JP3737173B2 - 繊維混入軽量木片セメント板 - Google Patents
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- Organic Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として建築材料として用いられる軽量・高強度で施工性に優れた繊維混入軽量木片セメント板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から硬質木片セメント板が建築材料として用いられている。これは、セメントと木片を混合し圧縮成形した複合材料であり、防火性に優れたセメント製品でありながら、木材固有の特性が加わって耐衝撃性や釘保持力等において優れた性質を示すものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、硬質木片セメント板において十分な強度を得るためには、板材の密度を高くする必要があるため、他のセメント製品に比べても重量が重くなり持ち運び難くなるとともに、硬くなるので釘打ち時に釘が曲がる等施工性が悪くなる。
【０００４】
これに対して、木片の添加量を増加すると重量を増加することなく強度を向上させることができるが防火性は低下する。また、絡み易く補強性のある繊維を木片の代わりに使用すれば、乾式成形法では繊維同士が糸まり状に絡みあって均質な板材を得ることができず繊維の補強効果も発揮されない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、木片と補強繊維を特定の割合に配合することによって、乾式成形においても繊維同士が糸まり状に絡みあうことなく板材内部に均一に分布して補強効果が高まることがわかった。
【０００６】
すなわち、セメント４０〜６０重量部、硅酸質原料１０〜２０重量部、木片７．５〜１２重量部、木質繊維３〜７．５重量部および水を主成分とし、木片と木質繊維を合わせた有機分の添加量は１５〜１８重量部とし、木片：木質繊維＝４：１〜１：１の割合で配合することを特徴とする繊維混入軽量木片セメント板に関するものである。
【０００７】
請求項２では請求項１における木質繊維を耐アルカリ性の合成繊維と置換えたものであり、その配合比は木片：耐アルカリ性の合成繊維＝３０：１〜６：１とすることを特徴としている。
【０００８】
本発明の繊維混入軽量木片セメント板は、基本的に従来から行われている硬質木片セメント板の製造方法を変えることなく、欠点である重さや釘打ち性を改良したものである。
【０００９】
セメントは木片等の原料を固めて一体化し板を形成するバインダーであるとともに基材そのものである。
【００１０】
硅酸質原料はセメント中の石灰とともに水和反応し、劣化し難いカルシウムシリケート水和物を生成し、板材の強度とともに耐久性を高める。
【００１１】
木片は脆性材料であるセメントの耐衝撃性や釘保持力等を木材固有の特性によって改善することができるが、木片自体に絡みがないため曲げ強度等については大きく向上させることはできない。したがって、絡みの効果が期待できる補強繊維を適量配合することによって板材の強度は向上する。
【００１２】
繊維としては主としてクラフトパルプ、新聞故紙、ダンボール故紙等の木質繊維または、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン等の耐アルカリ性の合成繊維が用いられる。また、硅酸質原料の種類によってはオートクレーブによって養生する必要性があるため、耐アルカリ性だけでなく耐熱性も備えた繊維が必要となる。
【００１３】
その他、軽量化および釘を打ちやすくするために軽量骨材を添加することが好ましく、特に、パーライト、シラス発泡体等の無機発泡体を添加する場合は、多量に添加しても不燃物であるから防火の点で問題はない。
【００１４】
【作用】
セメント４０〜６０重量部、硅酸質原料１０〜２０重量部、木片７．５〜１２重量部、木質繊維３〜７．５重量部および水を主成分とし、木片と木質繊維を合わせた有機分の添加量は１５〜１８重量部とし、木片：木質繊維＝４：１〜１：１の割合で配合することによれば、乾式成形において繊維同士が糸まり状に絡むことが少なくできるので均質な板材が得られるとともに、セメント硬化前の成形マットの保形性を損なわず型崩れし難くなる。すなわち、これらの作用について説明すると、繊維の絡む原因の一つは、添加される水分により繊維が濡れて繊維同士が付着することであるが、この水分が偏平で表面積の広い木片に選択的に吸収されることにより繊維が濡れ難くなり、しかも、木片が繊維同士の間に侵入することによって繊維同士の絡みが防止できるからである。
【００１５】
