JPH10180930A - 石膏ボードの製造方法 - Google Patents

石膏ボードの製造方法

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JPH10180930A
JPH10180930A JP34743596A JP34743596A JPH10180930A JP H10180930 A JPH10180930 A JP H10180930A JP 34743596 A JP34743596 A JP 34743596A JP 34743596 A JP34743596 A JP 34743596A JP H10180930 A JPH10180930 A JP H10180930A
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JP
Japan
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gypsum
hemihydrate gypsum
hemihydrate
board
phosphoric acid
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JP34743596A
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English (en)
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Hiroyoshi Nagai
廣義 長井
Kiyoto Doi
清人 土井
Tadashi Yoshino
正 芳野
Hirotaka Yoshida
吉田  浩隆
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 α半水石膏とβ半水石膏を特定の比率
で混合することにより、省エネルギーとなり、生産性に
優れた安価で高強度の石膏ボードが得られる。その結
果、ボードの表面、端部が従来より強靱となり、持ち運
びが容易で、かつ耐水性に優れた石膏ボードを得る。 【解決手段】 α半水石膏(A)1〜50重量%とβ
半水石膏(B)99〜50重量%の混合比率する石膏ボ
ードの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はα半水石膏とβ半水
石膏を用い、省エネルギー化による安価で高強度、優れ
た耐水性を有する石膏ボードの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】石膏ボードは、石膏を芯材にして表面を
ボード用原紙で覆った不燃性の建築材料で、主として建
築物における壁や天井等の内装材として幅広く使用され
ている。ところが、その取り扱いにおいて、石膏芯材と
ボード用原紙が剥離するという問題が多々生じている。
従来、石膏芯材とボード原紙の接合は、石膏ボードを製
造する際に、β半水石膏を主成分とするスラリーをボー
ド用原紙間に直接流し込み、成形、硬化させることによ
り行っているが、接着力は必ずしも満足のいくものでは
ない。又、ボード端部は強度が弱く運搬作業等には難を
示していた。
【0003】一般的に製造されているβ半水石膏を用い
た石膏ボードの製造において、ボード原紙との接着力の
向上技術として水性エマルジョンと焼石膏との混合スラ
リーをボード用原紙の接着層に予め塗布する方法(特開
昭42ー27679号公報)、可溶性燐酸塩をボード用
原紙に含ませ接着性を向上させる方法等の技術が開示さ
れている。しかし従来の技術では必ずしも充分な接着性
は得られておらず、又ボード性能において、強度、耐水
性共必ずしも満足するものではない。特に湿式燐酸を製
造する際に副生する燐酸副生α半水石膏を用い、従来技
術による石膏ボードの製造は、ボード原紙との接着がほ
とんどなされず、実用化されていない。しかし、α半水
石膏を用いて、ボード原紙にα半水石膏を塗布すること
により接着性を向上させ、安価で高強度、高耐水性の石
膏ボードを製造する方法(特願平8−267012号公
報)が提案されているが、α半水石膏をボード原紙に塗
布した後に長時間の養生が必要であり生産性が極めて悪
い欠点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】湿式燐酸法により燐酸
を製造する際に用いる原料である燐鉱石の種類及び産地
は特に限定するものではなく、モロッコ、チュニジア等
の火成燐鉱石、フロリダ、ナウル、大東島等の堆積燐鉱
石、コーラ鉱(旧ソ連)、ファラボラ鉱(南アフリカ)
等に代表される火成岩性燐鉱石のいずれもの使用が可能
である。しかし、これらの燐鉱石を用いて、湿式燐酸製
