JP2000072521A - 石膏ボード及びその製造方法 - Google Patents

石膏ボード及びその製造方法

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JP2000072521A
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gypsum
board
persulfate
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hemihydrate gypsum
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Hiroyoshi Nagai
廣義 長井
Koji Abe
孝司 阿部
Tadashi Yoshino
正 芳野
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Mitsui Chemicals Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/142Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements
    • C04B28/143Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements the synthetic calcium sulfate being phosphogypsum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C04B2111/0062Gypsum-paper board like materials

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凝結硬化時間が速く、短時間でボード
原紙との仮接着性が発現し、高強度を有し、生産性の高
い石膏ボードを製造する。 【解決手段】 石膏に過硫酸塩を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は過硫酸塩を用い、極
めて凝結硬化時間が速く、ボード原紙との接着性にすぐ
れ、高強度を有し、生産性の高い石膏ボード及びその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】石膏ボードは、安価で不燃性に優れる等
の性質が評価されて建材として多用されており、一般に
石膏を主体とする板状の無機芯材に両面からボード用原
紙を積層した構成から成り立っている。これを製造する
には、焼石膏を泡剤、減水剤、澱粉等の添加剤と共にミ
キサーで水と混合して石膏スラリーを製造し、その石膏
スラリーをボード用原紙上に層状に流すと共に上から別
のボード用原紙で挟んで板状に展圧し、石膏スラリーを
凝結・硬化させた後に乾燥させる方法が一般的に行われ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の石膏ボードは、実用的には、なお改良されるべき点
も残されている。例えば、石膏芯材とボード原紙の接着
性が必ずしも十分とはいえない。又、石膏基材の軽量化
と基材強度の向上がある。この解決方法として、デンプ
ンの種類、添加量、乾燥温度と時間等に関して種々検討
がなされているが、いずれも以下に示すような問題点を
抱えている。例えば、原料コスト、製造設備、乾燥時間
等の総生産コストの上昇、デンプン等の接着助剤添加に
よるボード製品へのカビ、吸湿によるタワミ等が挙げら
れる。
【0004】ボード原紙との接着性の改良方法として石
膏芯板を結合接着剤、例えば、澱粉の助けを借りて表面
シートに結合されたボード及びその製造方法(特開平5
−148001号公報)、あるいはボード用原紙に石膏
を含む石膏スラリーを積層状態に流して無機芯材を構成
したものであって、その無機芯材のうち、ボード原紙に
接する部分はその石膏の含有量が高くされていることを
特長とする方法(特開平6−321659号公報)が提
唱されているが、いずれも満足する結果が得られておら
ず、かつ製造方法が複雑であり、作業性が悪く、よって
生産性が低い等の問題が残されている。
【0005】一方、用いられる原料石膏の種類には実製
造面においてある程度制約されているのが現実である。
例えば、湿式燐酸製造時に副生するα半水石膏は凝結時
間、水和速度、ボード原紙との接着性、製品のソリ等の
問題から安価ではあるが使用されているのは極く限られ
た条件範囲である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、石膏に特定の
化合物を添加することにより、凝結硬化時間が速く、よ
