JPH0735289B2

JPH0735289B2 - 無水石こう抄造板の製造方法

Info

Publication number: JPH0735289B2
Application number: JP61205358A
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: 浅野スレ−ト株式会社
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPS6360145A

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無水石こう抄造板（以下石こう板
と称す）及びその製造方法に関し、とくにII型無水石こ
う、短繊維及び石こう硬化促進剤を主成分としたスラリ
ーを抄造成形して、冷却養生を行うことによって得られ
る長さ変化率の小さな無水石こう抄造板及びその製造方
法に関するものである。

b.従来の技術抄造方法によって製造される石こう板の原料として、従
来は例えば特公昭53−25339,特公昭57−49004,特公昭55
−36628,特開昭60−42267,特開昭60−171261等に開示さ
れているように、半水石こうが用いられている。半水石
こうの水和速度は急激であり、凝結遅延剤を用いない場
合には30分前後で水和硬化がほぼ完全に終了する。一方
抄造工程において、原料の半水石こうの一部流出あるい
は生板，製品の裁断切シロ，不良品の回収などの時間経
過によって半水石こうが二水石こう化する。二水石こう
は半水石こうの急結剤としての作用があり、凝結遅延剤
の添加によっても自己増殖的に増加する。また水の循環
系統や回収系統から順次、不確定の量の二水石こうが入
り込むことから、凝結遅延剤量の選定ならびに凝結時間
の制御が困難であった。これらの欠点に対しいくつかの
改良がなされているが、いずれも十分でなく、工程管理
が困難であり、結果として品質に悪影響を与えることも
あった。

また従来、無水石こうを工業的に抄造して、大量生産し
た例は、ほとんど皆無であった。

c.発明が解決しようとする問題点無水石こうは半水石こうとは逆に水和速度が遅く、硬化
促進剤を添加しても３〜４週間位を経過しないと、所定
の強度が得られず、硬化促進剤を多く添加することによ
ってある程度の水和速度を早くすることができるが、逆
に長さ変化率が大きくなったり、白華現象が現れるな
ど、新たな弊害を生じる。

また無水石こう硬化体の性状はバラツキが大きく一定の
品質のものが得られない。

そこで、本発明者らは石こう板およびその製造方法にお
ける以下の問題点について検討した。

（１）半水石こうを原料とすることで抄造工程における
製造の長時間の安定性ならびに定常性が得られ難かった
点を、II型無水石こうを用いて解決を図れないか。

（２）製品の性状において、日間，月間ならびに季節間
による変動が大きく、一定の品質が得られないがどうし
たらよいか。

（３）II型無水石こうは水和速度が遅く、長期間の養生
が必要であったが、早期に強度発現を生じさせ、工業製
品としての生産性の向上を図るにはどうしたらよいか。

（４）II型無水石こうの水和速度の改善のために、硬化
促進剤が用いられるが、逆に長さ変化率や白華等の品質
の低下を避けるためには硬化促進剤の添加量の低減が必
要ではないか。

（５）II型無水石こうは曲げ強度，剥離強度等が低い
が、全体的に品質の向上を図るにはどうしたらよいか。

d.問題点を解決するための手段本発明者は各種の石こうを用いて、製造ならびに品質の
向上について鋭意研究を重ねた結果、II型無水石こうに
短繊維、無機粉末、および石こう硬化促進剤を配合した
ものを、特定の抄造条件および養生条件の下で製品化す
ることによって、従来にない新しい石こう板が得られる
との知見に基づいて、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、II型無水石こう98〜60重量％と短
繊維２〜40重量％からなる混合物100重量部、無機粉末
５〜100重量部、および上記II型無水石こう100重量部に
対する添加割合が0.1〜2.5重量部の石こう硬化促進剤か
らなる組成物を、水温20〜35℃のスラリーとし、該スラ
リーを抄造成形した後、１〜400kg/cm²の圧力で加圧成
形して抄造板とし、該抄造板を温度０〜15℃、湿度70〜
100％の雰囲気下で冷却養生することを特徴とする無水
石こう抄造板の製造方法を提供するものである。

