JP2006206375A

JP2006206375A - スラグ石膏ボード及びその製造方法

Info

Publication number: JP2006206375A
Application number: JP2005020402A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Kiso; 正光木曽; Kenichi Machida; 健一町田; Makoto Watabiki; 誠綿引
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP4453876B2

Abstract

【課題】構造性能、作業性、防火性能及び耐水性能といった要求を全て満たすスラグ石膏ボードを製造する。
【解決手段】本発明に係るスラグ石膏ボードの製造方法は、無端状のフェルトベルトにスラリーを連続的に抄き上げてメーキングロールの周面に積層し、これを切開した後、生板切断工程において生板の幅方向両縁部を切断する際、生板搬送機構１とその下方に直交配置された回収用傾斜コンベア２との間であって該コンベアの上流側に制御ローラ３を配置するとともに、該制御ローラを生板４における切断位置５の鉛直下方に位置決めし、生板４から切断された切断片６ａを制御ローラ３に掛けた上で回収用傾斜コンベア２で搬送回収する。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として住宅の耐力壁に使用するスラグ石膏ボード及びその製造方法に関する。

スラグ石膏ボード等のセメント系板材は、セメントのほか、スラグや砂といった骨材や繊維材料であるパルプが主な原料となっており、例えば丸網抄造法で製造される。丸網抄造法は、セメント系板材の製造方法として従来から広く採用されてきたものであり、かかる製造方法においては、セメント、スラグ等を添加混合してなるスラリーを毛布等で形成した無端フェルトベルトで抄き上げながらメーキングロールに巻き取り、次いで、一定の厚みに積層された時点でメーキングロールから剥がして生板とし、かかる生板を長さ方向及び幅方向に切断した後、必要に応じて脱水プレスし、さらにこれを養生して硬化させる。

かかるセメント系板材は、難燃性に富むため、旧来から壁や屋根等の建築仕上げ材として広く用いられており、環境上の問題からアスベスト（石綿）の使用が難しくなってからも、アスベストに代えてパルプなどの繊維材料を補強材として使用する等、さまざまな改良がなされてきた。

一方、建物の耐震性あるいは耐風性を確保するため、地震や風によって建物に作用する水平力に抵抗できるだけの耐力を持った耐力壁が必要となるが、かかる耐力壁を壁量設計で評価する際には、平面二方向（ＸＹ二方向、桁行き方向と梁間方向）の存在壁量を算出し、かかる存在壁量が必要壁量をそれぞれ上回っていなければならない。ちなみに、在来木造（軸組工法）では、柱梁に囲まれた筋かいも壁倍率に換算された上、存在壁量に加算される。

上述した耐力壁としては、構造用合板、パーティクルボード、ハードボード、硬質木片セメント板、フレキシブル板、石綿パーライト板、石綿けい酸カルシウム板、炭酸マグネシウム板、パルプセメント板、石膏ボードなど数多くの種類があるが、いずれもそれらの水平耐力が壁倍率という指標で予め評価されており、壁量設計の際には、壁倍率に壁長さを乗じた合計値で存在壁量が算出されることになる。

例えば、板厚や釘打ちの方法にもよるが、小片化された木材を樹脂系の接着剤を用いて成形したパーティクルボードは、構造用合板と同様に２．５、ハードボード（硬質繊維板）・硬質木片セメント板（木片セメント板）・フレキシブル板（石綿スレート板）・石綿パーライト板・石綿けい酸カルシウム板・炭酸マグネシウム板などは２と定められており、上述したセメント系板材が属するパルプセメント板や石膏ボードは、１．５〜１と壁倍率は小さい。

特開２００４−１９６６０１特開２００４−１８２５１５特開２００１−１５８６７８特開昭６３−１１７９４３特開昭５４−９６５２３

そこで、防火性能に優れた耐力壁が望まれることとなるが、上述したようにセメント系板材や石膏ボードは防火性能が優れいているものの耐力が低く、構造用合板やパーティクルボードは、優れた強度特性を有する反面、木質系であるがゆえに単独で防火性能を確保することは困難である。

