CN100500607C - 挤出成形木质水泥板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是在挤出成形水泥板中尽可能多的使用木质水泥板废材粉碎物。本发明提供了一种挤出成形木质水泥板，其是通过对以水泥、木质纸浆、木质水泥板废材粉碎物为主的原料混合物和水的混炼物挤出成形而制成的，其中所述木质水泥板废材粉碎物分级成粒度为75～1000μm的粗粉碎物和粒度低于75μm的细粉碎物，并设定使得所述原料混合物中所述粗粉碎物的添加混合量为10～20质量%，所述细粉碎物的添加混合量为10～25质量%，并且所述粗粉碎物和所述细粉碎物的合计量达20～45质量%。本发明还提供了所述挤出成形木质水泥板的制造方法。

Description

挤出成形木质水泥板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种以挤出成形而制成的木质水泥板及其制造方法。

背景技术

以往，例如使用于外墙材料的木质水泥板，是通过对水泥和木质纸浆为主的原料混合物和水的混炼物以平板形状挤出成形的方法而制造。

在上述挤出成形水泥板中，以再利用木质水泥板，特别是再利用挤出成形水泥板的废材粉碎物作为原料的一部分较为理想(例如，参照日本专利特开平8-229913号公报，日本专利第2910285号公报，日本专利第3023057号公报，日本专利第3325005号公报，日本专利特开2001-139363号公报)。

例如在日本专利特开平8-229913号公报中，作为挤出成形木质水泥板的细骨料是使用对挤出成形木质水泥板废材粉碎物已施以防止吸水处理的材料。

以往，作为挤出成形木质水泥板的原料，如再利用木质水泥板废材粉碎物时，添加量一旦不在20质量％以下，作为该木质水泥板废材粉碎物主成分的木质成分因吸收包含在原料混合物和水的混炼物中的水分，所以如果不使水的比率增大，挤出成形性就会恶化。但是如果使水的比率增大，产品的比重就变小，所以就有物性劣化的问题。

发明内容

作为解决上述问题的方法，本发明是提供一种挤出成形木质水泥板，该挤出成形木质水泥板是通过对以水泥、木质纸浆、木质水泥板废材粉碎物为主的原料混合物和水的混炼物挤出成形而制成的，其中所述木质水泥板废材粉碎物分级成粒度为75～1000μm的粗粉碎物和粒度低于75μm的细粉碎物，并设定使得所述原料混合物中所述粗粉碎物的添加混合量为10～20质量％，所述细粉碎物的添加混合量为10～25质量％，并且所述粗粉碎物和所述细粉碎物的合计量达20～45质量％。

所述木质水泥板废材粉碎物为添加有微细木质材料的木质水泥板较为理想，并且所述木质水泥板废材粉碎物通过锤磨机以一次粉碎至粒度为3mm以下，再用辊磨机对该一次粉碎物二次粉碎至粒度为1mm以下，然后通过分级该二次粉碎物，分成粗粉碎物和细粉碎物较为理想。

并且本发明还提供一种挤出成形木质水泥板的制造方法，其是通过把含有水泥、木质水泥板废材粗粉碎物的原料混合物和水混炼为一次混炼物，再在该一次混炼物中添加木质水泥板细粉碎物并混炼为二次混炼物，然后对该二次混炼物挤出成形，并使所得挤出成形物熟化硬化。

粒度为75～1000μm的粗粉碎物含有大量木质成分，而且废材中的木质成分因几乎排出了阻碍水泥硬化的物质，所以不阻碍水泥硬化，因而该粗粉碎物通过其所含有的木质成分而具有增强效果。

如再用辊磨机进行二次粉碎，水泥未硬化部分就会露出于粒子的外侧，因而粗粉碎物具有反应性，并一定程度的参与挤出成形体的硬化。

再有，在以辊磨机进行的二次粉碎中，粗粉碎物中的木质成分纤维化，增强效果提高。

粒度低于75μm的细粉碎物进入挤出成形体的细孔或粗粉碎物之间，抑制成形体的吸水性，以此抑制成形体的膨胀或收缩，所以使尺寸稳定性提高。并且细粉碎物通过其进入成形体的细孔或粗粉碎物之间，在成形体内均匀分散，成形体的强度分布变得均匀，使得成形体稳定化。

在一次混炼物中混合有粗粉碎物，该粗粉碎物吸收并保持一次混炼物中的水分。在该一次混炼物中如添加细粉碎物并混炼，该粗粉碎物中的水分就转移到该细粉碎物中，该细粉碎物集中在该粗粉碎物的周围，通过该细粉碎物介于该粗粉碎物之间而提高二次混炼物的流动性，改善挤出成形性，防止挤出成形体的表面性恶化。该细粉碎物与该粗粉碎物相比，因其木质成分少、吸水性低，所以与只添加粗粉碎物时相比，能减少水的比率，抑制成形体的物性劣化。

