CN1179142A - 复合石膏板 - Google Patents
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Abstract
一种在石膏材料中混合填料制成的复合石膏板,其特征在于在所说的填料材料中混合纸屑和/或碎片体作为必要成分,并且使所说的纸屑和/或碎片体沿着与所说的复合石膏板厚度方向垂直的平面大体平行取向。按照本发明得到的复合石膏板,其弯曲强度和握(螺、铁)钉能力得到大幅度改善,而且从成为当今问题的废物之有效利用的观点来看,本发明的意义也是巨大的。
Description
技术领域
本发明涉及混合有纸屑的复合石膏板。具体讲，本发明涉及一种能够提供弯曲强度和握(螺、铁)钉能力极佳，而且对于成为当今问题的废材料还能提供处理方法的复合石膏板。
背景技术
近年来，随着建筑物的多样化，对改善建材的各种性能提出了要求。对于作为价格低、阻燃性好的室内装修用无机建材得到广泛应用的石膏板来说，迫切要求改善其弯曲强度和握(螺、铁)钉能力。为此，人们知道在石膏材料中例如混入纤维材料。这种纤维材料的代表，是纤维化纸浆。
为了在石膏材料中复合混入纤维化的纸浆，例如使用锤磨机之类冲击型粉碎机，或者使用碎浆机之类湿式原纤化器使纸浆原料纤维化，进而使之分散在石膏材料基体中。
这种方法对于石膏板的加固(补强)是有效的。但是，在实际制造工序中，经解纤的纤维体积极高，要使这样大量的纤维和石膏材料与水一起捏和，很难在技术上高效获得均匀混合物。已有技术中的纤维化纸浆，通常是长0.1～3mm，宽10～100μm的细纤维，混合这种纤维时于浆液中互相缠绕，导致浆液流动性显著降低。因此，在经过原料的浆化制造石膏板的流水线上，混合的纤维量通常约为0.1～2％，最多仅为3％。这种纤维配比下得到的石膏板的特性，尤其是弯曲强度和握(螺、铁)钉能力等性能的改善上达不到预期目的；当然，由于制造时出现的材料间的分离现象，即使混入纤维也往往损害这些特性。
另一方面，随着集合住宅的增加或个人隐私保护意识的增强，人们迫切要求改善建筑材料的隔音性。满足这种要求的一种有效手段，是提高充填在石膏板用原纸之间的、以石膏为主成分的芯材石膏固化物的比重。这种石膏固化物的比重，取决于石膏浆中混合的水量，而且随着水量的增加而必然减小。因此，要提高石膏固化物的比重，必须减少水的加入量，使之形成比重高的石膏浆组合物。
然而，石膏板的通常制造方法是：在混合机中加入熟石膏和水，搅拌混合后得到石膏浆，使石膏浆在两张石膏板用原纸间注入成形。为了保证注入成形时的操作性，必须保证石膏浆具有一定流动性。在连续制造石膏板的制造流水线上尤其是如此，因为混合机的形状复杂，与之对应的注料路径狭窄，必须使用流动性优良的石膏浆。所以，过去为了调整石膏浆的流动性一直采用这样一种对策，即利用加减捏和水量或者添加被称为减水剂或分散剂的表面活性剂。其中，利用表面活性剂调整石膏浆的流动性时，其效果取决于表面活性剂的种类，而且流动性的调整范围也比较小。也就是说，表面活性剂的加入量与石膏浆流动性之间，一般来说具有明显的相关性，而且多数情况是在一定加入量下其效果达到饱和。而且，在大量加入下还存在其他问题，例如石膏浆中产生气泡，使固化物的比重下降。与之相比，可以说，从能够在大范围内调整流动性的观点来看，增减加水量是一种极有效的手段。但是，如果为了提高成形操作性而增加捏和水量，加入的水量多于石膏固化物水合反应所需的水量，则导致石膏固化物的比重大幅度下降，而且干燥固化物还需要大量热量。所以说，这种以增大混水量来确保石膏浆流动性的方法，不适于经济地制造隔音性改善的高比重石膏板。
这种情况与上述复合纸浆纤维时的情况相同。也就是说，如果在石膏材料中混入大量纤维，为了减小纤维浆粘度伴随纤维加入量的增加而提高，必须显著增加捏和水加入量；这种情况下，若利用后述的连续注入成形法成形，则会使成形的板中残留大量水。而且在抄制法中，由于脱水压榨时滤水性恶化而导致残留水量增加。所以无论在哪种情况下，所得到的石膏板都因比重低而强度小，不能达到提高强度的目的。显然，握(螺、铁)钉能力也伴随着材料的轻量化而降低。此外，由于剩余水随着捏和水的增加而增加，还导致石膏板干燥工序中干燥能量的增大。而且，如果具体使用抄制法，则使用滤水性低的纤维会使抄制效率极度降低。
从上述情况来看，在纤维化浆与石膏材料复合的方法中存在许多问题，而且尚未找到有效改善石膏板的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力等各种性能的对策。为了得到改善隔音性所必须的高比重石膏板，迫切需要开发出减小石膏浆中加水量的技术和利用该技术的石膏浆组合物，但是迄今为止尚未见到能够在工业规模上加以选择的有效的手段。
目前，我国正在进入情报化社会，在世界范围内作为情报传递媒体的报纸、杂志和广告之类出版物的数量也日益增加。伴随着记录用电子设备的普及，大量使用盒式磁带、磁盘等磁性记录材料。在交通设施和金融机构等领域内，为了简化手续或提高效率，正在推形财务的预付制度，票证和电话磁卡等记录用磁性材料的使用量如今也迅速膨胀起来。
现在，人们对于环境保护问题的关心空前高涨，各种产业部门中正在规范化一系列再利用措施。因此，人们的注意力集中在有效利用各种已经用过的材料上，例如报纸、公文纸、聚氯乙烯树脂片材、磁带、磁盘等等。然而，目前由于尚无有效利用废弃磁性材料的对策，所以现状依然是直接大量废弃。此外，现在大量使用聚氯乙烯树脂片材制造的农用保温膜等，由于这种废物燃烧时产生有害气体，所以它们几乎都是一次性使用。因此，从节约资源、保护环境、减少废物等观点来看，迫切需要开发出能够有效利用这些片状材料的技术。
本发明目的在于提供一种能够解决已有技术中的上述课题，弯曲强度和握(螺、铁)钉能力高，生产率和隔音性也优良，而且还能提供成为当今问题的废物的处理方法的复合石膏板及其制造方法。
发明的公开
为了有效地利用废纸、废磁性材料和塑料材料，改善弯曲强度和握(螺、铁)钉能力，而且能够得到保持高比重的复合石膏板，本发明人等进行了深入研究，结果发现：通过在石膏材料中混合纸屑和/或碎片体，并且使之按照特定方向取向，能够获得一种能够充分满足板状建材对于弯曲强度和握(螺、铁)钉能力要求的复合石膏板，而且通过使用使石膏材料具有特定组成的石膏板用组合物，尤其能够得到一种基于石膏浆的流动性的生产率和隔音性均优良的石膏板，因而完成了本发明。
也就是说，本发明提供一种在石膏材料中混合有填料的复合石膏板，其特征在于在所说的填料中混合作为必要成分的纸屑和/或碎片体，而且所说的纸屑和/或碎片体沿着与所说的复合石膏板厚度方向垂直的平面大体平行取向。