木片の割合が増えると原料の混合は均質に行えるが、木片自体は絡みがほとんどないのでセメント硬化前の成形マットの保形性が悪くなるとともに、セメント硬化後の強度も弱くなる。一方、木質繊維の割合が増えると原料の混合が不均一になり糸まり状の絡みが増えて不均質な板材となるので、この場合もセメント硬化前の成形マットの保形性が悪くなるとともに、セメントが硬化した後の強度も弱くなる。
【００１６】
耐アルカリ性の合成繊維についても木質繊維の場合と同様に考えられるものの配合の割合が、木片：耐アルカリ性の合成繊維＝３０：１〜６：１で異なる。これは木質繊維は合成繊維よりも分枝が多くもともと複数本が収束しやすくなっているが、合成繊維は収束せず単繊維のままであるので実質的にそれに対応する木片の量は多くなるものと推測されるからである。また、合成繊維は一般に繊維径等の形状ムラが木質繊維よりも少ないため、均一に分散されれば強度への寄与も均一であり、したがって、木質繊維よりも少ない量で同等の効果が得られるためである。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の構成を具体的に述べる。
本発明の繊維混入軽量木片セメント板は、セメント、硅酸質原料、木片、木質繊維、水を主成分としている。
【００１８】
セメントの添加量は４０〜６０重量部で、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント等、特に限定することなく一般的にセメント板製造に使用されるものが使われる。
【００１９】
硅酸質原料の添加量は１０〜２０重量部で、硅藻土、硅砂、硅石等シリカを主成分とする原料であれば特に限定することなく使用でき、粒径等は一般的にセメント板製造に使用されるものが使われる。
【００２０】
木片の添加量は５〜１５重量部で、一般的に硬質木片セメント板製造に使用されるものであれば特に限定することなく使用でき、木片の寸法は、主として厚さが０．５ｍｍ前後であり、４ｍｍの篩を全通し２ｍｍの篩に残るものが用いられる。
【００２１】
繊維の添加量は１〜１０重量部で、主としてクラフトパルプ、新聞故紙、ダンボール故紙等の木質繊維または、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン等の耐アルカリ性（必要に応じてさらに耐熱性を備えたもの）の合成繊維が用いられる。
【００２２】
木質繊維の寸法は、平均繊維径１０〜１００μｍ、平均繊維長１〜１０ｍｍであり、耐アルカリ性の合成繊維の寸法は、平均繊維径１００〜３００μｍ、平均繊維長１〜１０ｍｍである。
【００２３】
木片と繊維を合わせた有機分の添加量の合計は防火性の点から、多くとも１５〜１８重量部程度が好ましい。
【００２４】
軽量化および釘を打ちやすくするために添加する無機発泡体の添加量は１５〜３０重量部で、好ましくは平均嵩比重０．０５〜０．１、平均粒径２００〜３００μｍのパーライト、シラス発泡体等の無機質軽量骨材が用いられる。
【００２５】
水の添加量は４０重量部前後であり、セメントと水との反応および、さらに硅酸質原料と反応してカルシウムシリケート水和物を生成し硬化するために、あまり過剰にならない程度で必要な量が添加される。
【００２６】
その他、セメントの硬化剤として硫酸アルミニウム等が一般的に用いられる。
【００２７】
以下、本発明にかかる実施例および比較例を具体的に説明する。
（実施例１〜５）
表１に示す配合で原料を混合し、下板の上に散布して厚さ約４５ｍｍのマットを形成し、上板を載せてプレス機で圧力１５ kgf／cm2 で圧締したまま、上板、マット、下板をクランプで固定一体化した後、温度８０℃で４〜８時間圧締硬化し１５ｍｍ厚さの板材を得た。これをオートクレーブで温度１５０℃で８時間養生硬化して、絶乾比重０．９の板材を得た。
【００２８】
物性や作業性について以下に示す方法で測定した。その結果は表１に示す通りであった。
・曲げ強度はＪＩＳに準じた方法を用いた。
・釘打ち性については割れ性と圧入抵抗値で示した。
割れ性はサンプルの端部より２０ｍｍの位置に、通常施工時に用いる外壁用釘を用いて釘打ちを行い（釘打ち回数ｎ＝５０）、クラックが全く生じないものを○、２個以下を△、３個以上を×とした。
圧入抵抗値はオートグラフを用いてサンプルに５ｍｍ／ｍｉｎで釘を垂直に押し込んだ場合の抵抗値で示した。
・混合、散布性は混合および散布時の原料の均質性について目視でチェックを行い、ほぼ均質である場合は○、糸まり状の絡み等不均質なものが目立つ場合は×とした。
・マット保形性は下板をコンベア上で移動させた時のマットの崩れを目視でチェックし、崩れのないものを○、端部に若干崩れのあるものを△、完全に崩れているものを×とした。
【００２９】
（比較例１〜６）
