JP4262395B2

JP4262395B2 - Manufacturing method for ceramics exterior materials

Info

Publication number: JP4262395B2
Application number: JP2000206762A
Authority: JP
Inventors: 和秀西沢
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002018824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば屋根材等に使用される窯業系外装材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からセメント等の水硬性無機材料とパルプ等の木質補強材料との原料混合物を板状に成形し、養生硬化せしめた窯業系外装材が提供されている。
該窯業系外装材は一般的に、該原料混合物を水に分散させたスラリーを抄造し、得られた抄造シートをメイキングロールに多層に巻取り積層し、得られた積層シートをメイキングロールから切出して抄造マットとし、該抄造マットを製品形状にカットして原体とし、該原体をプレス成形後一次養生、次いでオートクレーブ養生して硬化せしめ、乾燥することによって製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の製造方法にあっては、該原体をプレス成形した場合、板内の水はプレスによって中心から周辺の木口方向へ逃げるので、含水率は板の内側より周辺部の方が高くなる。この状態で原板を養生すると、含水率の高い板の周辺部において、養生中の水蒸気加熱によってパルプ等の木質補強材内部に含まれている水分が膨張し、その内部圧力によって板の周辺部が膨張する。更に膨張した板の周辺部に水蒸気が選択的に接触すると、水硬性無機材料がセメントの場合にはセメント水和物のカルシウムイオン等の硬化に関与する成分が拡散したり、表面に流出したりする。
【０００４】
以上ような理由によって、製品の周辺部の吸水性や乾燥収縮率が大きくなってこの部分にクラックが生ずると云う問題が起こる。
【０００５】
【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、水硬性無機材料と木質補強繊維とを含む原料混合物のスラリーを抄造して抄造マット(11)をフォーミングする工程１
該抄造マット(11)を所定の製品形状にカットした時に板の周辺部Ａ，Ｂに当たる部分をプリプレスし、この部分の含水率をその内側部分の含水率よりも低くする工程２
プリプレスした該抄造マット(11)を全体的に本プレスして該内側部分の水分を該プリプレス部分に移行させ、含水率を該抄造マット(11)全体に均一化する工程３
本プレス後の抄造マット(11)を所定の製品形状にカットすると共に養生硬化する工程４
以上の工程１，２，３，４からなる窯業系外装材の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【作用】
本発明では養生前の原体の周辺部と内側部分との含水率が略等しくなる。したがって養生硬化工程における板の周辺部の膨張は解消される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔水硬性無機材料〕
本発明に使用する水硬性無機材料とは、ケイ酸カルシウムを主成分とした水硬性の無機材料であり、このような無機材料としては、例えばポルトランドセメント、あるいはポルトランドセメントに高炉スラグを混合した高炉セメント、フライアッシュを混合したフライアッシュセメント、火山灰や白土等のシリカ物質を混合したシリカセメント、アルミナセメント、高炉スラグ等がある。
【０００８】
〔木質補強繊維〕
本発明で使用する木質補強繊維としては、例えばクラフトパルプ、木質パルプ、木質繊維、木質繊維束等がある。該木質補強繊維は木材チップを望ましくは蒸煮した後、解繊機によって解繊することによって製造されるが、木材チップに代えてハードボード、インシュレーションボード、合板等の木質板のスクラップをチップ化し、これを望ましくは蒸煮した後、解繊機によって解繊してもよい。
望ましい木質補強繊維のサイズは径０．１〜２．０mm、長さ１〜５０mmの範囲のものであって、平均径０．５mm、平均長が３０mmのものである。
【０００９】
〔その他の成分〕
