(57)【要約】【課題】石膏を素材の主体とした成形体でありながら吸音性及び曲げ強度に優れ、かつ難燃性に優れた繊維状二水石膏が結合された石膏成形吸音体及びその製造方法の提供。【解決手段】塩酸中で石膏を加熱溶解し、その石膏が溶け込んだ塩酸溶液を冷却して繊維状二水石膏を析出、固液分離し、次いで残留する塩酸を洗浄除去し、その後有機接着剤を使用して繊維状二水石膏を結合・成形して、空隙容積率が７５〜９０％で、音波の周波数が１２５〜５０００Ｈｚの範囲のいずれの周波数においても吸音率が１０％以上であり、曲げ強度が０．３ＭＰａ以上とせしめた繊維状石膏成形吸音体を製造する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状二水石膏を有機接着剤を用いて結合・成形され、空隙容積率が７５〜９０％であり、音波の周波数が１２５〜５０００Ｈｚの範囲のいずれの周波数においても吸音率が１０％以上であり、曲げ強度が０．３ＭＰａ以上であることを特徴とする繊維状石膏成形吸音体。
【請求項２】
有機接着剤が、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、ポリアクリルアマイド、ポリアミドエポキシ樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル・酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル酸エステル樹脂のいずれか１種又は２種以上の混合物である請求項１記載の繊維状石膏成形吸音体。
【請求項３】
塩酸中で石膏を加熱溶解し、その石膏が溶け込んだ塩酸溶液を冷却して繊維状二水石膏を析出、固液分離し、次いで残留する塩酸を洗浄除去し、その後有機接着剤を使用して繊維状二水石膏を結合・成形して、空隙容積率が７５〜９０％で、音波の周波数が１２５〜５０００Ｈｚの範囲のいずれの周波数においても吸音率が１０％以上であり、曲げ強度が０．３ＭＰａ以上とせしめることを特徴とする繊維状石膏成形吸音体を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維状二水石膏を結合した石膏成形吸音体及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、石膏を素材の主体とした成形体でありながら高い吸音性を有し、かつ難燃性に優れた繊維状二水石膏が結合された石膏成形吸音体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築用材料として、木材、木質繊維、プラスチックフォーム、石膏、セメント、珪酸カルシウム、金属、石材、ガラス繊維、無機繊維材等を素材とした多数のものがあり、これらの素材の多くは、板状に成形されて利用されている。これらのうち、木質繊維、ガラス繊維、無機繊維材等は吸音性を有する建材として利用されている。石膏も石膏ボードの一種の有孔ボードとした場合に吸音性を有する建材として利用されている。しかしながら、木材、石膏、セメント、珪酸カルシウム、金属、石材等を素材とする板状の建材は、吸音性能が低い。
【０００３】
従来、無機素材を主体とした吸音材には、グラスウール、ロックウールもしくはスラグウールなどの無機繊維の綿状物、又はこれら無機繊維を合成樹脂によって固化した成形体が使用されている。これら無機繊維材系吸音材は、綿状物内または成形体内に小さな空間を有している。音波がこの空間を通り抜ける際に、音波の媒体である空気が膨張と圧縮を繰り返し受けて、音のエネルギーが熱エネルギーに変換されることにより、音としてのエネルギーが失われ吸音される。
【０００４】
前記各種素材の成形板を吸音という視点から見た場合、それは、木質繊維やガラス繊維、無機繊維材を素材とするもの以外は音波を反射するものが大部分であり吸音性は低い。これは、成形板に連続した空隙が少なく、成形板に当たった音波がほとんど吸収されることなく反射されるためである。吸音性能を有するとされる有孔ボードは、それ単体では吸音効果はほとんど無く、裏側にグラスウール、ロックウールあるいはスラグウールなどの無機繊維の綿状物を入れて、さらにその背後にある程度幅を持った空気層を設けることによって初めて吸音効果を発現する。
【０００５】
また、有孔ボードに開けられた貫通孔の一端が塞がれ、通気がなくなるような状況になると、吸音効果は消滅し、通常の石膏ボードと大差ない吸音性能となってしまう。そのため石膏ボードを用いて吸音及び遮音性能を持たせた吸音構造も提案されている（例えば後記特許文献１、２及び３参照）。また、石膏ボードを用いて吸音及び遮音性能を持たせたパネルも提案されている（例えば後記特許文献４及び５参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−８８６９０号
【特許文献２】特開２００２−３８６２２
