JP2005059513A - 木質セメント板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 水硬性無機材料と、微小繊維状セルロースを含む木質補強材とを主体とする原料混合物を加水した上で基板上に撒布してマットをフォーミングし、該マットを圧締、養生、硬化せしめる木質セメント板の製造方法を提供する。
微小繊維状セルロースは補強効果が大きく、木質補強材の添加量を減らすことが出来る。
【選択図】 なし
Description
該建築板を押出成形や抄造によって製造する場合、押出成形性や抄造性を考慮して最近では上記木質補強材として微小繊維状セルロースを含む木質セメント成形体が提供されている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
木質セメント板の製造方法としては、上記したように押出成形法、抄造法(湿式法)の他に型枠や搬送板上に原料混合物を撒布してマットをフォーミングし、該マットを圧締、養生、硬化せしめる乾式法あるいは半乾式法がある。
本発明は、木質セメント板の木質補強材の使用量を減らしても、生産性が良く、強度が充分確保されるようにすることを課題とする。
該微小繊維状セルロースは平均径0.01〜1μm、平均長さ100〜1000μmであることが好ましく、また上記木質補強材は原料混合物中に10〜40質量%含有され、該原料混合物中に上記微小繊維状セルロースが5質量%以下の量で含有されていることが好ましい。
また上記木質補強材には木片および/または木質繊維束が含まれていることが好ましく、上記原料混合物中の水分含有量が30〜50質量%になるように加水されていることが好ましい。
更に上記微小繊維状セルロースは上記原料混合物に加水する時、水に分散して原料混合物に添加されることが好ましい。
微小繊維状セルロースは非常に微小であり、かつ細いので原料混合物中に均一に分散し易く、また繊維間に粉体を取込みやすく、補強効果が大きいので、木質補強材全体の添加量を減らすことが出来る。
そして上記したように微小繊維状セルロースは非常に微小であり、かつ細いので該微小繊維状セルロースを混合した原料混合物はほぐれ易く、基板上に撒布し易く、均一な密度のマットをフォーミングすることが出来る。特に該微小繊維状セルロース以外の木質補強材として、木片や木質繊維束のような嵩高な絡みにくいものを使用すると、原料混合物の撒布作業性は一層良くなる。
更に該微小繊維状セルロースを使用すれば、板の表面が緻密になりかつ平滑になる。したがって吸湿吸水性が抑制され、耐クラック性、耐凍結安定性が向上する。
本発明にあっては、木質補強材の添加量を減らしても強度の充分ある木質セメント板が提供される。そして本発明では木質セメント板を乾式法で製造するから非常に生産性が良好で安価に提供出来る。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において使用される水硬性無機材料としては、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等のセメント類を用いる。該セメント類は水存在下において水和反応によって硬化する。
本発明に使用する木質補強材としては、木片、木粉、木質繊維、パルプ、木質繊維束、木毛、竹繊維、麻繊維等が例示される。
特に望ましい木質補強材としては、木片および/または木質繊維束がある。該木片としては巾0.5〜2mm、長さ1〜20mm、アスペクト比(長さ/厚み)20〜30の木片が使用され、木質繊維束としては、通常主幹の径が約0.1〜2.0mm、主幹の実長が約2〜35mm、更に望ましくは10〜30mmの範囲にあり、該木質繊維束は分枝および/または弯曲および/または折曲させた形状のものが望ましい。上記木片や木質繊維束は原料混合物中でほぐれ易く、均一に混合することが出来、また撒布作業性を向上せしめる。
該微小繊維状セルロースは、通常平均径0.01〜1μm、平均長さ100〜1000μmである。
上記微小繊維状セルロースも原料混合物中に均一に分散し易くかつほぐれ易いので、撒布作業性を向上せしめる。
上記原料の他に更にセメントの一部をケイ砂、ケイ石粉、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、シラスバルーン、パーライト、ベントナイト、ケイソウ土等のケイ酸含有物質および/またはポゾラン物質で置換してもよいし、あるいは塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化鉄、塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム等の塩化物の無水物あるいは結晶化物、硫酸アルミニウム、ミョウバン、硫酸鉄、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩の無水物あるいは結晶化物、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム等の硝酸塩、亜硝酸塩の無水物あるいは結晶化物、蟻酸カルシウム、酢酸カルシウム等の蟻酸塩、酢酸塩の無水化物あるいは結晶化物、アルミン酸ソーダ、水ガラス等のセメント硬化促進剤やワックス、パラフィン、シリコン等の撥水剤、発泡性ポリスチレンビーズ等の発泡性熱可塑性プラスチックビーズ等を添加してもよい。
