JPH0733503A - 高強度石膏板の製造方法 - Google Patents

高強度石膏板の製造方法

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JPH0733503A JP41511590A JP41511590A JPH0733503A JP H0733503 A JPH0733503 A JP H0733503A JP 41511590 A JP41511590 A JP 41511590A JP 41511590 A JP41511590 A JP 41511590A JP H0733503 A JPH0733503 A JP H0733503A
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 消石灰により中和された無水石膏を原料に用
いて、押出成形板を製造するにあたって、無水石膏の硬
化速度を促進して初期強度を高めて、生産性を向上させ
ると共に、高い曲げ強度を有する石膏板を得る。 〔構成〕 本発明の高強度石膏板の製造方法は、II型無
水石膏、消石灰、繊維および充填材を原料とし、これに
増粘剤を添加し、さらに上記II型無水石膏の硬化促進剤
として、硫酸カリウム、硫酸アルミニウムおよび1種類
以上のナトリウム塩類を添加し、押出成形するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度石膏板の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】石膏を主原料として押出成形板を製造す
る技術は、特公昭51−27693 号、特公昭52−29330 号、
特開昭55−9861号などに開示されている。これらの技術
は、概ね各種石膏に増粘剤、硬化促進剤、水などを配合
して押出成形するというものである。
【0003】また、II型無水石膏を早期に固めるための
硬化促進剤に関しても、同様に特許文献に開示されてお
り、例えば、特公昭49−1768号にはカリミョウバンとカ
性アルカリの併用、特公昭52−48625 号にはカリミョウ
バンおよび硫酸カリウムの1種とアルミン酸ナトリウム
およびアルミン酸カリウムの1種の併用、特公昭53−41
695 号にはカリミョウバン、水溶性アルカリおよびメラ
ミンホルマリン縮合スルホン化物の併用、特公昭58−58
302 号には硫酸カリウム、アルミン酸ナトリウムおよび
塩化カルシウムの併用などが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような石膏を主
原料とした厚型の押出成形板を、中〜高層ビルの住宅の
戸境壁、事務所の間仕切壁などの内装用隔壁材として使
用することが考えられる。しかし、このような場合押出
成形板には、高強度、美観性、遮音性、断熱性、耐火
性、施工性などの特性が要求されることになる。
【0005】また、II型無水石膏(以下、無水石膏と略
す)は、通常硬化が遅く、特に消石灰の存在下では、そ
の傾向が一層強くなり、短期間内に製品に必要な強度を
付与することができず、押出成形製品やその他の工場生
産による有形製品の製造には適していない。
【0006】さらに、押出成形製品を製造する場合は、
増粘剤を加える必要があるが、増粘剤は硬化促進剤の塩
類等によって、その機能の低下を来すため、その添加量
を多くする必要が生じる。
【0007】そこで本発明の目的は、無水石膏を利用し
て押出成形製品を連続的に製造するにあたって、無水石
膏の硬化速度を早めることにより初期強度を高めて、生
産性を向上させることにあり、特に、消石灰の存在下で
も高い初期強度を発現させることにある。
【0008】本発明の別の目的は、増粘剤の添加量をで
きるだけ少量にするために、増粘剤に対して妨害作用が
少なく、少量の添加で硬化促進効果のある硬化促進剤を
選定することにある。
【0009】さらに本発明の別の目的は、高曲げ強度、
遮音性、耐火性および加工性に優れ、厚型の内装用隔壁
材として好ましく利用することができる押出成形製品を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、無水石膏、消
