JPS63288933A - セルロ−ス繊維強化石膏ボ−ドの製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセルロース繊維含有焼石・所スラリーを使用す
るセルロース繊維強化石膏ボードの製造方法に関する。

［従来の技術・問題点］ 石膏ボードは焼石膏に適当址の水と慣用の添加剤例えば
接着助剤及び泡剤を添加してなるスラリーを、石膏ボー
ド原紙間に流し込み、次いで９２燥機で乾燥して余剰水
を除去することによって得られる極めて安価で、不燃性
の建築内装材料である。

しかしながら、石膏ボードは他の建築材料、特に木質系
材料に比ベビスの保持力が劣ることが最大の欠点であり
、比較的軽址の絵画、額縁等を設置する場合でも、下地
に使用している木下地等を利用してビス等で固定しなけ
ればならないという欠点をもっている。

石膏ボードを強化するために、これまで以下のような製
造方法が用いられてきた。

■石膏ボードにガラス繊維を添加し、曲げ衝撃強度を向
上させる方法が知られている。しかし、ガラス繊維の添
加量は後述する石膏スラリー軟度等の面から石膏ボード
製造ラインで石膏ボードを製造する際には限定要素とな
り、ガラス繊維の添加量は焼石膏に対して１％以下の添
加量であり、この場合には曲げ衝撃強度の向」ニは期待
できるが、本来ガラス繊維はマトリックスである石膏と
の付着力が弱く、１つガラス繊維の密度が高いため、７
トリツクス中において菫的に繊維素が不足し、ビスの保
持力改善には何ら役立たない。

■石膏ボードの原紙を厚くすると同時に坪量を増やして
曲げ衝撃強度を向上させる方法も知られている。しかし
、この場合、石膏ボード表面の紙量が増加するため、石
膏ボードのもつ鱈大特徴である防火性が低下し、建築用
内装材料としては好ましくない、また、この方法によっ
てもビス保持力の向上はほとんど期待できない。

［１問題点を解決するための手段］ 上述の問題点に鑑み、本発明者らは石膏ボードのビス保
持力を改善する研究を行なった結果、ＪＩＳ　Ｐ　８１
２１によるカナダ標準形枦水度が１００〜６５０ｍ１の
範囲内にあるセルロース繊維を焼石膏に添加して得られ
たスラリーで石膏ボードを製造すると、造った石膏ボー
ドのビス保持力が格段に改良されることを見出し、本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は焼石膏１００重量部に、ＪＩＳ　Ｐ
　８１２１によるカナダ標準形ｐ水度が１００〜６５０
＋ａ１の範囲内であるセルロース繊維を乾燥セルロース
繊維として１．５〜６．０重量部添加して乾式混合し、
次に水を添加・混合するか、または０２燥セルロース繊
維として１，５〜６．０重量部の面記セルロース繊維を
水に分散し、次に焼石膏１００重星都合添加・混合する
ことによりスラリーとし、このスラリーを石膏ボード原
紙間に流し込み、硬化させることを特徴とするセルロー
ス繊維強化石膏ボードの製造方法にある。

［作　用］ 本発明の要旨はＪＩＳ　Ｐ　８１２１に示されるカナダ
標準形枦水度が６５０〜１００ｍ１の範囲内のセルロー
ス繊維を焼石膏１００重菫重菫対して１．５〜６．０重
電部添加したスラリーを使用してセルロース繊維強化石
膏ボードを製造することにある。

本発明においては、補強用繊維としてセルロース繊維を
使用する。セルロース繊維が好適であるのは無機系繊維
例えばガラス繊維は密度が大きいので、ボードコアに添
加しても、コア中に占める繊維素の容積比が小さくなる
ためである。更に、ビス保持力等は繊維素の容積比に比
例するので、密度の大きい無機系繊維を使用することは
不利となる。

これに対して、セルロース繊維は密度が小さいため、コ
ア中に占める容積比が大きくなり、ビス等の保持性能向
上に大きく貢献する。また、セルロース繊維のヤング率
はガラス繊維に比べ小さいが、比表面積はガラス繊維に
比べ極めて大きく、マトリックスである石膏との結合は
物理的に大となり、曲げ衝撃強度の向上もガラス繊維に
比べ遜色なく、叶つビスの保持力向上に対“して極めて
大きな役割を果たすことができる。

更に、本発明に使用するセルロース繊維はカナダ標準形
Ｐ水度が１００〜６５０＋ｎｌの範囲内にある。この範
囲の炉水度をもつセルロース繊維を焼石膏スラリーに添
加すると、得られる石膏ボードのビス保持力を顕著に向
上させることができる。

セルロース繊維のカナダ標準形ｐ水度が６５０ｍ１を趙
える場合には、スラリー中でのセルロース繊維の分散が
不充分なため、得られる石膏ボードに充分なビス保持力
を付与することができないために好ましくなく、また、
カナダ標準形ｐ水度が１０Ｏｎ＋４’未満であると、セ
ルロース繊維が短くなり且つ離解度が大になるため表面
積が大きくなる。

