JP4449237B2

JP4449237B2 - Manufacturing method of inorganic cement board

Info

Publication number: JP4449237B2
Application number: JP2001071531A
Authority: JP
Inventors: 聰大高; 康彦佐田国; 優忠井東; 吉雄松原
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP2002274925A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、付形性に優れた厚物サイディングボードの製造方法の開発を目的とする。本発明の方法で製造された厚物サイディングボードは、建造物内外壁として好適に使用出来る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無機質セメント板は、生産性の面で優れた抄造法（ハチェック法、長網法）、押出し法、脱水プレス法などの湿式製造方式で製造されている。
しかしながら、上記湿式法で形成されたグリーンシートを成形プレス或いは成形ロールで加圧成形して凹凸模様を付与する場合、深く鋭い凹凸模様の形成が困難であるという欠点が在った。また、加圧成形時にろ過水が大量に発生し、環境保全を考慮した水処理を実施すると、製造コストがアップするといった問題も在った。
【０００３】
一方、深く鋭い凹凸模様の付与が可能で、且つ、加圧成形時にろ過水の発生のない無機質製造板の製造方法として、木片セメント板を製造する乾式法が提案されているが（例えば、特開平３−１３１５５４号公報）、主に木片を補強材料として使用するため、寸法安定性が悪く、板が反ったり、あばれが生じて、外壁としての役割を果たせないという欠点が在った。また、木片から溶出する硬化阻害物質による硬化不良を防止するため、硬化促進剤を添加する必要が在り、材料コストがアップするという問題が在った。木片に代えてパルプ繊維を使用する方法が提供されているが（例えば、特開昭６３−２５６５６０号、同６３−２５６５６１号、同５６−６３８５８号の各公報）、パルプ繊維の補強効果が十分でなく、軽量で強度的にも優れた無機質セメントを与えるものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鬆、欠陥発生量が非常に少ないことは勿論のこと、深い凹凸模様形成も可能にする良好な付形性を有し、特性的には寸法変化率が０．１％程度と小さく且つ強度的にも優れた無機質セメント板と、このセメント板を与える製造方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、適切量の水の存在下で予め解繊したパルプを混入した無機質セメント板が上記課題を解決したセメント板となり得ることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、繊維長０．５〜６ｍｍのウエットパルプ量の２〜８質量倍の水の存在下でウエットパルプに水を吸収させた後、プローシェアーミキサーに投入して解繊する工程と、解繊したウエットパルプ４〜２０質量部に、セメントとフライアッシュと珪石とパーライトとを含む無機質成分をパルプとの合量が１００質量部となるように添加して混合する工程と、混合物を散布してマットを形成させ、得られたマットに模様型板を重ねて加圧成形した後オートクレーブ養生する工程とを含むことを特徴とする、無機質セメント板の製造方法に関する。以下に、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の無機質セメント板では、補強材としてパルプ繊維を使用することを特徴とするが、パルプ繊維には他成分との混合に先立ち、湿った状態下で解繊処理を施して置くことが必要である。乾燥状態下で解繊されたドライパルプは使用できない。
解繊処理はミキサーで行うが、その際、水を存在させて繊維の凝集力を低減させて置く必要が在る。水量はパルプ量の２〜８質量倍とする。水の量がパルプ量の２質量倍より少ないと、解繊が十分に進まず、これは後工程で毛玉となり、最終製品に残ってくることになる。また、セメントの硬化に十分な水が存在しないため強度が十分に発生しない。一方、水量がパルプ量の８質量倍より大であると、解繊に対する効果は頭打ちに成るのに、他成分を混合した後の成形時に、成型不良を招くだけでなく強度低下をも招き、当然のことながら有害物除外処理の必要なろ過水の量が増えるので好ましくない。
【０００７】
解繊処理と原料混合を別容器で行う事も出来るが、両容器を兼用させ、パルプ解繊処理の後、同一容器内にセメント等の他成分を添加して、混合するのが便利な方法である。
【０００８】
本発明において、湿った状態下でのパルプの解繊及びそれに続く無機質粉末との混合に好適に使用できるミキサーの種別は限定されないが、好適に使用出来るミキサー種としてプローシェアーミキサーを挙げることができる。このミキサーは、横形円筒混合ドラムの一種であるが、ドラム中央を貫通する回転軸には複数個のプローシェアー（plough share：すきの刃型ショベル羽根）が配置されていることと、混合ドラムの下部内壁上の、垂直方向では回転軸中心から４５度の方向で、水平方向では、隣り合うプローシェアーの中間に当る位置に設けられた独立駆動チョッパーを備えていることを特徴としたものであり、ウエットパルプの解繊は勿論のこと、所謂「ダマ」、「ママコ」として知られる粉体同士の凝集物の解砕にも効果が在る。
【０００９】
本発明で使用するパルプは、木材パルプ、竹パルプ、ボロパルプ、リンターパルプ等各種のものが使用可能であるが、生産量の９０％を占める木材パルプが、当然、最も好ましいものである。また、バージンパルプを使用する必要はなく、故紙から製造した回収パルプも特性的には何等問題無く、コストの面も勘案すると最も好ましい材料である。
また、ポリプロピレン、ポリエチレン等の人工有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の人工無機繊維も単独で又はパルプと併用して使用可能である。
【００１０】
本発明で使用するパルプの繊維長は特に限定されないが、０．５〜４０ｍｍ、好ましくは、０．５〜６ｍｍの範囲のものを使用することにより、無機質粉末との混合性に優れているだけでなく、特性的に優れたボードを得ることが可能となる。
【００１１】
補強材としてのパルプは、少ないと補強効果が発現しないし、一方、多すぎると、寸法安定性が低下すると共に、不燃性が損なわれることから、その添加量は絶乾状態で全体の４〜２０質量％、好ましくは６〜１２質量％とする。
【００１２】