また、石綿（アスベスト）を含むボードは、環境上の観点から使用が禁止されつつあり、建材として今後使用していくことは難しい。

また、セメント系板材の強度を上げすぎると、どうしても脆性破壊性状を呈し、釘打ち、ビス止め等の際に不測の亀裂が入ったり、それが原因で板材が剥落する懸念があるのみならず、事前の穴開け等で施工時の問題を解決できたとしても、地震時において脆性破壊する懸念は払拭できない。加えて、セメント系板材で耐力壁としての性能を発揮させようとすると、重量が大きくなって二人の作業員が必要となり、構造用合板に比べて作業性が悪くなるという問題を生じる。

また、内外装材として用いる場合には、耐湿性・耐水性は当然必要となるが、石膏ボードはかかる耐湿性や耐水性に劣る。

このように、耐力壁として使用可能な板材が数多く存在する一方、構造性能、作業性、防火性能、耐水性能といった要求をすべて満足する板材は実のところ存在せず、各々の短所を補うように複数の板材を組み合わせたり、コストをかけて表面処理することを余儀なくされているというのが現状である。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、構造性能、作業性、防火性能及び耐水性能といった要求を全て満たすことが可能なスラグ石膏ボード及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るスラグ石膏ボードは請求項１に記載したように、所定のスラリーを抄造法で成型してなるスラグ石膏ボードであって、前記スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、該リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％としたものである。

また、本発明に係るスラグ石膏ボードは、前記マイカのアスペクト比を４５〜８０、フレーク径を８０〜３４０μｍ、見かけ比重を０．２５〜０．３０としたものである。

また、本発明に係るスラグ石膏ボードの製造方法は請求項３に記載したように、所定のスラリーを抄造法を用いて成型してなるスラグ石膏ボードの製造方法であって、前記スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、前記リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記マイカのアスペクト比を４５〜８０、フレーク径を８０〜３４０μｍ、見かけ比重を０．２５〜０．３０とし、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％とし、前記抄造法における生板切断工程において生板の幅方向両縁部を切断する際、生板搬送機構とその下方に直交配置された回収用傾斜コンベアとの間であって該コンベアの上流側に所定の制御ローラを配置するとともに、該制御ローラを前記生板の切断位置鉛直下方に位置決めし、前記生板から切断された切断片を前記制御ローラに掛けた上で前記回収用傾斜コンベアで搬送回収するものである。

また、本発明に係るスラグ石膏ボードの製造方法は請求項４に記載したように、所定のスラリーを抄造法を用いて成型してなるスラグ石膏ボードの製造方法であって、前記スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、前記リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記マイカのアスペクト比を４５〜８０、フレーク径を８０〜３４０μｍ、見かけ比重を０．２５〜０．３０とし、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％とし、前記抄造法における養生工程を蒸気養生とするとともに、該蒸気養生において、５０〜７０゜Ｃまで２〜３゜Ｃ／ｈの昇温速度で昇温し、次いで、到達した温度を１６時間以上保持するものである。

本出願人は、防火性や経済性は優れるが重くて作業性が悪く、また強度が低いために屋根材や軒裏材などに用途が限定されていたスラグ石膏ボードを耐力壁として用いることができないかという点に着眼し、さまざまな試験を行い研究を重ねた結果、スラグ石膏ボードの長所を何ら失うことなく、軽量でしかも強度が高いスラグ石膏ボードを開発し、産業上きわめて有益な知見を得ることに成功した。

すなわち、本発明は、従来と同様、所定のスラリーを例えば丸網抄造法で成型するものであるが、スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、該リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％とした。

かかる構成によれば、嵩比重が０．８前後と軽量であるにもかかわらず、壁倍率が４前後と十分な強度をもつスラグ石膏ボードを製造し、これを建物の耐力壁として用いることが可能となる。

ここで、スラグの配合割合を１７〜２２質量％の範囲としたのは、２２質量％を越えると、寸法変化率、特に膨張率が大きくなるとともに、柔軟性（靭性）に欠けるため、脆性的性状を示して亀裂が発生しやすくなり、所望の壁倍率が得られないからであり、７質量％を下回ると、所望の強度を得られないからである。

