CN102206957B - 木质水泥板的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在10MPa以下的冲压压力下也可制造且表面的设计性、弯曲强度、长期耐久性好的木质水泥板及其制造方法。该木质水泥板是层叠多个由水泥、硅酸含有物、木质纤维和木粉形成的层而构成的，水泥和硅酸含有物的质量比是3∶7～7∶3，木粉为0.3～1.5mm，且由钙覆盖，木质纤维和木粉的含有量相对于全部固形成分为9质量％以下，并且在表面具有凹凸图案。木质水泥板的制造方法由以下工序构成：将0.3～1.5mm的木粉与水泥组成物、或者与水泥、或者与将料浆脱水后的水混合，在特定的固形成分浓度的水中搅拌，在此由钙覆盖的工序；制造料浆的工序；制造层叠垫的工序；以10MPa以下的压力冲压形成凹凸图案且养护的工序。

Description

木质水泥板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种适用于建筑板的木质水泥(cement)板以及其制造方法。

背景技术

现有存在一种木质水泥板，其以水泥等水硬性无机粉体和木质纸浆(pulp)纤维等木质纤维为主成分。由于该木质水泥板比重高、弯曲强度等物性优越，所以作为内壁材、外壁材等建筑板使用。

木质水泥板要求在表面设置深的凹凸图案以提高设计性。但是，当在表面设置深的凹凸图案时，在凹凸图案的边角部或深的弯曲部分产生裂缝，从而强度变弱，当经过长期后容易产生弯曲。

因此，在专利文献1中公开一种制造方法，其通过抄制含有水硬性无机粉体和木质纸浆纤维的料浆(slurry)来形成抄制垫(抄造マット)，层叠多层该抄制垫制成层叠垫，对在使该层叠垫的含水率为70～100重量％的状态下在该层叠垫表面形成凹凸图案的型板进行压紧，以15MPa以上的高压冲压，然后通过养护硬化，防止在凹凸图案的边角部或深的弯曲部分产生裂缝。根据专利文献1，防止在凹凸图案的边角部或深的弯曲部分产生裂缝。但是，由于必须在15MPa以上的高压下冲压，所以需要高压的冲压，设备费变高。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2002—321212号公报

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种木质水泥板及其制造方法，所述木质水泥板即使在10MPa以下的冲压压力下也可以制造，并且表面的设计性、弯曲强度和长期耐久性好。

本发明提供一种在表面具有凹凸图案的木质水泥板。本发明的木质水泥板是层叠多个由水泥、硅酸含有物、木质纤维和木粉形成的层而构成的，含有的该水泥和该硅酸含有物的质量比是3∶7～7∶3，该木粉为0.3～1.5mm，且由钙覆盖，该木质纤维和该木粉的含有量相对于该木质水泥板的全部固形成分为9质量％以下。优选该木粉的含有量相对于该木质水泥板的全部固形成分为1～3质量％，更优选相对于该木质水泥板的全部固形成分为1～2质量％。

此外，在本发明中，也提供一种制造在表面具有凹凸图案的木质水泥板的方法。该制造方法由以下工序构成：由钙覆盖木粉的工序；将得到的木粉、水泥、硅酸含有物和木质纤维混合从而制造料浆的工序；将得到的料浆脱水从而制造抄制片的工序；将得到的抄制片层叠，从而制造层叠垫的工序；将得到的层叠垫在10MPa以下的压力下冲压而形成凹凸图案，并且养护的工序。由钙覆盖木粉的工序是通过以下任意一个方法来进行的：通过在水中添加木粉和水泥组成物的粉碎物，并在固形成分浓度为8～20质量％的状态下混合来进行；或者通过在水中添加木粉和水泥，并在固形成分浓度为3～10质量％的状态下混合来进行；又或者通过在将料浆脱水后的水中添加木粉，并在固形成分浓度为3～10质量％的状态下混合来进行。并且，在由钙覆盖木粉的工序中，使用0.3～1.5mm的木粉。此外，在由钙覆盖木粉的工序中，优选该木粉和水泥组成物的质量比为1∶7～1∶20，或者，优选相比于该木粉添加更多的水泥。进而，优选木粉与水泥组成物，或者与水泥，又或者与将料浆脱水后的水的混合进行60秒以上。在制造料浆的工序中，使该料浆中的水泥和硅酸含有物的质量比为3∶7～7∶3，使木质纤维和木粉的量相对于全部固形成分为9质量％以下。该木粉的量优选相对于全部固形成分为1～3质量％，更优选相对于该木质水泥板的全部固形成分为1～2％质量。

