JP4064669B2

JP4064669B2 - 機能性建築板の製造方法

Info

Publication number: JP4064669B2
Application number: JP2001401575A
Authority: JP
Inventors: 岳士猫田; 恭一伊藤; 勉西尾
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003200411A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は吸放湿性、脱臭性、吸着性等の機能性を有する建築板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からセメント系水硬性材料と、フレークとを含む建築板は、例えば壁材として多用されている。そして該建築板に吸放湿性、脱臭性、吸着性等の機能性を付与するために木炭粉を添加することが提案されている（例えば特開２０００−１６０７１２公報、特開平１０−２１８６５２号公報）。
上記機能性建築板は、従来セメント系水硬性材料、フレーク、木炭粉等を水に投入してスラリーとし、該スラリーを型に充填して養生硬化する湿式方法、あるいは木毛と木炭粉との混合物のマット表面にセメントペーストを塗布し圧縮成形する方法によって製造されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記湿式方法によれば、建築板組織が密になって内部の木炭粉は機能を充分発揮出来なくなり、またスラリー中で炭素粉が均一に分散しにくゝ、したがって建築板の内部で木炭粉の分散状態にばらつきが生じ、そのために吸放湿性や脱臭性にも偏りがあり、また板の強度も低下する。更に木毛と木炭粉との混合物のマット表面にセメントペーストを塗布し圧縮成形する方法では、板の表面がセメント硬化層で被覆されるため、またセメントがマット内に侵入してマットの空隙部を塞いでしまうので、やはり木炭粉の機能性は充分発揮出来なくなる。
【０００４】
【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、長径５〜２５ mm のフレークを１５〜２５重量％、２ mm 以下の粒度に粉砕された炭素材を１０〜４０重量％、多孔質充填材を５〜３０重量％、残余はセメント系水硬性材料とした原料混合物を、該フレークと、該炭素材と、該多孔質充填材とをあらかじめ混合した上で該セメント系水硬性材料を添加することによって調製する工程と、上記原料混合物を板材上に散布してマットをフォーミングする工程と、上記マットを水分存在下で、圧締圧２．５〜６ＭＰ a で圧締し、５０〜９０℃で５〜１２時間養生して一次硬化する工程と、上記養生されたマットを水分存在下で、室温で４日間以上常圧養生する、又は１３０〜１８０℃で８〜１２時間のオートクレーブ養生を行ない二次硬化する工程とを含む機能性建築板の製造方法、あるいは長径５ mm 以下の微小フレークを１５〜２５重量％、２ mm 以下の粒度に粉砕された炭素材を１０〜４０重量％、多孔質充填材を５〜３０重量％、残余はセメント系水硬性材料としたフェイス層用の原料混合物を、該フレークと、該炭素材と、該多孔質充填材とをあらかじめ混合した上で該セメント系水硬性材料を添加することによって調製する工程と、上記フェイス層用の原料混合物を板材上に散布してフェイスマットＡをフォーミングする工程と、長径５〜２５ mm の粗大フレークを１５〜２５重量％、２ mm 以下の粒度に粉砕された炭素材を１０〜４０重量％、多孔質充填材を５〜３０重量％、残余はセメント系水硬性材料としたコア層用の原料混合物を、該フレークと、該炭素材と、該多孔質充填材とをあらかじめ混合した上で該セメント系水硬性材料を添加することによって調製する工程と、上記コア層用の原料混合物を上記フェイスマットＡ上に散布してコアマットＢをフォーミングする工程と、更に、上記フェイス層用の原料混合物を、フレークと、炭素材と、多孔質充填材とをあらかじめ混合した上でセメント系水硬性材料を添加することによって調製し、上記コアマットＢの上に散布してフェイスマットＡをフォーミングする工程と、このようにして得られた三層構造のマットを水分存在下で、圧締圧２．