本発明の石こう板において、II型無水石こうと短繊維の
合計量100重量部に対して、無機質粉末を外割で５〜100
重量部を配合することができる。

石こう板の比重（かさ比重を表わす）は大略1.0から1.8
程度である。石こう板の比重，曲げ強度および剥離強度
は配合，抄造，成形圧力および養生条件によって左右さ
れる。

本発明における製造工程は次の通りである。

原料に３〜15倍量の循環する水を加えてパルパーで混練
してスラリーとして、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一部裁断し
て、加圧成形を行った後に、所定の冷却養生を行って水
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、規準寸法に裁断して製品とする。

本発明における冷却養生は、温度０〜15℃、相対湿度70
〜100％のもとで行い、養生日数は１日から15日間であ
り、かくしてII型無水石こうの二水石こうへの転移が促
進される。

石こう板は、冷却養生を行うことで水和速度が増進し、
高品質であり、かつ製造時期による変動の無い一定の品
質のものが得られた。

冷却によって生シートの水分の凍結が生じると、水和は
阻害され硬化しない。したがって水分の凍結が生じない
ように０℃以上の温度を保持する必要がある。15℃を越
えると本発明の目的を十分達成できない。温度が30℃以
上になると長期間養生しても水和は進み難く、板材の強
度はかなり低くなる。なお石こうの水和は発熱反応を伴
うために積極的に熱を除去する必要がある。

相対湿度は70〜100％であり、70％未満になると、本発
明の目的を十分達成できず、特に50％以下では、板材の
板厚が４〜15mm程度と薄いため、表面あるいは四周の端
部において乾燥が進行し、未硬化なドライアウト状態が
生じて、均質な材料が得られなくなる。

養生日数は冷却温度との関連で選定される。温度が低い
と短期間に、温度が上がると長時間を要する。しかし養
生日数１日以下では必要な性状が得られない。また温度
がある程度高く、長期間養生すれば水和は進行するが、
強度の向上の割合が少ない。冷却養生ならびに工業的な
生産の見地から養生期間は２〜７日間程度でよく、長い
場合にも15日間以内とした。冷却養生温度の範囲におい
ては15日間以上養生しても品質向上の割合が少ない（15
日間以上養生あるいはストックしておいても良い）。

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厚に積層する丸
網抄造機、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20から35℃である。水温が20℃
未満では製造能率が低下する。また35℃を越えると製造
能率の向上の効果は少なく、後工程の養生の効果も悪く
なる。また水のpHは７以上である。

抄造後の生シートは加圧成形が行われる。この加圧成形
の圧力は、原料配合および製品強度の設計の面と、生シ
ートの含水率（生板含水率と称す）を７〜90％とする範
囲で選定される。成形圧力としては１〜400kg/cm²であ
る。

加圧成形が行われない場合には板材の良好な表面平滑性
が得られず、また強度も低いものとなる。また圧力が40
0kg/cm²を越えると、所定の生板含水率が確保されず、
これに伴って生シート中に水和に必要な水ならびに硬化
促進剤が確保されない。このためII型無水石こうの水和
は進行せずに性状が低下する。加圧はロールプレスある
いは面プレスによって行なわれる。加圧手段としては、
丸網式製造におけるシートの積層の際のメーキングロー
ルによる加圧をも含む。

本発明におけ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，排脱等からの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。二水石こうを焼成する場合に、400から1,0
00℃程度の温度で焼成したII型無水石こうを用いる。焼
成温度によって、例えば低温側ではIII型無水石こう
が、また高温側ではＩ型無水石こうが一部共存すること
がある。この場合にも本発明の石こう板の原料として用
いることができる。II型無水石こうの粉末度はブレーン
値で2,000から9,000cm²/g程度である。これは抄造時の
過性および水和反応性の面から選択される範囲であ
る。

