JPS6055457B2 - 撥水性の優れた石膏系建材の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、副生成物として大量に製造されるスラグと二
水石膏をベースとした撥水性の優れた石膏系建材の製法
に関するものである。

スラグ及び石膏は夫々高炉及び排煙脱硫等により大量に
得られており、スラグ及び石膏を利用して安価な石膏系
建材を製造する方法が種々開発されてきている。

これらの石膏系建材はスラグと石膏の反応によりニトリ
ンジヤイトを生成させるものであつたが、石膏ボ゛撥水
と同様に通常耐水性能が悪く、湿気の多い場所及び外壁
材としては使用されないものであつた。本発明は、この
石膏系建材の耐水性を著しく改善し、低比重で芳るにも
かかわらず水をはじき、建材内部にまで水が浸゛入しな
いようにしたものであり、スラグ２０〜７０ｗｔ％、二
水石膏１５〜７０ｗｔ％、消石灰又は消石灰を生じる物
質を消石灰換算で１〜１０ｗｔ％、繊維１〜１０ｗｔ％
、ステアリン酸アルミニウム１〜１０ｗｔ％を水ととも
に混合し、成形し養生する撥水性の優れた石膏系建材の
製法である。

本発明の特徴は、石膏建材につきものの耐水性の悪さを
著しく改善したものてあり、従来耐水性の悪さから内装
材にしか使用できなかつたものをＪ直接雨水又は湿気に
ふれる外壁材としても使用可能にしたことである。

即ち、本発明の製法により製造された石膏系建材は、そ
の表面に水分が付着した場合においても、水玉を形成し
て水分をはじきやすく建材内部にまで水分が浸入しにく
いものである。又、本発明は、スラグ、二水石膏及び消
石灰若しくは消石灰を生じる物質を特定配合しているた
め、強度が高く、又、繊維持にガラス繊維を使用してい
るため従来石膏系建材では得られなかつたような高い衝
撃強度を有し、その使用可能範囲は極めて広いものとな
つた。

さらに、本発明では、特にスラグ２０〜５５Ｗｔ％、二
水石膏３５〜６５Ｗｔ％でスラグニニ水石膏＝６：４〜
１：３の配合とすることにより、加工性が極めて良くな
るという利点も有しており、木材と同様、施工現場で、
のこぎりによる切断、釘打ち、溝ほり等が容易にできる
ことである。

これは、大型の外壁材等とは異なる内装材又は小型の外
装材として極めて重要なことであり、工場で規格寸法品
を大量生産しておき、これを建設現場で所望の寸法に切
断して使用することができるため、少品種大量生産によ
り工場生産性が極めて良く、又現場でも従来の木工用工
具により容易に加工して施工できるということである。
又、本発明による撥水性は石膏系建材の表面処理てない
ため、切断、表面切削、溝ほり等によつても何ら影響を
受けることなく、その加工性の良さを何ら害しないとい
う利点も有しており、上述の如くの加工を行なつた後に
何らの再表面処理を必要としないものであり、施工性も
極めて良いものである。

さらに、本発明においては、特定の撥水剤の使用により
、たとえ蒸気養生を行なつた場合においても撥水性の低
下がなく、これにより強度の優れた石膏系建材を生産性
良く製造できる。

又、本発明の製法は、抄造法、スプレー法、押出成形法
、ブレス成形法、鋳込み成形法等種々の製法に応用てき
るものもある。

．又、本発明の特定配合による製法
は特にガラス繊維の補強効果が大きく、少量のガラス繊
維で高い衝撃強度が得られるものである。さらに、本発
明においては、石綿を用いないことも可能であり、環境
衛生上も問題を生じないも（のである。

本発明に使用するスラグは、高炉水砕スラグいわゆるケ
イ酸系のスラグてあり、ＳｊＯ２３Ｏ〜５０Ｗｔ％、Ｃ
ａＯ３５〜５０Ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３ｌＯ〜２０Ｗｔ％、
ＭｇＯ３〜６Ｗｔ％程度の組成を有するものであり、２
０〜７０ｗｔ％配合される。

２０Ｗｔ％未満では、強度及び耐水性が低下しやすく、
非水溶性脂肪酸金属塩の添加による撥水性の向上の効果
が少なく、又、７０Ｗｔ％を越えた場合にも強度が低下
しやすく好ましくなく、中でも２０〜５５Ｗｔ％、特に
は２５〜５０Ｗｔ％とすることが製造された製品の加工
性が良くなるため好まし。

二水石膏は、種々の二水石膏が使用でき、排煙・脱硫石
膏、リン酸副生石膏等の副生石膏の使用が一般的であり
、１５〜冗幇％配合される。これも１５Ｗｔ％未満では
強度が低下しやすいとともに加工性が低く、又、７０Ｗ
ｔ％を越えた場合にも強度を低下しやすく好ましくなく
、中ても３５〜６５Ｗｔ％特に４０〜６０Ｗｔ％とする
ことが好ましい。又、中でもスラグ２０〜５５Ｗｔ％、
二水石膏３５〜６５Ｗｔ％とし、スラグニニ水石膏＝６
：４〜１：３とすることが耐水性、加工性が良く、即ち
、釘打ち、溝ほり等が容易にできるため好ましく、特に
は、スラグ２０〜５０Ｗｔ％、二水石膏４０〜６０Ｗｔ
％、スラグニニ水石膏＝５：４〜１：２とすることが好
ましい。