って、短時間で極めてボード原紙との仮接着性が発現
し、高強度を有し、生産性の高い石膏ボードが得られる
のである。
【0007】即ち、本発明は石膏と過硫酸塩を用いる石
膏ボードおよび石膏に過硫酸塩を添加し、得られた石膏
スラリーを下部用ボード原紙上に流し込み、上部用原紙
と一体化することを特徴とする石膏ボードの製造方法に
関する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。本発明に用いる石膏は、β半水石膏またはβ半水石
膏とα半水石膏との混合された石膏であって特に限定す
るものではない。しかし、α半水石膏に於いては、その
製造方法によって非常に製造コストが高くなり実用的で
はない。例えば、天然石膏や排煙脱硫酸石膏等の二水石
膏をオートクレイブを用いた加圧水溶液法、あるいは加
圧水蒸気法で低反応温度・短反応時間の条件下において
脱水して製造するα型半水石膏等であり、一般的な石膏
ボードの製造方法には用いられていない。
【0009】本発明に用いるα半水石膏は、火山岩性燐
鉱石と硫酸を用いて湿式燐酸製造製造法により燐酸を製
造する際に副生するα半水石膏であるが、この石膏にア
ルカリが添加された場合でもなんら支障なく用いること
ができる。しかしながら、湿式燐酸製造時に副生するα
半水石膏は、一般的なα半水石膏に比し、混水量がやや
高く、凝結時間の不安定さという欠点はあるものの、凝
結時間の安定化や水和促進を目的にアルカリを添加する
ことによりボードへの使用が可能である。例えば、特願
平8−347435公報により、β半水石膏との50重
量%までの混合技術は提唱されているが、本発明による
過硫酸塩を添加し凝結硬化させる方法を用いることによ
り、α半水石膏の混合割合を上げることが可能となる。
即ち、β半水石膏とこれと混合に用いる場合の湿式燐酸
製造時に副生するα半水石膏の割合は70重量%まで可
能となる。α半水石膏の混合割合が70重量%を越える
と接着性の問題を生じるので好ましくない。過硫酸塩を
用いるα半水石膏は、水和促進剤としてアルカリが添加
された場合でも、又無添加の場合でもよい。
【0010】本発明に用いる過硫酸塩類としては、過硫
酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、
過硫酸バリウム等が例示できる。本発明に用いる過硫酸
塩類の添加量としては、石膏100重量部(固型分換
算)に対し、0.1〜5.0重量部が好ましく、更に好
ましくは、0.3〜2.0重量部、最も好ましくは、
0.3〜1.0重量部が好適である。0.1重量部未満
では凝結促進効果が発現しにくく、5.0重量部を越え
ると、凝結時間が速すぎ、ボード原紙との接着性、作業
性の低下が著しいので好ましくない。
【0011】本発明において、過硫酸塩の添加方法は、
特に限定するものではない。即ち、用いる石膏に予め混
合しておいてもよく、石膏スラリー中に単独添加、又は
水溶液で用いてもなんら本効果に支障を来すものではな
い。
【0012】石膏ボードの製造方法における乾燥工程中
において、石膏ボードの品温は60℃以上、100℃以
下が望ましく、さらに好ましくは、65℃〜80℃であ
る。乾燥時間は、一般的な熱風循環式乾燥機であれば、
例えば、乾燥機内の熱風温度が140〜160℃であれ
ば20分〜60分か望ましく、さらに好ましくは30分
〜50分である。品温が60℃以下となる乾燥条件の場
合、乾燥時間が長くなり、生産性に大きく支障を来すと
ともに、石膏ボードの品質低下の原因となる。また、品
温が100℃以上となる条件下では、ボードが過乾燥状
態となり、石膏ボード芯材とボード原紙との接着不良の
原因となる。
【0013】石膏スラリー中には、上述の過硫酸塩の他
に、ボードの製品機能性を上げるため、澱粉、水溶性高
分子類、泡剤、減水剤、硬化触媒、耐水化剤、難燃剤、
防かび剤、防腐剤等の薬剤が含まれていても良い。又、
軽量化を目的とした従来技術である軽量骨材、泡剤の使
用は特に限定するものではなく、パーライト、バーミキ
ューライト、シラスバルーン等を用いることができる。
【0014】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を詳述するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、
部は特にことわりのないときは重量部を表す。 実施例1 β半水石膏100部に、デキストリン1部、泡剤(花王
株式会社製 D−3D)0.8部、減水剤(日本製紙株
式会社製 ビスパーズ215G)1.8部、水75.4
部を混合攪拌して得られた石膏スラリーに、過硫酸アン
モニウム0.5部を添加し、得られた石膏スラリーを上
下に配した石膏ボード用原紙の間に流し込み板状に成型