このため一定のスラリー軟度にするには疎水量が多くな
るので嵩密度が低下し、それによって補強効果が発現し
ないために好ましくない。

セルロース繊維の配置数は焼石膏１００重殖重呈対して
１．５〜６．０重量部である。該配置数が１．５重量部
未満であると、得られるセルロース繊維補強石膏ボード
に所望のビス保持力を付与することができないために好
ましくなく、また、６．０重量部を超えると後述する石
膏ボード製造ラインで石膏ボードを製造するための焼石
膏スラリーの軟度すなわちフロー値の好適範囲を得るた
めには、疎水量が多くなりすぎ、それによって４ＨＨら
れる石膏ボードの嵩密度か後述の範囲を満足しないもの
となるために好ましくない。

本発明に使用するセルロース繊維の種類は特に限定され
るものではない。これはセルロース繊維を湿式または乾
式で離解または叩解すれば、いずれのセルロース繊維を
使用しても所定範囲内のカナダ標準形ｐ木皮を得ること
ができるためである。

通常、石膏ボード製造ラインで製造される石膏ボードの
嵩密度は０．７〜１　、０　ｇ／　ｃｍ３の範囲内にあ
る。これは嵩密度が０　、７　ｇ／　ｃｍ”未満となる
と、石膏ボード用原紙と石膏コアとの接着力が不足し、
石膏ボードとしての機能を失う結果となり、また、嵩密
度が１．　、　Ｏｇ／　ｃｎ＋’を超えると、得られる
石膏ボードの重置が大となるので施工・作業性が悪化す
る。

嵩密度は通常練水菫、泡沫菫及び焼石前壁によりか！整
することができ、焼石膏と疎水との比率は成形性、ボー
ド原紙との接着性、所望の物理的特性を満足するような
軟度になるようにするのが肝要である。しかし、上述の
比率が１　：１．２を超えると泡沫を加えなくとも嵩密
度は０．７未満となり、また、石膏ボード川原紙との接
着力が不足し、石膏ボードとしての機能を失う結果とな
る。

また、一般的に嵩密度と物理的強度には高い相関関係が
あり、嵩密度の高い方が強度が大きくなる。

更に、石膏ボードラインに使用する焼石膏スラリーの軟
度が低過ぎる場合には、成形不能となるか、または成形
が可能であっても巾方向の分散が悪く、石膏ボード端部
に焼石膏スラリーが入らず、且つ原紙との接着性の悪い
石膏ボードとなるからである。また、軟度が高過ぎる場
合には、成形不能となったり、また、成形が可能であっ
ても成形時にスラリーが飛散し原紙との接着性が悪くな
る。

それ故、所定の範囲内のスラリー軟度が要求される。

なお、接着が悪化する原因はスラリー軟度が低過ぎる場
合にあっては成形時に高い圧力が加わるためと考えられ
、また、スラリー軟度が高過ぎる場合には焼石膏の結晶
が原紙にからみつく前に原紙が水で飽和状態となるため
であると推測される。

本発明者らは焼石膏スラリーの軟度を下記に記載する方
法によりＪＩＳ　Ｒ５２０１に規定するフローコーンを
使用してフロー値を測定したところ、石膏ボード製造ラ
インで石膏ボードを製造するには該フロー値が９〜２５
ｃＩ１１、好ましくは１０〜１７０輸の範囲内にあるこ
とか必要であるとの知見を得た。

ハ辷−Ｕｅｉ　ａｌｌβ色方−広ユ ガラス板上にＪＩＳ　＋＜　５２０１に規定されたフロ
ーコーンを用意し、焼石膏に所定址の水を加えて３０秒
間撹拌し、得られた焼石膏スラリーをフローコーンに流
し込み、更に３０秒間経過後、フローコーンを抜き収り
、スラリーの広がり具合を測定する。

以上のことから、石膏ボード製造ラインで石膏ボードを
製造する際には、 ■石膏ボードの嵩密度が０．７〜１　、０　ｇ／　ｃｍ
’の範囲内にあるようにするために、焼石・Ｒ／練水比
が１　：１．２を超えない； （２）ｆｓ’ｆ、石膏スラリー軟度がフロー値で９〜２
５ｃＩｍ。

好ましくは１０〜１７ｃｍの範囲内にある、ことを満足
しなければならない。

なお、セルロース繊維強化石膏ボードを石膏ボード製造
ラインで製造する際には、慣用の添加剤を適宜セルロー
ス繊維含有焼石膏スラリーに添加することができること
は言うまでもない。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。