石灰、繊維および充填材を原料とし、これに増粘剤を添
加し、さらに上記無水石膏の硬化促進剤として、硫酸カ
リウム、硫酸アルミニウムおよび1種類以上のナトリウ
ム塩類を添加し、押出成形することを特徴とする高強度
石膏板の製造方法を提供するものである。
【0011】上記無水石膏としては、天然石膏、フッ酸
製造時の副産物である無水石膏あるいはリン酸等の化学
石膏製造時の二水石膏の焼成品を用いることができる。
【0012】化学品を製造する際の副産物である無水石
膏は、その製造時に少量の遊離酸が残留し、pHが酸性状
態であり、そのままでは利用することができない。した
がって本発明においては、このような無水石膏粉末に消
石灰の粉末を添加して中和する。
【0013】このとき用いる消石灰の添加量は、酸性度
合によって異なるが、通常 0.1〜3.0 重量%程度であ
る。製造時のバラツキを考慮して、過剰ぎみに中和さ
せ、pH8〜12.7程度にする。消石灰は硬化に対して悪影
響があるため、その添加量をできるだけ少なくすること
が好ましい。
【0014】上記無水石膏(消石灰を含む) の配合量
は、通常、原料の全量に対して30〜80重量%である。無
水石膏の配合量は、製品設計によって決められるが、30
重量%以下では十分な初期強度および製品強度が得られ
ない。また、80重量%を越えて配合した場合は、強度の
増進効果が頭打ちとなるばかりか、硬度が高くなり過ぎ
て加工性が低下する。
【0015】本発明の原料には、上記無水石膏および消
石灰のほかに、繊維と充填材が配合される。
【0016】上記繊維としては、汎用のパルプ、ガラス
繊維、炭素繊維等の無機繊維、ビニロン、ナイロン、ポ
リプロピレン等の合成繊維などを用いることができる。
その配合量は原料に対して2〜10重量%程度である。
【0017】上記充填材としては、汎用の珪石、石灰
石、二水石膏、タルク、スラグ、フライアッシュ、珪藻
土、ゼオライト、ワラストナイト、マイカ、粘土などを
用いることができる。その配合量は、原料全体から無水
石膏(消石灰を含む)と繊維を除いた量である。
【0018】本発明においては、増粘剤が添加される。
増粘剤としては、汎用のメチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、アクリルアマイド重合体その他が用
いられる。その添加量は原料 100重量%に対して外割で
0.2〜2.0 重量%程度である。
【0019】本発明においては、さらに硬化促進剤が添
加される。硬化促進剤としては、硫酸カリウム、硫酸ア
ルミニウムおよび1種類以上のナトリウム塩類が用いら
れ、好ましくは無水石膏に対して外割で、合計1.0 〜4.
0 重量%添加される。
【0020】上記硫酸カリウム量は 0.5〜2.0 重量%、
硫酸アルミニウム量は 0.5〜2.0 重量%、ナトリウム塩
類は 0.1〜1.0 重量%である。なお、無水石膏の配合量
が30〜80重量%であるから、硬化促進剤の配合量は、原
料の含量に対しては、外割で0.3 〜3.2 重量%である。
【0021】各々の硬化促進剤としては、一般の工業用
のものが用いられる。硫酸カリウムの純度は、好ましく
は90〜100 %程度であり、硫酸アルミニウムは、好まし
くはアルミナ分が10〜30%程度のものである。ナトリウ
ム塩類としては、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、亜
硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、硝酸ナト
リウム、亜硝酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムなど
が好ましく、1種以上が添加される。
【0022】本発明の製造方法においては、3種類ある
いはそれ以上の硬化促進剤を添加することによって、消
石灰の存在下で、しかもpHが 8.0〜12.7程度の範囲で変
動しても、曲げ強度の発現効果が高く、特に、5時間か
ら1日間の初期強度の発現に大きく寄与し、また、バラ
ツキの少ない安定な性状の石膏板が得られる。
【0023】上記硬化促進剤の添加量が 1.0%以下で
は、ハンドリングに必要な初期強度および製品としての