５〜６ＭＰ a で圧締し、５０〜９０℃で５〜１２時間養生して一次硬化する工程と、上記養生されたマットを水分存在下で、室温で４日間以上常圧養生する、又は１３０〜１８０℃で８〜１２時間のオートクレーブ養生を行ない二次硬化する工程とを含む三層構造を有する機能性建築板の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【作用】
本発明ではセメント系水硬性材料と、フレークと、多孔質充填材と、炭素材とを乾式混合するので、炭素材と均一に混合することが出来る。フレークは嵩高いので混合物にも空隙が多く形成されており、したがってマット更には製造された建築板にも空隙が多く存在する。その上多孔質充填材を添加した場合には、該炭素材には多孔質充填材がからんで炭素材がセメント微粒子によって塞がれることを阻止し、空隙を一層増加させる。混合物Ａおよび混合物Ｂをフレークと、多孔質充填材と、炭素材とを混合した上でセメント系水硬性材料を添加することによって調製すると、更に炭素材と多孔質充填材、それに加えてフレークが充分にからみ、空隙が更に増加して炭素材の機能が充分発揮される。同時に炭素材と多孔質充填材とがからみ合い状態でフレークを覆うので、セメント系水硬性材料とフレークとの直接接触が緩和され、フレークから溶出する糖類、タンニン酸等のセメント硬化阻害物質のセメント系水硬性材料に対する影響が減少し、セメント系水硬性材料の硬化反応が円滑に進む。
【０００６】
【発明の実施の形態】
〔セメント系水硬性材料〕
本発明に使用するセメント系水硬性材料としては、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、シリカ粉、ケイ砂、ケイ石粉、水ガラス、シリカヒューム、ＦＡバルーン、シラスバルーン、マイカ、ドロマイト等のケイ酸含有物質と上記セメント類とを混合した混合物等が例示される。
上記セメント系水硬性材料の中でも、セメント類とケイ酸含有物質との混合物が好ましく、セメント類とケイ酸含有物質との混合比（重量比）は１：２〜６：１であるのが好ましい。
【０００７】
〔フレーク〕
本発明に使用するフレークは木材をフレーカーによって切削することによって製造され、フェイス層に使用されるフレークは長径５mm以下としてフェイス層に緻密構造を与え、コア層に使用するフレークは長径５〜２５mmとしてコア層に粗構造を与える。
【０００８】
〔多孔質充填材〕
本発明においては、炭素材の機能性を補助するために、多孔質充填材を使用することが望ましい。該多孔質充填材としては比表面積が２４００cm²／g 以上、更に望ましくは３５００〜６５００cm²／g のフライアッシュ、粒度１０〜６００μm のパーライト、粒度１〜８００μm の天然あるいは合成ゼオライト、粒度１〜５０μm のケイ藻土、粒径０．１〜２．０mmのＡＬＣ粉砕物、リジェクト等がある。
【０００９】
リジェクトとは、例えば木質セメント板のような木片、木質繊維、パルプ等の補強材によって補強したセメント板の廃材の粉砕物である。該セメント板の廃材は例えば外壁材や同質部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、あるいは木質セメント板を製造する際に切削工程等において発生する切屑、端切れ等であり、本発明では該廃材をハンマーミル、インパクトミル、ローラミル等の粉砕機により０．１〜２．０mm程度の粒径に粉砕し、原料として添加使用出来る。
【００１０】