II型無水石こう量は短繊維との混合物中98〜60重量％で
ある。この量は短繊維２〜40重量％との関係で定められ
る。繊維量２重量％未満では抄造時に金網を通して固形
分の流出が多くなり抄造が不可能となる。また繊維量40
％を越えると、もはや石こう板でなく繊維板となる。こ
のため製品強度ならびに層間の密着性が悪くなり、石こ
う板の用途には使えないものとなる。

II型無水石こうと短繊維の合計量100重量部に対して無
機質粉末５〜100重量部を配合する。短繊維量はII型無
水石こうとの混合物中２〜40重量％である。短繊維とし
て石綿あるいは石綿と他繊維との組合せ、また石綿を使
用しない場合には、パルプあるいはパルプと他繊維との
組合せが行れる。短繊維としては、石綿，パルプ（セル
ロース）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、抄造
性，生板含水率および製品性状の面から任意に選択され
る。

石綿は製品性状および生板含水率の向上で用いられる
が、規制等の面から、５％以下とするのが好ましい。

非石綿系繊維を使用する場合にはパルプ量１重量％以上
で、好ましくは２〜10重量％である。非石綿系において
パルプ１重量％以下とすると、抄造時の原料の分散およ
び歩留が悪く、製造が極めて困難とする。また10重量％
を越えると抄造時にパルプの分散が悪く、材料の均質性
が得られ難く、また建築材料として不燃性能が得られな
くなる。

パルプは必要に応じて叩解を行う。その叩解度はカナデ
ィアン標準フリーネス（CSF）で800〜30mlであり、その
配合量，繊維の組合せによって異なる。

非石綿系の場合に、抄造時の分散，歩留および製品の曲
げ強度，層間剥離強度，生板含水率の点から500〜50ml
程度が好ましい。叩解はパルパー，ディスクリファイナ
ー，コーン型リファイナー等の汎用の機械を用いて行
う。

II型無水石こうの硬化促進剤としては、H₂SO₄，K₂SO₄，
Na₂SO₄，（NH₄）₂SO₄，MgSO₄，ZnSO₄，FeSO₄，CuSO₄，A
l₂(SO₄)₃等の硫酸塩および複塩、例えばKAl(SO₄)₂12H
₂O,NaAl(SO₄)₂12H₂O，NH₄Al(SO₄)₂12H₂O等のミョウバン
類、NaCl,CaCl₂，MgCl₂等の塩化物、NaHSO₄KHSO₄等の酸
水素塩、NaNO₃，NH₄NO₃，KNO₃等の硝酸塩の汎用のもの
が、単独あるいは併用して用いられる。硬化促進剤の量
は板材中に保持される量であり、II型無水石こう100重
量部に対して0.1〜2.5重量部、好ましくは0.2〜2.5重量
部である。この量が0.1重量部未満では４週間以上の冷
却養生を行っても所定の水和率に達せず、曲げ強度等の
性状も極めて低く、実用に供する板材が得られない。2.
5重量部を越えて添加しても品質向上の効果の割合は少
なく、逆に長さ変化率の増大を来たし、遊離の硬化促進
剤による白華現象が生じ、表面が粉っぽく、美観を損ね
ることとなる。また濾過性も悪くなる。

上述の硬化促進剤の他に、CaO,Ca(OH)₂，Mg(OH)₂，セメ
ント，塩基性スラグの塩基類あるいはシリカゲル等も硬
化促進の硬化があり、場合によっては併用される。この
場合にはII型無水石こう100重量部に対して10重量部程
度まで添加される。

無機質粉末として、その使用機能から３種類に分けられ
る。

第１は粉末度が7,000cm²/g程度以上の微細粉末で、例え
ばベントナイト，活性白土，セピオライト，アタパルジ
ャイト，その他の粘土鉱物，シリコンダスト，珪藻土等
が挙げられる。この微細粉末は抄造時の補助材として、
原料の分散性の向上，過時間の調整を行うことで、原
料の均質性を得るために用いる。また板材の層間剥離強
度ならびに生板含水率の向上のために用いる。その量は
無機質粉末中20重量％以下であり、好ましくは１〜20重
量％、特に好ましくは３〜10重量％程度である。20重量
％を越えると排水中への逃げが多くなり運転が困難とな
ると共に曲げ強度，長さ変化率等の性状の低下を来た
す。この材料は特に非石綿系配合の際に有効であるが、
石綿系の場合にも用いられる。

