JP4046938B2 - 木質セメント板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築板に使用される木質セメント板に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
木質セメント板はセメントと木質補強材とを含む原料混合物を型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。該木質補強材としては主として木片が使用される。
上記木質セメント板にあっては、微細なクラックの発生が問題となっている。上記クラックの発生のメカニズムとしては３つのパターンが考えられる。上記木質セメント板はセメント硬化体マトリックス中に木片等の木質補強材が分散した構造を有しているが、上記３つのパターンのうちの１つは上記セメント硬化体マトリックス自体にクラックが発生するパターン、他のパターンとしては木片にクラックの発生するパターン、およびセメント硬化体と木片との界面にクラックの発生するパターンがある。
【０００３】
木質セメント板のクラックの発生の主因は上記３つのパターンのうちセメント硬化体マトリックス自体にクラックが発生するパターンである。該セメント硬化体マトリックスにクラックが発生する理由は、木片によるセメント硬化体に対するつなぎ効果が可成り不足していること、および木片はそれ自体に水を含有し易く、その結果寸法変化が大きいことにあると考えられる。
【０００４】
【従来の技術】
上記木質セメント板におけるクラックの発生を防止する手段として、従来マイカをセメント硬化体に対するつなぎとして添加することが提案されている（例えば特公平７−５５８５３号）。
マイカは木質補強材と同様にセメント硬化体に対するつなぎとしての役割を果たすが、木質補強材と異なり吸湿性がないので、木質セメント板の寸法安定性を改良し、クラックの発生を防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらマイカは木質セメント板の原料混合物に均一に混合することが困難であり、均一に混合しないと上記マイカのつなぎ効果が有効に発揮されないと言う問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、セメント系無機粉体とマイカと木質補強材とを含有する原料混合物を型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木質セメント板であって、セメント系無機粉体とマイカをプレミックスし、その他の原料の混合物中に該プレミックス物を添加混合することによって原料混合物を調製する木質セメント板を提供するものである。該プレミックス物には更に粉体接着剤がプレミックスされていことが望ましく、例えば該粉体接着剤はフェノール系樹脂接着剤あるいはイソシアネート系接着剤である。
また該マイカのアスペクト比は８０〜９０の範囲であることが望ましく、更に該木質セメント板は表裏層と芯層とからなる三層構造を有する場合には、表裏層にはマイカは５重量％以下、芯層にはマイカは５〜１０重量％の範囲で添加されていることが望ましい。
【０００７】
【作用】
セメント系無機粉体と木片とマイカとを含有する原料に少量の水を添加して型板上に散布する乾式法あるいは半乾式法では木片が上記添加水を吸収し易く、マイカをセメント系無機粉体とプレミックスすることなく、原料混合物に添加混合した場合には、マイカが吸水した木片表面に付着してセメント系無機粉体中に均一に混合されにくゝなる。しかしマイカをセメント系無機粉体とプレミックスしてからその他の原料の混合物中に混合すると、マイカは原料混合物中においてもセメント系無機粉体と均一に混合された状態を維持している。
したがってセメント硬化体中で該マイカは層状で均一に分散してつなぎ効果を充分に発揮し、また木片の周りをマイカが立体的に取り囲んで、木片に水分が到達することを防止し、木片の吸水による寸法変化を防止する。
【０００８】
上記プレミックスに更に粉体接着剤をプレミックスすると、マイカとセメント系無機粉体とが該接着剤によってより強固に接着され、マイカのつなぎ効果が増強される。更に該接着剤によってマイカと木片とが接着され、木片に水分が到達して木片に吸水されたとしても、該木片に接着しているマイカによって該木片の寸法変化がある程度防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる木質補強材としては木片、木毛、木質パルプ等、従来の木質セメント板に用いられる木質補強材と同様なものがある。
望ましい木質補強材としては巾０．５〜２mm、長さ１〜２０mm、アスペクト比（長さ／厚み）２０〜３０の木片がある。
【００１０】
本発明において用いられるセメント系無機粉体としては、ポルトランドセメント、高炉スラグセメント、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が例示される。
【００１１】
本発明において用いられるマイカは望ましくは径が１００〜１１００μm 、アスペクト比が８０〜９０のフレーク状のものである。
【００１２】