发明效果

根据本发明，可以提供一种木质水泥板及其制造方法，所述木质水泥板即使在10MPa以下的冲压压力下也可以制造，并且表面的设计性、弯曲强度和长期耐久性好。

具体实施方式

以下具体说明本发明的实施方式。

本发明的木质水泥板是层叠多个由水泥、硅酸含有物、木质纤维和木粉形成的层而形成的。

作为水泥，有硅酸盐水泥、快硬水泥、矾土水泥、粉煤灰水泥、高炉矿渣水泥、火山灰水泥、白水泥等。在本发明中，在这些物质中，可以仅含有任意一种，也可以含有两种以上。

作为硅酸含有物，有石英砂、硅石粉、硅粉、硅石烟雾、粉煤灰、高炉矿渣、火山灰质砂质土球(シラスバル一ン)、珍珠岩、硅藻土、白云石等。在本发明中，在这些物质中，可以仅含有任意一种，也可以含有两种以上。

作为木质纤维，有废纸、未漂白针叶牛皮纸浆(針葉樹未晒しクラフトパルプ)(NUKP)、漂白针叶牛皮纸浆(針葉樹晒しクラフトパルプ)(NBKP)、未漂白阔叶牛皮纸浆(広葉樹未晒しクラフトパルプ)(LUKP)、漂白阔叶牛皮纸浆(広葉樹晒しクラフトパルプ)(LBKP)等。在本发明中，在这些物质中，可以仅含有任意一种，也可以含有两种以上。此外，当使用由圆盘精研机等打浆机打浆从而制成加拿大标准游离度(Canadian freeness)500ml以下的木质纤维时，由于强度等物性提高，所以优选。

木粉为0.3～1.5mm的尺寸。木粉可以将从森林采伐的木材粉碎来制造，但是也可以通过将间伐材、或在柱材的制造中产生的端材、木材的废材等粉碎来制造。

在本发明中，作为原料之一，也可以使用水泥组成物。作为水泥组成物，有在制造工序中产生的硬化前的木质水泥板的不良板、硬化后的木质水泥板的不良板、在建筑工地产生的木质水泥板的端材、废材等。都通过冲击式粉碎机以及/或者摩擦式粉碎机粉碎为50～150μm来使用。通过使用该水泥组成物，可以令制造成本便宜，并且可以减少工业废弃物。

作为木质水泥板的上述之外的原料，有氯化钙、氯化镁、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝、铝酸钠、铝酸钾、甲酸钙、醋酸钙、丙烯酸钙、水玻璃等硬化促进剂，或者云母、膨润土、蛭石等矿物粉末，或者焊锡(ロ ウ)、蜡、石蜡、硅、琥珀酸、高级脂肪酸的金属盐等的防水剂、不沾水剂，或发泡性热可塑性塑料珠、塑料发泡体等，或尼龙、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、丙烯酸纤维、聚氨酯纤维、玻璃纤维等化学纤维，或聚乙烯醇、羧甲基纤维素等水性糊料、苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸树脂乳剂等合成树脂乳剂的强化剂。

并且，本发明的木质水泥板含有3∶7～7∶3的质量比的水泥和硅酸含有物，含有9质量％以下的木质纤维和木粉。

在质量比3∶7～7∶3的范围内含有水泥和硅酸含有物，只要在该范围内，木质水泥板可以显现足够的强度，并且也可以得到足够的弯曲，在操作性、打钉性等上也没有问题。当不在该范围时，木质水泥板不显现强度而变脆，或者比重变高并且弯曲变少，坚硬且重，难于搬运，在操作性、打钉性等上产生问题。

