JPH0725583B2

JPH0725583B2 - 無水石こう抄造板の製造方法

Info

Publication number: JPH0725583B2
Application number: JP20535986A
Authority: JP
Inventors: 秀光長岡; 俊雄長谷川; 宣吉田; 守大河原; 美徳羽藤; 泰治浅田; 勤篠崎
Original assignee: Asano Slate Co Ltd
Current assignee: Asano Slate Co Ltd
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPS6360146A

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野本発明は繊維補強したII型無水石こう抄造板（以下石こ
う板と称す）の製造方法に関し、とくに、II型無水石こ
う、短繊維および硬化促進剤を主成分としたpHが８〜13
のスラリーを抄造し、硬化して得られる高強度，低長さ
変化率の表面美麗な無水石こう板の製造方法に関する。

b. 従来の技術石こう板の抄造は従来、例えば特公昭53−25339,特公昭
55−36628等に開示されているように、半水石こうを原
料として行われていた。この際に一般の焼石こうを用い
ており、その粉末度は7000〜8000cm²/g程度（以下、い
ずれもブレーン値）であった。しかし抄造用の半水石こ
うの粉末度は、特開昭57−205351に開示されているよう
に1000〜6000cm²/gが良好である。1000cm²/g以下では固
形分が沈降して抄き上げが困難となり、製品の可撓性，
強度が低下し、また6000cm²/g以上ではグリーンシート
表面の象皮現象，抄造時の石こうの流失が多くなり、歩
留の低下を生じる。

このように、抄造する際の半水石こうの粉末度は、比較
的低いことが要望されていた。

一方、II型無水石こうを工業的に抄造して大量生産した
例は皆無であった。II型無水石こうは水和性が悪く、品
質性状も劣り、また生産性および品質性状の変動幅が大
きいために実用性がないものであった。II型無水石こう
の二水石こう化も行われ、これは、例えば特公昭45−11
011,特公昭45−28284等に開示されているように、硬化
促進剤と共に生石灰，消石灰の少過剰添加あるいは焼石
こうを添加して、ペレット状に造粒して行われていた。

c. 発明が解決しようとする問題点上述したようにII型無水石こうは水和速度が遅いので、
これに、硬化促進剤を添加して水和性を改善している
が、所定の強度を得るのに３〜４週間位の日数を必要と
し、工業生産性も低いものであった。

また、II型無水石こうを原料として石こう板を抄造した
場合に水和速度が遅く、その水和速度が大きく変動し、
かつ製造における生産性ならびに歩留等が変動し、結果
として品質性状が一定せず、生産の管理が極めて困難で
あった。

本発明者らはII型無水石こうを用いた石こう板の製造に
おいて以下の問題点があることを認めた。

(1) 歩留性が悪く、抄造速度が遅く、またその変動幅
が大きく工程監理が管理である。

(2) 水和速度が遅く、その変動幅が大きく工程のあれ
の原因となり、また品質が低く、一定の性状のものが得
られない。

(3) 比重，曲げ強度，層間剥離強度，表面化粧等の性
状が低く、またそのバラツキが極めて大きく、実用にな
る製品が得られない。

d. 問題点を解決するための手段石こう板製造における上記の問題点を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、II型無水石こうの粉末度と粒度及びス
ラリーのpHを特定することによって、水和速度，製造速
度を向上させ、工程を安定かし、品質性能を向上させ、
変動を減少させることができるとの知見を得て、本発明
を完成したものである。

本発明は、II型無水石こう，短繊維，硬化促進剤および
水を主体としたスラリーを抄造して硬化させる工程を含
み、該工程においてスラリーのpHを８〜13に調整し、粉
末度がブレーン値で3000〜8000cm²/gであり、かつ粒度
が297μふるい残分５％以下および44μふるい残分10〜6
0％であるII型無水石こうを用いる石こう板の製造方法
を提供するものである。

上記方法における配合例としては、例えば、II型無水石
こう98〜60重量％、短繊維２〜40重量％とし、石こうに
対して硬化促進剤0.1〜2.5重量％を用いるが、II型無水
石こうと短繊維の合計量1000重量部に対し無機質粉末を
外割で１〜100重量部を加えることができる。