而且，本发明还提供一种上述的复合石膏板，其特征在于其中所说的石膏材料是由100重量份半水石膏和10～250重量份二水石膏组成的。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中所说的碎片体涂有偶合剂，而且在石膏基体中配有含水粘合剂。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中所说的碎片体材料是磁性材料或塑料材料。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中相对于石膏材料混合0.01～3重量％的偶合剂。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中相对于石膏材料混合3～20重量％的含水粘合剂。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中纸屑和/或碎片体的混合比例为石膏材料重量的0.2～25重量％。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中纸屑和/或碎片体具有1mm×1mm～50mm×50mm大小的平面部分。
本发明还提供一种上述的复合石膏板，其中纸屑和/或碎片体的长边与短边之比为1～10。
此外，本发明还提供一种复合石膏板的制造方法，其特征在于使石膏材料、纸屑和/或碎片体、水以及按需要加入的其他填料混合，将得到的原料浆供到可以移动的传送带上，原料浆中所含的纸屑和/或碎片体一边随着传送带移动，一边通过取向装置沿着与得到的石膏板厚度方向垂直的平面大体平行取向。
而且，本发明也提供一种复合石膏板的制造方法，其特征在于使石膏材料、纸屑和/或碎片体、水以及按需要加入的其他填料混合，将得到的原料浆供入装有筛鼓的罐中，抽吸所说筛鼓内部的空气，使原料浆堆积在筛鼓上，并且使纸屑和/或碎片体沿着与得到的石膏板厚度方向垂直的平面大体平行取向。
另外，本发明又提供一种石膏板用组合物，其中含有石膏材料、水以及按需要加入的其它填料，其特征在于所说的石膏材料是由100重量份半水石膏和10～250重量份二水石膏组成的。
不仅如此，本发明进一步提供一种石膏板的制造方法，其中在以石膏为主要成分的芯材两面覆盖有石膏板用的原纸，其特征在于是将由100重量份半水石膏和10～250重量份二水石膏组成的石膏浆注入所说的石膏板用原纸之间而成形。
附图的简要说明
附图1是说明连续注入成形法工序的示意图。
附图2是说明抄制法工序的示意图。
以下进一步详细说明本发明。
(纸屑和碎片体)
本发明中使用的纸屑原料，可以使用例如报纸，折叠广告用纸，杂志、文库等书籍用纸，复印纸和复写纸等通常流通的纸，或者它们的废物，以及从建材(例如使用纸板的石膏板等)边角料、废品和弃料等分离下来的纸。而且优选使用瓦愣纸板、包装纸和工作用纸或其废弃物。除了上述的各种纸以及其废弃物之外，也可以使用这些纸的制造过程中产生的废弃纸和边角料等。
本发明中使用的碎片体，可以是例如磁盘、录音磁带、录像磁带、票证、赛马票、农用薄膜、无纺布、织物及其废弃物、边角料、废品、弃料中分离出来的片状碎片。
其中，本发明中使用的术语“纸屑或碎片体” (以下有时简称为“碎片”)，是指将上述的纸质原料或碎片体制成适当尺寸，能够使得到的复合石膏板获得所需的性质。
纸屑或碎片体的尺寸虽然可以根据目的复合石膏板的强度及其种类适当选择，但适用的尺寸是，例如具有1mm×1mm以上(优选1mm×1mm～50mm×50mm)平面部分的碎片；而且对于纸屑和碎片体来说，分别优选具有3mm×3mm～10mm×10mm和3mm×3mm～25mm×25mm平面部分的碎片。使用具有1mm×1mm以上平面部分的纸屑，与石膏材料混合时可以产生抑制原料浆流动性降低的效果。如果是具有大于50mm×50mm平面部分的碎片，则在制造过程中碎片弯曲，往往使原料浆的流动性降低。通过规定上述平面尺寸，可以使碎片的比表面积减小，由此可以抑制吸水性，进而在少量捏和水下得到高强度的复合石膏板。
纸屑或碎片体的厚度，对于碎片层间的剥离倾向具有影响。因此，在目的复合石膏板的厚度大的场合下，也可以使用厚碎片。而且当厚度小的场合下，优选使用薄碎片。具体讲，当复合石膏板厚度达20～30mm厚的场合下，碎片的厚度为0.5～2mm；而且在5～20mm厚的场合下，碎片的厚度优选0.05～0.5mm左右。
对于纸屑或碎片体的形状并无特别限制，例如可以是正方形、长方形、圆形、三角形或其他任何不同形状的。但是，在碎片的长宽比极大的情况下，例如在带状情况下，由于它也是使浆粘度提高的原因，所以不好。
其中，纸屑或碎片体的长边与短边之比，应当处于1～10范围内，优选1～3。此比超过10时，原料浆中碎片之间由于容易互相缠绕而不好。低于10时，可以抑制浆粘度的增加。而且，此比小于10的碎片由于易于制造和运送而适用。这里所说的长边和短边，也可以说是指碎片的长度方向和宽度方向。
对于纸屑或碎片体的制造方法并无特别限制。作为工业规模的手段，例如可以举出公知的干式粉碎法和湿式粉碎法。此时，希望的是碎片的大小均匀，为此可以适当选择和设定粉碎机的操作条件。例如，对于干式粉碎法来说，可以调节粉碎机的筛径；对于湿式粉碎法来说，可以调节搅拌和粉碎时间。
此外，根据需要本发明中也可以对纸屑或碎片体进行表面处理和起毛处理等。这种处理能够增加石膏材料与碎片之间的附着力，提高本发明的效果，因而优选。
其中，作为碎片体使用磁性材料和塑料材料时，由于这些材料与石膏材料之间的亲和性(附着性)差，所以直接在石膏浆中使用这些碎片体而得到的复合石膏板，其机械强度不能充分发挥。所以，使用磁性材料和塑料材料碎片体时，必须在石膏材料中混合含水粘合剂，并且使碎片体涂有偶合剂。这种方法有助于形成碎片体-偶合剂-含水粘合剂-石膏材料的吸附—结合状态。
这种场合下使用的含水粘合剂和偶合剂，可以根据这些物质的种类和碎片体种类之间的组合情况适当选择。例如，对于含水粘合剂来说，可以使用高级醇类、水溶性高分子类、各种乳液类等具有亲水基团的粘合剂；具体讲，可以举出例如丙烯酸类、乙烯基类、苯酚类、脲醛类、环氧类、淀粉类、蜜胺类、橡胶类等含水或乳液体系等。
而且，对于偶合剂来说，可以使用一般公知的硅烷类、钛类、钛酸酯类等偶合剂；具体讲，硅烷类偶合剂可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、γ—缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷等，钛类偶合剂可以举出含有胺类、羧酸类、丙烯酸类、苯基类等官能团的物质，钛酸酯类偶合剂可以举出异丙基三钛酸酯、异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三辛酰钛酸酯等。
