CN101304959A - 建材用组合物、石膏板以及使用它们的施工技术和墙壁等 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建材用组合物、石膏板以及使用它们的施工技术和墙壁等。本发明的特征在于，(1)一种建材用组合物，其包含100重量份选自由硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙和有机合成树脂乳液组成的组中的基材和50重量份～3000重量份选自由氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡组成的组中的真比重为3.5～6.0的无机填充剂；或者(2)一种石膏板，其具有由混合100重量份硫酸钙、50重量份～200重量份上述无机填充剂和水得到的浆料而制造出的石膏芯。

Description

建材用组合物、石膏板以及使用它们的施工技术和墙壁等
技术领域
本发明主要涉及石膏系的建材用组合物和将其固化而形成的石膏板，更具体地说，本发明涉及高比重石膏板，该高比重石膏板作为建筑内装用建材用于具有优异的隔音性的隔墙，本发明还涉及一种放射线屏蔽性石膏板，该放射线屏蔽性石膏板能够不使用铅而有效地屏蔽放射线，该放射线来自利用放射线的设施(例如，利用X射线的设施等)中的放射源。此外，本发明还涉及使用了所述石膏板的隔音墙等的干法施工技术和放射线屏蔽用干法施工技术以及墙壁、天花板、地板和设施等。
背景技术
作为石膏系建筑材料的代表性材料有石膏板。通常将烧石膏和水混合得到的泥浆(石膏浆料)浇注到上下的石膏板用原纸间，并成型为板状，在硬化后进行粗切断，干燥后切断成制品尺寸，从而制造出石膏板。
即，利用浇注成型法得到的石膏板是利用石膏板用原纸覆盖石膏芯而成的，其具有防火耐火性、隔音性、施工性和经济性等优异的性能。由于所述性能，近年来所述石膏板正在被用于快速普及的高层/超高层建筑物的干法户间墙，并且人们认识到其具有工艺适合性、轻质化、对振动的随动性等优异的特性。
所述干法户间墙不在框架工程设置，而是在内装工序中后设的墙。干法户间墙具有设置于安装在框架上的轻型钢骨(上下龙骨)等上的壁骨结构和没有轻型钢骨时的非壁骨结构，将石膏板、增强石膏板、石膏挤出成型板和硅酸钙板等基础板嵌砌在各户间墙基体骨架的两侧，并使隔音性的玻璃棉等材料位于内部，利用自攻螺钉等进行固定，形成墙壁，接下来，合用粘合剂和卡钉、钉或小螺钉在其两面贴上贴面板来完成。这样的干法户间墙起到隔开邻户的作用，在具有这样的重要目的的同时，其还承担着确保能够舒适生活的环境、灾害(火灾等)时保护生命财产等作用，因此，对干法户间墙而言，除了要求防耐火性以外，还需要变形跟随性、面外弯曲刚度、耐冲击性、硬度等。此外，最近由于生活方式的变化和生活水准的提高，关于住宅等的质量，在旅馆、高级公寓和集体住宅等中对具有防止来自邻户或上下层的漏音的高隔音性能的墙壁、天花板、地板等的要求日趋提高。进而在现有住宅等的改造中也寻求对户间墙和隔墙等赋予更高的隔音性能的改建成果。
作为贴面板，可以说通常市售的石膏板(比重0.65～0.9)在硬度、面外弯曲刚度和耐冲击性方面不足。
此外，关于提高隔音性能的方法，有增大墙壁的厚度的方法、加贴面材(板)来增加墙壁重量的方法或者形成具有空气层的中空墙壁(二层～多层墙壁)的方法等，可根据新建或者改造等的情况，具体地适当选择提高隔音性能的方法。作为这样的用于改善隔音性的面材，只要是比重高于上述市售石膏板的比重的面材，设计和选择的自由度就较高。
为了解决上述市售石膏板的硬度、面外弯曲刚度和耐冲击性等特性上的缺点，有文献公开了一种比重为1.15～1.23的石膏板，这种石膏板是利用以低成本制造强度特性优异的高比重的石膏板的方法得到的，即，在100重量份半水石膏中混合10重量份～250重量份二水石膏，将得到的石膏浆料浇注到石膏板用原纸之间进行成型，由此得到所述石膏板(例如，专利文献1)。
同样，有文献公开了一种比重为1～1.6的硬质石膏板，这种石膏板能够用钉和小螺钉紧固并具有硬度、面外弯曲刚度和耐冲击性，并且是通过将特定量的无机纤维和有机纤维分散在石膏芯内，并利用石膏板用的原纸覆盖所形成的石膏芯而得到的(例如，专利文献2)。
此外，有文献公开了如下干法户间墙，该干法户间墙使用了专利文献2的硬质石膏板作为贴面板且具有足够的防火性、隔音性、变形跟随性、面外弯曲刚度、硬度等特性，该干法户间墙重量轻且壁厚较薄(例如，专利文献3)。
此外，另一方面，以往在利用放射线的设施(例如医疗目的和工业目的的X射线检查室、利用加速器的设施以及原子能设施等)中，为了人体防护而使用放射线屏蔽材料。例如，在利用X射线的设施中，作为屏蔽材料，最常用的材料有铅。将所述铅用作放射线屏蔽材料的情况下，以铅块的形态来使用，或者在橡胶或氯乙烯等合成树脂片中混入铅粉来使用。另外，有文献公开了一种具有X射线防护性的隔墙，该隔墙使用了上述石膏板等耐火性建材，并且内衬有铅板(例如，专利文献4)。
