TW201520185A - 石膏漿、石膏硬化體、石膏系建材、石膏板、石膏漿的製造方法、石膏硬化體的製造方法、石膏系建材的製造方法、以及石膏板的製造方法 - Google Patents

石膏漿、石膏硬化體、石膏系建材、石膏板、石膏漿的製造方法、石膏硬化體的製造方法、石膏系建材的製造方法、以及石膏板的製造方法 Download PDF

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Abstract

提供一種石膏漿，其將熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、以及水混合。

Description

石膏漿、石膏硬化體、石膏系建材、石膏板、石膏漿的製 造方法、石膏硬化體的製造方法、石膏系建材的製造方法、以及石膏板的製造方法
本發明係關於一種石膏漿、石膏硬化體、石膏系建材、石膏板、石膏漿的製造方法、石膏硬化體的製造方法、石膏系建材的製造方法、以及石膏板的製造方法。
對於石膏製品，存在通常其耐水性不足、在有可能與水接觸的地方無法使用的問題。
然而，由於即使在有可能與水接觸的地方亦有使用石膏製品的需要，因此自以往便研究了對石膏製品付予拒水性以使其在有可能與水接觸的地方亦可使用方法。作為付予拒水性的方法，自以往提出了一種在石膏漿中配合矽油或蠟等拒水輔助劑、或者將拒水劑的性能有效地引導出的拒水輔助劑。
例如，在專利文獻1中公開了一種石膏系製品的防水加工方法，其該石膏系製品在灰泥系組成物中添加包含聚矽氧烷的至少一種化合物、以及包含預先膠化的澱粉(α化澱粉)的至少一種化合物。
<先前技術文獻> <專利文獻>
專利文獻1：(日本)特表2009-528246號公報
然而，通常在製造石膏製品時，使混合石膏和水、或各種添加物的石膏漿成形、固化成任意形狀，但由於預先膠化的澱粉具有提高石膏漿的粘性的作用，因此石膏漿的流動性降低。因此，使石膏漿成形時的石膏漿的操作性大大降低，有時無法使其成形為所希望的形狀。
作為改善石膏漿的流動性的方法，亦考慮多添加混練水的方法或添加分散劑的方法。然而，當多添加混練水時，存在增加用於蒸發過剩的混練水的熱量的問題。另外，當添加分散劑時，存在分散劑的成本增加的問題。
鑑於上述先前技術的問題，本發明的一個方面的目的在於提供一種流動性優異、成為石膏硬化體時展現出拒水性的石膏漿。
為了解決上述問題，本發明的一個方面提供了一種石膏漿，其將熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、以及水混合。
依據本發明的一個方面，可提供一種流動性優異、成為石膏硬化體時展現出拒水性的石膏漿。
11‧‧‧表面覆蓋原紙
12‧‧‧攪拌機
13、14‧‧‧石膏漿
15‧‧‧輥式塗布機
16‧‧‧背面覆蓋原紙
18‧‧‧轉向輥
19‧‧‧成形機
121、122、125‧‧‧分取口
123、124‧‧‧輸出管
126‧‧‧通過管路
171‧‧‧塗布輥
172‧‧‧支承輥
173‧‧‧硬渣取出輥
第1圖是本發明的實施方式中的石膏板的製造方法的說明圖。
第2圖表示出實驗例1-1~實驗例1-3中的吸水率的澱粉 添加量依存性。
第3圖表示出實驗例2-1~實驗例2-3中的吸水率的澱粉添加量依存性。
第4圖表示出實驗例3-1~實驗例3-2中的吸水率及流動性值的澱粉添加量依存性。
以下，對本發明之實施方式進行說明，但本發明不限定下述之實施方式，不脫離本發明之範圍，可對下述之實施方式進行各種變形及置換。
(石膏漿)
對本實施方式的石膏漿的構成例進行說明。
作為本實施方式的石膏漿，較佳為可使用將熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、以及水混合的石膏漿。
在此，以下對在本實施方式的石膏漿中包含的各成分進行說明。
熟石膏又稱為硫酸鈣．1/2水合物，係具有水硬性(hydraulicity)的無機組成物。作為熟石膏，可使用將天然石膏、副產品石膏、排煙脫硫石膏及廢石膏等單獨或混合的石膏於大氣中燒成而得到的β型半水石膏、於水中燒成而得到之α型半水石膏。作為熟石膏，可單獨使用α型半水石膏和β型半水石膏的任意一者，亦可使用兩者的混合品。需要說明的是，所謂的於水中燒成，包括於蒸氣中燒成的情形。
對於尿素磷酸酯化澱粉並無特別限定，例如較佳為可將來自玉米、馬鈴薯、甘薯、小麥、樹薯等的澱粉用作尿素磷 酸酯化澱粉的原料。特別佳為將來自玉米的澱粉用作尿素磷酸酯化澱粉的原料。
另外，對上述的用於本實施方式的石膏漿的尿素磷酸酯化澱粉並無特別限定，對於所使用的尿素磷酸酯化澱粉，其糊化溫度(α化溫度)較佳為100℃以下，更佳為90℃以下。對於此點以下將說明。
首先，對於下述的本實施方式的在石膏漿中添加的尿素磷酸酯化澱粉，較佳為在使石膏漿成形之後進行糊化(α化)。並且，作為使添加於石膏漿中的尿素磷酸酯化澱粉糊化的方法，例如可舉出對石膏漿的成形體加熱的方法。