造法により燐酸を製造する際に副生するα半水石膏の水
和反応速度は一般的に遅く、これによりボード製造時に
ボード原紙と当該石膏との接着が不十分であり、当該石
膏を直接用いた製造方法は実用化されていない。また、
水和反応速度は燐鉱石の産地により多少の差が生じてい
る。これは、燐鉱石中に混入されている微量成分の一つ
であるストロンチウム差が大きく影響しているといわれ
ている。この水和反応速度が遅いほど、ボード製造時
に、ボード原紙との接着が弱くなされず実用化にいたっ
ていない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、α半水石膏と
β半水石膏を特定の比率で混合することにより、省エネ
ルギーとなり、生産性に優れた安価で高強度の石膏ボー
ドが得られる。その結果、ボードの表面、端部が従来よ
り強靱となり、持ち運びが容易で、かつ耐水性に優れた
石膏ボードを見出した。すなわち、本発明はα半水石膏
(A)1〜50重量%とβ半水石膏(B)99〜50重
量%の混合比率からなることを特徴とする石膏ボードの
製造方法に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる原料石膏は特に限定するものではなく、
天然石膏や排煙脱硫石膏等の二水石膏を、ケルト窯やロ
ータリーキルン等の乾式仮焼装置によって140〜15
0℃雰囲気温度で仮焼して転移させたいわゆるβ型半水
石膏や、オートクレーブを用いて加圧水溶液法あるいは
加圧水蒸気法で低反応温度・短反応時間の条件下におい
て脱水して製造するα型半水石膏等がある。しかしこの
ようにして得られたα半水石膏は非常に製造コストが高
く、一般的な石膏ボードの製造方法には用いられていな
い。湿式燐酸製造時副生するα半水石膏はJIS R9
112による標準混水量が35〜70重量%と低いとい
う長所はあるものの、ボード原紙への接着性、さらには
凝結時間の不安定さという欠点を有している。本発明は
湿式燐酸製造時に副生するα半水石膏を乾燥しアルカリ
を添加することによりボードへの接着性を改良し、凝結
時間を安定させることを見出し、このα半水石膏を利用
し、β石膏と混合することにより、乾燥工程における熱
エネルギーの省力化を可能とし、高強度で耐水性に優れ
た石膏ボードの製造方法を見出した。
【0007】すなわち、従来はコーラ鉱(旧ソ連)、フ
ァラボラ鉱(南アフリカ)等に代表される火成岩性燐鉱
石を用いた湿式燐酸製造法は、二水−半水法により、火
成岩性燐鉱石を硫酸で分解して湿式燐酸を製造する際
に、副生するα半水石膏は水和性が著しく低く商品価値
がほとんどない。原因として、火山岩性燐鉱石は、スト
ロンチウムを多く含み、α半水石膏の結晶格子中へスト
ロンチウムの固溶にあるといわれている。これらの火山
岩性燐鉱石の不純物については、モロッコ、ヨルダン、
フロリダ、ナウル鉱等の火山岩性燐鉱石と比較して、有
機物が低く、放射性物質であるラジウム226の含有量
が低い利点はあるが、種々の不純物が含まれており、そ
の中でも特に燐酸、弗酸、ナトリウムの存在が、α半水
石膏としてそのまま使用する場合問題であった。
【0008】したがって、このα半水石膏を通常一旦水
和させて二水石膏とし建築材料用石膏原料に、又石膏ボ
ード用原料とするにはさらに焼成してβ半水石膏とし利
用している。このβ半水石膏を利用した従来の石膏ボー
ドの製造方法においては、水、β半水石膏、発泡剤、及
び澱粉などの接着助剤をミキサーにより混練して得られ
るβ半水石膏スラリーを、上下に配した石膏ボード用原
紙の間に流し込み成形する工程を通して板状に成形し、
連続的にベルトコンベア等で搬送している。そして、ベ
ルトコンベア等による搬送中に所定の長さに切断し、β
半水石膏を水和させ二水石膏にして硬化させ、乾燥工程
に送り余剰の水分を乾燥している。この方法では、プロ
セスが複雑になることや、焼成を行う際や、ボード成形
後の余剰水分を乾燥させるのに大量のエネルギーを必要
とする。
【0009】本発明は、特に火成岩性燐鉱石と硫酸を用
いて、湿式燐酸製造法により燐酸を製造する際に副生す
るα半水石膏とβ半水石膏を予め混合し、これに水、澱
粉、発泡剤等とを添加しスラリー化することにより、い
ままで直接使用することができなかった副生するα半水
石膏をそのまま使用することを可能にした。
【0010】本発明に用いるα半水石膏とβ半水石膏の
混合比率は、α又はβ半水石膏基準で、α半水石膏1〜
50重量%に対しβ半水石膏99〜50重量%で、更に
好ましくは、α半水石膏5〜30重量%に対しβ半水石
膏95〜70重量%が好適である。α半水石膏1重量%
未満では、目的とする省エネルギー化による高生産性、
高強度の石膏ボードが得られず、50重量%を超える