本発明の窯業系外装材の成形材料には、上記水硬性無機材料および木質補強繊維以外の成分として、骨材、特にケイ砂、ケイ石粉等が使用され、上記軽量骨材としてはパーライト、シラスバルーン、膨張頁岩、膨張粘度、焼成ケイ藻土、フライアッシユ、ガラスバルーン等が使用される。また塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、硫酸アルミニウム、水ガラス等の硬化促進剤、バーミキュライト、ワラストナイト、ベントナイト等の鉱物粉末、木質繊維セメント板のような木質セメント板の廃材の粉砕物（リジェクト）、ワックス、パラフィン、シリコン等の防水剤、合成樹脂エマルジョン等の補強材、発泡性熱可塑性プラスチックビ−ズ、プラスチック発泡体等が添加されてもよい。
上記例示は本発明を限定するものではない。
【００１０】
〔調合〕
本発明の窯業系外装板の原料混合物の調合において、上記水硬性無機材料は５５〜９０重量％であるのが好ましく、上記木質補強繊維は２〜６重量％であるのが好ましく、上記その他の成分として硬化促進剤を例えば水ガラスの場合で０．５〜３重量％、望ましくは１．０重量％を添加する。
上記原料混合物中、木質補強繊維の混合物比が２重量％未満では該木質補強繊維による補強効果は十分でなくなり、該木質補強繊維の混合比が６重量％を超えると、相対的に水硬性無機材料の量が少なくなるため、該窯業系外装材の固結が阻害され、かえって強度が低下する傾向にある。
【００１１】
〔板状成形体の製造方法〕
本発明の窯業系外装材を製造するには湿式抄造法が適用される。
湿式抄造法にあっては、上記水硬性無機材料と木質補強繊維および所望によりその他成分との原料混合物を水に分散させて原料スラリーを調合し、該原料スラリーを抄造して得られた抄造シートをメイキングロールに多層に巻取り積層し、該積層シートをメイキングロールから所定寸法に切出して抄造マットとする（工程１）。該抄造マットを所定の製品形状にカットした時に板の周辺部Ａ，Ｂに当たる部分をプリプレスする（工程２）。上記プリブレスは例えばロールプレス、棒プレス等を使用し、該抄造マットを通常５０〜１００ kgf／cm²の圧力でプレスする。この場合通常該プレスの巾は５〜２０mmの範囲に設定することが望ましい。このプリプレスによって、プリプレス部分の含水率はその内側部分よりも低くなる。次いで該抄造マットを通常２００〜２５０ kgf／cm²の圧力で全体的に本プレスする（工程３）。この本プレスによってプリプレス部分の内側部分の水分は該プリプレス部分に移行し、含水率は該抄造マット全体に均一化する。本プレス後４０〜６０℃、２０〜３０時間程度の一次養生を行ない一次硬化体とする。該一次硬化体は所定の製品形状にカットされ、カットされた一次硬化体は複数枚積重ねられてオートクレーブ養生される（工程４）。養生条件は通常１５０〜１９０℃、１０〜１４時間程度とする。
オートクレーブ養生後は該最終硬化体は乾燥され、所望なればその表面には塗装が施される。
【００１２】
〔実施例〕
下記混合の原料混合物を調製した。
セメント４２．５重量％
ケイ砂４２．５重量％
パルプ５．０重量％
ワラストナイト１０．０重量％
上記原料混合物を水に分散させて１０重量％濃度のスラリーを調製し、フローオン方式によって抄造し、抄造シートはメイキングロールによって８層に巻取り該積層シートをメイキングロールから所定寸法に切出して抄造マット(1) とした。図１に示すように該抄造マット(1) を矢印抄造方向に平行に８区分に分けた（区分１，２，７，８は夫々巾１０mm、区分３〜６は残りの巾を均等に分けた）各区分の含水率を測定した。その結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
表１に示すように抄造マット(1) の含水率は全体的に略均一である。該抄造マット(1) は例えばロータリーカッターにより、図２に示すように連凧形状に打抜かれた。該連凧形状の抄造マット(11)はまずロールプレスによって図３に示すように凧部分の両端部Ａをプリプレスし、更にロールプレスによって図４に示すように凧部分の前後端部Ｂをプリプレスした (工程３) 。上記プリプレスは圧力５０ kgf／cm²、プレス巾は１５mmに設定した。このプリプレスによってマット内の水分は図３、図４の矢印に示すようにプリプレス部分の内側に移行する。プリプレス後の各区分の含水率を測定した結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】