在此，在石膏漿的成形體中，作為石膏漿的原料的熟石膏(半水石膏)進行水合而成為二水石膏，但如果將石膏漿的成形體加熱至比100℃更高的高溫，則一部分二水石膏會變回半水石膏。此時，所得到的石膏硬化體的強度有時會下降。另外，由於半水石膏具有吸水性，因此所得到的石膏硬化體的拒水性有可能下降。
因此，由於能夠透過使用糊化溫度為100℃以下的尿素磷酸酯化澱粉而使糊化所需的加熱溫度低溫化，因此即使將石膏漿的成形體中所包含的尿素磷酸酯化澱粉加熱而糊化時也能夠抑制半水石膏的產生，因而較佳。當如上所述使用糊化溫度為90℃以下的尿素磷酸酯化澱粉時，由於能夠進一步抑制糊化時的半水石膏的產生，因而較佳。
對於尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度的下限值並無特別限定，由於較佳為在將石膏漿成形之後進行糊化，因此較佳為使用在添加到石膏漿中時未糊化的尿素磷酸酯化澱粉。
對尿素磷酸酯化澱粉的添加量並無特別限定，例如較佳為相對於100質量份的熟石膏，以0.05質量份以上10質量份以下的比例來添加尿素磷酸酯化澱粉。
對於尿素磷酸酯化澱粉，考慮透過將其添加到石膏漿中，從而起到提高作為添加到石膏漿中的拒水劑的有機聚矽氧烷的拒水性的拒水輔助劑的作用。並且，相對於100質量份的熟石膏，透過添加0.05質量份的尿素磷酸酯化澱粉，從而開始發現充分提高有機聚矽氧烷的拒水性的效果。然而，即使較10質量份更多地添加尿素磷酸酯化澱粉，也不怎麼會提高提升有機聚矽氧烷拒水性的效果。因此，較佳為在上述範圍內進行添加。
另外，對於尿素磷酸酯化澱粉，透過添加到石膏漿中，從而具有使該石膏漿硬化并提高成為石膏硬化體時的強度的效果。並且，由於在上述範圍內進行添加時，特別能夠提高作為石膏硬化體時的強度，因此在此點上也以在上述範圍內添加尿素磷酸酯化澱粉為佳。
特別是，以相對於100質量份的熟石膏的，尿素磷酸酯化澱粉的比例為0.05質量份以上5質量份以下為佳。其原因是，如果尿素磷酸酯化澱粉的比例多於5質量份，則作為12.5mm厚的石膏板時有時會不滿足JIS A 6901中規定的發熱性1級的條件。當將使石膏漿硬化的石膏硬化體作為建材使 用時，由於除了要求拒水性及強度，還將不燃性也作為其性能來要求，因此以根據需要來選擇其添加量為佳。相對於100質量份的熟石膏的，尿素磷酸酯化澱粉的添加量為0.05質量份以上3質量份以下為更佳。
另外，為了使石膏硬化體輕量化，有時在石膏漿內添加泡沫，使該石膏漿硬化而製造包含泡沫的石膏硬化體。此時，尿素磷酸酯化澱粉具有保持石膏漿中及石膏硬化體中的泡沫的形狀的功能。
因此，透過在石膏漿中添加直徑大致均勻的泡沫，使得在石膏漿中以及石膏硬化體中泡沫的形狀被保持良好的球狀，並使其直徑大致均勻。如此一來，石膏硬化體中的泡沫的形狀為良好的球狀，直徑變為大致均勻，從而除了由於添加泡沫而帶來的輕量化的效果之外，還可提高石膏硬化體的強度。
需要說明的是，所謂的在石膏漿中添加的泡沫，係指無損於石膏硬化體的品質程度的細微的泡沫。
對在石膏漿中添加泡沫的方法並無特別限定，例如可透過預先於水中添加發泡劑，一邊注入空氣一邊攪拌而形成泡沫，並將所形成的泡沫與石膏組成物或水混合，形成添加了泡沫的石膏漿。或者，可透過在預先將石膏組成物與水等混合而形成的石膏漿中添加泡沫，從而形成添加了泡沫的石膏漿。作為形成泡沫時所使用的發泡劑並無特別限定，例如可舉出烷基硫酸鈉、烷基醚硫酸鹽、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯烷基硫酸鹽等。
接著，對有機聚矽氧烷進行說明。對有機聚矽氧烷亦無特別限定，可使用各種有機聚矽氧烷。作為本實施方式的用於石膏漿的有機聚矽氧烷，例如可包括甲基氫聚矽氧烷(methyl hydrogen polysiloxane)，該甲基氫聚矽氧烷具有由以下的(1)式表示的構造。
上述一般式中，對n的範圍並無特別限定，以1以上100以下為佳。
另外，可在石膏漿中僅添加1種有機聚矽氧烷，亦可在石膏漿中同時添加具有2種以上不同構造的有機聚矽氧烷。例如可在石膏漿中僅添加具有上述(1)式表示的構造的1種甲基氫聚矽氧烷，亦可在石膏漿中一並添加其他的有機聚矽氧烷。
對於有機聚矽氧烷的添加量並無特別限定，可根據作為石膏硬化體時所要求的拒水性的程度等來任意選擇。例如，以相對於100質量份的熟石膏，有機聚矽氧烷的添加量為0.2質量份以上5質量份以下為佳。其原因是，透過添加0.2質量份以上從而在作為石膏硬化體時可得到較高的拒水性。另外，由於較5質量份更多地添加時拒水性的程度無較大的變 化。特別是，相對於100質量份的熟石膏，有機聚矽氧烷的添加量以0.2質量份以上1質量份以下為更佳。
對於用於使有機聚矽氧烷在水中乳化而成為乳化液的乳化劑並無特別限定，例如可舉出非離子性乳化劑、陰離子性乳化劑、聚乙烯醇等。
