分で回転可能なものを用いた。焼石膏材料を毎時
12トンの割合でエントレータへ送入し、石膏ボー
ド製造機のスラリーミキサーに供給した。 実験の過程において時間毎、場所毎に採取した
試料の測定結果を下表3に示す。
2の表面積を持つ粒子となつた。(試料A1では20
%増、試料A2、B1では86%増であつた。)且つ
水量の低減度は20%以上あるいはそれに近いレベ
ルに保持され、圧縮強度も有効に保持された。こ
のとき試料B2の如く12550cm2/gの表面積(これ
は原材料の3倍)をもつように微粉砕してしまう
と、所定の強度を持たせるには水の低減性が完全
に損なわれることも判明した。上述から明らかな
ように本発明に従いヒール処理後微粉砕する構成
をとつた試料の内試料A1においては僅か20%の
表面積の増加で494psi内外の圧縮強度(所要水量
の低減率は25%)が得られ、ボード生産に当たつ
て充分に商品化に耐え得る最適のものとなつた。 実施例 2 市販できるボードを生産するために3%の自由
水を加えてヒール処理する際、実施例1と処理工
程を変え、連続焼成とミキサーの中間に移送路を
配列し、この移送路内に加水処理を施す水平のパ
ドル付の連続式ミキサーを組み込んだ。このパド
ル式ミキサーは導入口と導出口を付設し連続作業
ラインに適合するように改良し、焼石膏の導入口
から6インチ離間したミキサーの壁面に3/8〜1/2
インチの溝付きニツプルを設け、このニツプルか
ら900ポンド/時の速度で水を噴射した。処理す
べき焼石膏は粒子表面積を3500cm2/gにしたもの
を用い、ミキサー中に連続的に10−12ton/時の
割合で供給した。焼石膏に対する加水はミキサー
内で行い、次いでミキサーより放出した。この後
焼石膏材料を蓋付きのクスリユーに導入し、この
中で3.5分間移動させ、ヒール処理を施した。ヒ
ール処理された焼石膏材料を直径12インチのパイ
プに投入した。このパイプ中には高速空気流を発
生せしめ、1分間に400lbの焼石膏材料を移送可
能に設けた。このパイプ内にヒール処理した材料
と1分間に5925ft3の石膏焼成炉の廃ガスを送入
した。このガスの温度は700〓で導出口の温度は
250〓であり、材料のガス移送と乾燥とを行う。 焼石膏材料をサイクロン並びに粉末補集バツク
に通過させ連続的に粉砕機に移送した。粉砕機に
はエントレータの遠心衝撃粉砕機を用い、直径27
インチで回転自在の12個のピン付回転子が5400/
分で回転可能なものを用いた。焼石膏材料を毎時
12トンの割合でエントレータへ送入し、石膏ボー
ド製造機のスラリーミキサーに供給した。 実験の過程において時間毎、場所毎に採取した
試料の測定結果を下表3に示す。
【表】
特に連続焼成石膏に対し加水処理し、ヒール処
理して得た石膏ボードの強度は強度の低下が大き
く、生産過程に組入れることが不適当であると考
えた。抱水させヒール処理せしめたスタツコ材料
を粉砕して7000cm2/gの如き、未処理原料の2倍
に当たる表面積を持つものにし数日間に亘つてボ
ード生産を実行した。乾燥によりスラリーから蒸
発する水分は20%に減少した。キルンの温度は三
つの区域で約22%低下した。しかしながら、通常
のボードに比し、強度、折り曲げ硬度、周縁部強
度等が市販品としては不満足であつた。またヒー
ル処理した材料を9600cm2/gの表面積を持つまで
(未処理品の2.75倍に当たる)粉砕して数日間に
亘りボード生産を実行した。乾燥時に揮発する水
分は最大26%に達した。キルンの速度は三区分で
28%増となつた。連続焼成の焼石膏を用いて石膏
ボードを生産するとき所定の温度を保つて実行し
たところ、強度、折り曲げ硬度、周縁部強度等に
相当の改善が見られた。表3から明らかな如く、
スラリーミキサーの前段から採取した試料を見る
限りスタツコから作られた焼石膏材料を必要以上
に微粉砕すると、加水処理を施して得られる圧縮
強度が一層低下することも判明した。 実施例 3 本発明に袋詰めのプラスターの連続生産に適用
した。プラスター用の焼石膏の生産は石膏ボード
