JPWO2011052048A1

JPWO2011052048A1 - 石膏ボード

Info

Publication number: JPWO2011052048A1
Application number: JP2011538149A
Authority: JP
Inventors: 藤田　巧; 巧藤田; 秀隆本多; 堤　康祐; 康祐堤
Original assignee: Chiyoda Ute Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Ute Co Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2013-03-14
Also published as: WO2011052048A1; CN102712535A; KR20120070543A

Abstract

不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高い石膏を原料として用いた場合であっても、撓みの発生を充分に防止することができ、しかも圧縮強度、硬化時間、ｐＨ等に問題を生じることがない石膏ボードを提供する。型枠に石膏含有のスラリーを装填し、硬化して成る石膏ボードにおいて、石膏を焼成した焼石膏１００質量部当たりセメントを０．２〜５．０質量部の割合で用いたスラリーを硬化した。

Description

本発明は石膏ボードに関し、更に詳しくは硬化させるスラリーの調製に不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高い石膏を用いた場合であっても、撓みの発生を充分に防止することができる石膏ボードに関する。

従来、石膏ボードは一般に、型枠を兼ねる下側の表面用原紙と上側の裏面用原紙との間に石膏含有のスラリーを装填し、この状態で連続搬送しつつ、その間にスラリーの硬化及び硬化体の切断等を行なうことにより製造されている。石膏含有のスラリーは、原料の石膏を焼成した焼石膏（半水石膏）の他に、各種の混和材や薬品類、及び水の各所要量を混合して調製され、原料の石膏としては、天然石膏の他に、各種の化学石膏、例えばリン酸石膏、排煙脱硫石膏、チタン石膏（酸化チタンを製造する際に副生する石膏）、フッ酸石膏（フッ酸を製造する際に副生する石膏）、製塩石膏、精錬石膏等が使用されている。ところが、かかる従来一般の製造方法による石膏ボードには、吸湿して含水率が高くなると、撓み易いという問題があり、なかでも原料の石膏として不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高いものを用いた場合に、得られる石膏ボードが大きく撓むという問題がある。

撓みの発生を防止した石膏ボードとして、硬化させるスラリー中に硫酸銅のような結晶調整剤を併用した例（例えば、特許文献１参照）や、凝集リン酸塩を併用した例（例えば、特許文献２参照）等が知られている。しかし、特許文献１のような従来例には、撓みの発生を充分に防止することができないという問題があり、また特許文献２のような従来例には、高価であって、環境汚染の原因となる危惧もあるという問題がある。

別に耐火性と防水性を付与した石膏ボードとしては、硬化させるスラリー中にセメントを併用した例も知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３のような従来例は、石膏と共に多量のセメント、具体的には２０〜４０％程度のセメントを用いたものである。しかし、この従来例には、得られる石膏ボードの強度、例えば圧縮強度が低く、スラリーの硬化に長い時間がかかり、ｐＨが著しく高いという問題がある。

国際公開第２００７／１１０４２８号特表２００１−５０４７９５号公報特開昭６１−８３６６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高い石膏を原料として用いた場合であっても、撓みの発生を充分に防止することができ、しかも圧縮強度、硬化時間、ｐＨ等に問題を生じることがない石膏ボードを提供する処にある。

前記の課題を解決する本発明は、型枠に石膏含有のスラリーを装填し、硬化して成る石膏ボードにおいて、石膏を焼成した焼石膏１００質量部当たりセメントを０．２〜５．０質量部の割合で用いたスラリーを硬化して成ることを特徴とする石膏ボードに係る。

本発明に係る石膏ボードは、石膏を焼成した焼石膏（半水石膏）１００質量部当たりセメントを０．２〜５．０質量部の割合で用い、また各種の混和材や薬品類を必要に応じ適宜に用いて、これらを水と混合することによりスラリーを調製し、かかるスラリーを型枠、例えば型枠を兼ねる表面用原紙と裏面用原紙との間に装填して硬化したものである。