本発明では更に木質セメント板廃材粉砕物を添加してもよい。該木質セメント板廃材粉砕物とは、木片、木質繊維束、木粉、木質パルプ等の木質補強材を使用した木質セメント板の廃材粉砕物であって、例えば外壁材や屋根材等に使用した建築物の取壊し、改修等の際に発生する廃材、あるいは該木質セメント板を製造する際に発生する切屑、端切れ等である。これらの廃材を粉砕物として木質セメント板原料に混合して木質セメント板の製造に再利用するものである。
上記木質セメント板廃材はハンマーミルによって通常0.5〜2.0mmの粒径の一次粉砕物に粉砕され、該一次粉砕物は木質セメント板原料の一部として再利用することが出来るが、更に該一次粉砕物をローラミルによって二次粉砕した二次粉砕物を原料として使用してもよい。本発明に使用される木質セメント板廃材粉砕物は比表面積が4000〜8000 cm2/g の程度とされることが望ましい。
本発明にあっては、上記水硬性無機材料と上記木質補強材とを主体とする原料混合物中に水硬性無機材料は30〜80質量%、木質補強材は通常10〜40質量%添加される。上記原料混合物には所望なれば、上記第三成分を若干量添加され、それから上記原料混合物は水分含有量が30〜50質量%になるように加水される。
上記微小繊維状セルロースは上記原料混合物中に通常5質量%以下の量、望ましくは0.05質量%以上の量で添加されるが、該微小繊維状セルロースは他の木質補強材とは別に、加水時に水に分散して原料混合物に添加される。前記したように、該微小繊維状セルロースは水に均一に分散し易く、したがって水に分散させた状態で該微小繊維状セルロースを原料混合物に添加すれば、該微小繊維状セルロースを原料混合物に均一混合することが出来る。
本発明では木質セメント板の製造は一層あるいは三層構造の乾式法(半乾式法)が適用される。
本発明の一層構造の木質セメント板は原料混合物を基板上に散布してマットをフォーミングし、該マットを圧締養生硬化せしめることによって製造される。上記原料混合物は、通常上記水硬性無機材料30〜80質量%、木片および/または木質繊維束の木質補強材10〜40質量%、このようにして調製された原料混合物には更に、平均径0.01〜1μm、平均繊維長100〜1000μmの微小繊維状セルロース5質量%以下添加された水が30〜50質量%以下となるように添加され、セメント硬化促進剤が数質量%以下の量で添加調製される。このように調製された原料混合物は上記したように基板上に散布してマットをフォーミングし、該マットを圧締養生硬化せしめることによって製造される。
基板上に散布された原料混合物は所望なればロール等によって若干押圧されることによって厚みを調節され、かつ表面を平滑化されてマットとされ、該マットはそれから水分存在下で工程2の圧締予備硬化され、所望の形状に成形される。
また工程3においては25℃の常温で7日間養生してもよい。ただしこの場合はケイ酸含有物質の配合比を下げて、セメントを増やした配合とすることが望ましい。
このようにして本発明の一層構造の木質セメント板が製造されるが、該木質セメント板の比重は通常0.8〜1.2である。
芯層用の原料混合物Bの組成は、通常セメント30〜55質量%、フライアッシュ0〜25質量%、木片の木質補強材2〜15質量%、木質繊維束の木質補強材5〜20質量%、発泡ポリスチレンビーズ2〜3質量%、木質セメント板廃材粉砕物5〜40質量%、このようにして調製された原料混合物には、更に平均径0.01〜1μm、平均繊維長100〜1000μmの微小繊維状セルロース5質量%以下添加された水が30〜50質量%以下となるように添加されて調製される。
上記原料混合物A、Bには通常さらにセメント硬化促進剤が数質量%以下の量で添加される。
以下に本発明を更に具体的に説明する。
表1に示すように、セメント75質量%、木質補強材として木片20〜25質量%以下、微小繊維状セルロースを0.1〜5.0質量%添加した水45質量%を添加調製した実施例1〜5、また該微小繊維状セルロース無添加、7.0質量%添加した比較例1、2の各組成によって、板厚14.0mmの一層構造の木質セメント板試料を作成した。
表2に示すように、セメント、ケイ砂、木質補強材として木片、木粉、微小繊維状セルロース、木質セメント板廃材粉砕物であるリジェクトを添加した表裏層用原料混合物、木片の一部と木粉に代えて木質繊維束、発泡ポリスチレンビーズを添加した芯層用原料混合物を用いた実施例6〜8、また表裏層、芯層共に微小繊維状セルロースを無添加とした比較例3の各組成によって、板厚16.0mmの三層構造の木質セメント板試料を作成した。
Claims (6)
- 水硬性無機材料と、微小繊維状セルロースを含む木質補強材とを主体とする原料混合物を加水した上で基板上に撒布してマットをフォーミングし、該マットを圧締、養生、硬化せしめることを特徴とする木質セメント板の製造方法。
- 該微小繊維状セルロースは平均径0.01〜1μm、平均長さ100〜1000μmである請求項1に記載の木質セメント板の製造方法。
- 上記木質補強材は原料混合物中に10〜40質量%含有され、該原料混合物中に上記微小繊維状セルロースが5質量%以下の量で含有されている請求項1または2に記載の木質セメント板の製造方法。
- 上記木質補強材には木片および/または木質繊維束が含まれている請求項1〜3に記載の木質セメント板の製造方法。
- 上記原料混合物中の水分含有量が30〜50質量%になるように加水されている請求項1〜4に記載の木質セメント板の製造方法。
- 上記微小繊維状セルロースは上記原料混合物に加水する時、水に分散して原料混合物に添加される請求項5に記載の木質セメント板の製造方法。
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