铅对X射线的屏蔽能力较高，作为放射线屏蔽材料是优异的，但是其重量较重，处理也不容易，此外从对人体的影响的方面考虑，并非没有问题。近年来在电子设备、涂料等领域存在无铅化趋势，有可能对铅的使用限制也波及到建筑材料。于是，有文献提出了以对人体无害的钡化合物(BaCO3、BaSO4、BaCl3等钡盐)代替铅作为放射线屏蔽材料并利用粘土和硅橡胶等固定该钡化合物以进行使用的方法(例如，专利文献5和专利文献6)。
专利文献1：日本特开平08-325045号公报
专利文献2：日本特开平08-042111号公报
专利文献3：日本特开平08-074358号公报
专利文献4：日本特开2005-133414号公报
专利文献5：日本特开昭59-214799号公报
专利文献6：日本特开平05-264788号公报
上述文献1和2提供强度特性比以往市售的石膏板更优异的高比重的石膏系建筑用板。但是，构成石膏芯的主要材料为石膏(作为二水石膏，比重为2.32)或者无机纤维(作为玻璃纤维，比重为2.5～3.0)和有机纤维(作为纤维素纤维，真比重约为1.5～1.6)，并且该石膏系建筑用板的制造方法为，将在水中分散混合上述材料而成的石膏浆料浇注到石膏板用原纸间进行成型。因此，要形成高比重的石膏芯，则需要增加无机纤维的混合比例，减少浆料中的水，因此，越要形成更高的比重，则越要使浆料粘度高，这不仅使制造变难，而且实际上能够制造的比重当然也存在上限。
另一方面，上述文献5所述的放射线屏蔽材料是利用钡盐代替铅而具有放射线屏蔽功能的材料，但提供的是使Ba元素以钡长石的形式存在于砖(tile)中并保持了作为砖的功能的放射线屏蔽材料。但是，此处所得到的材料为砖，因此重量较重，将其作为建材用于设施时，始终受到作为砖进行利用的限制，其用途自然有限，并且在利用时其施工方法也受到限制。
此外，由于以往市售的石膏板毫无疑问没有放射线屏蔽性能，对于利用到放射线屏蔽设施中的石膏板来说，一直使用贴付有厚度为1mm～2mm的铅板的石膏板。但是，如上所述，人们认识到今后必然向无铅化发展，然而对于无铅的建筑用板来说，至少石膏板尚未提出。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的课题在于提供一种石膏板，该石膏板具有与以往完全不同的构成的高比重的石膏芯，能够用钉和小螺钉紧固并且具有硬度、面外弯曲刚度和耐冲击性；以及还提供使用了这样的石膏板的隔音墙壁用施工技术和隔音墙壁等。
此外，本发明的其他课题在于提供一种石膏板，该石膏板具有放射线屏蔽功能，重量比较轻，处理容易，对人体无害，并且能够进行利用上小螺钉等的施工，易应用于墙壁和天花板；以及还提供使用了这样的石膏板的放射线屏蔽用干法施工技术和由该施工技术构筑的放射线屏蔽设施等。
此外，本发明的再一课题在于提供一种建材用组合物，该建材用组合物可用于放射线屏蔽用干法施工技术中的缝隙填充剂，或者将该建材用组合物直接与水混合，制成灰泥、油灰或涂料等湿式涂装材料而能够用于墙壁、天花板或地板等的湿法施工技术中。
本发明以将水硬性石膏、干燥硬化性的碳酸钙、氢氧化钙和合成树脂乳液中的一种或两种以上的物质组合而成的材料为基材，在该基材中混合了高比重的无机填充剂，向由此得到的组合物中加水时则能够进行反应硬化或干燥硬化，本发明特别涉及石膏系建材，基于能够比较容易地制造比现有石膏系建材比重更高(比重为1.4～2.0，特别是以往难以达到的1.6～2.0的比重范围)的石膏系建材这一认识，对达到作为所述建材而实用的特性范围的石膏芯的组成和石膏板的构成进行了深入研究，从而完成了本发明。此外，在特定的高比重无机填充剂为放射线屏蔽性物质的情况下，本发明的组合物的固化物具有实用的屏蔽X射线等放射线的性能，基于这一认识，对如下石膏板进行了深入研究，结果完成了本发明：所述石膏板保持作为与处理容易且能够进行小螺钉紧固施工这样的石膏板同等优异的建材的特性，并同时具有放射线屏蔽性能。
即，本发明涉及如下内容。
(1)一种建材用组合物，其特征在于，该建材用组合物包含100重量份基材和50重量份～3000重量份无机填充剂，所述基材选自由硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙和有机合成树脂乳液组成的组中的至少一种或两种以上的物质，所述无机填充剂选自由氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡组成的组中的至少一种或两种以上的物质，并且所述无机填充剂的真比重为3.5～6.0。
(2)如(1)所述的建材用组合物，其特征在于，进一步在该建材用组合物中加入水并使其固化。
(3)如(1)和(2)所述的建材用组合物，其中，所述无机填充剂为氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡。
(4)一种石膏板，其特征在于，该石膏板为利用一张或两张护面片材(cover sheet)覆盖石膏芯且厚度为5mm～40mm的面材，所述石膏芯是通过将100重量份作为水硬性石膏的硫酸钙、50重量份～200重量份无机填充剂、以及水混合得到的浆料固化而形成的，所述无机填充剂选自由氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡组成的组中的至少一种或两种以上的物质。
