JP3376429B2 - 複合ボードの製造法 - Google Patents
複合ボードの製造法Info
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Classifications
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B11/02—Methods and apparatus for dehydrating gypsum
- C04B11/024—Ingredients added before, or during, the calcining process, e.g. calcination modifiers
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- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は半水和物複合材料による複合ボードの製造法
に関する。
に関する。
（背景技術）
石膏（硫酸カルシウム二水和物）はある種の好適な特
性を持つため産業用あるいは建築用のプラスタ若しくは
他の建築材、特に石膏ボードの製造に広く使用されてい
る。石膏は脱水若しくは再水和の工程を経て成型され所
望の形状にされ得、一般に廉価な原材料である。また不
燃で湿気を受けても寸法が比較的安定している反面、脆
弱な結晶材であり比較的引張強度あるいは曲げ強さが小
さいので、その用途は通常構造的負荷あるいは支承力を
受けない非衝撃吸収部分での使用に制限される。
性を持つため産業用あるいは建築用のプラスタ若しくは
他の建築材、特に石膏ボードの製造に広く使用されてい
る。石膏は脱水若しくは再水和の工程を経て成型され所
望の形状にされ得、一般に廉価な原材料である。また不
燃で湿気を受けても寸法が比較的安定している反面、脆
弱な結晶材であり比較的引張強度あるいは曲げ強さが小
さいので、その用途は通常構造的負荷あるいは支承力を
受けない非衝撃吸収部分での使用に制限される。
通常石膏壁板あるいは乾壁とも呼ばれる石膏ボードは
多層ペーパカバーシートとその間に配置される再水和さ
れた石膏コアとで構成され、主に内部壁または天井に使
用される。ペーパカバーシートは主として石膏ボードの
強度の付与に寄与するが、耐火性の低下を考慮する必要
がある。更に石膏コアは脆弱で釘あるいはネジを保持し
難く、従来の石膏ボードは重い負荷を支承できず衝撃に
対しても十分に吸収できない。
多層ペーパカバーシートとその間に配置される再水和さ
れた石膏コアとで構成され、主に内部壁または天井に使
用される。ペーパカバーシートは主として石膏ボードの
強度の付与に寄与するが、耐火性の低下を考慮する必要
がある。更に石膏コアは脆弱で釘あるいはネジを保持し
難く、従来の石膏ボードは重い負荷を支承できず衝撃に
対しても十分に吸収できない。
従つて、石膏ボードあるいはその建築用石膏製品の引
張強度、曲げ強さ、釘あるいはネジの保持性または耐衝
撃性を向上させることが従前から望まれている。
張強度、曲げ強さ、釘あるいはネジの保持性または耐衝
撃性を向上させることが従前から望まれている。
建築用製品として容易に入手でき広く使用される別の
材料は特に木繊維と紙繊維としてのリグノセルロース材
料である。例えば、ランバー、パーテイクルボード、フ
アイバーボード、ウエハボード、合板またはハードボー
ド（高密度フアイバーボード）の外に、建築業界にはリ
グノセルロース材料を処理した製品も使用されている。
この種の材料は引張強度または曲げ強さが石膏より優れ
ている。一方、このような材料は一般に製造コストが高
く耐火性も劣り、湿気を受けると膨大したり湾曲し易
い。従つて建築用材として採用できるような改良が望ま
れていた。
材料は特に木繊維と紙繊維としてのリグノセルロース材
料である。例えば、ランバー、パーテイクルボード、フ
アイバーボード、ウエハボード、合板またはハードボー
ド（高密度フアイバーボード）の外に、建築業界にはリ
グノセルロース材料を処理した製品も使用されている。
この種の材料は引張強度または曲げ強さが石膏より優れ
ている。一方、このような材料は一般に製造コストが高
く耐火性も劣り、湿気を受けると膨大したり湾曲し易
い。従つて建築用材として採用できるような改良が望ま
れていた。
石膏とセルロース繊維、特に木繊維との好ましい性質
を組み合わせる方法は試みられているが、その成功度は
極めて低かつた。また石膏プラスタあるいはプラスタボ
ードにセルロース繊維（や他の繊維）を加える方法は、
従来繊維と石膏とを十分に接着し得ないため、概して強
度の向上が殆ど得られなかつた。最近、米国特許第4,32
8,178号、第4,239,716号、及び第4,645,548号に、木繊
維または他の天然繊維をスタツコ（硫酸カルシウム半水
和物）スラリに混入して再水和された石膏ボード等の補
強材として機能させる構成が開示されている。同様に、
石膏粒子を木繊維製品に加える方法が試みられたが、製
品内に十分な石膏を保持できず基材の耐火性や寸法安定
性が向上できず成功しなかつた。
を組み合わせる方法は試みられているが、その成功度は
極めて低かつた。また石膏プラスタあるいはプラスタボ
ードにセルロース繊維（や他の繊維）を加える方法は、
従来繊維と石膏とを十分に接着し得ないため、概して強
度の向上が殆ど得られなかつた。最近、米国特許第4,32
8,178号、第4,239,716号、及び第4,645,548号に、木繊
維または他の天然繊維をスタツコ（硫酸カルシウム半水
和物）スラリに混入して再水和された石膏ボード等の補
強材として機能させる構成が開示されている。同様に、
石膏粒子を木繊維製品に加える方法が試みられたが、製
品内に十分な石膏を保持できず基材の耐火性や寸法安定
性が向上できず成功しなかつた。
最近数社において石膏と木繊維若しくは紙繊維とを組
み合わせたボード製品の開発に一部成功した。これらの
製造工程の一工程で、焼成石膏（スタツコ）が木繊維ま
たは紙繊維と混合してスラリを作成し次にスタツコを再
水和して固化した石膏を作る間またはそれ以前にプレス
する構成がとられる。
み合わせたボード製品の開発に一部成功した。これらの
製造工程の一工程で、焼成石膏（スタツコ）が木繊維ま
たは紙繊維と混合してスラリを作成し次にスタツコを再
水和して固化した石膏を作る間またはそれ以前にプレス
する構成がとられる。
このような１工程（従来工程Ａ）では廃棄紙がスタツ
コと混合されてスラリ液にされ、スラリ液はフエルトの
コンベア上に放出され脱水される。薄手の母繊維／紙ケ
ークはシリンダ上に巻かれ、ボード厚さにされ、次いで
所定の長さに切断される。このグリーンのフエルトはハ
ードボードシート間のカート上に重ねられ、約３〜４時
間の間水和される。固化したボードは次に必要に応じ乾
燥され、トリム処理されサーダー仕上げされ密封され
る。
コと混合されてスラリ液にされ、スラリ液はフエルトの
コンベア上に放出され脱水される。薄手の母繊維／紙ケ
ークはシリンダ上に巻かれ、ボード厚さにされ、次いで
所定の長さに切断される。このグリーンのフエルトはハ
ードボードシート間のカート上に重ねられ、約３〜４時
間の間水和される。固化したボードは次に必要に応じ乾
燥され、トリム処理されサーダー仕上げされ密封され
る。
いわゆる“半乾燥”工程（従来工程Ｂ）ではスタツコ
と廃棄紙が共に乾燥混合される。再水和に必要な水は次
の混合器内で加えられ、混合された材料は連続的に移動
しているベルト上に何層にもなるよう形成される。必要
な水の残部はその層の上に散布されて多層マツトに組み
合わされ、連続プレスへ送られる。最初に“固化”した
後、原材料のボードは切断されトリム処理され保持ベル
ト上において完全に固化され次に乾燥される。
と廃棄紙が共に乾燥混合される。再水和に必要な水は次
の混合器内で加えられ、混合された材料は連続的に移動
しているベルト上に何層にもなるよう形成される。必要
