JP6999167B2 - A gypsum molded body and a method for manufacturing the same, and building materials including the gypsum molded body. - Google Patents
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Description
本発明は、石膏成形体およびその製造方法、ならびに、前記石膏成形体を含む建築用材料に関する。 The present invention relates to a gypsum molded body and a method for producing the same, and a building material including the gypsum molded body.
石膏ボードは、耐火性や遮音性に優れ、安価であることから、建築用材料として広く使用されているが、石膏ボードの使用の増加に伴い、廃棄される石膏ボード（廃石膏ボード）の処理が問題となっている。今後も、廃石膏ボードの廃棄量の増大が予想されることから、廃石膏ボードを再利用（リサイクル）する技術の開発はますます重要となっている。 Gypsum board is widely used as a building material because it has excellent fire resistance, sound insulation, and low cost. However, with the increasing use of gypsum board, disposal of gypsum board (waste gypsum board) is discarded. Is a problem. As the amount of waste gypsum board discarded is expected to increase in the future, the development of technology for reusing (recycling) waste gypsum board is becoming more and more important.
石膏ボードに含まれる石膏は、主に二水石膏であり、再利用においては、加熱により半水石膏または無水石膏に変換した後に利用されることが多い。この加熱にはコストがかかるという問題があるため、石膏ボードの大半は、依然として、産業廃棄物として埋立処分されているのが現状である。そこで、廃石膏ボードの石膏成分を、半水石膏または無水石膏に変換することなしに、再利用できる技術が望まれている。 The gypsum contained in gypsum board is mainly dihydrate gypsum, and in reuse, it is often used after being converted into hemihydrate gypsum or anhydrous gypsum by heating. Due to the costly problem of this heating, most gypsum boards are still landfilled as industrial waste. Therefore, there is a demand for a technique that can reuse the gypsum component of waste gypsum board without converting it into hemihydrate gypsum or anhydrous gypsum.
また、石膏は、強度が低いという欠点があり、強度を向上させるために、石膏に強化繊維、樹脂、木質チップ等を混合させる方法も知られている。 Further, gypsum has a drawback of low strength, and a method of mixing reinforcing fibers, resin, wood chips, etc. with gypsum is also known in order to improve the strength.
例えば、特許文献１には、人工木材（ＷＰＣ）の代替品として、天然の木材と同等若しくはそれを超える難燃性を有する木質調合成樹脂組成物として、合成樹脂成分１００重量部と石膏成分３０乃至２００重量部とを含む樹脂組成物であって、当該組成物は、当該合成樹脂成分中に当該石膏成分が均一に分散して混合せしめられており、且つ、当該組成物には、更に繊維成分が混在せしめられており、更に、当該石膏成分には、その中に、２乃至１５重量％、好ましくは、３乃至８％、より好ましくは、４乃至６％の結晶水が閉じ込められている事を特徴とする難燃性を有する木質調合成樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献２には、天然の木材と同等若しくはそれを超える難燃性を有する木質調合成樹脂組成物の成形体製造装置が開示されている。
For example, Patent Document 1 describes 100 parts by weight of a synthetic resin component and 30 parts of a gypsum component as a wood-like synthetic resin composition having a flame retardancy equal to or higher than that of natural wood as a substitute for artificial wood (WPC). A resin composition containing up to 200 parts by weight, in which the gypsum component is uniformly dispersed and mixed in the synthetic resin component, and the composition further contains fibers. The components are mixed, and further, 2 to 15% by weight, preferably 3 to 8%, more preferably 4 to 6% of crystalline water is confined in the gypsum component. A wood-like synthetic resin composition having a flame retardancy characterized by the above is disclosed.
Further, Patent Document 2 discloses an apparatus for producing a molded product of a wood-like synthetic resin composition having a flame retardancy equal to or higher than that of natural wood.
しかしながら、特許文献１や２に記載の木質調合成樹脂組成物は、ある程度の耐熱性を有してはいるものの、建築基準法の定める基準を満足するまでには至っていない。そのため、建築用材料としては使用できず、用途が限られていた。
建築基準法で定められた防火材料としての基準を満足する性能を有することで、建築用途の使用範囲を広げられるが、石膏に有機物を添加した場合、耐火性は低下する傾向にある。一般的に、耐火性を維持するためには、有機物の添加量が制限され、少量の添加量では十分な強度の向上は期待できないと考えられていた。そのため、石膏に有機物を添加した系においては、曲げ強度と耐火性を両立させることは困難であると考えられていた。
However, although the wood-like synthetic resin compositions described in Patent Documents 1 and 2 have a certain degree of heat resistance, they have not yet satisfied the standards stipulated by the Building Standards Act. Therefore, it cannot be used as a building material, and its use is limited.
By having the performance that satisfies the standard as a fireproof material stipulated by the Building Standard Law, the range of use for building applications can be expanded, but when organic substances are added to gypsum, the fire resistance tends to decrease. In general, in order to maintain fire resistance, the amount of organic matter added is limited, and it has been considered that sufficient improvement in strength cannot be expected with a small amount of addition. Therefore, it has been considered difficult to achieve both bending strength and fire resistance in a system in which an organic substance is added to gypsum.
かかる状況下、本発明の目的は、耐火性に優れ、かつ、曲げ強度に優れた石膏成形体およびその製造方法を提供することである。また、本発明の目的は、前記石膏成形体を含む建築用材料を提供することである。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a gypsum molded product having excellent fire resistance and excellent bending strength and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a building material containing the gypsum molded product.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor has found that the following invention meets the above object, and has arrived at the present invention.
すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
＜１＞ 石膏と酢酸セルロースとを含み、前記酢酸セルロースの含有量が、前記石膏と前記酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して６質量部以上３５質量部以下である石膏成形体。
＜２＞ 前記酢酸セルロースの含有量が、前記石膏と前記酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して２３質量部以下である前記＜１＞に記載の石膏成形体。
＜３＞ コーンカロリーメータを用いた発熱性試験において、加熱開始後の総発熱量が８ＭＪ／ｍ2に達するまでの時間が５分以上である前記＜１＞または＜２＞に記載の石膏成形体。
＜４＞ 曲げ強度が６Ｎ／ｍｍ2以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の石膏成形体。
＜５＞ 前記石膏は二水石膏を含む前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の石膏成形体。
＜６＞ 前記石膏は石膏ボードの破砕物である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の石膏成形体。
＜７＞ 厚さが９．５ｍｍ以上２１ｍｍ以下の板状部を有する成形体である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の石膏成形体。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の石膏成形体を含む建築用材料。
＜９＞ 石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースを６質量部以上３５質量部以下含む原料を混練し、混合物を得る混練工程と、前記混合物を成形する成形工程と、を有する石膏成形体の製造方法。
＜１０＞ 前記混練は、溶液混練である前記＜９＞に記載の石膏成形体の製造方法。
That is, the present invention relates to the following invention.
<1> A gypsum molded product containing gypsum and cellulose acetate, wherein the content of the cellulose acetate is 6 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total of the gypsum and the cellulose acetate.