必要強度が得られず、また、 4.0%を越えると、強度増
進の効果がなく、却って強度が低下する傾向があり、さ
らに増粘剤の機能を著しく低下させ、押出成形自体を不
可能にする。
【0024】本発明の製造方法における押出成形の条件
は、その配合組成、成形体の大きさ、形状、押出成形機
の機種などによって異なる。しかし、通常は、温度が20
〜50℃程度であり、真空圧が 500〜760 mm/Hgであり、
圧力が5〜80kg/cm2 である。また、押出成形物の粘度
は、 0.1〜50×105poiseである。押出成形物の粘度が
0.1×105poise以下では、成形後の形状維持が困難とな
り、また要求される初期強度が得られなくなる。50×10
5poise以上では、成形が不可能となる。
【0025】
【作用】本発明は、無水石膏、消石灰、繊維および充填
材を原料とし、これに増粘剤を添加し、さらに硬化促進
剤を添加して押出成形製品を製造する製造方法におい
て、上記硬化促進剤として、硫酸カリウム、硫酸アルミ
ニウムおよび1種類以上のナトリウム塩類を用いるるこ
とを特徴としている。
【0026】無水石膏は、通常硬化が遅いが、本発明方
法によれば、硬化促進剤として、硫酸カリウム、硫酸ア
ルミニウムおよび1種類以上のナトリウム塩類を添加す
ることにより、この欠点を改善することができる。特
に、消石灰の存在下でも、初期強度および製品強度が向
上する。
【0027】また、上記のように3種類以上の硬化促進
剤を組合せることによって、その添加量を少なくするこ
とができ、これにより押出成形製品の製造に必要な増粘
剤の機能の低下を抑制し、増粘剤の配合量の低減を図る
ことができる。
【0028】これらのことで、無水石膏を利用した押出
成形製品を長時間、連続的に生産することが可能とな
り、得られる石膏板は、高比重、高曲げ強度、遮音性、
耐火性、加工性に優れ、例えば、長さ2〜6m程度の大
スパンの内装の間仕切壁等の内装用隔壁材用途に利用す
ることができるようになる。
【0029】
【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。なお、以下の実施例および比較例において、「%」
は「重量%」の意味である。
【0030】実施例1〜26,比較例1〜26:無水石膏に
あらかじめ所定量の消石灰を添加した混合物およびその
他の原料および添加剤を配合し、アイリッヒ型ミキサー
で1分間、高速回転で乾式混合し、ニーダーで成形に必
要な水を加えて10分間混練して均一に分散させた。
【0031】ついで混練物をスクリュー型真空押出成形
機で厚さ10mm、幅 200mmに成形し、得られた成形板を15
℃程度の常温で各材令まで水和硬化させた。1〜7日間
の硬化後の成形板は、60℃で乾燥を行い、基準寸法に切
断してその性状を試験により調べた。
【0032】実施例1〜3および比較例1〜3の無水石
膏は、消石灰を 0.2%添加混合し、その時のpHを8.7 に
した粉末である。実施例4〜6および比較例4〜6の無
水石膏は、消石灰を 0.3%添加し、pHを10.1にした粉末
である。実施例7〜9および比較例7〜9の無水石膏
は、消石灰を 0.7%添加し、pHを11.4にした粉末であ
る。実施例10〜26および比較例10〜26の無水石膏は、消
石灰を 2.0%添加し、pHを12.3にした粉末である。
【0033】実施例1〜24および比較例1〜24の成形条
件は、温度が35〜40℃であり、真空圧が 600〜750 mm/
Hgであり、圧力が10〜20kg/cm2 である。また、押出成
形物の粘度は、 0.5〜20×105poise(ピストン法で測
定)である。実施例25,26、比較例25,26の成形温度お
よび成形圧力は下記表に示す。
【0034】なお、表中の水量およびメチルセルロース
の添加量は、II型無水石膏、繊維および充填材の合計量
に対して外割で、硬化促進剤の添加量は石膏に対して外
割で示す。
【0035】実施例および比較例における使用原料、試
験方法等は、下記の通りである。 ※使用原料 II型無水石膏 :フッ酸無水石膏 粉末度5180cm
2 /g、pH2.4 パルプ :粉砕品 ガラス繊維 :日本電気硝子製 チョップドス
トランド6mm タルク :伊藤産業社 硫酸カリウム :工業薬品(チッソ製) 硫酸アルミニウム :工業薬品(日本化学工業製)ア
