JPH02243549A - 石こう成形板の製造方法 - 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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、■型態水石こう、パルプ等を主成分とした混
練物を押出成形し、マトリックスと繊維との分散、補強
効果および成形体の表面平滑性を向上した石こう成形板
の製造方法に関する。

ｂ、　従来の技術 ■型態水石こうを主原料として押出成形によって製造さ
れる石こう仮は、例えば特公昭５１−２７６９３号、特
公昭５４−１７７７０号等に開示され、その押出成形品
に用いられる繊維としては、その実施例に、アスベスト
、ガラス繊織、ロックウールの無機質繊維、塩化ビニル
繊維等が例示されている。

押出成形において、アスベストは強度１表面平滑性等の
全ての面で有効な補強繊維であったが、アスベスト公害
があって、その使用が困難となった。ガラス繊維、ロッ
クウール等の無ｍ質繊維は混練、押出成形の際に折損し
て有効な補強効果が得られ難い欠点があった。また合成
繊維類は繊維同士の絡みが強く、分散性が悪いために表
面平滑性が得られず、成形板として不均一であり、有効
な補強効果が得られず、極めて脆い性状のものであった
。

セメント系マトリックスを使用したノン・アスベスト化
の押出成形技術として、例えば特開昭５５−５１７４８
号、特開昭６０−１３７８５９号、特開昭６１−１７４
１５９号、　６２−４６９４１号等が提案されている。

これら改良方法では、耐アルカリ性ガラス繊維とセルロ
ース繊維、補強繊維と珪酸マグネシウム系緑泥石、を線
繊維とセピオライト、炭素繊維とパルプ繊維等の組合せ
が示されており、これらの改良によってノン・アスベス
ト配合での押出成形が可能となり、アスベストを配合し
たと同等の保形性および強度が得られるとしている。

しかし、押出負荷が大きくなって押出成形を能率よくで
きないという欠点があり、繊維量によっては、繊維同士
が絡み合ってファイバーボール状となって成形不能とな
ったり、繊維の分散性が悪くて強度が低下し、特に製品
の表面に凹凸が生じ、表面平滑性が得られず、実用性の
点でいまだ完成に至っていない。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 石こう板は、建築材料として運搬、切断９組立の工程を
経るので、ハンドリング性にすぐれ、かつ製品の強度、
表面平滑性等にすぐれていることが要求される。

本発明者等は■■型無水石こうに相当量の繊維を配合し
て、石こう板の脆性を改善して、有効な補強効果を得る
こと、■押出成形における繊維の均一分散性を保持し、
表面平滑性を向上すること、および■押出成形における
繊維の均一分散性を保持し、釘打ち、鋸引き等の加工に
よっても、割れ。

打抜け、チッピング等の欠陥を生じない成形板を得るこ
とを目的として研究した。

ｄ、　課題を解決するための手段 その結果、■度無水石こうとウェットボリューム３５０
〜５０ｍ　ｌのパルプを主原料とした材料を押出成形す
ることによって目的を達成し得るとの知見を得、それに
基づいて本発明を完成した。

すなわち本発明の要旨は、■度無水石こう３０〜９８重
量％、ウェットボリューム３５０〜５０ｍ　ｌのパルプ
２〜１０重量％、あるいは該パルプをウェットボリュー
ム６００〜３５０ｍ　Ａであるパルプを０．５〜２．０
重量％で置換えたパルプを主成分とし、これに必要に応
じて無ｍ質充填材０〜６８重量％、他の補強繊維０〜２
重量％を配合し、さらに外削で硬化促進剤、増粘剤を配
合した原料を混練、押出成形、硬化させることを特徴と
する石こう成形板の製造方法にある。

上記■度無水石こうは、二水石こうの焼成物あるいは弗
酸製造時に副生ずる■型態水石こう等の物が用いられる
。■度無水石こうの配合割合は３０〜９８重量％であり
、９８重量％を越えると繊維の補強効果、［材としての
柔軟性が期待できない、また下限の３０重量％未満では
、石こうが完全に水和しても、結合材量の不足で繊維複
合の効果を得ることができない。

パルプは、補強効果１分散性１表面平滑性および加工性
をよくするために用いられる。

パルプ量は２〜１０重量％であり、２重量％未満とする
とマトリックスのつなぎ材としての効果がなく、成形性
、補強効果、および切断・加工性の向上が望めなくなる
。１０重量％を越えると、成形時にパルプの分散が悪く
、材料の均質性および表面平滑性が得られ難く、また建
築材料として不燃性能が得られなくなる。