スラグは、例えば高炉水砕スラグを用いることができる。粉末度を表す指標であるブレーン値が３５００〜９０００ｃｍ²／ｇであるのが好ましく、４０００〜８０００ｃｍ²／ｇであるのが更に好ましい。

ここで、ブレーン値を上述した範囲としたのは、３５００ｃｍ²／ｇ未満とすると反応性が低いため、強度が発現しにくく、９０００ｃｍ²／ｇ以上とすると表面が緻密化するため、施工時に割れや破損が生じやすくなるからである。

また、二水石膏の配合割合を１５〜２０質量％としたのは、この範囲外であると、反応性が低いため硬化が進まず、強度上の安定性が得られないからである。なお、２５質量％を越えると寸法変化率、特に収縮率が大きくなってしまう。

二水石膏は、天然石膏、リン酸石膏、排煙脱硫石膏、焼石膏及び石膏ボード解体材からの石膏を用いることができる。なお、石膏のpHは５以上、粒径５０μｍ以下とする。

また、軽量骨材の配合割合を１４〜２０質量％としたのは、２０質量％を上回ると、成型時に浮いてしまい、成型物の剥離を助長したり性能が安定しないからであり、１４質量％未満、特に１２質量％未満であると、目標とする所定の低比重が得られないからである。

軽量骨材は、パーライト、シラスバルーン、珪藻土、ゾノトライト、トバモライト及び焼却灰等を用いることができる。見かけ比重が０．０８〜０．１３、篩目開き０．６ｍｍパスのものが望ましい。

また、マイカの配合割合を８〜１７質量％、さらに望ましくは１０〜１７質量％としたは、１０質量％未満、特に８質量％未満であると、マイカによる耐力補強、寸法安定性、耐衝撃性向上等の効果が得られにくいからであり、１７質量％、特に２０質量％を上回ると、フレークが大きい場合、剥離現象を起こしやすく、耐力壁としての性能が不安定になるからである。

マイカは、マスコバイト（白色雲母）、フロコバイト（金色雲母）等を用いることができる。かかるマイカは、アスペクト比が４５〜８０，フレーク径が８０〜３４０μｍ、見かけ比重が０．２５〜０．３０であるのが望ましい。

また、セメントの配合割合を５〜６質量％としたのは、６質量％、特に１０質量％を越えると寸法変化率、特に膨張率が大きくなるとともに、柔軟性（靭性）に欠けるため、脆性的性状を示して亀裂が発生しやすくなり、所望の壁倍率が得られないからであり、５質量％未満では、所望の強度を得られないからである。

セメントは、普通ポルトランドセメント、早強セメント、白色セメント、高炉セメント、膨張セメント、フライアッシュセメント等を用いることができる。

また、パルプ質の配合割合を５〜７質量％としたのは、５質量％、特に４質量％未満であるとスラリー中の材料分離が起きやすく品質のバラツキが発生するからであり、７質量％を越えると収縮率が大きくなり、不燃性能が得られなくなるからである。

パルプは、例えば、新聞古紙、クラフトパルプ、亜硫酸パルプ、合成パルプ等を用いることができる。

また、補強繊維の配合割合を５〜８質量％としたのは、８質量％を上回ると、製造過程で積層剥離が生じ、所望の性能を得ることができないからであり、５質量％を下回ると、抄上げ工程における固形分の定着性が悪化するからである。

補強繊維は、耐アルカリガラス繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ロックウール、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、アタパルジャイト、ワラストナイト等を用いることができる。繊維状態では、径が８〜１２μｍで且つ長さが３〜１８ｍｍが好ましく、粉体状態では、平均径が１００μｍ以下が好ましい。

また、無機混和材の配合割合を１〜２質量％としたのは、２質量％、特に３質量％を上回っても、高アルカリによる反応促進効果が増大しないからであり、１質量％未満では、同効果が得られないからである。

無機混和材は、例えば、消石灰、生石灰、水酸化ナトリウム、シリカフラワー等のアルカリ助剤を用いることができる。平均粒径は、３０μｍ以下が好ましい。

また、リサイクル材の配合割合を１１〜１６質量％としたのは、１６質量％を越えると、積層剥離が生じるとともに、寸法安定性が悪くなるからであり、１１質量％を下回ると、再利用効果が低下するからである。

