JP4436906B2

JP4436906B2 - Extruded wood cement board

Info

Publication number: JP4436906B2
Application number: JP2003068143A
Authority: JP
Inventors: 和彦坂井; 晶志賀; 冨二夫片平
Original assignee: Nichiha Corp
Current assignee: Nichiha Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2004277194A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は押出成形によって製造される木質セメント板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば外壁材等に使用される木質セメント板は、セメントと、木質パルプとを主体とする原料混合物と水との混練物を平板形状に押出し成形する方法によって製造されている。
上記押出し成形にあっては、押出成形性を良好にするために、木質パルプの含水率や繊維長が重要なファクターとなる。
例えば特許文献１にあってはパルパーあるいはリファイナー等で開繊したパルプを含有水分率４０〜８０％に調整して原料混合物に配合しており、特許文献２にあっては、パルプを含水率２０〜５０％、ウエットボリューム３００〜５００ccに調整して原料混合物に配合している。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５６１４６５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２３３６５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の押出し成形無機質板に使用するパルプはいずれも湿式開繊されたものであるが、湿式開繊ではパルプを所定の含水率に調整するには、高含水率の場合には大量の脱水が必要となり、水分調整に手間がかゝる。また湿式開繊されたパルプは繊維長が余り短くならず、押出成形の際原料混練物の円滑な押出しを妨げる。
【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手段として、セメントと木質パルプとを主体とし、ケイ酸含有物質と木質セメント板廃材粉砕物が混合された原料混合物と水との混練物を押出成形することによって製造された木質セメント板であって、該木質セメント板廃材粉砕物は該原料混合物に４５質量％以下で混合されており、該木質パルプは含水率が３０〜５０質量％のブロックパルプを粉砕した後含水率が２０〜３５質量％になるように調整した、繊維長が０．５〜１．０ｍｍのフィブリル化したものであり、該原料混合物に２〜１０質量％で混合されている押出成形木質セメント板を提供するものである。
該木質パルプの繊維長は０．５〜１．０ｍｍで、フィブリル化したものであり、そのためには該ブロックパルプの粉砕はハンマーミルを使用して行なわれることが好ましい。そして該木質パルプは原料混合物に２〜１０質量％で混合される。
【０００６】
【作用】
本発明では乾燥パルプよりもかさ比重が小さいブロックパルプを粉砕することによって木質パルプを製造するので粉砕時間を短くすることが出来、かつ粉砕時の摩擦熱を低減することが出来、繊維長の適当な木質パルプが得られ易い。この場合ブロックパルプの含水率を３０〜５０質量％に調整すると、パルプの粉砕が容易になり、木質パルプはフィブリル化し易くなり、かつ好ましい繊維長の木質パルプが得られる。またブロックパルプは水分が飛散しにくゝ、木質パルプの要求される含水率である２０〜３５質量％に調整することも容易に出来る。上記好ましい繊維長は０．５〜１．０mmであるが、この範囲の繊維長のものを得るには、ハンマーミルによる粉砕が好適である。繊維長が０．５mmに満たない場合には、木質パルプによる補強効果は顕著でなく、また１．０mmを越えると混練物中のパルプ分散性が悪くなり、かつ押出成形性に悪影響がもたらされる。この範囲の繊維長の木質パルプは、補強効果もありかつ混練物の良好な押出成形性を保障する。
更に木質パルプの含水率が２０質量％に満たない場合には、木質パルプと他の粉体原料混合物との混合性が悪くなり、混練物中のパルプ分散性が悪くなり、３５質量％を越えると混練物の流動性が高くなり過ぎ、木質パルプと他の粉体原料とがだまとなり分散性が悪くなる。
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するセメントは、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】
本発明に使用する木質パルプは、亜硫酸パルプ、ソーダパルプ、クラフトパルプ等の化学パルプ、メカニカルパルプの何れも使用出来る。更に望ましい木質パルプとしては含水率が３０〜５０質量％のブロックパルプを粉砕し、該粉砕物の含水率を２０〜３５質量％になるように調整したものである。該木質パルプの望ましい繊維長は０．５〜１．０mmである。ブロックパルプとは製紙工程の途中でパルプがシート状ではなく立体的な塊として脱水されたものである。ブロックパルプの種類は好ましくはＮＢＫＰであるが、ＬＢＫＰが適量混入されても良い。ブロックパルプは上記範囲の含水率で好ましくはハンマーミルによって粉砕されると、粉砕、叩解が容易でパルプはフィブリル化する。該ブロックパルプは乾燥パルプに比べてかさ比重が小さいので粉砕が容易で粉砕時間が短くなる。