パルプは、ハンマーミル、インペラブレーカーディスイ
ンテグレータ、ビンミル、アトリッションミル、ディス
クリファイナ−、コーン型リファイナー、カンタ−ミル
、ロータリーナイフカフターミル、遠心ミル、スーパー
ミクロンミル、パルベライザー、ターボミル等の粉砕機
を各々単独あるいは併用して乾式解繊処理によって得ら
れる。

パルプのウェットボリュームは３５０〜５０ｍ　ｌであ
り、好ましくは３００〜５０ｍ　ｌ！である。これは３
５０〜５０　ｍｌのパルプを単独で用いた場合のみでな
く、６００〜３５０ａａ　ｊ！のパルプを混配した場合
においても同様である。

パルプのウェットボリュームが３５０ｍ　ｌを越えると
繊維の分散性が悪く、結果として強度の低下を来し、表
面に凹凸が生じて表面平滑性が得られない。また５０ｍ
ｊ！未満では、繊維が短すぎて充分な補強効果が得られ
ない。

補強効果を一層高めるため、ウェットボリューム６００
〜３５０Ｐａ１のパルプを０．５〜２．０重量％置換え
てもよい、２．０重量％以上の置換えは、繊維の分散性
１表面平滑性の面から好ましくない。この場合のパルプ
の解繊は、乾式、湿式処理のいずれでもよいが、水分の
管理上で乾式解繊処理の方が好ましい、場合によって、
ウェットボリュームは３５０〜５０ｓ　１品と同時に乾
式解繊処理することができる。

ここで、ウェットボリュームは、水１１に繊維２ｇを分
散させ、１リツトルのメスシリンダー中でパルプの沈降
体積を測定した値である。

用いたパルプの繊維長分布は、製紙用パルプ（ＴＡＰＰ
ｒ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｔ２３３）あるいはアスベストのふ
るい分は試験方法（Ｑｕｂｅｅｃ　Ａｓｂｅｓｔｏｓ　
Ｍｉｎｉｎｇ＾５ｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｃ−１−７４）
に準じて、バウアーマクネソトふるい分は試験機を用い
て測定した。

ウェットボリュームが３５０〜５０ｍ　ｌであるパルプ
の場合、ふるい分けの残分量は、２３６０μ以上が１０
％以下、５００μ以上が１０％以上、２５０μ以上が２
０％以上である。パルプを混配した場合も同様の粒度で
あることが好ましい。なおウェットボリュームが６００
〜３５０ｍ１　Ｊである場合に、ふるい分は残分量は、
２３６０μ以上が３０％以下、５００μ以上が４０％以
上、２５０μ以上が５０％以上である。

また、パルプのカナダ標準フリーネス（Ｃ５Ｆ）　は７
７０〜２００ｍ　ｌ程度である。乾式解繊処理によって
はこの値はほとんど変化しない。

通常パルプは、パルパー、ディスクリファイナ−等で湿
式解繊処理される。湿式解繊処理の場合、ウェットボリ
ューム値はパルプにもよるが５００ｍ　ｌ程度でほとん
ど変化しないが、繊維がフィブリル化すると標準フリー
ネスが低下し、カナダ標準フリーネス２００〜１００＋
ｍβ以下程度になる。そのため、パルプ量２〜３重量％
を配合しても成形物の分散性が悪く、成形性、・表面平
滑性に劣る。それゆえ、湿式解繊処理は、解繊処理に多
大なエネルギーを要し、また分散性が悪いので押出成形
用の繊維として向かない。

パルプ以外の補強繊維として、ガラス繊維、炭素繊維、
ロ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をパル
プに併用してもよい、繊維の長さは６ｆｉ以下、好まし
くは３ｆｉ以下程度である。補強繊維量は０〜２重量％
であり、好ましくは１％以下である。補強繊維は繊維の
絡みが強く２％以上の配合は、ファイバーボールを生じ
、分散性が悪くなり、表面平滑性が得られない。

無機質充填材としてアルカリ調整材、微細粉末。

充填材等が用いられる。

アルカリ調整材としては、消石灰、セメント。

水ガラス、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム
等が挙げられる。アルカリ調整材は石こう混練物のｐＨ
を８．０〜１２．０の範囲とするために０〜３重量％程
度の間で適宜配合される。

微細粉末は珪藻土、ゼオライト、シリカダストあるいは
カオリン、パイロフィライト等の粘土類等である。

充填材としては、石灰石、珪石、スラグ、フライアッシ
ュ、二水石こう、蛇紋岩、タルク、マイカ、ワラストナ
イト等の粉末、パーライト、バーミキュライト、シラス
バルン等の軽量材および製品不良の粉砕品（スクラップ
）が用いられる。

