JPH04124055A

JPH04124055A - 軽量石膏硬化体

Info

Publication number: JPH04124055A
Application number: JP24516990A
Authority: JP
Inventors: Eiji Natsuhara; 夏原　英治; Toshiaki Kakinuma; 柿沼　俊明; Fumio Kitamura; 北村　文夫; Hidekazu Kawabata; 秀和川端
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-24

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］本発明は軽量石膏硬化体に係り、特に鉄骨耐火被覆材、
耐火間仕切材等に使用するに好適な改良された軽量石膏
硬化体に関する。

［従来の技術］気泡を多量に含む石膏スラリーを硬化させて製造される
軽量石膏硬化体（多泡質石膏板）は、その軽量性と共に
、石膏（二本石膏）の特徴である不燃性、１００℃以上
に加熱されたときの結晶水の脱水による吸熱反応、並び
に硬化体内に含有される多量の気泡による断熱作用等の
優れた耐火特性から、鉄骨耐火被覆材、耐火間仕切材等
の建材等として従来より広く用いられている。

しかしながら、このような軽量石膏硬化体は、多量の気
泡を含有しているために、曲げ強度が弱く、表面がもろ
くて取り扱い難く、また表面が平滑となり難いなどの欠
点がある。

このため、従来において、軽量石膏硬化体の板の表面を
紙又は布で覆う方法が提案されているが（特開昭５７−
１４４７４９）、火災時の耐火材としての軽量石膏硬化
体の使用目的からは、紙、布のような可燃性ないし発煙
性の物質を用いることは耐火材としての特性を阻害する
こととなり、有利な方法とは言えない。

このような従来の多泡質軽量石膏硬化体の問題点を解決
するものとして、！ａ密買石膏層、多泡質石膏層及び緻
密質石膏層の三層積層構造よりなる軽量石膏硬化体を製
造する方法が提案されている（特開昭６３−２４２５０
３号）。

特開昭６３−２４２５０３号の方法によれば、表面が平
滑で固く、かつ高い曲げ強度を有し、しかも、可燃性な
いし発煙性の材料を使用することなく、耐火材としての
十分な不燃性を備える軽量石膏硬化体を連続的かつ効率
的に製造することが可能とされる。

［発明が解決しようとする！！題］しかしながら、軽量石膏硬化体の耐火建材等の用途とし
ては、常に、その機械的強度や耐久性のより一層の改善
が望まれている。

本発明は上記特開昭８３−２４２５０３号の方法により
製造される軽量石膏硬化体よりも更に曲げ強度等が改善
された軽量石膏硬化体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の軽量石膏硬化体は、ｔａｍ含有もしくは繊維を
含まない多泡質石膏層と、これをはさむ繊維含有緻密質
石膏層とからなり、該Ｉｉａ維含有！！密貿石膏層の合
計厚さが全層厚の１０〜５０％である軽量石膏硬化体で
あフて、前記多泡質石膏層と繊維含有緻密質石膏層との
間には、軽量石膏硬化体全重量の０．１〜５！！量％の
繊維束が介在されていることを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の軽量石膏硬化体は、繊維含有もしくは繊維を含
まない多泡質石膏層（以下、これをｒ第二層」というこ
とがある。）と、これをはさむ合計厚さが全層厚の１０
〜５０％量の繊維含有緻密質石膏層（以下、これらを「
第−層」及び「第三層」ということがある。）と、多泡
質石膏層と繊維含有ｍ密質石膏層との間にはさまれる軽
量石膏硬化体全重量の０，１〜５′重量％量の繊維束（
以下、これらを「第一繊維束」及び「第二繊維束」とい
うことがある。）とからなる。なお、繊維束は多泡質石
膏層と第−層及び第三層のｗＡ維含有緻密買石膏層のう
ちのいずれか一方の層との間にのみ設けたものであって
も良いが、曲げ強度等の改善効果を十分なものとするた
めには、多泡質石膏層と両繊維含有緻密買石膏層との間
に繊維束を設けるのが良い。

本発明において硬化体の両表面を形成する１ｍｍ金含有
密買石膏層、即ち第−層及び第三層は、半水石膏及び水
を主体とし、これに好ましくは原料の半水石膏に対し０
．５〜５重量％の補強繊維を混入して得られるスラリー
を硬化させて形成され、その比重は一般に０．９〜１．
１程度の繊維含有ｌｌｉ密買石膏層である。なお、上記
スラリーには少量の公知の凝結調節剤を用いることもで
きる。