と、スラリー粘度が高くなり製造工程に支障を来す。ま
た、石膏スラリーとボード原紙との十分な接着力が得ら
れない。ここでいう混合比率とは、α半水石膏又はβ半
水石膏基準によるものである。半水石膏基準とは、結晶
水を含んだ形態(有姿)の半水石膏を基準としたもので
ある。混合された石膏を以下混合石膏という。
【0011】本発明は混合石膏をスラリー槽内に添加
し、水、発泡剤、及び澱粉などの接着助剤を添加しミキ
サーにより混練して得られる混合石膏スラリーを、上下
に配した石膏ボード用原紙の間に流し込み板状に成形
し、連続的にベルトコンベア等で搬送する。そして、ベ
ルトコンベア等による搬送中に所定の長さに切断し、混
合石膏を水和させ二水石膏にして硬化させ、乾燥工程に
送り余剰の水分を乾燥し目的とする石膏ボードを得る。
用いる乾燥機は通常用いられる乾燥機であれば如何なる
ものでも構わない。例えば、トンネル乾燥機、熱風循環
式乾燥機等が好ましい。乾燥温度は150〜200℃、
乾燥時間は30〜60分の条件における乾燥工程を経て
石膏ボードを得る。本発明に用いるα半水石膏には、そ
のまま用いてもよく、又アルカリを添加してもよい。
【0012】本発明のα半水石膏に含まれるNaイオン
はNaO換算において5重量%以下であることが好ま
しい。5重量%を超えると、石膏ボードを製造した場
合、温度及び湿度の影響を受けやすく、石膏ボードのた
わみが大きくなり原料として好ましくない。α半水石膏
に含まれるNaOとは、湿式燐酸製造法において、火
成岩性燐鉱石を用いて燐酸を製造し、α半水石膏を副生
する際に、用いる火成岩性燐鉱石には、不純物としてナ
トリウム、フッ素、ストロンチウム、その他有機物が一
般的にかかげられる。その中、石膏の水和速度や、石膏
ボードとした時のタワミに特に大きな影響を及ぼすナト
リウムの含有量は重量である。このナトリウム量の表し
方として、副生するα半水石膏を乾燥させた状態(α半
水石膏基準)においてNaイオンを原子吸光を用い分析
し、この量を酸素化合物の形(NaO)に換算した数
値である。
【0013】本発明で言うアルカリとは、有機物、無機
物いずれでもよく、特に限定するものではない。好まし
くはアルカリ性を示す無機化合物である。例えば、Na
OH、KOH、Ca(OH)等の水酸化物及びCaC
、KCO、NaCO、(NHCO
・HO等の炭酸塩及び水溶液中で水酸化物を生成する
NaO、CaO、MgO等の塩基性酸化物、アンモニ
アガス/溶液が挙げられ、二種類以上混合してもよい。
これらはそのまま用いてもよいが、水溶液として用いて
もよい。又、当然のことながら、無機アルカリとして、
セメント等のアルカリ性を示す硬化性無機物を添加、混
合してもよい。
【0014】アルカリの添加量としては、α半水石膏1
00重量部(α半水石膏基準)当たり0.1〜5重量部
が好ましい。5重量部を超えると、目的とする石膏ボー
ドの強度が得られず、また、ボードのたわみの発生原因
となる。
【0015】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。また、重
量部または重量%は特記しないかぎり部または%で表
す。 実施例1 火成岩性燐鉱石と硫酸を用いて、湿式燐酸製造法により
燐酸を製造する際に副生したα半水石膏とβ半水石膏を
用いて下記のように石膏ボードの製造を行った。乾燥し
たα半水石膏20部と、β半水石膏80部をスクリュー
フィダーに同時に投入し、予め混合された混合石膏を、
スラリータンクへ送り、同時にスラリータンク内部へ、
水60部、コーンスターチ0.6部、発泡剤0.1部、
酸化デンプン1.5部を加えミキサーで攪拌し得られた
スラリーを、上下に配した石膏ボード用原紙(十條板紙
(株))の間に流し込み板状に成形した、その後150
℃、30分乾燥後取り出して400×400×9.1m
m、密度0.715g/cmの石膏ボードを得た。得
られた石膏ボードの評価結果を表1に示す。
【0016】実施例2 乾燥したα半水石膏を40部と、β半水石膏60部の混
合比率に変更した以外は、実施例1と同様にして石膏ボ
ードを得た。得られた石膏ボードの評価を表1に示す。
【0017】実施例3 乾燥したα半水石膏100部に、消石灰0.4部を添加
して得られたα半水石膏20部を実施例1のα半水石膏
に変更した以外は、実施例1と同様にして石膏ボードを
得た。得られた石膏ボードの評価を表1に示す。
【0018】比較例1 β半水石膏100部に水80部、コーンスターチ0.6
部、発泡剤0.1 部、酸化デンプン1.5部を加えミ
キサーにより混練して得られたβ半水石膏スラリーを、
上下に配した石膏ボード用原紙(十條板紙(株))の間
に流し込み板状に成形した。その後180℃、40分乾
燥後取り出して400×400×9.1mm、密度0.