【特許文献３】特開２００２−２２７３２２
【特許文献４】特開平１１−３５０６５６号
【特許文献５】特開２０００−２４０１８６
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
それら従来の吸音材においては、いずれも石膏ボードと他の吸音素材との組み合わせによって構成されており、石膏ボード自体に吸音性能を有したものではない。さらに、それら無機繊維材系吸音材は、綿状物を建築用吸音材として使用した場合、形状保持力が乏しく、施工後年月の経過に伴い、自重や結露によるずり落ち等によって施工当初の形状や吸音性能を維持し得なくなる場合がある。また、無機繊維は硬いものが多く、運搬時の折損や施工時の切断等により生じた短繊維が、作業員等の肌を刺激することが多々あり、作業環境の悪化の一因ともなっている。
【０００８】
【課題を解決する手段】
本発明は、これらの課題を解決することのできる、繊維状石膏成形吸音体及びその製造方法を提供するものであり、それらのうち繊維状石膏成形吸音体は、繊維状二水石膏を有機接着剤を用いて結合・成形され、空隙容積率が７５〜９０％であり、音波の周波数が１２５〜５０００Ｈｚの範囲のいずれの周波数においても吸音率が１０％以上であり、曲げ強度が０．３ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、その製造方法は、塩酸中で石膏を加熱溶解し、石膏が溶け込んだ塩酸溶液を冷却して繊維状二水石膏を析出、固液分離し、次いで残留する塩酸を洗浄除去し、その後、有機接着剤を用いて繊維状二水石膏を結合・成形して、その成形体を容積率が７５〜９０％で、音波の周波数が１２５〜５０００Ｈｚの範囲のいずれの周波数においても吸音率が１０％以上であり、かつ曲げ強度が０．３ＭＰａ以上とせしめることを特徴とするものである。
【００１０】
そして、本発明の繊維状石膏成形吸音体は、各繊維状二水石膏が不規則に配向された状態で比較的少量の有機接着剤を用いて結合・成形されたものであるから、連続した空隙が多数存在し、吸音性、曲げ強度に優れたものであり、かつ難燃性にも優れたものである。その繊維状石膏成形吸音体は、前記のとおりの吸音率を有しており、それは従前の石膏ボード、石綿セメントパーライト板や発泡ウレタンボード等の板状建材に比して４〜７倍の吸音性能である。
【００１１】
また、空隙容積が多いため、その密度が従前の石膏ボードの約４０〜６０％と軽量であり、かつ熱伝導率も０．０５〜０．１（Ｗ／（ｍ・ｋ））で、従来の石膏ボードや石綿セメントパーライト板等よりも断熱性が優れている。特に断熱性の指標となる熱伝導率に関しては、従前の石膏ボードに比して、１／２以下となっている。
【００１２】
さらに、繊維状二水石膏を有機接着剤によって結合して固着し、曲げ強度が０．３ＭＰａ以上の強度を有しているので、取り扱い中の破損や施工後の形状保持性を確保している。しかも、取り扱いの面からは、無機素材としては硬くない石膏が主体であるので、切断や切削が容易なため施工時の作業性は良好であり、加えて多くの空隙容積を有しているため軽量であることから運搬等の作業性も良好である。
【００１３】
それに加えて、建材の石膏ボードは、繊維状二水石膏が有機接着剤によって固着された成形体であるから、作業環境中への飛散が少なく、切断や切削時に繊維状の石膏が飛散した場合においても繊維状二水石膏も有機接着剤も、人体への悪影響が少ない物質である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態について詳述する。
本発明は、繊維状二水石膏を結合した石膏成形吸音体及びその製造方法を提供するものであり、その製造に使用する主たる材料である繊維状二水石膏結晶はウイスカー状のものが不規則に配向されたものである。
【００１５】
その繊維状二水石膏結晶は、長さが０．０５〜１０ｍｍ、径が１〜２００μｍであるものが好ましいが、それに限定されるわけではなく、有機接着剤により固着した後に空隙容積率を７５〜９０％に成さしめることができるものであれば、制限なく使用可能である。その繊維状二水石膏の製造方法としては、本発明者が開発した特願２０００−１４５８９５に記載の方法によるのが好ましく、その製造方法は以下のとおりである。
【００１６】
すなわち、塩酸中で石膏を加熱溶解し、その後石膏が溶け込んでいる塩酸溶液を冷却して繊維状二水石膏を析出、濾別、洗浄して得るものである。その繊維状二水石膏の原料には、石膏粉を使用するのが好ましく、それには、天然の石膏、合成した石膏、燐酸やフッ酸の精製時に副生した石膏、排煙脱硫により副生する排脱石膏、建材の石膏ボードから表層の石膏ボード原紙を取り除いて得た石膏、陶磁器成形用として使用できなくなった石膏型から得た廃型石膏等の各種の石膏を粉体状にしたものを特に制限されることなく使用できる。
【００１７】
