JPH0712968B2 - セルロ−ス繊維強化石膏ボ−ドの製造方法 - Google Patents

セルロ−ス繊維強化石膏ボ−ドの製造方法

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JPH0712968B2
JPH0712968B2 JP62123655A JP12365587A JPH0712968B2 JP H0712968 B2 JPH0712968 B2 JP H0712968B2 JP 62123655 A JP62123655 A JP 62123655A JP 12365587 A JP12365587 A JP 12365587A JP H0712968 B2 JPH0712968 B2 JP H0712968B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はセルロース繊維含有焼石膏スラリーを使用する
セルロース繊維強化石膏ボードの製造方法に関する。
[従来の技術・問題点] 石膏ボードは焼石膏に適当量の水と慣用の添加剤例えば
接着助剤及び泡剤を添加してなるスラリーを、石膏ボー
ド原紙間に流し込み、次いで乾燥機で乾燥して余剰水を
除去することによって得られる極めて安価で、不燃性の
建築内装材料である。
しかしながら、石膏ボードは他の建築材料、特に木質系
材料に比べビスの保持力が劣ることが最大の欠点であ
り、比較的軽量の絵画、額縁等を設置する場合でも、下
地に使用している木下地等を利用してビス等で固定しな
ければならないという欠点をもっている。
石膏ボードを強化するために、これまで以下のような製
造方法を用いられてきた。
石膏ボードにガラス繊維を添加し、曲げ衝撃強度を向
上させる方法が知られている。しかし、ガラス繊維の添
加量は後述する石膏スラリー軟度等の面から石膏ボード
製造ラインで石膏ボードを製造する際には限定要素とな
り、ガラス繊維の添加量は焼石膏に対して1%以下の添
加量であり、この場合には曲げ衝撃強度の向上は期待で
きるが、本来ガラス繊維はマトリックスである石膏との
付着力が弱く、且つガラス繊維の密度が高いため、マト
リックス中において量的に繊維素が不足し、ビスの保持
力改善には何ら役立たない。
石膏ボードの原紙を厚くすると同時に坪量を増やして
曲げ衝撃強度を向上させる方法も知られている。しか
し、この場合、石膏ボード表面の紙量が増加するため、
石膏ボードのもつ最大特徴である防火性が低下し、建築
用内装材料としては好ましくない。また、この方法によ
ってもビス保持力の向上はほとんど期待できない。
[問題点を解決するための手段] 上述の問題点に鑑み、本発明者らは石膏ボードのビス保
持力を改善する研究を行なった結果、JIS P 8121による
カナダ標準形水度が100〜650mlの範囲内にあるセルロ
ース繊維を焼石膏に添加して得られたスラリーで石膏ボ
ードを製造すると、造った石膏ボードのビス保持力が格
段に改良されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
すなわち、本発明は焼石膏100重量部に、JIS P 8121に
よるカナダ標準形水度が100〜650mlの範囲内であるセ
ルロース繊維を乾燥セルロース繊維として1.5〜6.0重量
部添加して乾式混合し、次に水を添加・混合するか、ま
たは乾燥セルロース繊維として1.5〜6.0重量部の前記セ
ルロース繊維を水に分散し、次に焼石膏100重量部を添
加・混合することによりスラリーとし、このスラリーを
石膏ボード原紙間に流し込み、硬化させることを特徴と
するセルロース繊維強化石膏ボードの製造方法にある。
[作用] 本発明の要旨はJIS P 8121に示されるカナダ標準形水
度が650〜100mlの範囲内のセルロース繊維を焼石膏100
重量部に対して1.5〜6.0重量部添加したスラリーを使用
してセルロース繊維強化石膏ボードを製造することにあ
る。
本発明においては、補強用繊維としてセルロース繊維を
使用する。セルロース繊維が好適であるのは無機系繊維
例えばガラス繊維は密度が大きいので、ボードコアに添
加しても、コア中に占める繊維素の容積比が小さくなる
ためである。更に、ビス保持力等は繊維素の容積比に比
例するので、密度の大きい無機系繊維を使用することは
不利となる。
これに対して、セルロース繊維は密度は小さいため、コ
ア中に占める容積比が大きくなり、ビス等の保持性能向
上に大きく貢献する。また、セルロース繊維のヤング率
はガラス繊維に比べ小さいが、比表面積はガラス繊維に
比べ極めて大きく、マトリックスである石膏との結合は
物理的に大となり、曲げ衝撃強度の向上もガラス繊維に
比べ遜色なく、且つビスの保持力向上に対して極めて大
きな役割を果たすことができる。
更に、本発明に使用するセルロース繊維はカナダ標準形
水度が100〜650mlの範囲内にある。この範囲の水度
をもつセルロース繊維を焼石膏スラリーに添加すると、
