JPS63312104A

JPS63312104A - 珪酸カルシウム板の製造方法

Info

Publication number: JPS63312104A
Application number: JP14742487A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ide; 努井手; Isamu Hamada; 濱田　偉
Original assignee: Ohara Inc; Osaka Packing Seizosho KK
Current assignee: Ohara Inc; Osaka Packing Seizosho KK
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-20
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2525187B2

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】本発明は珪酸カルシウム板を抄造法によって製造する方
法に関する。

珪酸カルシウム板は不燃性であり、軽量で加工性に優れ
るため、近年需要が伸びている。

珪酸カルシウム板を製造することは知られている。しか
しながら従来、抄造法により成形された珪酸カルシウム
板は抄造後、オートクレーブ中で高温高圧下に蒸気養生
して結′晶化を行わせることが必要とされていた。斯か
る方法によるときは製造操作が煩雑であるばかりかオー
トクレーブ養生する場合の反、応性の点から耐熱性の低
いトバモライト系結晶を主成分とするものがほとんどで
、より高い温度と圧力で蒸気養生する必要がある耐熱性
に優れたゾノトライト系結晶を主成分とする成形板を得
ることは困難とされていた。

本願人は、先にゾノトライト針状結晶よりなる球状集塊
物（本明細書では、この集塊物を二次粒子という）と木
質繊維とを混合し、これを抄造法により成形しホットプ
レスして珪酸カルシウムボードを製造する方法を提案し
た（特公昭４８−４０８９６号）。

この方法は、ゾノトライト結晶二次粒子という特異な性
質を有する原料を使用することにより、不燃性に優れた
木質繊維ボードの製造を可能にしているが、この方法で
は、不燃性を更に向上するために木質繊維の量を少なく
すると、強度の低下及び生産性の低下を招くという問題
があった。即ち木質繊維量を２０重量％より少なくする
と強度が不足し、しかもこの傾向はボードの厚さが大と
なる程著るしくなる傾向がある。また繊維量が少な（な
ると抄造速度を低くせざるを得ず生産性が低下する。ま
た木質繊維の配合は不可欠であり、これを用いることな
く無機質繊維を用いることを教えていない。

本発明は珪酸カルシウム結晶二次粒子を使用した抄造法
による珪酸カルシウム板の従来の製造法を改良したもの
であり、抄造性が良好で軽量にして高強度、更に不燃性
を高めた珪酸カルシウム板を生産性良く製造し得る方法
を提供しようとするものである。

本発明は、珪酸カルシウム結晶二次粒子と繊維質物質を
含有する水性スラリーに固形分に対しカチオン性凝集剤
０．０５〜１．０重量％とアニオン性若しくはノニオン
性凝集剤０．０１〜１．０重量％とを両者の合計添加量
が１．５重量％を越えない範囲で添加した後、該スラリ
ーを抄造し、加圧成形後乾燥するか又は加圧成形と同時
に乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム板の製造方
法に係る。

本発明で使用する珪酸カルシウム結晶の二次粒子は、例
えば特公昭５３−１２５２６号、特開昭５３−１４６９
９７号の方法で製造することができる。即ち、珪酸原料
と石灰原料とをオートクレーブ中で攪拌しながら加圧加
熱して水熱合成反応せしめることにより製造することが
できる。本発明に於て珪酸力シルラム結晶としてはゾノ
トライト結晶、ワラストナイト結晶及びトベルモライト
結晶が包含される。本発明ボードを構成する珪酸カルシ
ウム結晶はこれら結晶の１種又は混合系であり得る。

上記珪酸カルシウム結晶を製造するための珪酸原料は天
然無定形珪酸、珪砂、シリカゲル、シリカフラワー（フ
ェロシリコンダスト等）、ホワイトカーボン、珪藻土、
湿式リン酸製造プロセスで副生ずる珪フッ化水素酸と水
酸化アルミニウムとを反応させて得られるシリカ等を例
示できる。また石灰原料としては、生石灰、消石灰、カ
ーバイト滓、セメント等を例示できる。これら原料物質
は単独でもしくは２種以上混合して使用できる。

また、珪酸原料と石灰原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比は
トベルモライト結晶を合成しようとする場合は、０．７
〜０．９程度、ゾノトライト結晶を合成しようとする場
合は０．９０〜１．１５程度である。

上記珪酸原料と石灰原料に更に水を加えて原料スラリー
が調製される。この原料スラリーを調製する際の水の量
は原料スラリーの固形分に対し５重量倍以上、好ましく
は１０〜５０重量倍である。