作為非離子性乳化劑，例如可舉出甘油單硬脂酸酯、甘油單油酸酯、山梨醇酐單棕櫚酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐三硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯十六基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯高級醇醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等。
作為陰離子性乳化劑，可舉出月桂基硫酸鈉、十二基苯磺酸鈉、烷基萘磺酸鈉、二烷基磺基丁二酸鈉、混合脂肪酸鈉皂、硬脂酸鈉皂、油酸鉀皂、高級醇硫酸鈉、β-萘磺酸福馬林縮合物的鈉鹽等。
作為聚乙烯醇，較佳為皂化度75莫耳%以上的聚乙烯醇、特別佳為76莫耳%以上90莫耳%以下的聚乙烯醇。另外，該些聚乙烯醇在20℃的4%水溶液粘度較佳為1厘泊以上80厘泊以下，特別佳為3厘泊以上50厘泊以下。對於該些乳化劑的使用量，相對於有機聚矽氧烷，通常較佳為0.5質量%以上10質量%以下，更佳為0.7質量%以上5質量%以下。其原 因是，如果少於0.5質量%則有時無法得到穩定的乳化液，如果多於10質量%則有時無法得到充分的拒水性。
在製造石膏漿時，對添加到石膏組成物中的水的量並無特別限定，可根據所要求的流動性等來選擇。
需要說明的是，製成石膏漿時所需的水量並不因尿素磷酸酯化澱粉的含有的有無而劇烈變化。因此，關於乾燥所需的熱量亦不因尿素磷酸酯化澱粉的含有的有無而劇烈變化，可得到拒水性優異的石膏硬化體而不增加乾燥成本。
另外，在本實施方式的石膏漿中，可進一步添加各種添加劑。
作為添加劑，例如較佳為可添加起到拒水助劑(觸媒)作用的含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物，該拒水助劑用於提高作為在石膏漿中添加的拒水劑的有機聚矽氧烷的拒水效果。透過在石膏漿中添加含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物，從而可進一步提高作為石膏硬化體時的拒水性。
作為2A族元素並無特別限定，可以為Ba、Mg、Ca、Sr、Ra的任意一者，較佳為Ba、Mg、Ca的任意一者，更佳為Mg、Ca的任意一者。作為具體的含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物，例如當2A族元素為Ba時，可舉出氫氧化鋇等。另外，當2A族元素為Mg時，可舉出氧化鎂、氫氧化鎂等，當2A族元素為Ca時，可舉出生石灰、消石灰、水泥、矽酸鈣水合物等。
對於含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物的添加量並無特別限定，例如較佳為相對於100質量份的熟石膏以0.1質量份以上100質量份以下的比例添加，更佳為以0.2質量份以上10質量份以下的比例添加。其原因是，當少於0.1質量份時，有時無法充分發揮添加含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物的效果。另外，當加入多於100質量份時，有時石膏的凝結會變早、從作業性的觀點來看不佳。需要說明的是，當添加含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物時，作為有機聚矽氧烷，較佳為使用具有上述(1)式的構造的甲基氫聚矽氧烷。其原因是，透過組合使用甲基氫聚矽氧烷和含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物，石膏硬化體的拒水性特別會變高。
另外，在本實施方式的石膏漿中，除了上述含有2A族元素的氧化物或氫氧化物的化合物以外，還可以添加補強纖維、輕量骨材、耐火材、凝結調節劑、減水劑、泡沫徑調節劑、黏合性助劑等各種添加劑、或者上述泡沫等。
對本實施方式的石膏漿的製造方法並無特別限定，可透過將石膏漿中所包含的熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、水混合(混練)來製造。
另外，本實施方式的石膏漿的製造方法可將石膏漿的原料的混合分為2階段。換言之，本實施方式的石膏漿的製造方法可具有將熟石膏與尿素磷酸酯化澱粉混合，作為石膏組成物的石膏組成物形成步驟；以及將該石膏組成物與有機聚矽氧烷與水混合，作為石膏漿的石膏漿形成步驟。
其在將熟石膏與尿素磷酸酯化澱粉混合作為石膏組成物的步驟中將固體混合，製作石膏組成物。接著，在製作石膏漿的混合步驟中，在該石膏組成物中混合作為液體的有機聚矽氧烷與水。