本発明において用いられる粉体接着剤としては、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂等のフェノール系樹脂接着剤、トリレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジフェニルジイソシアネート、２−クロロ−１，４−フェニルジイソシアネート、１−クロロ−２，４−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，２’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ω−キシリレンジイソシアネート、ω’−キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネート、該ジイソシアネートと多価アルコール等の活性水素基含有化合物とのアダクト体、該ジイソシアネートや該アダクト体をフェノール、マロン酸ジエチルエステル、アセト酢酸エステル等のマスク剤でマスクしたシアナート再生体等のイソシアネート系接着剤が望ましいが、その他メラミン系接着剤、尿素系接着剤等も使用することが出来る。
【００１３】
上記木質セメント板原料の混合物を調製する場合、本発明では上記セメント系無機粉体とマイカとをプレミックスして該セメント系無機粉体とマイカとを均一に混合する。更に粉体接着剤を使用する場合には上記プレミックス中に該粉体接着剤をプレミックスする。
【００１４】
上記セメント系無機粉体、木質補強材、およびマイカは表層用原料混合物においては通常セメント系無機粉体６６〜７５重量％、木質補強材２５〜３４重量％、マイカ５重量％以下、芯層用原料混合物においては通常セメント系無機粉体５６〜７４重量％、木質補強材２１〜２６重量％、マイカ５〜１０重量％の割合で混合される。上記混合物においては更にセメントの一部に代えてケイ砂、ケイ石粉、シリカヒューム、シラスバルーン、パーライト、ベントナイト、ケイソウ土等の充填剤を置換してもよいし、あるいは塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、水ガラス等のセメント硬化促進剤が添加されてもよい。
【００１５】
本発明においては、上記表層用原料混合物に水を通常３５〜５５重量％になるように添加混合してから型板上に散布して表層マットをフォーミングし、該表層マット上に更に上記芯層用原料混合物に水を通常３０〜５０重量％になるように添加混合してから散布して芯層マットをフォーミングし、該芯層マット上に更に上記表層用原料混合物に散布して裏層マットをフォーミングする。
上記型板面には所定の形状あるいは凹凸模様等が施されていてもよいし、フラットな面であってもよい。
【００１６】
上記三層構造のマットは次いで圧締養生硬化せしめられる。上記圧締養生は一般的にプレス圧２〜３ＭＰａ、温度４０〜６０℃、７〜１３時間程度の一次養生、常温で１週間程度の二次養生の条件で行われる。
上記養生によってマット中のセメント系無機粉体は水分存在下に硬化し、木質セメント板が製造される。
【００１７】
得られた木質セメント板は表層−芯層−裏層の三層構造を有するが、表層にはマイカが５重量％以下の量で含まれるので、表層に塗装した場合にマイカによる表層からの塗料の浸入の阻害が少なく、塗膜の密着性が確保される。該表層の厚みは通常１〜４mm、芯層の厚みは通常５〜１３mm程度とされる。
【００１８】
〔実施例〕
(1) 表１に示す配合で表裏層、芯層の原料をそれぞれ、セメント、マイカ、フェノール系樹脂粉体接着剤をオムニミキサーにて６分間混合した（混合物Ａ）。
(2) 木片に水をアイリッヒミキサーにて３分間混合し（混合物Ｂ）、その中に前記混合物Ａを混合し、更に３分間混合した（混合物Ｃ）。
(3) 得られた混合物Ｃを確認すると、木片の周りがセメント、マイカ、フェノール系樹脂粉体接着剤にて被覆された状態になっていた。
(4) 上記混合物Ｃを型板上に三層状に散布しフォーミングした。このとき混合物Ｃは上部の混合物積載コンベアから下部の型板上に散布されるので、マイカは空気抵抗等により層状に散布される。
(5) その後成形マットをプレス圧２．５ＭＰａでプレスし、一次養生５０℃、１０時間、二次養生を常温で１週間行った。
得られた試料の物性を測定した結果は表１に示される。
【００１９】
【表１】
【００２０】
表１を参照するとセメント、マイカ、粉体接着剤をプレミックスした各実施例はクラックの発生が全くみられないか殆どなく、プレミックスしない比較例１，２はクラック発生が若干みられる。またマイカを添加しない比較例３はクラック発生が著しい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では木質セメント板のセメント硬化体中でマイカが層状で均一に分散されているので、マイカのつなぎ効果が充分発揮され、クラック発生のないかつ寸法安定性の良い木質セメント板が得られる。
【発明の属する技術分野】
本発明は建築板に使用される木質セメント板に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
木質セメント板はセメントと木質補強材とを含む原料混合物を型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。該木質補強材としては主として木片が使用される。
上記木質セメント板にあっては、微細なクラックの発生が問題となっている。上記クラックの発生のメカニズムとしては３つのパターンが考えられる。上記木質セメント板はセメント硬化体マトリックス中に木片等の木質補強材が分散した構造を有しているが、上記３つのパターンのうちの１つは上記セメント硬化体マトリックス自体にクラックが発生するパターン、他のパターンとしては木片にクラックの発生するパターン、およびセメント硬化体と木片との界面にクラックの発生するパターンがある。