■型態水石こうの硬化促進剤としては、ＫｔＳＯａ＝Ｎ
ａｔＳＯｅ＋Ｍｇ５Ｏａ＋Ｚｎ５Ｏｎ、Ｆｅ５Ｏｎ＋Ｃ
ｕ５Ｏｎ＋Ａ　ｉｔ　ｚ（ＳＯｅ）ｓ等の硫酸塩および
複塩、例えばＫＡ　Ｉｔ　（Ｓｏｔ）　ｚ・１２Ｈ２Ｏ
ＮａＡ　ｊ！（ＳＯｅ）ｘ　’　１２ＨｚＯ，ＮＨｅＡ
　ｊ！　（ＳＯｅ）ｉ　’　１２ｎｚｏ等のミョウバン
類、ＮａＣｉｔ　、ＣａＣｊ！　ｚ＋ＭｇＣＩｔ　ｚ等
の塩化物、ＮａＨ５Ｏｔ、にＨ３Ｏ，等の酸水素塩、Ｎ
ａＮ０．、　ＮＨ，Ｎ０ｆｆ、　ＫＮＯ３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
促進剤量は■型態水石こうに対して０．２〜２．０重量
部である。

増粘剤としては水溶性高分子剤のエチレンオキシド重合
体、アクリルアミド重合体、ポリビニルアルコール　メ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の汎用
のものが用いられる。配合量は全体の合計量に対して０
．１〜２．０重量部程度である。

本発明における製造工程は次の通りである。

原料配合物に必要な水を加えてニーグー、アイリッヒ型
ミキサー、真空土’ａｍ等の混練機で均一に分散するよ
うに混練し、押出成形機で成形を行い、成形板を養生し
て水和硬化させる。硬化後に成形板は必要に応じて乾燥
し、規準寸法に裁断して製品とされる。得られる石こう
成形板の密度は、１．３〜１　、９　ａＪ　／　ｇ程度
である。

ｅ、　作用 ■型態水石こう、ｔａ維、硬化促進剤、増粘剤および水
を混練して押出成形する方法において、繊維として、ウ
ェットボリューム３５０〜５０１１１のパルプを用いる
ことによって、所定の繊維長分布のパルプを一定量以上
配合しても、混練の際に絡み合いが無くなり、均一分散
性が得られ、パルプがマトリックスのつなぎ材として十
分に効果を発揮して、成形性、保形性および補強効果が
得られ、また表面平滑性が向上した。

湿式解繊処理および乾式解繊処理が不十分な場合には、
パルプ量が少量であっても繊維同士の絡み合いが強く、
ファイバーボール化して分散性に劣り、補強効果および
表面平滑性に劣る結果となる。

ｆ、　実施例 実施例１〜１４、比較例１〜９ 故紙を、ハンマーミルおよびディスインチグレーターを
用いて乾式解繊処理し、所定の粒度のパルプを得た。こ
れらのパルプを用いて、所定の原料配合物をアイリッヒ
型ミキサーで１分間、高速回転で乾式混合し、ニーダ−
で成形に必要な水を加えて１０分間混練して均一に分散
させ、ついで混練物をスクリュー型真空押出成形機で厚
さ１０、幅２００鶴に成形を行い、得られた成形板を１
０℃±２ｄｅｇの温度で１週間養生を行って水和硬化さ
せた。硬化後に成形板は６０℃±３ｄｅｇの乾燥を行い
、規準寸法に切断して試験を行った。

比較例についても同様な方法で成形して試験を行った。

水量およびメチルセルロースは、汀型無水石こう、繊維
、無機質充填材に対して外削で加え、硬化促進剤は石こ
うに対して外削で加えた。

表−１に、実施例１〜１４におけるパルプの性状。

配合および成形板の性状試験結果を示す。

表−２に、比較例１〜９におけるパルプの性状。

配合および成形板の性状試験結果を示す。

実施例および比較例における使用原料、試験方法等は、
下記のとおりである。

旦ｌ互工且 Ｈ型態水石こう　：弗酸製造時の副生無水石こう粉末度
５２１０ｃｊ／ｇ　、ｐＨ３，に　日本電気硝子製　チ
１フブＦストランＦ６ｍｍ二りラレ製　ビニロンｔａｎ
６ｕ ：　ジークライト製　　粉末度　３．６３００ｄ１ｇ：
奥多摩工業製 ：奥多摩工業製 ：試薬１級 メチルセルロース：信越化学製ハイメトｒｔ−ノ９０５
）１−１５０００ガラス繊維 ビニロン繊維 ゼオライト 消石灰 石灰石 硫酸カリウム 一口］Ｌ１」コ却 クエフトｆリヱーム 二ＪＩＳ　？１８６０２　　ｒ石綿」に準拠。