以上のとおり使用する石膏の種類には制限はないが、燐酸やフッ酸の精製時に副生した石膏、排煙脱硫により副生する排脱石膏、建材の石膏ボードから表層の石膏ボード原紙を取り除いて得た石膏、陶磁器成形用として使用できなくなった石膏型から得た廃型石膏等を利用することが資源の有効活用の上で望ましい。特にこれらのうち、副生石膏や排脱石膏は現在生産過剰であり、建材の石膏ボードも最終処分場の容量枯渇により従来方法での処分が困難になって来ており、その有効利用は有意義である。
【００１８】
また、その際の石膏の含水形態については、二水石膏に限定されるものではなく、半水あるいは無水石膏であってもよい。それは、本発明の原材料である繊維状二水石膏の製造が、石膏を一旦溶解し、その後冷却することにより析出させる晶析操作によるものであるからである。すなわち、塩酸中に溶解できる石膏であれば、溶解後の析出時には二水石膏が析出するからである。
【００１９】
原料石膏粉の溶解に使用する塩酸については、その濃度は、２モル／ｌ以上６モル／ｌ未満がよく、好ましくは３モル／ｌ以上５モル／ｌ未満である。塩酸の濃度が、この濃度範囲から外れた場合には、塩酸の単位容積または単位重量から得られる繊維状二水石膏の収量が減少し、効率的に繊維状二水石膏が得られないからである。
【００２０】
石膏粉の塩酸への溶解は、常温の塩酸に石膏粉を投入して十分分散した後、所定の温度まで撹拌しながら加熱し、所定の温度に到達後一定時間所定の温度を維持して溶解を行う。あるいは、予め所定の温度に塩酸を加熱しおいて石膏粉を投入して、一定時間撹拌しながら所定の温度を維持して、石膏粉を塩酸に溶解する等各種の手法が特に制限なしに採用できる。原料の石膏粉を溶解するための加温温度は、６０℃以上１０５℃未満がよく、好ましくは８０℃以上１００℃未満である。
【００２１】
その理由は、加温温度が６０℃未満では加温時と冷却時の塩酸に対する硫酸カルシウムの溶解度の差が小さく、繊維状二水石膏の合成効率が低くなるからである。逆に、１０５℃を超えると石膏を溶解した塩酸溶液等から揮発する塩化水素の量が増加し、周辺の金属製品の腐食・劣化を促進するとともに、周辺の作業環境の悪化を招き好ましくなく、また、塩酸溶液等の沸騰による塩酸の飛散などの危険があるからである。
【００２２】
この塩酸による石膏の溶解は、全量溶解するのが生産効率上、純度向上又は繊維形状の均一化の点で好ましいが、一部未溶解でもよい。なお、その場合には、未溶解の石膏を沈降させた後に上澄み液のみを晶析操作に使用することで、全量溶解した場合と同様の効果が得られる。以上のようにして溶解した後は石膏塩酸溶液または塩酸スラリー（以下、塩酸溶液等と略称することがある）が形成されることになる。
【００２３】
石膏を溶解した塩酸溶液の冷却は、冷却速度０．５℃／分以上３℃／分以下で行うのがよく、好ましくは０．８℃／分以上１．５℃／分以下で行うのがよい。その理由は、塩酸溶液等の冷却速度が０．５℃／分未満では０．５〜１℃／分程度のときに比べて繊維状二水石膏の繊維長が長くならず、加えて繊維状二水石膏結晶の析出量は、温度差に依存し冷却速度に依存しないため繊維状二水石膏結晶の成長にかける時間を必要以上に長くとることは、製造効率が悪化するためである。また、冷却速度化３℃／分を超える場合には、結晶の析出速度が速すぎ、細かい繊維状結晶または粉末状結晶が大部分となり、繊維状二水石膏を得るという目的が達成し難くなる。
【００２４】
そして、繊維状二水石膏の析出の際には、塩酸溶液を撹拌せずに静置すると長さが０．２〜１０ｍｍ、太さが１〜２００μｍの範囲に分布する長い繊維状二水石膏結晶が得られ、撹拌を継続し塩酸溶液を流動状態に保つと０．０５〜１ｍｍの範囲に分布する短い繊維状二水石膏結晶が得られる。そのため長繊維を主体とした繊維状石膏成形吸音体を製造する場合には、石膏を溶解した塩酸溶液を静置し、短繊維を主体とした繊維状石膏成形吸音体を製造する場合には、石膏を溶解した塩酸溶液を撹拌することにより、繊維状石膏成形吸音体を構成する繊維状二水石膏結晶の特性を変えることが可能である。
【００２５】
石膏を溶解した塩酸溶液の冷却終了温度は、０〜３０℃がよく、好ましくは０〜２０℃がよい。冷却終了温度が、３０℃を超えていると塩酸の石膏溶解度が未だ高く、塩酸中に溶解したまま残存する石膏が多く、効率的に繊維状二水石膏を得られない。加えて、塩酸溶液を更に冷却した場合、残存していた石膏が繊維状二水石膏結晶として析出し、塩酸の再使用に際して除去する等の作業が付加され、効率的な作業の妨げとなる。
【００２６】
析出した繊維状二水石膏結晶の塩酸溶液からの分離は、特に制限されることなく、濾過あるいは遠心分離等の各種の固液分離操作で行うことができるが、繊維状二水石膏に過重な力が負荷される分離手段を採用した場合には、繊維を折損することになるので、分離時に負荷される力が小さく、固液分離効率の高い、水平ベルト型真空濾過器、又は垂直円板型真空濾過器等の固液分離手段を採用するのがよい。