含有9质量％以下的木质纤维和木粉，当比9质量％多时，当在10MPa以下的压力下冲压时，不能充分将表面成形，从而在凹凸图案的边角部或深的弯曲部分上容易产生裂缝。当木质纤维为4～8质量％，木粉为1～3质量％时，所得的木质水泥板由于在强度等物性或表面的设计性上特别好而优选。尤其，当木粉相对于该木质水泥板的全部固形成分为1～2质量％时，在强度等物性上更好而优选。

并且，本发明的木质水泥板可以通过湿式制法来制造。

本发明的制造方法由以下工序构成：由钙覆盖木粉的工序；将得到的木粉、水泥、硅酸含有物和木质纤维混合从而制造料浆的工序；将得到的料浆脱水从而制造抄制片的工序；将得到的抄制片层叠，从而制造层叠垫的工序；将得到的层叠垫在10MPa以下的压力下冲压而形成凹凸图案，并且养护的工序。

由钙覆盖木粉的工序通过以下任意一个来进行，通过在水中添加木粉和水泥组成物的粉碎物，在固形成分浓度为8～20质量％的状态下混合来进行；或者通过在水中添加木粉和水泥，在固形成分浓度为3～10质量％的状态下混合来进行；又或者通过在将料浆脱水了的水中添加木粉，在固形成分浓度为3～10质量％的状态下混合来进行。之所以使混合了木粉和水泥组成物的粉碎物的水的固形成分浓度为8～20质量％，使混合了木粉 和水泥的水的固形成分浓度为3～10质量％，使将料浆脱水了的水和木粉的固形成分浓度为3～10质量％，是因为该浓度适合于由钙覆盖木粉，并且，容易操作。即，水泥组成物因组成的不同而钙的熔析(溶出)程度不同，但是由于与水泥相比钙的熔析少，所以与水泥相比需要提高固形成分浓度，为了由钙覆盖木粉，需要使固形成分浓度为8质量％以上。但是，当固形成分浓度超过20质量％时，由于流动性不好，不易操作，所以使固形成分浓度为8～20质量％。另一方面，水泥由于钙的熔析比水泥组成物多，所以不需要使固形成分浓度高于10质量％，但是当比3质量％少时，由于不能由钙充分覆盖木粉，所以设固形成分浓度为3～10质量％。并且，将料浆脱水后的水已经有钙熔析，不需要使固形成分浓度高于10质量％，但是当比3质量％少时，由于不能由钙充分覆盖木粉，所以设固形成分浓度为3～10质量％。

并且，木粉不管在什么情况下都使用0.3～1.5mm的大小的木粉。之所以使用0.3～1.5mm的大小的木粉，是因为当不在该范围时，所得的木质水泥板不能得到足够的物性或表面的造形性。

相对于木质水泥板的全部固形成分，木粉的量与木质纤维一起为9质量％，但是优选为1～3质量％，更优选为1～2质量％。

此外，在通过在水中添加并混合木粉和水泥组成物的粉碎物从而进行由钙覆盖木粉的工序的情况下，当该木粉和该水泥组成物的质量比为1∶7～1∶20时，由于该木粉容易被钙覆盖，并且得到的木质水泥板能得到足够的强度，所以优选。在通过在水中添加并混合木粉和水泥从而进行由钙覆盖木粉的工序的情况下，当该水泥的量多于该木粉的量时，由于该木粉容易被钙覆盖，并且得到的木质水泥板能得到足够的强度，所以优选。

进而，当将木粉与水泥组成物、或者水泥、或者将料浆脱水后的水进行60秒以上混合时，由于该木粉被钙可靠地覆盖，所以优选。并且，对于木粉和水泥组成物、或者和水泥的混合的顺序，先添加木粉也可以，后添加木粉也可以。