本発明においては、生板切断工程において生板の幅方向両縁部を切断する際、生板搬送機構とその下方に直交配置された回収用傾斜コンベアとの間であって該コンベアの上流側に所定の制御ローラを配置するとともに、該制御ローラを前記生板の切断位置鉛直下方に位置決めし、前記生板から切断された切断片を前記制御ローラに掛けた上で前記回収用傾斜コンベアで搬送回収する。

このようにすると、生板から切断された切断片のうち、回収用傾斜コンベアの上流側に位置する切断片は、回収用傾斜コンベアに載せられて搬送回収される際、コンベアベルトと切断片との間に摩擦力が作用することによって回収用傾斜コンベアから引張力を受けるが、かかる引張力は、上述した制御ローラによって切断片に斜め下方に作用せず、鉛直下方に作用する。

従来においては、斜め下方への引張力によって、すでに切断された生板の見切り面に切断片が擦りつけられるように作用して層間剥離を引き起こし、それが原因で、スラグ石膏ボードの強度特性を低下させていたが、本発明によれば、すでに切断された生板の見切り面に外力が作用することがなくなり、生板の積層状態に悪影響が及ぶ懸念がなくなる。

また、本発明においては、乾燥工程後の含水率を２〜１０％としたが、これは、１０％を上回ると、耐力壁としての強度を確保するのが難しくなるとともに施工後において乾燥収縮し反りが生じるなどの不具合が発生するからであり、２％未満であると、施工時に割れが生じたり吸湿しやすくなるからである。

また、本発明においては、養生は蒸気養生とし、５０〜７０゜Ｃまで２〜３゜Ｃ／ｈの昇温速度で昇温し、次いで、到達した温度を１６時間以上保持する。

これは、５０゜Ｃ未満では、反応が促進しないため強度発現が起こらず、７５゜Ｃ以上では、板内温度が不安定となり冷却時に割れが発生し易くなるからである。また、保持時間が１６時間未満では、硬化反応時間が不足し強度が不足するからである。

以下、本発明に係るスラグ石膏ボード及びその製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係るスラグ石膏ボードは、スラリーの固形分をスラグ、二水石膏、軽量骨材、マイカ、セメント、パルプ質、補強繊維、無機混和材及びリサイクル材で構成とするとともに、抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％とし、かかるスラリーを抄造法の一つである丸網抄造法で成型してある。

スラグは、例えば高炉水砕スラグを用いることが可能であり、そのブレーン値は、３５００〜９０００ｃｍ²／ｇであるのが好ましく、４０００〜８０００ｃｍ²／ｇであるのが更に好ましい。

なお、スラリー中の水については、固形分濃度が３．５〜５質量％となるようにその量を調整する。

スラリーにおけるスラグの配合割合は、１７〜２２質量％、望ましくは１７〜２１質量％とする。これは、２２質量％を越えると、寸法変化率、特に膨張率が大きくなるとともに、柔軟性（靭性）に欠けるため、脆性的性状を示して亀裂が発生しやすくなり、所望の壁倍率が得られないからであり、７質量％を下回ると、所望の強度を得られないからである。

二水石膏は、天然石膏、リン酸石膏、排煙脱硫石膏、焼石膏及び石膏ボード解体材からの石膏から適宜選択することが可能であり、例えば、リン酸石膏を用いることができる。なお、石膏のpHは５以上、粒径５０μｍ以下とする。

スラリーにおける二水石膏の配合割合は、１５〜２０質量％とする。これは、かかる範囲外であると、反応性が低いため硬化が進まず、強度上の安定性が得られないからである。なお、２５質量％を越えると寸法変化率、特に収縮率が大きくなってしまう。

軽量骨材は、パーライト、シラスバルーン、珪藻土、ゾノトライト、トバモライト及び焼却灰等から適宜選択することが可能であり、例えばパーライトを用いることができる。かかる軽量骨材は、見かけ比重が０．０８〜０．１３、篩目開き０．６ｍｍパスのものが望ましい。

