JP2874232B2

JP2874232B2 - 軽量セメント成形品

Info

Publication number: JP2874232B2
Application number: JP33573889A
Authority: JP
Inventors: 純一水野; 英治河崎; 冨二夫片平; 潔白川
Original assignee: Nichiha Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nichiha Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1999-03-24
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: JPH03197372A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、住宅用の外壁材などの用途を有する軽量セ
メント成形品に関するものである。

（従来の技術）すでによく知られているように、軽量セメント製品を
押出成形によって製造するには、セメントに骨材や補強
繊維とともに軽量骨材を配合して、これを水で混練して
得た材料を押出成形機に通すのである。

その場合に軽量骨材としてはパーライトやシラスバル
ーン等の無機質発泡体が使用されることが多いが、これ
らの軽量骨材は混練や押出成形の際に破壊され易く、十
分な軽量化が達成されにくい。また、軽量骨材は高価な
ため経済的にも不利である。

一方、軽量化のために無機質発泡体ではなく、熱可塑
性樹脂発泡体を用い、補強繊維として石綿や合成繊維で
あるポリプロピレン繊維を用い、またプロセス繊維とし
てセルロース繊維を用いた建材の製造方法が提案されて
いる。特公昭63−1276号参照。

しかしながら、その方法では、石綿が発がん性物質と
して使用規制を受けていること、熱可塑性樹脂発泡体、
ポリプロピレン繊維、セルロース繊維が材料の流動性を
大幅に低下させ、押出後の材料の表面性状を著しく悪化
させること、熱可塑性樹脂発泡体が比重の低下に対応し
て強度低下を引き起こす等の問題がある。

（発明が解決しようとする課題）ここに、本発明の目的は、熱可塑性樹脂発泡体および
セルロース繊維等の材料を含んでいても、流動性および
強度ならびに表面性状の優れた軽量セメント成形品を提
供することである。

（課題を解決するための手段）本発明者らはかかる目的を達成すべく、熱可塑性樹脂
発泡体を用いた押出製品に関し、種々の検討を重ねた結
果、セルロース繊維とシリカフュームを併用することに
より、押出成形時の流動性に優れ、石綿やポリプロピレ
ン繊維を用いずとも、実用上十分な曲げ強度を有すると
ともに表面性状にすぐれた成形品が得られることが判明
し、本発明をなすに至った。

本発明の要旨は、シリカフュームを含めてセメントお
よび骨材からなる無機質窯業材料100重量部に対し、発
泡倍率と混入重量部の積が30〜90である球形状をなす熱
可塑性樹脂発泡体、この積に0.1〜0.2を乗じた量のシリ
カフューム、およびセルロース繊維３〜10重量部を混練
し、成形した後硬化した軽量セメント成形品である。

また、１好適態様によれば、本発明は、セメントおよ
び骨材からなり、後述するシリカフュームを含めて無機
質窯業系材料100重量部に対し、球形状をなす熱可塑性
樹脂発泡体を発泡倍率と混入重量部との積が30〜90とな
るように添加し、この積に0.1〜0.2を乗じた量が無機質
窯業系粉体中のシリカフュームの重量部とし、これら
に、セルロース繊維を３〜10重量部、成形助剤を0.5〜
３重量部加え、さらに水を40〜60重量部加え、均一に混
練し、押出成形し、次いで例えばオートクレーブ養生す
ることにより硬化させて得た軽量セメント押出製品であ
る。

ここに、「シリカフューム」はシリコンやフェロシリ
コンなどのけい素合金を電気炉で製造する際、排ガスに
浮遊して出てくる副産物であり、SiO₂を主成分とし、平
均粒径が例えば0.1μｍとかなり微粒である。このいわ
ゆるシリカフュームを混入することが強度発現に有効な
ことは従来から言われる通りであるが、さらに本発明に
あっては、今回見い出された押出成形時の流動性向上に
示す著しい効果、特に、熱可塑性樹脂発泡体およびセル
ロース繊維を用いた場合の押出材の流動性低下による表
面性状の顕著な改善効果を利用するものである。