な水の残部はその層の上に散布されて多層マツトに組み
合わされ、連続プレスへ送られる。最初に“固化”した
後、原材料のボードは切断されトリム処理され保持ベル
ト上において完全に固化され次に乾燥される。
いわゆる“半乾燥”工程（従来工程Ｃ）では、スタツ
コと木フレークが予め乾燥混合される。氷あるいは雪の
結晶の形態の水が計量されて混合され、連続プレスの底
部のエンドレスマツト上に拡散される。氷はマツトに所
望の厚さに圧縮された後、緩徐に溶解して水和される。
ボードが最終的に固化された後、切断され、トリム処理
され乾燥される。必要ならばサーダー仕上げもなされ
る。
コと木フレークが予め乾燥混合される。氷あるいは雪の
結晶の形態の水が計量されて混合され、連続プレスの底
部のエンドレスマツト上に拡散される。氷はマツトに所
望の厚さに圧縮された後、緩徐に溶解して水和される。
ボードが最終的に固化された後、切断され、トリム処理
され乾燥される。必要ならばサーダー仕上げもなされ
る。
これらの工程から得られる市販の圧縮混合物を検査す
ると、分離した石膏と繊維からなり、均質な複合体では
なく物理的に混合されたものになる。石膏はボード作成
時の結合剤として機能していると見られる向きもあろう
が、石膏結晶と繊維との間にはそれほど大きな直接的で
物理的な結合あるいは化学的な結合が存在するとは思わ
れない。更にボードの製造法または石膏結晶と繊維との
機械的混合ないしは紙繊維またはスタツコのかたまりの
ため、これらのボードは均質性、例えば膨張に対する密
度または強度の均質性が良好ではない。
ると、分離した石膏と繊維からなり、均質な複合体では
なく物理的に混合されたものになる。石膏はボード作成
時の結合剤として機能していると見られる向きもあろう
が、石膏結晶と繊維との間にはそれほど大きな直接的で
物理的な結合あるいは化学的な結合が存在するとは思わ
れない。更にボードの製造法または石膏結晶と繊維との
機械的混合ないしは紙繊維またはスタツコのかたまりの
ため、これらのボードは均質性、例えば膨張に対する密
度または強度の均質性が良好ではない。
最近開示された米国特許第4,734,163号の工程（従来
工程Ｄ）によれば、原材料である未焼成の石膏が細かに
粉砕され、５〜10％の紙パルプと湿潤混合される。この
混合物（mash）は一部脱水されケークにされ、更に圧力
ローラにより水／固形分比が0.4以下になるまで脱水さ
れる。ケークはグリーンボードに切断され、トリム処理
し切断してダブルスチールプレート間に重ねられオート
クレーブ内に送られる。オートクレーブ内の温度は約14
0℃まで昇温され、石膏は硫酸カルシウムアルフア半水
和物に変換される。容器ボードを次に次第に冷却してい
る間に、半水和物は再水和されて再び二水和物（石膏）
となりボードの一体性が与えられる。ボードは次に必要
に応じ乾燥され仕上げ処理がなされる。
工程Ｄ）によれば、原材料である未焼成の石膏が細かに
粉砕され、５〜10％の紙パルプと湿潤混合される。この
混合物（mash）は一部脱水されケークにされ、更に圧力
ローラにより水／固形分比が0.4以下になるまで脱水さ
れる。ケークはグリーンボードに切断され、トリム処理
し切断してダブルスチールプレート間に重ねられオート
クレーブ内に送られる。オートクレーブ内の温度は約14
0℃まで昇温され、石膏は硫酸カルシウムアルフア半水
和物に変換される。容器ボードを次に次第に冷却してい
る間に、半水和物は再水和されて再び二水和物（石膏）
となりボードの一体性が与えられる。ボードは次に必要
に応じ乾燥され仕上げ処理がなされる。
この工程は石膏の焼成が紙繊維の存在下で生じる点で
前に述べた工程とは異なる。
前に述べた工程とは異なる。
本発明の主たる目的は石膏と木繊維のような高い強度
の別の物質とを組み合わせ、強度の高い流延製品、建築
用製品等の製造に使用可能な複合ボードの製造法を提供
するにある。
の別の物質とを組み合わせ、強度の高い流延製品、建築
用製品等の製造に使用可能な複合ボードの製造法を提供
するにある。
本発明の特定の目的は均質で良好な一定の強度を有
し、膨張による釘またはネジに対する引張に対し強く、
寸法安定性が良く高湿環境でも強度を維持でき耐火性も
良く、低コストで製造可能な複合材料からなるペーパー
レス壁ボードを提供することにある。
し、膨張による釘またはネジに対する引張に対し強く、
寸法安定性が良く高湿環境でも強度を維持でき耐火性も
良く、低コストで製造可能な複合材料からなるペーパー
レス壁ボードを提供することにある。
本発明の別の特定の目的は上述した壁ボードを経済的
に製造する方法を提供することにある。
に製造する方法を提供することにある。
本発明の広い意味での主な目的は強い材料の母粒子の
存在下で希釈スラリ内の粉砕された石膏を加圧下で焼成
することにより達成される。
存在下で希釈スラリ内の粉砕された石膏を加圧下で焼成
することにより達成される。
以下に使用される用語“石膏”とは安定した二水和状
態の硫酸カルシウム、即ちCaSO4・2H2Oを意味し、天然
に得られるミネラル、合成して得られる等価物及び硫酸
カルシウム半水和物（スタツコ）若しくは無水和物の水
和により形成される二水和材料を含む。
態の硫酸カルシウム、即ちCaSO4・2H2Oを意味し、天然
に得られるミネラル、合成して得られる等価物及び硫酸
カルシウム半水和物（スタツコ）若しくは無水和物の水
和により形成される二水和材料を含む。
用語“母粒子”とは石膏以外の物質の繊維、チツプあ
るいはフレークのような巨視的粒子を含む。粒子にはま
た、ピツト、クラツク、割れ、中空コア等の不完全面
等、内部に硫酸カルシウム結晶を形成するためのアクセ
ス可能な空隙を存在させる必要がある。またこのような
空隙が粒子の大部分に亙り存在し、石膏と母粒子間が物
理的結合が形状寸法上より安定状態にされることが望ま
しい。母粒子の物質の特性は石膏に欠けているものを有
し、少なくとも引張強度及び曲げ強さが高いことが要求
される。リグノセルロース繊維、特に木繊維は本発明の
複合材料または製造法に特に適する母粒子の１例であ
る。しかしながら、母粒子としての材料または粒子を制
限するつもりはなく、木繊維を以下の説明において多用
するがこれは１例として使用されているに過ぎないこと
は理解されよう。
るいはフレークのような巨視的粒子を含む。粒子にはま
た、ピツト、クラツク、割れ、中空コア等の不完全面
等、内部に硫酸カルシウム結晶を形成するためのアクセ
ス可能な空隙を存在させる必要がある。またこのような
空隙が粒子の大部分に亙り存在し、石膏と母粒子間が物
理的結合が形状寸法上より安定状態にされることが望ま
しい。母粒子の物質の特性は石膏に欠けているものを有
し、少なくとも引張強度及び曲げ強さが高いことが要求
される。リグノセルロース繊維、特に木繊維は本発明の
複合材料または製造法に特に適する母粒子の１例であ
る。しかしながら、母粒子としての材料または粒子を制
限するつもりはなく、木繊維を以下の説明において多用
するがこれは１例として使用されているに過ぎないこと
は理解されよう。
未焼成石膏と母粒子とが十分な液体と共に混合されて
希釈スラリが作成され、次に加圧下で加熱されて石膏が
焼成され硫酸カルシウムアルフア半水和物に変換され
る。本発明のマイクロ機構は先だ十分には理解されてい
ないが、希釈スラリにより母粒子が湿潤処理され、内部
の空隙内に溶解された硫酸カルシウムが導入されるもの
と考えらえる。半水和物は最終的には核形成して空隙内
またはその周囲に大半が尖つた結晶が形成される。これ
により得られた複合体では、母粒子が硫酸カルシウム結
晶と物理的に絡み合つている。この絡み合いにより、硫
酸カルシウムと強い母粒子との間の結合が良好になる
上、半水和物が次に再水和されて二水和物（石膏）とな
るとき硫酸カルシウムが母粒子から離れることが防止さ
れる。
希釈スラリが作成され、次に加圧下で加熱されて石膏が
焼成され硫酸カルシウムアルフア半水和物に変換され