本発明のサイディングボードを構成する無機質成分は、Ｃａ源としてのセメントに、Ｓｉ源を加えて形成されるケイ酸カルシウムを主成分とする水硬性無機物である。Ｃａ源としてのセメントとしては、例えば普通ポルトランド、早強ポルトランド、アルミナ、フライアッシュの各セメントを、また、Ｓｉ源としては、珪石粉、例えばフライアッシュ、石炭灰、珪砂、シリカフューム、珪藻土を挙げることができる。
本発明で使用されるＣａ源とＳｉ源の比は、ＣａＯ／ＳｉＯ₂モル比で表して、３０／７０〜７０／３０の範囲であり、好ましいのは、４０／６０〜６０／４０の範囲である。
【００１３】
また、軽量化を目的とし、パーライト、シラスバルーン、ガラスバルーン、発泡性熱可塑性プラスチックビーズを添加する事もできる。これ等発泡体の過度の添加はボード強度の低下を招くことから、その添加量は内割で２０質量％以下とする。
【００１４】
ミキサーで混合されたウエットパルプを含む原料混合物は、フォーミング装置で先ずコールプレート上に散布堆積されてフォーミングマットが作成される。該フォーミングマットは、プレスを使用し、１０〜５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力下で成形される。ボード表面に模様を付加する場合には、該フォーミングマットの上および／または下に模様型板を重ねて加圧成形する。
【００１５】
得られた成形体は、４０〜８０℃の温度下で６〜２０時間蒸気養生を行った後、オートクレーブ中において１６０〜１８０℃、６〜１０ｋｇ／ｃｍ²で４〜１０時間養生される。この後、含水率約１０％程度まで乾燥させて、成形体を得る。成形体には、必要に応じてシーラー処理、表面化粧を施して、商品となる。
【００１６】
【実施例】
以下では、本発明の方法による成形体製造の具体例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
（１）使用原料
次の無機系及び有機系原料を使用した。
・セメント：普通ポルトランドセメント
・フライアッシュ：ブレーン比表面積３８００ｃｍ²／ｇ
・珪砂：ブレーン比表面積４０００ｃｍ²／ｇ
・パーライト：粒径０．３ｍｍ、かさ比重０．２０
・ウエットパルプ：含水率３０％
・ドライパルプ：含水率２％以下
・木片：幅２〜３ｍｍ×長さ２００〜３００ｍｍ
【００１７】
（２）原料混合
予め、パルプ又は木片８質量部に、所定量の水を添加吸収させた後、プローシェアーミキサーへ投入して３分間混合し、解繊を行った。ミキサーは、フラット型チョッパー及び標準型ショベル羽根を装着した大平洋機構株式会社製のＷＢ型プローシェアーミキサーを使用した。
次いで、セメント６０質量部、フライアッシュ１２質量部、珪石粉１３質量部およびパーライト７質量部を添加し、更に３分間混合し、成形用混合物を得た。この混合方法をＡ方式と呼ぶ。
また、予めパルプに水を加えず、水４２質量部は、セメント、フライアッシュ等無機成分を添加する際に添加する以外はＡ方式と同じ混合方法（Ｂ方式）も検討した。
原料配合比及び混合方式については表１に示すが、水の添加量及び混合方式以外は、各例共通である。
【００１８】
（３）フォーミング、圧搾及び養生
混合物は、公知の風力フォーミングマシンを使用して、３００ｍｍ×３００ｍｍ×６０ｍｍのフォーミングマットを形成させた。
得られたフォーミングマットはプレスに設定し、３０ｋｇ／ｃｍ²の圧力下で圧搾し、成形体を得た。
【００１９】
（４）養生、乾燥
圧搾後の成形体は、加圧プレスに加圧・拘束された状態で、６０℃、湿度１００％の条件下で１６時間、加熱養生して一次養生を行った後、プレスから取り出した。一次養生物は、１７０℃の条件下で二次養生を行い、成形体を得た。
成形体は、含水率８％になるまで乾燥し、特性評価に供した。
【００２０】
（５）特性評価
供試体の特性評価は次の方法で行った。
・曲げ強度：ＪＩＳＡ５４２２「窯業系サイディング」に準拠した方法で測定した。
・寸法変化率：ＪＩＳＡ５４２２「窯業系サイディング」に準拠した方法で測定した。
・比重：測定寸法から計算した体積と重量から計算して求めた。
・板の外観を目視で観察し、表面均一性の判定を行った。
・付形性：表１に示す形状の、付形性角度の種々異なる模様型を使用して片面に溝を形成させたセメント板を作成し、溝部分に欠陥が観察されない最大付形性角度で示した。尚、模様型の溝深さは４ｍｍであり、付形性角度は５度刻みのものを使用した。
結果は、配合組成と共に表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
表１の結果から、予め適量の水と混練て解繊したパルプに無機質粉体を添加した本発明の無機質セメント板は、パルプの偏在が抑制され、優れた外観を持ち、寸法安定性、付形性及び強度に優れたものであることが分かる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
An object of the present invention is to develop a method for manufacturing a thick siding board having excellent shapeability. The thick siding board manufactured by the method of the present invention can be suitably used as a building inner / outer wall.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an inorganic cement board is manufactured by a wet manufacturing method such as a papermaking method (Hatchek method, long net method), an extrusion method, or a dewatering press method that is excellent in terms of productivity.
However, when the green sheet formed by the wet method is pressure-molded with a molding press or a molding roll to give a concavo-convex pattern, there is a drawback that it is difficult to form a deep and sharp concavo-convex pattern. In addition, a large amount of filtered water is generated at the time of pressure molding, and when water treatment is performed in consideration of environmental conservation, there is a problem that the manufacturing cost increases.