【００１６】
表２に示すようにプリプレスによりマット(11)の端部分の含水率は内側部分の含水率よりも低くなる。その後２００〜２５０kgf／cm²の圧力で全面的に本プレスした。上記本プレスにあっては、図５に示すように上型(2A)と下型(2B)とからなる本プレス型(2)の上型(2A)の型面形状を、プリプレス部分Ａ，Ｂが凹形状になっているマット(11)の表面形状に沿った形状とし、マット(11)全面的に均一に圧力が及ぼされるようにする。このような本プレスによって内側部分の水分がプリプレス部分Ａ，Ｂに移行する。該上型(2A)の型面形状を単に平面状にすると、最初に内側部分のみに圧力が及ぼされるので、該内側部分の水分が過剰にプリプレス部分Ａ，Ｂに移行することとなる。本プレスにおいては該上型 (2A) は更に下降しプリプレス部分Ａ，Ｂにも圧力を及ぼすので、該プリプレス部分Ａ，Ｂの周辺から脱水され、マットの含水率にむらが生ずる。本プレス後の各区分の含水率を表３に示す。
【００１７】
【表３】

【００１８】
表３に示すように本プレス後はマット全体的に含水率が均一化する。
本プレス後は５０℃、２４時間の一次養生を施し、図６に示すように打抜きによって最終の製品形状に打抜いて製品原体(21)を得た。
その後、該製品原体(21)を複数段積重ねて水蒸気圧８．０ kgf／cm²、１７０℃、１２時間のオートクレーブ養生を行った。オートクレーブ養生後は乾燥して製品とした。
【００１９】
〔比較例〕
実施例と同様にして抄造マットをフォーミングした。フォーミング後の各区分の含水率を表４に示す。
【００２０】
【表４】

【００２１】
表４に示すように抄造マットの含水率分布は実施例 (表１) と同様である。この抄造マットを連凧形状に打抜き、プリプレスを行なうことなく実施例と同様な本プレス、養生硬化を行なって試料を製造した。本プレス後の各区分の含水率は表５に示すように、端部分が内側部分よりも高くなっている。
【００２２】
【表５】