用とは異なり、白色で相当に純度の良好な焼石膏
材料を使用する。また特別の薬剤、例えば塩化カ
ルシウムと共にバツチ式の焼成を行うか、あるい
は別のバツチ式により石膏ボード用の焼石膏によ
り所要水分の少ないプラスターを生成する。 一般にこのような材料の生産には連続焼成は不
向きである。これは連続焼成では温度が所要水分
の低い材料を生産する程度に十分に高くはならな
いからである。更に得られたプラスター原料はボ
ード用のスタツコとは異なつた性質が要求される
が、これは使用者が長時間に亘つて加水処理する
ため、石膏ボードの生産機とは異なつた撹拌力を
受けるからである。プラスターの使用者は一般に
水に分散したときに石膏ボードの生産時現れるス
ラリー粘稠度と異なつた流動性を持つことを求
め、ボード生産時の如くスラリーに抱水させるこ
とは殆ど行われない。プラスター生産に際し分散
粘稠度はボード生産時とは異なつた測定法を採用
する。ここでは焼石膏100gを高速のミキサーで
分散させて標準の粘稠度を示すに必要な水量を求
め、これによつて焼石膏を更に十分に分散させ、
使用者が求める混合条件と同一の態様を生成す
る。一般に工業的に生産されているプラスターに
は、バツチ式で焼成し、塩化カルシウムを含み所
要水量を低減し得るもので60秒の分散で分散粘稠
度が100〜105c.c.のものである。 本実験例においては石膏ボード用の焼成炉を完
全に清掃して、凝集剤とバツチ式を採用しプラス
ター生産用の焼成に用いる白色の石膏石を採用し
た。連続焼成炉に原材料を供給して作業を開始し
安定するまで十分長い時間処理した上、焼石膏を
炉から取出し搬送を兼ねた水処理機に移し、熱風
乾燥部、サイクロン、集塵袋を通過させて、エン
トレータに送つた。その後石膏ボード用のミキサ
ーに送る代わりにビンクタンクに移して袋詰作業
工程を行つた。連続焼成による焼石膏は3100cm2/
gの表面積を持ち、温度が約315〓の焼成炉から
取出して羽付ブレンダーを通過させ、1時間10ト
ンの割合で供給し、5.92%の加水を行い、毎時
1184ポンドの割合で生産した。加水処理の排出温
度は215〜220〓であつた。この添加水の内3重量
%が自由水となるように、3.5分間の加水処理時
に自然蒸発させた。この後実験例2と同様に乾燥
させた。サイクロンからの排出温度は240〓であ
つた。焼石膏の粉砕に当たつては36個のピンのエ
ントレータを4860/rpmで作動させ、袋詰機で毎
時25.4tonの袋詰を行つた。 分析の結果、焼石膏が完全に硫酸カルシユム半
水塩に転化するためには焼成温度を調整し、乾燥
時の滞留時間を好適に設定する必要があるが、更
に正確な調整はヒール処理時の自由水を充分に管
理し、また粉砕機の正確な供給量を規制すること
によつて、工業用のプラスター及び建築用のプラ
スターで白色のものが連続焼成炉によつて得る焼
石膏を用い満足できる強度と流動性を持つ製品と
して供給できることが判明した。 石膏石に塩化カルシユムを加えて焼成した焼石
膏は60秒の分散テストで分散粘稠度が101〜105c.c.
を示し、分散粘稠度が通常の75c.c.のもので
67.7lbs/ft3の試料の圧縮強度は2576psiを示し
た。処理工程において種々の課程で採取した試料
で3%の自由水を含み、ヒール処理時間3〜7分
で、乾燥後粉砕し表面積が6600cm2/g(大体未処
理のものの2倍の表面積を持つ)であり、且つ60
秒の分散粘稠度が81〜83c.c.であり、通常分散粘稠
度75c.c.の水を混合して66.6lbs/ft3密度のもので
の圧縮強度は2583psiになつた。また浸透性、混
合性その他の性質は市販のバツチ式焼石膏と同様
であつた。
理して得た石膏ボードの強度は強度の低下が大き
く、生産過程に組入れることが不適当であると考
えた。抱水させヒール処理せしめたスタツコ材料
を粉砕して7000cm2/gの如き、未処理原料の2倍
に当たる表面積を持つものにし数日間に亘つてボ
ード生産を実行した。乾燥によりスラリーから蒸