【０００３】
木質セメント板のクラックの発生の主因は上記３つのパターンのうちセメント硬化体マトリックス自体にクラックが発生するパターンである。該セメント硬化体マトリックスにクラックが発生する理由は、木片によるセメント硬化体に対するつなぎ効果が可成り不足していること、および木片はそれ自体に水を含有し易く、その結果寸法変化が大きいことにあると考えられる。
【０００４】
【従来の技術】
上記木質セメント板におけるクラックの発生を防止する手段として、従来マイカをセメント硬化体に対するつなぎとして添加することが提案されている（例えば特公平７−５５８５３号）。
マイカは木質補強材と同様にセメント硬化体に対するつなぎとしての役割を果たすが、木質補強材と異なり吸湿性がないので、木質セメント板の寸法安定性を改良し、クラックの発生を防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらマイカは木質セメント板の原料混合物に均一に混合することが困難であり、均一に混合しないと上記マイカのつなぎ効果が有効に発揮されないと言う問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、セメント系無機粉体とマイカと木質補強材とを含有する原料混合物を型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木質セメント板であって、セメント系無機粉体とマイカをプレミックスし、その他の原料の混合物中に該プレミックス物を添加混合することによって原料混合物を調製する木質セメント板を提供するものである。該プレミックス物には更に粉体接着剤がプレミックスされていことが望ましく、例えば該粉体接着剤はフェノール系樹脂接着剤あるいはイソシアネート系接着剤である。
また該マイカのアスペクト比は８０〜９０の範囲であることが望ましく、更に該木質セメント板は表裏層と芯層とからなる三層構造を有する場合には、表裏層にはマイカは５重量％以下、芯層にはマイカは５〜１０重量％の範囲で添加されていることが望ましい。
【０００７】
【作用】
セメント系無機粉体と木片とマイカとを含有する原料に少量の水を添加して型板上に散布する乾式法あるいは半乾式法では木片が上記添加水を吸収し易く、マイカをセメント系無機粉体とプレミックスすることなく、原料混合物に添加混合した場合には、マイカが吸水した木片表面に付着してセメント系無機粉体中に均一に混合されにくゝなる。しかしマイカをセメント系無機粉体とプレミックスしてからその他の原料の混合物中に混合すると、マイカは原料混合物中においてもセメント系無機粉体と均一に混合された状態を維持している。
したがってセメント硬化体中で該マイカは層状で均一に分散してつなぎ効果を充分に発揮し、また木片の周りをマイカが立体的に取り囲んで、木片に水分が到達することを防止し、木片の吸水による寸法変化を防止する。
【０００８】
上記プレミックスに更に粉体接着剤をプレミックスすると、マイカとセメント系無機粉体とが該接着剤によってより強固に接着され、マイカのつなぎ効果が増強される。更に該接着剤によってマイカと木片とが接着され、木片に水分が到達して木片に吸水されたとしても、該木片に接着しているマイカによって該木片の寸法変化がある程度防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる木質補強材としては木片、木毛、木質パルプ等、従来の木質セメント板に用いられる木質補強材と同様なものがある。
望ましい木質補強材としては巾０．５〜２mm、長さ１〜２０mm、アスペクト比（長さ／厚み）２０〜３０の木片がある。
【００１０】
本発明において用いられるセメント系無機粉体としては、ポルトランドセメント、高炉スラグセメント、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が例示される。
【００１１】
本発明において用いられるマイカは望ましくは径が１００〜１１００μm 、アスペクト比が８０〜９０のフレーク状のものである。
【００１２】
本発明において用いられる粉体接着剤としては、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂等のフェノール系樹脂接着剤、トリレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４−ナフタレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジフェニルジイソシアネート、２−クロロ−１，４−フェニルジイソシアネート、１−クロロ−２，４−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，２’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート、ω−キシリレンジイソシアネート、ω’−キシリレンジイソシアネート等のジイソシアネート、該ジイソシアネートと多価アルコール等の活性水素基含有化合物とのアダクト体、該ジイソシアネートや該アダクト体をフェノール、マロン酸ジエチルエステル、アセト酢酸エステル等のマスク剤でマスクしたシアナート再生体等のイソシアネート系接着剤が望ましいが、その他メラミン系接着剤、尿素系接着剤等も使用することが出来る。
【００１３】