【００２３】
上記実施例の試料と比較例の試料との物性を比較したデータを表６に示す。
【００２４】
【表６】

【００２５】
表６をみれば、実施例は内側部分と周辺部分との比重が略同等であるが、比較例では内側部分よりも周辺部分の比重が小さくなり、比較例は実施例よりも周辺部分において曲げ強度に劣り、実施例では厚み膨潤率は内側部分と周辺部分とでは略同等であるが、比較例は周辺部分の厚み膨潤率は内側部分よりも１．５倍程度大きく、吸水・乾燥の繰返しサイクル試験では３サイクルでクラックの発生が認められた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では全体的に比重が一様で周辺部にクラックの生じない窯業系外装材が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１〜図６は本発明の一実施例である。
【図１】抄造マットの区分説明平面図
【図２】連凧形状に打抜いた抄造マットの部分平面図
【図３】両端部Ａプリプレス後の部分平面図
【図４】前後部Ｂプリプレス後の部分平面図
【図５】本プレス状態説明図
【図６】製品原体に打抜きした状態の側面図
【符号の説明】
1,11 抄造マット
Ａ両端部
Ｂ前後端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic exterior material used for, for example, a roofing material.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, ceramic-type exterior materials have been provided in which a raw material mixture of a hydraulic inorganic material such as cement and a wood reinforcing material such as pulp is formed into a plate shape and cured and cured.
The ceramic-type exterior material generally forms a slurry in which the raw material mixture is dispersed in water, winds and laminates the obtained paper sheet in multiple layers on a making roll, and cuts out the obtained laminated sheet from the making roll. It is manufactured by cutting the paper-making mat into a product shape to obtain a base material, press-molding the base material, followed by primary curing, followed by autoclave curing, curing, and drying.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional manufacturing method, when the raw material is press-molded, the water in the plate escapes from the center toward the peripheral lip by the press, so that the moisture content is higher in the peripheral portion than in the inner side of the plate. . When the original plate is cured in this state, moisture contained in the wood reinforcing material such as pulp is expanded by steam heating during curing in the peripheral portion of the plate having a high moisture content, and the internal pressure causes the peripheral portion of the plate to be expanded. Inflate. Furthermore, when water vapor selectively contacts the periphery of the expanded plate, when the hydraulic inorganic material is cement, components involved in hardening such as calcium ions of cement hydrate diffuse or flow out to the surface. To do.
[0004]
For the above reasons, there arises a problem that the water absorption and the drying shrinkage rate of the peripheral portion of the product are increased and cracks are generated in this portion.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, as means for solving the above-mentioned conventional problems, a process 1 for forming a paper mat (11) by paper-making a slurry of a raw material mixture containing a hydraulic inorganic material and a wood reinforcing fiber
Step 2 of pre-pressing the portion corresponding to the peripheral portions A and B of the plate when the paper mat (11) is cut into a predetermined product shape, and lowering the moisture content of this portion to the moisture content of the inner portion
Step 3 in which the pre-pressed paper-making mat (11) is fully pressed to transfer the moisture in the inner part to the pre-pressed portion, and the water content is made uniform throughout the paper-making mat (11).
Step 4 of cutting the paper-making mat (11) after this press into a predetermined product shape and curing and curing
The manufacturing method of the ceramics-type exterior material which consists of the