しかも、本発明にかかるこの軽量セメント成形品は、
釘が直接打てて、鋸による切断も容易といった加工性に
優れ、また、成形時、例えば押出成形時の表面性状に優
れるという特徴を有する。

（作用）次に本発明において成形品の組成を上述のように規定
した理由について詳述する。

まず、熱可塑性樹脂発泡体をセメントおよび骨材から
成るシリカフュームを含む無機質の窯業系粉体100重量
部に対して、発泡倍率と混入重量部の積が30〜90となる
ように混入する。ここで、本発明において使用される熱
可塑性樹脂発泡体としてはスチレンが例示されるが、特
にそれらにのみ制限されるものではない。

これらの熱可塑性樹脂発泡体の配合量を発泡倍率と重
量部の積で数値限定をしたのは、種々の実験の結果、実
用に供しうる発泡倍率が20〜60倍の熱可塑性樹脂発泡体
であれば、いずれの倍率の場合も、押出成形時の圧力に
より、ほぼ同割合で収縮変形することが明らかとなり、
すなわち、発泡倍率と混入重量部の積が等しければ、同
程度の軽量化効果を示すことが判明したためである。こ
の積が30未満では軽量化効果が不十分であり、釘打性や
加工性が確保できない。一方、90をこえると、比重低下
が大きく、曲げ強度の確保が困難となる。また、形状に
ついては、材料の押出性を考慮すると球形状がよい。

次に、熱可塑性樹脂発泡体を混入したことによる押出
成形時の流動性低下および曲げ強度低下を防止するた
め、シリカフュームを熱可塑性樹脂発泡体の発泡倍率と
混入重量部の前記積の0.1〜0.2倍に当たる重量部を無機
質窯業系粉体の一部として混入する。これは、発泡体の
発泡倍率が大きい程、また混入量が多い程、軽量化効果
が大きいと同時に流動性の低下も大きいためで、これら
の積に比例して流動性が低下することが実験的に確認で
きたことによる。一方、シリカフュームは混入量が多い
ほど強度向上と流動性向上の効果が高いことも実験的に
確認できており、シリカフュームの混入重量部は熱可塑
性樹脂発泡体の発泡倍率と混入重量部の積の0.1〜0.2倍
が適当であった。すなわち、0.1倍未満では強度向上、
流動性向上の効果が小さく、一方、0.2倍より多いと流
動性は向上するものの強度向上が頭打ちとなり、経済的
にみても0.2倍以下が望ましい。

無機質窯業系材料はセメントおよび骨材とからなる
が、ここに、セメントとしては早強ポルトランドセメン
ト、普通ポルトランドセメント、高炉セメント等あり、
特に制限されず、また骨材としては、硅砂、フライアッ
シュ、硅ソウ土、水さい、鉱さい、ベントナイト等の通
常の骨材を使用する。その他無機、有機の軽量骨材をさ
らに配合してもよい。かかる材料は通常粉体として配合
されるが、配合に当たってその粒度等は特に制限されな
い。

セルロース繊維はプロセス繊維と補強繊維の両方の目
的で使用しているが、３重量部未満では釘打ち作業時の
ひびわれ防止効果が不十分であり、10重量部をこえると
押出成形時の流動性が低下し、得られる成形品の表面性
状が悪化する。

ここで、本発明にかかる軽量成形品の成形について説
明する。成形に際しては成形助剤が添加されるが、この
成形助剤はメチルセルロース、エチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース等が用いられる。かかる成形助
剤が0.5重量部未満では押出成形に必要な粘性が不十分
となり、また保水性も少なくなり、押出時に水が分離す
るなどの問題が生じる。また、３重量部をこえると、有
機物であるため、不燃性低下を招き、合わせて、経済的
にも不利である。成形助剤は可及的少量配合することが
有利である。