本発明に係る石膏ボードにおいて、石膏としては、天然石膏の他に、各種の化学石膏、例えばリン酸石膏、排煙脱硫石膏、チタン石膏、フッ酸石膏、製塩石膏、精錬石膏等を使用することができる。使用する化学石膏の種類や量及びそのときの性状等に応じて、スラリーの調製に用いる石膏中の不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量（濃度）が変化する。またセメントとしては、各種のポルトランドセメントの他に、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント等を使用することができるが、ポルトランドセメントが好ましく、普通ポルトランドセメントがより好ましい。更に混和剤としては、パルプ、ガラス繊維、バーミキュライト等を適宜に使用することができ、また薬品類としては、硬化促進剤、硬化遅延剤、減水剤等を適宜に使用することができる。

本発明に係る石膏ボードは、前記したように、石膏を焼成した焼石膏１００質量部当たり、セメントを０．２〜５．０質量部の割合で用いたスラリーを硬化して成るものであり、スラリーの調製にセメントを用いる従来の石膏ボードに比べて、焼石膏に対するセメントの使用量が著しく低い点に特徴を有する。その理由は、焼石膏１００質量部当たり、セメントの使用割合を０．２質量部未満にすると、得られる石膏ボードに撓みが発生するのを充分に防止することができなくなるからであるが、逆にセメントの使用割合を５．０質量部超にすると、得られる石膏ボードの圧縮強度が低くなり、硬化にかかる時間が長くなって、ｐＨが著しく高くなるからである。

焼石膏と共にセメントを用いたスラリーを硬化して成る石膏ボードにおいて、圧縮強度がセメントを用いない場合と比べて高く、しかも硬化にかかる時間が比較的短く、またｐＨも問題のない程度に抑えるためには、硬化させるスラリーを、焼石膏１００質量部当たり、セメントを０．２〜５．０質量部の割合で用いたものとする必要があり、好ましくはセメントを０．３〜２．０質量部の割合で用いたものとし、より好ましくはセメントを０．５〜１．０質量部の割合で用いたものとするのである。

本発明に係る石膏ボードには、前記したような従来の石膏ボードと比べて、撓みの発生を充分に防止することができ、しかも圧縮強度、硬化時間、ｐＨ等に問題を生じることがないという効果があり、また吸湿によって表面用原紙や裏面用原紙が剥がれ易くなるのを防止することができるという効果もある。かかる効果の発現は、スラリーの調製に用いる焼石膏として、不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高い石膏を焼成したものを用いた場合に顕著である。主に、原料の石膏として用いる前記したような化学石膏の種類や量及びそのときの性状等に起因して、原料の石膏中における不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高くなると、そのような石膏を焼成した焼石膏を用いてスラリーを調製し、硬化した石膏ボードは、撓み易くなり、特に高湿度下において吸湿により撓み易くなるが、スラリーの調製にかかる焼石膏を用いた場合であっても、所定量のセメントを併用する本発明によれば、そのような撓みの発生を充分に防止することができるのである。

具体的に、前記のような本発明による効果の発現は、スラリーの調製に用いる焼石膏が、水可溶性のカリウム塩、ナトリウム塩及びマグネシウム塩の合計含有量がそれらの酸化物（Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＭｇＯ）換算で５００mg／kg以上の石膏、例えば５００〜２５００mg／kgの石膏を原料として用いる場合に顕著であり、なかでも水可溶性のカリウム塩、ナトリウム塩及びマグネシウム塩の合計含有量がそれらの酸化物換算で６００mg／kg以上のもの、例えば６００〜２５００mg／kgのものである場合に特に顕著である。

本発明によると、不純物に相当する水可溶性の塩類の含有量が高い石膏を原料として用いた場合であっても、得られる石膏ボードに撓みが発生するのを充分に防止することができ、しかも圧縮強度、硬化時間及びｐＨ等に問題を生じることがない。

本発明の実施例等において、普通ポルトランドセメントの添加量と得られる硬化体の圧縮強度との関係を例示するグラフ。本発明の実施例等において、原料として用いる石膏中の水可溶性塩含有量と得られる石膏ボードから切り出した試験片の撓みとの関係を例示するグラフ。