表１に示す配合で、以下実施例１とほぼ同様に処理した。比較例１は木片のみで繊維を使用しない場合であるが、実施例同様に絶乾比重０．９の板材が得られたものの、繊維を含まないため曲げ強度が若干弱く、釘打ち時の割れが発生し、マット保形性も不良であった。比較例２、３では木片に対する繊維の添加量が多いため原料が糸まり状に絡み合って均質なマットが得られず、しかもマット崩れが著しく実用に値する板材自体が得られなかった。比較例４、５では木片に対する繊維の添加量が少ないため、比較例１ほどではないものの曲げ強度、釘打ち時の割れ、マット保形性に難点があった。比較例６は従来の硬質木片セメント板に関するものであり、比重が高く、曲げ強度が強く、釘打ち時の割れがないものの、圧入抵抗値が高く釘打ちがし難く、マット保形性もあまり良くない。
【００３０】
以上より実施例と比較例を比較すると、実施例では原料の混合性が良く、下板の上に散布した際に均質なマットが形成され保形性にも優れていた。最終的に得られた板材も曲げ強度が大きく、釘打ちしやすく釘打ち時の割れもなかった。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、木片と補強繊維を特定の割合に配合することによって、乾式成形においても繊維同士が糸まり状に絡みあうことなく板材内部に均一に分布して補強効果が高めるものである。
【００３３】
しかも、繊維の補強効果によって比重を高めることなく高強度を保持することができ、釘打ちしやすく釘打ち時の割れも防止でき、少量の木質（有機分）で板が作れるので防火性にも優れるものである。
【産業上の利用分野】
本発明は、主として建築材料として用いられる軽量・高強度で施工性に優れた繊維混入軽量木片セメント板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から硬質木片セメント板が建築材料として用いられている。これは、セメントと木片を混合し圧縮成形した複合材料であり、防火性に優れたセメント製品でありながら、木材固有の特性が加わって耐衝撃性や釘保持力等において優れた性質を示すものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、硬質木片セメント板において十分な強度を得るためには、板材の密度を高くする必要があるため、他のセメント製品に比べても重量が重くなり持ち運び難くなるとともに、硬くなるので釘打ち時に釘が曲がる等施工性が悪くなる。
【０００４】
これに対して、木片の添加量を増加すると重量を増加することなく強度を向上させることができるが防火性は低下する。また、絡み易く補強性のある繊維を木片の代わりに使用すれば、乾式成形法では繊維同士が糸まり状に絡みあって均質な板材を得ることができず繊維の補強効果も発揮されない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、木片と補強繊維を特定の割合に配合することによって、乾式成形においても繊維同士が糸まり状に絡みあうことなく板材内部に均一に分布して補強効果が高まることがわかった。
【０００６】
すなわち、セメント４０〜６０重量部、硅酸質原料１０〜２０重量部、木片７．５〜１２重量部、木質繊維３〜７．５重量部および水を主成分とし、木片と木質繊維を合わせた有機分の添加量は１５〜１８重量部とし、木片：木質繊維＝４：１〜１：１の割合で配合することを特徴とする繊維混入軽量木片セメント板に関するものである。
【０００７】
請求項２では請求項１における木質繊維を耐アルカリ性の合成繊維と置換えたものであり、その配合比は木片：耐アルカリ性の合成繊維＝３０：１〜６：１とすることを特徴としている。
【０００８】
本発明の繊維混入軽量木片セメント板は、基本的に従来から行われている硬質木片セメント板の製造方法を変えることなく、欠点である重さや釘打ち性を改良したものである。
【０００９】
セメントは木片等の原料を固めて一体化し板を形成するバインダーであるとともに基材そのものである。
【００１０】
硅酸質原料はセメント中の石灰とともに水和反応し、劣化し難いカルシウムシリケート水和物を生成し、板材の強度とともに耐久性を高める。
【００１１】
木片は脆性材料であるセメントの耐衝撃性や釘保持力等を木材固有の特性によって改善することができるが、木片自体に絡みがないため曲げ強度等については大きく向上させることはできない。したがって、絡みの効果が期待できる補強繊維を適量配合することによって板材の強度は向上する。
【００１２】
繊維としては主としてクラフトパルプ、新聞故紙、ダンボール故紙等の木質繊維または、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン等の耐アルカリ性の合成繊維が用いられる。また、硅酸質原料の種類によってはオートクレーブによって養生する必要性があるため、耐アルカリ性だけでなく耐熱性も備えた繊維が必要となる。
【００１３】
その他、軽量化および釘を打ちやすくするために軽量骨材を添加することが好ましく、特に、パーライト、シラス発泡体等の無機発泡体を添加する場合は、多量に添加しても不燃物であるから防火の点で問題はない。
【００１４】
【作用】
