JPH0566895B2

JPH0566895B2 -

Info

Publication number: JPH0566895B2
Application number: JP61032805A
Authority: JP
Inventors: Hidemitsu Nagaoka; Toshio Hasegawa; Noburu Yoshida; Mamoru Oogawara; Yoshinori Hado; Taiji Asada; Tsutomu Shinozaki
Original assignee: Asano Slate Co Ltd
Current assignee: Asano Slate Co Ltd
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1993-09-22
Also published as: JPS62191455A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は繊維補強無水石こう抄造板（以下単に
石こう板と称す）及びその製造方法に関するもの
である。さらに詳しくは型無水石こうおよび短
繊維と硬化促進剤を含むスラリーを抄造してシー
トを得て、このシートを加圧成形することから成
る板材及びその工業的な連続製造方法に関するも
のである。（従来の技術）石こう板は曲げ強度、寸法安定性ならびに耐火
性、断熱性に優ぐれた不燃材料である。また鋸引
き、釘打ちおよび曲面加工等の加工性が合板と同
様な性能を有していることから、耐火および防火
製造用の材料として広く使用されている。この石こう板の製造方法に関しては特公昭53−
253639号、同57−49004号、同55−36628号、特開
昭60−42267号及び同60−171261号公報等に開示
された発明があるが、これらの発明の石こう板は
いずれの場合もマトリツクスに半水石こうを使用
している。しかし半水石こうの水和反応は急激で
あるから、丸網あるいは長網抄造機での抄造成形
において多くの問題が存在した。すなわち製造は原料と水の混練から抄造、加圧
の工程に相当の時間を要する。この間においては
半水石こうの水和反応を遅らせる必要があり、凝
結遅延剤が使用されている。この半水石こうの凝
結遅延作用には多くの外乱要因があつて、工程管
理及び品質管理に重大な悪影響を及ぼしていた。第１の外乱要因は、抄造工程に於いて網目を通
して半水石こうの一部が製造用水中に流出し、循
環系統を経過中に半水石こうが二水石こう化し
て、製造用水を再使用する際に二水石こうが混入
することである。この二水石こうは微量混在して
も半水石こうの凝結促進剤として作用するため、
原料の凝結時間に変動をきたし、工程の安定化を
阻害する。第２の外乱要因は、生シートの裁断屑や生不良
品等が原料として再使用される際、これらは二水
化反応が進行中のものであるために、その量的、
時間的な変動は即ち二水石こう量の変動となつて
凝結に影響を及ぼすことである。第３の外乱要因は、設備の不調や故障による原
料スラリーの滞留時間の変動があげられるが、こ
れもまた成形前の二水化反応の変動となり、工程
に重大な影響を及ぼすことである。更に硬化後の製品が所定寸法に裁断される際に
切屑や破損品、不良品が生ずる。これらの回収使
用に当つて粉砕処理したスクラツプ粉は二水石こ
うの形態であるから、これも同様二水化反応の変
動となる。但し、粉砕処理後焼成して半水化して
もよいが、設備が必要となる。このように半水石こうをマトリツクスとして抄
造成形を行う場合に、凝結の安定化に多くの問題
点が存在した。前記特公昭57−49004号は本発明者等による発
明であり、半水石こうを用いて抄造する場合のこ
のような欠点を改良した発明であり、半水石こう
と水との接触時間および滞留時間を少なくして安
定運転を計つたものである。これらは新規な抄造
機ならびにスクラツプの焼成設備を必要とする。またスクラツプの焼成設備を設けないで、二水
石こうをそのまま配合する方法が特開昭60−