需要說明的是，如上所述，在本實施方式的石膏漿中，可添加各種添加劑或泡沫等。並且，對添加添加劑等的時間並無特別限定，例如添加含有2A族的氧化物或氫氧化物的化合物這樣的固體添加劑時，以在混合熟石膏和尿素磷酸酯化澱粉時一並添加為佳。另外，添加液體狀的添加劑時，以在混合有機聚矽氧烷和水時添加為佳，添加泡沫時，以在石膏漿製作後添加為佳。
對於各成分的較佳添加量、或各成分的細節可設為與上述的石膏漿的情形相同的構成，因此在此省略說明。
在以上說明的本實施方式的石膏漿中，由於添加了起到拒水輔助劑作用的尿素磷酸酯化澱粉，因此可使該石膏漿硬化并提高作為石膏硬化體時的拒水性。
另外，即使添加尿素磷酸酯化澱粉，石膏漿的流動性也幾乎不會下降，因此可成為流動性優異的石膏漿。再者，當添加尿素磷酸酯化澱粉時成為石膏漿時所添加的水分的量與未添加尿素磷酸酯化澱粉時相比並無較大變化。因此，可抑制乾燥成本的上升。
再者，尿素磷酸酯化澱粉亦可提高將石膏漿硬化後的石膏硬化體的強度。
(石膏硬化體)
接著，對本實施方式的石膏硬化體進行說明。
在本實施方式中，對使上述石膏漿硬化後的石膏硬化體進行說明。
本實施方式的石膏硬化體是透過上述石膏漿中的半水石膏進行水和反應而生成二水石膏的針狀結晶并凝結、凝固而得到。並且，透過凝固之前預先成形為所希望的形狀，從而可得到具有所希望形狀的石膏硬化體。
本實施方式的石膏硬化體對其形狀並不特別限定，可設成任意的形狀。當將石膏硬化體用作建材等時，例如可使其成形為板狀或塊形狀。此時，如下述的石膏系建材或石膏板那樣，亦可在板狀的石膏硬化體的表面或內部配置板用原紙或玻璃纖維不織布等。另外，調節石膏漿的粘度使石膏漿為灰泥狀，當用作接縫處理材時亦可在部件間的空隙中填充、硬化。換言之，可設為對應於部件間的空隙的形狀。
對本實施方式的石膏硬化體的製造方法進行說明。
如上所述，本實施方式的石膏硬化體是透過將上述的石膏漿成形為任意的形狀、凝結、凝固而得到。因此，本實施方式的石膏硬化體的製造方法例如可具有成形步驟，該成形步驟使利用上述的石膏漿的製造方法所得到的石膏漿成形，而製作石膏漿的成形體。
並且，本實施方式的石膏硬化體，透過在其製造過程中使石膏漿中所包含的尿素磷酸酯化澱粉糊化，從而可進一步提高拒水性。因此，以在上述成形步驟之後，具有使包含在 石膏漿的成形體中的尿素磷酸酯化澱粉糊化的糊化步驟為佳。
對於使尿素磷酸酯化澱粉糊化的方法並不特別限定，例如有將石膏漿的成形體加熱至較添加於石膏漿中的尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度更高的溫度的方法。另外，例如還有使石膏漿的成形體與氫氧化鈉接觸的方法。
作為對石膏漿的成形體進行加熱並使尿素磷酸酯化澱粉糊化的方法，例如可透過將石膏漿的成形體加熱至添加於石膏漿中的尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度以上而實施。但是，當透過將作為石膏漿的原料的半水石膏與水進行混練而成為二水石膏時，如果糊化時的溫度過高，則二水石膏有時會再變回半水石膏。如果二水石膏變回半水石膏，則所得到的石膏硬化體的強度有可能降低。另外，由於半水石膏表現出吸水性，因此所得到的石膏硬化體的拒水性有可能降低。因此，為了抑制二水石膏再變回半水石膏，利用加熱而使尿素磷酸酯化澱粉糊化時的糊化步驟以包括將石膏漿的成形體加熱至100℃以下的步驟為佳。糊化步驟以包括將石膏漿的成形體加熱至90℃以下的步驟為特別佳。為了使糊化步驟的加熱溫度為上述範圍，以使用糊化溫度為上述溫度範圍的尿素磷酸酯化澱粉為佳。
需要說明的是，通常對於石膏漿的成形體，採用透過經過用於除去石膏漿中的水分的乾燥步驟而使其成為石膏硬化體的方法。上述糊化步驟可不同於該乾燥步驟而另外實施，亦可作為乾燥步驟的一部分來實施。換言之，在乾燥步驟的 一部分或全部中，亦可將乾燥溫度設定為尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度以上，將石膏漿的成形體的乾燥、和包含於該成形體中的尿素磷酸酯化澱粉的糊化一起實施。
另外，在將石膏漿的成形體提供於糊化步驟時，對於石膏漿的成形體，可使其一部分或全部硬化。但是，以在石膏漿的成形體全部硬化的狀態下、亦即石膏漿中的熟石膏完全水和而變成二水石膏後提供於糊化步驟為佳。
作為上述使尿素磷酸酯化澱粉糊化的方法，亦可舉出使石膏漿的成形體與氫氧化鈉接觸的方法。作為使石膏漿的成形體與氫氧化鈉接觸的方法，例如可舉出將石膏漿的成形體浸漬在氫氧化鈉溶液內的方法、或在石膏漿的成形體上塗布氫氧化鈉溶液的方法。
另外，在使石膏漿成形之前，較佳為即將成形之前，亦可在石膏漿中添加氫氧化鈉，進行糊化。
作為本實施方式的石膏硬化體的製造方法，可根據需要設置粗切斷步驟、乾燥步驟、裁斷步驟、裝入步驟等。
在此，粗切斷步驟例如是在進行糊化步驟或乾燥步驟之前，將成形的石膏漿的成形體切斷的步驟，可與在糊化步驟或乾燥步驟中使用的乾燥機、加熱爐等一起利用旋轉切刀等進行切斷。
另外，乾燥步驟可以為將石膏漿的成形體強制乾燥，使其成為石膏硬化體的步驟，亦可以為透過自然乾燥而使石膏漿的成形體乾燥并成為石膏硬化體的步驟。