II型無水石こうの粉末度が3000cm²/g以下では石こうの
初期水和速度が遅く、したがって水和率ならびにかさ比
重，曲げ強度等の性状が極めて低く、また石こうの粒子
が粗いために繊維との有効な補強効果が少なく、曲げ強
度や層間剥離強度が低く実用性状が得られない。またス
ラリーを抄造するときに粗粒部分が沈降して歩留が低下
し、繊維−固形物の均質な分散が得られずに品質性状も
低下をきたす。さらに粗粒の沈降物が循環系統のパイ
プ、タンクを詰まらせる等の故障の原因ともなる。

粉末度が8000cm²/g以上では、初期水和速度の向上の効
果がなくなり、逆に微粒部分が抄造時に回転ドラムの金
網面において濾過性を低下し、歩留や生産性を低下する
と共に循環系統の水の固形分濃度を高くし、パイプ，ノ
ズル等の詰まりの原因となり、正常運転に支障をきた
す。また補強繊維を有効に接着する微粒部分の石こうが
流失することから、石こう板の性状の低下をきたすこと
になる。

石こうの粒度が粉末度とほぼ同等な効果を生じるが、特
に297μふるい残分５％以上の粗粒部分があると抄造時
に回転ドラムの金網の目詰まりを起こし、連続運転にお
いて濾過性を低下する。また得られた石こう板の表面の
ザラツキを生じ、化粧仕上する際に不均一な斑点を生じ
て化粧性を低下する原因となる。44μふるい残分60％以
上の場合には所定の水和速度が得られずに品質性状の低
下をきたす。44μふるい残分10％以下の場合には抄造時
に石こうの流失が多くなり、歩留および性状の低下をき
たす。

ここで粉末度はJIS R 5210「ポルトランドセメント」に
規定するブレーン方法による比表面積試験の測定方法に
よって行った。粒度はJIS Z 8801「標準ふるい」に規定
するふるいを用いて湿式によって行った。

本発明の上記工程に用いる原料の詳細は次の通りであ
る。

II型無水石こうは天然の二水石こうあるいは燐酸，チタ
ン，排脱等から副生する二水石こうの焼成物あるいは弗
酸製造時に副生するII型無水石こう等の汎用のものが用
いられる。

二水石こうの焼成は400〜1000℃程度の温度で行われ
る。焼成温度によって、低温側ではIII型無水石こう
が、また恒温側ではＩ型無水石こうが一部共存すること
がある。この場合においても、本発明の石こう板の原料
として用いることができる。

また弗酸製造時に副生するII型無水石こうには、pH調整
のためにCaO,Ca(OH)₂,Mg(OH)₂，セメント，塩基性スラ
グ等の塩基類が配合される。配合量は0.1〜10重量部程
度である。抄造の際には製造上あるいは性能上から過剰
の塩基類が配合され、所定のpHとされる。これらの塩基
類はpH調整による効果ならびに抄造時の石こうの歩留を
向上し、かつ養生において温度が高い場合に、水和率，
かさ比重および曲げ強度等の低下を防止する効果があ
る。

石こうは粉砕されて所定の粉末度および粒度とされる。
粉砕前に粉末度が3000cm²/g以上ある場合でも粉砕して
活性化することが望ましい。粉砕はボールミル，ハンマ
ーミル，ジェットミル，振動ミル，ディスインテグレー
タ等によって行われる。また場合によっては分級して所
定の粉末度および粒度とする。

II型無水石こうの使用量は98〜60重量％であり、短繊維
の使用量は２〜40重量％である。石こうおよび短繊維量
は石こう板の特性に応じて定められる。

短繊維としては石綿，パルプ等の天然繊維，ガラス繊
維，炭素繊維，ガラスウール，ロックウール，セラミッ
クウール等の無機質繊維およびポリアミド，ポリプロピ
レン，ポリビニールアルコール（ビニロン），ポリエス
テル、ポリエチレン、アクリル等の合成繊維等の汎用の
ものが用いられる。