セメント４０〜６０重量部、硅酸質原料１０〜２０重量部、木片７．５〜１２重量部、木質繊維３〜７．５重量部および水を主成分とし、木片と木質繊維を合わせた有機分の添加量は１５〜１８重量部とし、木片：木質繊維＝４：１〜１：１の割合で配合することによれば、乾式成形において繊維同士が糸まり状に絡むことが少なくできるので均質な板材が得られるとともに、セメント硬化前の成形マットの保形性を損なわず型崩れし難くなる。すなわち、これらの作用について説明すると、繊維の絡む原因の一つは、添加される水分により繊維が濡れて繊維同士が付着することであるが、この水分が偏平で表面積の広い木片に選択的に吸収されることにより繊維が濡れ難くなり、しかも、木片が繊維同士の間に侵入することによって繊維同士の絡みが防止できるからである。
【００１５】
木片の割合が増えると原料の混合は均質に行えるが、木片自体は絡みがほとんどないのでセメント硬化前の成形マットの保形性が悪くなるとともに、セメント硬化後の強度も弱くなる。一方、木質繊維の割合が増えると原料の混合が不均一になり糸まり状の絡みが増えて不均質な板材となるので、この場合もセメント硬化前の成形マットの保形性が悪くなるとともに、セメントが硬化した後の強度も弱くなる。
【００１６】
耐アルカリ性の合成繊維についても木質繊維の場合と同様に考えられるものの配合の割合が、木片：耐アルカリ性の合成繊維＝３０：１〜６：１で異なる。これは木質繊維は合成繊維よりも分枝が多くもともと複数本が収束しやすくなっているが、合成繊維は収束せず単繊維のままであるので実質的にそれに対応する木片の量は多くなるものと推測されるからである。また、合成繊維は一般に繊維径等の形状ムラが木質繊維よりも少ないため、均一に分散されれば強度への寄与も均一であり、したがって、木質繊維よりも少ない量で同等の効果が得られるためである。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の構成を具体的に述べる。
本発明の繊維混入軽量木片セメント板は、セメント、硅酸質原料、木片、木質繊維、水を主成分としている。
【００１８】
セメントの添加量は４０〜６０重量部で、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント等、特に限定することなく一般的にセメント板製造に使用されるものが使われる。
【００１９】
硅酸質原料の添加量は１０〜２０重量部で、硅藻土、硅砂、硅石等シリカを主成分とする原料であれば特に限定することなく使用でき、粒径等は一般的にセメント板製造に使用されるものが使われる。
【００２０】
木片の添加量は５〜１５重量部で、一般的に硬質木片セメント板製造に使用されるものであれば特に限定することなく使用でき、木片の寸法は、主として厚さが０．５ｍｍ前後であり、４ｍｍの篩を全通し２ｍｍの篩に残るものが用いられる。
【００２１】
繊維の添加量は１〜１０重量部で、主としてクラフトパルプ、新聞故紙、ダンボール故紙等の木質繊維または、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン等の耐アルカリ性（必要に応じてさらに耐熱性を備えたもの）の合成繊維が用いられる。
【００２２】
木質繊維の寸法は、平均繊維径１０〜１００μｍ、平均繊維長１〜１０ｍｍであり、耐アルカリ性の合成繊維の寸法は、平均繊維径１００〜３００μｍ、平均繊維長１〜１０ｍｍである。
【００２３】
木片と繊維を合わせた有機分の添加量の合計は防火性の点から、多くとも１５〜１８重量部程度が好ましい。
【００２４】
軽量化および釘を打ちやすくするために添加する無機発泡体の添加量は１５〜３０重量部で、好ましくは平均嵩比重０．０５〜０．１、平均粒径２００〜３００μｍのパーライト、シラス発泡体等の無機質軽量骨材が用いられる。
【００２５】
水の添加量は４０重量部前後であり、セメントと水との反応および、さらに硅酸質原料と反応してカルシウムシリケート水和物を生成し硬化するために、あまり過剰にならない程度で必要な量が添加される。
【００２６】
その他、セメントの硬化剤として硫酸アルミニウム等が一般的に用いられる。
【００２７】
以下、本発明にかかる実施例および比較例を具体的に説明する。
（実施例１〜５）
表１に示す配合で原料を混合し、下板の上に散布して厚さ約４５ｍｍのマットを形成し、上板を載せてプレス機で圧力１５ kgf／cm2 で圧締したまま、上板、マット、下板をクランプで固定一体化した後、温度８０℃で４〜８時間圧締硬化し１５ｍｍ厚さの板材を得た。これをオートクレーブで温度１５０℃で８時間養生硬化して、絶乾比重０．９の板材を得た。
【００２８】
物性や作業性について以下に示す方法で測定した。その結果は表１に示す通りであった。
・曲げ強度はＪＩＳに準じた方法を用いた。
・釘打ち性については割れ性と圧入抵抗値で示した。
割れ性はサンプルの端部より２０ｍｍの位置に、通常施工時に用いる外壁用釘を用いて釘打ちを行い（釘打ち回数ｎ＝５０）、クラックが全く生じないものを○、２個以下を△、３個以上を×とした。
