JP2002103318A - 深彫り凹凸模様付きの窯業系建材の製造方法 - Google Patents

深彫り凹凸模様付きの窯業系建材の製造方法

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JP2002103318A
JP2002103318A JP2000295311A JP2000295311A JP2002103318A JP 2002103318 A JP2002103318 A JP 2002103318A JP 2000295311 A JP2000295311 A JP 2000295311A JP 2000295311 A JP2000295311 A JP 2000295311A JP 2002103318 A JP2002103318 A JP 2002103318A
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ceramic
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Eiichi Shinohara
篠原  栄一
Hiroshi Teramoto
寺本  博
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】廃材の有効利用を促進すると共に、水分の不足
し勝ちな抄造法における成形板の水分含有量を多くし、
深くシャープな凹凸模様を付し易くし、それらが容易に
型崩れせず見栄えの良い表面模様を付すことを課題とす
る。 【解決手段】セメント、珪砂、補強繊維としてパルプ繊
維を主原料とし、これに必要な骨材、充填材等を添加し
た窯業系セメント配合により、いわゆる抄造法で窯業系
建材を製造する場合において、前記窯業系セメント配合
材料の骨材、充填材としてドライスクラップを用い、こ
のドライスクラップを含む配合材料全体にコロイダルシ
リカを添加して均一に混合し、以後抄造法により製品を
製造し、該製品表面に深彫り凹凸模様をプレス後、前記
コロイダルシリカによるゲル化により製品の保形性を高
め、その状態で養生硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は窯業系建材の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】壁板、屋根材などの建築用板材として、
セメント系配合材料より成形された窯業系板材が非常に
広く使用されている。
【0003】そして、これら建築用板材の製造方法とし
て抄造法が知られている。この抄造法は、セメント混合
水より抄き上げた種膜をメーキングロール上に巻き取り
つつ積層し、一定厚さとなれば切開して平らに延ばし、
プレスした後端部を整形して製品とする丸網抄造法と、
吸引脱水装置を備えたベルト上にセメントスラリーを層
状に供給し、吸引脱水しながら製板し、このような製板
体をメーキングロール上に巻き取りつつ積層し、一定厚
さとなれば切開して平らに延ばし、同様にプレスや端部
を整形して製品とするフローオン多層成形法が知られて
いる。
【0004】ところで、これら抄造法において、セメン
ト配合に添加される骨材として、製品の端材や不良品、
その他建築物の解体時にでるセメント製品の廃材などを
粉砕し、これを骨材として再利用する事が行われてい
る。
【0005】ところが、これら骨材は活性がひくくセメ
ントマトリックスとの結合性が悪いといった問題があっ
た。また、メーキングロールへと巻き取られる種膜は巻
き取られる前にかなり脱水されているため、積層された
製板体は水分が少なく、切開時に平らに延ばす程度の変
形性はあるが、凹凸模様をプレス盤で付す場合の変形性
には不十分で、深くてシャープな輪郭の凹凸模様を付す
のが困難となる問題があった。
【0006】一方、深くてシャープな輪郭の凹凸模様
は、積層された成形板の含有水分量を多くすれば良い
が、この場合同時に原料の流動性も良くなるので、凹凸
模様を付した後に成形板に振動が加わるような事がある
と折角付した凹凸模様が崩れ易く、このためプレス後は
非常に慎重に取り扱う必要があり、例えばプレス後直ち
にパレット移送するような従来と同様な扱いが行えない
といった問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記問題
を解消し、廃材の有効利用を促進すると共に、水分の不
足し勝ちな抄造法における成形板の水分含有量を多く
し、深くシャープな凹凸模様を付し易くし、それらが容
易に型崩れせず見栄えの良い表面模様を付すことを課題
としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