短繊維は石こう板の抄造性および製品性状を考慮して任
意に組み合わされるが、石綿あるいは石綿と他の繊維と
の組合せ、またパルプあるいはパルプと他の繊維との組
合せが好ましい。

上記の場合、石綿の配合量は５％以下とする。パルプを
主体とする場合には、パルプ１重量％以上、好ましくは
パルプを２〜10重量％とする。パルプは必要に応じて叩
解したものを用いる。その叩解度はカナディアン標準フ
リーネス（CSF）で750〜30mlである。石綿を用いないパ
ルプ系において、II型無水石こうの粉末度と粒度を特定
することによって繊維−固形物が均一に分散し、濾過性
および補強効果が特に改善された。

II型無水石こうの硬化促進剤としては、硫酸ナトリウ
ム，硫酸カリウム，硫酸マグネシウム等の硫酸塩、カリ
ミョウバン等のミョウバン類、塩化ナトリウム，塩化カ
リウム等の塩化物等の汎用のものが単独あるいは併用し
て用いられる。硬化促進剤の量は板材の含水中に保持さ
れる量であり、II型無水石こうに対して0.1〜2.5％で、
好ましくは0.2〜2.0％である。硬化促進剤量が0.1％以
下では所定の水和反応が進行せずに曲げ強度等の性状も
極めて低く、実用に供する製品が得られない。2.5％を
越えて添加しても品質向上の効果は少なく、逆に長さ変
化率の増大を来し、遊離の硬化促進剤による白華現象を
称して表面が粉っぽくなる原因となる。II型無水石こう
の粉末度および粒度を特定することで硬化促進剤の量を
減少することができる。

無機質粉末は、II型無水石こうと短繊維の合計量100重
量部に対して外割で１〜100重量部が配合され、その使
用機能から３種類に分けられる。

第１は粉末度が3000〜7000cm²/g程度の充填剤であり、
石灰石，消石灰，珪石，スラグ，フライアッシュ，二水
石こう，半水石こう等であり、その配合量は１〜50重量
部である。粉末度3000〜7000cm²/gの充填材は抄造の助
材として濾過性を向上して生産性を上げ、また製品の表
面の平滑性や硬度の向上に寄与する。この時の粒度は29
7μ全通であることが好ましい。半水石こうはII型無水
石こうの水和率を向上するが、半水石こう自体に水和硬
化性があり、凝結遅延剤の併用が必要である。

第２は二水石こう化した製品の粉砕物（スクラップと称
す）であり、原料の一部として、再使用される。その量
は１〜35重量部程度である。二水石こうのスクラップは
粉砕された石こうと繊維の混合物であり、II型無水石こ
うの凝結に何ら影響しないため、未焼成のまま再使用さ
れ、原料固形物の歩留向上に効果がある。

第３は粉末度が7000cm²/g程度以上の微細粉末であり、
例えばベントナイト，セピオライト，アタパルジャイ
ト，活性白土，その他の粘土鉱物，シリコンダスト，珪
藻土等が上げられる。その量は１〜15重量部で、好まし
くは３〜10重量部程度である。この微細粉末は抄造時の
補助材として、原料の分散性や均質性の向上，濾過時間
の調整用として、また板材の層間剥離強度，生板含水率
の向上のために用いられる。

その他にワラストナイト，マイカあるいはパーライト，
バーミキライト，シラスバルン等も用いられる。これら
はその使用目的からして粒度が粗いものである。

原料固形分の歩留を向上させるためにアニオン系，ノニ
オン系のポリアクリルアミド，ポリエチレンオキサイ
ド，ポリアクリル酸ソーダ等の高分子凝集剤を１〜10pp
m添加することができる。

本発明の製造工程は次の通りである。

上記配合の原料に３〜15倍量の水を加えてパルパーで混
練してpHが８〜13のスラリーとし、チェストにて混練物
の均質化を行い、このスラリーを丸網あるいは長網製造
機によってシート状に抄造成形する。このシートの端部
を裁断して、加圧成形を行った後に、養生し水和硬化さ
せる。硬化後にシートは必要に応じて乾燥を行い、基準
寸法に裁断して製品とする。ここで抄造時の過剰の水
は、混練水としてあるいは金網，フェルト等の洗浄水と
して循環使用される。

