JPH0552023A - 無機建築板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で、下地材として充分な性能を有する無
機建築板を提供することを目的とする。 【構成】 無機発泡体と繊維状物とを主体とし、結合剤
を添加して形成した比重０.４以下の板状芯材の少なく
とも片面に、鉱物質繊維と無機粉状体とを主体とし、結
合剤を添加して形成した比重０.７以上の外層部を設け
るとともに、前記外層部の合計厚さを全体厚さの１／３
以下とすることにより、軽くて厚い板状芯材の少なくと
も片面が、硬くて緻密な外層部で覆われることを特徴と
する無機建築板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、壁下地材等に用いられ
る無機建築板に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に、
壁下地材等に用いられる無機建築板には、使用上の見地
より、所定の強度，表面硬度および熱伝導率等が要求さ
れるとともに、施工上の見地より、軽量で所定の全体硬
度を有し、ビス止め可能なものであることが要求され
る。このため、従来例より、壁下地材として石膏ボード
が広く使用されている。

【０００３】しかしながら、近年、施工者の高齢化，都
市交通の混雑等から石膏ボードよりも軽量で、かつ、防
火規制を満たす下地材が要求されている。そこで、石膏
ボードの軽量化のため、その内部に気泡を発生させた
り、あるいは、無機発泡体を混入することも考えられて
いるが、この方法では石膏ボードの強度が低下するとい
う問題点がある。一方、軽量化と同時に強度を維持する
ため、例えば、石膏ボードにパルプ等の有機繊維を混入
することも考えられるが、この方法では防火性が損なわ
れるという問題点がある。

【０００４】本発明は、前記問題点に鑑み、軽量で、下
地材として充分な性能を有する無機建築板を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、板状芯材
と、この板状芯材の少なくとも片面に設けた外層部との
組成を異ならしめて二層構造または三層構造とすること
により、石膏ボードよりも軽量で、かつ、下地材として
充分な性能を有する無機建築板を得られることを見い出
し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は、前記
目的を達成するため、無機発泡体と繊維状物とを主体と
し、結合剤を添加して形成した比重０.４以下の板状芯
材の少なくとも片面に、鉱物質繊維と無機粉状体とを主
体とし、結合剤を添加して形成した比重０.７以上の外
層部を設けるとともに、前記外層部の合計厚さを全体厚
さの１／３以下としたことを特徴とする無機建築板にあ
る。

【０００６】板状芯材を形成する無機発泡体は圧縮強度
を維持しつつ、軽量化するためのものであり、例えば、
パーライト，シラス発泡体，シリカフラワー，ガラス発
泡体等があり、これらは単独で、あるいは、２種以上組
み合わせて使用できる。そして、板状芯材における無機
発泡体の組成比は５０〜９０重量％とするのが好まし
い。５０重量％以下であると、繊維状物の割合が相対的
に増加するために強度は向上するが、比重低下の効果が
得られないからであり、９０重量％以上であると、繊維
状物の割合が少なく、無機発泡体間の連結が難しくなる
からである。

【０００７】板状芯材を形成する繊維状物は前記無機発
泡体同士を連結するためのものであり、例えば、ロック
ウール，スラグウール，パルプ，ポリプロピレン繊維な
どを挙げることができ、これらは単独で、あるいは、２
種以上組み合わせて使用できる。そして、繊維状物は無
機発泡体を連結し、板状芯材を形成するためには、少な
くとも３重量％以上添加される必要がある。

【０００８】板状心材を形成する結合剤は、前記繊維状
物と無機発泡体とを連結一体化するためのものであり、
例えば、ポリビニルアルコール樹脂，フェノール樹脂等
の合成樹脂やスターチ等が挙げられ、これらは単独で、
あるいは２種以上組み合わせて使用できる。

【０００９】なお、一般に、結合剤および有機繊維が多
ければ多いほど、曲げ強度が向上するので、板状芯材に
パルプ等の有機繊維を混入することは強度面において有
効であり、また、コスト面においても有効である。ただ
し、準不燃材としての無機建築板を得るためには、板状
芯材における有機成分の総量が結合剤を含めて１５重量
％以下となるようにする必要がある。また、不燃材とし
ての無機建築板を得るためには、有機成分の総量を７重
量％以下にする必要があるので、繊維状物としては鉱物
質繊維を採用するのが好ましい。