必须根据所使用的碎片体材料的材质适当搭配含水粘合剂和偶合剂。例如，对于以塑料为基材的碎片体来说，含水粘合剂可以使用聚乙烯醇、改性醋酸乙烯酯，而偶合剂可以使用具有长链烷基的金属醇盐；而对于涂有氧化铁等金属氧化物的磁性材料来说，含水粘合剂可以使用聚醋酸乙烯酯、丙烯酸乳液等乳液类粘合剂，而偶合剂可以使用烷基钛、烷基钛酸酯、烷氧基硅烷等。
总之，由于含水粘合剂能够促进石膏材料与偶合剂之间的结合，而偶合剂是为促进碎片体与含水粘合剂之间的粘合而使用的，所以只要发现具有这样的效果，其组合就可以是任意的。
可以采用适当手段，经过将纸和片材等切断或粉碎的简单工序来制造纸屑或碎片体，所以与纸浆和废纸的纤维化相比，能够在低能耗下实施。
(石膏材料)
本发明对于所用的石膏材料并无特别限制，条件是能够使纸屑保持在分散状态下的基体石膏质材料。除了通常使用的石膏，例如熟石膏、α—型半水石膏和III—形无水石膏之外，还可以使用矿渣石膏、二水石膏、II—形无水石膏等过去使用的那些。作为水硬性石膏，例如可以举出熟石膏、α—型半水石膏、III—形无水石膏和II—形无水石膏。这些石膏在水存在下产生水合反应变成二水石膏而形成固化石膏。这些石膏的水合活性各异，硬化时间也不同，所以应当根据所用制造方法中的混合时间和工作速度等条件，适当选择单独使用或者混合使用。
然而，如果要基于石膏浆的流动性获得具有高生产率和隔音性的石膏板，则以下组成的石膏材料是适用的：100重量份半水石膏：10～250(优选10～50)重量份二水石膏。
二水石膏可以使用灰化(脱硫)石膏、天然石膏、磷石膏等副产的化学石膏。这些石膏的粒度各异；由于粉末的粒度对于石膏浆的流动性具有影响，所以最好使用能够确保所需流动性的粉碎品或分级品。例如，脱硫石膏和磷石膏等由于通常是以粉末态供给的，因而可以省略料和分级工序，非常适合于实施本发明；而天然石膏等是以块状产出的，所以应当将其粉碎到所需的粒度下。按照本发明的一种实施方案，直接使用本身是半水石膏原料的二水石膏而无需煅烧，因而能够省略为制造半水石膏所需的煅烧能量。而且，各种二水石膏的含水率依其产出形态的不同而异，所以在半水石膏烧成时必须事先采用干燥工序；然而，按照这种实施方案，由于可以直接使用处于含水状态的二水石膏，因而还能够省去干燥能量。不仅如此，由于使用这种含水状态的二水石膏，所以总供水量应当扣除二水石膏中的含水量，由此可见它还有能够减少供水量的优点。
本发明中所用各种材料的混合，可以按照公知的技术进行。这些公知技术可以根据所用的制造方法以及所制造复合石膏板的用途和性能进行适当选择。也可以混合使用数种材料。
(混合比)
纸屑与石膏材料之间的混合比，可以按照目的复合石膏板的尺寸和用途适当选择，例如如果要显著改善复合石膏板的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力，则混入的纸屑相对于石膏材料来说，应当占0.2～25重量％，优选2～10重量％，更优选5～8重量％。除了上述目的之外，如果要提高废纸的利用率，也可以使纸屑的混合比达到高于上述含量，例如高于10重量％。此外，因为纸屑是可燃物，所以复合石膏板的耐火性随着纸屑混合量的提高而降低；一般而言，例如对于不燃级、准不燃级、和阻燃级复合石膏板来说，应当混合的目的纸屑量应当分别低于5重量％、25重量％和50重量％。其耐火性规定于JIS A1321和A1322，以及建设部通告第1828号和1231号中。
而且，碎片体相对于石膏材料的混合比，可以根据目的复合石膏板的尺寸和用途等适当选择，例如如果要大幅度改善复合石膏板的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力，则混合的碎片体应当占石膏材料的0.2～25重量％，优选2～10重量％，更优选5～8重量％。除了上述目的之外，如果要提高废物的利用率，也可以使用大于上述范围的混合比，不过必须考虑所得到复合石膏板的耐火性。
混合含水粘合剂和偶合剂的场合下，其混合比也可以按照目的复合石膏板的尺寸和用途加以适当选择；相对于石膏材料来说，含水粘合剂例如可以占3～20重量％，优选3～10重量％，而偶合剂例如可以占0.01～3重量％，优选0.1～1重量％。
(其它填料)
为了改善所需的特性，也可以在本发明的复合石膏板中混合除纸屑和碎片体之外的填料。例如，根据需要可以使用制造通常的石膏板时使用的各种填料，例如减水剂、缓凝剂或胶粘剂。此外，如果要使石膏板达到轻量化、阻燃化和高强度化的目的，除了石膏材料和纸屑之外，还可以混合骨料、阻燃料、粘合剂等各种辅料。具体讲，可以举出锯末、碎木片、珍珠岩、蛭石、淀粉、PVA、氧化淀粉等。而且，为了近一步改善强度和耐火性，也可以混入在实践中作为传统复合手段使用的纸浆纤维、玻璃纤维或岩棉。其中，同时使用各种纤维材料往往使原料浆的流动性降低，所以这种情况下必须适当使用减水剂以及对纤维材料作适当表面处理等，以便改善浆液的流动性。其中，优选使用的其它填料是短玻璃纤维丝。
所说的其它填料的混合比，例如可以占石膏材料的大约0.1～3重量％。
(石膏板用原纸)
像传统方法那样，本发明可以在石膏板用原纸之间夹入石膏固化体而制成建材。这种石膏板用原纸，例如可以使用质量不同的、经表面处理等通气率不同的、经过阻燃处理的、或者经过表面装饰处理等等各种处理过的各种纸。这些都是市售品，容易得到。
石膏板中的这种原纸，是具有石膏浆成形模功能的纸板，而且本发明的复合石膏板是由具有充分流动性的石膏浆得到的，所以可以使用任何形状的纸板制成任何形状的纸模。
(本发明复合石膏板的制造)
本发明的复合石膏板，必须使纸屑和/或碎片体沿着与石膏板厚度方向垂直的平面大体平行地取向。其中，碎片无需100％完全取向，只要求其取向的比例能使得到复合石膏板具有改善的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力。例如，混合的纸屑中即使有大约50％沿其它方向取向，实际上也没有问题。
作为取向的手段，只要是能够使碎片沿所需方向取向的都可以采用；例如，将原料浆供入石膏板用原纸之间，达到所需的厚度后自上方施加适当压力，这种方法可以使碎片体取向。而且，作为能够调节原料浆厚度的手段，可以采用例如匀料辊等。
其中，同时使用含水粘合制和偶合剂的情况下，如上所述，必须使碎片体表面涂覆偶合剂；这种涂覆操作，例如可以采用在碎片体上喷涂偶合剂，或者使碎片体浸涂偶合剂的方法进行。此外，根据需要也可以对涂覆了偶合剂的碎片体进行干燥、加热等处理，然后供入石膏材料中，再加入含水粘合剂，或者将碎片体混入添加了含水粘合剂的石膏浆中。
如上所述，本发明的复合石膏板对于使碎片按特定方向取向的制造方法来说，并无特别限制，但是优选的方法记载如下。
(1)连续注入成形法
此法是将石膏材料、碎片、水、以及需要时加入的其它填料放入备有搅拌装置的容器中，将其浆液化后使之连续地流到移动式传送带上，达到所需的尺寸后，经过切断、干燥工序得到复合石膏板。