裁斷步驟是按照製品的尺寸將石膏漿的成形體或石膏硬化體切斷的步驟，例如可使用裁斷機等來實施。
裝入步驟是利用升降機等將所製造的石膏硬化體層疊，在倉庫內保管、或為了出廠而裝入卡車等的步驟。
以上對本實施方式的石膏硬化體進行了說明，由於本實施方式的石膏硬化體是透過使上述石膏漿硬化而得到，因此可使其為拒水性較高的石膏硬化體。另外，可使其為強度較高的石膏硬化體。
(石膏系建材、石膏板)
接著，對本實施方式的石膏系建材、石膏板進行說明。
本實施方式的石膏系建材例如可以為包含上述石膏硬化體的石膏系建材。
在此，作為包含石膏硬化體的石膏系建材，例如可以為以石膏硬化體為芯材的石膏系建材。作為石膏系建材具體可舉出石膏板、玻璃蓆石膏板、加入玻璃纖維不織布的石膏板、渣(slag)石膏板等板狀的石膏系建材或塊狀的石膏系建材等。
石膏系建材例如可透過包括以下各步驟的製造方法來製造。
石膏系建材的製造方法首先可包括製造上述石膏漿(石膏泥漿)的步驟。如上所述，石膏漿可透過將石膏漿中所包含的熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、以及水混合(混練)來製造。此時，可將石膏漿的原料的混合分為2階段，具有混合熟石膏和尿素磷酸酯化澱粉作為石膏組成物的石膏組成物形成步驟、以及混合該石膏組成物、有機聚矽 氧烷、和水作為石膏漿的石膏漿形成步驟。需要說明的是，在製造石膏漿時，可添加各種添加劑或泡沫等。
再有，可實施根據各個石膏系建材的型態使石膏漿成形、製作成形體的成形步驟。可在成形步驟中根據製造的石膏系建材的型態使其成形為任意的形狀，亦可再根據目的進行加工等。
對於所得到的成形體，與石膏硬化體的情形同樣，可實施粗切斷步驟、乾燥步驟、或裁斷步驟。另外，在石膏硬化體時亦進行了說明，對於本實施方式的石膏系建材，透過使添加於石膏漿中的尿素磷酸酯化澱粉糊化，可進一步提高拒水性。因此，在本實施方式的石膏系建材的製造方法中，以實施使尿素磷酸酯化澱粉糊化的糊化步驟為佳。對於糊化步驟的具體方法，由於如在石膏硬化體的製造方法中所說明，因此在此省略說明。
換言之，作為本實施方式的石膏系建材的製造方法，可包括上述石膏硬化體的製造方法。另外，對於石膏系建材為石膏板的情形，作為石膏板的製造方法，亦同樣可包括上述石膏硬化體的製造方法。
在此，以石膏板的情形為例，對石膏系建材的製造方法具體進行說明。
首先，對於製造石膏板時的成形步驟進行說明。石膏板的成形步驟可以為在板用原紙間配置上述石膏漿(石膏泥漿)的步驟。
第1圖是部分地且概要地表示對石膏板進行成形的裝置 的構成例子的側視圖。
圖中自右側向左側，作為表面材的表面覆蓋原紙(板用原紙)11被沿生產線搬運。
攪拌機12可配置於與搬運線關連的預定的位置，例如搬運線上方或旁邊。並且，在單一的攪拌機12中，將作為石膏漿原料的熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、以及水，根據需要還有黏著性助劑、硬化調節劑、減水劑等添加劑混練，製造石膏漿。另外，可根據需要透過石膏漿的分取口121、122、125添加泡沫。
需要說明的是，亦可向攪拌機12供給預先混合攪拌熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉等固體而成為作為混合物的石膏組成物。
接著，將得到的高密度的石膏漿13通過輸出管123、124在輥式塗布機15的搬運方向的上游側供給至表面覆蓋原紙(板用原紙)11及背面覆蓋原紙16(板用原紙)上。
在此，171、172及173分別表示塗布輥、支承輥及硬渣取出輥。表面覆蓋原紙11及背面覆蓋原紙16上的石膏漿分別到達輥式塗布機15的延展部，並於延展部被延展。高密度的石膏漿13的薄層與邊緣部區域兩者形成在表面覆蓋原紙11上。另外，同樣地高密度的石膏漿13的薄層形成在背面覆蓋原紙16上。
表面覆蓋原紙11被原樣搬運，背面覆蓋原紙16由轉向輥18被向表面覆蓋原紙11的搬運線方向轉向。並且，表面覆蓋原紙11及背面覆蓋原紙16兩者到達成形機19。在此， 在形成於表面覆蓋原紙11和背面覆蓋原紙16之上的薄層之間，從攪拌機12通過管路126供給低密度的石膏漿14。形成由表面覆蓋原紙11、低密度的石膏漿14、背面覆蓋原紙16構成的具有三層構造的連續的層疊體。
在第1圖中表示出利用1台攪拌機12來製造低密度的石膏漿和高密度的石膏漿的例子，亦可設置2台攪拌機，并用各攪拌機來製造高密度的石膏漿和低密度的石膏漿。另外，對於使用高密度的石膏漿和低密度的石膏漿的型態並不特別限定，例如可以是製造一種密度的石膏漿，並將其供給至板用原紙上的型態。
以上對石膏板的成形步驟進行了說明，但在上述成形步驟中成形的層疊體可在硬化的同時到達粗切斷切刀(未示出)而實施粗切斷步驟。在粗切斷步驟中，利用粗切斷切刀將連續的層疊體切斷成預定長度的板狀體，形成由以被原紙所覆蓋的石膏為主體的芯材構成的板狀體、亦即石膏板的半成品。