十條板紙（株）社より入手のり、Ｂ、に、ｌ’パルプ４
０ｇに水２１を添加したものを離解機（１１木理学二に
某社りに通し、次いで種々の操作条件を用いてビータ−
（東洋精機社製）で処理することにより種々のカナダ標
準形枦木皮をもつ２％バルブ溶液を調製した。Ｐ木皮は
以下の第１表に記載する。なお、添加量によっては２％
パルプ溶液を濾過機を用いて濃度調整したものを使用し
た。このようにして得た種々の濃度及びＰ木皮のパルプ
溶液に焼石膏及び接着助剤としてＩ）　Ｖ　Ａを添加し
、３０秒間撹拌して第１表に記載する配合をもつ焼石膏
スラリーとし、ガラス板上にスペーサーを置き、下紙原
紙をのせ、下紙原紙上にスラリーを流し込み、ヘラで平
らにした後、上紙原紙を置き、上紙原紙の上にガラス板
を乗せ、上から押して厚さ１．２＋１１Ｒ１に成形し、
これを恒旦となるまでｃ４して実験室内で石膏ボードを
造った。

−・・ボード　゛告うインでの　１ 上述と同様のり、Ｂ、に、Ｐパルプ１５０ｋｇと水３０
０　ＯＮとをパルパー（富士製作所製）に投入し、３０
分間離解させることにより５％パルプ溶液とした。得ら
れたバルブのカナダ標準形枦木皮を測定したところ、５
３０ｎｆであった。５％パルプ溶液３焼石膏１００重量
部に対して乾燥セルロース換算で３．５重基部添加、混
合し、接着助剤として酸化テンブンを用い慣用の石膏ボ
ード製造ラインにより１２ｍ＋＊Ｊｌ：の本発明品を得
た。なお、枦木皮が５３０Ｔａ１の１％パルプを乾燥セ
ルロース換算で０．２重壁部使用するが、またはパルプ
を全く添加しない以外は同様の操作にて製造ライン比較
品を得た。

このようにして得られたセルロース繊維強化石膏ボード
の諸１、ν性分以］この第１表に併記する。ここで、曲
げｖｊ、壊強度はＪＩＳ＾１４０８に準じて求めた。

また、ビス保持力試験は得られたセルロース繊維補強石
膏ボードを試験片とし、この試験片に５ｂｕｎφ、４０
ｍＩ＋１のタッピングビスを第１し１に示ずよっに垂直
にネジ込み、試験片表面より１．９＋ｎｉの位置をイン
ストロン荷重試験機で引張り、引張方向のビス引抜抵抗
を求め、ビス保持力とした。

第１表の実験室内での製造から次のことが分かる。

カナダ標準型ｐ木皮が１００〜６５０−のセルロース繊
維を焼石膏１００重址装置対し屹燥セルロース繊維とし
て１．５〜６．０重電部添加して製造したセルロース繊
維強化石膏ボード（本発明例１〜７）は、セルロース繊
維を添加しないもの（比較例１）、セルロース繊維を添
加しても枦木皮が１０Ｏｎ＋ｊ！未満のものを添加した
らのく比較例４及び５）、Ｐ水底が６５０＋ａ１２を超
えるものを添加したもの（比較例７及び８）、枦木皮が
６５０ｍ１であっても添加液が少なかったり、多かった
りするものく比較例２．３及び６）よりもビス保持力及
び長手方向曲げ破壊強度が格段に向上することが認めら
れた。

なお、セルロース繊維の代わりにガラス繊維を添加した
もの（比較例９）は、長手方向曲げ破壊強度は大きいが
、ビス保持力がセルロース繊維を添加しないものく比較
例１）と殆ど変わらない。

また、第１表の石膏ボード製造ラインでの製造において
、枦木皮’５３０ｍ１のセルロース繊維を３．５％添加
した本発明例は、Ｐ水底が本発明例と同じセルロース繊
維を使用するが、添加量が０．２％と少なくした（比較
例１）及びセルロース繊維を全く添加しない（比較例２
）よりもビス保持力が約２．５倍も大きくなり、長平方
向曲げ破壊強度が１．６倍も大きくなることが認められ
た。

し発明の効果］ 本発明方法により得られたセルロース繊維強化石膏ボー
ドは従来の石膏ボードと比べ曲げ破壊強度及びビス保持
力が大巾に改善され、従来の石膏ボードでは得られない
木買系材料に近い物理的性能を得ることができ且つ石膏
ボードの特徴である不燃性等を所持し、安価な建築材料
として極めて利用価値が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１表に記載するビス保持力の測定方法を示す
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　焼石膏１００重量部に、ＪＩＳＰ８１２１によるカナ
   ダ標準形ろ水度が１００〜６５０ｍｌの範囲内であるセ
   ルロース繊維を乾燥セルロース繊維として１．５〜６．
   ０重量部添加して乾式混合し、次に水を添加・混合する
   か、または乾燥セルロース繊維として１．５〜６．０重
   量部の前記セルロース繊維を水に分散し、次に焼石膏１
   ００重量部を添加・混合することによりスラリーとし、
   このスラリーを石膏ボード原紙間に流し込み、硬化させ
   ることを特徴とするセルロース繊維強化石膏ボードの製
   造方法。