ルミナ分17.1% 硝酸ナトリウム :工業薬品 炭酸ナトリウム :工業薬品 塩化ナトリウム :工業薬品 アルミン酸ナトリウム:工業薬品 メチルセルロース :信越化学製 ハイメトローズ90
SH−15000
【0036】 ※試験方法 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) 曲げ強度 :JIS A5418 「石綿セメントけい酸カルシウム板」に準 拠。 材令5時間(未乾燥)湿潤状態で試験。 〃1日間(乾燥) 60℃24時間乾燥後に試験。 〃7日間(乾燥) 60℃24時間乾燥後に試験。 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。 水和率 :粉砕試料を45℃で乾燥し、これを 200℃で仮焼して、 重量減少量から石膏の配合に対する水和率を測定。 成形性 :押出成形時に成形の良否を目視観察して判定。 ○ 成形が良好 △ 温度の上昇等で長時間運転が不可能 × 増粘効果の低下で成形不可能 表面性 :押出成形時に表面の良否を目視観察して判定 ○ 表面に欠陥がなく平滑 △ 表面にボイドによる欠陥が発生 × 大きなボイドによる欠陥が発生
【0037】各々の実施例および比較例の原料配合およ
び成形板の性状試験結果を下記表1〜10に示す。
【0038】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
【0039】
【発明の効果】本発明は、中和した無水石膏(pH 8.0〜
12.7)による押出成形製品の製造において、硬化促進材
として、硫酸カリウム、硫酸アルミニウムおよび1種類
以上のナトリウム塩類を添加する方法である。
【0040】このような硬化促進剤を用いることによ
り、硬化の速度を早めて初期強度を高めることができ、
製造におけるハンドリング性が向上すると共に、製品と
しても高強度を得ることができる。特に、消石灰の存在
下の強アルカリ性の原料石膏を用いて、初期強度を発現
することができ、入手する無水石膏のロット変動に対し
ても、安定的に高強度が得られる。
【0041】また、硬化促進剤の塩類等による増粘剤の
機能低下が少なく、石膏板の製造に必要な増粘剤の添加
量を必要最少量程度とすることが可能となる。
【0042】すなわち、本発明の硬化促進剤は従来硬化
促進剤として使用されているカリミョウバンあるいはカ
リミョウバンと水溶性アルカリを組み合せたものよりも
増粘剤への影響が少なく、また初期の曲げ強度および製
品強度(材令7日間)の増進効果が一段と効果が大き
い。
【0043】したがって、本発明の製造方法により得ら
れる石膏板は、高曲げ強度、遮音性、耐火性、加工性に
優れ、例えば大スパンの内装の間仕切壁等の内装用隔壁
材として好ましく用いることができる。
【表−1】
【表−2】
【表−3】
【表−4】
【表−5】
【表−6】
【表−7】
【表−8】
【表ー9】
【表−10】
───────────────────────────────────────────────────── 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 14:42 Z 14:04 Z 24:38 B 22:08) Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 II型無水石膏、消石灰、繊維および充填
    材を原料とし、これに増粘剤を添加し、さらに上記II型
    無水石膏の硬化促進剤として、硫酸カリウム、硫酸アル
    ミニウムおよび1種類以上のナトリウム塩類を添加し、
    押出成形することを特徴とする高強度石膏板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 硫酸カリウム、硫酸アルミニウムおよび
    1種類以上のナトリウム塩類の合計の添加量が、II型無
    水石膏に対して 1.0〜4.0 重量%であることを特徴とす
    る請求項1記載の高強度石膏板の製造方法。
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