また得られた木質パルプを上記範囲の含水率にすれば、原料混練物中での分散性も良好になり、かつ混練物は押出成形に適度な流動性を有する。
更に該木質パルプの繊維長を上記範囲にすることによって補強効果が充分発揮されかつ混練物中の分散性も良好で押出成形性も向上させることが出来る。
上記木質パルプの水分調整は、通常送風乾燥、所望なれば熱風乾燥によって行われる。
【０００９】
上記成分以外、本発明においては、例えばシリカ粉、ケイ砂、ケイ石の粉末、水ガラス、ケイ藻土、ドロマイト、シリカヒューム、高炉スラグ、フライアッシュ、シラスバルーン、パーライト等のケイ酸含有物質や木質セメント板廃材粉砕物等が添加される。また更に吸水性ポリマー、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、メトキシセルロース、エトキシセルロース、アルギン酸塩、ポリアクリル酸塩等の水溶性高分子、プラスチック発泡体粉砕物、プラスチック発泡性ビーズの予備発泡体、プラスチック発泡性ビーズの完全発泡体、防水剤、撥水剤、顔料、染料等が添加されてもよい。
【００１０】
一般に上記木質パルプは原料混合物中２〜１０質量％、セメントとケイ酸含有物質との質量比は５０：５０〜７０：３０程度に設定される。また木質セメント板廃材粉砕物は原料混合物中４５質量％以下添加される。
【００１１】
木質セメント板を軽量化するためにはプラスチック発泡体を添加することが望ましい。このようなプラスチック発泡体は、プラスチック発泡体、特にプラスチック発泡体廃棄物の粉砕物、プラスチック発泡性ビーズの予備発泡体、プラスチック発泡性ビーズの完全発泡体等として添加される。上記プラスチック発泡体としては、例えばポリスチレン発泡体、ポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、フェノール樹脂発泡体、メラミン樹脂発泡体等がある。
【００１２】
押出成形の際の成形性を向上させるために、水溶性高分子を添加して混練物の流動性を改良したり、吸水性ポリマーを添加して混練物の保水性を大きくしたりすることが好ましい。
【００１３】
木質セメント板廃材粉砕物は木質補強材を含み、したがって該廃材粉砕物を使用すれば原料混合物中の木質補強材の添加量をその分減らすことが出来るし、またある程度の自己硬化性を有するので、ケイ酸含有物質と共に、あるいはケイ酸含有物質の一部に代えて使用すれば、得られる木質セメント板の強度を向上させることが出来る。木質補強材として木質パルプや木粉のような微細なものを使用した木質セメント板廃材粉砕物を用いれば、混練物の押出成形性は木質補強材によって阻害されることなく良好に保たれる。
【００１４】
上記原料混合物には水が添加され混練されるが、水の添加量は通常原料混合物１００質量部に対して４０〜７０質量部とされる。
【００１５】
上記混練物は押出機に充填され、該押出機のダイスから板状に押出されるが、押出圧力は通常０．５〜３ＭＰａの範囲に設定する。上記板状に押出された成形物は１００℃以下の加温加湿状態で一次養生され、１００℃以上の高温高圧蒸気で二次養生され、適宜乾燥される。
以下に本発明の実施例を記載する。
【００１６】
【実施例】
表１に示す配合の原料混練物を調製した。
表１示す実施例および比較例に使用した木質パルプを下記する。
〔実施例１〜３〕
含水率４０質量％のブロックパルプ（ＮＢＫＰ）をハンマーミルで粉砕叩解し、該粉砕物を含水率３０質量％に調整した。繊維長は０．７mmであった。
〔比較例１〕
実施例と同様にして粉砕物を作製するが、該粉砕物の含水率を１０質量％に調整した。
〔比較例２〕
実施例と同様にして粉砕物を作製するが、該粉砕物の含水率を４５質量％に調整した。
〔比較例３〕
平均繊維長が０．２mmのものを使用した。
〔比較例４〕
平均繊維長が２．０mmのものを使用した。
〔比較例５〕
実施例の木質パルプを使用した。
上記原料混練物を押出圧力１ＭＰａで押出成形し、押出成形体を６０℃の加温加湿状態で８時間一次養生し、該一次養生物をオートクレーブ内で１６０℃、５時間キープして二次養生し、その後更に１２０℃のドライヤーで数時間乾燥し押出成形木質セメント板を得た。該の木質セメント板の物性を測定した結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】

【００１８】
表１を参照すると、ブロックパルプ粉砕物の含水率を１０質量％（＜２０質量％）に調整したものを使用した比較例１は、木質パルプが試料中に均一に分散していないので、実施例に比べて耐凍性、表面性が若干劣り、該ブロックパルプ粉砕物の含水率を４５質量％（＞３５質量％）に調整したものを使用した比較例２は、木質パルプと他の粉体原料とがだまになる結果、密度にばらつきを生じ実施例に比べて耐凍性、表面性が若干劣り、平均繊維長が０．２mm（＜０．５mm）の木質パルプを使用した比較例３は木質パルプによる補強効果が充分ではなくなり、実施例に比べて耐凍性、表面性、寸法安定性のいずれにも劣り、平均繊維長が２mm（＞１．０mm）の木質パルプを使用した比較例４は混練物中の木質パルプの分散性が悪くなり、かつ押出成形がしにくゝなって実施例に比べて耐凍性、表面性、寸法安定性が著しく劣り、木質パルプを１２質量％（＞１０質量％）混合した比較例５は木質パルプの吸湿性によって実施例に比べて耐凍性、表面性、寸法安定性が著しく劣ることが認められた。
【００１９】
【発明の効果】