スラリーにおける軽量骨材の配合割合は、１４〜２０質量％とする。これは、２０質量％を上回ると、成型時に浮いてしまい、成型物の剥離を助長したり性能が安定しないからであり、１４質量％未満、特に１２質量％未満であると、目標とする所定の低比重が得られないからである。

マイカは、マスコバイト（白色雲母）、フロコバイト（金色雲母）等から適宜選択することが可能であり、アスペクト比が４５〜８０、フレーク径が８０〜３４０μｍ、見かけ比重が０．２５〜０．３０であるのが望ましい。かかるマイカは、例えばマスコバイト（アスペクト比６５、フレーク径２３０μｍ）を用いることができる。

スラリーにおけるマイカの配合割合は、８〜１７質量％、望ましくは１０〜１７質量％とする。これは、１０質量％未満、特に８質量％未満であると、マイカによる耐力補強、寸法安定性、耐衝撃性向上等の効果が得られにくいからであり、１７質量％、特に２０質量％を上回ると、フレークが大きい場合、剥離現象を起こしやすく、耐力壁としての性能が不安定になるからである。

セメントは、普通ポルトランドセメント、早強セメント、白色セメント、高炉セメント、膨張セメント、フライアッシュセメント等から適宜選択することが可能であり、例えば普通ポルトランドセメントを用いることができる。

スラリーにおけるセメントの配合割合は、５〜６質量％とする。これは、６質量％、特に１０質量％を越えると寸法変化率、特に膨張率が大きくなるとともに、柔軟性（靭性）に欠けるため、脆性的性状を示して亀裂が発生しやすくなり、所望の壁倍率が得られないからであり、５質量％未満では、所望の強度を得られないからである。

パルプは、新聞古紙、クラフトパルプ、亜硫酸パルプ、合成パルプ等から適宜選択することが可能であり、例えば、クラフトパルプを用いることができる。

スラリーにおけるパルプ質の配合割合は、５〜７質量％、望ましくは５〜６質量％とする。これは、５質量％、特に４質量％未満であるとスラリー中の材料分離が起きやすく品質のバラツキが発生するからであり、７質量％を越えると収縮率が大きくなり、不燃性能が得られなくなるからである。

補強繊維は、耐アルカリガラス繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ロックウール、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、アタパルジャイト、ワラストナイト等から適宜選択することが可能であり、繊維状態では、径が８〜１２μｍで且つ長さが３〜１８ｍｍであるが好ましく、粉体状態では、平均径が１００μｍ以下が好ましい。本実施形態にかかる補強繊維としては、たとえばガラス繊維（径１０μｍ、長さ１２ｍｍ）を用いることが可能である。

スラリーにおける補強繊維の配合割合は、５〜８質量％、望ましくは５〜６質量％とする。これは、８質量％を上回ると、製造過程で積層剥離が生じ、所望の性能を得ることができないからであり、５質量％を下回ると、抄上げ工程における固形分の定着性が悪化するからである。

無機混和材は、例えば、消石灰、生石灰、水酸化ナトリウム、シリカフラワー等のアルカリ助剤から適宜選択することが可能であり、平均粒径は、３０μｍ以下が好ましい。かかる無機混和材としては消石灰を用いることができる。

スラリーにおける無機混和材の配合割合は、１〜２質量％とする。これは、２質量％、特に３質量％を上回っても、高アルカリによる反応促進効果が増大しないからであり、１質量％未満では、同効果が得られないからである。

リサイクル材は、丸網抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成してある。

スラリーにおけるリサイクル材の配合割合は、１１〜１６質量％、望ましくは１３〜１６質量％とする。これは、１６質量％を越えると、積層剥離が生じるとともに、寸法安定性が悪くなるからであり、１１質量％を下回ると、再利用効果が低下するからである。

本実施形態に係るスラグ石膏ボードは、乾燥工程後の含水率を２〜１０％としてある。これは、１０％を上回ると、耐力壁としての強度を確保するのが難しくなるとともに施工後において乾燥収縮し反りが生じるなどの不具合が発生するからであり、２％未満であると、施工時に割れが生じたり吸湿しやすくなるからである。