下面的制造料浆的工序是通过混合得到的木粉、水泥、硅酸含有物和木质纤维来进行。水泥、硅酸含有物和木质纤维可以在粉体(干燥)状态下添加，也可以预先将各原料混合到另外的水中之后再添加，进行调整使 得料浆的固形成分浓度为20质量％以下。之所以使料浆的固形成分浓度为20质量％以下，是因为当比20质量％多时，在将料浆脱水时花费时间，在被脱水的抄制片上容易产生裂缝，存在很难抄制等问题。

在对得到的料浆进行脱水从而制造抄制片的工序中，使用毡(felt)、金属网等，将料浆分离为水和固形物。具体地说，可以通过在毡上使料浆流下，从而将料浆脱水的方法进行，或通过由圆形的金属网筛过料浆而脱水的方法等来进行。

制造层叠垫的工序是通过在得到的抄制片上层叠其他的抄制片来进行的。抄制片的层叠方法，可以通过在抄制片的运送方向上，准备多个制造抄制片的装置，对在各装置中被制造的抄制片进行层叠的方法，或者通过将抄制片卷绕在辊筒上而层叠，在得到规定的厚度后则从该辊筒卸下的方法等来进行。

在得到的层叠垫上形成凹凸图案并养护的工序，是通过将层叠垫在1～10MPa的压力下冲压，然后，通过以60～90℃在5～10小时的条件下进行一次养护，进而自然养护，或者蒸汽养护，或者高压灭菌器养护来进行。并且，当冲压时，在层叠垫的上面或者下面配置型板，在层叠垫的表面形成凹凸图案。此外，在高压灭菌器养护的情况下的条件为在120℃以上、以0.5MPa以上的压力下7～15小时。

下面，列举本发明的实施例。

将间伐材粉碎，制造平均1.0mm的尺寸的木粉，将得到的木粉添加到水中。接着，将硬化后的木质水泥板的不良板粉碎并制成平均粒径100μm的尺寸，将得到的木质水泥板的粉碎品添加到加入了木粉的水中，混合60秒。该水的固形成分浓度为15质量％。在像这样得到的水中添加硅酸盐水泥、高炉矿渣、珍珠岩、加拿大标准游离度500ml的未漂白针叶牛皮纸浆、废纸和另外的水，并且进行混合从而得到料浆。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示，该料浆的固形成分浓度为15质量％。使该料浆在脱水毡上流下而进行脱水，同时赋形为抄制片，用辊筒层叠6层该抄制片从而得到层叠垫。对该层叠垫实施冲压压力2.5MPa、冲压时间7秒的冲压，以4mm的深度在表面形成角度为55°的图案块。然后，在70℃下蒸汽养护，得到实施例1的木质水泥板。

使木粉的添加量相对于全部固形成分为2质量％，减少废纸来制造木质水泥板，减少的量相应为木粉的增加部分，得到实施例2的木质水泥板。并且，全部木粉最初都添加到水中，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他条件与实施例1相同。

改变木质水泥板的粉碎品的添加量来制造木质水泥板，得到实施例3的木质水泥板。各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。并且，木质水泥板的粉碎品全部在木粉之后添加到水中。其他条件与实施例1相同。

添加木质水泥板的粉碎品，接着添加木粉来制造木质水泥板，得到实施例4的木质水泥板。并且，木质水泥板的粉碎品全部在木粉之前添加到水中，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他条件与实施例1相同。

将硬化后的木质水泥板的不良板改变为硬化前的木质水泥板的不良板来制造木质水泥板，得到实施例5的木质水泥板。并且，硬化前的木质水泥板的不良板也将平均粒径粉碎成100μm那样来使用，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他条件与实施例1相同。

改变木粉的添加量使其相对于全部固形成分为2质量％，来制造木质水泥板，得到实施例6的木质水泥板。并且，木粉全部最先添加到水中，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他条件与实施例5相同。