(5)如(4)所述的石膏板，其中，所述面材的比重为1.2～2.0。
(6)如(4)所述的石膏板，其中，所述无机填充剂为氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡，该石膏板的比重为0.8～2.0且具有放射线屏蔽性能。
(7)如(4)～(6)所述的石膏板，其特征在于，所述护面片材为玻璃纤维织物(glass fiber tissue)。
(8)如(4)～(6)所述的石膏板，其特征在于，所述护面片材为石膏板用原纸。
(9)如(4)～(8)所述的石膏板，其特征在于，所述石膏芯还含有1重量份～5重量份无机纤维或有机纤维。
(10)如(9)所述的石膏板，其特征在于，所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维。
(11)如(9)所述的石膏板，其特征在于，所述有机纤维为芳族聚酰胺、纤维素(包括纸浆)、丙烯酸树脂(包括聚丙烯腈)、聚酯(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯)或聚乙烯醇。
(12)如(6)～(11)所述的石膏板，其特征在于，所述石膏板的至少两个侧面与所述面材的基本上平行的正反面大致形成直角。
(13)一种隔音用干法施工技术，其特征在于，在该技术中使用(5)所述的石膏板来形成墙壁、天花板和地板。
(14)隔音墙壁、隔音天花板和隔音地板，其特征在于，所述隔音墙壁、隔音天花板和隔音地板使用了(5)所述的石膏板。
(15)一种放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中，使用(6)所述的石膏板来形成墙壁或者间壁(包括活动隔壁和所期望的高度以上的活动隔板)、天花板或地板。
(16)如(15)所述的放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中，将两块以上的(6)所述的石膏板层积来使用。
(17)如(15)或(16)所述的放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中，向上述石膏板彼此之间相邻的侧面的对接部或者接缝部的间隙中或者向该石膏板的侧面与天花板、地板或者柱的对接部或者接缝部的间隙中填充(3)所述的建材用组合物并使该建材用组合物固化，在必要时将所述建材用组合物与水混合。
(18)如(15)所述的放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中，使用(12)所述的石膏板并对该石膏板进行配置，以使在相互邻接的石膏板的侧面的对接部基本上不产生缝隙。
(19)一种利用放射线的设施，其特征在于，在该设施中将(6)所述的石膏板配置在墙壁或者间壁(包括活动隔壁和所期望的高度以上的活动隔板)、天花板或地板上。
(20)一种利用放射线的设施，其特征在于，在该设施中将(6)所述的石膏板配置在墙壁或者间壁(包括活动隔壁和所期望的高度以上的活动隔板)、天花板或地板上，并在所述经配置的石膏板彼此之间的侧面的对接部或者接缝部的间隙中或者在所述石膏板的侧面与天花板、地板或者柱的对接部或者接缝部的间隙中填充有(3)所述的建材用组合物的固化物。
本发明的建材用组合物提供石膏系灰泥、反应硬化型或者干燥硬化型的油灰。通过添加适量的水，将这些建材用组合物制成流动性或非流动性的浆料或糊，直接在形成墙壁、天花板或地板的湿法施工技术中使用，或者在使用了后述的本发明的石膏板的干法墙壁施工技术中，所述浆料或糊用于填充到相邻配置的石膏板之间的接缝以及使用了本发明的石膏板的干法墙壁和柱、天花板或地板等的缝隙中。
作为本发明所使用的基材之一的硫酸钙为石膏，作为水硬性石膏，有α型半水石膏和/或β型半水石膏，各半水石膏为在水中或大气中对天然石膏、化学石膏和排烟脱硫石膏等进行煅烧而得到的烧石膏。α型半水石膏是在水中(包括在蒸气中)进行煅烧得到的，β型半水石膏是在大气中煅烧得到的。在下文中，使用的“烧石膏”与“半水石膏”的含义相同。
作为本发明的建材用组合物的水硬性石膏，通常使用α型烧石膏。但是，也可以将α型烧石膏与β型烧石膏组合使用，此外还可以根据需要组合后述的作为其他基材的碳酸钙和树脂乳液来使用。在使用α型烧石膏时，以添加通常相对于烧石膏为35％～45％的水来配置石膏泥浆为宜。
本发明的其他基材为碳酸钙、氢氧化钙和树脂乳液，并且作为干燥硬化型油灰或者水系涂装材料用的主要材料来使用。
在以碳酸钙或氢氧化钙为基材时，在所得到的组合物中混合预定量的水来使用。根据需要也可以混合粘合剂材料或麻刀等填充剂。
树脂乳液为乙烯系乳液，具体地说，以乙酸乙烯酯-乙烯共聚物树脂乳液为代表，能够很好地使用乙酸乙烯酯-乙烯-氯乙烯三元共聚物树脂乳液、乙酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸系共聚物树脂乳液等。在以树脂乳液为基材时，可以直接将树脂乳液作为油灰或者涂料使用，或者根据需要在树脂乳液中追加混合水制成油灰或者涂料来使用。