以下参照附图1详细说明这种方法。附图1是说明连续注入成形法工序的示意图。原料被送入备有连续混合机的容器5中，经搅拌混合而浆化。这种浆液2从该容器的出口6连续流到移动式传送带4上。事先置于该传送带4上的石膏板用原纸7，与传送带4一起移动。浆液2到达作为取向手段使用的匀料辊8处时，均匀达到预定的厚度，此时尚未取向的纸屑3与浆液2一起被包在从上方迭加的另一张石膏板用原纸17中，沿着浆液2流动的方向，沿着与复合石膏板1厚度方向垂直的平面(以下有时说成长度方向的平面)大体平行取向。然后，使处于浆液状态下的复合石膏板，在此状态下行进一定时间(例如2分钟)后部分固化，经过养护后，用剪切机9切断成所需的尺寸，再经过干燥工序制成本发明的复合石膏板1。
这种生产方法生产率高且成本低，因而适用。
(2)抄制法
此方法是将石膏材料、碎片、水和必要时加入的其它填料经过均匀捏合得到的石膏浆，送入具有筛鼓的罐中，用适当手段抽吸筛鼓本体内的空气，使石膏浆附着在筛鼓外面，卷取所得到的石膏浆层叠物，经过切断、脱水压轧、干燥工序后得到复合石膏板。
以下参照附图2进一步说明此方法。附图2是说明抄制法工序的示意图。首先，向具有筛鼓10的罐11中送入原料浆12和附加水。筛鼓10可以是由网状金属丝形成的。进而利用适当手段抽吸筛鼓10中的空气，水份被抽到筛鼓内，而原料浆12陆续沉积在筛鼓10上。这种方法可以使纸屑按照纵向的平面大体平行取向。沉积的原料浆接着转移到传送带13上，进一步除去水份后卷取在卷取辊14上，达到所需的厚度时，用剪切机15剪切成适当长度，再经过脱水压轧工序和干燥工序得到复合石膏板。按照以前的抄制法生产复合石膏板时，一般混入纸浆纤维，由于纸浆纤维的高保水性而有滤水性差的问题，但是本发明中使用的是纸屑，由于纸屑的吸水量小，所以在抄制工序中可以快速过滤。用抄制法生产时，使石膏浆沉积物受压脱水而板材化，而纸屑的吸水性低，所以在脱水压轧时也能够获得快速脱水的效果，因而容易得到高强度的板材。
通过使碎片沿着与所得到的复合石膏板的长度方向大体平行地取向，能够显著提高弯曲强度和握(螺、铁)钉能力。上述的抄制法虽然容易使碎片按所需的方向取向，但是如果碎片的尺寸过大，则由于在复合石膏掘的厚度方向上存在偶然垂直排列的危险性，所以必须适当选择碎片的尺寸，使之处于上述的优选尺寸范围内。
这种方法得到的复合石膏板，比重通常为0.5～1.6g/cm3，优选0.7～1.5g/cm3。
以下说明本发明的作用和效果。
本发明由于在复合石膏板中混合了纸屑和/或碎片体作为填料必要成分，所以其弯曲强度和握(螺、铁)钉能力与已有技术相比极大地提高，其原因据认为如下。
已有技术中有时使用纤维化纸浆作为填料，这种方法使制造时的捏合操作性恶化。也就是说，这样的纤维材料，比表面积大，呈细长状，体积大，所以容易保持水，使原料浆的粘度急剧上升。然而，在已有技术中，由于纤维材料只能混入大约0.1～2％，最多也只能达到大约3％，所以复合板的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力几乎得不到改善。与此相反，本发明中使用的碎片与已有的纤维材料相比，由于比表面积小得多，吸水性显著降低，所以未发现原料浆粘度极度上升现象，能够在少量捏合水下于石膏材料中混合足量碎片，这样一来弯曲强度和握(螺、铁)钉能力得到大幅度改善。而且成形后的石膏板中残留的水少，能够防止因复合石膏板轻量化而导致强度降低现象发生，同时也能够预防因混合大量水造成干燥能量增大的问题出现，因而也产生经济上的效果。此外，用抄制法生产石膏板时，由于能够使用低吸水性碎片，所以可以使抄制工序中的过滤加速并使脱水压轧工序中脱水效率提高。不仅如此，传统的纤维材料呈细长形，输送成本大而且难于计量；而本发明中使用碎片，这些问题都不存在。
对于混合二水石膏的情况来说，石膏浆流动性得到显著改善的情况与上述的相同。这是因为有效地利用了具有比半水石膏更致密的结晶二水石膏这一特点的缘故。半水石膏通常是在140～160℃下煅烧得到的，所以结晶水逸出后形成大量的细小气孔。而且脱水时产生的变形也大，进入水中后迅速崩解，有变成细粉的性质。一般而言，含有大量气孔的粉末和细粉因比表面积大而亲水性强，捏合时保持大量水。这与石膏的情况也相同，尤其是对于半水石膏来说，也存在上述的微粉化现象，为了保证与水泥等相同的流动性，必须加入大量水。因此，在工业半水石膏中，为了获得充分的流动操作性，必须加入JIS R9112规定量的混合水来保证其流动性。另一方面，二水石膏是上述半水石膏的原料，比半水石膏致密，即使在水中也没有微粉化的性质。因此，在半水石膏中加入二水石膏，可以改善半水石膏的粉末特性。本发明中通过加入了二水石膏而使石膏浆的流动性得到显著改善，可以在最低加水量下得到必须的物流操作性。这样一来，与通常的混合水量相比，由于能够大幅度减少水的添加量，而且还能够节约干燥除去反应剩余水所需的热量，同时能够得到更高强度和更大比重的固化体。
此外，从当今资源的有效利用来看，人们期望开发出一种其中混合有大量废纸和废塑料片等废物的建材，但是在已有技术中其混合量是有限度的。特别是由磁盘和盒式磁带，农用聚氯乙烯树脂膜，或者涂布了磁性物质的票证等制造的碎片，本来是一些极为有用的材料，如果能够使之沿着与石膏固化体制成的板材厚度方向垂直的平面大体平行取向，则对于固定螺钉、铁钉来说应当是非常好的。然而，实际上这种碎片体表面上具有塑料和磁性体等，它们与石膏材料之间的亲和性(附着性)本来是很差的。所以，在石膏浆中直接使用这些碎片体，会使得到的复合石膏板的机械强度得不到充分发挥。另一方面，含水粘合剂不同于非水粘合剂，与石膏材料之间的粘合性好，若将其用于石膏浆中应当能够改善固化体的强度特性，但是却不能期待含水粘合剂能够表现出对于与水亲和性低的上述碎片体具有粘合性。然而，本发明使用了对于含水粘合剂和碎片体二者都有吸附作用的偶合剂，利用在碎片体表面上涂覆这种偶合剂，使碎片体-偶合剂-含水粘合剂-石膏材料处于一系列吸附-结合状态下，从而使本来不可能做到的，即显著改善复合石膏板的握(螺、铁)钉能力成为可能。此外，预付卡和磁性材料等，通常是在以纸或塑料等为主要成分的片材上涂布电磁波吸收材料后使用的，所以将其碎片化后用于本发明中时，如已有技术那样，可以使得到的石膏固化体板材具有电磁波遮蔽性能。在本发明中由于能使碎片体沿着与复合石膏板厚度方向垂直的平面大体平行取向，所以碎片体上涂布的磁性材料在石膏板中按层状取向，因而不仅能够进一步发挥电磁波吸收性能，而且还能改善握(螺、铁)钉能力。因此，根据本发明中所使用碎片体的性能，可以使复合石膏板具有各种各样的机械性能。
因此，按照本发明，可以根据需要大量使用廉价制造的纸屑和/或碎片体，而且还可以使用混合有种类和流通状态各异(例如完全不同)的、混合有其它纸质材料的、或者混合有废纸之外各种废弃材料的等等，因此从资源有效利用的观点来看，也是极好的。