この第−層及び第三層において、原料の半水石膏に対す
る補強繊維の割合が少な過ぎると加工性が損なわれ、ま
た逆に多過ぎると成形性が損なわれる場合がある。従っ
て、繊維量は上記範囲とするのが適当である。この第−
層及び第三層の補強繊維としては、ガラス繊維等の無機
質繊維又は天然もしくは合成の有機高分子繊維が挙げら
れる。

ガラス繊維としては、スラリー混Ｍ＃にモノフィラメン
トに解織する収束の弱いものが好適であり、また、有機
高分子繊維の具体例としてはビニロン織Ｍ等が挙げられ
る。

これら第−層及び第三層の厚さは薄過ぎると成形性が損
なわれる場合があり、また逆に厚過ぎると硬化体の比重
が大きくなり、軽量性が損なわれる。このため、第−層
及び第三層は、その合計厚さが軽量石膏硬化体の全層の
厚さの１０〜５０％程度の厚さとなるようにする。

一方、中央の多泡質石膏層、即ち第二層は、半水石膏と
水を主体としたスラリー或いはこれに更に補強繊維を混
入したスラリーに、公知の界面活性剤を加えて、多量の
気泡を導入して硬化させて形成され、その比重は一般に
０．４〜０．７程度の多泡質石膏層である。なお、上記
スラリーには少量の公知の凝結調節剤を用いることもで
きる。

この第二層に補強繊維を混入使用する場合、その使用量
は原料の半水石膏に対して０．３〜５重量％程度とする
のが好適である。第二層に用いる補強繊維としても、上
述の第−層及び第三層に用いる補強繊維を使用すること
ができる。

後掲の実施例１と実施例２の結果の比較からも明らかな
ように、本発明において、第−層と第二層間及び第二層
と第三層間に第−繊維束及び第一繊維束が挿入されて補
強されているため、製品の軽量石膏硬化体に必要な曲げ
強度はこの第−繊維束及び第二繊維束により十分確保さ
れる。従って、単に嵩比重と曲げ強度の面からすれば、
第二層に補強繊維を含有させなくても十分な特性が得ら
れ、この場合には、使用する補強繊維量は全層に混入す
るよりも少量ですむため、コストも安くなる。しかし、
第二層に補強繊維を混入しない場合には、施工時に′軽
量石膏硬化体を切断した際などに、切断面がもろくなり
易いという欠点を有する。従って、補強繊維の混入の有
無ないしその混入量は、得られる軽量石膏硬化体の使用
目的に応じて適宜決定される。

多泡質石膏層を形成するスラリーへの気泡の導入方法は
、プレフォーム法又はミックスフオーム法のいずれによ
っても良い。プレフォーム法は、まず、水にアルキル硫
酸ソーダ、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ポリオ
キシエチレンアルキル硫酸塩等の公知の起泡剤を半水石
膏に対し０．０２〜２．０重量％添加し、強力に攪拌し
て発泡させる。この際にＰＶＡ（ポリビニルアルコール
）、ＭＣ（メチルセルローズ）などの高分子物質を半水
石膏に対し、０．０５〜３．０重量％添加すると、安定
した気泡ができる。この発泡水と半水石膏とを混合して
スラリーとする。或いは、水１００重量部に対して上記
起泡剤０．１〜１０重量部と増粘剤０．２〜１５Ｉ！量
部を混合した液と空気とを円筒型容器にビーズ又はメツ
シュを充填させたいわゆる発泡機に通して泡を生成させ
る。この泡と水と半水石膏とを混合してスラリーとする
。ミックスフオーム法は、同様な配合で材料を同時に投
入し、強力に攪拌してスラリーとする。いずれの気泡導
入法をとる場合でも、水の量は半水石膏に対し４０〜１
００重量％が好適である。

なお、本発明において、第−層、第二層及び第三層形成
用のスラリーに用いる半水石膏は、α型、β型のいずれ
でも良い。

また、繊維束、即ち第−繊維束及び第二繊維束に用いる
繊維としては、ガラス繊維等の無機質繊維又は天然もし
くは合成の有機高分子繊維が挙げられ、有機高分子繊維
の具体例としてはビニロン繊維等が挙げられる。この繊
維束の繊維形状としては、撚りをかけたものであっても
撚りをかけていないものであっても良いが、通常の場合
、ロービング、コードもしくはヤーンの４６０〜８８０
０番手のものが好適である。これらｉ＊ｍ束はその使用
量が少な過ぎると十分な補強効果が得られず、また逆に
多過ぎると繊維含有緻密質石膏層と中央の多泡質石膏層
の間で剥離を起こし易くなる。従って、繊維束使用量は
軽量石膏硬化体全重量の０．１〜５重量％量とする。繊
維束混入量は、用いる繊維束の繊維本数と番手や配置間
隔等を変えることにより増減することができる。