る。本発明のマイクロ機構は先だ十分には理解されてい
ないが、希釈スラリにより母粒子が湿潤処理され、内部
の空隙内に溶解された硫酸カルシウムが導入されるもの
と考えらえる。半水和物は最終的には核形成して空隙内
またはその周囲に大半が尖つた結晶が形成される。これ
により得られた複合体では、母粒子が硫酸カルシウム結
晶と物理的に絡み合つている。この絡み合いにより、硫
酸カルシウムと強い母粒子との間の結合が良好になる
上、半水和物が次に再水和されて二水和物（石膏）とな
るとき硫酸カルシウムが母粒子から離れることが防止さ
れる。
この材料は乾燥され直ちに冷却されて後の使用のため
の安定化された再水和可能な半水和複合体が得られる。
またこの材料は直接直ちに使用可能な製品に変換される
とき、複合体が、再水和に必要な量以外の実質的に総て
の液体から更に分離され、他の同様の複合粒子と組み合
わせられ、所望の形状にされて再水和され固化され安定
化された石膏複合体が得られる。
の安定化された再水和可能な半水和複合体が得られる。
またこの材料は直接直ちに使用可能な製品に変換される
とき、複合体が、再水和に必要な量以外の実質的に総て
の液体から更に分離され、他の同様の複合粒子と組み合
わせられ、所望の形状にされて再水和され固化され安定
化された石膏複合体が得られる。
複数種のこのような複合粒子により複合体が形成さ
れ、更にプレスされてボードあるいは流延、彫刻、成型
等により所望の形状にされて最終的に固化される。最終
的な固化後、複合材料は切断、のみ、のこぎり、ドリル
等による加工が可能である。更にこの複合体は石膏の望
ましい耐火性及び寸法安定性、更に母粒子の物質による
好ましい特性（特に強度及び靱性）を示す。
れ、更にプレスされてボードあるいは流延、彫刻、成型
等により所望の形状にされて最終的に固化される。最終
的な固化後、複合材料は切断、のみ、のこぎり、ドリル
等による加工が可能である。更にこの複合体は石膏の望
ましい耐火性及び寸法安定性、更に母粒子の物質による
好ましい特性（特に強度及び靱性）を示す。
本発明の好ましい実施例によれば、母粒子として木繊
維またはチツプが使用される。本発明の石膏／木繊維複
合ボードの製造法は、最初に約0.5〜約30重量％、好ま
しくは10〜20重量％の木繊維と粉砕され未焼成の石膏と
が混合される。この乾燥混合物は十分な液体、好ましく
は水と混合されて水が約70〜95重量％の希釈スラリが作
成される。このスラリは石膏を硫酸カルシウム半水和物
に変換するに十分な温度で圧力容器内で処理される。ス
ラリを連続的に緩徐に撹拌しあるいは混合して繊維のか
たまりを分解し懸濁状態で総ての粒子が維持されること
が望ましい。半水和物が溶液から沈澱し再結晶化された
後、製品スラリはオートクレーブから放出され、依然高
温であるが実質的に脱水されたフイルタケークが得られ
る。この時点の工程で約70〜90％の結合されていない水
がスラリから除去されることが好ましい。
維またはチツプが使用される。本発明の石膏／木繊維複
合ボードの製造法は、最初に約0.5〜約30重量％、好ま
しくは10〜20重量％の木繊維と粉砕され未焼成の石膏と
が混合される。この乾燥混合物は十分な液体、好ましく
は水と混合されて水が約70〜95重量％の希釈スラリが作
成される。このスラリは石膏を硫酸カルシウム半水和物
に変換するに十分な温度で圧力容器内で処理される。ス
ラリを連続的に緩徐に撹拌しあるいは混合して繊維のか
たまりを分解し懸濁状態で総ての粒子が維持されること
が望ましい。半水和物が溶液から沈澱し再結晶化された
後、製品スラリはオートクレーブから放出され、依然高
温であるが実質的に脱水されたフイルタケークが得られ
る。この時点の工程で約70〜90％の結合されていない水
がスラリから除去されることが好ましい。
複合材料の半水和状態が望ましい場合、フイルタケー
クは、残りの総ての水が放出されるまで、高温、例えば
約180゜F（82℃）に維持される。乾燥されたフイルタケ
ークは次に取扱、保管、再成形を容易にするため、粉砕
されて粉末あるいは粒子材料にされる。
クは、残りの総ての水が放出されるまで、高温、例えば
約180゜F（82℃）に維持される。乾燥されたフイルタケ
ークは次に取扱、保管、再成形を容易にするため、粉砕
されて粉末あるいは粒子材料にされる。
また脱水されたフイルタケーク材料は直ちにプレス、
成型あるいは成形され、硫酸カルシウム半水和物が水和
されて石膏になる温度まで冷却されるが、石膏は木繊維
内とその周囲に留まる。水和処理が完了した後、固化さ
れた物質は直ちに乾燥されて残余の遊離水が除去される
ことが好ましい。
成型あるいは成形され、硫酸カルシウム半水和物が水和
されて石膏になる温度まで冷却されるが、石膏は木繊維
内とその周囲に留まる。水和処理が完了した後、固化さ
れた物質は直ちに乾燥されて残余の遊離水が除去される
ことが好ましい。
本発明の別の特定の実施例によれば石膏／木繊維複合
ボードの製造法が提供される。石膏と木繊維スラリとを
混合しオートクレーブで処理する工程は上述したものと
実質的に同一である。工程変更または改質添加剤、例え
ば促進剤、遅延剤、軽量化充填剤等が製品スラリに、好
ましくはオートクレーブから放出された後脱水される前
に、添加され得る。製品スラリは紙製造作業に使用され
る種類の連続フエルトコンベヤ上に放出され、脱水され
て結合されていない水ができ得る限り放水される。最初
の実験によれば、この段階で90％もの水が除去されるこ
とが判明した。得られたフイルタケークは依然高温であ
るが湿潤プレスされて所望の厚さあるいは密度のボード
にされる。ボードに特種な模様または積層面仕上げを与
えたい場合には、この工程中あるいはこの工程後に行う
ことが好ましい。湿潤プレス処理中、この処理は次第に
圧力を増加して製品の一体性を保持させるよう行うこと
が好ましいが、２つの現象が生じる。余分な水、例えば
約80〜90％の残余の水が除去される。この結果、フイル
タケークは更に冷却される。一方依然として外部から更
に冷却し、プレスされたマツトの温度を処理可能な時間
内で再水和温度以下に下げる必要がある。再水和が完了
した後、ボードは必要ならば切断されトリム処理され更
にキルンへ送られて乾燥される。乾燥温度は表面の石膏
が再焼成されることを避けるに十分に低く維持されるこ
とが好ましい。
ボードの製造法が提供される。石膏と木繊維スラリとを
混合しオートクレーブで処理する工程は上述したものと
実質的に同一である。工程変更または改質添加剤、例え
ば促進剤、遅延剤、軽量化充填剤等が製品スラリに、好
ましくはオートクレーブから放出された後脱水される前
に、添加され得る。製品スラリは紙製造作業に使用され
る種類の連続フエルトコンベヤ上に放出され、脱水され
て結合されていない水ができ得る限り放水される。最初
の実験によれば、この段階で90％もの水が除去されるこ
とが判明した。得られたフイルタケークは依然高温であ
るが湿潤プレスされて所望の厚さあるいは密度のボード
にされる。ボードに特種な模様または積層面仕上げを与
えたい場合には、この工程中あるいはこの工程後に行う
ことが好ましい。湿潤プレス処理中、この処理は次第に
圧力を増加して製品の一体性を保持させるよう行うこと
が好ましいが、２つの現象が生じる。余分な水、例えば
約80〜90％の残余の水が除去される。この結果、フイル
タケークは更に冷却される。一方依然として外部から更
に冷却し、プレスされたマツトの温度を処理可能な時間
内で再水和温度以下に下げる必要がある。再水和が完了
した後、ボードは必要ならば切断されトリム処理され更
にキルンへ送られて乾燥される。乾燥温度は表面の石膏
が再焼成されることを避けるに十分に低く維持されるこ
とが好ましい。
本発明の上述の製造法により製造された石膏／木繊維
複合ボードは現在入手可能なボードの特性にない特性及
び好ましい特徴を有している。また従来のプラスタボー