〔炭素材〕
本発明に使用する炭素材としては、例えば木炭粉、竹炭粉、活性炭粉、あるいは植物屑、お茶、紅茶、コーヒー等の出し滓等の植物性廃棄物の炭化物等がある。該炭素材は通常２mm以下の粒度に粉砕される。該炭素材は吸放湿性の他アンモニアや硫化物等の悪臭源やアルデヒド等の有害物質を吸着する脱臭性、吸着性等の機能性を有する。
【００１１】
〔第三成分〕
上記成分以外に、本発明の建築板には例えば、顔料、染料、セメント硬化促進剤、撥水剤等の第三成分が混合されてもよい。
【００１２】
〔建築板の製造〕
本発明においては、セメント系水硬性材料と、フレークと、炭素材、多孔質充填材を混合して原料混合物を調製するが、該原料混合物中フレークは１５〜２５重量％、炭素材は１０〜４０重量％、多孔質充填材を添加する場合には５〜３０重量％程度添加され、残余はセメント系水硬性材料とされる。
建築板が一層構造の場合にはフレークは長径５〜２５mmのものを使用し、建築板が三層構造の場合にはフェイス層として緻密構造を与えるために長径５mm以下の微小フレークを使用し、コア層としては粗構造としてクッション性を付与するために、長径５〜２５mmの粗大フレークを使用する。
【００１３】
上記原料混合物は上記各原料を例えばロータリーミキサー等に投入して攪拌混合することによって調製されるが、混合手順としてまずフレークと、多孔質充填材と、炭素材とを混合した上でセメント系水硬性材料を添加混合する。このような混合方法を適用すると、炭素材と多孔質充填材とがからみ合った状態でフレーク表面に付着し、空隙部が増加すると同時にフレークから溶出するセメント硬化阻害物質がセメント系水硬性材料に及ぼす影響を少なくする。更に炭素材にからみ合った多孔質充填材は、セメント微粒子によって炭素材が塞がれることを阻止する。
【００１４】
上記原料混合物は型板、搬送板等の板材上に散布され、マットがフォーミングされ、該マットを圧締養生硬化するが、三層構造の場合にはフェイス用原料混合物Ａをまず散布してフェイスマットＡをフォーミングし、更に該フェイスマットＡの上にコア用原料混合物Ｂを散布してコアマットＢをフォーミングし、該コアマットＢ上に更にフェイス用原料混合物Ａを散布してフェイスマットＡをフォーミングし、このようにして得られた三層構造のマットを水分存在下に圧締養生硬化せしめる。
【００１５】
上記三層構造にあっては、各マットの厚みの比率は、一般にフェイスマットＡ：コアマットＢ：フェイスマットＡ＝１．５：７：１．５〜２．５：５：２．５に設定し、最終板厚は通常１０〜１５mmに設定する。
【００１６】
上記圧締養生硬化の条件は、通常圧締圧２．５〜６ＭＰa 、養生は通常一次養生と二次養生との二段階で行われる。上記一次養生条件は通常５０〜９０℃で５〜１２時間であり、該二次養生は通常室温で４日間以上常圧養生するか、１３０〜１８０℃で８〜１２時間のオートクレーブ養生を行なう。上記二次養生にオートクレーブ養生を行えばケイ酸含有物質との反応がより円滑に行われ、上記圧締養生硬化中セメント系水硬性材料は水分存在下で硬化する。
【００１７】
〔実施例１〕
表１の配合でフェイス用原料混合物とコア用原料混合物とを調製した。
多孔質充填材としては、フライアッシュと、硬質木片セメント板廃材をハンマーミルで粉砕したリジェクトを使用した。
なお試料Ｎo.１、２、３におけるフェイス用原料混合物Ａおよびコア用原料混合物Ｂはフレークと、多孔質充填材と、炭素材とをあらかじめ乾式混合した上でセメントを添加して調製されたものであり、試料Ｎo.４は試料Ｎo.３と同一組成である混合物Ａおよび混合物Ｂの各原料を夫々一度に混合したものである。また比較試料１は混合物Ａおよび混合物Ｂ共に木炭無添加で調製されたものであり、比較試料２は混合物Ａおよび混合物Ｂ共に多孔質充填材が無添加であり、木炭とフレークとをあらかじめ混合した上で調製されたものである。
【００１８】
【表１】