本発明において、繊維束は、軽量石膏硬化体の長手方向
に延在させて配列して設けるのが好ましいが、第一繊維
束と第二繊維束とでその配列方向を変えても良い０通常
の場合、繊維束としては、製造する軽量石膏硬化体とほ
ぼ同じ長さの繊維を直径１〜５ｍｍ程度に束ねたものを
、１〜１０ｃｍ間隔で軽量石膏硬化体の長手方向に延在
配列させて設けるのが好ましい。

このような軽量石膏硬化体を製造するには、まず、型枠
に第−要用繊維混入半水石膏スラリーを流し込む。この
場合、型枠とし′ては、第−層の表面を平滑とするため
、プラスチックをコーティングした底板、もしくはプラ
スチックシートを敷いた底板、もしくは鏡面研磨した金
属製の底板を有する型枠を用いるのが有利である。第−
要用スラリーを流し込んだ後、第一繊維束を長手方向に
配列し、引き続き、第二層用の気泡含有半水石膏スラリ
ーを流し込む。なお、第−層及び第二層用スラリーの注
型に際しては、弱いバイブレータ−を短時間使用し、石
膏スラリー表面を平らにならすこともできる。しかし、
このバイブレータ−の使用は強力に或いは長時間行なう
と泡が上方に上がるので好ましくない。

次いで、第二層が僅かにこわばった時期に第二繊維束を
長手方向に配列し、引き続き、第三層用の半水石膏スラ
リーを流し込み、プラスチックシートで覆い、その上か
らロールをかけることにより、表面を平滑にする。この
ように、前に流し込んだ層のスラリーが未だ完全に硬化
しないうちに、次の層のスラリーを流し込むことにより
、隣接する多泡質石膏層（第二層）と繊維含有緻密質石
膏層（第−層又は第三層）との界面においては、三水石
膏の針状の結晶が一方の層から他方の層へと成長し合フ
て析出するため、両層間の結合が極めて強固な軽量石膏
硬化体が容易に製造される。その後は、硬化させて、全
層硬化後に脱型し、乾燥することにより、本発明の軽量
石膏硬化体が得られる。

［作用］本発明の軽量石膏硬化体は、繊維束で両面を補強した多
泡質石膏層の両表面を更に繊維含有緻密質石膏層で被覆
した構成とされており、可燃性ないし発煙性物質による
被覆がないので、石膏硬化体の耐火材としての特徴が損
なわれることがなく、同一嵩比重の多泡質石膏のみの硬
化体と比べ、曲げ強度が高く、また、同一嵩比重の、繊
維束で補強されていない多泡質石膏層の両表面を繊維含
有緻密質石膏層で被覆した硬化体と比べても、曲げ強度
は非常に高い。しかも表面が硬く平滑である。このため
、そのまま塗装あるいは壁紙等で仕上げることもでき、
壁紙の接着性も良好である。

［実施例コ以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

実施例１ β−半水石膏１００１ｉ量部に対し、水６５重量部とガ
ラス繊維０．８重量部をホバートミキサーにて混合し、
スラリーＡを調製した。別に、８０重量部の水にアニオ
ン型界面活性剤を０．０１５重量部及びＰＶＡをｏ、ｉ
重量部加え、家庭用ミキサーにて６０００ｒｐｍで高速
攪拌して起泡させ、これにβ−半水石膏１００重量部と
ガラス繊維１．４重量部を加えて混合し、多泡質石膏ス
ラリーＢを調製した。更に、ＥＨ１１１０のガラスロー
ビングを２４ｃｍの長さに切断し、ガラス繊維束とした
。

６ｃｍＸ２４ｃｍｘ６ｃｍ　（厚さ）の型枠に、スラリ
ーＡを５ｍｍの厚さに注入し、その上にガラス繊維束２
本を長手方向に５ｃｍ間隔で平行に配列し、更にスラリ
ーＢを５５ｍｍ厚さまで注入し、その上にガラス繊維束
２木を長手方向に５ｃｍ間隔で平行に配列し、更にスラ
リーＡを６０ｍｍ厚さまで注入し、硬化後説型し、４０
℃で３日間通風乾燥して軽量石膏硬化体を得た。