以下、本発明の構成及び効果を明らかにするため、実施例及び比較例を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。

試験区分１
比較例１
水可溶性のカリウム塩、ナトリウム塩及びマグネシウム塩の合計含有量がそれらの酸化物換算で６３２mg／kg（以下、単に水可溶性塩類含有量６３２mg／kgという）の排煙脱硫石膏を焼成し、焼石膏（半水石膏）とした。この焼石膏２００質量部に水を１７０質量部の割合で混合してスラリーを調製した。このスラリーを型枠に装填し、硬化させた後、脱型して、４０℃で恒量になるまで乾燥し、１２．５mm×９００mm×１８２０mmの石膏ボードを得た。この石膏ボードから１２．５mm×１５０mm×６５０mmの試験片を切り出し、この試験片を、４０℃×９０％ＲＨの条件下にスパン６００mmで２点支持し、所定時間経過毎に、試験片に発生したスパン中央の撓みを測定器（ミツトヨ社製のデジマチックインジケータ、商品名）で測定した。結果を表１にまとめて示した。

比較例２〜４
水１７０質量部に代えて、表１記載の添加量となる量の硫酸銅５水和物を溶解した水溶液１７０質量部を用いたこと以外は比較例１と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、撓みを測定した。結果を表１にまとめて示した。

比較例５〜７
水１７０質量部に代えて、表１記載の添加量となる量のトリメタリン酸ナトリウムを溶解した水溶液１７０質量部を用いたこと以外は比較例１と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、撓みを測定した。結果を表１にまとめて示した。

比較例８〜１１及び実施例１〜７
焼石膏２００質量部に代えて、焼石膏に表１記載の添加量となる量の普通ポルトランドセメントを混合したもの２００質量部を用いたこと以外は比較例１と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、撓みを測定した。結果を表１にまとめて示した。

表１において、
添加量：焼石膏１００質量部当たりの添加材の質量部

表１の結果からも明らかなように、硫酸銅５水和物では撓みの発生を充分に防止することができない。またトリメタリン酸ナトリウムは撓みの発生を充分に防止することができるものの、前記したように高価であって、環境汚染の原因となる危惧がある。これらに対して、焼石膏１００質量部当たり普通ポルトランドセメントを０．２質量部以上、好ましくは０．３質量部以上用いた実施例等では、トリメタリン酸ナトリウムを用いる場合と同様、撓みの発生を充分に防止することができ、しかもトリメタリン酸ナトリウムを用いる場合のような問題も生じない。

試験区分２
比較例１２
水可溶性塩類含有量６３２mg／kgの排煙脱硫石膏を焼成し、焼石膏（半水石膏）とした。この焼石膏５００ｇに水３７５ｇを混合してスラリーを調製した。このスラリーを５０mm×５０mm×５０mmの型枠に装填し、硬化させた後、脱型して、４０℃で恒量になるまで乾燥し、硬化体を得た。この硬化体を、オートグラフ（島津製作所社製、商品名、型番ＡＧ−１０ＴＥ）に供し、荷重速度１mm／分で荷重して、硬化体が座屈したときの荷重値を圧縮強度（Ｎ／mm^２）とした。結果を表２及び図１に示した。

実施例８〜１４及び比較例１３〜１５
焼石膏５００ｇに代えて、焼石膏に表１記載の添加量となる量の普通ポルトランドセメントを混合したもの５００ｇを用いたこと以外は比較例１２と同様にして、スラリーを調製し、硬化体を得た後、圧縮強度を測定した。結果を表２及び図１に示した。

表２において、
添加量：焼石膏１００質量部当たりの普通ポルトランドセメントの添加質量部

表２及び図１の結果からも明らかなように、焼石膏１００質量部当たりの普通ポルトランドセメントの添加質量部が０．２０〜５．０の範囲で、普通ポルトランドセメントを添加しない場合（比較例１２）と比べて、圧縮強度がほぼ同程度以上になっているが、普通ポルトランドセメントの添加質量部がそれよりも多いと、例えば１０．０以上になると、圧縮強度が普通ポルトランドセメントを添加しない場合（比較例１２）よりも低くなってしまう。圧縮強度の点でも、焼石膏１００質量部当たりの普通ポルトランドセメントの添加質量部は、０．３〜２．０とするのが好ましい。