発する水分は20%に減少した。キルンの温度は三
つの区域で約22%低下した。しかしながら、通常
のボードに比し、強度、折り曲げ硬度、周縁部強
度等が市販品としては不満足であつた。またヒー
ル処理した材料を9600cm2/gの表面積を持つまで
(未処理品の2.75倍に当たる)粉砕して数日間に
亘りボード生産を実行した。乾燥時に揮発する水
分は最大26%に達した。キルンの速度は三区分で
28%増となつた。連続焼成の焼石膏を用いて石膏
ボードを生産するとき所定の温度を保つて実行し
たところ、強度、折り曲げ硬度、周縁部強度等に
相当の改善が見られた。表3から明らかな如く、
スラリーミキサーの前段から採取した試料を見る
限りスタツコから作られた焼石膏材料を必要以上
に微粉砕すると、加水処理を施して得られる圧縮
強度が一層低下することも判明した。 実施例 3 本発明に袋詰めのプラスターの連続生産に適用
した。プラスター用の焼石膏の生産は石膏ボード
用とは異なり、白色で相当に純度の良好な焼石膏
材料を使用する。また特別の薬剤、例えば塩化カ
ルシウムと共にバツチ式の焼成を行うか、あるい
は別のバツチ式により石膏ボード用の焼石膏によ
り所要水分の少ないプラスターを生成する。 一般にこのような材料の生産には連続焼成は不
向きである。これは連続焼成では温度が所要水分
の低い材料を生産する程度に十分に高くはならな
いからである。更に得られたプラスター原料はボ
ード用のスタツコとは異なつた性質が要求される
が、これは使用者が長時間に亘つて加水処理する
ため、石膏ボードの生産機とは異なつた撹拌力を
受けるからである。プラスターの使用者は一般に
水に分散したときに石膏ボードの生産時現れるス
ラリー粘稠度と異なつた流動性を持つことを求
め、ボード生産時の如くスラリーに抱水させるこ
とは殆ど行われない。プラスター生産に際し分散
粘稠度はボード生産時とは異なつた測定法を採用
する。ここでは焼石膏100gを高速のミキサーで
分散させて標準の粘稠度を示すに必要な水量を求
め、これによつて焼石膏を更に十分に分散させ、
使用者が求める混合条件と同一の態様を生成す
る。一般に工業的に生産されているプラスターに
は、バツチ式で焼成し、塩化カルシウムを含み所
要水量を低減し得るもので60秒の分散で分散粘稠
度が100〜105c.c.のものである。 本実験例においては石膏ボード用の焼成炉を完
全に清掃して、凝集剤とバツチ式を採用しプラス
ター生産用の焼成に用いる白色の石膏石を採用し
た。連続焼成炉に原材料を供給して作業を開始し
安定するまで十分長い時間処理した上、焼石膏を
炉から取出し搬送を兼ねた水処理機に移し、熱風
乾燥部、サイクロン、集塵袋を通過させて、エン
トレータに送つた。その後石膏ボード用のミキサ
ーに送る代わりにビンクタンクに移して袋詰作業
工程を行つた。連続焼成による焼石膏は3100cm2/
gの表面積を持ち、温度が約315〓の焼成炉から
取出して羽付ブレンダーを通過させ、1時間10ト
ンの割合で供給し、5.92%の加水を行い、毎時
1184ポンドの割合で生産した。加水処理の排出温
度は215〜220〓であつた。この添加水の内3重量
%が自由水となるように、3.5分間の加水処理時
に自然蒸発させた。この後実験例2と同様に乾燥
させた。サイクロンからの排出温度は240〓であ
つた。焼石膏の粉砕に当たつては36個のピンのエ
ントレータを4860/rpmで作動させ、袋詰機で毎
時25.4tonの袋詰を行つた。 分析の結果、焼石膏が完全に硫酸カルシユム半
水塩に転化するためには焼成温度を調整し、乾燥
時の滞留時間を好適に設定する必要があるが、更
に正確な調整はヒール処理時の自由水を充分に管
理し、また粉砕機の正確な供給量を規制すること
によつて、工業用のプラスター及び建築用のプラ
スターで白色のものが連続焼成炉によつて得る焼
石膏を用い満足できる強度と流動性を持つ製品と
して供給できることが判明した。 石膏石に塩化カルシユムを加えて焼成した焼石
膏は60秒の分散テストで分散粘稠度が101〜105c.c.
