JPS6340751A - 強化石膏ボ−ド - 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】 本発明は石膏（半水石膏）及び随時強化材料（ｒｅｉｎ
ｆｏｒｃｉＢ　ｍａｔｅｒｉａｌ）、好適にはセルロー
ス粒子を原料とする石膏ボードの製造の際に、ポリイソ
シアネートを添加し、及び／スは石膏ボードの表面にポ
リイソシアネ−１〜を塗布する、二とによるｇｊｉ　Ｉ
ヒ石膏ボードの製造方法に関する。

本発明は更に石膏く半水石膏）、随時強化材料、好適に
はセルロース粒子、及びポリイソシアネートから、改善
された強度、耐水性及び曲げ強さを有するポリ尿素で改
質された強化石膏ボードに関する。

値米退１ヴロト１ 石膏ボードはその優れた性質のために、建築工業、特に
いわゆる乾燥室内仕上げ（ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｒｅｎｄ
ｅｒｉｎｇ）に現在広く使用されている。厚紙を表面に
張るか又はセルロース粒子を均質に混和することによっ
て、脆性のために破断する傾向を減少させた石膏ボード
を使用することが普通である。ドイツ国特許出願公告明
細書（Ｄ　Ｅ　−Ｂ　）第２．９］９゜３１１号に記載
された木材チップで均質に強化されている木質石膏ボー
ド（いわゆるウッド・プラスタボード［１１ｏｏｄ　　
ｐｌａｓｔｅｒｂｏａｒｄコ）は石膏ボードの新規型式
を示すものである。

この型式の石膏ボードは多くの場合充分使用できると認
められているが、それらがいわゆる湿気のある内部空１
ｍ、例えば地下室、台所及び浴室に使用された時には難
点が生じる。これらの難点は石膏ボードが水の存在で膨
潤し、引き続き砕壊する傾向によるものである。

これらの難点を克服する見地から石膏ボードをパラフィ
ンに浸漬することが推奨されている。しかしパラフィン
は単に吸着によって結合しているだけであるから、この
方法は限定された挽水性を与えるに過ぎない。

石膏ボード、特にガラス繊維のような無機性の強化材料
を用い、又は有機性の、天然、半合成又は合成繊維を用
いて強化された石膏ボード、特にはセルロース粒子で強
化された石膏ボードは、ポリイソシアネートが石膏ボー
ドの製造の際に添加され及び／又は仕上がった石膏ボー
ドの表面に塗布されるならば、曲げ強さの増大と共に改
善された耐水性を獲得できることが始めて見出だされた
。

本発明の概略 本発明の目的は、水と再水和可能な石膏及び随時強化材
料とを混合し、続いて得られる混合物を圧締めすること
による随時強化材料で強化された石膏ボードの製造にお
いて、石膏ボードを製造するために使用される混合物に
ポリイソシアネートを添加し、及び／又は仕上げられた
石・ｎボードの表面に塗布することを特徴とする石膏ボ
ードの製造方法を提供することである。

本発明の目的はまた随時強化された石膏ボードを提供す
ることである。

木遣１註旙４ 本発明による石膏ボードに含まれるポリ尿素は添加され
たポリイソシアネートに由来する。ポリ尿素の製造に使
用できるポリイソシアネートは、例えばＷ、シーツケン
（Ｓ　１ｅｆｋｅｎ）によりリービッヒス・アンナーレ
ン・デア・ヘミ−（１，１ｅｂｉ８″５Ａｎｎａｌｅｎ
　　ｄｅｒ　　Ｃｈｅｉｉｅ）、５６２巻、７５−１３
６頁に記載されたｆ１類の脂肪族、脂環式、芳香脂肪族
、芳香族及び複素環式ポリイソシアネート、及び例えば
アロファネート、ビウレッｌ−、ウレタン又はインシア
ヌレート基の導入によって得られた改質ポリイソシアネ
ートを含んでいる。

