JPS6360145A

JPS6360145A - 無水石こう抄造板の製造方法

Info

Publication number: JPS6360145A
Application number: JP61205358A
Authority: JP
Inventors: 長岡　秀光; 俊雄長谷川; 吉田　宣; 大河原　守; 羽藤　美徳; 浅田　泰治; 篠崎　勤
Original assignee: Asano Slate Co Ltd
Current assignee: Asano Slate Co Ltd
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-03-16
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0735289B2

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】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（にｎ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５７−４９
００４゜特公昭５５−３６６２８．特開昭６０−４２２
６７、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、結果として品種に悪影客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、はとんど皆無であった。

Ｃ９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
っで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、■型態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２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）■型態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）■型態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
の低下を招くためには、硬化促進剤の添加量の低減が必
要ではないか。

（５）■型態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。

ｄ０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、■型態水石こうを
マトリックスとしてこれを短繊維で補強し、水和率３０
％以上及び長さ変化率０．１２％以下にした石こう板に
よってその目的を達することができ、製造に当って冷却
養生を主体とすることで、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、■型態水石こう９８〜６０重量％、
短繊維２〜４０重量％及び石こう硬化促進剤を主成分と
する、水和率３０％以上および長さ変化率０．１２％以
下の無水石こう抄造板を提供する。また上記配合割合の
■型態水石こう、短繊維及び石こう硬化促進剤を主成分
とするスラリーを抄造成形した後に、温度０〜２２℃、
湿度５０〜１００％で冷却養生を行う無水石こう抄造板
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、■型態水石こうと短繊維の
合計量１００重量部に対して、無機質粉末を外削で１〜
１００重量部を配合することができる。

本発明の石こう板は、■型態水石こう、短繊維。

硬化促進剤および必要に応じて無機質粉末が配合され、
水和率３０％以上であり、長さ変化率０．１２％以下の
ものである。

水和率は本来高い方が良いが、しかし冷却養生を行うこ
とで水和速度が早くなり、従来と同一水和率に対して大
幅に品質が向上した。このため水和率３０％までの、実
用製品が得られるようになった。

長さ変化率は配合、製造および養生条件によって変化す
るが、無水石こうを原料とした石こう板としての石こう
の特性を生かし、０．１２％以下とした。

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９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０〜２２℃、相対湿度
５０〜１００％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■型態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。２２℃以
上では水和の進行がきわめて遅く長期間の養生が必要と
なる。温度が３０℃以上になると長期間養生しても水和
は進み難（、板材の強度はかなり低（なる。なお石こう
の水和は発熱反応を伴なうために積極的に熱を除去する
必要がある。

相対湿度は５０〜１００％以上であり、５０％以下にな
ると、板材の板厚が４〜１５ｗ程度と薄いため、表面あ
るいはぎ周の端部において乾燥が進行し、未硬化なド今
イアウド状態が生じて、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１５から３８℃程度であり、好
ましくは２０から３５℃である。水温が１５℃以下では
製造能率が低下する。また３８℃以上になると製造能率
の向上の効果は少な（、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／
ｃ１１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４
００ｋｇ／ｃｄを越えると、所定の生板含水率が確保さ
れず、これに伴な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■型態水石こ
うの水和は進行せずに性状が低下する。加圧はロールプ
レスあるいは面ブ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。

■型態水石こうは天然の二水石こうあるいは燐酸。

チタン、排脱等からの副生ずる二水石こうの焼成物ある
いは弗酸製造時に副生ずる■型態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ｉ　、　ｏｏｏ℃程度の温度で焼成した■型態水石
こうを用いる。焼成温度によって、例えば低温側では■
型態水石こうが、また高温側では■型態水石こうが一部
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。

■型態水石こうの粉末度はブレーン値で２．０００から
９．０００　ａｉ／ｇ程度である。これは抄造時の濾過
性および水和反応性の面から選択される範囲である。

■型態水石こう量は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
％以下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。

■型態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１〜１００重量部配重量心配ともできる。短
繊維量は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、バルブあるいはバルブと他繊維との組合せが行
れる。短繊維としては、石綿、バルブ（セルロース）等
の天然繊維２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重世％である。非石綿系におい
てバルブ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バルブの分散が悪く、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。

バルブ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（Ｃ３Ｆ）で８００〜３０ｒｎ　
ｌであり、その配合量、！ｌｉ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５歩留および製品の曲
げ強度、眉間剥離強度、生板含水率の点から５００〜５
抛！程度が好ましい。叩解はパルパー、ディスクリファ
イナ−、コーン型リファイナー等の汎用の機械を用いて
行う。