<2> The gypsum molded product according to <1>, wherein the content of the cellulose acetate is 23 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of the gypsum and the cellulose acetate.
<3> The gypsum molding according to <1> or <2> above, wherein in the exothermic test using a cone calorie meter, it takes 5 minutes or more for the total calorific value after the start of heating to reach 8 MJ / m 2 . body.
<4> The gypsum molded product according to any one of <1> to <3>, wherein the bending strength is 6 N / mm 2 or more.
<5> The gypsum molded product according to any one of <1> to <4>, wherein the gypsum contains dihydrate gypsum.
<6> The gypsum molded product according to any one of <1> to <5>, wherein the gypsum is a crushed product of gypsum board.
<7> The gypsum molded body according to any one of <1> to <6>, which is a molded body having a plate-shaped portion having a thickness of 9.5 mm or more and 21 mm or less.
<8> A building material containing the gypsum molded product according to any one of <1> to <7>.
<9> A kneading step of kneading a raw material containing 6 parts by mass or more and 35 parts by mass or less of cellulose acetate with respect to a total of 100 parts by mass of gypsum and cellulose acetate to obtain a mixture, and a molding step of molding the mixture. A method for manufacturing a plaster molded body having.
<10> The method for producing a gypsum molded product according to <9>, wherein the kneading is a solution kneading.
本発明によれば、耐火性に優れ、かつ、曲げ強度に優れた石膏成形体およびその製造方法が提供される。また、前記石膏成形体を含む建築用材料が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a gypsum molded body having excellent fire resistance and excellent bending strength and a method for producing the same are provided. Further, a building material including the gypsum molded body is provided.
以下、本発明について例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。なお、本明細書において「～」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by showing examples and the like, but the present invention is not limited to the following examples and the like, and can be arbitrarily modified and carried out without departing from the gist of the present invention. In addition, when the expression "-" is used in this specification, it is used as an expression including numerical values before and after it.
［石膏成形体］
本発明は、石膏と酢酸セルロースとを含み、前記酢酸セルロースの含有量が、前記石膏と前記酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して６質量部以上３５質量部以下である石膏成形体（以下、「本発明の石膏成形体」と記載する場合がある）に関する。
[Gypsum molded body]
The present invention contains gypsum and cellulose acetate, and the content of the cellulose acetate is 6 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total of the gypsum and the cellulose acetate (hereinafter,). , May be referred to as "the gypsum molded body of the present invention").
本発明は、石膏に少量の酢酸セルロースを添加した石膏成形体は、酢酸セルロースの添加量が少量にもかかわらず、市販の石膏ボードと同等の曲げ強度を有すること、さらに、有機物（酢酸セルロース）の添加にもかかわらず、難燃剤を添加しなくても、建築基準法で定められた準不燃材料または難燃材料の条件を満足しうるという知見を見出したことに基づくものである。 In the present invention, a gypsum molded product obtained by adding a small amount of cellulose acetate to gypsum has a bending strength equivalent to that of a commercially available gypsum board despite a small amount of cellulose acetate added, and further, an organic substance (cellulose acetate). It is based on the finding that the conditions of the semi-incombustible material or the flame-retardant material stipulated by the Building Standards Act can be satisfied without adding the flame-retardant agent in spite of the addition of the above.
本発明の石膏成形体において、酢酸セルロースの含有量の下限は、前記石膏と前記酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して６質量部以上である。酢酸セルロースの含有量を６質量部以上とすることで、市販の石膏ボードのように石膏ボード用原紙（以下、「石膏紙」と称する）で挟むことなしに、市販の石膏ボードと同等以上の曲げ強度を有する石膏成形体とすることができる。
必ずしも石膏紙で挟む必要がないため、板状以外の形状にも成形しやすく、石膏成形体の形状の自由度が高くなるという利点もある。
In the gypsum molded product of the present invention, the lower limit of the content of cellulose acetate is 6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass in total of the gypsum and the cellulose acetate. By setting the content of cellulose acetate to 6 parts by mass or more, it is equal to or higher than that of commercially available gypsum board without being sandwiched between gypsum board base paper (hereinafter referred to as "gypsum paper") like commercially available gypsum board. It can be a gypsum molded body having bending strength.
Since it is not always necessary to sandwich it with gypsum paper, it is easy to form a shape other than a plate shape, and there is an advantage that the degree of freedom in the shape of the gypsum molded body is increased.
曲げ強度をより向上させるためには、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースの含有量が８質量部以上であることが好ましく、１０質量部以上であることがより好ましい。 In order to further improve the bending strength, the content of cellulose acetate is preferably 8 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the total of gypsum and cellulose acetate. ..
また、本発明の石膏成形体において、酢酸セルロースの含有量の上限は、前記石膏と前記酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して３５質量部以下である。酢酸セルロースの含有量は、３５質量部を超えても、曲げ強度の向上に対する効果は低いうえに、樹脂単独と同等の耐火性しか得られない。 Further, in the gypsum molded product of the present invention, the upper limit of the content of cellulose acetate is 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the gypsum and the cellulose acetate. Even if the content of cellulose acetate exceeds 35 parts by mass, the effect on improving the bending strength is low, and the fire resistance equivalent to that of the resin alone can be obtained.
また、酢酸セルロースの含有量が３５質量部では、使用用途によっては耐火性の観点から、石膏成形体を厚くする必要があり、使用時の取り扱いが困難な場合がある。耐火性により優れ、使用時に取り扱いやすい成形体とするためには、酢酸セルロースの含有量は３０質量部以下が好ましく、２５質量部以下がより好ましい。 Further, when the content of cellulose acetate is 35 parts by mass, it is necessary to thicken the gypsum molded product from the viewpoint of fire resistance depending on the intended use, and it may be difficult to handle during use. In order to obtain a molded product having better fire resistance and easy handling during use, the content of cellulose acetate is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less.
本発明の石膏成形体は、コーンカロリーメータを用いた発熱性試験において、加熱開始後の総発熱量が８ＭＪ／ｍ2に達するまでの時間（耐火時間）が５分以上である石膏成形体とすることができる。なお、「コーンカロリーメータを用いた発熱性試験」は、ＩＳＯ ５６６０－１（２００２）に準拠したものである。
なお、建築基準法に定める難燃材料または準不燃材料または不燃材料は、コーンカロリーメータを用いた発熱性試験における耐火時間に応じて分類される。具体的には、加熱開始後、試験片表面を加熱することによって生じる総発熱量が８ＭＪ／ｍ2に達するまでの時間（耐火時間）を測定し、２０分以上必要な成形体（すなわち、加熱開始後２０分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下の成形体）は、「不燃材料」と定義される。加熱開始後、総発熱量８ＭＪ／ｍ2に１０分以上２０分未満で到達する成形体（すなわち、加熱開始後１０分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下の成形体）は、「準不燃材料」と定義される。加熱開始後、総発熱量８ＭＪ／ｍ2に５分以上１０分未満で到達する成形体（すなわち、加熱開始後５分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下の成形体）は、「難燃材料」と定義される。
すなわち、本発明の石膏成形体は、建築基準法で定められた難燃材料または準不燃材料または不燃材料の基準を満足する成形体（特に、建築基準法で定められた難燃材料または準不燃材料の基準を満足する成形体）とすることができる。
The gypsum molded body of the present invention is a gypsum molded body in which the time (fire resistance time) until the total calorific value after the start of heating reaches 8 MJ / m 2 in the heat generation test using a cone calorie meter is 5 minutes or more. can do. The "heat generation test using a cone calorie meter" is based on ISO 5660-1 (2002).