各種のトルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタン
ジイソシアネート及び特にポリメチレンポリフェニルポ
リイソシアネート、及びイソシアネート類の混合物が好
適である。乳化剤の添加により、又は例えばスルホン酸
基で改質することにより、水中で乳化性とすることがで
きるポリイソシアネートもまた好適である。

乳化剤の添加により水に分散性としたポリイソシアネー
トは、例えばドイツ国特許公開公報（ＤＥ−Ａ）第２，
９２１，６８１号に記載されている。

スルホン酸での改質によって乳化性としたポリイソシア
ネートはドイツ国特許公開公報第２，４４１．８４３号
及びヨーロッパ特許公開公報（Ｅ　Ｐ−Ａ）第１９，８
５９号に記載されている０本発明による石膏ボードの製
造に適当した他の型式のポリイソシアネートは、ヨーロ
ッパ特許公開公報筒０．０８４，３１：１号に記載され
たようなポリイソシアネートの水性乳化物及び水性パラ
フィン分散物：ドイツ国特許公開公報第３，１０８．５
３８号に記載されたような燐酸二エステルで改質された
ポリイソシアネート：及びポリエチレングリコール又は
ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルを用い、
又は接合剤（ｃｅｍｅｎｔ）、ポリビニルアルコール又
はポリビニルピロリドンを用いて改質されたポリイソシ
アネートを含んでいる。

本発明の目的のためには前記のように、結合剤のイソシ
アネート成分として市販のポリフェニルポリメチレンポ
リイソシアネートを使用することが好適である。これに
関連して、アニリン／ホルムアルデヒド縮合物から約２
５ないし９０事址％、好適には約３０ないし８５重置火
の２．２’−２２゜４′−及び／又は４，４°−ジアミ
ノジフェニルメタンを分離した後に得られる未蒸留の塔
底画分（ｂｏｔｔｏｍ　　ｆｒａｃｔｉｏｎ）のフォス
ゲン化生成物を含むイソシアネート成分を利用すること
、又はアニリン／ホルムアルデヒド縮合物の粗製のフォ
スゲン化生成物から約２５ないし９０重員％、好適には
約３０ないし８５重旦％の２．２’−１２，４″−及び
／スは４，４°−ジイソシアネートジフェニルメタンを
分離した後に得られる未蒸留の塔底画分を利用すること
が特に好適であることが見出だされたくドイツＩ）ｉ１
Ｍ許公開公報第２，７１１．９５８号参１魚のことン、
該ポリイソシアネートは約３５ないし７０重量％、好適
には約４５ないし６０事量％のジイソシアネートジフェ
ニルメタンを含み、その中で２．４′−ジイソシアネー
トジフェニルメタン含量は約１ないし８重量％、好適に
は約２ないし５重量％であり、且っ２，２゛−ジイソシ
アネートジフェニルメタン含量は０ないし約２重量％で
ある６該ポリイソシアネートは２５℃で約５０ないし６
００晴Ｐｎｓ、好適には約２００ないし５００ｍＰａ５
の粘度を有し、イソシアネート含量は約２８ないし３２
重量％である。

上記から明らかなように、該塔底画分は例えば約８５型
巣％以上、好適には約９０重量％以上の４．４′−ジイ
ソシアネートジフェニルメタンを含む４且製のジフェニ
ルメタンジイソシアネートがら約４５ないし９０重星％
、好適には約５５ないし８５重量％の４，４′−ジイソ
シアネートジフェニルメタンを除去することによって得
ることができる。この種の１１％のジフェニルメタンジ
イソシアネートは例えばドイツ国特許公開公報第２，３
５６．８２８号による方法によって得ることができる。

かような生成物は又、約６０ないし９０重置火、好適に
は約６５ないし７５重置火のジフェニルメタンジイソシ
アネート異性体を含み、該異性体は約２０ないし６０重
置火、好適には約３０ないし４０重皿％の２，４°−異
性体を含む粗製のフォスゲン化生成物から、約２５ない
し８０重置火、好適には約３０ないし６０重量％の２．
４′−ジイソシアネートジフェニルメタン及び随時４，
４″−及び２，２′−ジイソシアネートジフェニルメタ
ンを留去することによって得ることができる。いずれの
方法を用いるにせよ、残渣が所望の組成を有するような
方法で常に蒸留を行うことができる。