发明的最佳实施方式
以下根据实施例和对照例说明本发明，但是本发明不受这些实例的限制。
如果没有特别说明，则实施例和对照例中所示的各种测定，均是按照以下方法进行的。
弯曲强度：使用得到的复合无机石膏板，制备了5cm长×20cm宽×1.2cm厚的试样，利用Instron万能强力试验机，在三点弯曲加载，支点距离15厘米，载荷速度2mm/分等条件下进行了测定。
握(铁)钉能力：按照JIS Z2121中规定的“木材中铁钉阻拔试验法”，使用JIS A5508内“圆铁钉”中规定的N50铁钉，进行了评定。
握(螺)钉能力：按照JIS A5908中“刨花板”部分规定的方法，使用JIS B1112中“十字头钉木螺钉”部分规定的d＝2.7 mm，1＝16mm的木螺钉，进行了评定。
石膏浆流动性：将石膏浆混合物充填到试验混凝土用表面干燥的细骨料使用的试验锥中，缓缓地拉出所说的试验锥，由浆液的扩展度(流动值)进行评定。
在以下的实施例1～9和对照例1～3中使用的原料如下。
石膏材料：熟石膏(日本石膏板株式会社制，标准混水量为65％)。
纸屑：使用普通办公室废弃的旧PPC纸、旧报纸或旧杂志经TurBo破碎机(TurBo工业株式会社制，筛径5mm)干式破碎得到的纸屑。制成尺寸约为2mm×2mm，5mm×5mm，以及10mm×10mm和50mm×50mm等四种规格。其中，被粉碎的PPC纸为非纤维化型，厚度约为100μm。
减水剂：萘磺酸类减水剂。
起泡剂：Emul(花王株式会社制)。
粘合剂：氧化淀粉(日本谷物淀粉株式会社制)。
实施例1～9
使用连续注入成形法，按照表1所示的混合比例和纸屑尺寸，制造了本发明的复合石膏板。表1所示的各种原料的混合比例，是以石膏材料为100重量％时的数值，实际使用的石膏材料重量为10吨/小时。
连续注入成形条件：容器中的石膏浆利用杆式混合机(pin mixer)搅拌，传送带宽度90cm，移动速度18米/分，石膏浆流出速度18吨/小时。而且如图1所示，使石膏板用原纸覆盖在石膏浆的上部和下部。在连续注入成形之后经过尺寸调整的石膏浆，经热风干燥机140℃下养护30分钟后固化。
所得到的复合石膏板尺寸为：长90cm×宽180cm×厚1.25cm。得到的复合石膏板的各种特性示于表1之中。
对照例1
除了不含纸屑之外，利用与实施例1同样的连续注入成形法制造了石膏板。这种石膏板是过去使用的内壁装修材料等。表1示出的是得到石膏板的各种特性的测定结果。
对照例2
使用纤维化纸浆(纤维长1.5μm，纤维宽20μm)代替纸屑，按照表1的混合比，重复实施例1的操作。本对照例中，由于使用了容易保持水的纤维化纸浆，因而使混水量增加。表1示出了得到复合石膏板的各种特性的测定结果。
对照例3
如表1所示，除了利用不混合纸屑并且减少混水量的方法提高石膏板的比重之外，其它重复实施例1的操作。表1示出了得到石膏板的各种特性的测定结果。
其中，在实施例1～7内使用了办公用废纸纸屑，实施例8中使用了旧报纸纸屑，实施例9中使用了旧杂志纸屑。
[表1]
注：各种原料的混合量均是相对于100重量份石膏的重量份而言的。
| 纸屑尺寸 | 混合 | 浆流动性(cm) | 板比重(g/cm3) | 弯曲强度(kgf/cm2) | 握铁钉能力(kgf/cm) | 握螺钉能力(kgf/cm) | |||||||
| 例 | 石膏 | 纸屑 | 纸浆纤维 | 水 | 减水剂 | 发泡剂 | 粘合剂 | ||||||
| 实施例1 | 5×5mm | 100 | 3.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 26 3 | 1.03 | 65.5 | 5.9 | 21.0 |
| 实施例2 | 5×5mm | 100 | 5.0 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 255 | 1.05 | 73.5 | 8.3 | 31.8 |
| 实施例3 | 5×5mm | 100 | 7.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 247 | 1.06 | 78.0 | 13.2 | 30.9 |
| 实施例4 | 5×5mm | 100 | 10.0 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 2 39 | 1.08 | 85.9 | 14.0 | 35.1 |
| 实施例5 | 2×2mm | 100 | 7.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 2 32 | 1.05 | 72.3 | 12.0 | 24.5 |
| 实施例6 | 10×10mm | 100 | 7.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 2 5 3 | 1.07 | 78.8 | 14.5 | 33.9 |
| 实施例7 | 50×50mm | 100 | 7.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 241 | 1.07 | 79.0 | 14.0 | 32.7 |
| 实施例8 | 5×5mm | 100 | 7.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 240 | 1.05 | 79.3 | 13.5 | 21.7 |
| 实施例9 | 5×5mm | 100 | 7.5 | 0 | 75 | 1.0 | 0 | 0.3 | 2 33 | 1.04 | 76.8 | 12.5 | 29.6 |
| 对照例1 | - | 100 | 0 | 0 | 90 | 0 | 0.05 | 0.5 | 2 7 0 | 0.68 | 50.4 | 2.1 | 6.7 |
| 对照例2 | - | 100 | 0 | 3.0 | 110 | 1.0 | 0 | 0.3 | 2 11 | 0.81 | 52.3 | 3.3 | 7.5 |
| 对照例3 | - | 100 | 0 | 0 | 70 | 1.0 | 0 | 0.3 | 2 5 1 | 0.11 | 49.2 | - | - |
在对照例3中试验握螺钉能力时，由于试验板破裂或铁钉弯曲而不能测定。
在实施例1～4中，由于混合了纸屑，所以弯曲强度和握(螺、铁)钉能力都非常好。而且，尽管混水量少，但是实际上仍然能够获得充分的浆液流动性。此外，复合石膏板的比重高，这也使得各种特性良好。
与此相比，在对照例1中由于未混合纸屑，所以弯曲强度和握(螺、铁)钉能力皆低。