圧入抵抗値はオートグラフを用いてサンプルに５ｍｍ／ｍｉｎで釘を垂直に押し込んだ場合の抵抗値で示した。
・混合、散布性は混合および散布時の原料の均質性について目視でチェックを行い、ほぼ均質である場合は○、糸まり状の絡み等不均質なものが目立つ場合は×とした。
・マット保形性は下板をコンベア上で移動させた時のマットの崩れを目視でチェックし、崩れのないものを○、端部に若干崩れのあるものを△、完全に崩れているものを×とした。
【００２９】
（比較例１〜６）
表１に示す配合で、以下実施例１とほぼ同様に処理した。比較例１は木片のみで繊維を使用しない場合であるが、実施例同様に絶乾比重０．９の板材が得られたものの、繊維を含まないため曲げ強度が若干弱く、釘打ち時の割れが発生し、マット保形性も不良であった。比較例２、３では木片に対する繊維の添加量が多いため原料が糸まり状に絡み合って均質なマットが得られず、しかもマット崩れが著しく実用に値する板材自体が得られなかった。比較例４、５では木片に対する繊維の添加量が少ないため、比較例１ほどではないものの曲げ強度、釘打ち時の割れ、マット保形性に難点があった。比較例６は従来の硬質木片セメント板に関するものであり、比重が高く、曲げ強度が強く、釘打ち時の割れがないものの、圧入抵抗値が高く釘打ちがし難く、マット保形性もあまり良くない。
【００３０】
以上より実施例と比較例を比較すると、実施例では原料の混合性が良く、下板の上に散布した際に均質なマットが形成され保形性にも優れていた。最終的に得られた板材も曲げ強度が大きく、釘打ちしやすく釘打ち時の割れもなかった。
【００３１】
【表１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、木片と補強繊維を特定の割合に配合することによって、乾式成形においても繊維同士が糸まり状に絡みあうことなく板材内部に均一に分布して補強効果が高めるものである。
【００３３】
しかも、繊維の補強効果によって比重を高めることなく高強度を保持することができ、釘打ちしやすく釘打ち時の割れも防止でき、少量の木質（有機分）で板が作れるので防火性にも優れるものである。
Claims (2)
- セメント４０〜６０重量部、硅酸質原料１０〜２０重量部、木片７．５〜１２重量部、木質繊維３〜７．５重量部および水を主成分とし、木片と木質繊維を合わせた有機分の添加量は１５〜１８重量部とし、木片：木質繊維＝４：１〜１：１の割合で配合することを特徴とする繊維混入軽量木片セメント板。
- セメント、硅酸質原料、木片、耐アルカリ性の合成繊維、水を主成分とし、木片：耐アルカリ性の合成繊維＝３０：１〜６：１の割合で配合することを特徴とする繊維混入軽量木片セメント板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27349095A JP3737173B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 繊維混入軽量木片セメント板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27349095A JP3737173B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 繊維混入軽量木片セメント板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0987002A JPH0987002A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3737173B2 true JP3737173B2 (ja) | 2006-01-18 |
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ID=17528637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27349095A Expired - Fee Related JP3737173B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 繊維混入軽量木片セメント板 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3737173B2 (ja) |
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1995
- 1995-09-26 JP JP27349095A patent/JP3737173B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0987002A (ja) | 1997-03-31 |
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