ドに比べ強度、釘若しくはネジに対する引張抵抗が向上
される。更に、本発明のボードは木材、繊維ボード、パ
ーチクルボード、プレスペーパーボード等に比べ、耐火
性または浸潤環境下での寸法安定性が優れている。また
広い範囲の密度または厚さの製品を製造可能である。以
下の表に示すように、本発明の複合ボードの破壊係数
（MOR）は当初説明した従来の方法により製造される石
膏繊維ボードに匹敵するが、密度自体は低いので、軽量
従つて低コストにし得る。
複合ボードは現在入手可能なボードの特性にない特性及
び好ましい特徴を有している。また従来のプラスタボー
ドに比べ強度、釘若しくはネジに対する引張抵抗が向上
される。更に、本発明のボードは木材、繊維ボード、パ
ーチクルボード、プレスペーパーボード等に比べ、耐火
性または浸潤環境下での寸法安定性が優れている。また
広い範囲の密度または厚さの製品を製造可能である。以
下の表に示すように、本発明の複合ボードの破壊係数
（MOR）は当初説明した従来の方法により製造される石
膏繊維ボードに匹敵するが、密度自体は低いので、軽量
従つて低コストにし得る。
本発明によれば特に、石膏と、粒子本体部分の表面と
内部とにそれぞれ空隙を有する母粒子との混合物を、液
状媒体の希釈スラリ中において圧力下で加熱し、連続撹
拌して空隙に浸水させ、母粒子の空隙内とその周囲で絡
み合つて針状の硫酸カルシウムアルフア半水和物結晶を
形成するように石膏を焼成する工程と、未だ高温の焼石
膏と結晶との混合物から大部分の水を除去してフイルタ
ケーキを形成する工程と、フイルタケーキをプレスして
所定の密度と厚さのボードに形成すると共に半水和物結
晶が再水和する温度以下にボードが冷却する前に残留水
を除去する工程とを含んでなる半水和物複合材料による
複合ボードの製造方法が提供され、上述の目的が達成さ
れ得る。
内部とにそれぞれ空隙を有する母粒子との混合物を、液
状媒体の希釈スラリ中において圧力下で加熱し、連続撹
拌して空隙に浸水させ、母粒子の空隙内とその周囲で絡
み合つて針状の硫酸カルシウムアルフア半水和物結晶を
形成するように石膏を焼成する工程と、未だ高温の焼石
膏と結晶との混合物から大部分の水を除去してフイルタ
ケーキを形成する工程と、フイルタケーキをプレスして
所定の密度と厚さのボードに形成すると共に半水和物結
晶が再水和する温度以下にボードが冷却する前に残留水
を除去する工程とを含んでなる半水和物複合材料による
複合ボードの製造方法が提供され、上述の目的が達成さ
れ得る。
（図面の簡単な説明）
第１図は本発明に対し基礎的構成をなす一参照例とし
ての複合材料を製造する方法の簡略図、第２図は本発明
の一実施態様による複合ボードを製造する方法の簡略
図、第３図は一群の木繊維を走査形電子顕微鏡（SEM）
により見たマイクロ写真（100倍）、第４図は一群の石
膏／木繊維複合粒子をSEMで見たマイクロ写真（1000
倍）、第６図は本発明による複合粒子の断面のSEMで見
たマイクロ写真（1000倍）、第７図は木繊維の表面をSE
Mで見たマイクロ写真（1000倍）、第８図は第７図と同
一の木繊維をSEMで見たマイクロ写真（1000倍）で境界
のピツト開口部内に石膏結晶が突出している状態が示さ
れ、第９（ａ）図、第９（ｂ）図、第９（ｃ）図、第９
（ｄ）図、第９（ｅ）図及び第９（ｆ）図は夫々従来の
製造法により製造された石膏／木チツプボードを断面の
SEMで見たマイクロ写真（それぞれ、20、100、200、50
0、1000、及び1000倍）、第10（ａ）図、第10（ｂ）
図、第10（ｃ）図、第10（ｄ）図及び第10（ｅ）図は夫
々従来の製造法により製造された石膏／木チツプボード
の断面をSEMで見たマイクロ写真（それぞれ、50、100、
500、1000、及び2500倍）である。
ての複合材料を製造する方法の簡略図、第２図は本発明
の一実施態様による複合ボードを製造する方法の簡略
図、第３図は一群の木繊維を走査形電子顕微鏡（SEM）
により見たマイクロ写真（100倍）、第４図は一群の石
膏／木繊維複合粒子をSEMで見たマイクロ写真（1000
倍）、第６図は本発明による複合粒子の断面のSEMで見
たマイクロ写真（1000倍）、第７図は木繊維の表面をSE
Mで見たマイクロ写真（1000倍）、第８図は第７図と同
一の木繊維をSEMで見たマイクロ写真（1000倍）で境界
のピツト開口部内に石膏結晶が突出している状態が示さ
れ、第９（ａ）図、第９（ｂ）図、第９（ｃ）図、第９
（ｄ）図、第９（ｅ）図及び第９（ｆ）図は夫々従来の
製造法により製造された石膏／木チツプボードを断面の
SEMで見たマイクロ写真（それぞれ、20、100、200、50
0、1000、及び1000倍）、第10（ａ）図、第10（ｂ）
図、第10（ｃ）図、第10（ｄ）図及び第10（ｅ）図は夫
々従来の製造法により製造された石膏／木チツプボード
の断面をSEMで見たマイクロ写真（それぞれ、50、100、
500、1000、及び2500倍）である。
（発明を実施するための最良の形態）
第１図には基本的な製造工程が簡略に示されており、
この製造工程は焼成されていない石膏と母粒子（host p
article）（木繊維）と水とを混合して希釈スラリ水溶
液を作成する工程から開始される。石膏は原石若しくは
煙道ガス脱硫酸または燐酸工程の副生成物から得られ
る。石膏の純度は比較的高いことが必要であり、好まし
くは少なくとも約92〜96％であり、細かに粉砕され、例
えば92〜96％〜100メツシユ以下にされる。粒子が大き
くなり過ぎると変換時間が長くなる。石膏は乾燥粉末ま
たはスラリ水溶液の形態で導入される。
この製造工程は焼成されていない石膏と母粒子（host p
article）（木繊維）と水とを混合して希釈スラリ水溶
液を作成する工程から開始される。石膏は原石若しくは
煙道ガス脱硫酸または燐酸工程の副生成物から得られ
る。石膏の純度は比較的高いことが必要であり、好まし
くは少なくとも約92〜96％であり、細かに粉砕され、例
えば92〜96％〜100メツシユ以下にされる。粒子が大き
くなり過ぎると変換時間が長くなる。石膏は乾燥粉末ま
たはスラリ水溶液の形態で導入される。
セルロース繊維は使用済みの古紙、ウツドパルプ、ウ
ツドフレークあるいは他の植物繊維から得られる。繊維
は多孔質、中空、スプリツト、ないしは粗い面を有し、
その物理的形状により、溶解された硫酸カルシウムの浸
透を許容する織目または気孔が形成されることが好まし
い。ある場合には例えばウツドパルプを前処理してかた
まりを分解し、所定サイズより大きい又は小さい材料を
分離し、またある場合には半セルロース、酢酸等の石膏
の焼成に悪影響を与える強度抑制材若しくはや汚染物を
予め抽出する必要がある。
ツドフレークあるいは他の植物繊維から得られる。繊維
は多孔質、中空、スプリツト、ないしは粗い面を有し、
その物理的形状により、溶解された硫酸カルシウムの浸
透を許容する織目または気孔が形成されることが好まし
い。ある場合には例えばウツドパルプを前処理してかた
まりを分解し、所定サイズより大きい又は小さい材料を
分離し、またある場合には半セルロース、酢酸等の石膏
の焼成に悪影響を与える強度抑制材若しくはや汚染物を
予め抽出する必要がある。
粉砕された石膏と木繊維は、木繊維が全体の約0.5〜3
0重量％の割合になるよう混合される。混合物に十分な
水を加えて、これまでは固形分が５〜10重量％であると
き実験装置で十分に処理し取り扱うのに好ましいと考え
られていたが、本発明では固形分が約５〜30重量％の粘
稠度を有するスラリが作成される。
0重量％の割合になるよう混合される。混合物に十分な
水を加えて、これまでは固形分が５〜10重量％であると
き実験装置で十分に処理し取り扱うのに好ましいと考え
られていたが、本発明では固形分が約５〜30重量％の粘
稠度を有するスラリが作成される。
このスラリは連続撹拌／混合装置を備える圧力容器内
に送られる。必要ならばこの時点で例えば有機酸のよう