在对照例2中，由于混合了纤维化纸浆作为填料而使混水量增加，所以弯曲强度和握(螺、铁)钉能力都不充分。
在对照例3中，利用降低混水量来提高石膏板的比重，但因为未混合纸屑，所以弯曲强度高，但是由于试验时拧入螺钉或打入铁钉时使石膏板破裂，或者使铁钉弯曲，所以未能达到实用化水平。
在实施例5～7中，在不同纸屑尺寸条件下进行了试验，各种纸屑尺寸下都获得了优良的结果。
在实施例8和9中，在纸屑原料改变的条件下进行了试验，都获得了优良的结果。
接着，为了说明加入二水石膏对于石膏浆流动性的改善效果以及对得到石膏板强度的影响，以下说明在半水石膏中混合二水石膏的实施例。
原料半水石膏，使用了日本石膏板株式会社制的石膏板用熟石膏(布莱恩比表面积＝4530cm2/g，JIS R9112中规定的混水量＝81％)。
而且，二水石膏分别使用了各种具有代表性品种，四种脱硫石膏、两种磷酸石膏和天然石膏。各种二水石膏的粉末特性示于表2之中。
表2中各种数值的求法分别为：比表面积用布莱恩法，平均粒径使用激光衍射型粒度分布测量试验仪，比重采用氮气置换型比重计，结合水采用热分析法。
表2
| 比表面积(cm2/g) | 平均粒径(μm) | 比重 | 混合水量(％) | 产地 | |
| 脱硫石膏A | 1330 | 43.2 | 2.32 | 19.8 | 火力发电厂(茨城县) |
| 脱硫石膏B | 1090 | 45.6 | 2.35 | 18.9 | 炼铜厂(福岛县) |
| 脱硫石膏C | 1150 | 72.4 | 2.33 | 19.5 | 火力发电厂(茨城县) |
| 脱硫石膏D | 670 | 57.5 | 2.32 | 20.0 | 火力发电厂(长崎县) |
| 磷酸石膏A | 1480 | 39.9 | 2.33 | 20.2 | 磷酸工厂(千叶县) |
| 磷酸石膏B | 1560 | 43.0 | 2.33 | 20.2 | 磷酸工厂(千叶县) |
| 天然石膏A | 510 | 67.7 | 2.32 | 19.6 | 泰国南部 |
按照以下要点制造了本发明的复合石膏板。
首先混合制备形成石膏板芯材的石膏浆：按照预定比例将半水石膏和二水石膏进行干式混合后，再将1500克这种混合物投入预定量水中，使用人工混合机混合20秒钟。使这种石膏浆直接在两张石膏板用原纸之间流展成形为10毫米厚。将此成形物在室内养护二小时，45℃下经过两天干燥后，剪切成边长20厘米的方形板，得到石膏板。
这种石膏板的比重由石膏板尺寸的测定值和重量测定值求出。
石膏板的弯曲强度采用三点弯曲试验法在Instron万能强力试验机上测定的三个试样(尺寸：5cm×20cm×1cm)平均值。
实施例10～14和对照例4～9
按照表3中的混合比制作石膏板，并测定了其物理性质。结果同时汇集于表3之中。为了便于对比，表3中同时列出了对照例4～9(在形成板芯的石膏板表面上未复合石膏板用原纸)的结果。
对于石膏板的生产来说，注入成形法的生产率虽高，但是在进行注入成形操作时，应当保证原料浆的充分流动性，同时还必须对原料浆的柔软度进行充分必要的调节，以便使材料之间不产生分离。所以，这里采用适于测量水泥浆用的管锥试验法，测定了注入成形时所需的流动性。试验了能获得一定流动值(例如14厘米或者10厘米)的配方。
其中，二水石膏使用脱硫石膏A。
表3
| 半水石膏重量份 | 二水石膏重量份 | 以获得14cm流动值的水比进行的试验 | 以获得10cm流动值的水比进行试验 | |||||
| 混水量(％) | 固化体比重 | 弯曲强度(kgf/cm2) | 混水量(％) | 固化体比重 | 弯曲强度(kgf/cm2) | |||
| 实施例10 | 100 | 10 | 71 | 1.07 | 83 | 63 | 1.15 | 88 |
| 实施例11 | 100 | 25 | 68 | 1.08 | 81 | 67 | 1.20 | 86 |
| 实施例12 | 100 | 67 | 62 | 1.09 | 72 | 53 | 1.20 | 79 |
| 实施例13 | 100 | 150 | 54 | 1.13 | 50 | 49 | 1.21 | 55 |
| 实施例14 | 100 | 250 | 50 | 1.19 | 29 | 45 | 1.23 | 31 |
| 对照例4 | 100 | 0 | 80 | 0.97 | 52 | 68 | 1.09 | 63 |
| 对照例5 | 100 | 10 | 71 | 1.09 | 40 | 63 | 1.16 | 41 |
| 对照例6 | 100 | 25 | 68 | 1.10 | 31 | 57 | 1.22 | 33 |
| 对照例7 | 100 | 67 | 62 | 1.11 | 25 | 53 | 1.22 | 28 |
| 对照例8 | 100 | 150 | 54 | 1.15 | 19 | 49 | 1.23 | 21 |
| 对照例9 | 100 | 250 | 50 | 1.20 | 15 | 45 | 1.25 | 17 |
经查，实施例10～14是在100重量份半水石膏中加入了10～250重量份脱硫石膏A的实例，与未加半水石膏的对照例4相比，混水量锐减，在更小的混水量下能够获得相同的石膏浆流动性。而且在实施例10～14中，与半水石膏和二水石膏混合条件相同的对照例相比，得到的板的强度高得多。而且在已有技术中，如果在半水石膏中混合二水石膏，则会使得到的板的强度极度降低，所以必须添加纤维和粘合剂等；而在本发明中，所得到的石膏固化体与石膏板用原纸之间能够形成牢固的整体，因而大幅度地改善了这种现象。
实施例15～24
按照表4的混合比制作石膏板，并测定了下述物理性质。结果同时汇集于表4中。
利用流动值评定了所得到石膏浆的流动性。即，首先将石膏浆充填于处于平板上的丙烯酸管(直径4厘米，高4厘米)中，将试验管缓缓向上提起，按照两点试验法测定石膏浆在该平板上的扩展度，以其平均值作为流动值。
表4
| 半水石膏重量份 | 二水石膏重量份 | 水比 | 流动值(cm) | 比重 | |
| 实施例15 | 100 | 10 | 60 | 8.5 | 1.08 |
| 实施例16 | 25 | 11.2 | 1.06 | ||
| 实施例17 | 67 | 13.2 | 1.04 | ||
| 实施例18 | 150 | 16.5 | 1.03 | ||
| 实施例19 | 250 | 18.2 | 1.02 | ||
| 实施例20 | 100 | 10 | 7.0 | 1.07 | |
| 实施例21 | 25 | 7.9 | 1.05 | ||
| 实施例22 | 67 | 11.2 | 1.04 | ||
| 实施例23 | 150 | 14.5 | 1.02 | ||