[0003]
On the other hand, a dry method for producing a wood cement board has been proposed as a method for producing an inorganic production board that can provide a deep and sharp concavo-convex pattern and that does not generate filtered water during pressure molding (for example, a special method). (Kaihei 3-131554 gazette), mainly because a piece of wood is used as a reinforcing material, the dimensional stability is poor, the board is warped or blown, and there is a disadvantage that it cannot serve as an outer wall. Moreover, in order to prevent the hardening defect by the hardening inhibitory substance eluted from a piece of wood, there existed a problem that it was necessary to add a hardening accelerator and the material cost increased. Although methods for using pulp fibers instead of wood chips are provided (for example, JP-A-63-256560, JP-A-63-256561, and JP-A-56-63858), the reinforcing effect of pulp fibers is sufficient. Moreover, it did not give an inorganic cement that is lightweight and excellent in strength.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has a good shapeability that enables formation of deep concavo-convex patterns, as well as extremely small amounts of voids and defects, and has a dimensional change rate of about 0.1%. An object of the present invention is to provide an inorganic cement board that is small and excellent in strength and a manufacturing method that provides the cement board.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has found that an inorganic cement board mixed with pulp defibrated in advance in the presence of an appropriate amount of water can be a cement board that solves the above problems, and has completed the present invention. That is, the present invention is, after absorbing water to wet pulp in the presence of 2 to 8 times the mass of water in the wet pulp of fiber length 0.5 to 6 mm, you fibrillation was poured into plowshare mixer Adding and mixing an inorganic component containing cement, fly ash, silica and pearlite to 4 to 20 parts by mass of the defibrated wet pulp so that the total amount of the pulp becomes 100 parts by mass; and The present invention relates to a method for producing an inorganic cement board, comprising: a step of spraying a mixture to form a mat; and a step of superposing a pattern template on the obtained mat to perform pressure molding, followed by autoclave curing. The present invention is described in detail below.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inorganic cement board of the present invention is characterized in that pulp fibers are used as a reinforcing material, but the pulp fibers need to be defibrated under wet condition prior to mixing with other components. It is. Dry pulp defibrated under dry conditions cannot be used.