【００１９】
上記原料混合物を使用してフォーミングされた三層構造のマットは、３ＭＰa の圧締圧で圧締され、５０℃、１２時間の一次養生後、４日間の室温養生により硬化せしめられた。
このようにして得られた建築板試料Ｎo.１、２、３、４および比較例Ｎo.１、２の物性を測定した結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】

【００２１】
更に試料Ｎo.１、２、３、４および比較試料Ｎo.１、２について各試料を１０×１０cmにカットし、木口および裏面をアルミニウムテープでシールしてテドラーバッグに入れ、ホルムアルデヒド、アンモニア、アセトアルデヒドの各ガスを注入し、２５℃、２４時間吸着させた後、更に５０℃、６時間加熱後の脱着の経時変化を測定し上記各ガスの吸着性、および指圧摩擦によるマイナスイオンの発生状態を試験した。その結果を表３〜６に示す。なお表６における弱摩擦は試験体表面を軽く指圧しながら往復運動を繰返したときの最高値であり、強摩擦は試験体表面を強く指圧しながら往復運動を繰返したときの最高値を示すもので、ＩＯＮＴＥＳＴＥＲ KST−９００型によって測定したものである。
【００２２】
【表３】

【００２３】
【表４】

【００２４】
【表５】

【００２５】
【表６】

【００２６】
表２によれば、フェイス層、コア層共に木炭を添加した試料Ｎo.１、２、３、は強度、吸放湿性共に優れている。一方比較試料Ｎo.１は木炭が添加されていないため、比重が高い分高強度にはなるが、吸放湿性は試料Ｎo.１、２、３に比して格段に劣り、比較試料Ｎo.２は多孔質充填材が添加されていないため、木炭とフレークとをあらかじめ混合して木炭がセメント微粒子によって性能を阻害されることを防止しようとしたが、強度、脱臭吸着性は不充分であった。これは木炭の性能がセメント微粒子によって阻害された結果であると思われる。
試料Ｎo.４は試料Ｎo.３の組成において、セメント、フレーク、木炭、多孔質充填材を一度に混合したものであり、試料Ｎo.３に比べると、若干強度および吸放湿性に劣る。
【００２７】
表３、４、５によれば試料１、２、３はＶＯＣ（空気汚染化学物質）吸着能に優れている。試料４は原料を同時混合したため、多孔質充填材の効果が十分発揮されなかったものと思われる。一方比較試料１、２は木炭あるいは多孔質充填材が添加されていないため、ＶＯＣ吸着能は試料４よりも劣る。
【００２８】
表６によればマイナスイオンの発生状態は試料１、２、３は良好であり、試料４は若干劣るが、これも原料同時混合の影響と思われる。また比較試料１、２は上記した通り、木炭あるいは多孔質充填材が添加されていないため、マイナスイオンの発生状態も試料４よりもやゝ劣る。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、吸放湿性、脱臭性、有害物質吸着性に優れ、人体に好影響を与えるマイナスイオンも多量に発生出来、しかも強度に優れた建築板が得られる。

Claims

長径５〜２５ mm のフレークを１５〜２５重量％、２ mm 以下の粒度に粉砕された炭素材を１０〜４０重量％、多孔質充填材を５〜３０重量％、残余はセメント系水硬性材料とした原料混合物を、該フレークと、該炭素材と、該多孔質充填材とをあらかじめ混合した上で該セメント系水硬性材料を添加することによって調製する工程と、
上記原料混合物を板材上に散布してマットをフォーミングする工程と、
上記マットを水分存在下で、圧締圧２．５〜６ＭＰ a で圧締し、５０〜９０℃で５〜１２時間養生して一次硬化する工程と、
上記養生されたマットを水分存在下で、室温で４日間以上常圧養生する、又は１３０〜１８０℃で８〜１２時間のオートクレーブ養生を行ない二次硬化する工程と
を含むことを特徴とする機能性建築板の製造方法。
長径５ mm 以下の微小フレークを１５〜２５重量％、２ mm 以下の粒度に粉砕された炭素材を１０〜４０重量％、多孔質充填材を５〜３０重量％、残余はセメント系水硬性材料としたフェイス層用の原料混合物を、該フレークと、該炭素材と、該多孔質充填材とをあらかじめ混合した上で該セメント系水硬性材料を添加することによって調製する工程と、
上記フェイス層用の原料混合物を板材上に散布してフェイスマットＡをフォーミングする工程と、
長径５〜２５ mm の粗大フレークを１５〜２５重量％、２ mm 以下の粒度に粉砕された炭素材を１０〜４０重量％、多孔質充填材を５〜３０重量％、残余はセメント系水硬性材料としたコア層用の原料混合物を、該フレークと、該炭素材と、該多孔質充填材とをあらかじめ混合した上で該セメント系水硬性材料を添加することによって調製する工程と、
上記コア層用の原料混合物を上記フェイスマットＡ上に散布してコアマットＢをフォーミングする工程と、
更に、上記フェイス層用の原料混合物を、フレークと、炭素材と、多孔質充填材とをあらかじめ混合した上でセメント系水硬性材料を添加することによって調製し、上記コアマットＢの上に散布してフェイスマットＡをフォーミングする工程と、
このようにして得られた三層構造のマットを水分存在下で、圧締圧２．５〜６ＭＰ a で圧締し、５０〜９０℃で５〜１２時間養生して一次硬化する工程と、
上記養生されたマットを水分存在下で、室温で４日間以上常圧養生する、又は１３０〜１８０℃で８〜１２時間のオートクレーブ養生を行ない二次硬化する工程と
を含むことを特徴とする三層構造を有する機能性建築板の製造方法。