The flame-retardant material, the semi-incombustible material, or the non-combustible material specified in the Building Standard Law is classified according to the fire resistance time in the heat generation test using the cone calorie meter. Specifically, after the start of heating, the time (refractory time) until the total calorific value generated by heating the surface of the test piece reaches 8 MJ / m 2 is measured, and the molded body (that is, heating) required for 20 minutes or more is measured. A molded body having a total calorific value of 8 MJ / m 2 or less for 20 minutes after the start) is defined as a "non-combustible material". A molded product that reaches a total calorific value of 8 MJ / m 2 in 10 minutes or more and less than 20 minutes after the start of heating (that is, a molded product having a total calorific value of 8 MJ / m 2 or less for 10 minutes after the start of heating) is "quasi-incombustible". Defined as "material". A molded product that reaches a total calorific value of 8 MJ / m 2 in 5 minutes or more and less than 10 minutes after the start of heating (that is, a molded product having a total calorific value of 8 MJ / m 2 or less for 5 minutes after the start of heating) is "flame retardant". Defined as "material".
That is, the gypsum molded product of the present invention is a molded product (particularly, a flame-retardant material or a quasi-incombustible material specified by the Building Standards Act) that satisfies the standards of a flame-retardant material, a quasi-incombustible material, or a non-combustible material specified by the Building Standards Act. It can be a molded product that satisfies the standard of the material).
耐火性の観点からは、特に、本発明の石膏成形体は、酢酸セルロースの含有量が、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して２３質量部以下であることが好ましい。酢酸セルロースの含有量が２３質量部以下であれば、一般的な石膏ボードと同様の厚さ（９～２１ｍｍ）の板状体としても、建築基準法で定められた難燃材料以上の耐火性を有する成形体とできるため好ましく、２０質量部以下がより好ましく、１５質量部以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of fire resistance, it is particularly preferable that the gypsum molded product of the present invention contains 23 parts by mass or less of cellulose acetate with respect to 100 parts by mass of the total of gypsum and cellulose acetate. If the content of cellulose acetate is 23 parts by mass or less, even if it is a plate-like body with the same thickness (9 to 21 mm) as general gypsum board, it has higher fire resistance than the flame-retardant material specified by the Building Standard Law. 20 parts by mass or less is more preferable, and 15 parts by mass or less is further preferable.
本発明の石膏成形体の強度は、ＪＩＳ Ａ６９０１（２０１４）せっこうボード製品のＧＢ－Ｒの規格値である曲げ破壊荷重３６０Ｎ以上（スパン３００ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ９．５ｍｍ）、すなわち曲げ強度では６Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましく、ＧＢ－Ｒ－Ｈの規格値である曲げ破壊荷重５００Ｎ以上（スパン３００ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ９．５ｍｍ）、すなわち曲げ強度では８．３Ｎ／ｍｍ2以上であることがより好ましい。
また、本発明の石膏成形体において、曲げ強度の上限は特に限定されず、例えば、２０Ｎ／ｍｍ2以下や、１５Ｎ／ｍｍ2以下とすることができる。
なお、「曲げ強度」は、ＪＩＳ Ａ１４０８（２０１１）建築用ボード類の曲げ及び衝撃試験方法に基づき算出することできる。
The strength of the plaster molded body of the present invention is a bending fracture load of 360 N or more (span 300 mm, width 300 mm, thickness 9.5 mm), which is the standard value of GB-R of JIS A6901 (2014) soap board products, that is, bending strength. It is preferably 6 N / mm 2 or more, and the bending fracture load of 500 N or more (span 300 mm, width 300 mm, thickness 9.5 mm), which is the standard value of GB-RH, that is, the bending strength is 8.3 N / mm. It is more preferable that it is 2 or more.
Further, in the gypsum molded product of the present invention, the upper limit of the bending strength is not particularly limited, and may be, for example, 20 N / mm 2 or less or 15 N / mm 2 or less.
The "bending strength" can be calculated based on the bending and impact test method of JIS A1408 (2011) building boards.
以下、本発明の石膏成形体を構成する成分について説明する。 Hereinafter, the components constituting the gypsum molded product of the present invention will be described.
［石膏］
石膏とは、硫酸カルシウムを主成分とする鉱物であり、石膏ボードとして建築用材料に広く使用されている。
本発明の石膏成形体を構成する石膏の種類は、特に限定されず、二水石膏であっても、半水石膏であっても、無水石膏であっても、それらの混合物であってもよい。耐火性をより向上させるためには、石膏は、二水石膏を含む（例えば、石膏成分中に二水石膏を９０質量％以上や９５質量％以上含む）ことが好ましく、実質的に二水石膏からなることがより好ましい。
石膏は、石膏ボードの破砕物等のリサイクル石膏であってもよい。本発明の石膏成形体は、リサイクル石膏を大量かつ有効に使用できる新規の用途となり、リサイクル石膏の利用拡大が期待できる。
[plaster]
Gypsum is a mineral whose main component is calcium sulfate, and is widely used as a building material as gypsum board.
The type of gypsum constituting the gypsum molded product of the present invention is not particularly limited, and may be dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, anhydrous gypsum, or a mixture thereof. .. In order to further improve the fire resistance, the gypsum preferably contains dihydrate gypsum (for example, 90% by mass or more or 95% by mass or more of dihydrate gypsum is contained in the gypsum component), and substantially dihydrate gypsum. It is more preferable to consist of.
The gypsum may be recycled gypsum such as crushed gypsum board. The gypsum molded product of the present invention is a new application in which recycled gypsum can be used in large quantities and effectively, and it is expected that the use of recycled gypsum will be expanded.
石膏ボードの破砕物の形状や大きさは、特に限定されるものではないが、酢酸セルロースと均一に混合するためには粉末あるいはフレーク状であることが好ましい。例えば、平均粒径（直径または最大径）が、０．１～５ｍｍ程度の粉末を用いることができる。 The shape and size of the crushed material of the gypsum board are not particularly limited, but it is preferably in the form of powder or flakes in order to be uniformly mixed with cellulose acetate. For example, a powder having an average particle size (diameter or maximum diameter) of about 0.1 to 5 mm can be used.