得られる石膏ボードのビス保持力を顕著に向上させるこ
とができる。セルロース繊維のカナダ標準形水度が65
0mlを超える場合には、スラリー中でのセルロース繊維
の分散が不充分なため、得られる石膏ボードに充分なビ
ス保持力を付与することができないために好ましくな
く、また、カナダ標準形水度が100ml未満であると、
セルロース繊維が短くなり且つ離解度が大になるため表
面積が大きくなる。このため一定のスラリー軟度にする
には練水量が多くなるので嵩密度が低下し、それによっ
て補強効果が発現しないために好ましくない。
セルロース繊維の配合量は焼石膏100重量部に対して1.5
〜6.0重量部である。該配合量が1.5重量部未満である
と、得られるセルロース繊維補強石膏ボードに所望のビ
ス保持力を付与することができないために好ましくな
く、また、6.0重量部を超えると後述する石膏ボード製
造ラインで石膏ボードを製造するための焼石膏スラリー
の軟度すなわちフロー値の好適範囲を得るためには、練
水量が多くなりすぎ、それによって得られる石膏ボード
の嵩密度が後述の範囲を満足しないものとなるために好
ましくない。
本発明に使用するセルロース繊維の種類は特に限定され
るものではない。これはセルロース繊維を湿式または乾
式で離解または叩解すれば、いずれのセルロース繊維を
使用しても所定範囲内のカナダ標準形水度を得ること
ができるためである。
通常、石膏ボード製造ラインで製造される石膏ボードの
嵩密度は0.7〜1.0g/cm3の範囲内にある。これは嵩密度
が0.7g/cm3未満となると、石膏ボード用原紙と石膏コア
との接着力が不足し、石膏ボードとしての機能を失う結
果となり、また、嵩密度が1.0g/cm3を超えると、得られ
る石膏ボードの重量が大となるので施工・作業性が悪化
する。
嵩密度は通常練水量、泡沫量及び焼石膏量により調整す
ることができ、焼石膏と練水との比率は成形性、ボード
原紙との接着性、所望の物理的特性を満足するような軟
度になるようにするのが肝要である。しかし、上述の比
率が1:1.2を超えると泡沫を加えなくとも嵩密度は0.7未
満となり、また、石膏ボード用原紙との接着力が不足
し、石膏ボードとしての機能を失う結果となる。
また、一般的に嵩密度と物理的強度には高い相関関係が
あり、嵩密度の高い方が強度が大きくなる。
更に、石膏ボードラインに使用する焼石膏スラリーの軟
度が低過ぎる場合には、成形不能となるが、または成形
が可能であっても巾方向の分散が悪く、石膏ボード端部
に焼石膏スラリーが入らず、且つ原紙との接着性の悪い
石膏ボードとなるからである。また、軟度が高過ぎる場
合には、成形不能となったり、また、成形が可能であっ
ても成形時にスラリーが飛散し原紙との接着性が悪くな
る。それ故、所定の範囲内のスラリー軟度が要求され
る。
なお、接着が悪化する原因はスラリー軟度が低過ぎる場
合にあっては成形時に高い圧力が加わるためと考えら
れ、また、スラリー軟度が高過ぎる場合には焼石膏の結
晶が原紙にからみつく前に原紙が水で飽和状態となるた
めであると推測される。
本発明者らは焼石膏スラリーの軟度を下記に記載する方
法によりJIS R 5201に規定するフローコーンを使用し
てフロー値を測定したところ、石膏ボード製造ラインで
石膏ボードを製造するには該フロー値が9〜25cm、好ま
しくは10〜17cmの範囲内にあることが必要であるとの知
見を得た。
フロー値測定方法: ガラス板上にJIS R 5201に規定されたフローコーンを用
意し、焼石膏に所定量の水を加えて30秒間撹拌し、得ら
れた焼石膏スラリーをフローコーンに流し込み、更に30
秒間経過後、フローコーンを抜き取り、スラリーの広が
り具合を測定する。
以上のことから、石膏ボード製造ラインで石膏ボードを
製造する際には、 石膏ボードの嵩密度が0.7〜1.0g/cm3の範囲内にある
ようにするために、焼石膏/練水比が1:1.2を超えな
い; 焼石膏スラリー軟度がフロー値で9〜25cm、好ましく
は10〜17cmの範囲内にある、ことを満足しなければなら
ない。
なお、セルロース繊維強化石膏ボードを石膏ボード製造
ラインで製造する際には、慣用の添加剤を適宜セルロー
ス繊維含有焼石膏スラリーに添加することができること
は言うまでもない。
[実施例] 以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。
実施例 実験室内での製造 十條板紙(株)社より入手のL.B.K.Pパルプ40gに水2lを
添加したものを離解機(日本理学工業社製)に通し、次
いで種々の操作条件を用いてビーター(東洋精機社製)
で処理することにより種々のカナダ標準形水度をもつ
2%パルプ溶液を調製した。水度は以下の第1表に記
載する。なお、添加量によっては2%パルプ溶液を過
機を用いて濃度調整したものを使用した。このようにし
て得た種々の濃度及び水度のパルプ溶液に焼石膏及び