勿論各種の塔底画分を配合することによって所望の組成
の異性体及びポリフェニル−ポリメチレンポリイソシア
ネートのオリゴマーを得ることが可能（且つ多くの場合
実施がより簡単である）である。

本発明による石膏ボードの製造に使用されるポリイソシ
アネートの量は、乾燥出発原料（強化材料及び石膏結合
剤；好適には乾燥したセルロース精子及び半水石膏）の
全重量に対し約１ないし１０重旦％、好適には約２ない
し８重量％で、最も好適には約３ないし７ｍｍ％である
。

本発明による石膏ボードの好適な強化材料であるセルロ
ース粒子は、例えば厚紙又は故紙又は普通に使用される
針振、樅、樫又は松から得られる木材チップから、長さ
約１ないし２０ｚｚ−好適には約３ないし１０ｘｗのセ
ルロース繊維の形態で得ることができる。更に木材繊維
粒、セルロース繊維を含む樹皮及び他の材料、例えば扮
砕された種子又は殻も使用することができる。

主として繊維状構造を有する強化材料も又好適なセルロ
ース繊維粒子に加えて又はその代わりに使用することが
できる。これらは繊維状ｆｉｌ造を有する無機材料、特
にガラス繊維、及び天然、半合成又は合成繊維、例えば
綿繊維又は綿粉、再生セルロース繊維、ポリオレフィン
繊維、ポリアセタール繊維、ポリエステル繊維、ポリア
ミド繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、ポ
リヒダントイン及び他のノメックス（Ｎａｍｅに）ノ繊
維又はケブラー（Ｋ　ｅｖｌａｒ）　＠　ｕｊＩ維のよ
うな耐高温繊維を含む基本的に繊維状構造を持った有機
材料を包含する。

本発明による石膏ボードの製造に使用される石膏は再水
和可能な任意な市販の又は純粋な石膏であることができ
る。使用される石膏はドロマイト、コイバー（ｋｅｕｐ
ｅｒ）石膏又は貝殻石灰石膏（ｓｈｅｌｌｌｉｍｅ　　
ｇｙｐｓｕｍ）のような自然に生成する石膏又は工業廃
棄物石膏を焼成する方式により主とＬ７て半水和物の形
態で得られる市販の石膏が好適であり、或いは無水形態
の石膏であっＣもよい。

本発明によれば、石膏用促進剤（ｇｙｐｓｕｍ　　ａｃ
ｅｅｌｅｒａｔｏｒ）、遅延剤、硬化剤、液化剤又は流
動化剤及び染料が石膏ボードの製造の際使用することが
できる。

本発明により特許請求される石膏ボードは、各種の方法
、連続法又は回分法のいずれかにより製造することがで
きる。もし石膏ボードがその断面積全体にわたって耐水
性であることが要求されれば、例えば水で湿らせた木材
チップを必要量のポリイソシアネートで湿潤せしめ、次
いで粉末状の石膏を混和することにより製造することが
できる。

次いで得られる混合物を平滑な表面上に散布し、プレス
を用いて圧締めして、乾燥時の密度が約０．４ないし１
．８ｇ／ｃＪ、例えば約１．１　ｙ／　ｃｍ’である石
膏ボードが成形される。

もし経済的な理由から石膏ボードをその外側表面だけ耐
水性にする必要があれば、該ボードは二種の方法のいず
れかによって製造することができる。第一の方法では、
例えば湿潤した木材チップとポリイソシアネートを含ん
だ石膏の混合物を薄い層として散布し、それを湿潤した
木材チップとポリイソシアネートを含まない石膏から成
る厚い層で被覆し、次ぎにポリイソシアネートを含む薄
い層により被覆する。この配列の層を次いで圧締して板
を成形し、乾燥する。他の方法では、ポリイソシアネー
トを含まないが、セルロース粒子で強化された石膏ボー
ドに、好適にはポリイソシアネートの水性分散物を、例
えば刷毛塗りコーティング、ローラーコーティング、ス
プレー又は浸漬法によってボードの表面に塗布し、次い
で石膏ボードを乾燥することによってボードの縁辺の区
域を耐水性とする。