171261号公報に一部開示されている。半水石こう
に二水石こうを配合する場合には上述の問題点が
あり、また凝結遅延剤を大量に使用することによ
り製造が可能となつたとしても、製品の性状、例
えば曲げ強度、寸法変化率、層間の剥離強度等の
低下といつた新たな問題が生ずる。一方、型無水石こうは硬化が遅いために、プ
ラスターとして少量使用される以外ほとんど利用
されない原料である。（発明が解決しようとする問題点）従来の半水石こうによる石こう板の製造方法で
は、凝結時間を変動させる要因が余りにも多いた
めに、工程の管理が複雑でありかつ困難であつ
た。またこれらの困難性を解決するために凝結遅
延剤を大量に添加することが行われたが、その結
果として逆に凝結が長時間の範囲で変動して製造
後に数日間にわたつて未硬化の状態が続き、かつ
製品の性状が低下を来たすこととなつた。一方型無水石こうは水和速度が遅いので、通
常これに硬化促進剤を添加して、４週間以上を要
して硬化がほぼ完了するものである。しかし型
無水石こうを原料として抄造成形を行つた際に硬
化促進剤の添加のもとにおいても水和速度が大き
く変動し、製品強度、層間剥離強度、寸法変化率
等に一定の値が得られず、また白華の発生、粉つ
ぽさ等の欠点もあり、工業製品としての性能が得
られなかつた。本発明は(1)型無水石こうを原料として水和率
及び高品質の石こう板を得ること及び(2)抄造工程
における製造の安定性ならびに容易性について解
決を計ることを目的とした。（問題点を解決するための手段）本発明者等は各種の石こうを用いて、製造から
性状向上について鋭意研究を重ね、本発明を完成
したものである。本発明の要旨とするところは、型無水石こう
98〜60重量％、短繊維２〜40重量％型無水石こ
うと短繊維100重量部に対して無機質粉末５〜80
重量部及び石こうの硬化促進剤（型無水石こう
に対して0.5〜3.5重量部）を主成分とし、水和率
45％以上である無水石こう抄造及びこれらの原料
を主成分とするスラリーを抄造してシートとし、
このシートを１〜300Kg／cm²にて加圧成形するこ
とを特徴とする繊維補強の無水石こう抄造板の製
造方法に存する。短繊維は石綿もしくは石綿と他の繊維との組合
せ、あるいはパルプあるいはパルプおよび非石綿
系の他の繊維との組合せから成る。加圧成形は圧力は１〜10Kg／cm²の低圧から、10
〜300Kg／cm²の低〜中圧の範囲で行なわれる。また型無水石こうと短繊維100重量部に対し
て、無機質粉末を外割で５〜80重量部配合され
る。本発明による製造方法の工程は次の通りであ
る。すなわち、原料に５〜15倍の循環する水を加
えてスラリーとし、チエストに滞留し、混練物の
均質化を行ない、このスラリーを丸網あるいは長
網機によつてシート状に抄造成形する。この生シ
ートの端部を裁断して、ロールプレスか面プレス
で１〜10Kg／cm²（ロールプレスの圧力は製品の比
重から換算した値）あるいは面プレスで10〜300
Kg／cm²の加圧成形を行う。この加圧力は材料配合
および製品強度ならびに生シートの含水率（生板
含水率と称す）の20〜90％の範囲内で選定され
る。この加圧された生シートは水和硬化するまで養
生される。この時に板材の端部等がドライアウト
しないように養生することが必要である。養生日
数は２日以上、好ましくは３日以上２〜３週間位
である。硬化後必要に応じて乾燥を行い、基準寸
法に裁断されて製品化される。ここで加圧成形が行われない場合には、製品の
良好な表面平滑性が得られず、また製品の強度も
低いものとなる。また加圧力が300Kg／cm²を超え
る場合には生シートの含水率が確保されず、これ
に伴つて、シート中に水和に必要な水ならびに所
定量の硬化促進剤が確保されないことになる。こ
のため製品の水和は進行せずに、製品の性状が低
下する。抄造は混練したスラリーを面が網で形成された
回転ドラムの吸引力を利用して、スラリー中の固
形物を主体としたフイルムを形成させ、このフイ
ルムをメーキングロールに適当枚数積層してシー