The defibrating treatment is carried out with a mixer, but at that time, it is necessary to place water in a reduced state to reduce the cohesive strength of the fibers. The amount of water is 2 to 8 times the pulp amount. If the amount of water is less than 2 mass times the amount of pulp, defibration will not proceed sufficiently, and this will become a pill in the subsequent process and will remain in the final product. Further, since there is not enough water for the cement to harden, the strength is not sufficiently generated. On the other hand, if the amount of water is more than 8 mass times the amount of pulp, the effect on defibration will reach its peak, but not only will it cause molding defects but also a decrease in strength when molding after mixing other components, Naturally, this is not preferable because the amount of filtered water that needs to be excluded from harmful substances increases.
[0007]
Defibration treatment and raw material mixing can be performed in separate containers, but both containers can be used together, and after pulp defibration treatment, it is convenient to add and mix other components such as cement in the same container It is.
[0008]
In the present invention, the type of mixer that can be suitably used for defibration of pulp in a wet state and subsequent mixing with inorganic powder is not limited, but examples of a mixer type that can be suitably used include a pleushare mixer. . This mixer is a kind of horizontal cylindrical mixing drum, and a plurality of plow shares (plow share excavator blades) are arranged on the rotating shaft that penetrates the center of the drum. On the lower inner wall, it has an independent drive chopper provided at a position 45 degrees from the center of the rotation axis in the vertical direction and in the middle in the horizontal direction between adjacent pro-shears. In addition to the defibration of wet pulp, it is also effective for crushing agglomerates of powders known as “dama” and “mamakoko”.
[0009]
Various pulps such as wood pulp, bamboo pulp, boro pulp and linter pulp can be used as the pulp used in the present invention. Of course, wood pulp occupying 90% of the production amount is most preferable. Further, it is not necessary to use virgin pulp, and recovered pulp produced from waste paper is no problem in terms of characteristics, and is the most preferable material in consideration of cost.
Artificial organic fibers such as polypropylene and polyethylene, and artificial inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers can be used alone or in combination with pulp.
[0010]
The fiber length of the pulp used in the present invention is not particularly limited, but by using a pulp having a length of 0.5 to 40 mm, preferably 0.5 to 6 mm, it is only excellent in mixing with the inorganic powder. In addition, it is possible to obtain a board with excellent characteristics.
[0011]
When the amount of the pulp as the reinforcing material is small, the reinforcing effect is not expressed. On the other hand, when the amount is too large, the dimensional stability is lowered and the incombustibility is impaired. 20 mass%, preferably 6-12 mass%.
[0012]
The inorganic component constituting the siding board of the present invention is a hydraulic inorganic substance mainly composed of calcium silicate formed by adding a Si source to cement as a Ca source. As cement as Ca source, for example, ordinary Portland, early strength Portland, alumina, fly ash cement, and as Si source, silica stone powder, such as fly ash, coal ash, silica sand, silica fume, diatomaceous earth, is used. Can be mentioned.
The ratio of the Ca source and the Si source used in the present invention is in the range of 30/70 to 70/30, expressed as a CaO / SiO ₂ molar ratio, and preferably in the range of 40/60 to 60/40. It is.
[0013]
Further, for the purpose of weight reduction, pearlite, shirasu balloon, glass balloon, and foamed thermoplastic beads can be added. Since excessive addition of these foams causes a decrease in board strength, the addition amount is set to 20% by mass or less by internal percentage.
[0014]
A raw material mixture containing wet pulp mixed by a mixer is first spread and deposited on a coal plate by a forming device to form a forming mat. The forming mat is molded under a pressure of 10 to 50 kg / cm ² using a press. When a pattern is added to the board surface, a pattern template is overlaid on and / or below the forming mat and pressure molded.