未乾燥パルプ試料（乾燥試 料２．ＯＯｇ相当）を水Ｉｌに 入れ、高速ミキサーで１５秒 間撹拌、１リツトルのメス シリンダーに投入し、２時 繊維長分布 カナダ　標準フリーネス 比重 間後の沈降体積を測定。

：　ＴＡＰＰｒ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｔ２３３およびケベッ
ク石綿鉱業協会（Ｑｕｂｅｅｃ Ａｓｂｅｓｔｏｓ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉ
ｏｎ）Ｃ−１−７４のアスベストの試験 方法に準拠、バウワーマク ネット（Ｂａｕｅｒ　ＭｃＮｅＬｔ）ふるい分は試験機
を用い、未乾 燥パルプ試料（乾燥試料１０．００ｇ 相当）を水５００ｍ　ＩＩで充分に 撹拌してほぐし、供給水量 ５１／Ｉ！ｌｉｎで、ふるい２３６０゜１１Ｂ０．５０
０．２５０μを通して２０分間測定、各ふるい残分量 （１０５℃±２６ｅｇに２４時間乾燥）を試料量の比と
して％で表示。

：　ＪＩＳ　Ｐ８）２１　　ｒパルプのろ木皮試験方法
」による。

：ＪＴＳ　Ａ３４１８　　ｒ石綿セメントけい酸カルシ
ウム牟反」に準 曲げ強度 長さ変化率 衝撃試験 水和率 分散性 拠、　（ＪＩＳにおけるかさ比重 を略称） ：　ＪＩＳ　Ａ３４１８　　ｒ石綿セメントけい酸カル
シウム板」に準拠。

：　ＪＩＳ　Ａ３４１８　　ｒ石綿セメントけい酸カル
シウム板Ｊに準拠。

：ＪＴＳ　Ｋ６９１１　　ｒ熱硬化性プラスチック一般
試験方法」の シャルピー衝撃強さ試験に 準拠。

；粉砕試料を４５℃で乾燥し、 これを２００　℃で仮焼して、 重量減少量から石こうの配 合に対する水和率を測定。

：繊維の分散、絡みの程度を 混練物にて目視観測して判定。

■　良好 ○　はぼ良好 △　一部に繊維の小さなフ ァイバーポール有り 表面平滑性 加工性 ×　全体に繊維のファイバ ーボール有り ：試験片２０　Ｘ　３０　ｃａｍを目視観察して表面の
凹凸の状態を判定。

■　良好 ○　はぼ良好 △　一部に小さな凹凸の有り Ｘ　全体に大きな凹凸の有り ：試験片を釘打機、切断機で 加工し、割れ、打抜け、チ ッピング等の欠陥の有無の 状態を判定。

◎　良好 ○　はぼ良好 △　小さな欠陥の有り ×　大きな欠陥の有り ｇ、　発明の効果 ■型態水石こう、繊維、硬化促進剤、増粘剤および水を
混練して押出成形する方法において、繊維としてウェッ
トボリューム３５０〜５０ｍ　ｌのノ々ルブを相当量配
合することによって、下記のように、高品質な従来にな
い新しい石こう成形板が得られた。

（１）　　ウェットボリューム３５０〜５０顛！のパル
プを相当量配合することによって、混練の際に絡み合い
が無くなり、分散性が向上してより良い補強効果が得ら
れ、また表面平滑性が向上した。

（２）　　ウェットボリューム３５０〜５０ｍ　ｌ　、
　　ウェットボリューム６００〜３５０ｍ　ｌのパルプ
を混配することで、表面平滑性に差はないが、補強効果
が向上し、高品質な石こう成形板が得られた。

（３）　　ウェットボリューｌ３５０〜５０ｍ　ｊ！の
パルプを相当量配合して、分散性１表面平滑性が向上す
ることで、増粘荊量を低減することができた。

（４）　　ウェットボリューム３５０〜５０ｍ　１２の
パルプを相当量配合して、分散性を向上することで、補
強効果が高まり、硬化促進剤量を低減することができた
。

（５）■型態水石こうは、粒度が細かく、硬度も軟らか
く、また硬化体のヤング率も低いことがらパルプとの複
合効果が高く、曲げ強度、衝撃強度長さ変化率に優れた
品質で、白華現象も無く、表面平滑性に優れ、切断、加
工１組立等のハンドリング性にも優れた不燃材料が得ら
れた。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）II型無水石こう３０〜９８重量％、ウェットボリ
   ューム３５０〜５０ｍｌであるパルプ２〜１０重量％を
   主成分とする原料に、硬化促進剤、増粘剤および水を加
   え混練し、押出成形、硬化させることを特徴とする石こ
   う成形板の製造方法。
2. （２）上記パルプをウェットボリューム６００〜３５０
   ｍｌであるパルプで０．５〜２．０重量％置換えること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の石こう成
   形板の製造方法。