トとする。抄造は丸網抄造機あるいはスラリーを
脱水機能を有するベルトコンベアー面上に供給し
て石こう板を形成させる長網抄造機によつて行
う。加圧成形におけるロールプレスは丸網式のメ
ーキングロールの加圧をも含む。抄造時の循環水の水温は製造能率の面から10℃
以上必要であり、20℃以上が好ましい。上限は養
生効果の関連で35℃程度である。本発明における材料関係の構成は次の通りであ
る。型無水石こうは天然の二水石こうあるいは燐
酸あるいはチタン製造時または排脱時等の副生二
水石こうの焼成物あるいは弗酸製造時に副生する
型無水石こう等の汎用のものが用いられる。ま
た型無水石こうの粉末度はブレーン値で2000〜
9000cm²／ｇ程度である。これは過性、水和反応
性の面から選択される範囲である。型無水石こ
う量は98〜60重量％である。型無水石こうの量
は短繊維２〜40重量％との関係で定められる。繊
維量２％以下では抄造時に金網を通して固形分の
流出が多くなり、抄造が不可能となる。また繊維
量40％を越えると、もはや石こう板でなく繊維質
板となる。このため製品強度ならびに層間の密着
性が悪くなり、石こう板としては使えないものと
なる。型無水石こうと短繊維100重量部に無機質粉
末５〜80重量部配合される。短繊維の量は２〜40重量％である。短繊維とし
て石綿もしくは石綿と他の繊維との組合せたもの
を用いる。また石綿を使用しない場合には、パル
プあるいはパルプと非石綿系の他の繊維との組合
せが用いられる。使用する短繊維は石綿、セルロース（パルプ）
等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスウ
ール、ロツクウール、セラミツクウール等の無機
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、ポリエステル、ポリエチレ
ン、アクリル等の合成繊維等の汎用のものであ
り、抄造性、生板含水率、製品強度等に応じて単
独あるいは組合せて使用することができる。石綿は製品強度、生板含水率の向上のために用
いられるが、規制等の点からその量は10％以下で
あり、好ましくは５％以下である。非石綿系繊維を使用する場合には、パルプの量
は１％以上で、好ましくは２〜10％である。非石
綿系においてパルプ１％以下とすると、抄造時の
原料の分散および歩留が悪く、製造が極めて困難
となる。また10％を越えると抄造時にパルプの分
散が悪く、材料の均質性が得られ難く、また建築
材料として不燃性能が得られなくなる。パルプは必要に応じて所定の叩解度に叩解す
る。叩解度はカナデイアン標準フリーネス
（CSF）で800〜30mlであり、その配合量、繊維の
組合せによつて叩解度は異なる。非石綿系の場合
には抄造時の分散、歩留および製品の強度、層間
剥離強度、生板含水率の点から500〜50ml程度が
好ましい。叩解はパルパー、デイスクリフアイナー、コー
ン型リフアイナー等の汎用の機械を用いて行な
う。型無水石こうの硬化促進剤としては、
H₂SO₄、K₂SO₄、Na₂SO₄、（NH₄）₂SO₄、
MgSO₄、ZnSO₄、FeSO₄、CuSO₄、Al₂（SO₄）₃お
よびこれらの複塩例えばKAl（so₄）₂・12H₂O、
NaAl（SO₄）₂・12H₂O、NH₄Al（so₄）₂・12H₂O等
のミヨウバン類、NaCl、CaCl₂、MgCl₂等の塩化
物、NaHSO₄、KHSO₄等の酸水素塩、NaNO₃、
NH₄NO₃、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。硬化促進剤の量は
板体中に保持される量であり、型無水石こうに
対し0.3〜4.0％、好ましくは0.5〜3.5％である。
この量が0.3％以下では、４週間以上養生を行つ
ても、水和率ならびに曲げ強度等が極めて低く、
実用に供する材料が得られない。4.0％を越えて
添加しても曲げ強度等の向上の効果はなく、逆に
寸法変化率の増大をきたし、白華を生ずる原因と
もなる。また製造時の濾過性も悪くなる。上述の硬化剤の他にもCaO、Ca（OH）₂、Mg
