JPS6241748A - 不燃性無機建材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は曲面加工性に浸れた不燃性無機建材の製造方法
に関する。

一般に広く使用さ几ている石曾板とは異なって表面が紙
でカバー畑凡ていない石膏板からなる不燃性無機建材の
製造方法については、既に、焼石膏と繊維等と全所定の
割合で水と混合し抄造法により製造する方法が知られて
いる（特公昭５７−４９００４升）。又、本発明者らは
、先に、石膏板をより経済的に製造する方法として、従
来石貴灸品の原料と（７″′Ｃは欠点があって使用でさ
ないとされてい次二水７ｊｉｔ積極的に利用してしかも
浸れた寸法安定性を有する石膏板を円滑能率的ンこ得ら
れる製造技術を確立し、二水石・Ｈの有する安価で資源
として豊富な利点全油かした経済的に有利な石膏板の製
造方法全提案した（特願昭５９−２５５８７号）。

一方、日本国内に豊富に存在する石灰石を粉砕する事に
より得られる炭酸カルシウム粉末は、安価で化学的、熱
的に安定な物質であるが、その建材への利用は、ポルト
ランドセメントや珪酸カルシウム板のように、熱的処理
を加えて化学反応を起こさせて製品化する方法によって
なされており、炭酸カルシウム粉末そのもので利用され
ている例は殆んどない。

本発明者らは、石膏板が水に諮れると比較的変形し易く
なる性質を更に高めた曲面加工性に優れた不燃性無機質
建材を製造する方法を提供することを目的に検討した結
果、少なくとも水和性石膏を含んで三水石膏も混合され
ていても良い石膏粉末と、炭酸カルシウム粉末と、セル
ローズ繊維を含む線維等とを、水と共にｍ１合し、成形
、硬化、乾燥してイμられる無機質板は、曲面加工性に
著しく優れている上、不燃性は元より、曲げ強度、耐価
撃強度、寸法安定性に優れた無機建材である事を児田し
て本発明を完成した。

本発明は下記の主要構成を有する。

水和性石膏を少なくともｓＯ重今チ含有する石臂扮末５
５〜９０重針部及び炭酸カルシウム粉末１０〜・４５重
量部よりなる１００Ｎ量部の無機粉末と、セルローズ繊
維を含む繊維２〜３０重ぢ２部と、上記水和性石膏に対
し外削で０１〜２．０■量壬の凝結遅延剤と、水とより
なる混合物を、該水和性石膏が水和する以前に所定形状
に成形し、其の後硬化乾燥することを特徴とする不燃性
無機建材の製造方法。

本発明の訓戒と効果につき以下に詳述する。

本発明の方法に係る原料的特徴は、水和性石膏を少なく
ともダＯ■量係含有する石膏粉末５５〜９０重１部及び
炭酸カルシウム粉末１０〜４５重量部よりなる１００重
量部の無や粉末を使用することにある。使用する水和性
５煽としては、三水石膏を公知の方法で加熱処理して得
られるα型手水石膏、β型半水石膏若しくは可溶性無水
石骨のいずれか１厖若しくは２社以上の混合物である。

使用する水和性石瀉の粉末度は、好ましくはプレーン比
表面積値で５０００α２／ｇ以下である。

この値を著しく超えるよりな細かい粉末度のものは、本
発明に係る前述の混合物からの成形品の硬化時間が不都
合に短縮される傾向を生じこれを是正する之めに凝結遅
延剤の添加縫が増大し好ましくない。

逆に該粉末度が粗すぎる吊台は、得られる硬化体すなわ
ち石膏板の強度が低下する。従って、該粉末度は、最大
粒径として５００μ以下であり、かつ、ブレーン比表面
積値が１０００α２／ｆ１以上であることが好せしい。

なお、本発明に係る成形方法として抄造法を採用する場
合は、該比表面積値は、５０００　ｏｒ？、、４ｊツ、
下であることｔ：好ましい。何故なら使用さハ、た水和
性５釘粉末のｐ水中への逸失を渚小眼に止めることが可
能となるからである。