對於粗切斷的層疊體，可進一步實施通過加熱爐而進行尿素磷酸酯化澱粉的糊化處理的糊化步驟。
接著，可通過乾燥機(未示出)，透過進行強制乾燥而實施乾燥步驟。需要說明的是，可同時進行乾燥步驟和糊化步驟。
之後，實施裁斷成預定長度的裁斷步驟。如此一來，可製造石膏板的製品。
以上對石膏板的製造方法的構成例子進行了說明，但不限定於該方式。如上所述例如可以是在成形步驟中省略高密 度石膏漿的薄層的形成，利用1種石膏漿來製造石膏板的方法。
具體而言，在連續搬運的表面覆蓋原紙(板用原紙)上供給、堆積上述石膏漿。以將該石膏漿卷入的方式將下紙沿於其兩端邊緣部分別標示的刻線織入。此時，將在石膏漿的層上以相同速度搬運的背面覆蓋原紙(板用原紙)重疊。
接著，使其通過用於確定石膏板的厚度及寬度的成形機而成形。
利用以上步驟成形為預定形狀的石膏板後，與上述的石膏板的製造方法相同，亦可為透過經過粗切斷步驟、乾燥步驟、切斷步驟等而製造作為目的的製造石膏板的方法。
在此，以石膏板為例進行了說明，但可將作為表面材的板用原紙變更為玻璃纖維不織布(玻璃面巾)或玻璃蓆等，以將其埋藏於表面或表面附近之方式進行配置等，從而製造各種石膏系建材。
至此，根據所說明的石膏系建材及石膏系建材的製造方法、特別是石膏板及石膏板的製造方法，由於透過使上述石膏漿硬化而得到，因此可成為拒水性較高、且強度較高的石膏系建材、石膏板。
<實施例>
以下舉出具體的實施例進行說明，但本發明不限定於該些實施例。
(1)評價方法
對在以下的實施例中所製造的石膏漿(石膏泥漿)、石膏硬化體、石膏板的試驗方法進行說明。
(1-1)吸水率(water absorption content)測定試驗
對於在以下實施例中所得到的石膏硬化體或石膏板，根據以下式1測定并計算吸水率。以下式1中的所謂的浸漬後的質量，意味著將石膏硬化體或石膏板浸漬在20℃±1℃的水中2小時後的質量。另外，所謂的浸漬前的質量，意味著在石膏漿的成形體乾燥後，進一步在調整為40±2℃的乾燥機中乾燥到直到變成恆量後的質量。
Aw(%)=(浸漬後的質量-浸漬前的質量)/(浸漬前的質量)×100 (式1)
(1-2)流動性(flow)試驗
在以下的實驗例3中對製造的石膏漿(石膏泥漿)進行了流動性試驗。
流動性試驗按照以下步驟實施。
首先，將底面及上表面開口的直徑8.5cm、高4cm的圓筒設置在平板上，從該圓筒上部填充所製造的石膏漿(石膏泥漿)，直到圓筒內被填滿為止。接著，迅速將圓筒垂直向上提起，測定提起圓筒後在平板上擴散的石膏漿的直徑，將測定值作為流動性值。
(2)實驗內容
對進行以下所示的實驗例1~3並透過上述評價方法所得到的試料進行評價。
(實驗例1)
針對β型熟石膏(半水石膏)100質量份，相對於熟石膏100質量份，以0.05質量份至15質量份的預定量混合預定的澱粉而製作石膏組成物。例如在實驗例1-1中，如表1所示製作了澱粉的添加量為0.05質量份至15質量份的7種石膏組成物。對於實驗例1-2、實驗例1-3亦同樣。
在製作石膏組成物時，在實驗例1-1中，使用將來自玉米的澱粉用作原料的、糊化溫度為54℃的尿素磷酸酯化澱粉(Oji Cornstarch株式會社製)。在實驗例1-2中，使用來自玉米的、糊化溫度為63℃的羥乙基澱粉(TATE&LYLE公司製)。在實驗例1-3中，使用來自樹薯的α化澱粉(三晶株式會社製)。需要說明的是，為了進行比較，作為實驗例1-4，製作了未添加澱粉的試料。
接著，在各石膏組成物中，相對於各石膏組成物中的熟石膏100質量份，添加甲基氫聚矽氧烷(信越化學工業株式會社製)0.3質量份，水105質量份(硬化體比重≒0.8)，使用攪拌器(三洋電機株式會社製 型號：SM-R50)攪拌混合15秒後作為石膏漿。使所得到的石膏漿成形為縱80mm、橫20mm、厚20mm，進行乾燥直到變成恆量為止。需要說明的是，在本實驗中為了縮短乾燥時間，以該成形體的石膏部的溫度為40℃的方式對乾燥爐進行設定，用該乾燥爐進行乾燥直到石膏漿的成形體變成恆量為止。需要說明的是，在乾燥結束時變為石膏硬化體。
接著，對於乾燥的石膏硬化體按照上述步驟，實施吸水率測定試驗。結果如表1所示。另外，對表1的結果之中實驗例1-1~實驗例1-3的結果進行圖表化後如圖2所示。
根據表1、圖2的結果可確認，與作為比較例的實驗例1-2、實驗例1-3、實驗例1-4相比，作為實施例的實施例1-1的吸水率較低，亦即拒水性較高。特別是關於實驗例1-2幾乎看不出由於澱粉添加而帶來的拒水性提高的效果，在實驗例1-3中，儘管由於澱粉的添加拒水性稍微提高，但其程度與實施例1-1相比輕微。
並且，在實驗例1-1中，隨著澱粉添加量的增加吸水率變小。換言之，可確認拒水性增高。但是，確認了如果添加量超過5質量份則吸水率的變化變小，拒水輔助效果的增加變小。另外可確認如果澱粉添加量超過10質量部，則儘管澱粉的添加量增加但吸水率的幾乎沒有變化，拒水輔助效果的增加變小。