を示し、分散粘稠度が通常の75c.c.のもので
67.7lbs/ft3の試料の圧縮強度は2576psiを示し
た。処理工程において種々の課程で採取した試料
で3%の自由水を含み、ヒール処理時間3〜7分
で、乾燥後粉砕し表面積が6600cm2/g(大体未処
理のものの2倍の表面積を持つ)であり、且つ60
秒の分散粘稠度が81〜83c.c.であり、通常分散粘稠
度75c.c.の水を混合して66.6lbs/ft3密度のもので
の圧縮強度は2583psiになつた。また浸透性、混
合性その他の性質は市販のバツチ式焼石膏と同様
であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 焼石膏原料をブレンダーに供給する工程
と、 (b) 焼石膏原料に、重量比で該原料の約1%乃至
約10%の範囲で、水を混合せしめて、少量の自
由水により焼石膏粒子表面を短時間、粒子が必
要以上に微細化され水溶することを防ぐ如きヒ
ール処理を施す工程と、 (c) 前記のヒール処理した焼石膏を高温で乾燥す
る工程と、 (d) 乾燥し、ヒール処理した、焼石膏を、ヒール
処理した石膏粒子の表面積を増加させるために
粉砕し、それによつてその表面が、石膏ボード
内の強度の増加の割合を高め、かつ最終強度を
高めるために水と反応させる工程とを包有して
なることを特徴とする、 保存に耐え、所要量より少ない水量の水を加え鋳
型石膏製品の実質的に十分な圧縮強度を発現させ
ることができる乾燥し、ヒール処理した焼石膏を
得てなる焼石膏の製造方法。 2 前記(d)の粉砕工程は、未処理の焼石膏の表面
積の約4倍に表面積を増加せしめる特許請求の範
囲第1項記載の製造方法。 3 前記(d)の粉砕工程は、未処理の焼石膏の表面
積の少なくとも約2倍に表面積を増加せしめる特
許請求の範囲第1項記載の製造方法。 4 焼石膏原料は自然の岩石から採取され、1グ
ラム当たり約3000〜5500cm2の表面積を有しており
前記の(d)工程の粉末微細化により1グラム当たり
約7500〜9000cm2に表面積を増加せしめる特許請求
の範囲第1項記載の製造方法。 5 焼石膏原料は化学処理で作られ、1グラム当
たり約1500〜2000cm2の表面積を有しており、前記
の(d)工程の粉末微細化により1グラム当たり、約
3000〜8000cm2に表面積を増加せしめる特許請求の
範囲第1項記載の製造方法。 6 前記の(d)工程で焼石膏に混ぜられる少量の水
は蒸気の状態である特許請求の範囲第1項記載の
製造方法。 7 乾燥され、かつヒール処理された焼石膏は、
前記の(d)工程を行う前に、ある期間貯蔵してなる
特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 8 (a) 焼石膏原料を石膏スラリー混合機に供給
し、前記の焼石膏原料をブレンダーに運ぶ工程
と、 (b) 重量で焼石膏の約1重量%から10重量%の範
囲の水を前記の焼石膏原料に混合せしめて、少
量の自由水により焼石膏粒子表面を短時間、粒
子が必要以上に微細化され水溶することを防ぐ
如く、ヒール処理する工程と、 (c) ヒール処理を施した焼石膏の表面積を増加せ
しめるため、ヒール処理した焼石膏を粉砕する
工程と、 (d) ヒール処理を施し、粉砕された焼石膏を石膏
スラリー混合機に供給する工程と、 (e) 焼石膏の100部について、ブレンダーに加え
た水を含めて約50から85部の水を、スラリー混
合機中の、ヒール処理を施しかつ粉砕された焼
石膏に加水する工程と、 (f) 均質なスラリーをうるため、スラリー混合機
内でヒール処理を施しかつ粉砕された焼石膏と
水とを混合する工程と、 (g) 湿つた石膏ボードを形成するために、スラリ
ーを石膏ボード製造機に供給する工程と、 (h) 乾燥するために、湿つた石膏ボードを乾燥炉
を通過せしめる工程と、 (i) 実質的に硫酸カルシウム2水塩からなる乾燥
した石膏ボードを製造する工程 とを包有してなることを特徴とする石膏ボードの
製造方法。 9 前記の(c)工程の粉砕工程は未処理の焼石膏の
表面積を約4倍に表面積を増加する特許請求の範
囲第8項記載の製造方法。 10 前記の(c)工程の粉砕工程は未処理の焼石膏
の表面積を少なくとも約2倍に表面積を増加する
特許請求の範囲第8項記載の製造方法。 11 焼石膏の原料は、自然の岩石から採取され
たものであり、1グラム当たり約3000〜5500cm2の
表面積(ブレイン法)を有しており、粉砕された
ものは、1グラム当たり約7500〜9000cm2の表面積
に増加する特許請求の範囲第8項記載の製造方
法。 12 焼石膏原料は化学処理によつて製造され、
1グラム当たり約1500〜2000cm2の表面積を有して
おり、前記(c)工程で粉砕されたものは1グラム当
たり約3000〜8000cm2の表面積に増加する特許請求
の範囲第8項記載の製造方法。 13 前記の(b)工程で焼石膏に混合される水の量
は蒸気の状態である特許請求の範囲第8項記載の
製造方法。 14 水を加えてヒール処理を施した焼石膏は、
前記の(b)工程の後で行われ、(c)工程の前にヒール
処理された焼石膏は高温度にされる特許請求の範
囲第8項記載の製造方法。 15 乾燥され、かつヒールされた焼石膏材料
は、前記の(c)工程の前に、ある期間貯蔵される特
許請求の範囲第14項記載の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/939,624 US4201595A (en) | 1977-03-14 | 1978-09-05 | Process for preparing calcined gypsum and gypsum board |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5537499A JPS5537499A (en) | 1980-03-15 |
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| DK (1) | DK369279A (ja) |
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-
1980
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