請求項1の深彫り凹凸模様付きの窯業系建材の製造方法
は、セメント、珪砂、補強繊維としてパルプ繊維を主原
料とし、これに必要な骨材、充填材等を添加した窯業系
セメント配合により、いわゆる抄造法で窯業系建材を製
造する場合において、前記窯業系セメント配合材料の骨
材、充填材としてドライスクラップを用い、このドライ
スクラップを含む配合材料全体にコロイダルシリカを添
加して均一に混合し、以後抄造法により製品を製造し、
該製品表面に深彫り凹凸模様をプレス後、前記コロイダ
ルシリカによるゲル化により製品の保形性を高め、その
状態で養生硬化するものである。
【0009】ここにコロイダルシリカとは、極めて微細
な純度の高いシリカがコロイド状に分散した水溶液で、
SiO2の純度はほぼ100%、粒径は10〜20nm
程度であり、窯業系製品中のアルカリ成分と反応してゲ
ル化する性質を有する。
【0010】なお、このゲル化は、アルカリ電解質、例
えば窯業系製品のセメント製品の場合はセメント中のC
aイオンやNa、Kイオンなどによって行われる。従っ
て、セメントスラリーの水分含有量を多くし、プレス時
のプレス性を良くしてもプレス後にコロイダルシリカの
ゲル化によって組織の形状の安定性が高められ、従って
水分含有量が高いまま凹凸プレス後、通常の移送工程で
移送しても、型崩れを起こす恐れがなく、容易に深くシ
ャープな凹凸模様を付すことができる。
【0011】請求項2の窯業系建材の製造方法は、 セ
メント、珪砂、補強繊維としてパルプ繊維を主原料と
し、これに必要な骨材、充填材等を添加した窯業系セメ
ント配合により、いわゆる抄造法で窯業系建材を製造す
る場合において、前記窯業系セメント配合材料の骨材、
充填材としてドライスクラップを用い、このドライスク
ラップにコロイダルシリカを添加して均一に混合し、こ
のようにしたドライスクラップを他の配合材料に添加し
て以後抄造法により製品を製造し、該製品表面に深彫り
凹凸模様をプレス後、前記コロイダルシリカによるゲル
化により製品の保形性を高め、その状態で養生硬化する
ものである。
【0012】この発明によれば、ドライスクラップに確
実にコロイダルシリカが添加されるので、通常であれば
活性の低いドライスクラップの活性が高められ、セメン
トマトリックスとの反応性も高くなり、強度向上も期待
できる。
【0013】また、賦形後、ドライスクラップから溶け
出して広がったコロイダルシリカのゲル化が進むので、
請求項1と同様、深彫りのプレスを施した後の、板材の
取り扱いが容易になる。
【0014】請求項3の窯業系建材の製造方法は、請求
項1または2の窯業系建材の製造方法におけるコロイダ
ルシリカが水溶液とされ、該水溶液のコロイダルシリカ
の濃度が0.2〜40%とされているものである。
【0015】コロイダルシリカの濃度が0.2%より少
ないとゲル化が不十分で賦形板の含水率も殆ど高くなら
ず、深彫りプレスを行っても改善効果が見られない。ま
た、40%より多くすると、賦形からプレス工程へ移行
するまでの所要時間にもよるが、プレス前にゲル化が進
み過ぎ脱水性の低下を起こし深彫りプレス成形が却って
困難となる。
【0016】以上を勘案して、コロイダルシリカの濃度
は1〜20%とするのが好ましい。請求項4の窯業系建
材の製造方法は、請求項1の窯業系建材の製造方法にお
けるコロイダルシリカが、1〜3%濃度の水溶液とさ
れ、該水溶液の配合材料に対する添加量が配合材料とほ
ぼ同質量とされているものである。
【0017】このコロイダルシリカの濃度を1〜3%と
するのは、1%より少ないとゲル化が充分行われず、3
%より多くしても添加量の増加の割には添加の効果は進
まず、どちらかといえば添加が無駄となる。
【0018】また配合材料と同質量とするのは、これよ
り少ないと、コロイダルシリカの添加量が相対的に不十
分となり、また多いとゲル化が早く進み過ぎるからであ
る。請求項5の窯業系建材の製造方法は、請求項2の窯
業系建材の製造方法におけるコロイダルシリカが、2%
濃度の水溶液とされ、該水溶液のドライスクラップに対
する添加量がドライスクラップとほぼ同質量とされてい
る。
【0019】添加の限定の理由は請求項3と同じである
ため、その説明は省略するが、この請求項4の場合、コ
ロイダルシリカの添加量がドライスクラップとほぼ同質
量なため請求項3に比べ量がやや少なくでき、しかも同
等の強度が得られる効果がある。
【0020】
【発明の実施例】次に、この発明の実施例を説明する。 [実施例1]セメント45質量%、珪砂43質量%、骨材
10質量%、補強繊維としてパルプ繊維5質量%からな
る一般的な窯業系配合において、上記配合材料中の骨材
としてドライスクラップを用い、この骨材をコロイダル
シリカの水溶液として日産化学工業株式会社製「スノー