接着助剤としてPVAを添加し、30秒間撹拌して第1表に
記載する配合をもつ焼石膏スラリーとし、ガラス板上に
スペーサーを置き、下紙原紙をのせ、下紙原紙上にスラ
リーを流し込み、ヘラで平らにした後、上紙原紙を置
き、上紙原紙の上にガラス板を乗せ、上から押して厚さ
12mmに成形し、これを恒量となるまで乾燥して実験室内
で石膏ボードを造った。
石膏ボード製造ラインでの製造 上述と同様のL.B.K.Pパルプ150kgと水3000lとをパルパ
ー(富士製作所製)に投入し、30分間離解させることに
より5%パルプ溶液とした。得られたパルプのカナダ標
準形水度を測定したところ、530mlであった。5%パ
ルプ溶液を焼石膏100重量部に対して乾燥セルロース換
算で3.5重量部添加、混合し、接着助剤として酸化テン
プンを用い慣用の石膏ボード製造ラインにより12mm厚の
本発明品を得た。なお、水度が530mlの1%パルプを
乾燥セルロース換算で0.2重量部使用するか、またはパ
ルプを全く添加しない以外は同様の操作にて製造ライン
比較品を得た。
このようにして得られたセルロース繊維強化石膏ボード
の諸特性を以下の第1表に併記する。ここで、曲げ破壊
強度はJIS A 1408に準じて求めた。また、ビス保持力試
験は得られたセルロース繊維補強石膏ボードを試験片と
し、この試験片に5mmφ、40mmのタッピングビスを第1
図に示すように垂直にネジ込み、試験片表面より19mmの
位置をインストロン荷重試験機で引張り、引張方向のビ
ス引抜抵抗を求め、ビス保持力とした。
第1表の実験室内での製造から次のことが分かる。
カナダ標準型水度が100〜650mlのセルロース繊維を焼
石膏100重量部に対し乾燥セルロース繊維として1.5〜6.
0重量部添加して製造したセルロース繊維強化石膏ボー
ド(本発明例1〜7)は、セルロース繊維を添加しない
もの(比較例1)、セルロース繊維を添加しても水度
が100ml未満のものを添加したもの(比較例4及び
5)、水度が650mlを超えるものを添加したもの(比
較例7及び8)、水度が650mlであっても添加量が少
なかったり、多かったりするもの(比較例2、3及び
6)よりもビス保持力及び長手方向曲げ破壊強度が格段
に向上することが認められた。
なお、セルロース繊維の代わりにガラス繊維を添加した
もの(比較例9)は、長手方向曲げ破壊強度は大きい
が、ビス保持力がセルロース繊維を添加しないもの(比
較例1)と殆ど変わらない。
また、第1表の石膏ボード製造ラインでの製造におい
て、水度530mlのセルロース繊維を3.5%添加した本発
明例は、水度が本発明例と同じセルロース繊維を使用
するが、添加量が0.2%と少なくした(比較例1)及び
セルロース繊維を全く添加しない(比較例2)よりもビ
ス保持力が約2.5倍も大きくなり、長手方向曲げ破壊強
度が1.6倍も大きくなることが認められた。
[発明の効果] 本発明方法により得られたセルロース繊維強化石膏ボー
ドは従来の石膏ボードと比べ曲げ破壊強度及びビス保持
力が大巾に改善され、従来の石膏ボードでは得られない
木質系材料に近い物理的性能を得ることができ且つ石膏
ボードの特徴である不燃性等を所持し、安価な建築材料
として極めて利用価値が高いものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1表に記載するビス保持力の測定方法を示す
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C04B 28/14 16:02) Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焼石膏100重量部に、JIS P 8121によるカ
    ナダ標準形水度が100〜650mlの範囲内であるセルロー
    ス繊維を乾燥セルロース繊維として1.5〜6.0重量部添加
    して乾式混合し、次に水を添加・混合するか、または乾
    燥セルロース繊維として1.5〜6.0重量部の前記セルロー
    ス繊維を水に分散し、次に焼石膏100重量部を添加・混
    合することによりスラリーとし、このスラリーを石膏ボ
    ード原紙間に流し込み、硬化させることを特徴とするセ
    ルロース繊維強化石膏ボードの製造方法。
JP62123655A 1987-05-22 1987-05-22 セルロ−ス繊維強化石膏ボ−ドの製造方法 Expired - Lifetime JPH0712968B2 (ja)

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JP2012116147A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Eidai Co Ltd 石膏硬化体の製造方法及び石膏硬化体

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