本発明では押出成形性の良好な、かつ高強度の押出成形木質セメント板が得られる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wood cement board manufactured by extrusion molding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a wood cement board used for an outer wall material or the like is manufactured by a method of extruding a kneaded mixture of a raw material mixture mainly composed of cement and wood pulp and water into a flat plate shape.
In the above extrusion molding, the moisture content and fiber length of the wood pulp are important factors in order to improve the extrusion moldability.
For example, in Patent Document 1, pulp opened with a pulper or refiner is adjusted to a moisture content of 40 to 80% and blended into the raw material mixture. In Patent Document 2, the pulp has a moisture content of 20 -50%, adjusted to a wet volume of 300-500 cc and blended into the raw material mixture.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2561465 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-233653
[Problems to be solved by the invention]
The pulp used in the above-mentioned conventional extruded inorganic board is all wet-opened, but in wet-opening, in order to adjust the pulp to a predetermined moisture content, a large amount of dehydration is required when the moisture content is high. Is necessary and takes time to adjust the moisture. In addition, the wet-opened pulp does not have a very short fiber length, and hinders smooth extrusion of the raw material kneaded product during extrusion molding.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-described conventional problems, the present invention extrudes a kneaded product of a raw material mixture in which a silicate-containing material and a wood cement board waste material pulverized material are mixed and water mainly composed of cement and wood pulp. The wood cement board waste material pulverized material is mixed with the raw material mixture at 45% by mass or less, and the wood pulp is a block pulp having a moisture content of 30 to 50% by mass. ground after the water content was adjusted to 20 to 35 wt%, Ri Monodea the fiber length was fibrillated 0.5 to 1.0 mm, it is mixed with 2-10 wt% to the raw material mixture An extruded wood cement board is provided.
The wood pulp has a fiber length of 0.5 to 1.0 mm and is fibrillated . For this purpose, the block pulp is preferably pulverized using a hammer mill. And the wooden quality pulp is mixed with 2-10 wt% to the raw material mixture.