上記木質セメント板原料の混合物を調製する場合、本発明では上記セメント系無機粉体とマイカとをプレミックスして該セメント系無機粉体とマイカとを均一に混合する。更に粉体接着剤を使用する場合には上記プレミックス中に該粉体接着剤をプレミックスする。
【００１４】
上記セメント系無機粉体、木質補強材、およびマイカは表層用原料混合物においては通常セメント系無機粉体６６〜７５重量％、木質補強材２５〜３４重量％、マイカ５重量％以下、芯層用原料混合物においては通常セメント系無機粉体５６〜７４重量％、木質補強材２１〜２６重量％、マイカ５〜１０重量％の割合で混合される。上記混合物においては更にセメントの一部に代えてケイ砂、ケイ石粉、シリカヒューム、シラスバルーン、パーライト、ベントナイト、ケイソウ土等の充填剤を置換してもよいし、あるいは塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ソーダ、水ガラス等のセメント硬化促進剤が添加されてもよい。
【００１５】
本発明においては、上記表層用原料混合物に水を通常３５〜５５重量％になるように添加混合してから型板上に散布して表層マットをフォーミングし、該表層マット上に更に上記芯層用原料混合物に水を通常３０〜５０重量％になるように添加混合してから散布して芯層マットをフォーミングし、該芯層マット上に更に上記表層用原料混合物に散布して裏層マットをフォーミングする。
上記型板面には所定の形状あるいは凹凸模様等が施されていてもよいし、フラットな面であってもよい。
【００１６】
上記三層構造のマットは次いで圧締養生硬化せしめられる。上記圧締養生は一般的にプレス圧２〜３ＭＰａ、温度４０〜６０℃、７〜１３時間程度の一次養生、常温で１週間程度の二次養生の条件で行われる。
上記養生によってマット中のセメント系無機粉体は水分存在下に硬化し、木質セメント板が製造される。
【００１７】
得られた木質セメント板は表層−芯層−裏層の三層構造を有するが、表層にはマイカが５重量％以下の量で含まれるので、表層に塗装した場合にマイカによる表層からの塗料の浸入の阻害が少なく、塗膜の密着性が確保される。該表層の厚みは通常１〜４mm、芯層の厚みは通常５〜１３mm程度とされる。
【００１８】
〔実施例〕
(1) 表１に示す配合で表裏層、芯層の原料をそれぞれ、セメント、マイカ、フェノール系樹脂粉体接着剤をオムニミキサーにて６分間混合した（混合物Ａ）。
(2) 木片に水をアイリッヒミキサーにて３分間混合し（混合物Ｂ）、その中に前記混合物Ａを混合し、更に３分間混合した（混合物Ｃ）。
(3) 得られた混合物Ｃを確認すると、木片の周りがセメント、マイカ、フェノール系樹脂粉体接着剤にて被覆された状態になっていた。
(4) 上記混合物Ｃを型板上に三層状に散布しフォーミングした。このとき混合物Ｃは上部の混合物積載コンベアから下部の型板上に散布されるので、マイカは空気抵抗等により層状に散布される。
(5) その後成形マットをプレス圧２．５ＭＰａでプレスし、一次養生５０℃、１０時間、二次養生を常温で１週間行った。
得られた試料の物性を測定した結果は表１に示される。
【００１９】
【表１】
表１を参照するとセメント、マイカ、粉体接着剤をプレミックスした各実施例はクラックの発生が全くみられないか殆どなく、プレミックスしない比較例１，２はクラック発生が若干みられる。またマイカを添加しない比較例３はクラック発生が著しい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では木質セメント板のセメント硬化体中でマイカが層状で均一に分散されているので、マイカのつなぎ効果が充分発揮され、クラック発生のないかつ寸法安定性の良い木質セメント板が得られる。
Claims (5)
- セメント系無機粉体とマイカと木質補強材とを含有する原料混合物を型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木質セメント板であって、セメント系無機粉体とマイカをプレミックスし、その他の原料の混合物中に該プレミックス物を添加混合することによって原料混合物を調製することを特徴とする木質セメント板
- 該プレミックス物には更に粉体接着剤がプレミックスされている請求項１に記載の木質セメント板
- 該粉体接着剤はフェノール系樹脂接着剤あるいはイソシアネート系接着剤である請求項２に記載の木質セメント板
- 該マイカのアスペクト比は８０〜９０の範囲である請求項１または２または３に記載の木質セメント板
- 該木質セメント板は表裏層と芯層とからなる三層構造を有し、表裏層にはマイカは５重量％以下、芯層にはマイカは５〜１０重量％の範囲で添加されている請求項１〜４に記載の木質セメント板
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|---|---|---|---|---|
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| JP3993314B2 (ja) * | 1998-07-31 | 2007-10-17 | ニチハ株式会社 | 無機質板の製造方法 |
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2000
- 2000-10-23 JP JP2000322885A patent/JP4046938B2/ja not_active Expired - Lifetime
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