以下详细说明本发明。

具体实施方式

使用于本发明的水泥，例如有：硅酸盐水泥，或者于硅酸盐水泥中混合了高炉矿渣的高炉矿渣硅酸盐水泥，混合了粉煤灰的粉煤灰水泥，混合了火山灰或白士等硅石物质的硅石水泥，矾土水泥，高炉矿渣水泥等。

使用于本发明的木质纸浆，可使用亚硫酸纸浆、烧碱法纸浆、牛皮纸浆等化学纸浆和机械纸浆中的任何一种，该木质纸浆较理想的纤维长度是0.5～1.0mm。再有，作为较理想的木质纸浆是将含水率为30～50质量％的块状纸浆粉碎，并将该含水率调整至20～35质量％的纸浆。所谓块状纸浆是指在制纸工程的途中，将非片状的立体块状纸浆脱水后所得物。块状纸浆的种类是阔叶树的漂白硫酸盐浆(LBKP)较为理想，也可适量混入针叶树的漂白硫酸盐浆(NBKP)。

块状纸浆如果是上述范围的含水率，用锤磨机粉碎较好，这样就容易进行粉碎、打浆，使纸浆细纤维化。该块状纸浆与干燥纸浆相比，因其比重小，所以容易粉碎，使粉碎时间缩短。

另外，如使所得木质纸浆具有上述范围的含水率，原料混炼物中的分散性就变得良好，且混炼物在挤出成形时具有适度的流动性。

再有，通过使该木质纸浆的纤维长度为上述范围，就能充分发挥增强效果，且混炼物中的分散性也良好，也能使挤出成形性提高。

上述木质纸浆的水分调整，通常以送风干燥，如有必要通过热风干燥进行。

除上述成分以外，在本发明中，例如亦可添加：石英粉，硅砂，硅石的粉末，水玻璃，硅藻土，白云石，二氧化硅颗粒(silica hume)，高炉矿渣，粉煤灰(火山灰)，Silasballon(商品名)，珠光体等含有硅酸的物质。

在本发明中，作为原料也可使用木质水泥板废材粉碎物。所谓木质水泥板就是含有木片、木质纤维束、木质纸浆、木毛、木粉等木质成分作为增强材料的水泥板，该木质水泥板在外墙材料等建筑板中大量使用，最近正在专注研究其废材的再利用。然而最有可能的再利用是把该废材粉碎物作为木质水泥板的原料来使用。为了提高再利用效率，是在木质水泥板的原料混合物中尽可能多的添加该废材粉碎物。

在此，于本发明中，例如以锤磨机一次粉碎至粒度为3mm以下，然后以辊磨机将该一次粉碎物二次粉碎至粒度为1mm以下，最后以筛分等将该二次粉碎物分级成粒度为75μm(200目)～1000μm(16目)的粗粉碎物和粒度低于75μm(200目)的细粉碎物。为了提高该废材粉碎的效率，作为废材以选择含有木质纸浆或木粉那样微细木质成分的木质水泥板的废材较为理想。

包含于该废材中的木质成分因为不易细粉碎，所以在粗粉碎中的含量比较多，而无机成分因为易细粉碎，所以在细粉碎物中只含有比较少量的木质成分。

如用辊磨机进行二次粉碎，在粗粉碎物中水泥的未硬化部分露出于外侧，而且该粗粉碎物中的木质成分纤维化。因而该粗粉碎物就有可能和水泥一起参与硬化反应，并且还具有增强效果，所以能够节约添加在这部分原料混合物中的木质纸浆的添加量。

因而如下所述，本发明的废材粉碎物能够在挤出成形木质水泥板的原料混合物中的添加混合量为20质量％以上。

在本发明的挤出成形木质水泥板中亦可再添加吸水性聚合物，羧基甲基纤维素、甲基纤维素、甲氧基纤维素、乙氧基纤维素、藻酸盐、聚丙烯酸酯等水溶性高分子，塑料发泡体粉碎物，塑料发泡性珠粒的预发泡体，塑料发泡性珠粒的完全发泡体，防水剂，疏水剂，颜料，染料等。

一般上述木质纸浆在原料混合物中设定在10质量％以下，水泥和含有硅酸的物质的质量比设定在50:50～70:30左右。并且木质水泥板废材粉碎物的粗粉碎物在原料混合物中添加10～20质量％，细粉碎物在原料混合物中添加10～25质量％，且所述废材粉碎物合计添加20～45质量％。