■型態水石こうの硬化促進剤としては、Ｈ２ＳＯ４，Ｋ
ｚＳＯ４゜ＮａｚＳＯ，（ＮＨ＊）ｚｓＯ＊、　Ｍｇ５
Ｏ＊、　Ｚｎ５Ｏｔ＋　Ｆｅ５Ｏｔ＋　Ｃｕ５Ｏｔ＋Ａ
　ｌ　ｔ　（ＳＯＪ　ｓ等の硫酸塩および複塩、例えば
ＫＡ　ｌ　（ＳＯｔ）　ｚ１２ＨｚＯ，ＮａＡ　ｌ　（
ＳＯＪｚ１２ＴｏＯ，ＮＨ４Ａｌ　（ＳＯｔ）ｚ１２Ｈ
ｚＯ等のミョウバン類、ＮａＣｌ　、　ＣａＣ１２ｚ、
　ＭｇＣｌ　、等の塩化物、ＮａＨＳＯｅ　ＫＨＳＯｔ
等の酸水素塩、ＮａＮＯ３，ＮＨＪＯｓ。

ＫＮ（ｈ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、■型態水石こうに対して０．１〜３．０％、
好ましくは０．２〜２．５％である。この量が０．１％
以下では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。３．０％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。

上述の硬化促進剤の他に、Ｃａｂ、　Ｃａ（ＯＨ）ｚ、
Ｍｇ　（ＯＨ）　ｔ。

セメント、塩基性スラグの塩基類あるいはシリカゲル等
も硬化促進の効果があり、場合によっては併用される。

この場合には１０重量％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７．０００　ｃＩＩｌ／ｇ程度以上の微
細粉末で、例えばヘントナイト、活性白土、セビオライ
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、濾過時間の調整を
行うことで、原料の均質性を得るために用いる。また板
材の眉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１〜２０重量％、好ましくは３〜１０重
量％程度である。２０重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、製品の三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１〜３５
重量％程度である。二水石こうのスクラップは■型態水
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・ノシ
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■型態水石こうと短繊維
の計１００重量部に対して、外削で１〜１００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 ■型態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、■型態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１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とで、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−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
眉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２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
、硬化促進剤、各繊維、ベントナイト等の微細粉末、ス
クラップ、■型態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、さらに固形分温度約１７１０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６１１１ｍ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。

実施例１〜５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６〜１３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１４〜１８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１９〜２３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２４〜２８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２９〜３１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。

使用原料 ■型態水石こう：排脱石こう　６００℃焼成品ガラス繊
維　　：日本電気硝子製チョツプドストランド６１ガラ
スウール　：日本グラスウール製ホワイトウールビニロ
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：呉羽化学製ロシクウール　：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　：　　　　〃 ■型無水石こうと短繊維の合計１００重量部に対して無
機質粉末を外削で配合、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。

長さ変化率　　　　　　　　　〃抄造能率　　Ａ＞Ｂ＞Ｃｇ、　発明の効果（１）　　冷却養生を行うことで、■型態水石こうの水
和速度が向上し、同−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、■型態水石こうの水和速
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■型態水石
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）■型態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）■型態水石こうを使用した石こう板として、９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９曲げ加工性等の加工性
にも優れた不燃材料が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）II型無水石こう９８〜６０重量％、短繊維２〜４
０重量％及び石こう硬化促進剤を主成分とし、水和率３
０％以上、長さ変化率０．１２％以下であることを特徴
とする無水石こう抄造板。
（２）石こう硬化促進剤をII型無水石こうに対して０．
１〜３．０重量％用いた特許請求の範囲第（１）項記載
の無水石こう抄造板。
（３）II型無水石こうと短繊維１００重量部に無機質粉
末１〜１００重量部を配合する特許請求の範囲第（１）
項記載の無水石こう抄造板。
（４）II型無水石こう９８〜６０重量％、短繊維２〜４
０重量％及び石こう硬化促進剤を主成分とするスラリー
を抄造成形した後に、温度０〜２２℃、湿度５０〜１０
０％で冷却養生することを特徴とする水和率３０％以上
、長さ変化率０．１２％以下の無水石こう抄造板の製造
方法。
（５）石こう硬化促進剤をII型無水石こうに対し０．１
〜３．０重量％用いた特許請求の範囲第（４）項記載の
無水石こう抄造板の製造方法。
（６）II型無水石こうと短繊維１００重量部に無機質粉
末１〜１００重量部を配合する特許請求の範囲第（４）
項記載の無水石こう抄造板の製造方法。