即ち、この組成範囲とすることにより、のこぎりによる
切断、釘打ち等が可能となり、木材と同様に極めて容易
に施工加工できる。

さらにこの組成範囲では、特に抄造板等ではマトリック
スのヤング率が低くねばりがあり、かつ繊維により補強
されているため曲げ加工も可能であり、従来の石綿スレ
ート、石膏ボード等では到底得られなかつた硬化後の板
状体の曲けによる加工も可能てある。

もちろん石膏ボードに比しても充分高い耐水性を生じる
。

又、石膏として二水石膏を使用することは排脱、リン酸
副生等石膏をそのまま使用できるため、それらの石膏を
焼成して半水石膏、無水石膏にする必要がないという消
極的理由がある。

さらに二水石膏を使用する積極的理由としては、本発明
のように石膏の多い系て半水石膏又は無水石膏を使用し
た場合には混練中に石膏の硬化が始まり混練の障害とな
る又は供給のためのバイブ或いは押出成形機中等に石膏
が付着してつまる現象を生じやすいためである。特に、
抄造法、スプレー法、押出成形法の場合には製造を中断
する原因となりやすい。本発明により付与される撥水性
は、特にこのような加工性の良い配合と組み合された場
合にその効果が大きい。

即ち、このように加工性の良いものは、施工現場で切断
、切削を受けて施工されるため、従来のような表面のみ
を撥水処理した材料ては未処理の断面又は表面が生成し
、再表面処理をしなくてはならなく手間のかかるもので
あつたのに対し、本発明の建材の場合には、この心配は
全くなく、自由に加工のうえ、そのまま施工できるもの
てある。又、全く加工をしなくて施工する場合において
もその取付金具、釘等による孔及び欠け等の欠損、キズ
を生じても本発明の建材の場合には何らその撥水性に悪
影響を生じないため、その取扱い、取付方法に特別な注
意を要しない。

消石灰又は消石灰成分を生じる物質としては、具体的に
は消石灰、生石灰が好ましく、やや劣るが消石灰を生じ
るセメントも使用可能である。

この配合量は、消石灰換算で１〜１０ｗｔ％とされ、１
ｗｔ％未満では、エトリンガイドの生成が低下し、強度
及び耐水性を低下させ、ｗ憇％を越えるとアルカリ性が
増大するため、白華、繊維の劣化、表面化粧の困難等を
生じやすい。繊維は、各種の繊維が使用できるが無機繊
維の使用が好ましく、ガラス繊維、石綿、岩綿、スチー
ルファイバー、炭素繊維等が使用でき、１〜１０Ｗｔ％
混入される。

これは１Ｗｔ％未満では強度が不充分であり、１０Ｗ１
％を越えると繊維のケバ立ち等により製品の表面性状の
劣化等を生じやすくなるためである。特にガラス繊維を
０．２〜５Ｗｔ％とすることが補強効緊Ｆ好ましい。も
ちろん、ガラス繊維の混入量力小Ｖｔ％未満の場合には
、他の繊維を併用して合量で１Ｗ↑％以上とするもので
ある。さらにガラス繊維として、耐アルカリ性ガラス繊
維を使用することにより消石灰成分による浸食、特に後
で述べる未反応消石灰の存在下での加熱養生によるガラ
ス繊維の劣化を生じなく高い強度を発現しうるため好ま
しい。又、衝撃強度上はチヨツプドストランドの形態で
の使用が好ましい。本発明においてステアリン酸アルミ
ニウムは１〜１０Ｗｔ％混入され、１Ｗｔ％未満では撥
水性が不充分となりやすく、又１０Ｗｔ％を越えると硬
化に悪影響を及ぼす場合があるため好ましくない。

ステアリン酸アルミニウムの場合には、カルシウムイオ
ンとアルミニウムイオンが置換し、本発明の石膏系建材
の主成分粉子の表面に強固なステアリン酸カルシウムの
結合を均一に生ずるとともに、水酸化アルミニウムを生
成し、これが粉子間隙を充填するためさらに強固なもの
となり、撥水性が一段と長く持続する利点がある。又、
これらの必須成分以外の強度、成形性、その他の改善を
目的として砂、砂利、骨材、バルブ、樹脂、各種添加剤
等の添加も可能であり、その成形法、用途に応じて必要
に応じて加えて使用される。

これらの任意成分は、スラグと二水石膏の反応を阻害し
ない範囲内であれば必要に応じて加えられれば良いが、
骨材物質のようなものもスラグ、二水石膏の合計量と同
量以下であれば加えても悪影響を生じない。