为使木质水泥板轻量化以添加塑料发泡体较为理想。此类塑料发泡体是作为塑料发泡体，特别是作为塑料发泡体废弃物的粉碎物，塑料发泡性珠粒的预发泡体，塑料发泡性珠粒的完全发泡体等来添加。作为上述塑料发泡体，例如有：聚苯乙烯发泡体，聚乙烯发泡体，聚丙烯发泡体，酚树脂发泡体，蜜胺树脂发泡体等。

为使挤出成形时的成形性提高，以添加水溶性高分子改善混炼物的流动性，添加吸水性聚合物加大混炼物的保水性较为理想。

在上述原料混合物中加水混炼时，对于100质量份原料混合物，水的添加量通常为40～70质量份。

上述混炼物充填于挤出机中，并从该挤出机的口模以板状挤出，挤出压力通常设定在0.5～3MPa的范围。然后在100℃以下的加温加湿状态下对挤出成上述板状的成形物进行一次熟化后，再以100℃以上的高温高压蒸汽进行二次熟化，并进行适当的干燥。

以下记述本发明的实施例。

实施例

用锤磨机将含有木质纸浆的挤出成形木质板废材一次粉碎至粒径为3mm以下，然后再用辊磨机二次粉碎至粒径为1mm以下，最后以筛分分级成粗粉碎物和细粉碎物。

粗粉碎物    75μm(200目)～1000μm(16目)

            平均粒径    80～100μm

            木质成分    15～40质量％

            无机成分    60～85质量％

            粒度分布

            16～50目    5～15质量％

            50～100目   15～25质量％

            100～200目  25～70质量％

            200～300目  10～25质量％

细粉碎物    低于75μm(200目)

            平均粒径    20～40μm

            木质成分    10～20质量％

            无机成分    80～90质量％

            粒度分布

            50～200目   10～20质量％

            200～300目  20～40质量％

            低于330目   40～70质量％

使用上述废材粗粉碎物和细粉碎物并调制成如表1所配合的原料混合物。再作成作为比较例的不含木质水泥板废材粉碎物的比较例1，添加量为20质量％以下的比较例2，只添加粗粉碎物的比较例3，添加量为45质量％以上的比较例4。

以挤出压力为1MPa对上述原料混炼物挤出成形，然后在60℃的加温加湿状态下对挤出成形体进行8小时的一次熟化后，再在高压釜内，在160℃下，进行持续5小时的二次熟化，之后再用120℃的干燥机干燥数小时，由此制得挤出成形木质水泥板。该木质水泥板的物性测定结果如表1所示。

[表1]

如参照表1，可见实施例1，2，3，4的样品的任何一种和不含木质水泥板废材粉碎物的比较例1的样品或含有20质量％以下(10质量％)的木质水泥板废材粉碎物的比较例2的样品具有同等的物性。另一方面可以认定，只含有粗粉碎物的比较例3的样品与实施例1，2，3，4的样品以及比较例1，2的样品相比，其比重较小且各物性、特别是表面性降低，含有45质量％以上(51质量％)的比较例4的样品与实施例1，2，3，4的样品相比，各物性显著降低。

在本发明中，提供一种能大量混合木质水泥板废材粉碎物的挤出成形木质水泥板。

Claims (4)

1.一种挤出成形木质水泥板，其是通过对以水泥、木质纸浆、木质水泥板废材粉碎物为主且还添加有含有硅酸的物质的原料混合物和水的混炼物挤出成形而制成的，其中所述木质水泥板废材粉碎物分级成粒度为75～1000μm的粗粉碎物和粒度低于75μm的细粉碎物，并设定使得所述原料混合物中所述粗粉碎物的添加混合量为10～20质量％，所述细粉碎物的添加混合量为10～25质量％，并且所述粗粉碎物和所述细粉碎物的合计量达20～45质量％；所述木质纸浆在原料混合物中设定在10质量％以下；所述水泥和所述含有硅酸的物质的质量比设定在50:50～70:30；所述水的添加量设定为，相对于100质量份原料混合物为40～70质量份。

2.如权利要求1所述的挤出成形木质水泥板，其中所述的木质水泥板废材粉碎物是含有微细木质材料的木质水泥板的废材粉碎物。

3.如权利要求1或2所述的挤出成形木质水泥板，其中所述的木质水泥板废材粉碎物通过锤磨机一次粉碎至粒度为3mm以下，再用辊磨机对所述一次粉碎物二次粉碎至粒度为1mm以下，然后通过分级所述二次粉碎物，分成所述粗粉碎物和所述细粉碎物。

4.如权利要求1或2所述的挤出成形木质水泥板的制造方法，其特征在于，把含有水泥、含有硅酸的物质、木质纸浆和木质水泥板废材粗粉碎物的原料混合物和水混炼为一次混炼物，再在所述一次混炼物中添加木质水泥板细粉碎物并混炼为二次混炼物，然后对所述二次混炼物挤出成形，并使所得挤出成形物熟化硬化。