この軽量石膏硬化体の嵩比重は０．７０で曲げ強度は３
３ｋｇｆ／Ｃｍ’であった。なお、用いた繊維束重量は
軽量石膏硬化体の０．３７重量％である。

実施例２４０ｃｍＸ６０ｃｍｘ６ｃｍ　（厚さ）の型枠に、実施
例１で調製したスラリーＡを５ｍｍの厚さに注入し、そ
の上に長さ６０ｃｍのガラス繊維束（ＥＲ２３１０のガ
ラスロービングを６０ｃｍの長さに切断したもの）８本
を長手方向に５ｃｍ間隔で平行に配列し、更に実施例１
で調製したスラリーＢを５５ｍｍ厚さまで注入し、その
上に長さ６０ｃｍのガラス繊維束８本を長手方向に５ｃ
ｍ間隔で平行に配列し、更にスラリーＡを６０ｍｍ厚さ
まで注入し、硬化後説型し、６０℃で３日間通風乾燥し
て軽量石膏硬化体を得た。

この軽量石膏硬化体の嵩比重は０．６８で曲げ強度は３
０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ　２であった。なお、用い
た繊維束重量は軽量石膏硬化体の０．２３ｍｍ量％であ
る。

比較例１６ｃｍＸ２４ｃｍＸ６ｃｍ　（厚さ）の型枠に、実施例
１で調製したスラリーＡを５ｍｍの厚さに注入し、その
上に実施例１で調製したスラリーＢを５５ｍｍ厚さまで
注入し、更にスラリーＡを６０ｍｍ厚さまで注入し、硬
化後説型し、４０℃で３日間通風乾燥して軽量石膏硬化
体を得た。

この軽量石膏硬化体の嵩比重は０．７０で曲げ強度は２
１ｋｇｆ／ａｍ２であった。

比較例２４０ｃｍｘ６０ｃｍｘ６ｃｍ　（厚さ）の型枠に、実施
例１で調製したスラリーＡを５ｍｍの厚さに注入し、更
に実施例１で調製したスラリーＢを５５ｍｍ厚さまで注
入し、更にスラリーＡを６０ｍｔｎ厚さまで注入し、硬
化後説型し、６０℃で３日間通風乾燥して軽量石膏硬化
体を得た。

この軽量石膏硬化体の嵩比重は０．６９で曲げ強度は１
８ｋｇｆ／ｃｍ２であった。

実施例３４０ｃｍＸ８０ｃｍｘ６ｃｍ　（厚さ）の型枠に、実施
例１で調製したスラリーＡを５ｍｍの厚さに注入し、そ
の上に実施例２で用いたと同様の長さ６０ｃｍのガラス
繊維束８本を長手方向に５ｃｍ間隔で平行に配列し、更
に実施例１で調製したスラリーＢを５５ｍｍ厚さまで注
入し、その上に長さ６０ｃｍのガラス繊維束８本を長手
方向に５ｃｍ間隔で平行に配列し、更にスラリーＡを６
０ｍｍ厚さまで注入し、硬化後説型し、８０℃で１６時
間通風乾燥して軽量石膏硬化体を得た。

この軽量石膏硬化体の表面は硬く、平滑であり、壁紙接
着性は極めて良好であフた。

以上の結果から、本発明の軽量石膏硬化体は、第−繊維
束及び第二繊維束の補強効果により、曲げ強度が著しく
増大し、しかもその表面は硬く平滑となることが明らか
である。

［発明の効果コ以上詳述した通り、本発明の軽量石膏硬化体は、 ■　曲げ強度が著シ、＜高く、機械的特性に優れる。

■　表面が硬く平滑である。

■　このため加工性に優れると共に、塗装、壁紙仕上げ
も良好に行なうことができる。

■　可燃性ないし発煙性物質の被覆がないため、石膏の
耐火性能が損なわれることがない。

等の優れた特徴を有し、耐火建材として極めて有用であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維含有もしくは繊維を含まない多泡質石膏層と
、これをはさむ繊維含有緻密質石膏層とからなり、該繊
維含有緻密質石膏層の合計厚さが全層厚の１０〜５０％
である軽量石膏硬化体であって、前記多泡質石膏層と繊
維含有緻密質石膏層との間には、軽量石膏硬化体全重量
の０．１〜５重量％の繊維束が介在されていることを特
徴とする軽量石膏硬化体。