これらの両方法において、個々の成分の輸送、配合量及
び混合は当該分野で既知の装置を用いて実行することが
できる。ポリウレタン工業において使用される普通の装
置がポリイソシアネート又はその水性分散物の輸送及び
配合に使用することができる１例えば湿潤木材チップ、
石膏及びポリイソシアネートの混合物の散布は、ボード
及びパネルの製造に際して工業的に普通に使用されてい
るベルト・コンベヤ一方式で連続的に行う、二とができ
る。堆積プレス（ｓｔａｃｋｉｎｇ　　ｐｒｅｓｓ）又
は段ブレスは、本発明によるボードを成形するために石
膏混合物を四分式に圧締する際に使用でき、且つ連続プ
レスは淳続的に製造する際に使用できる。

強化材料、好適にはセルロース粒子及びポリ尿素（ポリ
イソシアネートからの）を用いて強化された本発明によ
る方法によって製造された石膏ボードは、増強された曲
げ強さと共に極めて改善された耐水性を有している。従
って新規石膏ボードはいわゆる“乾燥した″室内仕上げ
だけでなく、いわゆる“湿潤空間（ｍｏｉｓｔ　　５ｐ
ａｃｅ）’“に設置するのに適している。

下記の実施例は本発明を説明するためのものである。実
施例中で使用される部は特に指摘しない限り重量部であ
る。

実施例中に使用されるポリイソシアネートは：ボリイソ
シアネートＡ−アニリン／ホルムアルデヒド縮合物の粗
製フォスゲン化生成物 から蒸留残渣の粘度が１００ｍＰａ５／２５℃となるま
でジイソシアネートジ フェニルメタンを除去することによっ て製造されたポリメチレンポリフェニ ルポリイソシアネート（二核物含址： ５９．７％、三核物８−量・２１．３％、多核ポリイソ
シアネート含ｊｔ：１９．０％） ポリイソシアネートＢ−ポリイソシアネートＡと同じ方
法によって製造され、４００糟 Ｐａｓ／２５℃の粘度を有するポリメチレンポリフェニ
ルポリイソシアネート （二核物含量：４５．１％、三核物含量＝２２．３％、
多核ポリイソシアネート 含ｉ：３２．６％） ポリイソシアネートＣ＝米国特許第４．４１３，１１２
号による乳化剤５重量％の添加に よって水中に乳化可能としたポリイソ シアネー１−　Ｂ 本発明を更に例を挙げて説明するが、本発明は下記の実
施例により限定されるものではない。又は総ての部及び
パーセントは特に断らない限り重量を基準としている。

スー」Ｌ」」 長さ３ないし７ｘｚを有し、水分含量が１００重量であ
る針樅の木材チップ１７．６部を卵泡立て器（ｅＨｗｈ
ｉｓｋ）で撹拌しながら２３．６部の水を加えて湿潤さ
せた。連続して撹拌しながら５部のポリイソシアネート
Ａを滴下して加え、湿潤した木材チップと一分間混合し
た。５８．８部の半水石・音を粉末状として添加し、混
合物が均一となるまで３０秒間撹拌した。

得られた７８．８部の混合物を４ｃｚＸ１３ｃｍの寸法
の底面を有する木製の型枠中に３０秒以内に散布し、ラ
ムによって高さ５ａ、ｗまで圧締めした。

２０分間圧締め後、試料を型枠から取り出し、室温で５
日間貯蔵した。

試料は１．１４　ｇ／（！♂の密度を有し、ドイツ国工
業規格ＤＩＮ　　５３４５２に従って測定した曲げ強さ
は１１．２Ｎ／−であった。材料の吸水漱は試料を各１
３０Ｘ５．２ｚｚの二個のボードに切断し、該ボードを
水面下に貯蔵する方法によって測定した。ボードの重量
増加は２時間水中貯蔵後に・１．２％であり、２４時間
水中貯蔵後には１１゜２％であった。