かくして調製された原料スラリーは次いで攪拌下に水熱
合成反応に供される。この反応は通常４ｋｇ／ｃ１１２
以上、好ましくは６〜３０ｋｇ／ｃ１１２の飽和水蒸気
圧下で、通常０．５〜２０時間程度行われ、これにより
珪酸カルシウム結晶二次粒子が得られる。

また上記の水熱合成反応で得られたゾノトライト結晶を
更に１０００℃程度で焼成することによりその形状（二
次粒子）を変化させることなく、これを構成する結晶を
β−ワラストナイトとすることができる。

本発明においては、上記珪酸カルシウム結晶二次粒子の
水性スラリーに繊維質物質を加える等により該二次粒子
と該繊維を含有する水性スラリーが調製される。繊維質
物質としては有機質繊維及び無機質繊維が包含される。

有機質繊維としては木質繊維のみならず合成繊維も使用
できる。例えば木材パルプ、古紙バルブ、ノットカス、
麻、ｈル−ヨン等のセルロース繊維、ポリアミド、ポリ
エステル、ビニロン、ポリオレフィン等の合成繊維を使
用できる。また無機質繊維としては、石綿、岩綿、スラ
グウール、ガラス繊維、シリカファイバー、セラミック
ファイバー、炭素繊維、無機ウィスカー等を使用できる
。これ等繊維質物質は１種のみでなく適宜２種以上混合
して使用できる。

本発明においては珪酸カルシウム結晶を主体とし、これ
に少量の繊維質物質を配合しても容易に抄造でき、しか
も大きな強度を有するボードを得ることができる。従っ
て有機質繊維の配合量を少くして不燃性に優れた高強度
ボードを得ることが可能となる。また有機質繊維を用い
ることなく無機質繊維を配合しても強度大なるボードを
得ることが可能である。繊維質物質は珪酸カルシウム結
晶二次粒子と繊維質物質の合計量に対し２−３０重量％
という少ない配合量でよく、斯かる珪酸カルシウム結晶
主体領域に於て本発明ボードは優れた強度を備えしかも
製造に当たっての抄造性も良好である。特に好ましい繊
維質物質の配合量は２−２０重量％、殊に５〜１５重量
％の範囲である。

上記珪酸カルシウム結晶の二次粒子と木質繊維を含有す
る水性スラリーの固形分濃度は、通常０．２〜３重量％
程度に調製されることが抄造するために好ましい。

本発明においては、上記で得られる珪酸カルシウム結晶
二次粒子と繊維質繊維を含有する水性スラリーに、カチ
オン性凝集剤とアニオン性凝集剤又はノニオン性凝集剤
とを添加してから抄造することを必須とする。この添加
によりスラリー中の固形分の炉水性が高められ効率良く
抄造することができると共に強度あるボードを得ること
を可能にする。

これらの凝集剤の添加量は、上記目的に達する為に重要
である。上記スラリτ中の固形分に対し、カチオン性凝
集剤０．０５〜１．０重量％程度、アニオン性凝集剤又
はノニオン性凝集剤０．０５〜１．０重量％程度とし、
且つ両者の合計添加量が１．５重量％程度を越えないよ
うにするのがよい。

本発明に於てこのような特定の凝集剤の使用による効果
が得られるのは、二次粒子及び繊維質繊維を、カチオン
性凝集剤或いはこれとアニオン性又はノニオン性凝集剤
とで凝集させることにより、安定なフロックを形成する
ことが可能となりそれによりスラリー中の固形分の炉水
性が高められるためと思われる。更に凝集剤の添加は、
まずカチオン性凝集剤を添加し、その後アニオン性凝集
剤又はノニオン性凝集剤を添加することが好ましい。

即ち、上記スラリーに特定量のカチオン性凝集剤を添加
すると、上記スラリー中の固形分の表面のζ電位（界面
動電位）を高めて攪拌によっても分解されない凝結体が
形成され、次いで特定量のアニオン性凝集剤又は特定量
のノニオン性凝集剤を添加することにより、上記凝結体
を集塊させて大きく且つ安定なフロックを有するスラリ
ーを得ることができる。

更に本発明者らの実験によるとカチオン性凝集剤やアニ
オン性凝集剤さらにノニオン性凝集剤をそれぞれ単独で
使用した場合に、それらの添加量を多くしても上記スラ
リー中の凝集が不充分で抄造時の漏れが多く（炉水性が
悪＜）、抄造性が悪いものになる。