試験区分３
比較例１６
水可溶性塩類含有量６３２mg／kgの排煙脱硫石膏を焼成し、焼石膏（半水石膏）とした。この焼石膏を用いてスラリーを調製し、このスラリーを用いて、以下ＪＩＳ−Ｒ９１１２に準拠し、硬化時間（終結の分）を測定した。また得られた硬化体について、以下ＪＩＳ−Ｒ９１０１に準拠し、ｐＨを測定した。結果を表３にまとめて示した。

実施例１５及び比較例１７〜１９
焼石膏に代えて、焼石膏に表１記載の添加量となる量の普通ポルトランドセメントを混合したものを用いたこと以外は比較例１６と同様にして、スラリーを調製し、硬化体を得たときの硬化時間（終結の分）とｐＨを測定した。結果を表３にまとめて示した。

表３において、
添加量：焼石膏１００質量部当たりの普通ポルトランドセメントの添加質量部

表３の結果からも明らかなように、焼石膏１００質量部当たりの普通ポルトランドセメントの添加質量部が２０〜３０にもなると、普通ポルトランドセメントを添加しない場合（比較例１６）に比べて、硬化時間が長くなり、ｐＨが著しく高くなる。

試験区分４
比較例２０
水可溶性塩類含有量２２７mg／kgの天然石膏と排煙脱硫石膏との混合物を焼成し、焼石膏（半水石膏）とした。この焼石膏を用い、以下試験区分１の比較例１と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、４８時間経過後の撓みを測定した。結果を表４及び図２に示した。

比較例２１〜３１
排煙脱硫石膏の出所（種類）及び混合割合を変えて、表４に記載した水可溶性塩類含有量の石膏を焼成し、焼石膏（半水石膏）とした。これらの焼石膏を用い、以下比較例２０と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、４８時間経過後の撓みを測定した。結果を表４及び図２にまとめて示した。

実施例１６
焼石膏に代えて、表４記載の添加量となる量の普通ポルトランドセメントを混合したものを用いたこと以外は比較例２７と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、４８時間経過後の撓みを測定した。結果を表４及び図２に示した。

実施例１７
焼石膏に代えて、表４記載の添加量となる量の普通ポルトランドセメントを混合したものを用いたこと以外は比較例３０と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、４８時間経過後の撓みを測定した。結果を表４及び図２に示した。

実施例１８
焼石膏に代えて、表４記載の添加量となる量の普通ポルトランドセメントを混合したものを用いたこと以外は比較例３１と同様にして、スラリーを調製し、石膏ボードを得た後、試験片を切り出して、４８時間経過後の撓みを測定した。結果を表４及び図２に示した。

表４及び図２の結果からも明らかなように、原料として用いる石膏中の可溶性塩類含有量が高くなると、撓みの発生が大きくなり、特に可溶性塩類含有量が５００mg／kg以上で大きくなるが、本発明によれば、そのような可溶性塩類含有量の高い石膏を原料として用いた場合であっても、撓みの発生を充分に防止することができる。

Claims

型枠に石膏含有のスラリーを装填し、硬化して成る石膏ボードにおいて、石膏を焼成した焼石膏１００質量部当たりセメントを０．２〜５．０質量部の割合で用いたスラリーを硬化して成ることを特徴とする石膏ボード。
スラリーが、焼石膏１００質量部当たりセメントを０．３〜２．０質量部の割合で用いたものである請求項１記載の石膏ボード。
石膏が、水可溶性のカリウム塩、ナトリウム塩及びマグネシウム塩の合計含有量がそれらの酸化物換算で５００mg／kg以上のものである請求項１又は２記載の石膏ボード。
セメントが普通ポルトランドセメントである請求項１〜３のいずれか一つの項記載の石膏ボード。