実り一一り 長さ３ないし７Ｉを有し、水分含量が１００重量である
針樅の木材チップ１７．６部を、卵泡立て器で混合物を
撹拌しながら２９．５部の水を加えて湿潤させた。１５
秒間連続して撹拌しながら２部のポリイソシアネートＢ
を滴下して加え、湿潤した木材チップと共に一分間混合
した。連続して撹拌しながら、５８．８部の焼成した石
膏（ＣａＳ　Ｏ４・１　／　２　Ｈ２０）を粉末状とし
て添加し、イソシアネートで濡れた湿潤した木材チップ
と３０秒間均一に混合した。

７７．９部の得られる混合物を１３ｃｉＸ４ｃｙの寸法
の底面を有する木製の型枠中に４０秒以内に導入し、混
合物をラムによって高さ１ｌｙｙまで圧縮しな。

２０分間圧締め後、１３ｃｚＸ４　Ｘ　１．１ｃｘの寸
法の試料を型枠から取り出し、室温で５日問乾燥した。

得られた試料の総体密度（ｇｒｏｓｓｄｃｒ＋５ｉｔｙ
）は１゜ｌｙ／ｃｉであり、ＤＩＮ　　５３４５２によ
る曲げ強さは９．５Ｎ／−であった。実施例１に記載さ
れたような水中に完全に浸漬した後の材料の吸水量は下
記の通り、即ち＝２時間後、８重量％、２４時間後、１
１部ｇＬ撮％であった。

人妻ｌｌ−」− ポリイソシアネートＡを等景のポリイソシアネートＣに
置き換えた以外は、実施例２に記載された方法と同一で
あった。

得られた試料の密度は１．１ｇ／ｃ♂であり、ＤＩＮ　
　５３４５２による曲げ強さは９　、２　Ｎ　／　＋ａ
Ｊであった。実施例１に記載されたようにして測定され
た吸水量は２時間後に１１％で、２４時間後に１７％で
あった。

Ｋ１漣−先 平均厚さ０．１”ｉｘｘ、長さ３ないし７ｚｚを有し、
水分含量が１０重量％である針樅の木材チップ２６４部
を、卵泡立て器を用いて２分間以内に、２０リットルの
撹拌糟中で４４２部の水を加えて混合した。湿潤した木
材チップに３０部のポリイソシアネ−１〜Ａを、撹拌し
ながら３０秒以内に添加した。次いで８８２部の粉末半
水石膏を更に４０秒以内に添加した。

得られる１３２３部の混合物を３０ｃｚＸ　３　ＱＣｌ
の表面上に６０秒以内に手で散布し、プレス中で１０ｙ
ｚの高さまで圧縮した。型枠中で２０分間圧締めした後
、試料ボードを取り出し、室温に５日間貯蔵した後、乾
燥した石膏ボードについて下記の性質を測定した。

ボードの厚さ：　　　　　　　　１１部１総体密度：　
　　　　　　　　　　　１　、１８ｇ／ｃｊ’ＤＴＮ　
　５３４５２に従って測定された曲げ強さ：　　　　　
　　　　　　１　］、　、３　Ｎ／ＰＪ実施例１の記載
のようにして測定した吸水ｔ：２時間後、　　　　　　
１０重量％、 ２４時間後、　　　　　１４重蟻％。

実」１りｑ＜比較例） 木材チップ、水及び半水石膏から成る成分を実施例４に
記載されたようにして混合したが、ポリイソシアネート
の添加は行わなかった。実施例４に記載された方法によ
って得られる混合物１３４８部から石膏ボードを製造し
た。ボードは下記の性質を有していた。