【００２７】
固液分離後の繊維状二水石膏は、その繊維間に残留する塩酸を含んでおり、分離後の繊維状二水石膏から残留する塩酸を洗浄除去しなければならない。その残留する塩酸を除去するには、水又は石膏で飽和した水を用いることができるが、好ましくは石膏で飽和した水を用いるのがよい。それは単なる水を洗浄に使用した場合は、２０℃において水１ｌに対して約２．５ｇの二水石膏が溶解するため、繊維状二水石膏の一部が溶出して失われる。石膏で飽和した水を使用した場合には、洗浄のための水が既に石膏で飽和されているため、繊維状二水石膏の溶出量を減少させることができる。
【００２８】
また、前記洗浄除去には、塩酸と相溶性のある有機溶媒も使用することができるが、コスト及び取り扱いの利便性から前記石膏で飽和した水が有利である。なお、前記溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコール、プロピルアルコール等の低級アルコール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等の低級エーテル、又はアセトン、メチルエチルケトン等の低級ケトンが例示できる。
【００２９】
前記洗浄後の繊維状石膏結晶は、有機接着剤を用いて結合固着される共に成形され石膏成形吸音体が製造される。その有機接着剤を用いて石膏成形吸音体を製造するには、繊維状二水石膏の繊維間に残留している塩酸を洗浄除去した後、該接着剤を繊維状二水石膏の塊に所定量含浸し、その後乾燥して繊維状二水石膏を固着させる共に所定の形状に成形して繊維状石膏成形吸音体を得る。
【００３０】
その繊維状石膏成形吸音体は、後記するように各種の用途に使用され、各種形状に成形することになり、その際に採用できる手段としては、繊維状二水石膏を破壊しない範囲で各種の手段が採用できる。しかしながら、該二水石膏はプレスに耐えるほどの強度はないので自ずと限られたものとなり、例えば所望の型内に繊維状二水石膏を充填すると共に有機接着剤をも充填して有機接着剤を固化することのにより成形体を形成することができる。
【００３１】
その結合に使用される有機接着剤としては、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、ポリアクリルアマイド、ポリアミドエポキシ樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル・酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル酸エステル樹脂のいずれか１種、または２種以上の混合物が例示できる。ここに例示した各種樹脂を使用する際には、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアマイド、ポリアミドエポキシ樹脂等は水溶液にして、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル・酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル酸エステル樹脂はエマルジョンにして水中に分散して使用する。
【００３２】
本発明において、有機接着剤の固着能力を発現するためには、繊維状二水石膏表面に前記接着成分を存在させることが不可欠となるが、そのために採用できる手段としては、繊維状二水石膏表面に前記有機接着剤成分を行き渡らせることができるものであればよい。所望の形状の形成と、繊維状二水石膏表面への有機接着剤成分の分配との順については、いずれが先であっても可能であるが、より高い空隙率を得るの点で所望形状の型内に繊維状二水石膏を充填した後、該型内に有機接着剤を導入し、その後乾燥固化するのが好ましい。
【００３３】
その分配手段としては、例えば接着成分の散布により含浸する方法、繊維状二水石膏塊を接着成分を溶解もしくは分散させた液に浸漬して含浸する方法、又は繊維状二水石膏塊を解繊しつつ接着成分を溶解又は分散させた液に分散後余剰の液を濾過する方法等が例示できる。混合装置のような繊維状二水石膏に強い剪断力を負荷して、結果的に繊維状二水石膏を切断して繊維状の形態を消失させてしまうような手段は好ましくない。
【００３４】
これらの点について更に言及すれば、
▲１▼繊維状二水石膏を金網あるいは多孔性金属板等でできた型枠にまず充填し、これに水溶性接着剤を溶解した水溶液を含浸させる手法、
▲２▼繊維状二水石膏を水溶性接着剤水溶液にまず分散させておき、この分散液を型枠に充填し、余分な接着剤水溶液を吸引除去する手法等が例示できる。
また、それらは、その後繊維状二水石膏を乾燥・固化させた後脱型することにより成形体を作製できる。
【００３５】