本発明におりて石膏粉末の一部に三水石骨を使用するこ
とが好ましい。この三水石膏の使用は、製品のコストを
低減するのみでなく、得られた製品の寸法安定性（吸水
寸法変化率）を大幅に改善し、更に製品の曲面加工性を
も改善する。例えば石膏粉末の全縫に水和性石膏を使用
した場合に比べ、水和性５爾の内削で２０　？ＩＣ（ｉ
ｉ係に相当する部分を二水石賃に置き換えた場合は、Ｊ
ＩＳ　Ａ　５４１８に定められｔ吸水による長さ変化率
は約ｙ２に減少する。又、通常の抄造法によって本発明
を実姉する場合、石膏粉末の一部に三水石膏を使用する
とスラリーの一過性が向上し、より円滑且つ能率的に製
造出来る。三水石膏の使用量は石膏粉末の内削で１０重
゛？ヂ以上が上記諸効果を十分発揮させる上で望せしい
。又三水石膏の使用量が三水石膏と炭酸カルシウムとの
合計？の内削で４５重量係を趙えると製品の曲げ強度が
低下するため好ましくない。

三水石膏についてはその粒径が５００μ以下であれば、
その出所又は製法の如何を問わない。周知それらは例え
ば、排煙脱硫石膏、りん酸石臂、製塩石刷−、チタン５
舖およびフッ酸石月・である。塊状品例えば天然δ１は
、上述の粒度まで粉砕する必要がちり、その点で他の化
学石膏の方が利用し易い。その反面、該二水石賛は、そ
の粉末度が過度に細かくなると共存する水和性石膏（半
水石膏および／または可溶性無水石爾）の凝結を著しく
促進する。これを防止するため石膏板製造用混合物に添
加すべき凝結遅延剤の量を増加しなくてはならないとい
う不利が在る。したがって、肢二水石膏の粉末度は、ブ
レーン比表面積値で５０００α２／ｙ以下であることが
好ましい。

本発明で使用する炭酸カルシウム粉末としては重質炭酸
カルシウムまたは沈降性炭酸カルシウムいずれでも良く
、特に種類は問わない。Ｃｈ　ＣＯ３純度は９５重令係
程度以上であれば十分で、若干のＭｇＣ０５ＩＯ２、Ａ
ｌ２Ｏ，、Ｆ　ｅ　２０ｓ等が含まれていても３　λ 支障はない。炭酸カルシウム粉末の好ましい粒度範囲は
１４９μふるい辿過分が９０重重量以上の場−・合の・
＃」【碇−■、平均粒径で腎づぐ０５〜１５μの範囲で
ある。粒子が余り粗いと充填性が低下し、又余？）微細
であると抄造時にｐ水性が低下しｔｃり戸水への洩れが
増加したりするため、いずれも好まし、ぐない。炭酸カ
ルシウム粉末の曲面加工性改善寄与の作用＃Ｊ＆構は不
明確であるが、結果としては炭酸カルシウム以外の無機
粉末ではこのような効果は得られず、石膏と炭酸カルシ
ウムとの間の固有の関係に起因すると思われる。又、炭
酸カルシウム粉末の使用は、得られる無機建材の中性化
にも寄与し、釘、ビス等の金属物の錆発生を緩和する効
果もある。

炭酸カルシウムの使用量は、石膏粉末と炭酸カルシウム
粉末との含量に対する内側重量割合で１０〜４５重量部
である。１０重量部未満では本発明の目的とする曲面加
工性の改善に明確な効果が認められず、又４５重量部を
越えると本発明の製品の強度が著しく低下する。製品の
曲面加工性及び強度の両面から、炭酸カルシウム粉末の
より好捷しい使用量範囲は石膏粉末と炭酸カルシウム粉
末との合量に対する内側重量割合で２０〜４０重量部で
ある。

本発明に使用する繊維には少なくともセルローズ繊維が
含まれていなければならない。本発明の目的である曲面
加工性に優れた不燃性無機建材を得るためには少なくと
もセルローズ繊維を含む繊維を使用することが不可欠で
あυ、該繊維の使用量は前記無機粉末１００重量部に対
し２〜３０重量部である。この使用量が２重量部未満で
は本発明の諸効果が不充分にしか得られず、３０重量部
を超えて使用してもその割に効果は増大しないから経済
的でなく、却って一部の物性については低下する恐れが
ある。セルローズ繊維、維の使用量が少ないと製品の曲
面加工性が低下するし、多過ぎると不燃性でなくなるた
め、使用量の好ましい範囲は無機粉末１００重量部に対
して２〜７重量部である。セルローズ繊維としては故紙
・卆ルｆ等通常のパル７″伶維であれはその種類の如何
を問わないが、繊維技の長い・ぜルデ（例えばマ、クネ
ット試験機による１４メツシュ残分が２０％以上あるよ
うなもの）を用いる。）が好塘しい。セルロース繊維以
外の繊維としては、石綿、ガラス鑞舅ｔのような無機′
ぼ繊維、またビニロン、ポリプロピレン俵維、ポリアミ
ド４Ｉ１．維のような有壌質倹維のいずれも使用出来る
が、有機質偵緋の便用Ｑは、製品の不燃性を一層確実に
する九めには無機粉末１００Ｍ量部に対してセルローズ
繊維をも含んだ重量として７重量部以下であることが好
ましい。