［酢酸セルロース］
酢酸セルロース（ＣＡ）とは、セルロースを酢酸エステル化した半合成樹脂であり、その合成方法により、エステル化の程度（アセチル置換度）や分子量等を調整される。
本発明の石膏成形体を構成する酢酸セルロースの種類は、特に限定されず、目的に応じて、１種類の酢酸セルロースから構成されても、物性の異なる２種以上の酢酸セルロースで構成されてもよい。
酢酸セルロースのアセチル置換度（平均置換度）は、特に限定されず、石膏成形体の製造方法等を考慮して適宜決定すればよいが、通常１．６～３．０程度であり、１．８～２．９が好ましく、２．２～２．６であることがより好ましい。
酢酸セルロースの重量平均分子量は、５０，０００～５００，０００とすることができ、１００，０００～３００，０００であってもよい。
[Cellulose acetate]
Cellulose acetate (CA) is a semi-synthetic resin obtained by esterifying cellulose with acetic acid, and the degree of esterification (degree of acetyl substitution), molecular weight and the like are adjusted by the synthesis method.
The type of cellulose acetate constituting the gypsum molded product of the present invention is not particularly limited, and may be composed of one type of cellulose acetate or two or more types of cellulose acetate having different physical properties, depending on the purpose. good.
The degree of acetyl substitution (average degree of substitution) of cellulose acetate is not particularly limited and may be appropriately determined in consideration of the method for producing a gypsum molded product, etc., but is usually about 1.6 to 3.0, and 1. 8 to 2.9 is preferable, and 2.2 to 2.6 is more preferable.
The weight average molecular weight of cellulose acetate can be 50,000 to 500,000 and may be 100,000 to 300,000.
本発明の石膏成形体は、難燃剤等を添加しなくても、耐火性と曲げ強度を両立することができるが、より耐火性や曲げ強度を向上させるために、石膏と酢酸セルロース以外の成分を含んでいてもよい。
例えば、より強度を向上させるために、ガラス繊維や炭素繊維等を混合させてもよい。また、意匠性の観点から、着色剤等を混合させてもよい。また、石膏紙や可塑剤等を含んでいてもよい。
The gypsum molded product of the present invention can achieve both fire resistance and bending strength without adding a flame retardant or the like, but in order to further improve fire resistance and bending strength, components other than gypsum and cellulose acetate May include.
For example, in order to further improve the strength, glass fiber, carbon fiber and the like may be mixed. Further, from the viewpoint of designability, a colorant or the like may be mixed. It may also contain gypsum paper, a plasticizer, or the like.
一方で、石膏および酢酸セルロース以外の可燃性成分が多すぎると、石膏本来の耐火性が損なわれる。そのため、曲げ強度と耐火性を両立するために、通常、本発明の石膏成形体は、石膏成形体１００質量部に対して、石膏と酢酸セルロースとの合計の含有量が９０質量部以上である。好ましくは９５質量部以上であり、より好ましくは９８質量部以上である。 On the other hand, if there are too many flammable components other than gypsum and cellulose acetate, the original fire resistance of gypsum is impaired. Therefore, in order to achieve both bending strength and fire resistance, the gypsum molded product of the present invention usually has a total content of gypsum and cellulose acetate of 90 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the gypsum molded product. .. It is preferably 95 parts by mass or more, and more preferably 98 parts by mass or more.
本発明の石膏成形体の形状は、その使用目的等を考慮して適宜設計すればよく、板状部や棒状部を有する成形体とすることができる。板状部の厚さの下限は、８ｍｍ以上であっても、９．５ｍｍ以上であってもよい。板状部の厚さの上限は、２１ｍｍ以下であっても、１５ｍｍ以下であっても、１２．５ｍｍ以下であってもよい。例えば、厚さが９．５～２１ｍｍの板状部を有する成形体（好ましくは、板状体）とすることができ、このような厚みであると市販の石膏ボードとの置き換えが容易である。 The shape of the gypsum molded product of the present invention may be appropriately designed in consideration of the purpose of use and the like, and may be a molded product having a plate-shaped portion or a rod-shaped portion. The lower limit of the thickness of the plate-shaped portion may be 8 mm or more or 9.5 mm or more. The upper limit of the thickness of the plate-shaped portion may be 21 mm or less, 15 mm or less, or 12.5 mm or less. For example, a molded body having a plate-shaped portion having a thickness of 9.5 to 21 mm (preferably a plate-shaped body) can be formed, and such a thickness makes it easy to replace with a commercially available gypsum board. ..
また、建築用材料としての使用を想定した場合、密度が高すぎると、取り扱いが困難となる。本発明の石膏成形体の密度は、通常１．０～１．２５程度である。 In addition, when it is assumed that it will be used as a building material, if the density is too high, it will be difficult to handle. The density of the gypsum molded product of the present invention is usually about 1.0 to 1.25.
［製造方法］
また、本発明は、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースを６質量部以上３５質量部以下含有する原料を混練し、混合物を得る混練工程と、前記混合物を成形する成形工程と、を有する石膏成形体の製造方法（以下、「本発明の製造方法」と記載する場合がある）に関する。ここで、前記原料は、石膏と酢酸セルロースを含む原料組成物であって、前記原料組成物中の石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースを６質量部以上３５質量部以下含有するものである。本発明の製造方法により、上述した本発明の石膏成形体を好適に製造できる。
[Production method]
Further, the present invention is a kneading step of kneading a raw material containing 6 parts by mass or more and 35 parts by mass or less of cellulose acetate with respect to a total of 100 parts by mass of plaster and cellulose acetate to obtain a mixture, and molding the mixture. The present invention relates to a molding process and a method for manufacturing a plaster molded body having the same (hereinafter, may be referred to as "manufacturing method of the present invention"). Here, the raw material is a raw material composition containing plaster and cellulose acetate, and 6 parts by mass or more and 35 parts by mass of cellulose acetate with respect to a total of 100 parts by mass of plaster and cellulose acetate in the raw material composition. It contains the following. According to the production method of the present invention, the above-mentioned gypsum molded product of the present invention can be suitably produced.
原料に使用できる石膏は、特に限定されず、従来公知の石膏が使用できる。また、石膏は、二水石膏であっても、半水石膏であっても、無水石膏であっても、それらの混合物であってもよい。 The gypsum that can be used as a raw material is not particularly limited, and conventionally known gypsum can be used. Further, the gypsum may be dihydrate gypsum, semi-hydrated gypsum, anhydrous gypsum, or a mixture thereof.
また、原料に用いる石膏は、リサイクル石膏であってもよい。すなわち、使用後の石膏ボードや石膏ボード加工時の端材を使用してもよい。
上述のように、廃棄された石膏ボードの有効活用が求められており、この観点から、使用される石膏は、リサイクル石膏であることが好ましい。
本発明の製造方法では、リサイクル石膏を原料に用いたとしても、特段の化学処理を施すことなく建築用材料として使用できる耐火性と曲げ強度に優れた石膏成形体を製造可能である。
Further, the gypsum used as a raw material may be recycled gypsum. That is, the gypsum board after use or the scrap material at the time of processing the gypsum board may be used.