（OH）₂セメント、塩基性スラグの塩素類あるい
はシリカゲル等も硬化促進の効果があり、場合に
ようては併用される。この場合には白華現象のお
それがないために10％程度まで添加される。無機質粉末はその使用機能から３種類に分けら
れる。第１の粉末度が7000cm²／ｇ程度以上の微細
粉末で、例えばベントナイト、活性白土、セピオ
ライト、アタパルジヤイト、その他の粘土鉱物、
シリコンダスト、珪藻土等があげられる。この微
細粉末は抄造時の補助材として、原料の分散性の
向上、過時間の調整を行うことで、原料の均質
性を得るために用いられる。また板材の層間剥離
強度ならびに生板含水率の向上のために用いられ
るものである。その量は０〜20％、好ましくは３
〜10％程度である。20％を越えると、原料の排水
への逃げが多くなり運転が困難になると共に、製
品の性状の低下が生ずる。これらの材料は特に非
石綿系配合の際に有効であるが、石綿系の場合も
用いられる。第２の無機質粉末として、製品の二水石こう化
した裁断物の粉砕品（スクラツプ）が上げられ、
このスクラツプは原料の一部として再使用され
る。その量は５〜35％程度である。二水石こうの
スクラツプは型無水石こうの凝結に作用しない
ので、未焼成のまま再利用される。スクラツプは
粉砕された石こうと微細繊維の混合物であり原料
の歩留の向上の効果がある。また、抄造時の補助材として、原料の分散性の
向上、板材の層間剥離強度ならびに生板含水率の
向上のために用いる。第３の無機質粉末としては充填材あるいは軽量
化材である石灰石、消石灰、珪石、スラグ、フラ
イアツシユ、ワラストナイト、マイカ、パーライ
ト、バーミキユライトシラスバルン等がある。これらの無機質粉末の合計量は型無水石こう
と短繊維を100重量部としたときに外割で０〜50
重量部が配合される。他の無機質粉末と同様な効
果が期待される。高分子凝集剤が原料の歩留の向上を計つて添加
される場合がある。とくに非石綿系の場合に用い
られるが、石綿系の場合にも用いられる。高分子
凝集剤としてはアニオンのポリアクリル酸ソー
ダ、ポリアクリルアミドあるいはノニオン系のポ
リアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド等の
汎用品が単独あるいは併用される。その添加量は
１〜10ppm程度である。本発明方法によれば、半水石こうと凝結遅延剤
に変えて、型無水石こうと硬化促進剤を原料と
したことにより、抄造工程中での石こうの凝結反
応の進行の可能性がなくなり、長時間にわたつて
連続の安定的な連続運転が容易にされるようにな
つた。また工程中の裁断屑あるいは製品のスクラ
ツプも型無水石こうの水和反応には影響しない
ために、凝結遅延剤の添加は必要なくそのまま原
料として再利用される。このため新規な抄造なら
びに焼成設備を必要とせず、既存の設備にて製造
されるため大量生産が行われる。一方型無水石こうは硬化速度が遅いものであ
り、このために硬化促進剤が添加される。しかし
抄造工程中においては、硬化促進剤が水と共に流
出してしまい、有効に板体中に捕捉されなかつ
た。このため繊維を多く配合し、繊維として石綿を
用い、また非石綿系繊維の配合においては叩解パ
ルプを用い、さらに加圧力を１〜300Kg／cm²の圧
力の範囲とした。このことにより、生板含水率を
高くして水和水ならびに硬化促進剤を有効に板体
中に確保した。これらのことから、石こう板として水和率45％
以上であり、且つ曲げ強度、層間剥離強度、寸法
変化率等の性状に優ぐれ、また白華等の現象もな
い製品が得られた。（実施例）以下の実施例を示し、本発明をさらに詳述す
る。以下の実施例及び比較例に於ては、原料の合計
量に対して、５倍重量の水を用いてパルパーにて
混練を行いスラリーとした。この際原料は水に対
して、硬化促進剤、各繊維、ベントナイト等の微
細粉末、スクラツプ、型無水石こうおよびその
他の無機質粉末の順に投入して均質化した。その
スラリーをチエストに通し、さら固形分濃度1/10