本発明に係る前述の混合物に使用する水破は、限定され
ず、ま之、成形方法によって異なる。しかしながら、水
以外の該混合物情に対して１５〜２．５００重漬係混合
することにより成形し易い該混合物が得られる。必安な
最小限の水量は、水和性石膏が完全に水和するのに心安
な水量である。

本発明に使用する石膏のビＩ結連延剤は、グリセリン、
アルコール、リン酸塩、カルボン酸、オキシカルボン酸
若しくはそれらの塩類およびアミノ酸誘２Ｎ体等公知の
物質のいずれも使用できる。また、石膏粉末中の一部（
て二水石ＩＬｆを積極的に配合する場合にあっては、■
少蒲の添加で凝結遅延効果が犬であり、■得られる硬化
体の強度を低下させないという条件を満足させる必要が
ある。以上の見地から、本発明者等が見出した最善の遅
延剤は、酒石酸、その金！Ａｉｆｉ　、またはより好）
しくにそれらの−以上と特定のアミノ酸誘導体（アミノ
酸のホルマリン縮合物）との組合せである。上記アミノ
酸金ネ４塩川の金量としてはアルカリ金属が好ましい。

凝結遅延剤の１す用量は、本発明の方法の目的とする無
機建材の成形方法によって異なるが標準的ンこは、使用
する水和性石虻に対し外側で０．１〜２０車寸係、すな
わち水和性石膏１（）０止イ部に対して０．１〜２東量
部を必要とする。０１亜情部未満では、凝結遅延効果を
発現できず２重１檜部を超えると硬化体の強度を低下さ
せる。

上述のようｖｃ製端された混合物を用いて無機建材を−
・ρ造する成形方法としては、流し込み、脱水、加圧圧
縮若しくは抄造等公知のいずれの成形方法も利用できる
。しかしながら、いずれの成形方法を採用する場合も、
前記混合物中の水和性石・蛯が水和する以前に成形しな
ければならない。若しも該混合物中の水和性石賀が水和
した後に成形を行うと得られる硬化体の強度は激減し、
実用的強度を保持する製品を得ることができない。同様
の理由で若し該成形工程の一部に加圧圧縮工程が含まれ
る場合は、原料混合物中の水和性石膏が水和する以前に
該工程を終了しなければならない。ａジ加圧時の圧力は
、１０〜５００　ｋｇ／ＣＷ？で実にする必要がある。

特に前述の混合物について５０ｋｙ／−以上の圧力で圧
く６成型した不燃性無機建材は、炭酸カルシウムを配合
しているにも拘わらず、石膏粉末として水利注石解のみ
を使用して得られた′吻番′Ｃ比較して殆ど強度的に劣
らないものを得ることができる。

本発明の方法にお込ては、製造工程中で発生する流出混
合物はそのままの状態で循環して、また、不発明の方法
にかかる製品の形態的な不良製品や整形時の切断端部寺
の回収品は再度粉砕して、それぞｉｐ料の一部として再
使用できる。これらの循環使用や回収使用が可能な理由
は、これらの再使用原料中の水和性石膏が、水和して二
水石背に変化しても、これらを原料二水石資として扱い
本発明に係る原料の配合割合を調整できるためであって
、粉末石膏として水和性石膏のみ使用する従来法からは
予測し得ない効果といえる＠本発明の方法においては、
目的とする石貸板の物性を種々改善する九め公知の各種
の添カロ材を使用できる。それらは、例えばウオラスト
ナイト、マイカ、バーミキュライト、けいそう土若しく
はパーライト等であるが、勿論これ等に限定されない◎
これらの鉱物質の象加緻は、本発明ＶＣ係る原料混合物
中のｉ、Ｒ維の使用賃の枠内で決定されることが望まし
い。すなわち、該９維と該鉱物質との合計ｔが石看粉末
及び炭酸カルシウム粉末よりなる無機粉末１００″Ｍ惜
部に対して２．０〜３０重量部の範囲内で使用すること
が好結果をもたらす。