As described above, effective utilization of discarded gypsum board is required, and from this viewpoint, the gypsum used is preferably recycled gypsum.
In the production method of the present invention, even if recycled gypsum is used as a raw material, it is possible to produce a gypsum molded product having excellent fire resistance and bending strength that can be used as a building material without any special chemical treatment.
原料に用いる石膏がリサイクル石膏である場合、石膏ボードの破砕方法は特に限定されない。石膏ボードは、石膏紙が付着した状態で破砕しても、石膏紙を剥離して破砕してもよい。また、酢酸セルロースとの混合時に石膏ボードを破砕してもよい。 When the gypsum used as a raw material is recycled gypsum, the method of crushing the gypsum board is not particularly limited. The gypsum board may be crushed with the gypsum paper attached, or the gypsum paper may be peeled off and crushed. Further, the gypsum board may be crushed when mixed with cellulose acetate.
石膏ボードの破砕物の形状や大きさは、特に限定されるものではないが、酢酸セルロースと均一に混合するためには粉末あるいはフレーク状であることが好ましい。酢酸セルロースとより均一に混合するという観点からは、石膏ボードの破砕物は粉末であることが好ましい。例えば、粒径（直径または最大径）が、０．１～５ｍｍの粉末を用いることができる。
このような石膏ボードの破砕物としては、ハンマーミルのような破砕機を用いて機械的に破砕した破砕物が用いられる。
なお、石膏ボードの破砕物は、石膏紙を含んでも、石膏紙が分離されたものであってもよい。
The shape and size of the crushed material of the gypsum board are not particularly limited, but it is preferably in the form of powder or flakes in order to be uniformly mixed with cellulose acetate. From the viewpoint of more evenly mixing with cellulose acetate, the crushed product of gypsum board is preferably powder. For example, a powder having a particle size (diameter or maximum diameter) of 0.1 to 5 mm can be used.
As the crushed material of such gypsum board, a crushed material mechanically crushed by a crusher such as a hammer mill is used.
The crushed material of the gypsum board may contain gypsum paper or may be separated from gypsum paper.
原料に使用できる酢酸セルロースは、特に限定されず、従来の公知の酢酸セルロースを使用することができる。この酢酸セルロースは、形状は特に限定されず、製造装置等に応じて適宜調整することができる。また、酢酸セルロースは、粉末状であっても、ペレット状であっても、フレーク状であっても、繊維状であってもよい。
原料に用いる酢酸セルロースは、本発明の石膏成形体を構成する酢酸セルロースの物性と同様のものを使用できる。
また、原料に用いる酢酸セルロースは市販の酢酸セルロースをそのまま用いることもできる。可塑剤などの添加剤を含むペレット等をそのまま使用してもよく、事前に除去して用いてもよい。
The cellulose acetate that can be used as a raw material is not particularly limited, and conventionally known cellulose acetate can be used. The shape of this cellulose acetate is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the manufacturing apparatus and the like. Further, the cellulose acetate may be in the form of powder, pellets, flakes, or fibers.
As the cellulose acetate used as a raw material, the same physical properties as the cellulose acetate constituting the gypsum molded product of the present invention can be used.
Further, as the cellulose acetate used as a raw material, commercially available cellulose acetate can be used as it is. Pellets or the like containing additives such as plasticizers may be used as they are, or may be removed in advance before use.
石膏と酢酸セルロースの混合比は、使用用途や混錬方法に応じて、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースを６質量部以上３５質量部以下含有する範囲で適宜調整すればよい。耐火性と曲げ強度に優れた石膏成形体を得るためには、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースの含有量は８質量部以上であることが好ましく、１０質量部以上であることがより好ましい。また、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースの含有量は３０質量部以下が好ましく、２５質量部以下がより好ましく、２０質量部以下がさらに好ましく、１５質量部以下がさらに好ましい。 The mixing ratio of gypsum and cellulose acetate is appropriately adjusted within a range containing 6 parts by mass or more and 35 parts by mass or less of cellulose acetate with respect to 100 parts by mass of the total of gypsum and cellulose acetate, depending on the intended use and kneading method. do it. In order to obtain a gypsum molded product having excellent fire resistance and bending strength, the content of cellulose acetate is preferably 8 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass, based on a total of 100 parts by mass of gypsum and cellulose acetate. The above is more preferable. Further, the content of cellulose acetate is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less, further preferably 20 parts by mass or less, and 15 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of plaster and cellulose acetate. More preferred.
また、石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、酢酸セルロースを６質量部以上３５質量部以下含有する原料は、石膏と酢酸セルロース以外の成分を含んでいてもよく、例えば、ガラス繊維や炭素繊維、着色剤等を含んでいてもよい。 Further, the raw material containing 6 parts by mass or more and 35 parts by mass or less of cellulose acetate with respect to 100 parts by mass of the total of gypsum and cellulose acetate may contain components other than gypsum and cellulose acetate, for example, glass fiber. , Carbon fiber, colorant and the like may be contained.
本発明の製造方法は、混練が溶液混練である第１の態様と、混練が溶融混練である第２の態様とに大別できる。
以下、それぞれの態様について説明する。
The production method of the present invention can be roughly divided into a first aspect in which kneading is solution kneading and a second aspect in which kneading is melt kneading.
Hereinafter, each aspect will be described.
本発明の製造方法の第１の態様は、混練が溶液混練である製造方法である。
すなわち、混練工程が、石膏、酢酸セルロースおよび溶媒を含む原料を混練し、混合物を得る混練工程である製造方法である。
The first aspect of the production method of the present invention is a production method in which kneading is solution kneading.
That is, the kneading step is a manufacturing method in which a raw material containing gypsum, cellulose acetate and a solvent is kneaded to obtain a mixture.
混練工程にて、使用できる溶媒は、酢酸セルロースを溶解や膨潤できる溶媒であれば特に限定されないが、除去のしやすさから、沸点の低い溶媒が好ましい。
このような溶媒としては、アセトンや含水アセトン等が挙げられる。
The solvent that can be used in the kneading step is not particularly limited as long as it can dissolve or swell cellulose acetate, but a solvent having a low boiling point is preferable from the viewpoint of easy removal.
Examples of such a solvent include acetone, hydrous acetone and the like.
混練工程にて、使用する溶媒の量は、石膏と酢酸セルロースを混練し、粘土状にすることができる量であればよく、溶媒の種類等に応じて適宜調整すればよい。例えば、原料に含まれる石膏と酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して、原料に含まれる溶媒３０～８０質量部とすることが好ましい。溶媒の量が少なすぎると、石膏と酢酸セルロースとが均一に混合しにくく、成形しにくい。溶媒の量が多すぎると、流動性が高くなりすぎて成形性が低下するばかりでなく、溶媒の除去も長時間かかるため経済的でない。 The amount of the solvent used in the kneading step may be an amount that can be made into a clay by kneading gypsum and cellulose acetate, and may be appropriately adjusted according to the type of the solvent and the like. For example, it is preferable to use 30 to 80 parts by mass of the solvent contained in the raw material with respect to 100 parts by mass of the total of gypsum and cellulose acetate contained in the raw material. If the amount of the solvent is too small, it is difficult to uniformly mix the gypsum and cellulose acetate, and it is difficult to mold. If the amount of the solvent is too large, not only the fluidity becomes too high and the moldability deteriorates, but also the removal of the solvent takes a long time, which is not economical.