添加并混合木粉的水使用将料浆脱水后的水，改变该水的固形成分浓度，使该浓度为4质量％，并且与其他的原料在同时刻添加木质水泥板的粉碎品，制造木质水泥板，得到实施例7的木质水泥板。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他条件与实施例1相同。

改变木粉的添加量，使木粉的添加量相对于全部固形成分为2质量％，来制造木质水泥板，得到实施例8的木质水泥板。并且，木粉全部最初添加到将料浆脱水后的水中，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他条件与实施例7相同。

在水中添加木粉之后，添加该木粉的加倍的量的硅酸盐水泥，混合60秒。并且，该水的固形成分浓度为10质量％。接着，添加将硬化后的木质 水泥板的不良板粉碎而得到的平均粒径100μm的木质水泥板的粉碎品、硅酸盐水泥、高炉矿渣、珍珠岩、加拿大标准游离度500ml的未漂白针叶牛皮纸浆、废纸和另外的水，进行混合从而得到料浆。即，硅酸盐水泥和木粉一起添加，并且在制造料浆时也要进一步添加。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。其他在与实施例1相同的条件下制造木质水泥板，得到实施例9的木质水泥板。

将硅酸盐水泥、高炉矿渣、珍珠岩、加拿大标准游离度500ml的未漂白针叶牛皮纸浆、废纸和硬化后的木质水泥板的粉碎品添加到水中，进行混合，从而得到不含木粉的料浆。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示，固形成分浓度为15质量％。对得到的料浆在与实施例1相同的条件下制造木质水泥板，得到比较例1的木质水泥板。

在添加了木粉之后，立即添加其他的原料，除此之外，在与实施例1相同的条件下制造木质水泥板，得到比较例2的木质水泥板。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。

使木粉的添加量相对于全部固形成分为2质量％，减少废纸，减少量相应地为木粉的增加部分，除此之外，在与比较例2相同的条件下制造木质水泥板，得到比较例3的木质水泥板。并且，木粉全部最先添加到水中，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。

除了将含有木粉和木质水泥板的粉碎品的水的固形成分浓度改变为2质量％之外，在与实施例2相同的条件下制造木质水泥板，得到比较例4的木质水泥板。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。

除了将木粉的尺寸改变为平均2.0mm之外，在与实施例2相同的条件下制造木质水泥板，得到比较例5的木质水泥板。并且，各原料相对于料浆的全部固形成分的比例如表1所示。

并且，对得到的实施例1～9以及比较例1～5的各木质水泥板，测量比重、厚度、弯曲强度、长期耐久性，并且确认了各木质水泥板的表面的造形性，其结果如表1所示。其中，弯曲强度基于JIS A 1408测量。关于长期耐久性，在将30cm角的木质水泥板的端部浸入水中4小时后，在充满二氧化碳的密闭容器内放置4小时，然后，以16小时且在80℃下干燥， 将上述工作设为1次循环，确认进行了10次循环后的木质水泥板的状况，在弯曲小于0.5mm的情况下评价为“○”，在0.5～1.0mm的情况下评价为“△”，在产生了1.0mm以上的弯曲的情况下评价为“×”。关于表面的造形性，确认在各木质水泥板的表面上形成的图案块的状态，在不存在裂缝的情况下评价为“○”，在存在裂缝的情况下评价为“×”。

表1

实施例1～9的木质水泥板，弯曲强度好，并且长期耐久性和表面的造形性为“○”，在长期耐久性和表面的造形性上优越。

另一方面，不含有木粉的比较例1的木质水泥板，长期耐久性为“△”，表面的造形性为“×”，在长期耐久性和表面的造形性上差。

在添加了木粉之后，立即添加其他的原料的比较例2的木质水泥板，与相同配合的实施例1的木质水泥板相比，弯曲强度低，并且，长期耐久性和表面的造形性为“×”，在长期耐久性和表面的造形性上差。该倾向即使在将木粉的添加量改变成相对于全部固形成分为2质量％的比较例3中也相同。即，比较例3的木质水泥板与相同配合的实施例2相比，弯曲强度低，并且，长期耐久性和表面的造形性为“×”，在长期耐久性和表面的造形性上差。