(實驗例2)
針對β型熟石膏(半水石膏)100質量份，與實驗例1-1相同，相對於熟石膏100質量份，混合0.05質量份至15質量份的預定量的尿素磷酸酯化澱粉、以及0.2質量份的作為拒水助劑(觸媒)的消石灰而製作石膏組成物。接著，針對各石膏組成物中的熟石膏100質量份以與實驗例1-1相同的比例，添加甲基氫聚矽氧烷和水，使用攪拌器攪拌混合15秒後作為石膏漿。關於製作石膏漿後，除了乾燥時的溫度不同以外，與實驗例1-1同樣地進行石膏硬化體的製作。
作為進行乾燥的溫度，以石膏硬化體的石膏部的溫度達到預定的溫度的方式對乾燥爐進行設定，用該乾燥爐進行乾 燥直到石膏漿的成形體變成恆量為止。在此所說的預定的溫度，在實驗例2-1中設為40℃進行實施，在實驗例2-2中設為80℃進行實施，在實驗例2-3中設為120℃進行實施。
另外，為了進行比較，以對於各實驗例未添加澱粉的例子作為實驗例2-1’~實驗例2-3’來實施。換言之，實驗例2-1’、實驗例2-2’、實驗例2-3’除了未添加澱粉以外分別與實驗例2-1、實驗例2-2、實驗例2-3同樣地製作石膏硬化體。
對於乾燥的石膏硬化體，按照上述步驟實施吸水率測定試驗。結果如表2所示。另外，對表2的結果之中實驗例2-1~實驗例2-3的結果進行圖表化後如圖3所示。
根據表2、圖3的結果，對於作為實施例的實驗例2-1、2-2、2-3其吸水率均較低。特別是，與未進行糊化處理的實驗例2-1相比，加熱至所添加的尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度以上進行糊化處理的實驗例2-2、實驗例2-3其吸水率特別低。換言之，可確認拒水率較高。
但是可知，與實驗例2-2和實驗例2-3相比，加熱至更高溫并進行糊化處理的實驗例2-3其吸水率增高，拒水性降低。考慮這是由於以高於100℃的溫度進行加熱，因此在石膏漿中水和的二水石膏的一部分由於加熱而變成半水石膏，由於半水石膏所具有的吸水性而使拒水性降低。
(實驗例3)
在本實施例中，按照以下步驟製造石膏漿及石膏板，進行評價。
混合100質量份的β型熟石膏(半水石膏)、相對於100質量份熟石膏的0.05質量份至15質量份的預定量的預定的澱粉、以及0.2質量份的作為拒水助劑(觸媒)的消石灰而製作石膏組成物。例如在實驗例3-1中，如表3所示製作了澱粉的添加量為0.05質量份至15質量份的7種石膏組成物。對於實驗例3-2亦同樣。
在製作石膏組成物時，在實驗例3-1中，使用將來自玉米的澱粉用作原料的、糊化溫度為54℃的尿素磷酸酯化澱粉(Oji Cornstarch株式會社製)。在實驗例3-2中，使用來自樹薯的α化澱粉(三晶株式會社製)。
接著，在各石膏組成物中，相對於各石膏組成物中的熟石膏100質量份，添加甲基氫聚矽氧烷(信越化學工業株式會社製)0.5質量份，水105質量份(硬化體比重≒0.8)，使用攪拌器(三洋電機株式會社製 型號：SM-R50)攪拌混合15秒後作為石膏漿。
另外，為了進行比較，作為實驗例3’，表示出除了未添加澱粉以外與實驗例3-1、實驗例3-2同樣地製作石膏漿的例子。
對於所得到的石膏漿，按照上述步驟進行流動性值的測定。結果如表3所示。另外，對表3的結果進行圖表化，如圖4所示。
根據表3、圖4可確認，在作為實施例的使用了尿素磷酸酯化澱粉的實施例3-1中，即使澱粉的添加量增加流動性值也幾乎不變化，維持了高流動性。相對於此，在作為比較例的實驗例3-2中，隨著澱粉的添加量的增加流動性值大幅降低，當澱粉添加量為15質量份時，連混練石膏漿都困難。
接著，使用所得到的各實驗例的石膏漿分別製作石膏板，進行吸水率的評價。
在此，對石膏板的製造方法使用第1圖進行說明。
第1圖中自右側向左側，表面覆蓋原紙(板用原紙)11被沿生產線連續搬運。
並且，如第1圖所示在搬運線的上方或旁邊配置有攪拌機12，在單一的攪拌機12中，製造上述各實施例的石膏漿。
在製造石膏板時，使用低密度的石膏漿、和高密度的石膏漿，關於低密度的石膏漿，當作為石膏板時，以全體比重為0.5的方式利用石膏漿的分取口125來添加泡沫。另外，對於高密度的石膏漿13不添加泡沫，原樣地使用上述各實施例的石膏漿。
將高密度的石膏漿13經由分取口121、122，通過輸出管123、124於輥式塗布機15的搬運方向的上游側供給至表面覆蓋原紙11及背面覆蓋原紙16上。
供給至表面覆蓋原紙11及背面覆蓋原紙16上的高密度的石膏漿分別到達輥式塗布機15的延展部，並於延展部被延展。高密度的石膏漿13的薄層與邊緣部區域兩者形成於表面 覆蓋原紙11上。另外，同樣地高密度的石膏漿13的薄層形成於背面覆蓋原紙16上。
表面覆蓋原紙11被原樣搬運，背面覆蓋原紙16由轉向輥18被向表面覆蓋原紙11的搬運線方向轉向。