ボードの厚さ・　　　　　　　　ｌｉｍｙ総体密度・　
　　　　　　　　　１．１ｇ／ｃＩＩｉｌＤＩＮ　　５
３４５２に従って測定された曲げ強さ：　　　　　　　
　　　　　５．８Ｎ／Ｊ実施例１の記載のようにして測
定した吸水ｆｌ＝２時間後、　　　　　　　３０重量％
、２４時間後、　　　　　３７重量％。

及１漣−Ｌ ４０部のポリイソシアネートＣと６０部の水の分散物を
、実施例５による混合物から製造された石膏ボード（ボ
ードの厚さｌｉｍｙ、総体密度１゜１９／ｃＩＩＩ′）
に刷毛塗りコーティング法によって均一に塗布した。塗
布された分散物の量は１．３５４１！／　ｍ２であった
。

コーティングした石膏ボードを５日間室温に放置して貯
蔵した後、高さ２ｃ１、及び内径８．４ｃｘの合成樹脂
の環を処理済み表面に置き、堅牢な可塑性のあるシリコ
ン樹脂塊を用いてボードの表面に密着さぜな。合成樹脂
の環に高さｌｃｚまで水を導入し、処理済み表面の水の
吸収量を測定した。

ボードの処理済み表面のＩ　１１２　　当たりの吸水量
は１時間後に１８ｇ／ａ＋２、そして２４時間後に４１
５ｆＩ／Ｉ０２　であった。

以上本発明を説明することを目的として前述のように本
発明を詳細に記載したが、該詳述は上記の目的のために
為されたものであり、特許請求の範囲に限定される以外
本発明の精神及び範囲から外れること無く、当該分野を
熟知した者にとっては各社の変形が可能であることを理
解すべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、再水和可能な石膏結合剤、水及び随時強化用材料を
   混合し、得られる混合物を続いて圧締めする石膏ボード
   の製造方法において、圧締めする前に該混合物にポリイ
   ソシアネートを添加し及び／又は圧締め後に石膏ボード
   の表面にポリイソシアネートを塗布することを特徴とす
   る石膏ボードの製造方法。 ２、該混合物が更に強化材料としてセルロース粒子を含
   み、且つ該石膏結合剤が半水石膏である特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３、該ポリイソシアネートがポリメチレンポリフェニル
   ポリイソシアネートである特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 ４、該ポリイソシアネートが水中に乳化可能となるよう
   に改質されている特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、該ポリイソシアネートが半水石膏及びセルロース粒
   子の全重量に対し約１ないし１０重量％の量で存在する
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ６、該セルロース粒子が長さ１ないし１０ｍｍを有する
   木材チップである特許請求の範囲第２項記載の方法。 ７、該木材チップ対該半水石膏の重量比が約０．２５：
   １ないし０．３５：１である特許請求の範囲第６項記載
   の方法。 ８、該ポリイソシアネートが圧締め後に石膏ボードの表
   面に塗布される特許請求の範囲第２項記載の方法。 ９、半水石膏、水、セルロース粒子及び該半水石膏と該
   セルロース粒子の合計重量に対し約１ないし１０重量％
   の量のポリイソシアネートを混合し、且つ得られた混合
   物を圧締めして石膏ボードと成すことを特徴とする強化
   された石膏ボードの製造方法。 １０、該ポリイソシアネートが水中に乳化可能となるよ
   うに改質されているポリメチレンポリフェニルポリイソ
   シアネートである特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１、該セルロース粒子が、約０．２５：１ないし０．
   ３５：１の木材チップ対半水石膏の比を与えるような量
   で使用されている木材チップである特許請求の範囲第９
   項記載の方法。 １２、該セルロース粒子が、約０．２５：１ないし０．
   ３５：１の木材チップ対半水石膏の比を与えるような量
   で使用されている木材チップである特許請求の範囲第１
   ０項記載の方法。 １３、特許請求の範囲第１項記載の方法により製造され
   た石膏ボード。 １４、特許請求の範囲第９項記載の方法により製造され
   た石膏ボード。