【００１０】板状芯材の比重を０.４以下とするのは、
その比重が０.４以上であると、無機建築板の軽量化を
図ることが困難になるからである。なお、板状芯材は無
機建築板の中間層を形成するので、板状芯材の厚みを増
大させることにより、無機建築板の耐えられる曲げモー
メントが大きくなるという利点がある。

【００１１】外層部を形成する鉱物質繊維としては、例
えば、ロックウール，スラグウール，ミネラルウール，
ガラス繊維などを挙げることができ、これらは単独で、
あるいは、２種以上組み合わせて使用できる。そして、
外層部における鉱物質繊維の組成比は２０〜６０重量％
とするのが好ましい。２０重量％以下であると、曲げ強
度が低く、ビス打込時に表面が破壊し易いからであり、
６０重量％以上であると、無機粉状体の添加量が低くな
り、表面硬度および全体硬度を高く出来ないからであ
る。

【００１２】外層部を形成する無機粉状体は防火性を維
持しつつ、硬度を高めてネジ止め性能を高めるためのも
のであり、例えば、炭酸カルシウム，硅砂，マイクロシ
リカ，スラグ，水酸化アルミニウム等を挙げることがで
きる。そして、外層部における無機粉状体の組成比は、
４０〜７０重量％とするのが好ましい。４０重量％以下
になると、所望の表面硬度が得られないからであり、７
０重量％以上になると、鉱物質繊維の割合が相対的に減
少するため、所望の強度が得られないからである。さら
に、無機粉状体の粒径は、平均粒径約１５０μの無機粉
状体を用いた場合に外層部の強度が最も大きいが、平均
粒径４０μ〜３００μのものであってもよい。

【００１３】なお、外層部を形成する結合剤の材質，添
加量は、前述の板状芯材の場合と同様であるので、説明
を省略する。

【００１４】次に、外層部の比重を０.７以上とするの
は次の理由によるものである。すなわち、無機粉状体の
割合を一定、例えば、６０重量％とし、他の材料の組成
を異ならしめて外層部を形成した場合、外層部の比重と
表面硬度、および、その比重と曲げ強度にはそれぞれ相
関関係があり、比重の増加につれて表面硬度，曲げ強度
が増加する（図１および図２）。そして、実用上、石膏
ボードとほぼ同等の表面硬度および曲げ強度を有する外
層部を得るためには、外層部の比重が０.７以上になる
ことが必要だからである。

【００１５】また、外層部の合計厚さを全体厚さの１／
３以下とするのは次の理由によるものである。すなわ
ち、無機建築板の曲げ強度は全体厚さによる影響を受
け、その表面硬度，ビス貫通力は外層部の厚さの影響を
受ける一方、ビス貫通力は全体重量の２．５倍以上であ
ることが必要とされる。そして、これらのことを考慮し
つつ、石膏ボードよりも２５〜４０％軽い無機建築板を
得ようとすると、外層部の合計厚さを全体厚さの１／３
以下としなければならないからである。

【００１６】前述したように結合剤および有機繊維が多
ければ多いほど、曲げ強度等が向上するので、鉱物質繊
維に代えてパルプ等の有機繊維を外層部に用いてもよ
い。ただし、準不燃材としての無機建築板を得るには、
有機成分の総量は１５重量％以下であることが必要であ
る。このため、鉱物質繊維の代わりにパルプ等の有機繊
維を用いる場合には、結合剤などの有機成分の総量が前
述の範囲内となるように配慮する必要がある。また、不
燃材としての無機建築板を得るためには、前述の板状芯
材と同様、有機成分の総量を７重量％以下にする必要が
ある。

【００１７】次に、本実施例にかかる無機建築板の製造
方法について説明する。例えば、無機発泡体，繊維状
物，結合剤を水中に懸濁せしめて水性スラリーを得、こ
れを湿式抄造して板状芯材となるウエットマットを得る
一方、鉱物質繊維，無機粉状体，結合剤を水中に懸濁し
て水性スラリーを得、これを湿式抄造して外層部となる
ウエットマットを得た後、板状芯材となる前記ウエット
マットの片面または表裏面に外層部となる前記ウエット
マットを積層して圧締した後、乾燥させて一体化するこ
とにより、無機建築板を製造する方法がある。