| 实施例24 | 250 | 17.5 | 1.02 | ||
| 对照例10 | 100 | 0 | 60 | -.- | -.-- |
| 对照例11 | 65 | 4.9 | 1.08 | ||
| 对照例12 | 70 | 9.8 | 1.04 | ||
| 对照例13 | 75 | 14.2 | 1.00 | ||
| 对照例14 | 80 | 19.8 | 0.96 |
表4中示出的是在混合加入各种二水石膏情况下石膏浆流动性的改善效果。而且其中还示出在100重量份半水石膏中添加预定量二水石膏后得到的石膏浆的流动性，以及由此得到的石膏板的比重。所说的二水石膏，在实施例15～19中使用脱硫石膏A，而在实施例20～24中使用的是脱硫石膏B。
过去石膏浆流动性的调节，如对照例10～14所示，可以通过调节水比的方法达；然而按照本发明，即使在相同的加水量下也能够通过适当调节二水石膏加入量的方法，获得所需的流动性。而且在对照例10中，虽然是与实施例同样在60％水比条件下制造的，但是所得到的石膏浆全无流动性，因而没有测定流动值和石膏板的比重。
此外在对照例11～14中，利用提高水比改善流动性的方法，由得到的石膏浆制造了石膏板，但是在对照例11～14中比重的确具有某种降低的倾向；而本发明的石膏板能够使比重的降低抑制在最低限度内。因此，可以按照加入二水石膏使流动性提高的比例，显著减少水的添加量，所以在经济上也能带来良好结果。
实施例25～31和对照例15
按照表5的混合比制作石膏板，测定了石膏浆的流动性。结果同时汇集于表5中。
表5中研究了使用表2所示的具有代表性的各种二水石膏后，石膏浆流动性的改善效果。而对照例15，是半水石膏中没有加入二水石膏的试验结果。
表5
| 半水石膏重量份 | 二水石膏重量份 | 二水石膏名称 | 流动值(cm) | |
| 实施例25 | 100 | 67 | 脱硫石膏A | 14.3 |
| 实施例26 | 脱硫石膏B | 13.8 | ||
| 实施例27 | 脱硫石膏C | 14.8 | ||
| 实施例28 | 脱硫石膏D | 14.1 | ||
| 实施例29 | 磷酸石膏A | 10.0 | ||
| 实施例30 | 磷酸石膏B | 8.7 | ||
| 实施例31 | 天然石膏A | 14.2 | ||
| 对照例15 | 100 | 0 | 未添加 | 6.6 |
从表5可以看出，各种二水石膏对于石膏浆的流动性都具有改善效果，其改善效果的大小依二水石膏的品牌而异。
粉末材料与水组成的混合物之流动性受粉末粒度的影响，所以重要的问题是：实施本发明时，应当按照所需石膏浆的流动性适当调节二水石膏的加入量。然而，在一定加入量下，添加二水石膏事实上对于石膏浆的流动性具有改善的效果；这样一来，由于能够显著减少加水量，所以能够得到具有更大比重和更高强度的优良的石膏板。
实施例32～33
表6中示出同时使用纸屑和二水石膏的结果。
在实施例32中，采用与实施例1同样的连续注入成形法，按照表6中所示的原料比例和纸屑尺寸制造了本发明的复合石膏板。但是，石膏材料使用57重量份熟石膏和43重量份二水石膏(茨城县火力发电厂产，表2中的脱硫石膏A)预先混合得到的石膏来代替100重量份熟石膏。所得到的石膏板的各种特性.示于表6之中。
另外，在实施例33中，采用与实施例1同样的连续注入成形法，按照表6中所示的原料比例和纸片尺寸制造了本发明的复合石膏板。但是，石膏材料使用65重量份熟石膏和35重量份二水石膏(茨城县火力发电厂产，表2中的脱硫石膏B)预先混合得到的石膏来代替100重量份烧石膏。所得到的石膏板的各种特性示于表6之中。
表6
| 纸屑尺寸 | 混合 | 浆流动性(cm) | 板比重(g/cm3) | 弯曲强度(kgf/cm2) | 握铁钉能力(kgf/cm) | 握螺钉能力(kgf/cm) | |||||
| 例 | 石膏 | 纸屑 | 水 | 减水剂 | 粘合剂 | ||||||
| 实施例32 | 5×5mm | 100 | 6.5 | 60 | 1.0 | 0.5 | 231 | 1.09 | 90.5 | 22.3 | 30.5 |
| 实施例33 | 5×5mm | 100 | 5.0 | 55 | 1.0 | 0.5 | 250 | 1.16 | 95.5 | 15.6 | 28.5 |
注：使用熟石膏与二水石膏按预定比例混合得到的混合石膏，各种原料的混合比是指相对于100重量份这种混合石膏的重量份数。
实施例32和33中，在含有纸屑的基础混合物中加入二水石膏，制成复合石膏板，加入二水石膏后其相对流动性的改善情况，从与表1中实施例的比较中可以看到。也就是说，尽管与表1中实施例2的纸屑混合量大体相同，但是水比却能够大幅度降低(从75％降低至60％或55％)，而且此时的流动性只有少许降低，足以实际使用。此外，石膏板的比重提高，弯曲强度和握(螺、铁)钉能力也极为优良。
以下在实施例34～36中，说明使用碎片体代替纸屑的一些实例。
实施例34
将10克乙烯基三甲氧基硅烷混合分散在100克工业用甲醇中制成偶合剂，对由废盒式磁带的切断物组成的100克碎片体(尺寸：4mm×4mm)上喷涂10克该偶合剂，使碎片体相容，立即在80℃热风下边搅拌边加热处理三小时，得到表面上涂布了偶合剂的碎片体。接着，将经过这种处理的75克碎片体加入到1000克熟石膏(标准混水量70％)中进行干式混合，向其中加入500克10％市售的PVA类粘合剂(商品名：Denka Poval)和400克水，使用人力混合机搅拌后得到石膏浆。将这种石膏浆置于两张石膏板用原纸之间，使之厚度达到1.2厘米，自上方对板加压使之扩展和取向，从而得到了本发明的复合石膏板。所得到的复合石膏板的特性示于表7之中。
对照例16
除了未混合含水粘合剂之外，重复实施例34的操作。得到的复合石膏板的特性示于表1之中。
对照例17
除了未混合偶合剂之外，重复实施例34的操作。得到的复合石膏板的特性示于表1之中。
实施例35
将氧化铝溶胶和酸硅溶溶胶各100克混合，加入30克甲基甲氧基甲硅烷，得到所需的偶合剂。在其中浸渍农用氯乙烯树脂膜破碎物(12mm×12mm)100克，使碎片体与液相分离后，一边在80℃热风下搅拌30分钟，一边进行加热处理，得到了表面上涂覆有偶合剂的碎片体。
然后使用500克10％的市售醋酸乙烯酯类粘合剂(商品名：アイカアイ求ンS)溶液，与实施例34同样方式得到了本发明的复合石膏板。所得到复合石膏板的特性示于表7之中。
对照例18
除了未混合含水粘合剂之外，重复实施例35的操作。得到的复合石膏板的特性示于表7之中。
对照例19
除了未混合偶合剂之外，重复实施例35的操作。得到的复合石膏板的特性示于表7之中。
实施例36