次いで、本発明の繊維状石膏成形吸音体の製造方法をあらためて示すと、それは、前記繊維状二水石膏を製造する方法で得た繊維状二水石膏を塩酸から固液分離し、残留する塩酸を水または石膏で飽和した水等で洗浄除去した後、有機接着剤の水溶液またはエマルジョンを含浸し、乾燥すると共に所望の形態に成形して繊維状二水石膏結晶どうしを固着させ、空隙容積率が７５〜９０％の繊維状石膏成形吸音体を作製するものである。
【００３６】
このようにして作製される繊維状石膏成形吸音体においては、有機接着剤の比率と繊維状石膏成形吸音体の空隙容積率の間には大まかな相関関係が見られ、有機接着剤を減らすと空隙容積率が上がる傾向が認められる。また、空隙容積率の上昇に伴って繊維状石膏成形吸音体の曲げ強度が低下する傾向が認められた。このことから、取り扱い上支障がないと考えられる曲げ強度０．３ＭＰａ以上を確保するには、空隙容積率が９０％以下であるのがよいものの、空隙容積率が下がれば、繊維状石膏成形吸音体の曲げ強度が上昇する。
【００３７】
しかしながら、吸音効果は、前述したとおり音波が小さい空間を通り抜ける際に、音波の媒体である空気が膨張と圧縮を繰り返し受けて、音のエネルギーが熱エネルギーに変換されることにより、音としてのエネルギーが失われることによって発現されるため、空隙容積率の減少により吸音性能が低下することとなる。木板、石膏ボード、石綿セメントパーライト板、プラスチックフォーム板等の従前のボード状建材よりも明らかに優れた吸音性能を確保するためには、空隙容積率が７５％以上であるのがよい。
【００３８】
そして、有機接着剤の比率については、所定の曲げ強度（０．３ＭＰａ以上）を発現するには  全量（繊維状石膏量＋有機接着剤量）に対して２重量％以上が必要である。また、有機接着剤の比率が１５重量％を超えるように有機接着剤の濃度を高くして含浸しようとすると、有機接着剤液の粘度が高くなり均一に含浸することが難しく、取り扱いも困難となり、かつ無意味なものとなる。すなわち、過剰分の有機接着剤を濾過する時に繊維状二水石膏どうしが引き寄せられ、繊維状石膏成形吸音体の空隙容積率が７５％を下回ってしまい、通常の石膏ボードと大差が無い吸音性能になる。
【００３９】
本発明の繊維状石膏成形吸音体は、建築材料に応用した場合には、従来のボード状建材よりも優れた吸音性能を有し、従来の無機系建材よりも軽量でかつ断熱性の高い建築材料を製造できる。建築材料の用途（具体的な利用形態）としては、内装用壁材、間仕切り材、天井材、配管被覆材または構造材被覆材等への利用が例示される。
【００４０】
【実施例】
以下において、本発明に関し実施例及び比較例によって具体的に説明するが、本発明は、この実施例によって何等限定されるものではなく、特許請求の範囲によって特定されるものであることは言うまでもない。
【００４１】
［繊維状二水石膏の製造例］
排脱石膏１５０ｇを濃度４．５モル／ｌの塩酸５ｌに分散し、加温して９５℃に維持しながら１５分間撹拌を行った。引き続き液温９５℃を維持しながら撹拌を停止し、未溶解分を沈降させ、上澄み液のみを別容器に移し未溶解分と分離した。その後、排脱石膏が溶解している塩酸溶液を静置状態とし、１℃／分の冷却速度で２５℃まで冷却し、繊維状二水石膏を液中に析出させた。
【００４２】
次いで、析出した繊維状二水石膏をブフナーロートと濾紙を用いて塩酸溶液から濾別した。得られた繊維状二水石膏を純水４００ｍｌで３回洗浄し、繊維状二水石膏繊維間に残留していた塩酸を除去した。さらに、繊維状二水石膏をメタノール４００ｍｌで洗浄して水分の大部分を除去した。その後、７０℃で乾燥して、繊維状石膏成形吸音体の材料とするための繊維状二水石膏を得た。得られた繊維状二水石膏結晶は、平均繊維長１５００μｍ、９５重量％含む繊維長の範囲が１５０〜４０００μｍ、平均太さ１００μｍ、９５重量％含む繊維太さの範囲が１０〜１８０μｍであった。
【００４３】
［実施例１］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏２００ｇを採取し、ポリビニルアルコール（クラレポバール２０３  クラレ製）の濃度５重量％の水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５０ｍｍのブフナーロートと直径９０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリビニルアルコール水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００４４】
濾過されたポリビニルアルコール水溶液の量が５３０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３００ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が１９２．０ｇであり、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３２．１ｍｍの円盤状であった。
【００４５】