此外，以上基材可以分别单独作为基材使用，或者也可以组合两种以上作为基材使用。将建材用组合物制成油灰或涂料来使用时，可根据填充性、铺展性、成膜性、粘结性、干燥性等操作性来对上述基材进行各种选择。
作为本发明的建材用组合物的无机填充剂，优选使用比基材的比重高且真比重为3.5～6.0的无机填充剂。具体地说，可以适合地使用氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡。这些无机填充剂的比重分别列于下表1中。
表1
  无机填充剂   比重   无机填充剂   比重
  氯化钡   3.856   氧化钡   5.72
  氧化锌   5.61   碳酸锶   3.7
  氧化铝   3.7   碳酸钡   4.43
  二氧化钛   4.2   硫酸钡   4.5
在这些无机填充剂之中，在以得到高比重的固化物为目的时，从价格、获得的容易程度等出发可以更适宜地使用氧化铝和硫酸钡。
特别是在以赋予固化物放射线屏蔽性为目的时，可以适宜地使用氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡，并且更优选二氧化钛、碳酸锶和硫酸钡，从放射线屏蔽性能和获得的容易程度出发，特别优选硫酸钡。
根据需要还可以在本发明的建材用组合物中任意地添加混合硬化促进剂、硬化延迟剂、骨料、各种有机高分子、有机系溶剂、减水剂以及作为引气剂的表面活性剂等。
关于基材和无机填充剂的混合比，对于制成油灰或涂料的建材组合物的情况，相对于100重量份基材，无机填充剂为50重量份～3000重量份，对于形成石膏板的情况，相对于100重量份基材，无机填充剂为50重量份～200重量份。如果无机填充剂小于50重量份，则不能使石膏板达到高比重，并且建材用组合物的固化物和石膏板芯材的放射线屏蔽性变得不足。另一方面，对于建材组合物的情况，如果无机填充剂大于3000重量份，则对建材用组合物的硬化性产生不良影响，从而得不到涂布成膜性和作为固化物所需的物理性能。另外，对于石膏板的情况，如果无机填充剂大于200重量份，则石膏芯的硬化形成性变得不充分，得不到作为固化物所需的物理性能。对于石膏板的情况，无机填充剂的优选混合量为80重量份～170重量份，进一步优选为100重量份～140重量份。此外，对于建材用组合物的情况，使无机填充剂的含量在建材用组合物的固化物的总重量中达到30重量％～97重量％。优选使无机填充剂的含量在建材用组合物的固化物的总重量中达到40重量％～90重量％，进一步优选无机填充剂的含量达到44重量％～80重量％。此外，对于石膏板的情况，使无机填充剂的含量在石膏芯的总重量中达到30重量％～80重量％。优选使无机填充剂的含量在石膏芯的总重量中达到40重量％～70重量％，进一步优选无机填充剂的含量达到44重量％～67重量％。
作为本申请的发明中使用的护面片材，使用玻璃纤维织物和石膏板用原纸。
玻璃纤维织物优选为机织物、编织物、以适当的合成树脂粘结而成的无纺布或者织物的形式。也可以利用以适当的合成树脂(例如丙烯酸树脂等)浸渍到玻璃纤维织物的任意深度的部分而成的合成树脂涂层覆盖玻璃纤维织物的一个面。玻璃纤维织物的一部分或全部被封埋在芯材的面上，全部被埋封时，需要在玻璃纤维织物的外侧面上形成石膏的平滑的连续膜，并且优选玻璃纤维织物的位置尽可能接近芯材表面，即，接近石膏板表面。
作为覆盖石膏芯的原纸，通常可以使用纸张重量为70g/m2～300g/m2且以往用于石膏板的原纸。
本发明的石膏板为高比重石膏板时，上述无机填充剂为选自由氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡组成的组中的至少一种或两种以上的真比重为3.5～6.0的无机填充剂。特别是从对石膏浆料的硬化性的影响较小和获得的容易性出发，更优选氧化铝或硫酸钡。
此外，本发明的石膏板的比重为1.2～2.0。如果比重小于1.2，则由于面密度不能得到充分提高，因此隔音效果较小，如果比重大于2.0，则存在打钉时产生龟裂等上述那样的问题，并且石膏板的重量增大，施工处理上也不方便。此外，在利用现有技术制造石膏芯中分散有纤维的硬质石膏板的方法中，制造时由于受到稳定的石膏浆料的配制方面的制约等，对于实际制造出的硬质石膏板的比重而言，约1.4为大致上限值，实际制造出的硬质石膏板的比重在该值以下，但本发明的石膏板的比重超过该值，能够比较容易地制造比重超过1.6的石膏板。
在本发明的石膏板具有放射线屏蔽性能的情况下，上述无机填充剂为氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡，更优选二氧化钛、碳酸锶化合物或硫酸钡，根据每单位含量的放射线屏蔽性能的比较，最优选硫酸钡。这种情况下的石膏板的比重为0.8～2.0，优选为1.0～1.6。并且，在石膏板的比重小于0.8时，有可能用于确保放射线屏蔽性能所需的无机填充剂的含量变得不足。此外，如果石膏板的比重大于2.0，则打钉时在石膏板上产生有害的龟裂，导致石膏板不能固定在基体上，或者由于钉等固定件的强度而使该固定件本身弯曲，导致其不能固定石膏板。