テックス30」(SiO2濃度2%)を満たした槽に1
0分間浸漬した。
【0021】取り出した骨材をネットケージにいれたま
ま浸漬槽上に支持し、上下にゆすった後に前記水溶液の
滴下頻度が5秒で1滴となる程度まで水溶液を切った。
次いでこれを他の配合材料及び大量の水と共に混合槽に
供給し、均一に攪拌混合した。
【0022】この混合液を図1に示すように槽1に供給
し、内部に浸漬した丸網シリンダ2で抄き上げ、抄き上
げた種膜3を丸網シリンダ2に接して移動する抄造ベル
ト4に転移させ、移送中、吸引脱水装置5により種膜の
含水率が大体32〜36%程度となるように脱水を行
い、ついでメーキングロール6に巻き取って積層し、積
層厚さが10mmとなればカッター8で切開して平らに
延ばし、積層板30をプレス盤7に移送し、凹凸プレス
型7aで、図2に示すように凹凸模様31の深さD=4
mm、厚さ変化部分の側面31aの傾斜角θ=60度の
模様をプレスし、最終的に厚さ8ミリ、縦90センチメ
ートル、横45センチメートルの板材を多数成形した。
【0023】この板材を室温にて24時間の自然養生
後、150℃〜180℃の温度条件で15〜20時間のオート
クレーブ養生を行い試験板を得た。 [実施例2]実施例1に掲げた丸網抄造法に代え、フロ
ーオン多層成形法で厚さ10ミリ、縦90センチメート
ル、横45センチメートルの板材を多数成形した。
【0024】なお、フローオン多層成形方法は、セメン
ト原料の抄造ベルトへの供給手段が丸網シリンダに代
え、セメントスラリを流し込む材料供給用のフローボッ
クス12とされている他は図1に示した抄造装置と同じ
であるので図中に符号を付すだけで詳細な説明は省略す
る。 [実施例3]実施例1で使用した、セメント45質量
%、珪砂43質量%、ドライスクラップ10質量%、補強
繊維としてパルプ繊維5質量%からなる一般的な窯業系
配合において、このセメント配合物100質量%に対し
同一質量のコロイダルシリカの水溶液、日産化学工業株
式会社製「スノーテックス30」(SiO2濃度2%)
を添加し均一混合した。
【0025】次いでこれを大量の水と共に混合槽に供給
し、さらに均一に攪拌混合した。この混合液を図1に示
した槽1に供給し、以後は実施例1と同様に凹凸模様3
1の深さD=4mm、厚さ変化部分の側面の傾斜角θ=
60度の模様をプレスし、最終的に厚さ8ミリ、縦90
センチメートル、横45センチメートルの板材を多数成
形した。
【0026】この板材を室温にて24時間の自然養生
後、150℃〜180℃の温度条件で15〜20時間のオート
クレーブ養生を行い試験板を得た。 [実施例4]実施例3に掲げた丸網抄造法に代え、フロ
ーオン多層成形法で厚さ10ミリ、縦90センチメート
ル、横45センチメートルの板材を多数成形した。
【0027】以後は実施例1と同様に養生し試験板を得
た。 [比較例1]実施例1と同じ配合原料を使用し、コロイ
ド状シリカによる処理をしなかった他は実施例1と同様
にして試験板を成形し養生硬化させた。 [比較例2]実施例1と同じ配合原料を使用し、コロイ
ド状シリカによる処理をしなかったことと、種膜の含水
率を従来と同様28〜31%となるように吸引脱水した
他は実施例1と同様にして試験板を成形し養生硬化させ
た。
【0028】上記実施例1〜4及び比較例1、2につい
てプレス直前の賦形板含水率(%)、凹凸模様の外観評
価、板材の曲げ強度を測定したところ表1の結果となっ
た。
【0029】
【表1】 表1からも明らかなように、実施例のものはプレス直前
における含水率が比較例2に比べて高いにも係わらず、
深彫り凹凸模様をプレスで付しても外観評価は良好で、
曲げ強度も強いといった利点を有する。
【0030】なお、比較例1、2の何れの場合も付され
た深彫りの凹凸模様の突部角部に、稜線に沿って直角方
向の細かいクラックが無数に出来ており、このために凹
凸模様のシャープさが見られず、これが不良の評価の原
因となった。
【0031】次に、実施例1で使用したコロイダルシリ
カの水溶液の濃度を0.1%、0.2%、5%、10
%、20%、30%、40%、50%とした他は実施例
1と同様に試験板を製造した。
【0032】そして同様に曲強さを測定したところ濃度
0.1%では曲げ強度が比較例1と殆ど変わりが無い
8.5MPaだったが、0.2%で10.3MPa、1
0%で12.5MPa、50%でも13.0MPaとな
り、強度向上は見られるものの濃度の割にはあまり変わ
りはなかった。
【0033】逆に40%、50%では、セメント配合中
に含まれるコロイダルシリカによるゲル化が早くなり、
プレス工程時に圧縮変形し難くなるほど賦形板が硬くな
っていた。
【0034】これらの加工性悪化から勘案すればコロイ
ダルシリカの濃度は0.2%〜40%、望ましくは0.