［実施例２］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏５０ｇを採取し、ポリビニルアルコール（クラレポバール２０３  クラレ製）の濃度１０重量％水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリビニルアルコール水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００４６】
濾過されたポリビニルアルコール水溶液の量が４２０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液４１０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が３２０．２ｇであり、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３０．４ｍｍの円盤状であった。
【００４７】
［実施例３］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏１４０ｇを採取し、酢酸ビニル（モビリスパウダーＤＭ２００  クラリアントポリマー製）の濃度５重量％水溶液５６０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰な酢酸ビニル水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００４８】
濾過された酢酸ビニル水溶液の量が４２０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間に酢酸ビニル水溶液１４０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が１５４．０ｇであり、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３３．９ｍｍの円盤状であった。
【００４９】
［実施例４］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏２５０ｇを採取し、酢酸ビニル（モビリスパウダーＤＭ２００  クラリアントポリマー製）の濃度１５重量％水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰な酢酸ビニル水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００５０】
濾過された酢酸ビニル水溶液の量が６４０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間に酢酸ビニル水溶液１９０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が２４０．５ｇであり、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３１．６ｍｍの円盤状であった。
【００５１】
［実施例５］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏２５０ｇを採取し、ポリアクリルアミド（ＳＰ−６７  三井東圧化学製）の濃度２重量％水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリアクリルアミド水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００５２】
濾過されたポリアクリルアミド水溶液の量が５００ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３３０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が２１０．９ｇであり、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３３．２ｍｍの円盤状であった。
【００５３】
［実施例６］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏３１０ｇを採取し、ポリアクリルアミド（ＳＰ−６７  三井東圧化学製）の濃度５重量％水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリアクリルアミド水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００５４】
濾過されたポリアクリルアミド水溶液の量が５００ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３３０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が２９３．６ｇであり、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３０．５ｍｍの円盤状であった。