700g/cmの石膏ボードを得た。得られた石膏ボ
ードの評価を表1に示す。
【0019】比較例2 乾燥したα半水石膏70部、β半水石膏30部に変更し
た以外は、実施例1と同様にして石膏ボードを得た。得
られた石膏ボードの評価を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】<評価方法> 1)原紙との接着性 上部ボード原紙を被せ、軽く圧締後より2分〜10分間
隔で原紙を剥がし、60分後を基準として、原紙が石膏
に付着している面積比率が80%以上を接着完了とし
た。 判定基準 ○:80%以上 △:60%以上 80%未満 ×:60%以下 2)曲げ強度 JIS R 9112に準拠して行った。試験片(30
0×400mm)を曲げ強度用試験機(丸菱科学機械製
作所GBL−500)の支持部(幅350mm)に置
き、ボードの中心部に懸架部を合わせ、懸架部を250
N/minで加圧する。ボードが割れたときの力を曲げ
強度とする。 3)ボード密度 試験片作成後(50mm×50mm)通風のよい室内で
7日間以上保存した状態で測定。 4)端部曲げ強度 製品ボードの端から10cm以内の部分において、長さ
方向に25cm、幅5cmの試験片を作成し、前記2)
と同様に実施した。 5)タワミ試験 長さ52cm、幅10cm、厚み9.1mmの試験片を
作成した。この試験片を室温35℃、相対湿度90%の
試験条件の中へ、スパン50cmとし、図のように設置
し、72時間後の中央部のタワミを測定した。 6)流水試験 1立米水槽にて20℃〜22℃の水を循環させ、その中
へ原紙を含まない石膏の硬化体を完全に浸漬させ、14
分後のボードの重量変化及び外観を見る。
【0022】
【発明の効果】本発明はα半水石膏とβ半水石膏を特定
量混合することにより、従来、使用することが困難であ
ったα半水石膏を石膏ボードに用いることが可能となっ
た。α半水石膏は水和速度が遅く、かつ水和率の低い燐
酸副生α半水石膏を、石膏ボードの原料として使用する
ものであって、本発明のα半水石膏とβ半水石膏を特定
量混合することにより、ボード原紙とα半水石膏の接着
力が増し、α半水石膏を直接使用することを可能とし
た。このことにより、プラントの簡素化、エネルギーの
省力化が大幅に改善され、安価で高強度、特にボード端
部の強度が高く、優れた耐水性の石膏ボードの製造を可
能にした。また、α半水石膏にアルカリを添加すること
により、上記効果が更に大きくなるのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 浩隆 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 α半水石膏(A)1〜50重量%とβ
    半水石膏(B)99〜50重量%の混合比率からなるこ
    とを特徴とする石膏ボードの製造方法。
  2. 【請求項2】 火成岩性燐鉱石を用いた湿式燐酸製造
    法から副生するα半水石膏からなる請求項1記載の石膏
    ボードの製造方法。
  3. 【請求項3】 湿式燐酸製造法により燐酸を製造する
    際に、火成岩性燐鉱石を用い生成するα半水石膏に含ま
    れるNaイオンがNaO換算において5重量%以下で
    ある請求項1または2項に記載の石膏ボードの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 α半水石膏に添加するアルカリが、1
    00重量部(α半水石膏基準)当たり0.1〜5重量部
    である請求項1〜3項のいずれか1項に記載の石膏ボー
    ドの製造方法。
  5. 【請求項5】 α半水石膏に添加するアルカリが、ア
    ルカリ性を示す硬化性無機物である請求項1〜4項のい
    ずれか1項に記載の石膏ボードの製造方法。
JP34743596A 1996-12-26 1996-12-26 石膏ボードの製造方法 Pending JPH10180930A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019509188A (ja) * 2015-12-22 2019-04-04 サン−ゴバイン プラコ エスエイエス 石膏系ボード及び非アルファ化拡散性澱粉を含む、石膏系ボードに用いる化粧漆喰スラリーの製造方法

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JP2019509188A (ja) * 2015-12-22 2019-04-04 サン−ゴバイン プラコ エスエイエス 石膏系ボード及び非アルファ化拡散性澱粉を含む、石膏系ボードに用いる化粧漆喰スラリーの製造方法

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