本発明の方法は、原料の無機粉末として高価な水和性石
・オのみを使用する必要がなく、その約手シ近くでで安
価な炭酸カルシウムを、更に必要に応じ二水石四をも併
用できるので経済的である。

ま几、本発明の方法は、特に抄造法に適用した場合に有
利に実ｔｌＩｉできる。

従来の石臂梨品が、僅か数チの二水石臂又は炭竣カルシ
ウムが原料中に混在していても、製品の物性が大幅に低
下して使用に耐えられなかったのに対し、本発明の方法
によって得られた無機建材は、原料無機粉末の約半碇近
くｌで炭酸カルシウムを使用し、更には二水石Ｎを併用
しても、強度は僅かに低下するが、その仙の物性は殆ん
ど低下しないばかりでなく、得られる製品は［ｔ１３面
加工性に著しく優れたものである。すなわち、ｊ！品を
湿潤させて曲面状Ｖこ曲は九場合、厚さ６範の板では曲
率半径が３０ｃｒＩＬ以下迄板の表面にクラックを全く
発生させることなく曲げることが出来、更Ｖこ載板をそ
の１１乾燥しても全く変形が起らないと言う従来の他の
無機建材Ｖ７−は見られない特性が見出された。更に、
製品中に炭酸カルシウムを存在させることにより、従来
の石・ケ矢品の欠点であった耐水性及び防錆性に劣る点
をも改善することが出来之。

以上の如く、本発明の方法により、曲面加工性に６ｖれ
、昼強度で寸法安定性の良い不燃性無機建材が低コスト
で祷られるようになり、不燃性耐火性の内壁材としては
勿論、曲面加工を必要とする各ｆｌＪｆ建築材料として
広く利用することがｂ］能となう念。

以下、抄造法その他の：Ａ造法による実施例、比較例ケ
示す。得られた無機建材の物性に閘する試＠法としては
下記の方法全採用し友。

曲げ強度及びたわみ二ＪＩＳＡ５４１８　（石綿セメン
トけい酸カルシウム、＠） 衝撃強明：　ＪＩＳ　Ｃ２２１０（′区気絶縁用石綿セ
メント板）寸法変化率：　ＪＩＳＡ５４１８　（吸水に
よる長さ変化率）加熱収縮率：　ＪＩＳＡ９５１０　（
けい酸カルシウム保温材）に準する。但し、加熱条件は
８５０℃２時間カロル外 小人゛悉ｉ’Ｅ　：建設省告示１８２８号曲げ加工限界
：１ｇ９１０’〜×長さ１８２０λの供試品を浸貨又は
散水によって十分湿らせ北後、抄造方向と直角方向に折
り曲げる。その際、曲げた外１１Ｊ１１部分にクラック
、しわ、折れが発生し７ない所１で最大限に曲げたとき
のｔ；口車半径。

使用原料は下ム己の通りである。

二水石；蒔：排煙脱（寸法で副生じた排脱５絢・（粒Ｆ
Ｗは、０５９（へ自続全通、プレーン比表面積１２００
ｃｒｌ／ｉ　） 水和性行；ｌＪｉ：焼石・ｋＴ５販品 石Ｒ４：チ牛キ中≠→石綿を解砕したもの故紙パルプ：
壊ｒ：Ａ故紙パルプ ガラスミニｈ二ｇガラス切１３ｆｒ品、長さ局インチ酒
石酸：市販品 ゛アミノ酸に９６体：ノソフタード５−ｔ１２　［：商
品名、味の素（卜）製〕パルプ：　ＮＢＫＰパルプで、
樺維のふるい分は試験（Ｂａｕｅｒ　ＭｃＮｅｔｔ　　
試験１．二老使用）結果妙二下記のもの１０メツシユふ
るい上　・・・・・・　４０１【馳偏１４　　〃　　〃
　　　・・・・・・　２１　　Ｎ２８　　　ｐ　　　ｔ
ｒ　　　　・・・・・・　２１　／／１００　　　Ｎ　
　　ＩＩ　　　　・・・・・・　１４　〃炭酸カルシウ
ム二Ｍ炭酸カルシウム粉末Ｃ鳳ＣＯ３純度９７Ｎ？係、 平均粒径３．５μ、−８，７ 実施例１〜５、比較例１〜２ 表−１に各実施例、比較例の原料の配合割合を示す。こ
の配合割合の数値は、凝結遅延剤である酒石酸及びアミ
ノ酸誘導体のみ水和性石膏に対する外側重情チであり、
その他の原料については重量部（その他の原料の１瀘部
合計が１００重１σ部であるから内側型ｔ％と同じ）で
ある。