このようにして配合された混合物は所望量の水と混合さ
れ、抄造法、スプレー法、押出成形法、ブレス成形法、
鋳込み成形法等各種の成形法により成形される。

抄造法の場合には、固形分が５〜頷憇％となるように水
と混合さ・れれば良く、スプレー法では固形分が４０〜
８０Ｗｔ％となるように水と混合されれば良い。

又、押し出し成形法の場合にはやや固めになるように固
形分が７０〜８０ｗｔ％とされ、その他の製法では、４
０〜９０Ｗｔ％程度で所望の流動ａ性が得られるように
されれば良い。このようにして成形された石膏系建材は
、必要に応じて打り曲げ、孔あけ、切断等の加工、吸引
若しくは加圧脱水、他の材料との積層、金具の取付、表
面化粧等の工程をへて次の養生工程にうつ・る。

この養生工程は、種々の養生が可能であるが、生産性か
らみて加熱養生、具体的には６０〜１００℃の蒸気養生
が好ましく、４時間以上行なわれることが好ましい。

これによりスラグ、二水石膏、消ノ石灰が反応してエト
リンガイドを生成する。６０℃未満の温度ではエトリン
ガイドの生成が遅いため長い養生期間を要するため生産
性が悪くなりやすいのに対し、本発明の配合による石膏
系建材ては、６０゜Ｃ以上て加熱養生した場合にも撥水
性の低下なしに強度を速やかに発生させることができる
。

又、１００′Ｃを越えるとエトリンガイドが分解を始め
るため好ましくない。特には７０〜９０Ｃがエトリンガ
イドの生成が速いため好ましい。又、この加熱養生をす
る場合には、４時間以上加熱養生をすることによりエト
リンガイドの生成が速やかに進行するため好ましい。こ
のため６０〜７０′Ｃ程度の低温域ではより長く養生を
することが好ましく、できれば６時間以上とされること
が望ましい。ただし、ガラス繊維を含みかつ消石灰過剰
の場合には、長時間の養生を行うことは、ガラス繊維の
劣化を生じることがあるので注意が必要であり、加熱養
生時間を２構間以内とすることが好ましい。

又、通常は、２＠間以内の養生で充分な強度を生じせし
めることができるため、４〜２橋間の養生をすれば良い
。をちろん耐アルカリガラス繊維等のアルカリ成分に侵
食されない繊維を使用する場合においては、より長期の
加熱養生をしても良いが１５日間以上の加熱養生は、よ
り強度の向上が得られなく、生産性が低下することにな
るため実用的でない。このようにして養生された製品は
、通常乾燥室へ移行し、乾燥させ、必要に応じて表面化
粧、切断、積層、孔あけ等の工程をへて最終製品とされ
る。

次に実施例及び比較例を説明する。

以下に示す実施例、比較例では、スラグとしては第１セ
メント社製商品名１セラメントＪ（４３００プレイン）
、二水石膏は排脱石膏の３２５メッシュ粉．砕物、ガラ
ス繊維は当社製商品名１アルフアイバーＪ２５ｗｒｍチ
ヨツプドストランド、バルブは再生バルブ、石綿はクリ
ソタイル石綿を使用した。

実施例１，２，３及び比較例１，２，３スラグ５０］１
ｉ部、二水石膏５罎量部、消石灰５重量部、ガラス繊維
２重量部、石綿３重量部、バルブ２重量部にステアリン
酸アルミニウム３重量部を加えた実施例１さらにパーラ
イトを１喧量部及び２鍾量部を加えた実施例２，３並び
に夫々ステアリン酸アルミニウムを無添加の比較例１，
２，３となし、これを押出成形法で厚さ２ａｎの平板状
体に成形し、８０℃，８Ｃ＠間蒸気養生後、１日間放置
し、さらに６００Ｃで恒量となるまで乾燥した後に１０
Ｃ７７！四方に切り出して試料となし、この試料により
吸水試験を行なつた。

この吸水試験は、この試料を深さ１泗の水中に垂直に立
てて２４時間浸積し、その吸水量を測定し、吸水率を計
算した。

この乾燥時の比重及び吸水率を第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スラグ２０〜７０ｗｔ％、二水石膏１５〜７０ｗｔ
   ％、消石灰又は消石灰を生じる物質を消石灰換算で１〜
   １０ｗｔ％、繊維１〜１０ｗｔ％、ステアリン酸アルミ
   ニウム１〜１０ｗｔ％を水とともに混合し、成形し養生
   する撥水性の優れた石膏系建材の製法。 ２ スラグ２０〜５５ｗｔ％、二水石膏３５〜６５ｗｔ
   ％をスラグ：二水石膏＝６：４〜１：３となるように混
   合してなる特許請求の範囲第１項記載の製法。 ３ スラグ２５〜５０ｗｔ％、二水石膏４０〜６０ｗｔ
   ％をスラグ：二水石膏＝５：４〜１：２となるように混
   合してなる特許請求の範囲第２項記載の製法。 ４ 消石灰又は消石灰を生じる物質として消石灰又は／
   及び生石灰を使用する特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれか一項記載の製法。 ５ ６０〜１００℃で４時間以上蒸気養生する特許請求
   の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の製法。