在本发明中作为在石膏芯中混合的纤维，可以举出有机纤维、无机纤维或它们的混合物，也可以合用有机纤维和无机纤维。
作为无机纤维，可以举出石棉和海泡石等矿物纤维、玻璃纤维和碳纤维等，优选玻璃纤维或碳纤维。
作为有机纤维，可以使用各种有机纤维，但可以适宜地使用芳族聚酰胺、纤维素(包括纸浆纤维，特别是将旧纸打浆得到的纤维素)、丙烯酸树脂(包括聚丙烯腈)、聚酯(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯)或聚乙烯醇。
为了提高这些纤维在石膏芯内的分散性，如下方式为宜：通过将上述纤维与烧石膏混合等，以烧石膏覆盖纤维的表面，或者利用具有收敛性且与水接触而显现分散性的聚环氧乙烷等进行表面处理后，供给到将烧石膏和水等混匀的混合器等混炼机中。可以认为，通过如此以烧石膏或分散剂涂布纤维的表面，纤维容易均匀分散在泥浆中，并混合存在于石膏硬化体中，纤维起到连接硬化体的作用。从而推定能够得到如下硬质石膏板：将硬质石膏板固定在基体材料上时，即使拧小螺钉或打钉，硬质石膏板也不发生龟裂，并且其面外弯曲刚度和耐冲击性得到充分提高。合用无机纤维和有机纤维时，有助于防止龟裂，因此特别优选。
所述纤维的添加量相对于100重量份烧石膏为1重量份～5重量份，优选为1.2重量份～4重量份，进一步优选1.5重量～3重量。关于纤维的形状，从品质和制造方面出发，优选纤维径为5μm～50μm、长度为3mm～12mm，特别优选纤维径为10μm～20μm、长度为3mm～6mm。此外，纤维也可以为网状(格子)。此外，合用无机纤维和有机纤维时，它们的比例优选为1∶0.05～0.1∶1(重量比)。此外，相对于100重量份烧石膏，有机纤维的用量优选最大为2.5重量份，以超过该量来混入有机纤维时，泥浆(石膏浆料)的流动性降低，在制造上是不优选的。
此外，只要不损害本发明的效果，从石膏板的品质或制造方面出发，石膏板可以含有以往使用的骨料、整泡剂、消泡剂、淀粉等粘结助剂、防水剂、硬化促进剂、硬化延迟剂、吸放湿材料、甲醛吸附分解剂、活性炭或VOC(挥发性有机化合物)吸附材料等各种添加剂。
若在本发明的石膏板的制造方法中使用减水剂，则可以减少与烧石膏混合的水量，这不仅可以提高制品强度，而且可以降低干燥能量，因此使用减水剂在石膏板的制造上是适宜的。作为减水剂，可以使用萘系、木质素系、三聚氰胺系、多元羧酸系或双酚系等中的任意一种减水剂。每100重量份石膏，减水剂的添加量为2重量份以下，优选为0.1重量份～1.5重量份。
此外，在制造石膏板时，不一定需要向泥浆中混入气泡，但如果使气泡混合存在于石膏硬化体中，则起到在拧小螺钉或打钉时防止石膏板龟裂的作用，因而优选混入气泡。使用泡沫剂时，每100重量份烧石膏，泡沫剂的添加量优选为0.05重量份以下。此外，还可以代替泡沫剂使用轻骨料，或将轻骨料与泡合用。
此外，本发明的石膏板能够用作高层/超高层建筑物、集体住宅等的干法户间墙和各种建筑物的隔墙、天花板，由于该石膏板的各种强度得到提高，因此还能够进一步用作地板材。
例如，在间柱的两侧配置有面材的隔音中空墙壁结构中，当在中空部配置玻璃棉和石棉等吸音材料，将通常市售的石膏板或其他建筑用板作为衬底和本申请发明的石膏板作为衬面来组合用作两侧的面材时，能够使隔墙的隔音性能提高。
并且，关于现有住宅的改造，对于具有中空部的隔墙和户间墙，将本发明的高比重石膏板加贴在隔墙和户间墙的一面或两面，由此能够提高隔音性能。或者将本申请发明的高比重石膏板安装在现有混凝土(RC)墙壁上并使本申请发明的高比重石膏板与现有混凝土(RC)墙壁之间形成中空部(空气层)，由此能够提高隔音性能。
将X射线屏蔽性能换算成铅板的厚度，单位以铅当量(mmPb)表示。例如1mmPb表示与厚度为1mm的铅板同等的X射线屏蔽性能，并且相当于厚度为10cm的混凝土。一般认为通常的X射线室的墙壁需要1.5mmPb～2mmPb的屏蔽性能。
例如石膏芯中硫酸钡混合量为55重量％且石膏芯的厚度为12.5mm时，本发明的具有放射线屏蔽性能的石膏板的X射线屏蔽性能约为0.8mmPb。因此，对于这种厚度的石膏板的情况，只要重叠2块使用就能得到需要的X射线屏蔽性能。
此外，对上述石膏板进行施工时，在相邻石膏板之间存在接缝部或缝隙时，或者在石膏板与天花板或地板等的对接部分出现缝隙或空隙时，X射线从这样的缝隙或空隙部分透过，因而不能发挥足够的X射线屏蔽性能。
为了应对这样的情况，当本发明的石膏板为具有四个侧面的面材(例如宽度和长度分别为3尺和6尺且厚度一定)时，使用至少两侧面与该面材的基本上平行的正反面大致形成直角的面材是有效的。只要将这样的面材彼此以各自的直角侧面对接，就能防止缝隙和空隙的产生。此外，例如需要高度在6尺以上的墙壁时，通过配置至少三个侧面与正反面形成直角的面材，能够没有缝隙地形成墙壁。