第２の無機質粉末として、製品の二水石こう化した裁断
物の粉砕品（スクラップと称す）があり、このスクラッ
プは原料の一部として再使用される。その量は無機質粉
末中35重量％以下であり、好ましくは１〜35重量％程度
である。二水石こうのスクラップはII型無水石こうの凝
結に何ら作用しないので、未焼成の状態で再使用され
る。スクラップは粉砕された石こうと微細繊維の混合物
であり、原料固形物の歩留向上に効果がある。

第３の無機質粉末としては充填材あるいは軽量化材等で
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，マイカ，ワラストナイト
等の粉末およびパーライト，バーミキュライト，シラス
バルン等がある。

これらの無機質粉末の合計量はII型無水石こうと短繊維
の計100重量部に対して、外割で５〜100重量部が配合さ
れる。

高分子凝集剤が原料の歩留の向上の面で添加される場合
がある。特に非石綿系の場合に用いられるが、石綿系の
場合にも用いられる。高分子凝集剤としてはアニオン系
のポリアクリル酸ソーダ，ポリアクリルアミドあるいは
ノニオン系のポリアクリルアミド，ポリエチレンオキサ
イド等の汎用品が単独あるいは併用される。その添加量
は１〜10ppm程度である。

e.作用 II型無水石こうを原料とすることで、製造時に半水石こ
うのような凝結反応が無く、長時間の連続生産が安定的
に行えるようになった。また工程中において、変動の要
因が無くなり、工程管理が極めて容易となった。

一方、II型無水石こうは水和速度が遅く、硬化までに長
期間を要し、また製造時の日間，月間および季節間の変
動が大きく、一定の品質が得られ難かった。

これは１つに抄造工程中において、硬化促進剤が循環す
る水と共に流出していたのを、原料，繊維配合および加
圧成形圧力等の改善を行うこどて、生板含水率を高く
し、水和に必要な水と硬化促進剤を板材中に有効に確保
した。

２つに板材を冷却養生することで、無水石こうの水和速
度が向上し、水和の促進効果が現われ、短期間に必要な
性状が得られ、生産性が向上した。養生期間が同一なら
ば従来に比して水和率は著しく向上した。また石こうの
水和速度が向上したことで、同一水和率において、冷却
養生を行った場合に、そうでない場合に比べて、曲げ強
度，剥離強度，長さ変化率の性状が著しく向上した。従
ってこのことによって、性能面から水和率30％まで実用
的な製品が得られるようになった。

冷却養生を行うことで水和が進み、石こうの硬化促進剤
が低減でき、また加圧成形圧力をより高くすることが可
能となった。硬化促進剤の低減は長さ変化率の低減およ
びより過酷な条件下での白華現象が生じない製品が得ら
れるようになった。石こう板として長さ変化率0.12％以
下とすることができ、より実用的となった。

加圧成形圧力を高くすることで、品質の向上，平面平滑
性の向上に一層の効果があった。また非石綿系における
層間剥離強度の改善ができ、より高くすることができ
た。

一定条件下で冷却養生することで、日間，月間および季
節間において品質への変動の要因が取り除かれ、工業製
品として年間を通じて一定の品質のものが得られた。

f.実施例原料の合計量に対して、約３倍の重量の循環水を用いて
パルパーにて混練を行いスラリーとした。原料は水に対
して、効果促進剤，各繊維，ベントナイト等の微細粉
末，スクラップ,II型無水石こうおよびその他の無機質
粉末の順に投入して分散させた。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
機によって抄造を行い、メーキングロールで所定の厚み
に積層してシートとした。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6mm程度とした。

加圧成形後の板材を約50枚積として所定の養生条件にて
養生を行い、その後に乾燥および切断を行った。

比較例についても同様な方法で製造した。

次に各実施例およびけ比較例について配合，製造，養生
条件および性状試験結果を表−１に示す。なお、以下の
表−１〜表−５中の実施例および比較例における抄造時
水温は、30±２℃である。