抄造は網で形成された複数個の回転ドラムによって抄き
上げられ、メーキングロールにて所定の厚さに積層され
る丸網抄造機か、あるいは脱水機構を有するエンドレス
ベルト上で抄き上げられる長網抄造機によって行われ
る。

抄造時の混練水の水温は15〜38℃程度であり、好ましく
は20〜35℃である。混練水のpHは汎用の塩基類で８〜13
にコントロールされる。pHが８〜13において、II型無水
石こうの濾過性，歩留性が良好であり、抄造速度，生板
含水率ならびに水和速度が向上し、曲げ強度，層間剥離
強度が向上する。また抄造機の錆による製品の汚染がな
い等の利点がある。pHが８未満では水和速度が遅く、濾
過性が悪く、生板含水率も低くなる。またpHが13を越え
ると濾過性や水和速度は向上せずに、循環水中のNa,K等
のイオンを吸着し白華の原因となり、化粧性が低下す
る。

抄造後の生シートは加圧成形が行われる。この時の加圧
力は１〜400kg/cm²である。

養生は温度０〜22℃、相対湿度50〜100％および期間１
〜15日間で行うことができる。

e. 作用本発明方法においては、II型無水石こうの粉末度と粒度
及びスラリーのpHを特定することによって、生産性およ
び品質が向上すると共に製造工程および品質が安定し
た。すなわち、 (1) II型無水石こうの粉末度と粒度及びスラリーのpH
を特定することによって、スラリーの均一分散が図れて
粗い粒子の沈降分離がなくなり、金網面の目詰まりや沈
降粒子によるパイプ，タンク等の詰まりの故障がなくな
り、製造工程の安定化が一層得られるようになった。

(2) スラリーの濾過性が向上し、製造速度が上がっ
た。また細かい粒子の金網からの流失を最小限に減少す
ることによって、流失分による循環系統のパイプ，ノズ
ル等の詰まりが無くなり製造工程の安定化が図れた。ま
た流失分および沈降分の現象によって歩留が向上した。

(3) 石こうが繊維を有効に接着することで、繊維補強
の効果が上がり曲げ強度，衝撃強度，層間剥離強度が向
上した。

(4) II型無水石こうの初期水和速度が向上すると共に
そのバラツキが減少して、早期に高強度の製品を得るこ
とができた。この結果、製品の不良率が減少した。

(5) II型無水石こうの水和速度および水和率を向上す
ることによって、硬化促進剤の量を減少し得た。

(6) 粗い粒子による表面のザラツキがなくなり製品の
化粧，仕上性が向上した。

f. 実施例パルパーに水、消石灰、短繊維、微粒粉末、スクラッ
プ、II型無水石こう、無機質粉末および硬化促進剤の順
に投入し、撹拌してスラリーとする。水の量は原料の約
３倍である。このスラリーはチェストを通し、さらに固
形分濃度約1/10に稀釈し、丸網抄造機によって製造を行
い、メーキングロールで所定の厚みに積層してシートと
し、このシートをプレス機によって所定の加圧成形を行
い、厚さ約6mmとした。

加圧成形後の板材を約50枚積として養生を行い、その後
に乾燥および切断を行って、各々の試験を行った。

比較例についても同様な方法で製造および試験を行っ
た。

次に各実施例および比較例について配合，製造条件およ
び品質性状試験結果を表に示す。

実施例１〜14および比較例１〜８弗酸製造時に副生するII型無水こうを原料として、これ
を奈良機械製の自由粉砕機にて所定の粉末度および粒度
に粉砕して用いた。

表−１に示す配合，粉末度について抄造し、表−２に製
造ならびに品質性状の結果を示す。

実施例15〜23および比較例９〜11 弗酸製造時に副生するII型無水石こうを原料として、こ
れを奈良機械製の自由粉砕機にて所定の粉末度および粒
度に粉砕して用いた。