【００５５】
［比較例１］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏２００ｇを採取し、ポリビニルアルコール（クラレポバール２０３  クラレ製）の濃度２重量％の水溶液を８３０ｍｌに分散した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリビニルアルコール水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００５６】
濾過されたポリビニルアルコール水溶液の量が５３０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３００ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が１８４．０ｇで、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３１．７ｍｍの円盤状であった。
【００５７】
［比較例２］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏３９０ｇを採取し、ポリビニルアルコール（クラレポバール２０３  クラレ製）の濃度１３重量％の水溶液を８３０ｍｌに分散した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリビニルアルコール水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００５８】
濾過されたポリビニルアルコール水溶液の量が５３０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３００ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が３６１．４ｇで、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ２９．７ｍｍの円盤状であった。
【００５９】
［比較例３］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏１４０ｇを採取し、酢酸ビニル（モビリスパウダーＤＭ２００  クラリアントポリマー製）の濃度３重量％水溶液５６０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰な酢酸ビニル水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００６０】
濾過された酢酸ビニル水溶液の量が４２０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間に酢酸ビニル水溶液１４０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。
作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が１２９．５ｇで、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３４．０ｍｍの円盤状であった。
【００６１】
［比較例４］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏４５０ｇを採取し、酢酸ビニル（モビリスパウダーＤＭ２００  クラリアントポリマー製）の濃度１５重量％水溶液５６０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰な酢酸ビニル水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００６２】
濾過された酢酸ビニル水溶液の量が４２０ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間に酢酸ビニル水溶液１４０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が４２９．８ｇで、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３３．８ｍｍの円盤状であった。
【００６３】
［比較例５］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏２００ｇを採取し、ポリアクリルアミド（ＳＰ−６７  三井東圧化学製）の濃度１重量％水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリアクリルアミド水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００６４】