[0006]
[Action]
In the present invention, a wood pulp is produced by pulverizing block pulp having a smaller bulk specific gravity than dry pulp, so that the pulverization time can be shortened and the frictional heat at the time of pulverization can be reduced. Wood pulp is easy to obtain. In this case, when the moisture content of the block pulp is adjusted to 30 to 50% by mass, the pulp is easily pulverized, the wood pulp is easily fibrillated, and a wood fiber having a preferable fiber length is obtained. The block pulp is less likely to scatter moisture, and can easily be adjusted to 20 to 35% by mass, which is the required moisture content of wood pulp. The preferred fiber length is 0.5 to 1.0 mm, but pulverization with a hammer mill is suitable for obtaining fiber lengths in this range. When the fiber length is less than 0.5 mm, the reinforcing effect by the wood pulp is not remarkable, and when it exceeds 1.0 mm, the pulp dispersibility in the kneaded product is deteriorated and the extrusion moldability is adversely affected. . Wood pulp with a fiber length in this range also has a reinforcing effect and ensures good extrudability of the kneaded product.
Further, when the moisture content of the wood pulp is less than 20% by mass, the mixing property between the wood pulp and the other powder raw material mixture is deteriorated, and the pulp dispersibility in the kneaded product is deteriorated, exceeding 35% by mass. And the fluidity of the kneaded product becomes too high, and the wood pulp and other powder raw materials become fooled and the dispersibility becomes worse.
The present invention is described in detail below.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The cement used in the present invention is, for example, Portland cement, or blast furnace cement in which blast furnace slag is mixed with Portland cement, fly ash cement in which fly ash is mixed, silica cement in which silica materials such as volcanic ash and white clay are mixed, alumina cement, blast furnace There is slag.
[0008]
The wood pulp used in the present invention can be any of chemical pulp such as sulfite pulp, soda pulp, kraft pulp, and mechanical pulp. A more preferable wood pulp is one obtained by pulverizing block pulp having a water content of 30 to 50% by mass and adjusting the water content of the pulverized product to 20 to 35% by mass. The desirable fiber length of the wood pulp is 0.5 to 1.0 mm. Block pulp is a pulp that is dehydrated as a three-dimensional lump, not in sheet form, during the papermaking process. The type of block pulp is preferably NBKP, but an appropriate amount of LBKP may be mixed. When the block pulp is pulverized with a moisture content in the above range, preferably by a hammer mill, the pulp is easily pulverized and beaten and becomes fibrillated. Since the block pulp has a smaller bulk specific gravity than the dried pulp, it is easy to grind and shorten the grinding time.
If the obtained wood pulp has a water content in the above range, the dispersibility in the raw material kneaded product is improved, and the kneaded product has an appropriate fluidity for extrusion molding.
Furthermore, when the fiber length of the wood pulp is within the above range, the reinforcing effect is sufficiently exhibited, the dispersibility in the kneaded material is good, and the extrusion moldability can be improved.
The water content of the wood pulp is usually adjusted by air drying, and hot air drying if desired.
[0009]
In addition to the above components, in the present invention, for example, silica-containing substances such as silica powder, silica sand, silica stone powder, water glass, diatomaceous earth, dolomite, silica fume, blast furnace slag, fly ash, shirasu balloon, pearlite, wood cement board waste material ground, etc. is Ru are added. Furthermore, water-absorbing polymers, water-soluble polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, methoxycellulose, ethoxycellulose, alginate and polyacrylate, pulverized plastic foam, pre-foamed plastic foam beads, plastic foam beads Complete foams, waterproofing agents, water repellents, pigments, dyes and the like may be added.
[0010]
In general, the wood pulp is set to 2 to 10% by mass in the raw material mixture, and the mass ratio of the cement and the silicic acid-containing substance is set to about 50:50 to 70:30. Further, the pulverized wood cement board waste material is added in an amount of 45% by mass or less in the raw material mixture.
[0011]
In order to reduce the weight of the wood cement board, it is desirable to add a plastic foam. Such a plastic foam is added as a plastic foam, in particular as a pulverized product of plastic foam waste, a pre-foam of plastic foam beads, a complete foam of plastic foam beads, and the like. Examples of the plastic foam include polystyrene foam, polyethylene foam, polypropylene foam, phenol resin foam, and melamine resin foam.
[0012]
In order to improve the moldability during extrusion molding, a water-soluble polymer may be added to improve the fluidity of the kneaded product, or a water-absorbing polymer may be added to increase the water retention of the kneaded product. preferable.