混練には、公知の方法、例えば、ニーダー、ミキサー等を用いて行うことができる。 The kneading can be performed by using a known method, for example, a kneader, a mixer or the like.
混練工程にて得られた石膏と酢酸セルロースを含む混合物は、成形工程にて成形される。成形は、例えば、石膏と酢酸セルロースを含む混合物を、目的に応じた任意の金型に充填し行うことができる。
また、従来の石膏ボードの製造方法と同様にして製造することができ、石膏紙で挟み成形してもよい。
The mixture containing gypsum and cellulose acetate obtained in the kneading step is molded in the molding step. Molding can be performed, for example, by filling a mixture containing gypsum and cellulose acetate in any mold according to the purpose.
Further, it can be manufactured in the same manner as the conventional method for manufacturing gypsum board, and may be sandwiched and molded with gypsum paper.
石膏と酢酸セルロースを含む混合物は、成形後に乾燥させ、溶媒を揮発させることで、石膏成形体が得られる。
乾燥温度は、溶媒の種類等に応じて適宜決定される。乾燥温度が高すぎると、石膏中の結晶水が揮発し、耐火性が低下しうる。また、乾燥温度が低すぎると、溶媒を揮発させるために長時間かかるため好ましくない。乾燥温度は、１０℃以上が好ましく、２５℃以上がより好ましい。また、乾燥温度の上限は１５０℃であることが好ましく、１２０℃以下がより好ましい。
The mixture containing gypsum and cellulose acetate is dried after molding to volatilize the solvent, whereby a gypsum molded product is obtained.
The drying temperature is appropriately determined depending on the type of solvent and the like. If the drying temperature is too high, the water of crystallization in the gypsum will volatilize and the fire resistance may decrease. Further, if the drying temperature is too low, it takes a long time to volatilize the solvent, which is not preferable. The drying temperature is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 25 ° C. or higher. The upper limit of the drying temperature is preferably 150 ° C, more preferably 120 ° C or lower.
乾燥時間は、石膏成形体の大きさや溶媒の種類、乾燥温度等に応じて適宜決定される。乾燥時間は、溶媒が揮発できる時間以上であればよく、１時間以上であっても、２時間以上であっても、５時間以上であっても、１０時間以上であってもよい。乾燥時間の上限は特に限定されないが、２４時間以下や１２時間以下とすることができる。 The drying time is appropriately determined according to the size of the gypsum molded product, the type of solvent, the drying temperature, and the like. The drying time may be 1 hour or longer, 2 hours or longer, 5 hours or longer, or 10 hours or longer as long as the solvent can be volatilized. The upper limit of the drying time is not particularly limited, but may be 24 hours or less or 12 hours or less.
本発明の製造方法の第２の態様は、混練が溶融混練である製造方法である。
すなわち、混練工程が、石膏、溶融された酢酸セルロースを含む原料を混練し、混合物を得る混練工程である製造方法である。
溶融温度は、酢酸セルロースが溶融する温度であればよく、酢酸セルロースの分子量や可塑剤の添加等により適宜調整できる。例えば、溶融温度は、５０～２３０℃や１８０～２３０℃とすることができる。ただし、１５０℃以上にすると二水石膏が半水石膏に変換するため、水の蒸発を抑える機能が必要となる。
溶融混練された石膏と酢酸セルロースとの混合物は、成形工程にて、成形される。
The second aspect of the manufacturing method of the present invention is a manufacturing method in which kneading is melt kneading.
That is, the kneading step is a manufacturing method which is a kneading step of kneading a raw material containing gypsum and molten cellulose acetate to obtain a mixture.
The melting temperature may be any temperature as long as the cellulose acetate melts, and can be appropriately adjusted by adjusting the molecular weight of the cellulose acetate, the addition of a plasticizer, or the like. For example, the melting temperature can be 50 to 230 ° C or 180 to 230 ° C. However, when the temperature is 150 ° C. or higher, the dihydrate gypsum is converted into semi-hydrated gypsum, so that a function of suppressing the evaporation of water is required.
The melt-kneaded mixture of gypsum and cellulose acetate is molded in the molding step.
混練工程と成形工程とは、押出成形機を用いて連続的に行うことができる。押出成形機は従来公知の装置を使用できる。例えば、ホッパー部と、シリンダー部と、金型部とを備えた押出成形機を使用することができる。ホッパー部は、原料に用いられる石膏や酢酸セルロースの供給口である。シリンダー部は、ヒーターと、スクリューが内設されたシリンダーを有する。シリンダー部において、ヒーターでシリンダーが加熱されることで、ホッパー部より供給された酢酸セルロースは溶融し、石膏と混合される。さらに、シリンダー部において、石膏と溶融された酢酸セルロースを含む原料は溶融混練される。金型部は、任意の金型を有し、シリンダー部から押し出された溶融混練された混合物が、前記金型に充填され成形される。
また、通常、押出成形機を使用することで、溶融温度を１５０℃以上としても、水の蒸発を抑えることができる。
このような装置として、例えば、特開２０１５－１５０７３４号公報に開示された装置を使用することができる。
The kneading step and the molding step can be continuously performed using an extruder. As the extrusion molding machine, a conventionally known device can be used. For example, an extruder provided with a hopper portion, a cylinder portion, and a mold portion can be used. The hopper portion is a supply port for gypsum and cellulose acetate used as raw materials. The cylinder portion has a heater and a cylinder in which a screw is installed. In the cylinder portion, when the cylinder is heated by the heater, the cellulose acetate supplied from the hopper portion is melted and mixed with gypsum. Further, in the cylinder portion, the raw material containing gypsum and fused cellulose acetate is melt-kneaded. The mold portion has an arbitrary mold, and the melt-kneaded mixture extruded from the cylinder portion is filled in the mold and molded.
Further, usually, by using an extrusion molding machine, evaporation of water can be suppressed even if the melting temperature is set to 150 ° C. or higher.
As such an apparatus, for example, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-150734 can be used.
［建築用材料］
本発明の建築用材料は、本発明の石膏成形体を含む建築用材料である。上述のように、本発明の石膏成形体は、耐火性および曲げ強度に優れるため、建築用材料として好適に使用できる。
使用目的に応じ、その形状は適宜決定でき、石膏ボードのように、本発明の石膏成形体を石膏紙で挟み板状の建築用材料としてもよい。
本発明の建築用材料は、具体的には、壁材、間仕切り材、内装材、床材、外装材等として使用することができる。
[Building materials]
The building material of the present invention is a building material containing the gypsum molded body of the present invention. As described above, the gypsum molded product of the present invention is excellent in fire resistance and bending strength, and therefore can be suitably used as a building material.