2%〜20%とすることが良い事が判明した。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、セメントマトリックスにコロイド状シリカを添
加し、セメントマトリックス中の含有水分を多くして深
彫りプレスに適する含有水分としているにも係わらず、
ゲル化させることによって型くずれを防止し、プレス後
の取り扱い性を改良したのである。
【0036】請求項2の発明によれば、活性の低いドラ
イスクラップに対し、これらの反応性を高めるコロイド
状シリカを集中的に供給するので骨材とセメントマトリ
ックスとの附着性が集中的に良くなり、製品強度が向上
する。
【0037】よって他の粉体原料を附着しやすくしたた
め、パルプ繊維とセメントマトリックスとの密着性、附
着性が良くなりマトリックスの強度が向上する。請求項
3以下の発明によれば、コロイダルシリカの使用条件が
最適とされるので、無駄のない、効率的な使用ができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】丸網抄造法を実施する装置の側面図である。
【図2】深彫り凹凸模様の凹凸差の状態を説明する説明
断面図である。
【図3】フローオン多層抄造法を実施する装置の側面図
である。
【符号の説明】
1 槽 2 丸網シリンダ 3 種膜 4 抄造ベルト 5 吸引脱水装置 6 メーキングロール 7 プレス盤 8 カッター 10 セメントスラリー 12 フローボックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C04B 28/04 ZAB C04B 28/04 ZAB 28/18 28/18 //(C04B 28/04 (C04B 28/04 18:16 18:16 22:06 22:06 A 14:06 14:06 Z 16:02) 16:02) Z Fターム(参考) 4G012 MA01 PA04 PA22 PA30 PB04 4G052 EA02 EA06 EA09 EB02 EB26 4G055 AA02 AB05 AC02 BA44 4G056 AA07 AA11 CB23

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、珪砂、補強繊維としてパルプ
    繊維を主原料とし、これに必要な骨材、充填材等を添加
    した窯業系セメント配合により、いわゆる抄造法で窯業
    系建材を製造する場合において、前記窯業系セメント配
    合材料の骨材、充填材としてドライスクラップを用い、
    このドライスクラップを含む配合材料全体にコロイダル
    シリカを添加して均一に混合し、以後抄造法により製品
    を製造し、該製品表面に深彫り凹凸模様をプレス後、前
    記コロイダルシリカによるゲル化により製品の保形性を
    高め、その状態で養生硬化する深彫り凹凸模様付きの窯
    業系建材の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の窯業系セメント配合によ
    り、いわゆる抄造法で窯業系建材を製造する場合におい
    て、前記窯業系セメント配合材料の骨材、充填材として
    ドライスクラップを用い、このドライスクラップのみに
    コロイダルシリカを添加して均一に混合し、このように
    したドライスクラップを他の配合材料に添加して以後抄
    造法により製品を製造し、該製品表面に深彫り凹凸模様
    をプレス後、前記コロイダルシリカによるゲル化により
    製品の保形性を高め、その状態で養生硬化する深彫り凹
    凸模様付きの窯業系建材の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2の製造方法におけるコロ
    イダルシリカ水溶液のコロイダルシリカ濃度が0.2〜
    40%とされている深彫り凹凸模様付きの窯業系建材の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1の製造方法におけるコロイダル
    シリカが、1〜3%濃度の水溶液とされ、該水溶液の配
    合材料に対する添加量が配合材料とほぼ同質量とされて
    いる深彫り凹凸模様付きの窯業系建材の製造方法。
  5. 【請求項5】請求項2の製造方法におけるコロイダルシ
    リカが、1〜3%濃度の水溶液とされ、該水溶液のドラ
    イスクラップに対する添加量がドライスクラップとほぼ
    同質量とされている深彫り凹凸模様付きの窯業系建材の
    製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011213541A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Nichiha Corp 木質セメント板、及びその製造方法
JP2012096943A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Nichiha Corp 木質セメント板、及びその製造方法

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JP2011213541A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Nichiha Corp 木質セメント板、及びその製造方法
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