将12克甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷溶解在87克甲基丙烯酸甲酯中，向其中加入0.15克偶氮异丁腈和800毫升二甘醇二甲醚，70℃下使之搅拌反应6小时后得到偶合剂。使用30克这种偶合剂喷涂100克废票证的破碎物(尺寸：15mm×15mm)，直接在100℃热风下边搅拌边进行热处理，得到表面上涂有偶合剂的碎片体。作为含水粘合剂使用500克10％的市售丙烯酸乳液类粘合剂(商品名：Sony Bond SC)水溶液，与实施例34同样方式得到了本发明的复合石膏板。所得到的复合石膏板的特性示于表1之中。
对照例20
除了未混合含水粘合剂之外，重复实施例36的操作。得到的复合石膏板的特性示于表7之中。
对照例21
除了未混合偶合剂之外，重复实施例36的操作。得到的复合石膏板的特性示于表7之中。
表7
注：各原料的混合量是指相对于100重量份石膏而言的重量份数。在对照例17、19和21中，使用了未经偶合剂处理的碎片体。
| 碎片体尺寸 | 混合 | 浆流动性(mm) | 板比重(g/cm3) | 弯曲强度(kgf/cm2) | 握铁钉能力(kgf/cm) | 握螺钉能力(kgf/cm) | ||||
| 石膏 | 碎片体 | 水 | 含水粘合剂 | |||||||
| 实施例34 | 4×4mm | 100 | 7.5 | 85 | 5 | 210 | 0.93 | 84.3 | 22.1 | 28.6 |
| 实施例35 | 12×12mm | 100 | 7.5 | 85 | 5 | 219 | 1.10 | 85.2 | 25.6 | 29.8 |
| 实施例36 | 15×15mm | 100 | 7.5 | 85 | 5 | 208 | 0.97 | 88.3 | 23.4 | 27.0 |
| 对照例16 | 4×4mm | 100 | 7.5 | 85 | 0 | 214 | 1.02 | 61.7 | 10.4 | 17.6 |
| 对照例17 | 4×4mm | 100 | 7.5 | 85 | 5 | 232 | 0.95 | 68.5 | 11.6 | 19.5 |
| 对照例18 | 12×12mm | 100 | 7.5 | 85 | 0 | 221 | 0.95 | 61.5 | 13.1 | 20.5 |
| 对照例19 | 12×12mm | 100 | 7.5 | 85 | 5 | 240 | 0.89 | 68.3 | 14.6 | 22.8 |
| 对照例20 | 15×15mm | 100 | 7.5 | 85 | 0 | 218 | 0.97 | 62.3 | 11.1 | 18.3 |
| 对照例21 | 15×15mm | 100 | 7.5 | 85 | 5 | 239 | 0.91 | 69.2 | 12.3 | 20.3 |
由以上的表7可以看出，在本发明的条件下，石膏浆的流动性能够满足实际需要，而且所得到复合石膏板的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力均优良。此外在实施例34和36中，碎片体使用了具有吸收电磁波特性的磁性碎片体，而且这种碎片体还按照与复合石膏板厚度方向垂直的平面大体上平行取向，可以预期它具有有效吸收电磁波的性能，因而可以用于各种用途。
产业上利用的可能性
按照本发明，在石膏材料中混合纸屑和/或碎片体，并且使之沿特定方向取向，因而使产出的复合石膏板的弯曲强度和握(螺、铁)钉能力得到大幅度改善。此外，通过混合纸屑和/或碎片体，或者通过混合二水石膏，不仅使混合时捏合水的加入量大幅度减少，而且还能提高脱水性，因而可以抑制复合石膏板的那种不需要的轻量化趋势，从而能够预防与之伴随的强度下降。不仅如此，水的残留量小，在以后的干燥工序中还能够节省能量，因而能够提高经济效果。另外，从有效利用作为当今问题的废物上来看，本发明的意义也是巨大的。
Claims (13)
1、一种在石膏材料中混合填料的复合石膏板，其特征在于所说的填料中混合有纸屑和/或碎片体作为必要成分，而且所说的纸屑和/或碎片体沿着与所说的复合石膏板厚度方向垂直的平面大体平行取向。
2、权利要求1所述的复合石膏板，其特征在于所说的石膏材料是由100重量份半水石膏和10～250重量份二水石膏组成的。
3、权利要求1所述的复合石膏板，其特征在于所说的碎片体上涂有偶合剂，而且在石膏基体中混合有含水粘合剂。
4、权利要求3所述的复合石膏板，其特征在于所说的碎片体的基体材料是磁性材料或塑料。
5、权利要求3或4所述的复合石膏板，其特征在于所说的偶合剂的混合比例为相当于石膏材料的0.01～3重量％。
6、权利要求3或4所述的复合石膏板，其特征在于所说的含水粘合剂的混合比例为相当于石膏材料的3～20重量％。
7、权利要求1～3中任何一项所述的复合石膏板，其特征在于所说的纸屑和/或碎片体的混合比例为相当于石膏材料的0.2～2 5重量%。
8、权利要求1～3中任何一项所述的复合石膏板，其特征在于所说的纸屑和/或碎片体具有1mm×1mm～50mm×50mm大小的平面部分。
9、权利要求1～3中任何一项所述的复合石膏板，其特征在于所说的纸屑和/或碎片体的长边与短边之比为1～10。
10、一种复合石膏板的制造方法，其特征在于将石膏材料、纸屑和/或碎片体、水以及需要时加入的其它填料混合，将得到的原料浆供给到可以移动的传送带上，使该传送带一边移动，一边借助于取向装置使原料浆中所含的纸屑和/或碎片体沿着与得到的复合石膏板厚度方向垂直的平面大体平行地取向。
11、一种复合石膏板的制造方法，其特征在于将石膏材料、纸屑和/或碎片体、水以及需要时加入的其它填料混合，将得到的原料浆供入装有筛鼓的罐中，通过抽吸所说的筛鼓内部的空气，使所说的原料浆堆积在所说的筛鼓上，进而使所说的纸屑和/或碎片体按照与得到的复合石膏板厚度方向垂直的平面大体平行地取向。
12、一种石膏板用组合物，其中含有石膏材料、水以及需要时加入的其它填料，其特征在于所说的石膏材料是由100重量份半水石膏和10～250重量份二水石膏组成的。
13、一种石膏板的制造方法，该方法是在以石膏为主成分的板芯两面包覆石膏板用原纸，其特征在于将100重量份半水石膏和10～250重量份二水石膏混合制成石膏浆，进而使所说的石膏浆在所说的石膏板用原纸之间注入成形。
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| CN96192771A CN1179142A (zh) | 1995-02-24 | 1996-02-23 | 复合石膏板 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
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