使含有木粉和木质水泥板的粉碎品的水的固形成分浓度为2质量％的比较例4的木质水泥板，与相同配合的实施例2相比，弯曲强度低，并且，长期耐久性和表面的造形性为“×”，在长期耐久性和表面的造形性上差。

木粉的尺寸为平均2.0mm的比较例5的木质水泥板，与相同配合的实施例2相比，弯曲强度低，并且，长期耐久性和表面的造形性为“×”，在长期耐久性和表面的造形性上差。

以上关于本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明不限定于此，在权利要求记载的范围内可以实施各种的变形态。

工业实用性 

如以上说明那样，根据本发明，可提供一种木质水泥板及其制造方法，所述木质水泥板即使在10MPa以下的冲压压力下也可以制造，并且表面的设计性、弯曲强度、长期耐久性好。

Claims (7)

1.一种木质水泥板的制造方法，其特征在于，其由如下工序构成：

由钙覆盖木粉的工序；

将得到的木粉、水泥、硅酸含有物和木质纤维混合从而制造料浆的工序；

将得到的料浆脱水从而制造抄制片的工序；

将得到的抄制片层叠，从而制造层叠垫的工序；以及

将得到的层叠垫在10MPa以下的压力下冲压而形成凹凸图案，并且养护的工序，

由钙覆盖木粉的工序是通过在水中添加0.3～1.5mm的木粉和水泥组成物的粉碎物，并在固形成分浓度为8～20质量％的状态下混合来进行的，

在制造料浆的工序中，使该料浆中的水泥和硅酸含有物的质量比为3∶7～7∶3，使木质纤维和木粉的量相对于全部固形成分为9质量％以下。

2.一种木质水泥板的制造方法，其特征在于，其由如下工序构成：

由钙覆盖木粉的工序；

将得到的木粉、水泥、硅酸含有物和木质纤维混合从而制造料浆的工序；

将得到的料浆脱水从而制造抄制片的工序；

将得到的抄制片层叠，从而制造层叠垫的工序；以及

将得到的层叠垫在10MPa以下的压力下冲压而形成凹凸图案，并且养护的工序，

由钙覆盖木粉的工序是通过在水中添加0.3～1.5mm的木粉和水泥，并在固形成分浓度为3～10质量％的状态下混合来进行的，

在制造料浆的工序中，使该料浆中的水泥和硅酸含有物的质量比为3∶7～7∶3，使木质纤维和木粉的量相对于全部固形成分为9质量％以下。

3.一种木质水泥板的制造方法，其特征在于，其由如下工序构成：

由钙覆盖木粉的工序；

将得到的木粉、水泥、硅酸含有物和木质纤维混合从而制造料浆的工序；

将得到的料浆脱水从而制造抄制片的工序；

将得到的抄制片层叠，从而制造层叠垫的工序；以及

将得到的层叠垫在10MPa以下的压力下冲压而形成凹凸图案，并且养护的工序，

由钙覆盖木粉的工序是通过在水中添加0.3～1.5mm的木粉，并在固形成分浓度为3～10质量％的状态下混合来进行的，

在制造料浆的工序中，使该料浆中的水泥和硅酸含有物的质量比为3∶7～7∶3，使木质纤维和木粉的量相对于全部固形成分为9质量％以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的木质水泥板的制造方法，其特征在于，

使所述木粉的量相对于木质水泥板的全部固形成分为1～3质量％。

5.如权利要求1所述的木质水泥板的制造方法，其特征在于，

在由钙覆盖所述木粉的工序中，使该木粉和所述水泥组成物的粉碎物的质量比为1∶7～1∶20。

6.如权利要求1所述的木质水泥板的制造方法，其特征在于，

所述水泥组成物为木质水泥板。

7.如权利要求2所述的木质水泥板的制造方法，其特征在于，

在由钙覆盖所述木粉的工序中，使所述水泥的量多于该木粉的量。