に稀釈し、丸網回転ドラムによつて抄造を行い、
メーキングロールで所定の厚みになるように巻き
取りシートとした。このシートをプレス機によつ
て加圧成形し、厚さ６mm程度とした。加圧成形後養生を行い、養生後に乾燥および切
断を行つた。なお比較例についても同様な方法で
製造した。各実施例及び比較例に於ける配合、製造条件お
よび性状試験結果を第１〜６表に示した。

【表】

【表】実施例１〜７第１表および第２表に石こうと短繊維との配合
比の変化および結果を示した。実施例８〜12 第３表に短繊維およびパルプのカナデイアン標
準フリーネス（CSF）を変えた場合の配合および
結果を示した。実施例13〜19および比較例１〜２第４表に加圧法をおよび圧力を変えた場合の配
合および結果を示した。実施例20〜26および比較例３〜７第５表に石こう硬化促進剤として硫酸カリウム
および塩化ナトリウムを添加した場合の配合およ
び結果を示した。実施例27〜30および比較例８第６表に無機質粉末としてベントナイトを配合
した場合の配合および結果を示した。なお、上記実施例１〜30および比較例１〜８の
結果を示す第１〜６表における各試験方法は以下
の通りである。試験方法比重：JISA5418石綿セメントけい酸カルシウム
板に準拠曲げ強度：JISA5418石綿セメントけい酸カルシ
ウム板に準拠（曲げ強さ）寸法変化率：JISA5418石綿セメントけい酸カル
シウム板に準拠（長さ変化率）生板含水率：JISA5418石綿セメントけい酸カル
シウム板に準拠（含水率）（ただし、60℃24時
間乾燥）剥離強度：５×５cmの板を厚さ方向に引張り、板
体間の層間の強度を測定。水和率：粉砕試料を45℃にて乾燥し、これを200
℃まで昇温して、二水石こうの結晶水の脱水量
を測定。石こうの配合量より水和率を求めた。白華試験：試験片幅５×長さ20cmの下５cmを水中
に浸し、温度20℃湿度60％の恒温室中に保存、
２週間後の状態を目視観察。 ◎ 全くなし ○ ほとんどなし △ 一部ひ発生 × かなりの部分発生表面平滑性：試験片50×40cmを目視観察し判定。 ◎ 良好 ○ ほぼ良好 △ 一部に凸凹あり × 凸凹あり（発明の効果） (1) 型無水石こうを使用し、石こう板として水
和率が高く、曲げ強度が高く、寸法変化率が小
さく、層間剥離強度が高い等の品質であり、ま
た白華現象を生ぜず、鋸引き、釘打ち、曲げ加
工性等の加工性に優ぐれた不燃建築材料が得ら
れた。 (2) 従来の半水石こうを使用する場合に比較して
型無水石こうを使用した場合に、製造の安定
性が容易に得られ、かつ品質の安定した製品が
得られ、工業生産を一層容易にすることができ
た。 (3) 型無水石こうを用いたことで、製造工程中
における材料の回収ならびに製品のスクラツプ
の回収において、回収物は型無水石こうの水
和反応に影響しないため、そのまま原料の一部
として再使用される。このため、新たな製造な
らびにスクラツプの焼成設備を必要とせず、省
資源、省エネルギーの効果が上つた。 (4) 型無水石こう量、短繊維配合および加圧成
形圧力を改善して、水和水ならびに硬化促進剤
を有効に板材中に捕捉し得た。これらの改良に
より水和率が向上して利用価値の低かつた型
無水石こう例えば弗酸製造工程から副生する
型無水石こう等をもそのままの形態で使用が可
能となつた。

Claims

【特許請求の範囲】１型無水石こう98〜60重量％および短繊維２
〜40重量％の混合物100重量部に対して、無機質
粉末５〜80重量部および石こうの硬化促進剤を添
加してスラリーとし、該スラリーを抄造した後、
１〜300Kg／cm²にて加圧成形し、成形体中の硬化
促進剤の量が型無水石こうに対して0.5〜3.5重
量部であり、生板の含水率が20〜90％であり、か
つ乾燥後の水和率が45％以上であることを特徴と
する無水石こう抄造板の製造方法。２短繊維が叩解度でカナデイアン標準フリーネ
ス600〜50mlのパルプであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の製造方法。