な結晶改質剤をスラリに加え結晶化を促進したり抑制し
たり、あるいは焼成温度を低下させる。容器を閉鎖した
後、スチームが容器内に射出されて容器の内部温度が約
212゜F（100℃）と約350゜F（177℃）との間の温度まで
上昇され、低温はほぼ硫酸カルシウム二水和物が好適な
時間内で半水和物状態まで焼成される実際上の最小温度
であり、高温はほぼ硫酸カルシウム半水和物の一部が無
水和物に変換されることなく半水和物を焼成する最大温
度である。これまでなされた処理により、オートクレー
ブの温度は約285゜F（140℃）〜305゜F（152℃）台であ
ることが好ましい。
に送られる。必要ならばこの時点で例えば有機酸のよう
な結晶改質剤をスラリに加え結晶化を促進したり抑制し
たり、あるいは焼成温度を低下させる。容器を閉鎖した
後、スチームが容器内に射出されて容器の内部温度が約
212゜F（100℃）と約350゜F（177℃）との間の温度まで
上昇され、低温はほぼ硫酸カルシウム二水和物が好適な
時間内で半水和物状態まで焼成される実際上の最小温度
であり、高温はほぼ硫酸カルシウム半水和物の一部が無
水和物に変換されることなく半水和物を焼成する最大温
度である。これまでなされた処理により、オートクレー
ブの温度は約285゜F（140℃）〜305゜F（152℃）台であ
ることが好ましい。
スラリがこれらの条件の下で十分な時間、例えば15分
台の間処理されると、十分な水が硫酸カルシウム二水和
物分子から放出され半水和物分子に変換される。連続撹
拌して粒子を懸濁状態に維持した溶液は母繊維の開口空
隙に浸潤し浸透させる。溶液が飽和状態になると半水和
物は核形成され母繊維の空隙に接するか、あるいはその
近傍若しくは壁部に沿つて結晶形成が開始される。
台の間処理されると、十分な水が硫酸カルシウム二水和
物分子から放出され半水和物分子に変換される。連続撹
拌して粒子を懸濁状態に維持した溶液は母繊維の開口空
隙に浸潤し浸透させる。溶液が飽和状態になると半水和
物は核形成され母繊維の空隙に接するか、あるいはその
近傍若しくは壁部に沿つて結晶形成が開始される。
二水和物が半水和物へ変換した後、オプシヨンとして
の添加剤が導入され得られたスラリは脱水装置へ放出さ
れる。この脱水装置では最大90％の水が除去され水が約
35重量％のフイルタケーキが得られる。この段階でのフ
イルタケーキは木繊維および木繊維と絡み合つた再水和
可能な硫酸カルシウム半水和物結晶からなり、依然個々
の複合繊維またはノージユールに分解でき、より高密度
に成形、圧縮できる。将来の使用のため再水和可能な状
態で複合材料を保存したい場合には、好ましくは約2000
゜F（93℃）で迅速に乾燥させて水和が開始される前に
残余の遊離水を除去する必要がある。
の添加剤が導入され得られたスラリは脱水装置へ放出さ
れる。この脱水装置では最大90％の水が除去され水が約
35重量％のフイルタケーキが得られる。この段階でのフ
イルタケーキは木繊維および木繊維と絡み合つた再水和
可能な硫酸カルシウム半水和物結晶からなり、依然個々
の複合繊維またはノージユールに分解でき、より高密度
に成形、圧縮できる。将来の使用のため再水和可能な状
態で複合材料を保存したい場合には、好ましくは約2000
゜F（93℃）で迅速に乾燥させて水和が開始される前に
残余の遊離水を除去する必要がある。
あるいは脱水したフイルタケーキは直接所望の製品形
状に形成され、次に硫酸カルシウム半水和物と木繊維か
らなる固形体に再水和される。これを達成するため、形
成されたフイルタケーキの温度は約1200゜F（49℃）ま
で低下される。脱水段階での大量の水の抽出によりフイ
ルタケーキ温度が大きく低下され得るが、所望の時間内
に所望の温度にするには更に外部からの冷却が必要とな
る。
状に形成され、次に硫酸カルシウム半水和物と木繊維か
らなる固形体に再水和される。これを達成するため、形
成されたフイルタケーキの温度は約1200゜F（49℃）ま
で低下される。脱水段階での大量の水の抽出によりフイ
ルタケーキ温度が大きく低下され得るが、所望の時間内
に所望の温度にするには更に外部からの冷却が必要とな
る。
スラリに与える加速剤、遅延剤、結晶改質剤等の添加
剤によるが、水和は僅か数分から１時間以上で生じる。
尖つた半水和物結晶が木繊維と絡み合い、大半のキヤリ
ヤ液がフイルタケーキから除去されるので硫酸カルシウ
ムの移行が防止され均質な複合体が得られる。再水和に
より半水和物が再結晶され、空隙及び木繊維内または周
囲に好適に二水和されるので、複合体の均質性が保持さ
れる。また結晶成長により隣接する繊維上に硫酸カルシ
ウム結晶が結合され、木繊維により強度補強された全体
としての結晶体が形成される。
剤によるが、水和は僅か数分から１時間以上で生じる。
尖つた半水和物結晶が木繊維と絡み合い、大半のキヤリ
ヤ液がフイルタケーキから除去されるので硫酸カルシウ
ムの移行が防止され均質な複合体が得られる。再水和に
より半水和物が再結晶され、空隙及び木繊維内または周
囲に好適に二水和されるので、複合体の均質性が保持さ
れる。また結晶成長により隣接する繊維上に硫酸カルシ
ウム結晶が結合され、木繊維により強度補強された全体
としての結晶体が形成される。
水和作用が完了する前に、複合体を迅速に乾燥して残
余の遊離水を除去することが望ましい。遊離水の除去を
行わないと吸湿性の木繊維が未結合水を保持し吸収した
後蒸発する。残余の水を除去する前に硫酸カルシウム被
覆が固化されてしまうと、繊維が収縮し未結合水が蒸発
する際石膏から離れる。従つて最適の結果を得るには、
温度が水和作用の開始する温度まで低下する前にできる
限り余分な遊離水を複合体から除去することが好まし
い。最終的に固化すると、複合材料は２成分の双方に応
じた所望の特性を示す。木繊維により石膏母材の強度、
特に曲げ強さが増大され、一方石膏は木繊維を保護し、
耐火性を与え湿気による膨張を押さえる被覆結合材とし
て機能する。
余の遊離水を除去することが望ましい。遊離水の除去を
行わないと吸湿性の木繊維が未結合水を保持し吸収した
後蒸発する。残余の水を除去する前に硫酸カルシウム被
覆が固化されてしまうと、繊維が収縮し未結合水が蒸発
する際石膏から離れる。従つて最適の結果を得るには、
温度が水和作用の開始する温度まで低下する前にできる
限り余分な遊離水を複合体から除去することが好まし
い。最終的に固化すると、複合材料は２成分の双方に応
じた所望の特性を示す。木繊維により石膏母材の強度、
特に曲げ強さが増大され、一方石膏は木繊維を保護し、
耐火性を与え湿気による膨張を押さえる被覆結合材とし
て機能する。
上述した石膏／木繊維複合ボードの特に好適な用途と
しては複合ウオールボードを作成することにある。この
複合ウオールボードの製造工程が第２図に簡略に示され
る。
しては複合ウオールボードを作成することにある。この
複合ウオールボードの製造工程が第２図に簡略に示され
る。
第１図に示す基本的工程の場合と同様に、導入材料は
未焼成石膏粒子と、精製されたセルロース繊維好ましく
は木繊維と水とからなる。石膏と木繊維の配合比は約5:
1で、十分な水を加えて、好ましくは固形分が約５〜10
％のスラリを作成する。スラリはスチームオートクレー
ブ内で好ましくは約285゜F〜305゜F（約140〜152℃）間
の温度で自己加熱圧力で十分な時間処理されて総ての石
膏が繊維質の硫酸カルシウムアルフア半水和物に変換さ
れる。このスラリは連続的に混合され撹拌されて繊維の
固まりが分解され、変換の際に懸濁状態で保持されるこ
とが好ましい。
未焼成石膏粒子と、精製されたセルロース繊維好ましく
は木繊維と水とからなる。石膏と木繊維の配合比は約5:
1で、十分な水を加えて、好ましくは固形分が約５〜10
％のスラリを作成する。スラリはスチームオートクレー
ブ内で好ましくは約285゜F〜305゜F（約140〜152℃）間
の温度で自己加熱圧力で十分な時間処理されて総ての石