次に、本実施形態に係るスラグ石膏ボードを丸網抄造法を用いて製造する手順を説明する。なお、抄造機を用いた丸網抄造方法の基本的手順についてはすでに広く知られているので、本実施形態では、公知に係る手順を随時省略しながら説明する。

図１は、かかる製造方法の手順を示したフローチャートである。

同図でわかるように、まず、上述した組成で混合されたスラリーをバット内に貯留し、次いで、バット内にその下方部分を横向きに沈められたシリンダを回転させることでバット内のスラリーを引き上げ、次いで、シリンダの回転にあわせて該シリンダに当接しつつ周回している無端状のフェルトベルトにスラリーを連続的に抄き上げる（ステップ１０１）。

ここで、スラリーの抄上げと並行して、ナッシュと呼ばれる吸引脱水装置を用いてフェルトベルトの裏側からスラリーを脱水し、後述するメーキングロールに巻回される程度に含水比を落とす。

次に、フェルトベルトの先端近傍にて該フェルトベルトに当接しながらその周回速度に合わせて回転しているメーキングロールにフェルトベルトに付着したスラリーを移し、該スラリーを所望の層数だけ該メーキングロールの周面に積層する（ステップ１０２）。

所望の層数だけスラリーを積層させたならば、メーキングロールに設置されたピアノ線で積層されたスラリーをロール軸線に沿って切開する（ステップ１０３）。

このようにすると、切開されたスラリーは、生板として生板搬送機構の上に平板状に拡がる。

次に、生板搬送機構で搬送中の生板を従来通り、長さ方向に切断するとともに、幅方向についてはウォータジェットで両側縁部を切断するが、本実施形態では、生板切断工程において生板の幅方向両縁部を切断する際、図２に示すように、生板搬送機構１とその下方に直交配置された回収用傾斜コンベア２との間であって該コンベアの上流側に制御ローラ３を配置するとともに、該制御ローラを生板４における切断位置５の鉛直下方に位置決めし、生板４から切断された切断片６ａを制御ローラ３に掛けた上で回収用傾斜コンベア２で搬送回収する（ステップ１０４）。

このようにすると、生板４から切断される切断片６ａ，６ｂのうち、回収用傾斜コンベア２の上流側に位置する切断片６ａは、回収用傾斜コンベア２に載せられて搬送回収される際、コンベアベルトと切断片６ａとの間に摩擦力が作用することによって回収用傾斜コンベア２から引張力を受けるが、かかる引張力は、上述した制御ローラ３によって切断片６ａに斜め下方に作用せず、鉛直下方に作用する。

従来においては、図３に示すように、斜め下方への引張力によって、すでに切断された生板の見切り面に切断片が擦りつけられるように作用して層間剥離を引き起こし、それが原因で、スラグ石膏ボードの強度特性を低下させていたが、本実施形態によれば、すでに切断された生板４の見切り面に外力が作用することがなくなり、生板４の積層状態に悪影響が及ぶ懸念がなくなる。

生板を長さ方向及び幅方向に切断したならば、次に、該生板を蒸気養生する（ステップ１０５）。かかる蒸気養生は、５０〜７０゜Ｃまで２〜３゜Ｃ／ｈの昇温速度で昇温し、次いで、到達した温度を１６時間以上保持する。

蒸気養生が終了したならば、次に、乾燥工程後の含水率が２〜１０％となるように乾燥室で乾燥させる（ステップ１０６）。

次に、製品としての寸法精度を確保すべく、乾燥処理が終わったスラグ石膏ボードを裁断する（ステップ１０７）。ここで、裁断工程で生じた粉砕物は、リサイクル材として、スラリーの原料として再利用する。

以上説明したように、本実施形態に係るスラグ石膏ボード及びその製造方法によれば、嵩比重が０．８前後と軽量であるにもかかわらず、壁倍率が４前後と十分な強度をもつスラグ石膏ボードを製造し、これを建物の耐力壁として用いることが可能となる。