具有这样的直角侧面的本发明的石膏板可以通过如下方式制造：将石膏浆料浇注在护面片材上，在成型为连续板状体时，利用成型板压住长度方向的侧边部分并进行调整，以使所述侧边部分与正反面成直角。关于石膏板的宽度方向的侧面，在使石膏板的石膏芯硬化和干燥后，利用旋转锯等将其裁断成制品尺寸时，以使石膏板的宽度方向的侧面与正反面成直角的方式进行切断即可。此外，在石膏板的制造中，将玻璃纤维织物用于护面片材的情况下，石膏板的长度方向也需要利用旋转锯等裁断，因此在裁断时使石膏板的长度方向的侧面与正反面成直角。将石膏板用原纸用于护面片材时，当然也可以利用旋转锯等将石膏板的长度方向裁断，而使石膏板的长度方向的侧面与正反面成直角。
另一方面，在对具有直角侧面的面材的使用进行比较时，这种面材操作增多，繁杂且成本也增加，但是，在本发明的建材用组合物之中选择具有放射线屏蔽性能的组合物，加入预定量的水并进行混合，将由此得到的物质填充到接缝部的缝隙等中并使其固化。通过这样操作，能够确保预定的放射线屏蔽性能。
此外，作为具有放射线屏蔽性能的建材用组合物，可以使用在100重量份基材中混合50重量份～3000重量份无机填充剂而成的组合物，所述基材选自由硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙和有机合成树脂乳液组成的组中的至少一种或两种以上的物质，所述无机填充剂选自由氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡或硫酸钡中的一种或两种以上的物质。无机填充剂的优选混合量为67重量份～900重量份，进一步优选为79重量份～400重量份。
在这些之中，从操作性或固化物的特性方面出发，最优选以碳酸钙或合成树脂乳液为基材并且以硫酸钡为无机填充剂而成的组合物。
而且，在不损害本发明的组合物的特性的范围内，根据需要，在本发明的建材用组合物中还可以适当添加骨料、防龟裂材料、粘结材料、保水材料和着色剂以及其它添加剂。
此外，优选将向本发明的建材用组合物中加入水并经固化得到的硬化物或干燥物的比重调制成1.2～2.4，更优选调制成1.4～2.0的范围。如果固化物的比重小于1.2，则有可能不能得到充分的放射线屏蔽性能。此外，如果固化物的比重大于2.4，则组合物与水的混合物的操作性降低。
本发明的石膏板具有与以往石膏板完全不同的构成的高比重的石膏芯，并且利用护面片材覆盖所述石膏芯，因此能够以钉和小螺钉紧固，并具有硬度、面外弯曲刚度和耐冲击性。此外能够利用高比重的石膏板来提高隔墙等的隔音性。
并且，本发明的石膏板不含铅且具有放射线屏蔽功能，重量比较轻，处理容易，对人体无害，并且能够进行拧小螺钉等的施工，容易应用到墙壁和天花板上。由此，通过将本发明的石膏板用于隔墙等，放射线屏蔽用干法施工技术成为了可能。此外，利用该技术构筑了放射线屏蔽设施等。进而还得到了在放射线屏蔽用干法施工技术中作为缝隙填充剂有用的建材用组合物。
具体实施方式
下面，通过实施例说明本发明。但是，这些实施例只不过例示了本发明的一个实施方式，本发明并不受这些实例任何限定。
实施例
(i)建材用组合物-X射线屏蔽用填充剂
实施例1～3
以表2的材料和配比配制本发明的建材用组合物，在组合物中加入水进行混合，从而配制出了X射线屏蔽用油灰。固化物的比重列于表2中。
此外，使用后述的本发明的放射线屏蔽性石膏板，形成缝隙间隔10mm的接缝部，将实施例1～3的油灰填充到接缝部并使其固化，在X射线照射装置的100kV-15mA、125kV-12.5mA和150kV-10mA的各照射条件下进行X射线屏蔽的测定实验，结果能够确认到与上述石膏板同等以上的X射线屏蔽性能。在100kV-15mA的照射条件下，实施例1～3中的任意一个实施例的油灰每1mm厚度的铅当量均约为0.05mmPb。
表2
Figure A20068004203100181
*1：防裂剂、防收缩凹陷用骨料、粘结增强剂、保水剂、增粘剂、流动性改良剂、防冻剂、防霉剂等
(ii)高比重石膏板的制造方法和评价结果的实施例
实施例4～10
以表3所示的配比使用混合器制作泥浆(石膏浆料)，并将其浇注到2张原纸间(纸张重量为250g/m2的通常用于石膏板的原纸)，通过成型机，成型成厚度为12.5mm、宽度为910mm的石膏板，粗切断成预定尺寸，利用干燥机干燥，裁断成1820mm的长度，从而得到石膏板。此外，使用的玻璃纤维是径为20μm、长度为3.3mm的形状，在将其供给到混合器之前，与待混合的烧石膏混合，利用烧石膏覆盖纤维的表面。纸浆纤维使用将旧纸打浆得到的纸浆纤维。此外，减水剂使用三聚氰胺系减水剂。另外，表中R1为比较例，少量添加烷基苯磺酸钠作为泡沫剂。
对于这些石膏板，将测定后述的表4所示的试验项目所得到的结果一并列于表3。
表3
表4
 试验项目   试验方法   判定基准
 小螺钉拉拔强度   按照JIS Z2121“木材的钉抗拉拔小螺钉拉拔试验方法”，将拧入试验体的螺钉(Φ4.035mm)笔直地拉拔，测定最大拉拔强度。   75kg以上
 防火性   按照昭和45年建设省告示第1828号，进行表面试验与基材试验。   不燃
 变形跟随性   按照JIS A1414的6.18“组装的非耐力用面板的面内剪切产生的变形能试验”，给予1/200的位移，测定各位移中的各测定点的位移，观察表面的状态。   无异常
 面外弯曲刚度   按照财团法人Better Living内装系统试验方法“分布压强度试验”，对试验体水平地以180kg的力进行加压，测定加压产生的位移，观察试验体的状态。   15mm以下