表　−１ 上表の各配合割合の混合物に、その固形分重量の１０倍
量の水を加えてスラリーとし、このスラリーを戸紙上に
流して均一の厚さに拡げ、吸引脱水しｆｔ、、　１００
　ｋｇ／ｃｍ”の圧力で加圧成形し、引き続き硬化乾燥
させて板状の不燃性無機建材をでＨ之。この板の曲げ強
ｋ及び飽水時のたわみ金４１１定した結果を図１７図２
に示す。尚、板の厚さはいずれの実１ｖｊ例、比較例と
も６０±０２￥、に製作した。

図１及び図２から、原料混合物中の炭酸カルシウムの配
合割合が増力口するに従って飽水時の之わみも壇大する
が、一方曲げ強度は低下し、結局、飽水時のたわみが充
分に大きく且つ実用上充分な曲げ強度を有するのは、炭
酸カルシウムの配合割合が１０〜．ｉ　ｏ　重量％付近
（石膏粉末との合計楚１００重ｇ部当りに押算してほぼ
１０〜４５重景部に針部）の場合であることが判る。

実施例６、比較例３ 表−２に実施例６、比較し１１３の各配合割合分示す。

配合割合の数値の意味は前記と同様であ乙。

表　　−２ 表−２に示す所定音の石綿、Ｅガラス樺維、故紙・ンル
プ、及び二水石−’ｓｒｋ水中で・！ル・−ＰＶＣ↓す
十＾４ 分關４責し几後にミキサーに移し、次いで所定虜のアミ
ノ酸誘導体、酒石酸、炭酸カルシウムを投入した後、最
後Ｖこ水利柱石−１＆ｌを投入して２〜１０分間混合（
Ｖ押してスラリーを造った。スラリー６１１ｉは固形分
濃度として１０″Ｍ、譬係にｖ・り移した０このように
して得られたスラリーを回転式円網シリンダーＶこより
抄き上げ、エンドレスのフェルト上に取り上げて薄いフ
ィルムを形成させた。このフィルムを吸引脱水しメーキ
ングロール上に仕上がジの目標厚さ６簡になる１で積層
したものを切断して生シートを得た。この生シートを、
その中Ｖこ含有されている水和性石膏が水和される以前
に１００ｋｇ／ｃｍ”の圧力でａ！］圧脱水した後、硬
化乾燥させて無機建材を得た。

このようにして得られた製品について各Ｅπ性能試験を
行なりｆｃ結果を表−３に示す。

表　　−３ 冴−３から、本発明の方法により得られた実施例６の無
Ｖ幾建材は、原料の一部に炭酸カルシウムと史に二水石
脅とを使用したことにより、それらを全く使用しなかっ
た比較例３に比べ、曲げ強度（ｆ僅かに劣るものの、た
わみ性は良好で時に飽水時に優れて曲げ加工限界が高く
、更に吸水時の寸法安定性し′こ優れ、′ｒｆＩ霊強度
も大きいことが分る。

【図面の簡単な説明】

図１及び図２は、それぞれ実屏ね例１〜５、比較例１〜
２で得られた各板状製品の曲げ強度（ｋＦｊ／ｃｒｒｉ
’　）及び飽水時の几わみ（１）の測定結果を、原料混
合物中の炭酸カルシウムの配合割合（凝結遅延剤を除く
部分における′Ｍ訃チ）に対してプロットし念グラフで
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水和性石膏を少なくとも５０重量％含有する石膏
   粉末５５〜９０重量部及び炭酸カルシウム粉末１０〜４
   ５重量部よりなる１００重量部の無機粉末と、セルロー
   ズ繊維を含む繊維２〜３０重量部と、上記水和性石膏に
   対し外割で０．１〜２．０重量％の凝結遅延剤と、水と
   よりなる混合物を、該水和性石膏が水和する以前に所定
   形状に成形し、其の後硬化乾燥することを特徴とする不
   燃性無機建材の製造方法。
2. （２）石膏粉末として水和性石膏と二水石膏とよりなる
   ものを使用する特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）セルローズ繊維２〜７重量部を含む繊維２〜３０
   重量部を使用する特許請求の範囲第１項に記載の方法。