膏が繊維質の硫酸カルシウムアルフア半水和物に変換さ
れる。このスラリは連続的に混合され撹拌されて繊維の
固まりが分解され、変換の際に懸濁状態で保持されるこ
とが好ましい。
オートクレーブ作業中、溶解された硫酸カルシウムが
木繊維の空隙に浸透し空隙内またはその近傍あるいは木
繊維の表面に尖つた半水和物結晶として沈澱すると考え
られる。
木繊維の空隙に浸透し空隙内またはその近傍あるいは木
繊維の表面に尖つた半水和物結晶として沈澱すると考え
られる。
変換が完了したとき所望の添加剤が導入され、スラリ
が脱水コンベア上に放出される。製品スラリの温度が依
然高い間にできる限り多量の水が除去される。この脱水
処理に続いて、フイルタケークが数分間、湿潤圧縮され
て更に水分が除去され所望の製品の厚さと密度にされ
る。再び、必要なら外部からの冷却作業によりフイルタ
ケークの温度が約120゜F（約49℃）以下にされ再水和処
理が生じせしめられる。再水和処理により適所で石膏が
木繊維と物理的に結合されて再結晶化される。プレスさ
れたボードは約110゜F（43℃）〜125゜F（52℃）、好ま
しくは約120゜F（約49℃）の温度で迅速に乾燥される。
ボードの表面に特種仕上げを与えたい場合、上述した工
程を変更したり工程が追加される。例えば、粉砕された
乾燥二水和物を更に加えてオートクレーブから放出した
り、脱水コンベアに分散する際ホツトスラリを散布した
り、完全に脱水する前にフイルタケークにスプリンクル
処理したりして製品スラリが形成され、最終ボードの表
面を平滑にし、且つ明るい色の石膏に富んだ面にするこ
とが容易に推定されよう。湿潤プレス作業中に所望の模
様を付けて表面模様を有するボードを形成することもで
きる。表面積層あるいは被覆工程は湿潤プレス作業後ま
たは最終乾燥工程後に付加され得る。上記の各処理工程
において必要に応じ変更を加え得ることは当業者には容
易に理解されよう。
が脱水コンベア上に放出される。製品スラリの温度が依
然高い間にできる限り多量の水が除去される。この脱水
処理に続いて、フイルタケークが数分間、湿潤圧縮され
て更に水分が除去され所望の製品の厚さと密度にされ
る。再び、必要なら外部からの冷却作業によりフイルタ
ケークの温度が約120゜F（約49℃）以下にされ再水和処
理が生じせしめられる。再水和処理により適所で石膏が
木繊維と物理的に結合されて再結晶化される。プレスさ
れたボードは約110゜F（43℃）〜125゜F（52℃）、好ま
しくは約120゜F（約49℃）の温度で迅速に乾燥される。
ボードの表面に特種仕上げを与えたい場合、上述した工
程を変更したり工程が追加される。例えば、粉砕された
乾燥二水和物を更に加えてオートクレーブから放出した
り、脱水コンベアに分散する際ホツトスラリを散布した
り、完全に脱水する前にフイルタケークにスプリンクル
処理したりして製品スラリが形成され、最終ボードの表
面を平滑にし、且つ明るい色の石膏に富んだ面にするこ
とが容易に推定されよう。湿潤プレス作業中に所望の模
様を付けて表面模様を有するボードを形成することもで
きる。表面積層あるいは被覆工程は湿潤プレス作業後ま
たは最終乾燥工程後に付加され得る。上記の各処理工程
において必要に応じ変更を加え得ることは当業者には容
易に理解されよう。
この処理毎の特徴は製品が実質的に脱水されたペーパ
レスボードであるので、この乾燥に要するエネルギは、
相当する従来のプラスタボードの製造に必要なエネルギ
より大幅に減少されるものと推量される。
レスボードであるので、この乾燥に要するエネルギは、
相当する従来のプラスタボードの製造に必要なエネルギ
より大幅に減少されるものと推量される。
実験例１
下表１に示す複合材料の４個のサンプルはバツチ単位
により上述した工程の４個の異なるテストにより製造し
た。夫々の場合、導入される未焼成石膏には92〜96％、
マイナス100メツシユの粒子サイズを有するランドプラ
スタ（landplaster）を用い、導入される母粒子には熱
機械的に精製されたパインの木繊維からのものを使用し
た。
により上述した工程の４個の異なるテストにより製造し
た。夫々の場合、導入される未焼成石膏には92〜96％、
マイナス100メツシユの粒子サイズを有するランドプラ
スタ（landplaster）を用い、導入される母粒子には熱
機械的に精製されたパインの木繊維からのものを使用し
た。
４個の総てのサイズＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄをプレスしてボー
ドサンプルにした。ボードサンプルの製造のための脱水
したスラリのプレス作業は30秒間隔で圧力を48、103、1
73、242、311、380PSIに次第に増大して行つた。一方サ
ンプルＡは単に最大173PSIまで１〜1/2分間プレスし
た。この結果、サンプルＡの温度は十分に高温になつた
ままとなり、再水和作用前に乾燥が生じサンプルＡをテ
ストすると多くが半水和物でなつていた。
ドサンプルにした。ボードサンプルの製造のための脱水
したスラリのプレス作業は30秒間隔で圧力を48、103、1
73、242、311、380PSIに次第に増大して行つた。一方サ
ンプルＡは単に最大173PSIまで１〜1/2分間プレスし
た。この結果、サンプルＡの温度は十分に高温になつた
ままとなり、再水和作用前に乾燥が生じサンプルＡをテ
ストすると多くが半水和物でなつていた。
一方サンプルＢ、Ｃ、Ｄは３分間湿潤プレスし次に再
水和処理して十分に半水和物を固化した。
水和処理して十分に半水和物を固化した。
密度及びMOR測定値は各サンプルの夫々の２試験片か
ら取り、２測定値の平均値を表１に示した。密度は測定
重量を測定容積で割ることにより決定し、一方MORはAST
M D1037テスト法に従つて決定した。
ら取り、２測定値の平均値を表１に示した。密度は測定
重量を測定容積で割ることにより決定し、一方MORはAST
M D1037テスト法に従つて決定した。
表１のデータにより石膏／木繊維複合ボードが広い密
度範囲に亙り製造可能であることが判明した。実際上、
実験によれば密度が約26lbs./f3から約60lbs./f3の範囲
のサンプルが製造された。表１のMOR測定値と相当する
密度の数字との比較により、複合ボードの強度は密度に
比例して幾分変化することも判明した。サンプルＣの強
度が低いのは精度の低い実験装置で希釈性の高いスラリ
を処理することの困難性によるものと考えられる。
度範囲に亙り製造可能であることが判明した。実際上、
実験によれば密度が約26lbs./f3から約60lbs./f3の範囲
のサンプルが製造された。表１のMOR測定値と相当する
密度の数字との比較により、複合ボードの強度は密度に
比例して幾分変化することも判明した。サンプルＣの強
度が低いのは精度の低い実験装置で希釈性の高いスラリ
を処理することの困難性によるものと考えられる。
本発明により作成された複合ボードの特性を調べるた
め、サンプルＢは代表的な従来のサンプル、即ち本明細
書の最初の部分で説明した従来の処理工程により製造さ
れたプラスタボード、木繊維ボードまたは市販されてい
る入手容易な石膏／木繊維組合ボードと比較される。こ
の比較により、単に対応するボード製品の一般環境内で
の新規な複合ボードを設定し得る、ある所定のボードの
種類またはサンプル内でも、特定の性質が変化するの
で、特にこの結論のみにこだわる必要はない。表２にお
いて星印（＊）の付したデータ以外は実験室での実測か
ら得た。星印を付したデータは手持ちの文献から取得し
た。
め、サンプルＢは代表的な従来のサンプル、即ち本明細
書の最初の部分で説明した従来の処理工程により製造さ
れたプラスタボード、木繊維ボードまたは市販されてい
る入手容易な石膏／木繊維組合ボードと比較される。こ
の比較により、単に対応するボード製品の一般環境内で
の新規な複合ボードを設定し得る、ある所定のボードの
種類またはサンプル内でも、特定の性質が変化するの