特に、本発明にあっては、シリカフュームが共存する
ため熱可塑性樹脂発泡体を含んでいても流動性が良いた
め、少量の配合で良く、前記配合で成形助剤を増量した
場合と比較して、同一の成形性を有しながら、不燃性、
防火性、強度特性が優れている。

得られた配合体は次いで水40〜60重量部を加え、均一
に混練後、すでに公知の適宜押出成形機を使って成形す
る。上記範囲より少ない量の水では押出成形が十分でな
く、一方余り多いと成形性ばかりでなく強度的にも不十
分となる。

これらの組成物を押出成形して得られた押出製品をオ
ートクレーブ養生するのは、早期に強度発現させるこ
と、寸法安定性を高めることが主目的である。必ずしも
オートクレーブ養生に制限されない。加熱硬化であって
もよい。このときのオートクレーブ養生条件は、特に制
限されないが、一般には160〜180℃×５〜12時間であ
る。

なお、その他の成形手段としては注型法、乾式抄造法
等がある。

このようにして得られる本発明にかかる軽量セメント
成形品は釘打性、加工性に優れるばかりか、強度特性、
成形性にも優れるのである。

（実施例）次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明す
る。なお、各実施例では押出成形の例を示すが、本発明
が特にそれだけに制限されるものでないことは明らかで
ある。

実施例第１表に実施例１〜３、比較例１〜７の配合を重量部
で示すが、これらの原料を所定の比率で配合し、ミキサ
ーで混合、混練し、押出成形機に通し、幅200mm、厚さ1
2mmの平板を成形した。これらを24時間気中養生した後
に180℃×５時間のオートクレーブ養生を実施した。

各性能調査は次のように実施した。

押出成形性は押出時の材料速度と硬化後の表面性状に
より評価した。

曲げ強度試験は、供試体寸法が押出方向を長辺方向に
して、長さ200mm×幅50mm×厚さ12mmであり、曲げスパ
ンが160mmの３点曲げにより評価した。

釘打性は、供試体寸法が長さ200mm×幅200mm×厚さ12
mmであり、四隅に対して、30mm×30mmの位置に釘（直径
2.3mm）を直接打ち、端部に達するひびわれがなければ
合格と判断した。

鋸引性は電動丸のこで切断したときの作業者の感覚で
切断のし易さを２段階で評価した。

結果を第１表にまとめて示すが、実施例１、２、３は
押出性、釘打性、鋸引性が良好で曲げ強度も高い。

比較例１は熱可塑性樹脂発泡体の発泡倍率と重量部の
積が小さいため、軽量化が不十分で釘打性と鋸引性が悪
い。比較例２は発泡倍率と重量部の積が大きいため、強
度が小さい。比較例３、４はシリカフュームの混入がゼ
ロか少ないため、押出性が悪く、曲げ強度が低い。比較
例５は実施例２よりシリカフュームを増量しているが、
強度向上はなく、不経済である。比較例６はセルロース
繊維が少ないため釘打性が悪い。比較例７はセルロース
繊維が多いため押出性が悪化し、表面凹凸が大きい。

（発明の効果）以上詳述してきたように、本発明により、押出時の流
動性が良く、釘打性や鋸による切断性も良好で、軽量で
あっても曲げ強度の高い軽量セメント押出製品が得られ
る。

フロントページの続き (72)発明者片平冨二夫大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者白川潔東京都千代田区大手町１丁目１番３号住友金属工業株式会社内 (56)参考文献特開昭62−270472（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 38/00 - 38/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シリカフュームを含めてセメントおよび骨
材からなる無機質窯業材料100重量部に対し、発泡倍率
と混入重量部の積が30〜90である球形状をなす熱可塑性
樹脂発泡体、この積に0.1〜0.2を乗じた量のシリカフュ
ーム、およびセルロース繊維３〜10重量部を混練し、成
形した後硬化した軽量セメント成形品。