表−１に示す配合，粉末度について抄造し、表−３に製
造ならびに品質性状の結果を示す。

g. 発明の効果 II型無水石こうに短繊維，硬化促進剤および水を加えて
スラリーとし、これを抄造して硬化させる製造方法にお
いて、II型無水石こうの粉末度および粒度を特定するこ
とによって、生産性，品質が向上すると共に製造工程，
品質の安定化が図れた。すなわち、 (1) スラリーの均質分散，濾過性が向上して製造速度
が上がり、また製造工程の安定化が図れた。

(2) 石こう−繊維の接着性，初期水和速度が向上し
て、曲げ強度，層間剥離強度等が向上し、さらに品質性
状の変動幅が少なくなり、安定した製品が得られるよう
になった。

(3) スラリーのpHを８〜13に特定することによって、
製造の安定化および水和速度が向上し、曲げ強度，層間
剥離強度が強く、表面美麗な石こう板を得ることができ
た。

(4) II型無水石こうを原料とした石こう板として、曲
げ強度，層間剥離強度，長さ変化の優れた品質で、また
表面が美麗で化粧性，加工性にも優れた不燃材料が得ら
れた。

使用原料パルプ：晒パルプ CSF280ml 石綿：カナダ産５クラスガラス繊維：日本電気硝子製チョップドストランド6m
m ガラスウール：日本グラスウール製ホワイトウール硫酸カリウム：試薬１級品シリコンダスト：市販品珪藻土：市販品石灰石粉：市販品消石灰：市販品 II型無水石こうと短繊維は内割で配合、無機質粉末は外
割で配合、硬化促進剤は石こうに対しての配合を示す。

本発明における試験方法は次の通りである。

比重:JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板に準
拠。（JISにおけるかさ比重を略称す）曲げ強度:JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板に
準拠。（JISにおける曲げ強さを示す）長さ変化率:JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板
に準拠。

生板含水率:JIS A5418石綿セメントけい酸カルシウム板
に準拠。

（JISの含水率の測定に準拠、ただし乾燥は60℃24時
間）剥離強度:5×5cmの板を厚さ方向に引張り、板体内の層
間の強度を測定。

水和率：粉砕試料を45℃乾燥し、これを200℃で仮焼し
て、二水石こうの結晶水の脱水量を求め、石こうの配合
量より水和率を測定。

表面状態：試験片50×40cmを目視観察して測定。

◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ 一部にザラツキや汚れ有り × ザラツキや汚れ有り粉末度:JIS R5210ポルトランドセメントのブレーン方法
による比表面積試験にて測定。

粒度:JIS R8801標準ふるいを使用し湿式で測定。

pH:スラリーを50cc採取し、pHメーターにより測定。

濾過性：スラリーを１採取し、10×16cmの大きさのブ
フナー漏斗にて表面に浮水がなくなる時間を測定。

沈降状態：ミキサー、バット中の沈降分を目視観察して
判定。

◎ 沈降物なし ○ ほとんどなし △ 沈降物あり × 沈降物が多い排水濃度：回転ドラムからの排水をメスシリンダーに20
0cc採取し、静置30分後の固形分の沈降体積を測定。

抄造能率：製造時の抄造速度および成形工程までの製造
のし易さを官能評価。

Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ

───────────────────────────────────────────────────── 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 22:06 Ａ 14:08 14:28 18:16 22:06 Ｚ 22:14）Ａ (72)発明者浅田泰治福岡県北九州市門司区柳町１の10の10 (72)発明者篠崎勤山形県米沢市西大通１の３の57 ミサオコーポ303

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】II型無水石こう、短繊維、硬化促進剤およ
び水を主体としたスラリーを抄造して硬化させる工程を
含み、該工程においてスラリーのpHを８〜13に調整し、
粉末度がプレーン値で3000〜8000cm²/g、粒度が297μふ
るい残分５％以下であり、44μふるい残分１〜60％であ
るII型無水石こうを用いることを特徴とする無水石こう
抄造板の製造方法。
【請求項２】II型無水石こう98〜60重量％、短繊維２〜
40重量％、石こうに対して硬化促進材0.1〜2.5重量％を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載
の無水石こう抄造板の製造方法。
【請求項３】II型無水石こう短繊維の合計量100重量部
に対し、無機質粉末を外割で１〜100重量部加えること
を特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の無水石こ
う抄造板の製造方法。