で、特にこの結論のみにこだわる必要はない。表２にお
いて星印（＊）の付したデータ以外は実験室での実測か
ら得た。星印を付したデータは手持ちの文献から取得し
た。
表２のデータの観察により特に、密度とMORを比較す
るに、新規な石膏／木繊維複合ボードのMORは対応する
石膏繊維ボードより密度の低い建設業界に受け入れ可能
な範囲にあることが理解されよう。また新規な複合ボー
ドは木繊維ボードより炎に対する抵抗性が良好で（クラ
スＩ定格が高い）、同時に総ての方向での強度が均一で
あり、特に従来のクラスＩ定格のプラスタボードより釘
の引抜強度が良いことも判明した。
るに、新規な石膏／木繊維複合ボードのMORは対応する
石膏繊維ボードより密度の低い建設業界に受け入れ可能
な範囲にあることが理解されよう。また新規な複合ボー
ドは木繊維ボードより炎に対する抵抗性が良好で（クラ
スＩ定格が高い）、同時に総ての方向での強度が均一で
あり、特に従来のクラスＩ定格のプラスタボードより釘
の引抜強度が良いことも判明した。
表２のデータには示されていないが、新規な複合ボー
ドは従来の対応するほとんどの製品に比べてコストの面
で優れていることが予期された。比較的低廉なプラスタ
ボードよりコスト高にはなるが木繊維より低廉となり、
また従来の他の石膏／木繊維組合ボードの製造コストよ
り割安となることが予期された。
ドは従来の対応するほとんどの製品に比べてコストの面
で優れていることが予期された。比較的低廉なプラスタ
ボードよりコスト高にはなるが木繊維より低廉となり、
また従来の他の石膏／木繊維組合ボードの製造コストよ
り割安となることが予期された。
実験例２
第３図〜第10図に示す走査形電子顕微鏡（SEM）によ
るマイクロ写真は本発明により作成された新規な複合体
の顕著な効果を示している。
るマイクロ写真は本発明により作成された新規な複合体
の顕著な効果を示している。
更に詳述するに、第３図には新規な複合材料のサンプ
ル内の母粒子として使用される木繊維の小さなかたま
り、若しくは束の状態が示される。この図から木繊維の
アスペクト比が高く不均一な形状・寸法となつているこ
とが理解されよう。このためこれは母粒子の好ましい材
料となる。
ル内の母粒子として使用される木繊維の小さなかたま
り、若しくは束の状態が示される。この図から木繊維の
アスペクト比が高く不均一な形状・寸法となつているこ
とが理解されよう。このためこれは母粒子の好ましい材
料となる。
第４図にも同様に本発明の製造方法による石膏と組み
合せた小さなかたまり若しくは束の状態の木繊維が示さ
れる。この繊維は嵩が大きいが石膏と実質的に均等に混
入されている。
合せた小さなかたまり若しくは束の状態の木繊維が示さ
れる。この繊維は嵩が大きいが石膏と実質的に均等に混
入されている。
第５図は第３図と同一の種類の木繊維が分離したかた
まり（クラスタ）状態にある状態を拡大断面図にして示
してある。この写真では、母粒子として使用され、実際
上複数の個々の中空の木繊維が結合されて使用されるこ
とが多い。この写真では、木繊維（クラスタ）が幾分圧
縮されているが、これら粒子内には代表的な中空コアあ
るいは空隙が示されている。
まり（クラスタ）状態にある状態を拡大断面図にして示
してある。この写真では、母粒子として使用され、実際
上複数の個々の中空の木繊維が結合されて使用されるこ
とが多い。この写真では、木繊維（クラスタ）が幾分圧
縮されているが、これら粒子内には代表的な中空コアあ
るいは空隙が示されている。
第６図には本発明による処理工程を受けた母木繊維の
拡大断面図が示される。この写真では、個々の繊維の中
空コア内または母粒子の端部あるいは外面において成長
した尖つた石膏結晶が容易に観察されよう。
拡大断面図が示される。この写真では、個々の繊維の中
空コア内または母粒子の端部あるいは外面において成長
した尖つた石膏結晶が容易に観察されよう。
第７図には母木繊維の表面またはその内部のいくつか
の表面ピツト若しくは空隙、さらには幾つかの分離した
半水和物結晶が示される。特に注目すべきことは第８図
に拡大して示す如くX'により示された尖つた結晶であ
り、母繊維内の１個のピツトから成長していることが理
解されよう。
の表面ピツト若しくは空隙、さらには幾つかの分離した
半水和物結晶が示される。特に注目すべきことは第８図
に拡大して示す如くX'により示された尖つた結晶であ
り、母繊維内の１個のピツトから成長していることが理
解されよう。
本発明により製造された均質な複合材料と従来の石膏
繊維ボード製造法による不均質に混合された材料との比
較をするため、第９（ａ）図〜第９（ｆ）図には従来製
造法Ｃにより製造されたボードの断面図の一連の写真
（倍率を次第に増加して）が示される。比較のため、第
10（ａ）図〜第10（ｆ）図には本発明による複合材料の
一連の写真（倍率を次第に増加した）断面図が示され
る。
繊維ボード製造法による不均質に混合された材料との比
較をするため、第９（ａ）図〜第９（ｆ）図には従来製
造法Ｃにより製造されたボードの断面図の一連の写真
（倍率を次第に増加して）が示される。比較のため、第
10（ａ）図〜第10（ｆ）図には本発明による複合材料の
一連の写真（倍率を次第に増加した）断面図が示され
る。
第９（ａ）図を参照するに、木チツプが周囲の石膏と
相当に分離して存在する。第９（ｃ）図〜第９（ｆ）図
を順次参照するに、特に第９（ｂ）図のＹとして示す木
チツプに着目しつゝ示されている。これにより石膏が埋
め込まれた木チツプから分離されていることがより一層
明白となろう。最後に特に第９（ｆ）図を参照すれば明
らかな如く、木チツプの開口セル内に石膏が存在しない
ことが判明した。
相当に分離して存在する。第９（ｃ）図〜第９（ｆ）図
を順次参照するに、特に第９（ｂ）図のＹとして示す木
チツプに着目しつゝ示されている。これにより石膏が埋
め込まれた木チツプから分離されていることがより一層
明白となろう。最後に特に第９（ｆ）図を参照すれば明
らかな如く、木チツプの開口セル内に石膏が存在しない
ことが判明した。
さて第10（ａ）図及び第10（ｅ）図を参照するに、新
規な複合材料の構造はより均質であることが明らかであ
り、これに見られる石膏結晶は各木繊維にまたはその周
囲に収集されている。第10（ｃ）図〜第10（ｅ）図を連
続的に参照するに、１対の木繊維とその端部若しくは中
空コア内または周囲に形成される多くの石膏結晶に注目
されて示されている。これら写真から明らかなように、
圧力下で母木繊維を含む希釈スラリ内の石膏を焼成し石
膏を再水和する前に、スラリを実質的に脱水することに
よつて、石膏と木繊維が本発明に従つて処理されると、
石膏は石膏と絡み合わされる木繊維内の空隙若しくはそ
の周囲に再結晶化されて相乗効果のある有用な利点を有
した複合体が得られることになる。これにより得られた
複合材料は特に壁板に使用されて多くの利点を示した。
規な複合材料の構造はより均質であることが明らかであ
り、これに見られる石膏結晶は各木繊維にまたはその周
囲に収集されている。第10（ｃ）図〜第10（ｅ）図を連
続的に参照するに、１対の木繊維とその端部若しくは中
空コア内または周囲に形成される多くの石膏結晶に注目
されて示されている。これら写真から明らかなように、
圧力下で母木繊維を含む希釈スラリ内の石膏を焼成し石
膏を再水和する前に、スラリを実質的に脱水することに
よつて、石膏と木繊維が本発明に従つて処理されると、
石膏は石膏と絡み合わされる木繊維内の空隙若しくはそ
の周囲に再結晶化されて相乗効果のある有用な利点を有
した複合体が得られることになる。これにより得られた
複合材料は特に壁板に使用されて多くの利点を示した。
本発明は特定の図示の実施例に沿つて説明したが、当
業者には他の実施例、変更例、複合材料の改良、その製
造法を採用し得、更にその他得られる材料を有効に使用
し得ることが、当業者には以下の特許請求の範囲が開示
されるに応じ明らかとなろう。