 表面硬度(耐冲击性(轻))   从1m的高度使1kg的钢球下落到试验体上，测定表面的凹坑深度。   1mm以下
 耐冲击性(重)   利用长度1m的绳子使15kg的砂袋从45°的高度自然落下，测定挠曲量。   8mm以下
 弯曲破坏负荷   按照JIS A 1408“建筑用板类的弯曲试验方法”进行。   100kg以上
 打钉试验   使用长度32mm的圆钉，观察打钉时的裂纹等。   无异常
 X射线屏蔽性能试验   由飞利浦公司“MG-161型”X射线装置在管电压为100kV～150kV、管电流为15mA～10mA的条件下照射X射线，使用Toyo Medic Co.，Ltd.的“RAMTEC-1000D型”电离室照射量率计，按照JIS Z4501“X射线防护用品的铅当量试验方法”，测定透过X射线量，求出铅当量。   在100kV-15mA和150kV-10mA的X射线照射条件下的铅当量
(iii)放射线屏蔽用石膏板的制造方法和评价结果的实施例
实施例11～12
以表5所示的配比使用混合器制作泥浆(石膏浆料)，将其浇注到两张玻璃纤维织物间(玻璃垫无纺布)，通过成型机，成型厚度为12.5mm的石膏板。将所述石膏板干燥后，进行裁断，使长度方向的侧边部分和宽度方向的侧面成直角，从而得到石膏板。
此外，在实施例11和比较例2中，玻璃纤维织物覆盖石膏芯的上下两表面，在实施例12中，对玻璃纤维织物进行配置，使其埋入距离上下两面的表面约1mm的内部。此外，这样的玻璃纤维石膏板的制造方法记载在日本特公昭62-4233号公报、日本特公昭63-65482号公报、日本特公平1-26845号公报等中。
所使用的玻璃纤维是径为20μm、长度为3.3mm的形状，在向混合器供给之前，将其与待混合的烧石膏混合，利用烧石膏覆盖纤维的表面。此外，减水剂使用三聚氰胺系减水剂。此外，表中R2为比较例。
对于这些石膏板，将测定上述表4所示的试验项目所得到的结果一并列于表5。
表5
Figure A20068004203100211
(iv)隔音隔墙的干法施工技术等的实施例
实施例13
分别使用在实施例4、8和11以及比较例1和2中制造的厚度为12.5mm的石膏板，一面贴在安装有支撑架的轻型钢骨基体上，从而形成墙壁，对于作为整体墙壁的隔音性能，测定来自音源的声音的透过损失(TL-Transmission Loss，单位为分贝(dB))。
实施例4、8和11的石膏板与比较例1和2的石膏板相比较，由于共振使隔音性能降低的频率(相干频率)从约2500赫兹附近移动到约4000赫兹附近的高音，但是关于隔音性能水平，比较例的石膏板的隔音性能TLD值(传输损耗差(Transmission Loss Difference))从20提高到24。由此可推测，将本发明的高比重石膏板应用于隔墙等时，因墙壁重量增加产生的效果使隔音性能得到提高。
(v)屏蔽X射线的设施的干式墙壁施工技术的实施例
实施例14
利用实施例11中制作出的石膏板，制作出将切断(使边缘部侧面与板表面成直角)后的部分相互以直线相接而成的接缝部分，测定该部分的X射线透过性，结果该部分的X射线透过性在100kV-15mA的测定条件下相当于厚度为0.84mm的铅板，在150kV-10mA的测定条件下相当于厚度为0.46mm的铅板。
参考例1
利用实施例8中制作出的石膏板，制作出将板表面与边缘部侧面的角度为85°的以板用原纸覆盖的部分相接而成的接缝部分，测定该部分的X射线透过性，结果该部分的X射线透过性在100kV-15mA的测定条件下相当于厚度为0.77mm的铅板，在150kV-10mA的测定条件下相当于厚度为0.33mm的铅板。从与实施例14的结果的比较来看，该结果显示出X射线从接缝部透过。
实施例15
将在实施例1～3的建材用组合物中加入水而配制成的油灰填充到参考例1中制作出的直线接缝部分并使其固化，测定该部分的X射线透过性，作为其结果，所有使用了油灰的部分的X射线透过性在100kV-15mA的测定条件下均相当于厚度为0.85mm的铅板，在150kV-10mA的测定条件下均相当于厚度为0.46mm的铅板。可知通过将本发明的建材用组合物制成接缝部的填充剂来使用，能够防止X射线从接缝部透过。
<实际施工的实施例>
参考例2
制作四个侧面与板表面形成为直角的石膏板
使实施例12的石膏板的四面侧面与表面垂直，并切断成910mm×1820mm的尺寸。将其用于对实际的X射线屏蔽装置设置室的内墙壁的施工用途上。
实施例16
以在设置有乳房造影X射线装置(乳房造影法)的约8.3平方米的房间的内墙壁四面上贴上1张参考例2的石膏板方式进行施工。
施工完成后，在28kV、50mAs的条件下，对模型(phantom)(模拟X射线被照射体)连续照射X射线，利用电离室式测量仪测定X射线向室外的泄漏量。在板中央部和接缝部分的所有测定部位均为“未检测到”的结果。
此外，关于本实施例和下面的实施例17的设计、施工和X射线屏蔽性能测定，是在Iken Engineering Co.，Ltd.的协助下实施的。
实施例17