above processes

1, 2, 3, and 4 is provided.
[0006]
[Action]
In this invention, the moisture content of the peripheral part and inner part of the raw material before curing becomes substantially equal. Therefore, the expansion of the peripheral part of the plate in the curing and curing process is eliminated.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
[Hydraulic inorganic material]
The hydraulic inorganic material used in the present invention is a hydraulic inorganic material mainly composed of calcium silicate. Examples of such an inorganic material include Portland cement, or a blast furnace obtained by mixing Portland cement with blast furnace slag. Examples include cement, fly ash cement mixed with fly ash, silica cement mixed with silica materials such as volcanic ash and white clay, alumina cement, and blast furnace slag.
[0008]
[Wooden reinforcement fiber]
Examples of the wood reinforcing fiber used in the present invention include kraft pulp, wood pulp, wood fiber, and wood fiber bundle. The wood reinforcing fiber is preferably produced by steaming wood chips and then defibrating with a defibrating machine, but instead of wood chips, scraps of wood boards such as hardboards, insulation boards and plywood are chipped, This may be desirably steamed and then defibrated by a defibrator.
Desirable sizes of the wood reinforcing fibers are those having a diameter of 0.1 to 2.0 mm and a length of 1 to 50 mm, and an average diameter of 0.5 mm and an average length of 30 mm.
[0009]
[Other ingredients]
In the molding material of the ceramics-type exterior material of the present invention, aggregates, particularly silica sand, quartzite powder, etc. are used as components other than the above-mentioned hydraulic inorganic materials and wood reinforcing fibers, and the above-mentioned lightweight aggregates are pearlite, shirasu. Balloons, expanded shale, expanded viscosity, calcined diatomaceous earth, fly ash, glass balloons and the like are used. Also, hardening accelerators such as magnesium chloride, magnesium sulfate, calcium chloride, calcium sulfate, sodium aluminate, potassium aluminate, aluminum sulfate, water glass, mineral powders such as vermiculite, wollastonite, bentonite, and wood fiber cement boards A crushed product (reject) of waste wood cement board, a waterproofing agent such as wax, paraffin and silicone, a reinforcing material such as a synthetic resin emulsion, a foaming thermoplastic bead, a plastic foam, etc. may be added. .
The above examples are not intended to limit the present invention.
[0010]
[Formulation]
In the preparation of the raw material mixture of the ceramics-type exterior plate of the present invention, the hydraulic inorganic material is preferably 55 to 90% by weight, the wood reinforcing fiber is preferably 2 to 6% by weight, and the other In the case of water glass, for example, 0.5 to 3% by weight, preferably 1.0% by weight, is added as a curing accelerator as a component.
In the raw material mixture, if the mixture ratio of the wood reinforcing fibers is less than 2% by weight, the reinforcing effect by the wood reinforcing fibers is not sufficient, and if the mixture ratio of the wood reinforcing fibers exceeds 6% by weight, it is a relatively hydraulic inorganic Since the amount of the material is reduced, consolidation of the ceramic-type exterior material is hindered, and the strength tends to decrease.
[0011]
[Manufacturing method of plate-shaped body]
A wet papermaking method is applied to manufacture the ceramic-type exterior material of the present invention.
In the wet papermaking method, a papermaking sheet obtained by making a raw material slurry by dispersing a raw material mixture of the above-mentioned hydraulic inorganic material, wood reinforcing fiber and optionally other components in water, and making the raw material slurry Is wound and laminated on a making roll in multiple layers, and the laminated sheet is cut out from the making roll to a predetermined size to obtain a papermaking mat (step 1). When the papermaking mat is cut into a predetermined product shape, the portions corresponding to the peripheral portions A and B of the plate are pre-pressed (step 2). For example, a roll press or a bar press is used for the pre-breath, and the papermaking mat is usually pressed at a pressure of 50 to 100 kgf / cm ² . In this case, it is usually desirable to set the width of the press in the range of 5 to 20 mm. By this prepress, the moisture content of the prepress portion is lower than that of the inner portion. Next, the papermaking mat is generally fully pressed at a pressure of usually 200 to 250 kgf / cm ² (step 3). With this press, the moisture in the inner portion of the prepress portion is transferred to the prepress portion, and the moisture content is made uniform throughout the papermaking mat. After this press, primary curing is performed at 40 to 60 ° C. for about 20 to 30 hours to obtain a primary cured body. The primary cured body is cut into a predetermined product shape, and a plurality of the cut primary cured bodies are stacked and cured in an autoclave (step 4). The curing conditions are usually 150 to 190 ° C. and about 10 to 14 hours.
After the autoclave curing, the final cured product is dried, and if desired, the surface is painted.
[0012]
〔Example〕
The following raw material mixture was prepared.
Cement 42.5% by weight
Silica sand 42.5% by weight
Pulp 5.0% by weight
Wollastonite 10.0% by weight
The above raw material mixture is dispersed in water to prepare a slurry having a concentration of 10% by weight. Paper is made by a flow-on method, and the paper sheet is rolled up into 8 layers by a making roll, and the laminated sheet is cut out from the making roll to a predetermined size. Matt (1) was used. As shown in FIG. 1, the paper mat (1) was divided into 8 sections parallel to the arrow paper making direction (

sections

1, 2, 7, and 8 were each 10 mm wide, and sections 3 to 6 were equally divided into the remaining widths. E) The moisture content of each category was measured. The results are shown in Table 1.
[0013]
[Table 1]

[0014]
As shown in Table 1, the moisture content of the papermaking mat (1) is substantially uniform as a whole. The papermaking mat (1) was punched into a continuous shape as shown in FIG. 2 by, for example, a rotary cutter. As shown in FIG. 3, the continuous paper-making mat (11) is pre-pressed at both ends A of the heel portion as shown in FIG. 3, and is further pre-pressed at the front and rear ends B of the heel portion as shown in FIG. (Step 3). The prepress was set to a pressure of 50 kgf / cm ² and a press width of 15 mm. By this prepress, the moisture in the mat moves to the inside of the prepress portion as shown by the arrows in FIGS. Table 2 shows the results of measuring the moisture content of each section after pre-pressing.
[0015]
[Table 2]