業者には他の実施例、変更例、複合材料の改良、その製
造法を採用し得、更にその他得られる材料を有効に使用
し得ることが、当業者には以下の特許請求の範囲が開示
されるに応じ明らかとなろう。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特公 昭53−25339（ＪＰ，Ｂ２)
特公 昭55−46987（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (5)
- 【請求項１】石膏と、粒子本体部分の表面と内部とにそ
れぞれ空隙を有する母粒子との混合物を、液状媒体の希
釈スラリ中において圧力下で加熱し、連続撹拌して空隙
に浸水させ、母粒子の空隙内とその周囲で絡み合つて針
状の硫酸カルシウムアルフア半水和物結晶を形成するよ
うに石膏を焼成する工程と、未だ高温の焼石膏と結晶と
の混合物から大部分の水を除去してフイルタケーキを形
成する工程と、フイルタケーキをプレスして所定の密度
と厚さのボードに形成すると共に半水和物結晶が再水和
する温度以下にボードが冷却する前に残留水を除去する
工程とを含んでなる半水和物複合材料による複合ボード
の製造方法。 - 【請求項２】母粒子には木繊維が用いられてなる請求項
１の複合ボードの製造方法。 - 【請求項３】得られたボードを半水和物結晶の再水和温
度以下まで冷却し、再水和したボードを乾燥する請求項
１の複合ボードの製造方法。 - 【請求項４】希釈スラリは少なくとも70重量％の水であ
る請求項１の複合ボードの製造方法。 - 【請求項５】母粒子がセルロース物質の材料である請求
項１の複合ボードの製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US27341688A | 1988-11-18 | 1988-11-18 | |
| US273,416 | 1988-11-18 | ||
| PCT/US1989/005011 WO1990005709A1 (en) | 1988-11-18 | 1989-11-07 | Composite material and method of producing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04501703A JPH04501703A (ja) | 1992-03-26 |
| JP3376429B2 true JP3376429B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=23043857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50184290A Expired - Lifetime JP3376429B2 (ja) | 1988-11-18 | 1989-11-07 | 複合ボードの製造法 |
Country Status (23)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5320677A (ja) |
| EP (2) | EP0444153B1 (ja) |
| JP (1) | JP3376429B2 (ja) |
| KR (1) | KR970005867B1 (ja) |
| AT (1) | ATE117972T1 (ja) |
| AU (1) | AU637078B2 (ja) |
| BR (1) | BR8907778A (ja) |
| CA (1) | CA2003046C (ja) |
| DD (1) | DD294458A5 (ja) |
| DE (1) | DE68921009T2 (ja) |
| DK (1) | DK90191A (ja) |
| EG (1) | EG20287A (ja) |
| ES (1) | ES2072911T3 (ja) |
| FI (1) | FI100100B (ja) |
| HU (1) | HU216298B (ja) |
| IE (1) | IE68456B1 (ja) |
| LT (1) | LT3922B (ja) |
| LV (1) | LV11025B (ja) |
| MD (1) | MD950087A (ja) |
| NO (1) | NO311079B1 (ja) |
| RU (1) | RU2101252C1 (ja) |
| UA (1) | UA26221A (ja) |
| WO (1) | WO1990005709A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101105171B1 (ko) | 2011-02-28 | 2012-01-12 | 한국티.비.엠 주식회사 | 코코넛보드 제조방법 및 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5312609A (en) * | 1992-12-31 | 1994-05-17 | Dravo Lime Company | Method of sulfur dioxide removal from gaseous streams with α-hemihydrate gypsum product formation |
| US5685903A (en) * | 1994-06-03 | 1997-11-11 | National Gypsum Company | Cementitious gypsum-containing compositions and materials made therefrom |
| US5858083A (en) * | 1994-06-03 | 1999-01-12 | National Gypsum Company | Cementitious gypsum-containing binders and compositions and materials made therefrom |
| US5558710A (en) * | 1994-08-08 | 1996-09-24 | Usg Interiors, Inc. | Gypsum/cellulosic fiber acoustical tile composition |
| US5718759A (en) * | 1995-02-07 | 1998-02-17 | National Gypsum Company | Cementitious gypsum-containing compositions and materials made therefrom |
| US6010596A (en) * | 1996-12-20 | 2000-01-04 | United States Gypsum Company | Gypsum wood fiber product having improved water resistance |
| US5817262A (en) * | 1996-12-20 | 1998-10-06 | United States Gypsum Company | Process of producing gypsum wood fiber product having improved water resistance |
| ID21641A (id) * | 1997-08-21 | 1999-07-08 | United States Gypsum Co | Produk yang mengandung gypsum dengan peningkatan ketahanan terhadap deformasi tetap dan metode serta komposisi untuk memproduksinya |
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