The shape thereof can be appropriately determined according to the purpose of use, and the gypsum molded body of the present invention may be sandwiched between gypsum paper and used as a plate-shaped building material such as gypsum board.
Specifically, the building material of the present invention can be used as a wall material, a partition material, an interior material, a floor material, an exterior material and the like.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless the gist thereof is changed.
＜材料＞
・石膏：中央環境開発株式会社製リサイクル石膏（石膏ボードを粉砕処理し、石膏紙と分別した石膏粉を、更に、３ｍｍメッシュの篩で分級し、篩を通過した微粉体）
・酢酸セルロース（ＣＡ）：ダイセル製Ｌ－７０
<Material>
-Gypsum: Recycled gypsum manufactured by Chuo Environmental Development Co., Ltd. (Gypsum powder separated from gypsum paper by crushing gypsum board, further classified with a 3 mm mesh sieve, and passed through a sieve)
-Cellulose acetate (CA): L-70 manufactured by Daicel
＜実施例１＞
中央環境開発株式会社製リサイクル石膏（３６０ｇ）をポリエチレン袋にとり、アセトン（１００ｍＬ）を加えて石膏を湿らせた後、酢酸セルロース（粉末状、４０ｇ）を加えた。次いで、アセトンを数回にわけて合計で１００ｍＬ加えながら手練りし、粘土状とした。続いてニーダー（日本ニーダー社製ＰＫ８００、製品名「パンニーダー」）で約１５分間混練し、混練物（１）を得た。
<Example 1>
Recycled gypsum (360 g) manufactured by Chuo Environmental Development Co., Ltd. was placed in a polyethylene bag, acetone (100 mL) was added to moisten the gypsum, and then cellulose acetate (powder, 40 g) was added. Then, acetone was divided into several times and kneaded by hand while adding a total of 100 mL to make a clay. Subsequently, the mixture was kneaded with a kneader (PK800 manufactured by Nippon Kneader Co., Ltd., product name "Pan Kneader") for about 15 minutes to obtain a kneaded product (1).
（１）曲げ強度試験用のサンプルの製造
前記混練物（１）の一部を、幅５０ｍｍ×高さ１０ｍｍ×長さ４００ｍｍの型枠に、押し込んで表面を平滑にし、型枠から外した。２５℃で１２時間乾燥させることでアセトンを揮発させ、曲げ強度試験用の酢酸セルロース含有石膏ボードを作製した。
(1) Production of Sample for Bending Strength Test A part of the kneaded product (1) was pushed into a mold having a width of 50 mm, a height of 10 mm and a length of 400 mm to smooth the surface and removed from the mold. Acetone was volatilized by drying at 25 ° C. for 12 hours to prepare a cellulose acetate-containing gypsum board for bending strength test.
（２）耐火試験用のサンプルの製造
前記混練物（１）の一部を、１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１０～１５ｍｍの型枠に、押し込んで表面を平滑にし、型枠から外した。２５℃で１２時間乾燥させることでアセトンを揮発させ、耐火試験用の酢酸セルロース含有石膏ボードを作製した。
(2) Production of sample for refractory test A part of the kneaded product (1) was pushed into a mold having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 10 to 15 mm to smooth the surface and removed from the mold. Acetone was volatilized by drying at 25 ° C. for 12 hours to prepare a cellulose acetate-containing gypsum board for a fire resistance test.
＜実施例２～実施例４＞
石膏および酢酸セルロース（ＣＡ）を表１に示す割合とした以外は、実施例１と同様の方法で、実施例２～実施例４の曲げ強度試験用の酢酸セルロース含有石膏ボードおよび耐火試験用の酢酸セルロース含有石膏ボードを作製した。
<Example 2 to Example 4>
Cellulose acetate-containing gypsum board for bending strength test of Examples 2 to 4 and fire resistance test in the same manner as in Example 1 except that the ratios of gypsum and cellulose acetate (CA) are shown in Table 1. A gypsum board containing cellulose acetate was prepared.
＜比較例１－１～比較例１－４＞
石膏および酢酸セルロース（ＣＡ）を表１に示す割合とした以外は、実施例１と同様の方法で、曲げ強度試験用のサンプルとして、比較例１－１～比較例１－４の酢酸セルロース含有石膏ボードを作製した。
<Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-4>
Cellulose acetate-containing in Comparative Examples 1-1 to 1-4 as a sample for bending strength test in the same manner as in Example 1 except that gypsum and cellulose acetate (CA) were used in the ratios shown in Table 1. A gypsum board was made.
＜比較例２＞
石膏および酢酸セルロース（ＣＡ）を表１に示す割合とした以外は、実施例１と同様の方法で、耐火試験用のサンプルとして、比較例２の酢酸セルロース含有石膏ボードを作製した。
<Comparative Example 2>
A cellulose acetate-containing gypsum board of Comparative Example 2 was prepared as a sample for a fire resistance test by the same method as in Example 1 except that gypsum and cellulose acetate (CA) were used in the ratios shown in Table 1.
＜評価＞
＜曲げ強度試験＞
試験片として、実施例１～実施例４、比較例１－１～比較例１－４の酢酸セルロース含有石膏ボードを用いて、曲げ強度試験を行った。強度試験は、スパンＬ＝２００ｍｍ、０．０２ｍｍ／ｓｅｃの荷重速度での３点曲げ破壊試験による破壊荷重Ｐ（Ｎ）を測定した。測定後、破断面の幅ｗ（ｍｍ）と厚さｈ（ｍｍ）を測定し、曲げ強度σ（Ｎ／ｍｍ2）＝３ＬＰ／（２ｗｈ2）を求めた。測定は混合率ごとに６～８試験体で行い、平均値と標準偏差を求めた。結果を図１に示す。
<Evaluation>
<Bending strength test>
Bending strength tests were performed using cellulose acetate-containing gypsum boards of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1-1 to 1-4 as test pieces. In the strength test, the fracture load P (N) was measured by a three-point bending fracture test at a load rate of 0.02 mm / sec with a span of L = 200 mm. After the measurement, the width w (mm) and the thickness h (mm) of the fracture surface were measured, and the bending strength σ (N / mm 2 ) = 3LP / (2wh 2 ) was obtained. The measurement was performed on 6 to 8 test pieces for each mixing ratio, and the average value and standard deviation were obtained. The results are shown in FIG.
さらに、ＪＩＳ Ａ６９０１（２０１４）せっこうボード製品のＧＢ－Ｒの規格値であるスパン３００ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ９．５ｍｍのときの曲げ破壊荷重３６０Ｎ、すなわち曲げ強度で６Ｎ／ｍｍ2と比較し、実施例１～実施例４、比較例１－１、比較例２の酢酸セルロース含有石膏ボードの強度を評価した。結果を表２に示す。 Furthermore, it is compared with the bending fracture load of 360 N when the span is 300 mm, the width is 300 mm, and the thickness is 9.5 mm, which is the standard value of GB-R of JIS A6901 (2014) gypsum board product, that is, the bending strength is 6 N / mm 2 . , Examples 1 to 4, Comparative Example 1-1, and Comparative Example 2 were evaluated for the strength of the cellulose acetate-containing gypsum board. The results are shown in Table 2.