し、熱風循環式乾燥機で乾燥し石膏ボードを得た。乾燥
条件は150℃にて30分間とし、取り出し後、40℃
熱風循環式乾燥機内にて付着水を十分に除去した後物性
評価した。結果を表1に示す。
【0015】評価項目と方法 <スランプ>直径55mm、高さ50mmの筒(フロー
コーン)の中へ、本スラリーを15秒間混練後、直ちに
筒が満量となるまで流し込む。混練開始から30秒後に
筒を垂直に引き上げ、円形に広がったスラリーの直径を
3〜4個所測定し平均値を記録する(流動性を判定)。 <凝結時間>JIS・R9112に準拠し実施した。凝
結時間とは、石膏を水中に投入し始めてから凝結するま
での時間をいう。測定にはビカー針装置凝結時間測定器
を利用し、金属円筒形に15秒間攪拌したスラリーを流
し込み次の試験を行う。 (1)始発時間(B点)は、測定器の標準針が供試体の
表面から1mmの深さに止まるようになるまでの時間を
いう。 (2)見掛けの終結時間(C点)は、測定器の標準針が
供試体の底から1mmの高さに止まるようになるまでの
時間をいう。 <仮接着性>石膏スラリーとボード原紙が一体化した時
点から、ボード原紙が凝結硬化中の石膏スラリーと接着
を開始するまでの時間。
【0016】<製品接着性>試験片(120mm×50
mm)を端から20mmの個所に切り込みをいれボード
を折り曲げ、接着試験機へセットする。2kgの荷重を
掛け、接着面を剥離させ、接着判定部分面積(50mm
×60mm)に対する原紙の接着面積を百分率で表す。 <ボード比重>試験片(300×400mm)を乾燥工
程終了後、40℃熱風循環式乾燥機内にて付着水を十分
に除去した後に測定。 <曲げ強度>JIS R 9112に準拠し実施した。
試験片(300×400mm)を曲げ強度用試験機(丸
菱科学機械製作所GBL−500)の支持部(幅350
mm)に置き、ボードの中心部に架橋部を合わせ、架橋
部を250N/分で加圧する。ボードが割れた時の力を
曲げ強度とする。
【0017】実施例2 実施例1の過硫酸アンモニウムを過硫酸カリウムに変更
した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示
す。
【0018】実施例3 実施例1の過硫酸アンモニウム0.5部を1.0部とし
た以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0019】実施例4 実施例1のβ半水石膏を、β半水石膏40部、湿式燐酸
製造時に副生するα半水石膏60部、水74.8部、減
水剤2.0部、泡剤1.2部とした以外は実施例1と同
様に行った。結果を表1に示す。
【0020】比較例1 実施例1の過硫酸アンモニウム0.5部を0部とした以
外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】本発明は石膏を含む石膏スラリーに特定
の化合物を加えることにより、凝結硬化時間が速く、か
つ短時間で極めてボード原紙との仮接着性がよく、高強
度を有する石膏ボードを得ることができる。これらは、
従来技術では達成されなかった、建築用として使用され
る石膏ボードの高強度化、ボード原紙との接着性の向
上、生産性の高い、高品質の石膏ボードを得ることを可
能にした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AA07A AE06A BA02 DG10B GB07 JK01 JL02 JL11 4G012 MB04 MB11 MB12 PA07 PB10 PB11 PC06 PC12 4G052 AB04 AB45

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石膏と過硫酸塩を用いることを特徴と
    する石膏ボード。
  2. 【請求項2】 石膏が、β半水石膏100〜30重量
    %、湿式燐酸製造時に副生するα半水石膏0〜70重量
    %の割合である請求項1記載の石膏ボ−ド。
  3. 【請求項3】 石膏100重量部(固型分換算)に対
    し、過硫酸塩0.1〜5.0重量部を添加する請求項1
    記載の石膏ボード。
  4. 【請求項4】 石膏に過硫酸塩を添加し、得られた石
    膏スラリーを下部用ボード原紙上に流し込み、上部用原
    紙と一体化することを特徴とする石膏ボードの製造方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2016121025A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 花王株式会社 遠心成形用水硬性組成物

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