[0016]
As shown in Table 2, the moisture content of the end portion of the mat (11) is lower than the moisture content of the inner portion by prepress. Thereafter, the entire pressing was performed at a pressure of 200 to 250 kgf / cm ² . In the present press, as shown in FIG. 5, the shape of the upper die (2A) of the present press die (2) composed of the upper die (2A) and the lower die (2B) is changed to the prepress portion A, B is formed in a shape along the surface shape of the mat (11) having a concave shape so that pressure is uniformly applied to the entire surface of the mat (11). Such a press causes the moisture in the inner portion to move to the prepress portions A and B. If the mold surface shape of the upper mold (2A) is simply flat, first, pressure is applied only to the inner part, so that moisture in the inner part excessively moves to the prepress parts A and B. This upper mold is in the press (2A) is further lowered prepress section A, since also exert pressure on B, the prepress section A, is near or et dehydration of B, unevenness occurs in the moisture content of the mat. Table 3 shows the moisture content of each section after the press.
[0017]
[Table 3]

[0018]
As shown in Table 3, the moisture content becomes uniform throughout the mat after the press.
After this pressing, primary curing was performed at 50 ° C. for 24 hours, and as shown in FIG. 6, the product was punched into a final product shape to obtain an original product (21).
Thereafter, the product base (21) was stacked in a plurality of stages and subjected to autoclave curing at a steam pressure of 8.0 kgf / cm ² and 170 ° C. for 12 hours. After curing the autoclave, it was dried to obtain a product.
[0019]
[Comparative example]
The papermaking mat was formed in the same manner as in the example. Table 4 shows the moisture content of each section after forming.
[0020]
[Table 4]

[0021]
As shown in Table 4, the moisture content distribution of the papermaking mat is the same as in the example (Table 1). The papermaking mat was punched into a continuous shape, and a sample was manufactured by performing the main press and curing curing similar to the examples without performing prepress. As shown in Table 5, the moisture content of each section after the press is higher at the end portion than at the inner portion.
[0022]
[Table 5]

[0023]
Table 6 shows data comparing the physical properties of the sample of the above example and the sample of the comparative example.
[0024]
[Table 6]

[0025]
According to Table 6, the specific gravity of the inner part and the peripheral part in the example is substantially equal, but in the comparative example, the specific gravity of the peripheral part is smaller than that of the inner part, and the comparative example is bent in the peripheral part than in the example. Although it is inferior in strength, in the examples, the thickness swelling rate is substantially the same in the inner portion and the peripheral portion, but in the comparative example, the thickness swelling rate in the peripheral portion is about 1.5 times larger than the inner portion, and repeated water absorption and drying In the cycle test, cracks were observed in 3 cycles.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, a ceramic-type exterior material having a uniform specific gravity as a whole and free from cracks in the peripheral portion can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1 to 6 show an embodiment of the present invention.
[Fig. 1] Fig. 2 is a plan view of a section of a paper mat. Fig. 2 is a partial plan view of a paper mat that has been punched into a continuous shape. [Fig. 3] is a partial plan view after both ends A are pre-pressed. [Fig.5] This press state explanatory diagram [Fig.6] Side view of the product punched out [Explanation of symbols]
1,11 Paper mat A Both ends B Front and rear ends

Claims

Step 1 of forming a paper mat by making a slurry of a raw material mixture containing a hydraulic inorganic material and a wood reinforcing fiber
Step ² of pre-pressing a portion corresponding to the periphery of the plate when the paper mat is cut into a predetermined product shape with a pressure of 50 to 100 kgf / cm ² , and lowering the moisture content of this portion to the moisture content of the inner portion
The pre-pressed paper mat is fully pressed at a pressure of 200 to 250 kgf / cm ² using a mold surface having a shape conforming to the surface shape of the paper mat , and moisture in the inner part is removed from the pre-press part. Step 3 in which the moisture content is made uniform throughout the papermaking mat.
Step 4 of cutting the papermaking mat after the press into a predetermined product shape and curing and curing
A method for producing a ceramics-type exterior material comprising the steps 1, 2, 3, and 4 described above.