並且，表面覆蓋原紙11及背面覆蓋原紙16兩者到達成形機19。在此，在形成在表面覆蓋原紙11及背面覆蓋原紙16上的薄層之間，從攪拌機12利用分取口125來添加泡沫，通過管路126供給低密度的石膏漿14。形成由表面覆蓋原紙11、低密度的石膏漿14、背面覆蓋原紙16構成的具有三層構造的連續的層疊體。
所形成的層疊體在硬化的同時到達粗切斷切刀(未示出)，利用粗切斷切刀按照乾燥機的尺寸進行粗切斷。
被粗切斷的層疊體進一步通過乾燥機(未圖示)，透過進行強制乾燥而實施乾燥步驟。之後，實施將利用裁斷機而得到的石膏板裁斷成縱300mm、橫300mm的裁斷步驟。需要說明的是，所得到的石膏板的厚度為12.5mm。
在本實施例中，在乾燥步驟中，以石膏板的石膏部的溫度為80度的方式設定乾燥爐并進行乾燥。因此，對於實驗例3-1的石膏板，在乾燥步驟中，進行所添加的尿素磷酸酯化澱粉的糊化。
對於按照以上說明的步驟製作的12.5mm厚的石膏板(比重≒0.5)，按照上述步驟進行吸水率的測定。結果如表3所示。另外，將表3的結果圖表化如圖4所示。
如表3、圖4的結果可明確地確認，與使用作為比較例的實驗例3-2的石膏漿相比，使用作為實施例的實驗例3-1的石膏板其吸水率非常小，得到了較高的拒水性。換言之，可確認，與使用預先α化的澱粉的情形相比，尿素磷酸酯化澱粉具有良好的拒水輔助效果。
以上藉由實施方式等對石膏漿、石膏硬化體、石膏系建材、石膏板、石膏漿的製造方法、石膏硬化體的製造方法、石膏系建材的製造方法、以及石膏板的製造方法進行了說明，但本發明並不限定上述實施方式。於申請專利範圍所記載的本發明的主旨的範圍內，可進行各種變形、變更。
本申請案係主張基於2013年11月28日申請之日本專利申請案第2013-246716號之優先權，該日本專利申請案第2013-246716號之全部內容係藉由參照而併入本文中。

Claims (16)

  1. 一種石膏漿，其將熟石膏、尿素磷酸酯化澱粉、有機聚矽氧烷、以及水混合。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的石膏漿，其中，相對於該熟石膏100質量份，該石膏漿以0.05質量份以上10質量份以下的比例包含該尿素磷酸酯化澱粉。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項所述的石膏漿，其中，該尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度為100℃以下。
  4. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項所述的石膏漿，其中，該有機聚矽氧烷包括具有由(1)式表示的構造的甲基氫聚矽氧烷。
  5. 一種石膏硬化體，其係將根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的石膏漿硬化的石膏硬化體。
  6. 一種石膏系建材，其包括根據申請專利範圍第5項所述的石膏硬化體。
  7. 一種石膏板，其包括根據申請專利範圍第5項所述的石膏硬化體。
  8. 一種石膏漿的製造方法，其包括： 將熟石膏與尿素磷酸酯化澱粉混合，作為石膏組成物的石膏組成物形成步驟；以及將該石膏組成物與有機聚矽氧烷與水混合，作為石膏漿的石膏漿形成步驟。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的石膏漿的製造方法，其中，相對於該熟石膏100質量份，該石膏漿以0.05質量份以上10質量份以下的比例包含該尿素磷酸酯化澱粉。
  10. 根據申請專利範圍第8或9項所述的石膏漿的製造方法，其中，該尿素磷酸酯化澱粉的糊化溫度為100℃以下。
  11. 根據申請專利範圍第8至10項中任一項所述的石膏漿的製造方法，其中，該有機聚矽氧烷包括具有由(1)式表示的構造的甲基氫聚矽氧烷。
  12. 一種石膏硬化體的製造方法，其包括成形步驟，該成形步驟使利用根據申請專利範圍第8至11項中任一項所述的石膏漿的製造方法所得到的石膏漿成形，而製作石膏漿的成形體。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述的石膏硬化體的製造方法，其中，該石膏硬化體的製造方法包括糊化步驟，該糊化步驟在該成形步驟之後，使該尿素磷酸酯化澱粉糊化。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的石膏硬化體的製造方法，其中，該糊化步驟包括將該石膏漿的成形體加熱至100℃以下的步驟。
  15. 一種石膏系建材的製造方法，其包括根據申請專利範圍第12至14項中任一項所述的石膏硬化體的製造方法。
  16. 一種石膏板的製造方法，其包括根據申請專利範圍第12至14項中任一項所述的石膏硬化體的製造方法。
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