濾過されたポリアクリルアミド水溶液の量が５００ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３３０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が１７７．４ｇで、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３０．６ｍｍの円盤状であった。
【００６５】
［比較例６］
前記繊維状二水石膏の製造例で製造した繊維状二水石膏４００ｇを採取し、ポリアクリルアミド（ＳＰ−６７  三井東圧化学製）の濃度５重量％水溶液８３０ｍｌを繊維状二水石膏に散布・含浸した後、直径１５２ｍｍのブフナーロートと直径１５０ｍｍの濾紙を使用して、過剰なポリアクリルアミド水溶液を濾過して繊維状二水石膏繊維から除去した。
【００６６】
濾過されたポリアクリルアミド水溶液の量が５００ｍｌとなった時点で濾過を停止し、繊維状二水石膏繊維間にポリビニルアルコール水溶液３３０ｍｌを残存させた。その後、７０℃に設定した乾燥機内で乾燥し、繊維状石膏成形吸音体を作製した。作製された繊維状石膏成形吸音体は、重量が４１２．２ｇで、形状は直径１５２ｍｍ、厚さ３０．７ｍｍの円盤状であった。
【００６７】
［比較例７ないし９］
比較例７ないし９には、それぞれ市販石膏ボード、市販石綿セメントパーライト板及び市販発泡ウレタンフォームボードを使用した。
【００６８】
［各種性能の測定］
上記作製方法により得た実施例１〜６及び比較例１〜６の繊維状石膏成形吸音体、並びに市販の建材を試験体として、空隙容積率、曲げ強度及び吸音率の測定を行った。それらの測定方法は以下のとおりである。また、それらの測定結果は表１に示すとおりである。
【００６９】
［空隙容積率の測定］
空隙容積率の測定は、以下のとおり行った。前記各実施例及び比較例の試験体を縦、横、高さをそれぞれ２０×２０×２０ｍｍ（容積８ｍｌ）となるように切り出した。容器にメタノールを満たしておき、これに各試験体を静かに沈めていった。試験体全体が沈んだ状態となったときに、容器の外にあふれたメタノールの容積を測定し、次式から空隙容積率Ｖｒを求めた。なおＡは、測定したメタノールの容積（ｍｌ）を示すものである。
Ｖｒ（％）＝（８−Ａ）×１００／８
【００７０】
［曲げ強度の測定］
前記各実施例及び比較例の試験体を縦、横、高さそれぞれを３０×３０×１５０ｍｍの柱状に切り出し、これを下面の二点（間隔１００ｍｍ）で支えておいて、この二点の中央一点を２ｍｍ／分で押し下げて荷重をかけ、破断または屈曲したときの最大荷重を曲げ強度とした。
【００７１】
［吸音率の測定］
吸音率は、インピーダンス管による吸音率（ＪＩＳ  Ａ  １４０５「インピーダンスの測定−定在波法」を使用）により、気温２０℃湿度５０％における値を測定した。
【００７２】
【表１】
2004151207.tif 000002
【００７３】
この表から、本発明の繊維状石膏成形吸音体は、石膏ボード、石綿セメントパーライト板、発泡ウレタン断熱ボード等よりも吸音性能が優れていることが判る。また、実施例と同じ繊維状二水石膏を用いて成形体を作製したが、空隙容積率が７５％を下回っている比較例２、４及び６は、石膏ボード、石綿セメントパーライト板、発泡ウレタン断熱ボード等と大差ない吸音率であった。また、空隙容積率が、９０％を超えている比較例１、３及び５では、曲げ強度が０．３ＭＰａを下回っており、手で少し強く押しただけでも一部が欠損してしまい、実用的な強度を有していなかった。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によって得られる繊維状二水石膏を主体とする繊維状石膏成形吸音体は、その空隙容積率が７５〜９０％と高く、吸音率は、従来の石膏ボード、石綿セメントパーライト板、発泡ウレタン断熱ボード等の４〜７倍であり、吸音性能が優れており、さらに高い空隙容積率であるにもかかわらず実用強度を保持している。前述のとおりであるから、本発明の繊維状石膏成形吸音体は、軽量で吸音特性に優れており建築材料への応用が可能である。
【００７５】
また、本発明の繊維状石膏成形吸音体は、石膏を主成分としており、有機物を含有するものの、その含有量を事実上１５％以上にすることは難しく、無意味なので、該含有量は少く高い難燃性を有しており、かつ高い空隙容積率を持つことから高い断熱性も期待できる。さらに、軽量であるから運搬の作業性もよく、材料が石膏であるから現場での切断や切削も容易であり、施工時の作業性も良好である。しかも、その原料には、排脱石膏あるいは各種副生石膏等を利用できることから、資源の活用の点からも非常に有効である。