以在设置有一般造影用X射线照射装置的约5.8平方米的房间的内墙壁四面上重叠贴上2张参考例2的石膏板的方式进行施工。
施工完成后，在80kV、32mAs的条件对模型连续照射X射线，利用电离室式测量仪测定X射线向测定室外的泄漏量。以向壁面进行照射和向地板面进行照射两种模式来进行X射线的照射，但是在板中央部和接缝部分的所有测定部位均为“未检测到”的结果。
此外，本申请要求基于2005年11月9日提出的日本专利申请2005-325017号的优先权，以参考的方式将该申请的内容援用至本申请中。

Claims (20)

1.一种建材用组合物，其特征在于，该建材用组合物包含100重量份基材和50重量份～3000重量份无机填充剂，所述基材选自由硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙和有机合成树脂乳液组成的组中的至少一种或两种以上的物质，所述无机填充剂选自由氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡组成的组中的至少一种或两种以上的物质，并且所述无机填充剂的真比重为3.5～6.0。
2.如权利要求1所述的建材用组合物，其特征在于，进一步在该建材用组合物中加入水并使所述建材用组合物固化。
3.如权利要求1或2所述的建材用组合物，其中，所述无机填充剂为氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡。
4.一种石膏板，其特征在于，该石膏板为利用一张或两张护面片材覆盖石膏芯且厚度为5mm～40mm的面材，所述石膏芯是使将100重量份作为水硬性石膏的硫酸钙、50重量份～200重量份无机填充剂、和水混合得到的浆料固化而形成的，其中所述无机填充剂选自由氯化钡、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡组成的组中的至少一种或两种以上的物质。
5.如权利要求4所述的石膏板，其中，所述面材的比重为1.2～2.0。
6.如权利要求4所述的石膏板，其中，所述无机填充剂为氯化钡、二氧化钛、氧化钡、碳酸锶、碳酸钡和硫酸钡，所述石膏板的比重为0.8～2.0，并且所述石膏板具有放射线屏蔽性能。
7.如权利要求4～6任一项所述的石膏板，其特征在于，所述护面片材为玻璃纤维织物。
8.如权利要求4～6任一项所述的石膏板，其特征在于，所述护面片材为石膏板用原纸。
9.如权利要求4～8任一项所述的石膏板，其特征在于，所述石膏芯还含有1重量份～5重量份无机纤维或有机纤维。
10.如权利要求9所述的石膏板，其特征在于，所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维。
11.如权利要求9所述的石膏板，其特征在于，所述有机纤维为芳族聚酰胺、纤维素(包括纸浆)、丙烯酸树脂(包括聚丙烯腈)、聚酯(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯)或聚乙烯醇。
12.如权利要求6～11任一项所述的石膏板，其特征在于，所述石膏板的至少两个侧面与所述面材的基本上平行的正反面大致形成为直角。
13.一种隔音用干法施工技术，其特征在于，在该技术中使用权利要求5所述的石膏板来形成墙壁、天花板和地板。
14.隔音墙壁、隔音天花板和隔音地板，其特征在于，所述隔音墙壁、隔音天花板和隔音地板使用了权利要求5所述的石膏板。
15.一种放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中使用权利要求6所述的石膏板来形成墙壁或者间壁、天花板或地板。
16.如权利要求15所述的放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中将两块以上的权利要求6所述的石膏板层积来使用。
17.如权利要求15或16所述的放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中，向所述石膏板彼此相邻的侧面的对接部或者接缝部的间隙中或者向所述石膏板的侧面与天花板、地板或者柱的对接部或者接缝部的间隙中填充权利要求3所述的建材用组合物并使该建材用组合物固化，其中建材用组合物根据需要与水混合。
18.如权利要求15所述的放射线屏蔽用干法施工技术，其特征在于，在该技术中使用权利要求12所述的石膏板，并对所述石膏板进行配置以使在相互邻接的石膏板的侧面的对接部基本上不产生缝隙。
19.一种利用放射线的设施，其特征在于，在该设施中，将权利要求6所述的石膏板配置于墙壁或者间壁、天花板或地板上。
20.一种利用放射线的设施，其特征在于，在该设施中，将权利要求6所述的石膏板配置于墙壁或者间壁、天花板或地板上，并在所述经配置的石膏板彼此的侧面的对接部或者接缝部的间隙中或者在所述石膏板的侧面与天花板、地板或者柱的对接部或者接缝部的间隙中填充有权利要求3所述的建材用组合物的固化物。
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