また、本実施形態に係るスラグ石膏ボードの製造方法によれば、生板４から切断される切断片６ａ，６ｂのうち、回収用傾斜コンベア２の上流側に位置する切断片６ａは、回収用傾斜コンベア２に載せられて搬送回収される際、コンベアベルトと切断片６ａとの間に摩擦力が作用することによって回収用傾斜コンベア２から引張力を受けるが、かかる引張力は、上述した制御ローラ３によって切断片６ａに斜め下方に作用せず、鉛直下方に作用する。

そのため、すでに切断された生板４の見切り面に外力が作用せず、生板４の積層状態に悪影響が及ぶ懸念がなくなり、かくして強度特性に優れたスラグ石膏ボードを製造することが可能となる。

本発明に係るスラグ石膏ボード及びその製造方法の実証試験を行った。
試験条件は以下の通りである。
（１）原材料
スラグ：高炉水砕スラグ（ブレーン値４０００ｃｍ²／ｇ）
二水石膏：リン酸石膏
軽量骨材：パーライト
マイカ：マスコバイト（アスペクト比６５，フレーク径２３０ｍ）
セメント：普通ポルトランドセメント
パルプ：クラフトパルプ
補強繊維：ガラス繊維（径１０μｍ、長さ１２ミリ）・アタパルジャイト
無機混和材：消石灰
リサイクル材：同質品の粉砕粉
（２）製造方法
製法を丸網抄造とし、メーキングロールへの積層（巻取り）により生産した。
（３）試験方法
(a)嵩比重、曲げ強度、寸法変化率（収縮率、膨張率）
JIS A 5430 繊維強化セメント板に準ずる。
但し、曲げ強度用サイズはスパン１５０ｍｍ、巾１００ｍｍ、長さ２００ｍｍ。
(b)防火材料試験
コーンカロリーメーターによる２０分間の不燃性能試験。
判定基準は以下の通り。
総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２を越えない。
２００ｋＷ／ｍ^２を越える発熱速度が１０秒を超えて継続しない。
(c)釘の側面抵抗試験
ASTM D1037(LATERAL NAIL RESISTANCE TESTS)に準ずる。
倍率試験（壁面内せん断試験）は、水平方向から躯体に正負の荷重を掛け変形させ、耐力面材の変位に対する耐力と外観を観察し評価する。釘側面抵抗試験は、上記の水平力に対しどの程度耐えうるかを釘を貫通させ、この釘を引張する試験であり、耐力面材の木口に剥離や欠け等なければ、この釘側面抵抗試験と壁倍率試験には相関傾向がある。
(d)釘頭貫通試験
ASTM D1037(LATERAL NAILHEAD PULL-THROUGH TESTS)に準じる。
壁倍率試験（壁面内せん断試験）での耐力面材の破壊状況は、クラック・割れ、剥離、パンチアウト等あるが、釘頭貫通試験値が高いと、これらの固定物の頭部が抵抗し耐力面材の前に出ようとする反りを抑えられる。
（４）試験体の配合比率及び試験結果
試験体の配合比率及び試験結果を表１に示す。

なお、同表中の判定基準に関し、嵩比重０．８５以下を一次合格とし、更に軽量化を進めて嵩比重０．８以下を最終合格とした。これを判定１と呼び、一次合格、２次合格をそれぞれ一重丸、二重丸で示した。

次に、壁倍率（実験値）３．５７倍以上を一次合格とし、更に耐力を向上させ、壁倍率４．０倍以上を最終合格とした。これを判定２と呼び、一次合格、２次合格をそれぞれ一重丸、二重丸で示した。

判定１，２とも一次合格である場合を総合判定欄で一重丸で、判定１，２とも最終合格である場合を二重丸で示した。

表１でわかるように、試験体No.１は、高炉水砕スラグ等が本実施形態の配合範囲から外れており、その結果、嵩比重が０．９９と重くなっていることがわかる。また、試験体No.２は、セメントやパルプが本実施形態の配合範囲から外れているとともに、含水率が１０％を越えた結果、嵩比重がまだ十分小さくなっていない。試験体No.６〜９は、配合比率は満たしているとともに、含水率を満たしているものもあるが、生板の幅方向両縁部を切断する際の不具合のため、耐力壁としての強度の指標である壁倍率は、２．９〜３．６程度と不十分であることがわかる。