実施例１〜３および比較例１〜４表−１に養生条件を変えた場合の条件および結果を示
す。

実施例４〜７表−２に養生温度および養生日数を変えた場合の条件お
よび結果を示す。

実施例８〜11および比較例５〜７表−３に石こう硬化促進剤の種類および添加量を変えた
場合の条件および結果を示す。

実施例12〜16および比較例８〜９表−４に加圧成形圧力を変えた場合の条件および結果を
示す。

実施例17〜21 表−５に配合条件等を変えた場合の条件および結果を示
す。

実施例22〜24および比較例10 表−６に製造時の水温を変えた場合の条件およ結果を示
す。

実施例25〜26 表−７に養生温度が０℃のときの結果、および養生湿度
が70％のときの結果を示す。なお、用いられた成分とそ
の配合量、および成形圧力は、実施例１〜３と同様であ
る。

使用原料 II型無水石こう：排脱石こう 600℃焼成品パルプ：晒パルプ非石綿系CSF350ml 石綿系 CSF550ml ガラス繊維：日本電気硝子ス製チョップドストラン
ド6mm ガラスウール：日本グラスウール製ホワィトウールビニロン繊維：クラレ製カーボン繊維：呉羽化学製カーボンウール：呉羽化学製ロックウール：日本セメント製ミネラルファイバー粒
状綿石綿：クリソタイル系５クラス硫酸カリウム：試薬１級品硫酸ナトリウム：〃ベントナイト：市販品シリコンダスト：〃珪藻土：〃石灰石粉：〃スラグ粉：〃 II型無水石こうと短繊維の合計100重量部に対して無機
質粉末を外割で配合、硬化促進剤は石こうに対しての重
量を示す。

本発明で用いた試験方法は次のとおりである。

g.発明の効果（１）冷却養生を行うことで、II型無水石こうの水和速
度が向上し、同一水和率とした場合に、従来に比較して
高品質となった。このことにより石こう板の水和率を30
％まで実用性の範囲が拡げることができた。

（２）石こうの水和速度が向上したことから、硬化促進
剤の低減が可能となり、長さ変化率の低減および白華現
象の低減につながり、長さ変化率0.12％以下とすること
ができた。

（３）冷却養生を行うことで、II型無水石こうの水和速
度が向上し、水和の促進硬化が顕著となり、短期間に必
要な性状が得られ、生産性が向上した。

（４）冷却養生によって、製造時期によってII型無水石
こうの水和速度に起因すると考えられる性状の変動が除
去され、工業製品として、年間を通じて一定の品質のも
のが得られた。

（５）II型無水石こうを使用することで、抄造中に凝結
作用ならびに凝結の変動要因が無くなり、長時間の安定
操業ならびに工程管理が極めて容易になった。このこと
は製品の安定性にも好結果となった。

（６）II型無水石こうを使用した石こう板として、曲げ
強度，剥離強度，長さ変化率に優れた品質で、また白華
現象も無く、鋸引き，釘打ち，曲げ加工性等の加工性に
も優れた不燃材料が得られた。

───────────────────────────────────────────────────── 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 22:14 Ａ 14:02）Ｚ (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 (56)参考文献特開昭53−120734（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−46733（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−60328（ＪＰ，Ａ) 特公平５−66895（ＪＰ，Ｂ２) 関谷道雄「石膏」（昭39−３−30）笠井出版Ｐ．202−210，175

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】II型無水石こう98〜60重量％と短繊維２〜
40重量％からなる混合物100重量部、無機粉末５〜100重
量部、および上記II型無水石こう100重量部に対する添
加割合が0.1〜2.5重量部の石こう硬化促進剤からなる組
成物を、水温20〜35℃のスラリーとし、該スラリーを抄
造成形した後、１〜400kg/cm²の圧力で加圧成形して抄
造板とし、該抄造板を温度０〜15℃、湿度70〜100％の
雰囲気下で冷却養生することを特徴とする無水石こう抄
造板の製造方法。