本発明で使用する凝集剤は、カチオン性凝集剤について
は分子量が致方程度のものが好ましく、アニオン性凝集
剤およびノニオン性凝集剤については分子量が数１００
万〜１０００万程度のものが好ましい。更にアニオン性
凝集剤としては、イオン強度が１．５ｍｅｑ／ｇ以下で
あるのが好ましい。

ここでイオン強度とは次のようにして求められたもので
ある。

即ち、アニオン性凝集剤の水溶液にメチルグリコールキ
ト酸（カチオン試薬）を一定量加えた後該水溶液のｐＨ
を１０．０に調製し、次いで指示薬としてトルイジンブ
ルーを加える。そして、ポリビニル硫酸カリウム水溶液
（アニオン試薬）により滴定して中和当量を求め、次式
で得られた値をイオン強度とするものである。

中　　和　　当　　量イオン強度（ｍｅｑ／ｇ）−□ アニオン性凝集剤の固形分カチオン性凝集剤の具体例として、ポリエチレンイミン
、ジアルキルアミン番エピクロルヒドリン重縮合物、ポ
リアミドアミン・エピクロルヒドリン変性物、カチオン
化ポリアクリルアミド等のカチオン性高分子凝集剤があ
げられる。またポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウ
ム、アルミン酸ソーダ、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化
第二鉄等のカチオン性無機凝集剤を用いることもできる
。

また、アニオン性凝集剤の具体例として、ポリアクリル
酸アンモニウムや、ポリアクリル酸ソーダ等のポリアク
リル酸塩及びアクリルアミド・アクリル酸共重合体等が
あげられる。

また、ノニオン性凝集剤の具体例として、ポリアクリル
アミドや、ポリエチレンオキサイド等があげられる。

上記凝集剤が添加されたスラリーを抄造する為の抄造機
としては連続式（丸網式、長網式、短網式等）やバッチ
式（Ｃ７０法、チャツプマン法）の何れのものも使用で
きる。抄造は必要厚さに一段で行なってもよいし数段に
抄造して必要厚さに積層してもよい。抄造シートは、次
いでカッターで切断した後、所定の厚さとなるよう加圧
成形し乾燥する。

また、このときホットプレス等により加圧成形と乾燥と
を同時に行なうと、板の強度の向上が図られ、乾燥燃料
費も低減されて好都合である。

発明の好ましい実施態様は抄造された薄葉シートを積層
してプレスする方法であり、これにより厚さが大きくな
っても均一な大きな曲げ強度を有するボードを得ること
ができる。

発明の効果本発明方法によれば抄造時における成形材料の抜けがな
く更に炉水時間が短いことにより生産性にすぐれ、更に
この方法によって得られた成形板は、例えばその嵩密度
が０．６〜０．７ｇ／ｃｍ３程度で曲げ強さが１００　
ｋｇ／　ｃｍ２以上と高い強度を有し、尚且つ不燃性で
ある特長を有する。また板厚が厚くなっても均一な大き
な強度を有するボードを製造できる特長がある。

実施例以下、製造例及び実施例を挙げて、更に具体的に説明す
る。各例中「部」及び「％」とあるのは、特記がない限
り、それぞれ「重量部」及び「重量％」を示す。

製造例約８５℃の温水で消和した生石灰４９部と珪石粉末５１
部（ＣａＯ／Ｓ、ｉ０２モル比１．０）を固形分の１２
倍の水となるように水の量を調製して原料スラリーとし
、１５ｋｇ／ｃｍ３の圧力で４時間攪拌下水熱合成反応
させてゾノトライト結晶の二次粒子の水性スラリーを得
た。

実施例　１ゾノトライト結晶二次粒子９０％、バルブ８％、ガラス
繊維２％に水を加えて、濃度２％のスラリーを調合した
。このスラリーに所定量のカチオン性凝集剤、アニオン
性凝集剤を添加した後、更に水を加えて濃度０．６％、
液量５ｇに調製した。

このスラリーを用いて濾過面積３２ｃｍｘ３２ｃｍ１６
０メツシュ金網使用のタッピングマシンを使って炉水性
を評価した。結果を第１表に示す。

但し、各々の評価は以下の方法によった。

１）金網からの成形材料の抜は目視による。

２）シートの強さ抄造機ローラーにより水切りしたシートを指でつまんで
、持上げて評価。

Ｏ：持上げて振っても切れない。

メ：持上げて振るとシートが切れる。

３）清水時間濾過を開始してからマット上の水がなくなるまでの時間
。

第１表から明らかな通り、カチオン性凝集剤の添加量が
１．０％（対固形分）を越えると材料の抜けが多くなり
、アニオン性凝集剤の添加量が１．０％を越えるとシー
トの強さが充分でな（なり、また両者の合計添加量が１
．５％を越えると同様にシート強さが充分でなくなるこ
とがわかる。