【００１８】なお、前述の製造方法ではウエットマット
同士を積層一体化する場合について説明したが、乾式に
よる方法、あるいは、乾式と湿式とを組み合わせた方法
など既存の製造方法を選択できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を説明する。 （実施例１）ロックウール１０重量部、パーライト７５
重量部、パルプ７重量部、結合剤として粉末フェノール
とスターチとを合計８重量部、および若干のサイズ剤，
定着剤を水中に懸濁して水性スラリーを得、これを抄造
して厚さ１０ｍｍの無機質基板である板状芯材を得る一
方、ロックウール３５重量部、無機粉状体として炭酸カ
ルシウム４５重量部、パルプ７重量部、粉末フェノール
およびスターチを合計８重量部、さらに、若干量のサイ
ズ剤および定着剤を水中に懸濁して水性スラリーとし、
これを抄造して厚さ５．０ｍｍの外層部を得、図３に示
すように前記板状芯材１と前記外層部２とを積層し、プ
レスで圧着一体化して厚さ９ｍｍの板状体とし、乾燥さ
せて全体比重０．４７の無機建築板を得、これをサンプ
ルとした。なお、この外層部２の比重は０．７であり、
板状芯材１の比重は０．３６であった。

【００２０】（実施例２）無機発泡体としてパーライト
４０重量部、シラス発泡体４０重量部、繊維状物として
パルプ７重量部およびロックウール５重量部、結合剤と
してフェノール樹脂およびスターチを合計８重量部の割
合で水中に投入，撹拌して水性スラリーを得、これを抄
造して厚さ１１ｍｍの板状芯材を得た。また、ロックウ
ール２７重量部およびパルプ５重量部、無機粉状体とし
て炭酸カルシウム６０重量部、結合剤としてフェノール
樹脂およびスターチを合計８重量部の割合で水中に懸濁
させた水性スラリーを抄造して厚さ３ｍｍおよび１ｍｍ
の外層部を得、図４に示すように板状芯材１の表面側に
厚さ３ｍｍの外層部２、裏面側に厚さ１ｍｍの外層部３
を積層し、プレスで圧締一体化し、乾燥させて厚さ９ｍ
ｍ、全体比重０．４３の無機建築板を得、これをサンプ
ルとした。この外層部２，３の比重はいずれも０．７、
板状芯材１の比重は０．３であった。

【００２１】（実施例３）図５に示すように、実施例２
と同一組成からなる厚さ２ｍｍの外層部２，３を板状芯
材１の両面に配し、圧締乾燥後、厚さ９ｍｍ、全体比重
０．４３の無機建築板を得、これをサンプルとした。

【００２２】（比較例）全体厚さ９ｍｍ，全体比重０．
７４の市販の石膏ボードをサンプルとした。

【００２３】前記実施例１，２，３および比較例で得ら
れたサンプルの物性に関する試験結果を表示する。 実施例１ 実施例２ 実施例３ 比較例 厚さ （mm） ９ ９ ９ ９ 外層厚さ(表面) (mm） ３.０ ２.２ １.５ − (裏面) (mm) − ０.８ １.５ − 比重 ０.４７ ０.４３ ０.４３ ０.７４ 曲げ強度 （kgf/cm²） ５０ ６５ ７５ ５０ 表面硬度 （kgf） １３０ １８０ １７０ ２２０ ビス貫通力 （kgf） １７ ２６ １８ ２７ 熱伝導率（kal/mh℃） ０.０６０ ０.０５５ ０.０５５ ０.２７

【００２４】なお、前記試験結果は下記の方式に基づい
て得られたものである。 曲げ強度：ＪＩＳ ５９０７−１９７７に基づく。 表面硬度：ＪＩＳ ＨＡＲＤＮＥＳＳ ＴＥＳＴＥＲに
基づく。 ビス貫通力：ＪＩＳ Ａ５９１０に準じた試験方法に基
づく。 熱伝導率：ＪＩＳ Ａ１４１２に基づく。 ただし、市販の石膏ボードの曲げ強度には方向性がある
ので、比較例の曲げ強度には平均値を表示してある。