[0013]
Wood cement board waste pulverized material contains wood reinforcing material. Therefore, if this waste material pulverized material is used, the amount of wood reinforcing material added to the raw material mixture can be reduced by that amount, and it has a certain degree of self-curing property. If used together with a silicic acid-containing substance or in place of a part of the silicic acid-containing substance, the strength of the obtained wood cement board can be improved. If a wood cement board waste material pulverized material using a fine material such as wood pulp or wood powder is used as the wood reinforcing material, the extrudability of the kneaded material is well maintained without being hindered by the wood reinforcing material.
[0014]
Water is added to the raw material mixture and kneaded, and the amount of water added is usually 40 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material mixture.
[0015]
The kneaded product is filled in an extruder and extruded from the die of the extruder into a plate shape, and the extrusion pressure is usually set in the range of 0.5 to 3 MPa. The molded product extruded into the plate shape is subjected to primary curing in a heated and humidified state of 100 ° C. or lower, secondary cured with high-temperature and high-pressure steam of 100 ° C. or higher, and appropriately dried.
Examples of the present invention will be described below.
[0016]
【Example】
A raw material kneaded material having the composition shown in Table 1 was prepared.
The wood pulp used in the examples and comparative examples shown in Table 1 will be described below.
[Examples 1-3]
Block pulp (NBKP) having a moisture content of 40% by mass was pulverized and beaten with a hammer mill, and the pulverized product was adjusted to a moisture content of 30% by mass. The fiber length was 0.7 mm.
[Comparative Example 1]
A pulverized product was prepared in the same manner as in Example, but the water content of the pulverized product was adjusted to 10% by mass.
[Comparative Example 2]
A pulverized product was prepared in the same manner as in the Examples, but the water content of the pulverized product was adjusted to 45% by mass.
[Comparative Example 3]
An average fiber length of 0.2 mm was used.
[Comparative Example 4]
An average fiber length of 2.0 mm was used.
[Comparative Example 5]
The wood pulp of the example was used.
The raw material kneaded product is extruded at an extrusion pressure of 1 MPa, the extruded product is primary cured for 8 hours in a heated and humidified state at 60 ° C., and the primary cured organism is kept in an autoclave at 160 ° C. for 5 hours for secondary curing. Thereafter, it was further dried with a dryer at 120 ° C. for several hours to obtain an extruded wood cement board. The results of measuring the physical properties of the wood cement board are shown in Table 1.
[0017]
[Table 1]

[0018]
Referring to Table 1, Comparative Example 1 in which the water content of the pulverized block pulp was adjusted to 10% by mass (<20% by mass) was conducted because the wood pulp was not uniformly dispersed in the sample. Comparative Example 2 using a pulverized block pulp whose water content was adjusted to 45% by mass (> 35% by mass) was slightly inferior to that of the example. As a result of the raw material being fooled, the density varied and the freezing resistance and surface properties were slightly inferior to those of the Example. Comparative Example 3 using wood pulp with an average fiber length of 0.2 mm (<0.5 mm) Comparative Example 4 using wood pulp with an average fiber length of 2 mm (> 1.0 mm), in which the reinforcing effect of wood pulp is not sufficient, and it is inferior to frost resistance, surface properties, and dimensional stability compared to the examples. Has a poor dispersibility of the wood pulp in the kneaded product, and The comparative example 5 in which wood molding is mixed with 12% by mass (> 10% by mass) is a poor hygroscopic property of the wood pulp because the extrusion molding is difficult and the frost resistance, surface property, and dimensional stability are significantly inferior to the examples. Thus, it was confirmed that the frost resistance, surface property, and dimensional stability were significantly inferior to those of the examples.
[0019]
【The invention's effect】
In the present invention, an extruded wood cement board having good extrudability and high strength can be obtained.

Claims

The cement and wood pulp as a main component, a wood cement board manufactured by extruding the kneaded mixture of the raw material mixture siliceous material and wood cement board waste pulverized material was mixed with water, the The pulverized wood cement board waste material is mixed in the raw material mixture at 45% by mass or less, and the wood pulp has a moisture content of 20 to 35% by mass after pulverizing block pulp having a moisture content of 30 to 50% by mass. was adjusted to, Ri Monodea the fiber length was fibrillated 0.5 to 1.0 mm, extruded wood cement board, characterized in that it is mixed with 2-10 wt% to the raw material mixture.

The extruded wood cement board according to claim 1 , wherein the block pulp is pulverized using a hammer mill.