それに対し、試験体No.３〜５は、配合比率及び含水率を満たしており、総合判定としても良好な結果を得た。ここで、これらの試験体では、生板の幅方向縁部を切断する際の改良がなされていないが、上述の条件を満足すれば、耐力壁として良好な結果が得られる可能性があることを示している。

一方、試験体No.１０〜１２は実施形態のステップ１０４で説明したように、生板切断工程において生板の幅方向両縁部を切断する際、生板から切断された切断片を制御ローラに掛けた上で回収用傾斜コンベアで搬送回収して製造されたものである。

このように、生板の幅方向縁部を切断する際の改良がなされた試験体No.１０〜１２は、配合比率及び含水率を満たしていることとも相まって、壁倍率が４を上回り、耐力壁としてきわめて良好な結果が得られることがわかる。

壁倍率を算出するにあたっては、建築基準法施工令第４６条第４項表１の（八）に基づく木造軸組耐力壁の試験方法に準拠した。

図４は、壁倍率を算出するための加力試験装置を示した正面図であり、上述した各試験体は、幅９１０ｍｍ、高さ２，７３０ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍにそれぞれ成型してあり、かかる試験体を二枚用意した上、これらを、１０５ｍｍ×１０５ｍｍの土台とその上に１，８２０ｍｍの柱心間隔で立設された１０５×１０５ｍｍの一対の柱と該一対の柱に架け渡された１０５×１８０ｍｍの梁とからなる軸組に横に並べて留め付けてある。

本実施形態に係るスラグ石膏ボードの製造方法の手順を示したフローチャート。制御ローラを設けた場合の切断片の搬送回収の様子を示した図。制御ローラを設けない場合の切断片の搬送回収の様子を示した図。壁倍率を算出するための加力試験装置を示した正面図。

Claims

所定のスラリーを抄造法で成型してなるスラグ石膏ボードであって、前記スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、該リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％としたことを特徴とするスラグ石膏ボード。
前記マイカのアスペクト比を４５〜８０、フレーク径を８０〜３４０μｍ、見かけ比重を０．２５〜０．３０とした請求項１記載のスラグ石膏ボード。
所定のスラリーを抄造法を用いて成型してなるスラグ石膏ボードの製造方法であって、前記スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、前記リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記マイカのアスペクト比を４５〜８０、フレーク径を８０〜３４０μｍ、見かけ比重を０．２５〜０．３０とし、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％とし、前記抄造法における生板切断工程において生板の幅方向両縁部を切断する際、生板搬送機構とその下方に直交配置された回収用傾斜コンベアとの間であって該コンベアの上流側に所定の制御ローラを配置するとともに、該制御ローラを前記生板の切断位置鉛直下方に位置決めし、前記生板から切断された切断片を前記制御ローラに掛けた上で前記回収用傾斜コンベアで搬送回収することを特徴とするスラグ石膏ボードの製造方法。
所定のスラリーを抄造法を用いて成型してなるスラグ石膏ボードの製造方法であって、前記スラリーの組成を、スラグ１７〜２２質量％、二水石膏１５〜２０質量％、軽量骨材１４〜２０質量％、マイカ８〜１７質量％、セメント５〜６質量％、パルプ質５〜７質量％、補強繊維５〜８質量％、無機混和材１〜２質量％、リサイクル材１１〜１６質量％とするとともに、前記リサイクル材を前記抄造法における乾燥後の裁断工程で生じた粉砕物で構成し、前記マイカのアスペクト比を４５〜８０、フレーク径を８０〜３４０μｍ、見かけ比重を０．２５〜０．３０とし、前記抄造法における乾燥工程後の含水率を２〜１０％とし、前記抄造法における養生工程を蒸気養生とするとともに、該蒸気養生において、５０〜７０゜Ｃまで２〜３゜Ｃ／ｈの昇温速度で昇温し、次いで、到達した温度を１６時間以上保持することを特徴とするスラグ石膏ボードの製造方法。