＜耐火試験＞
試験片として、実施例１～実施例４、比較例２の酢酸セルロース含有石膏ボードを用いて、ＩＳＯ－５６６０（２００２）に準拠する東洋精機製作所Ｃ３型コーンカロリーメータにより燃焼試験を行った。即ち、サンプルホルダにセットした試験片の上面開口部９．５×９．５ｍｍを電気ヒーターで加熱するとともにスパークを照射し、発火もしくは着火による燃焼によって消費された酸素量を経時的に測定し、発熱量に換算した。そして、総発熱量が７．２ＭＪ／ｍ2に達するまでの時間（耐火時間）が２０分以上のものを「不燃材料」、１０分以上のものを「準不燃材料」、５分以上のものを「難燃材料」、５分未満のものを「不合格」と判定した。
なお、建築基準法に定める基準では、総発熱量が８ＭＪ／ｍ2に達するまでの時間によって「不燃材料」、「準不燃材料」、「難燃材料」に分類するが、本試験では装置のタイムラグを考慮し、耐火時間を、総発熱量８ＭＪ／ｍ2より１割少ない７．２ＭＪ／ｍ2に達するまでの時間として、基準より厳しい条件で判断を行った。
結果を図２および表２に示す。
<Fire resistance test>
Combustion tests were carried out using a cellulose acetate-containing gypsum board of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 as test pieces using a C3 type cone calorie meter manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, which conforms to ISO-5660 (2002). That is, the upper surface opening 9.5 × 9.5 mm of the test piece set in the sample holder is heated by an electric heater and irradiated with sparks, and the amount of oxygen consumed by combustion due to ignition or ignition is measured over time. Converted to calorific value. Those with a total calorific value of 7.2 MJ / m 2 (fire resistance time) of 20 minutes or more are "non-combustible materials", those with a total calorific value of 10 minutes or more are "quasi-non-combustible materials", and those with a total calorific value of 5 minutes or more. Was judged as "flame-retardant material", and those less than 5 minutes were judged as "failed".
According to the standards stipulated in the Building Standards Law, the equipment is classified into "non-combustible material", "quasi-non-combustible material", and "flame-retardant material" according to the time until the total calorific value reaches 8 MJ / m 2 . In consideration of the time lag, the refractory time was determined as the time required to reach 7.2 MJ / m 2 , which is 10% less than the total calorific value of 8 MJ / m 2 , under stricter conditions than the standard.
The results are shown in FIG. 2 and Table 2.
図１および表２に示すように、酢酸セルロースの含有量が１０質量％の実施例１の石膏ボードは、ＧＢ－Ｒ規格値と同程度以上の曲げ強度を有し、酢酸セルロールの含有量が２０質量％の実施例２の石膏ボードでは、ＧＢ－Ｒ規格値の約２．５倍の曲げ強度を達成することができる。
また、実施例１～実施例４の石膏ボードはいずれも、ＧＢ－Ｒ規格値に相当する曲げ強度６Ｎ／ｍｍ2と同程度以上の曲げ強度を有し、曲げ破壊荷重３６０Ｎ以上に相当する強度を有していた。
As shown in FIGS. 1 and 2, the gypsum board of Example 1 having a cellulose acetate content of 10% by mass has a bending strength equal to or higher than the GB-R standard value, and the content of cell roll acetate is high. With 20% by mass of the gypsum board of Example 2, a bending strength of about 2.5 times the GB-R standard value can be achieved.
Further, all of the gypsum boards of Examples 1 to 4 have a bending strength equal to or higher than a bending strength of 6 N / mm 2 corresponding to the GB-R standard value, and a strength corresponding to a bending fracture load of 360 N or higher. Had.
図２に示すように、酢酸セルロースの含有量が４０質量％の比較例２の石膏ボードでは、耐火性向上の効果は確認できない。一方、酢酸セルロースの含有量が３５質量％以下では、酢酸セルロースの含有量が高くなるほど、耐火性は低下する傾向にあり、実施例４の石膏ボードでは、わずかではあるが耐火性の向上が確認できる。酢酸セルロースの含有量が２０質量％の実施例３の石膏ボードは、難燃材料としての基準を満足し、実施例１、実施例２の石膏ボードでは、準不燃材料の基準を満足した。 As shown in FIG. 2, the effect of improving the fire resistance cannot be confirmed in the gypsum board of Comparative Example 2 in which the content of cellulose acetate is 40% by mass. On the other hand, when the content of cellulose acetate is 35% by mass or less, the fire resistance tends to decrease as the content of cellulose acetate increases, and the gypsum board of Example 4 is confirmed to have a slight improvement in fire resistance. can. The gypsum board of Example 3 having a cellulose acetate content of 20% by mass satisfied the standard as a flame-retardant material, and the gypsum boards of Examples 1 and 2 satisfied the standard of a semi-incombustible material.
以上のことより、実施例１、実施例２の石膏ボードは、市販の石膏ボードと同等以上の曲げ強度を有し、かつ、準不燃材料の基準を満足できるものであることがわかる。また、実施例３の石膏ボードは、市販の石膏ボードの約２倍の曲げ強度を有し、かつ、難燃材料の基準を満足するものである。 From the above, it can be seen that the gypsum boards of Examples 1 and 2 have bending strength equal to or higher than that of commercially available gypsum boards, and can satisfy the standard of semi-incombustible materials. Further, the gypsum board of Example 3 has about twice the bending strength of a commercially available gypsum board and satisfies the standard of flame-retardant material.
本発明によれば、耐火性および曲げ強度に優れた石膏成形体を提供でき、前記石膏成形体は、建築用材用として利用できる。また、本発明の石膏成形体は、リサイクル石膏の二水石膏のままでの新規用途となり、リサイクル石膏の利用拡大が期待できる。 According to the present invention, it is possible to provide a gypsum molded body having excellent fire resistance and bending strength, and the gypsum molded body can be used for building materials. In addition, the gypsum molded product of the present invention will be used as a new use of recycled gypsum as dihydrate gypsum, and it is expected that the use of recycled gypsum will be expanded.
Claims (9)
前記酢酸セルロースの含有量が、前記石膏と前記酢酸セルロースとの合計１００質量部に対して６質量部以上２３質量部以下である石膏成形体。 Contains gypsum and cellulose acetate,
A gypsum molded product having a content of cellulose acetate of 6 parts by mass or more and 23 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of the gypsum and the cellulose acetate.
前記混合物を成形する成形工程と、を有する石膏成形体の製造方法。 A kneading step of kneading a raw material containing 6 parts by mass or more and 23 parts by mass or less of cellulose acetate with respect to a total of 100 parts by mass of gypsum and cellulose acetate to obtain a mixture.
A method for producing a gypsum molded product, comprising a molding step for molding the mixture.
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