【００２５】以上の測定結果から明らかなように、実施
例１，２，３は、比較例よりも比重が３５〜４０％以上
小さい。そして、比重が約４０％小さいということは、
標準サイズの石膏ボードが約１１ｋｇである場合に、同
一サイズの本発明にかかる無機建築板では６.５ｋｇ前
後となることを意味する。このため、石膏ボードの場
合、重量制限によってトラック等の積載可能容積の約半
分程度しか利用できないときでも、本願無機建築板であ
れば、トラック等の積載可能容積一杯に積載できる。こ
の結果、物流コストを大巾に節減できるだけでなく、施
工現場への人力による搬送および施工が容易になる。ま
た、実施例１，２，３の曲げ強度が比較例とほぼ同等以
上であることから、石膏ボードと同様、変形しにくく、
使い勝手がよいことがわかった。さらに、実施例１，２
の熱伝導率が比較例のそれよりも極めて小さいことか
ら、実施例１，２，３が比較例よりも断熱性に優れてい
ることがわかった。

【００２６】なお、二層構造のもの（実施例１）は、合
計厚さが同一の外層部を備えた三層構造のもの（実施例
２，３）よりも性能は落ちるが、三層構造のものより
も、生産が容易であり、大きな表面硬度を必要としない
天井等の下地板に適している。また、板状芯材の表裏面
に設けた外層部の厚さが等しいもの（実施例３）は曲げ
強度が石膏ボードよりも大巾に向上している。これは試
験時に裏面に設けた外層部が有効に作用しているためで
あると考えられる。さらに、表面に設けた外層部の厚さ
が裏面に設けた外層部よりも厚いもの（実施例２）はビ
ス貫通力が石膏ボードとほぼ同等のものが得られるが、
その割に表面硬度がさほど向上していない。これは、表
面硬度は一定の厚みがあれば充分であることを示してい
る。

【００２７】なお、実施例１，２，３は、表面硬度およ
びビス貫通力において比較例よりも小さいが、一般に表
面硬度が１７０（kgf）前後であれば、凹み等が生じに
くく、実用上の問題はない。また、ビス貫通力は無機建
築板の全体重量の２.５倍以上必要とされるが、本発明
にかかる無機建築板はそれ自身が軽量であることから、
この点においても実用上の問題はない。したがって、本
願にかかる無機建築板は、市販の石膏ボードとほぼ同等
の使用が可能であるだけでなく、石膏ボードよりも約３
５％以上軽く、優れた断熱性を有していることがわかっ
た。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、無機発泡体と繊維状物とを主体とし、結合剤
を添加して形成した比重０.４以下の板状芯材の少なく
とも片面が、鉱物質繊維と無機粉状体とを主体とし、結
合剤を添加して形成した比重０.７以上の外層部で覆わ
れ、しかも、前記外層部の合計厚さが全体厚さの１／３
以下であるため、軽くて厚い板状芯材の表裏面が硬く緻
密な外層部で覆われることになる。このため、本発明に
よれば、表面が硬く、ビス止め可能で曲げ強度大きく、
熱伝導率が小さいという下地材に必要な性能を有する無
機建築板が得られる。特に、比重０.７以上の外層部の
合計厚さが全体厚さの１／３以下であるので、全体比重
０.７以上の石膏ボードよりも軽量であり、運搬，施工
が容易になるという効果がある。なお、本件発明の無機
建築板は吸水率が１０％以下であり、ＧＬボンド工法と
称されている接着工法にも適しているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる外層部の比重と表面硬度との
相関関係を示すグラフ図である。

【図２】 本発明にかかる外層部の比重と曲げ強度との
相関関係を示すグラフ図である。

【図３】 本発明にかかる実施例１の断面図である。

【図４】 本発明にかかる実施例２の断面図である。

【図５】 本発明にかかる実施例３の断面図である。

【符号の説明】

１…板状芯材、２，３…外層部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機発泡体と繊維状物とを主体とし、結
   合剤を添加して形成した比重０.４以下の板状芯材の少
   なくとも片面に、鉱物質繊維と無機粉状体とを主体と
   し、結合剤を添加して形成した比重０.７以上の外層部
   を設けるとともに、前記外層部の合計厚さを全体厚さの
   １／３以下としたことを特徴とする無機建築板。
2. 【請求項２】 前記板状芯材の表裏面に略同一厚さの前
   記外層部をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１記
   載の無機建築板。
3. 【請求項３】 前記板状芯材の一面に設けた前記外層部
   の厚さを、前記板状芯材の他面に設けた前記外層部の厚
   さの２倍以上としたことを特徴とする請求項１記載の無
   機建築板。