「ポリマスターＲ−６０７４（信書化学（株）製、ジメ
チルアミン・エピクロルヒドリン重縮合物）の変わりに
他のカチン性凝集剤例えばポリエチレン、ジアルキルア
ミンエピクロルヒドリン重縮合物等を使用しても同様の
効果が得られた。

アニオン性凝集剤についても「ポリマスターＲ−６２３
ＳＪ　　（信書化学（株）製、ポリアクリルアミド・ポ
リアクリル酸共重合物）の変わりに他のアニオン性凝集
剤例えばポリアクリル酸アンモニウムやポリアクリル酸
塩等を使用しても同様の効果が得られた。

実施例　２ゾノトライト結晶二次粒子にパルプ、ガラス繊維を所定
の割合にて混合した後、更に水を加えて濃度２．０％の
スラリーを調製した。

更にこのスラリーに高分子凝集剤を所定の割合で添加し
た。

このスラリーを用いてタッピングマシンにて厚さ約５０
ｍｍのマットを作成し更にこのマットを１８５℃で加熱
しながら加圧成形して厚さ９ｍｍの成形体を得た。

配合割合及び得られた成形体の物性を第２表に示す。

使用した凝集剤は下記の５種類のものである。

カチオン性ポリマスターＲ−６０７（、伯楽化学（株）製）アロン
フロックＣ−３２５（東亜合成化学工業（株）製）アニオン性ポリマスターＲ−６２３３（伯楽化学（株）製）コアギ
ュラントーＭ（明成化学工業（株）製）ノニオン性ポリマスターＲ−６２０（伯楽化学（株）製）第２表か
ら明らかな通り、凝集剤を添加しないと炉水時間が長く
かかり、その結果得られた成形体の物性も小さいことが
判る。

※１但し、成形体物性はＪＩＳ　　Ａ　　９５１０「け
い酸カルシウム成形体」に準拠して行なった。

実施例　３ゾノトライト結晶二次粒子と繊維とを所定の割合で混合
した後、更に水を加えて濃度２０％のスラリーを調製し
た後、カチオン性凝集剤（ポリマスターＲ−６０７）（
伯楽化学（株）製）を０゜１％添加し、更にアニオン性
凝集剤（ポリマスターＲ−６２３５）（伯楽化学（株）
製）を０．２％添加した。

このスラリーを用いて短網式抄造機にて抄造を行ない厚
さ０．７ｍｍの生シートを抄造し、更にこのシートを３
０枚積層した後、ホットプレスにて１８５℃で加熱しな
がら加圧成形して９ｍｍの成形体を得た。

配合割合及び物性結果を第３表に示す。

１　抄造性の評価Ｏ：炉水性、シート強度共良好でスムーズに抄造できる
。

Δ：清水性がやや困難であって抄造時間が長くかかった
。

×：シート強度が弱く抄造できない。

２　密度、曲げ強さ及び加熱線収縮率ＪＩＳ　　Ａ９５１０に準拠、但し、加熱線収縮率は１
０００℃、３時間加熱後の値である。

３　不燃性建設省告示１８２８号による４　カチオン性釘打ち及びノコ引き等で評価し、割れや角欠けを生じな
いものを良とした。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）珪酸カルシウム結晶二次粒子と繊維質物質を含有
する水性スラリーに固形分に対しカチオン性凝集剤０．
０５〜１．０重量％とアニオン性若しくはノニオン性凝
集剤０．０１〜１．０重量％とを両者の合計添加量が１
．５重量％を越えない範囲で添加した後、該スラリーを
抄造し、加圧成形後乾燥するか又は加圧成形と同時に乾
燥することを特徴とする珪酸カルシウム板の製造方法。
（２）凝集剤としてカチオン性高分子凝集剤及びアニオ
ン性又はノニオン性高分子凝集剤を組合わせ配合する特
許請求の範囲第１項記載の製造方法。
（３）珪酸カルシウム結晶がトベルモライト結晶、ゾノ
トライト結晶及び（又は）ワラストナイト結晶である特
許請求の範囲第１項記載の製造方法。
（４）繊維質物質が有機質繊維である特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。
（５）繊維質物質が無機質繊維である特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。
（６）繊維質質が無機質繊維であり、且つ、抄造したシ
ートを積層して後加圧成形する特許請求の範囲第１項記
載の製造方法。