[0015]
The obtained molded body is subjected to steam curing at a temperature of 40 to 80 ° C. for 6 to 20 hours, and then cured at 160 to 180 ° C. and ⁶ to 10 kg / cm ² for 4 to 10 hours in an autoclave. Thereafter, it is dried to a moisture content of about 10% to obtain a molded body. The molded body is subjected to sealer treatment and surface decoration as necessary to become a product.
[0016]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the production of a molded article by the method of the present invention.
(1) Used raw materials The following inorganic and organic raw materials were used.
・ Cement: Ordinary Portland cement ・ Fly ash: Blaine specific surface area 3800 cm ² / g
Silica sand: Blaine specific surface area 4000 cm ² / g
-Pearlite: particle size 0.3mm, bulk specific gravity 0.20
・ Wet pulp: moisture content 30%
・ Dry pulp: Moisture content 2% or less ・ Wood pieces: width 2 to 3 mm × length 200 to 300 mm
[0017]
(2) Raw material mixing After adding and absorbing a predetermined amount of water to 8 parts by mass of pulp or wood pieces in advance, the mixture was put into a pro-shear mixer and mixed for 3 minutes for defibration. As the mixer, a WB type pro-shear mixer manufactured by Taiheiyo Mechanism Co., Ltd., equipped with a flat type chopper and a standard type shovel blade was used.
Next, 60 parts by mass of cement, 12 parts by mass of fly ash, 13 parts by mass of silica powder and 7 parts by mass of pearlite were added and further mixed for 3 minutes to obtain a molding mixture. This mixing method is called A method.
In addition, water was not added to the pulp in advance, and 42 parts by mass of water was also studied in the same mixing method (B method) as the A method except that it was added when adding an inorganic component such as cement or fly ash.
The raw material blending ratio and the mixing method are shown in Table 1, except for the amount of water added and the mixing method.
[0018]
(3) The forming, pressing and curing mixture was formed into a 300 mm × 300 mm × 60 mm forming mat using a known wind forming machine.
The obtained forming mat was set in a press and squeezed under a pressure of 30 kg / cm ² to obtain a molded body.
[0019]
(4) After the curing and dry pressing, the molded body was heated and cured for 16 hours under conditions of 60 ° C. and 100% humidity in a state of being pressed and restrained by a pressure press. Removed from the press. The primary curative was subjected to secondary curing at 170 ° C. to obtain a molded body.
The molded body was dried until the water content became 8% and subjected to characteristic evaluation.
[0020]
(5) Characteristic evaluation The characteristic evaluation of the specimen was performed by the following method.
-Bending strength: It measured by the method based on JISA 5422 "ceramics system siding".
Dimensional change rate: Measured by a method in accordance with JISA 5422 “Ceramics Siding”.
Specific gravity: It was calculated from the volume and weight calculated from the measured dimensions.
-The appearance of the plate was visually observed to determine surface uniformity.
・ Shaping property: Creates a cement board with grooves formed on one side using pattern molds with various forming angles with the shapes shown in Table 1, and the maximum forming property angle at which no defects are observed in the groove portions. It showed in. The groove depth of the pattern mold was 4 mm, and the shapeability angle was 5 °.
The results are shown in Table 1 together with the composition.
[0021]
[Table 1]

[0022]
【The invention's effect】
From the results in Table 1, the inorganic cement board of the present invention, in which inorganic powder is added to pulp that has been kneaded with an appropriate amount of water in advance and added with inorganic powder, has excellent pulp appearance, excellent dimensional stability, It can be seen that it is excellent in formability and strength.

Claims

After absorbing water to wet pulp in the presence of 2 to 8 times the mass of water in the wet pulp of fiber length 0.5 to 6 mm, and the steps you fibrillation was poured into plowshare mixer,
Adding and mixing an inorganic component containing cement, fly ash, silica and pearlite to 4 to 20 parts by mass of the defibrated wet pulp so that the total amount of the pulp becomes 100 parts by mass; and
A method for producing an inorganic cement board, comprising: spraying a mixture to form a mat; and subjecting the obtained mat to pattern molding and press molding, followed by autoclave curing.

_{2. The} method for producing an inorganic cement plate according to claim 1, wherein a CaO / SiO ₂ molar ratio in the inorganic powder containing cement, fly ash, and silica is 30/70 to 70/30. 3.